JPH0961368A - 欠陥検査装置 - Google Patents
欠陥検査装置Info
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- JPH0961368A JPH0961368A JP7217917A JP21791795A JPH0961368A JP H0961368 A JPH0961368 A JP H0961368A JP 7217917 A JP7217917 A JP 7217917A JP 21791795 A JP21791795 A JP 21791795A JP H0961368 A JPH0961368 A JP H0961368A
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- Japan
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- light
- signal
- polarization
- polarization state
- photoelectric conversion
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】位相シフターの欠陥と光透過性の異物を検出で
きる欠陥検査装置を得ることを目的とする。 【解決手段】透過型と反射型の２つの微分干渉顕微鏡系
を設ける。透過型の微分干渉顕微鏡の検光子を例えば偏
光ビームスプリッタとして、ビームスプリッタの透過光
と反射光を検出し、それらの差動出力を得る。反射型も
同様にして差動出力を得る。そして２つの信号の相対強
度を調整する。調整後の２つの信号の差に基づいて欠陥
を検出する。
きる欠陥検査装置を得ることを目的とする。 【解決手段】透過型と反射型の２つの微分干渉顕微鏡系
を設ける。透過型の微分干渉顕微鏡の検光子を例えば偏
光ビームスプリッタとして、ビームスプリッタの透過光
と反射光を検出し、それらの差動出力を得る。反射型も
同様にして差動出力を得る。そして２つの信号の相対強
度を調整する。調整後の２つの信号の差に基づいて欠陥
を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は欠陥検査装置に関
し、特に半導体や液晶基板の製造工程で使用される光遮
光性の回路パターンが設けられたレチクルに付着した異
物（欠陥）を検出する欠陥検査装置や位相シフター付き
レチクル（光遮光性の回路パターンと位相物体の回路パ
ターンとが混在するレチクルを含む）の位相シフターの
欠陥及びシフター付きレチクルに付着した異物を検出す
る欠陥検査装置に関するものである。
し、特に半導体や液晶基板の製造工程で使用される光遮
光性の回路パターンが設けられたレチクルに付着した異
物（欠陥）を検出する欠陥検査装置や位相シフター付き
レチクル（光遮光性の回路パターンと位相物体の回路パ
ターンとが混在するレチクルを含む）の位相シフターの
欠陥及びシフター付きレチクルに付着した異物を検出す
る欠陥検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の位相シフター付きレチクルの欠陥
検査装置は例えばSPIE,Proceedingsseries Volume 225
4,"Photomask and X-ray Mask technology,"p.294〜301
に記載されているように位相シフターの位相量を測定
する装置であって、レチクル内の検査対象となる位相シ
フター部分を光学顕微鏡の視野内に位置させ、その視野
内のサンプリングされた１点の位相量を計るような位相
シフター付きレチクルの位相シフト量を測定する装置が
提案されていた。
検査装置は例えばSPIE,Proceedingsseries Volume 225
4,"Photomask and X-ray Mask technology,"p.294〜301
に記載されているように位相シフターの位相量を測定
する装置であって、レチクル内の検査対象となる位相シ
フター部分を光学顕微鏡の視野内に位置させ、その視野
内のサンプリングされた１点の位相量を計るような位相
シフター付きレチクルの位相シフト量を測定する装置が
提案されていた。
【０００３】したがって従来のこの種の装置では、１回
の検査ごとに、サンプリングされた１点ごとの検査結果
しか得られず検査時間が長いため、レチクル内のすべて
の位相シフターを検査することには不適当であった。ま
た、従来の欠陥検査装置では、光透過性の異物を十分な
検出感度で検出できないという問題点があった。
の検査ごとに、サンプリングされた１点ごとの検査結果
しか得られず検査時間が長いため、レチクル内のすべて
の位相シフターを検査することには不適当であった。ま
た、従来の欠陥検査装置では、光透過性の異物を十分な
検出感度で検出できないという問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明ではこのような
事情に鑑み、短時間で位相シフター付きレチクル内のす
べての位相シフターの位相差量の欠陥を検査し、加えて
露光に支障を来たす、異物などの汚染物 (欠陥) の検出
も同時に行える、位相シフター付きレチクルの欠陥検査
装置を得ることを目的とする。
事情に鑑み、短時間で位相シフター付きレチクル内のす
べての位相シフターの位相差量の欠陥を検査し、加えて
露光に支障を来たす、異物などの汚染物 (欠陥) の検出
も同時に行える、位相シフター付きレチクルの欠陥検査
装置を得ることを目的とする。
【０００５】また、光透過性の異物を検出できる欠陥検
査装置を得ることを目的とする。
査装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明では基板上の欠陥を検査する欠陥検査装置に
おいて、光源からの第１の光線を基板に向ける光学系
と；第１の光線を第１の偏光状態と第２の偏光状態の２
つの直線偏光の光線に分離する分離光学系と；２つの直
線偏光の光の位相差を調整する位相差調整手段と；２つ
の直線偏光の光線を集光し、基板内の所定領域内で２つ
の被照射点を形成する第１対物レンズと；基板から透過
方向に発生する少なくとも第１と第２の偏光状態の光線
を屈折する第２対物レンズと；第２対物レンズを通過し
た第１と第２の偏光状態の光線を合成し、第４の偏光状
態の第３の光線とする合成光学系と；基板で反射された
第１と第２の偏光状態の光線が第１対物レンズを介して
分離光学系に再び入射することで合成された第３の偏光
状態の第２の光線に合成され、該第２の光線を第４の光
線に変換する第１光学素子と；第３の光を第５の光線に
変換する第２光学素子と；第４の光線から第５の偏光状
態の光線と第６の偏光状態の光線とを選択する第１偏光
選択手段と；第５の光線から第７の偏光状態の光線と第
８の偏光状態の光線とを選択する第２偏光選択光学系
と；第５の偏光状態の光線を光電変換する第１光電変換
素子と；第６の偏光状態の光線を光電変換する第２光電
変換素子と；第７の偏光状態の光線を光電変換する第３
光電変換素子と；第８の偏光状態の光線を光電変換する
第４光電変換素子と；第１光電変換素子からの光電変換
信号と、第２光電変換素子からの光電変換信号の信号強
度の差である第１差信号を生成する第１差動回路と；第
３光電変換素子からの光電変換信号と、第４光電変換素
子からの光電変換信号の信号強度の差である第２差信号
を生成する第２差動回路と；第１差信号と第２差信号の
少なくとも一方の信号強度を調整する信号強度調整回路
と；２つの信号の少なくとも一方の信号強度を調整した
後、第１差信号と第２差信号との差である第３差信号を
生成する第３差動回路と；第３差信号を所定の閾値と比
較することにより２値化し、２値化信号を出力する２値
化回路と；２値化信号に基づいて、欠陥を検出する判定
回路とを備えた。
に、本発明では基板上の欠陥を検査する欠陥検査装置に
おいて、光源からの第１の光線を基板に向ける光学系
と；第１の光線を第１の偏光状態と第２の偏光状態の２
つの直線偏光の光線に分離する分離光学系と；２つの直
線偏光の光の位相差を調整する位相差調整手段と；２つ
の直線偏光の光線を集光し、基板内の所定領域内で２つ
の被照射点を形成する第１対物レンズと；基板から透過
方向に発生する少なくとも第１と第２の偏光状態の光線
を屈折する第２対物レンズと；第２対物レンズを通過し
た第１と第２の偏光状態の光線を合成し、第４の偏光状
態の第３の光線とする合成光学系と；基板で反射された
第１と第２の偏光状態の光線が第１対物レンズを介して
分離光学系に再び入射することで合成された第３の偏光
状態の第２の光線に合成され、該第２の光線を第４の光
線に変換する第１光学素子と；第３の光を第５の光線に
変換する第２光学素子と；第４の光線から第５の偏光状
態の光線と第６の偏光状態の光線とを選択する第１偏光
選択手段と；第５の光線から第７の偏光状態の光線と第
８の偏光状態の光線とを選択する第２偏光選択光学系
と；第５の偏光状態の光線を光電変換する第１光電変換
素子と；第６の偏光状態の光線を光電変換する第２光電
変換素子と；第７の偏光状態の光線を光電変換する第３
光電変換素子と；第８の偏光状態の光線を光電変換する
第４光電変換素子と；第１光電変換素子からの光電変換
信号と、第２光電変換素子からの光電変換信号の信号強
度の差である第１差信号を生成する第１差動回路と；第
３光電変換素子からの光電変換信号と、第４光電変換素
子からの光電変換信号の信号強度の差である第２差信号
を生成する第２差動回路と；第１差信号と第２差信号の
少なくとも一方の信号強度を調整する信号強度調整回路
と；２つの信号の少なくとも一方の信号強度を調整した
後、第１差信号と第２差信号との差である第３差信号を
生成する第３差動回路と；第３差信号を所定の閾値と比
較することにより２値化し、２値化信号を出力する２値
化回路と；２値化信号に基づいて、欠陥を検出する判定
回路とを備えた。
【０００７】また、基板上の欠陥を検査する欠陥検査装
置において、透過微分象と反射微分象を独立に検出する
顕微鏡ユニットと；前記透過微分象と反射微分象を独立
に光電変換し、透過微分信号と反射微分信号を生成する
光電変換系；透過微分信号と反射微分信号の相対的な強
度を調整する強度調整手段と；強度調整手段によって２
つのの相対的な強度を調整した後に、２つの信号の差信
号を生成し、差信号に基づいて欠陥を検出する判定回路
とを備えた。
置において、透過微分象と反射微分象を独立に検出する
顕微鏡ユニットと；前記透過微分象と反射微分象を独立
に光電変換し、透過微分信号と反射微分信号を生成する
光電変換系；透過微分信号と反射微分信号の相対的な強
度を調整する強度調整手段と；強度調整手段によって２
つのの相対的な強度を調整した後に、２つの信号の差信
号を生成し、差信号に基づいて欠陥を検出する判定回路
とを備えた。
【０００８】
【発明の実施の態様】まず、始めに本発明の原理を説明
する。 〔原理〕本発明は落射照明による観察と透過照明による
観察との両方の観察系を有する。図２に透過式の顕微鏡
の原理説明図を示す。同図の光学系は、振幅微分干渉顕
微鏡と強度微分干渉顕微鏡の両方を示しており、紙面の
都合上、光軸AXを二分割して表示している。点Ａと点
Ａ’は本来つながっていて矢印は光線の進行方向を示し
ている。
する。 〔原理〕本発明は落射照明による観察と透過照明による
観察との両方の観察系を有する。図２に透過式の顕微鏡
の原理説明図を示す。同図の光学系は、振幅微分干渉顕
微鏡と強度微分干渉顕微鏡の両方を示しており、紙面の
都合上、光軸AXを二分割して表示している。点Ａと点
Ａ’は本来つながっていて矢印は光線の進行方向を示し
ている。
【０００９】同図の（ａ）と（ｃ）の組み合わせで透過
照明の振幅微分顕微鏡となり、（ｂ）と（ｃ）の組み合
わせで透過照明の強度微分顕微鏡となる。これらの二つ
の顕微鏡の光学系の違いは偏光ビームスプリッタPBS1の
手前の光学素子が１／４波長板Ｑか１／２波長板Ｈかの
違いでしかない。はじめに同図（ａ）、（ｃ）の組み合
わせによる振幅微分顕微鏡について説明する。
照明の振幅微分顕微鏡となり、（ｂ）と（ｃ）の組み合
わせで透過照明の強度微分顕微鏡となる。これらの二つ
の顕微鏡の光学系の違いは偏光ビームスプリッタPBS1の
手前の光学素子が１／４波長板Ｑか１／２波長板Ｈかの
違いでしかない。はじめに同図（ａ）、（ｃ）の組み合
わせによる振幅微分顕微鏡について説明する。
【００１０】各々の光学素子近傍に表示した直交座標
（Ｘ1 、Ｙ1 ）〜（Ｘ5 、Ｙ5 ）は光軸AXに対し直交
し、かつ同じ方位とする。また以下では各座標軸に対す
る方位を、単にＸ軸、Ｙ軸に対する方位と呼ぶ。光線ｉ
00はＸ軸（Ｘ1 軸）に対して方位角θ1 ＝45゜の偏波面
の直線偏光のレーザービームであって、ノマルスキープ
リズムＷ１とコンデンサレンズＣによって物体面Ｓ（Ｘ
2 、Ｙ2 座標の平面）上で２δシャーした、光線EOと光
線OEになる。
（Ｘ1 、Ｙ1 ）〜（Ｘ5 、Ｙ5 ）は光軸AXに対し直交
し、かつ同じ方位とする。また以下では各座標軸に対す
る方位を、単にＸ軸、Ｙ軸に対する方位と呼ぶ。光線ｉ
00はＸ軸（Ｘ1 軸）に対して方位角θ1 ＝45゜の偏波面
の直線偏光のレーザービームであって、ノマルスキープ
リズムＷ１とコンデンサレンズＣによって物体面Ｓ（Ｘ
2 、Ｙ2 座標の平面）上で２δシャーした、光線EOと光
線OEになる。
【００１１】光線EOはＹ軸に平行な偏波面の直線偏光、
光線OEはＸ軸に平行な偏波面の直線偏光となる。簡単の
ため以下の説明では主光線のみを用いる。物体面Ｓ上の
被検査レチクルを透過した光線は、対物レンズＯ、ノマ
ルスキープリズムＷ２により再び１つの光線になる。
光線OEはＸ軸に平行な偏波面の直線偏光となる。簡単の
ため以下の説明では主光線のみを用いる。物体面Ｓ上の
被検査レチクルを透過した光線は、対物レンズＯ、ノマ
ルスキープリズムＷ２により再び１つの光線になる。
【００１２】２つのノマルスキープリズムＷ１、Ｗ２の
間で二つの光線に与えられる位相差が２πの整数倍にな
るようにノマルスキープリズムＷ１、Ｗ２を光軸AXを横
切る方向に位置調整する。物体面Ｓ上の被検査レチクル
を透過した光線は、対物レンズＯ、ノマルスキープリズ
ムＷ２により再び１つの光線になる。
間で二つの光線に与えられる位相差が２πの整数倍にな
るようにノマルスキープリズムＷ１、Ｗ２を光軸AXを横
切る方向に位置調整する。物体面Ｓ上の被検査レチクル
を透過した光線は、対物レンズＯ、ノマルスキープリズ
ムＷ２により再び１つの光線になる。
【００１３】この光線は点Ａ、点Ａ’を経て、偏光ビー
ムスプリッタ、１／４波長板Ｑを通過し、偏光ビームス
プリッタPBS1に至る。１／４波長板Ｑは、光学軸である
早い軸ｎe とこれに直交する遅い軸ｎo を有し、遅い軸
ｎo の方位はＸ軸に平行、早い軸ｎe の方位はＹ軸に対
して平行に合わせている。したがってＸ軸に平行な偏波
面の成分をＹ軸に平行な偏波面の成分すなわち光線OEに
対して−π／２の位相差を与える。
ムスプリッタ、１／４波長板Ｑを通過し、偏光ビームス
プリッタPBS1に至る。１／４波長板Ｑは、光学軸である
早い軸ｎe とこれに直交する遅い軸ｎo を有し、遅い軸
ｎo の方位はＸ軸に平行、早い軸ｎe の方位はＹ軸に対
して平行に合わせている。したがってＸ軸に平行な偏波
面の成分をＹ軸に平行な偏波面の成分すなわち光線OEに
対して−π／２の位相差を与える。
【００１４】ビームスプリッタPBS1に達した光線のう
ち、Ｘ軸に対しθ2 ＝45゜の方位に平行な偏波面の成分
は透過し、光線it１となり、Ｘ軸に対しθ3 ＝ 135゜の
方位に平行な偏波面の成分は反射され光線it２となって
AX１に沿って進行する。次に同図（ｂ）、（ｃ）の組み
合わせによる強度微分顕微鏡では、点Ａ、点Ａ’を経た
光線は、１／＝２波長板Ｈを経てビームスプリッタPBS1
に達しＸ軸に対しθ2 ＝45゜の方位に平行な偏波面の成
分は透過し、光線it11となり、Ｘ軸に対しθ3 ＝ 135゜
の方位に平行な偏波面の成分は反射され光線it22となっ
てAX１に沿って進行する。
ち、Ｘ軸に対しθ2 ＝45゜の方位に平行な偏波面の成分
は透過し、光線it１となり、Ｘ軸に対しθ3 ＝ 135゜の
方位に平行な偏波面の成分は反射され光線it２となって
AX１に沿って進行する。次に同図（ｂ）、（ｃ）の組み
合わせによる強度微分顕微鏡では、点Ａ、点Ａ’を経た
光線は、１／＝２波長板Ｈを経てビームスプリッタPBS1
に達しＸ軸に対しθ2 ＝45゜の方位に平行な偏波面の成
分は透過し、光線it11となり、Ｘ軸に対しθ3 ＝ 135゜
の方位に平行な偏波面の成分は反射され光線it22となっ
てAX１に沿って進行する。
【００１５】次にレンズの OTFの影響は考えないものと
し、段差位置における光線it１、光線it２、光線it11、
光線it22による、微分像の強度を求める。観察対象の物
体の段差は基本的に１次元の構造であるので以下の解析
では光学系を含めてすべて１次元で行う。実際の光学系
は２次元であるが、以下の議論では１次元の仮定で全く
差し支えない。
し、段差位置における光線it１、光線it２、光線it11、
光線it22による、微分像の強度を求める。観察対象の物
体の段差は基本的に１次元の構造であるので以下の解析
では光学系を含めてすべて１次元で行う。実際の光学系
は２次元であるが、以下の議論では１次元の仮定で全く
差し支えない。
【００１６】以下の説明は結像型の微分干渉顕微鏡の結
像面における点像の強度をもって説明するが、レーザ走
査光学系の微分干渉顕微鏡によっても焦点深度が異なる
以外、結像型の微分干渉顕微鏡における照明系のσ値を
適当に設定すれば全く同一の微分干渉像が得られる。ま
た、本発明は微分干渉顕微鏡の光学系を踏襲したレーザ
走査顕微鏡になっているため、光線分離手段（例えばノ
マルスキープリズム）により生じる物体上の２つのビー
ムの振幅、位相情報は光線合成手段（例えば図３のノマ
ルスキープリズム）内における２つの光波の干渉によっ
て生じる１つの光線に保存されるため、像平面以外の位
置、たとえば瞳共役平面近傍などに設置された、光電変
換素子によっても微分干渉像は得られる。
像面における点像の強度をもって説明するが、レーザ走
査光学系の微分干渉顕微鏡によっても焦点深度が異なる
以外、結像型の微分干渉顕微鏡における照明系のσ値を
適当に設定すれば全く同一の微分干渉像が得られる。ま
た、本発明は微分干渉顕微鏡の光学系を踏襲したレーザ
走査顕微鏡になっているため、光線分離手段（例えばノ
マルスキープリズム）により生じる物体上の２つのビー
ムの振幅、位相情報は光線合成手段（例えば図３のノマ
ルスキープリズム）内における２つの光波の干渉によっ
て生じる１つの光線に保存されるため、像平面以外の位
置、たとえば瞳共役平面近傍などに設置された、光電変
換素子によっても微分干渉像は得られる。
【００１７】したがって本発明の実施の形態の光電変換
素子の設置位置は光線合成手段以降ならば何処でも良
い。透過照明の微分干渉顕微鏡によって得られる一つの
像点には、シャーによる間隔２δだけ互いに離れた、２
つの物点が対応する。これらを振幅透過率Οt （ｘ＋
δ）、Οt （ｘ−δ）として相対的な位相差をψt とす
れば（１）式のように示せる（ａ、ｂは振幅透過率の絶
対値）。 οt（ｘ＋δ）＝ａt（ｘ） οt（ｘ−δ）＝ｂt（ｘ)exp(iΨt） （１） 透過照明の微分干渉顕微鏡によって付加される位相差を
α1 、α2 とすれば、光線it１、it２、it11、it22に対
応した像点における強度Ｉit1(ｘ、α1)、Ｉit2(ｘ、α
2)、Ｉit11（ｘ）、Ｉit22（ｘ）はＣを定数として
（２）式のようになる。 Ｉit1(ｘ，α1 ＝−π/2）＝１/2｜Ｃ｜2｜ａt(ｘ)exp（α1 ＝−π/2）＋ ｂt(ｘ)exp(Ψt）｜2 Ｉit2(ｘ，α2 ＝＋π/2）＝１/2｜Ｃ｜2｜ａt(ｘ)exp（α2 ＝＋π/2）＋ ｂt(ｘ)exp(Ψt）｜2 Ｉit11（ｘ）＝｜Ｃ｜2｜ａt（ｘ）｜2 Ｉit22（ｘ）＝｜Ｃ｜2｜ｂt（ｘ)exp（Ψt）｜2 （２） ここで振幅差動出力Ｓat、強度差動出力Ｓitを（３）式
のように定義する。 Ｓat＝Ｉit2(ｘ、α2)−Ｉit1(ｘ、α1) Ｓit＝Ｉit22（ｘ）−Ｉit11（ｘ） （３） （２）式より（４）、（５）式を得る。 Ｓat＝−２｜Ｃ｜2 ａt（ｘ）ｂt（ｘ)sin（Ψt） （４） Ｓit＝｜Ｃ｜2［ｂt（ｘ)2−ａt（ｘ)2］ （５） 次に落射照明の顕微鏡の原理説明図を図３に示す。同図
（ａ）は振幅微分顕微鏡、同図（ｂ）は強度微分顕微鏡
である。これらの二つの顕微鏡の違いは偏光ビームスプ
リッタPBS1の手前の光学素子が１／４波長板Ｑか１／２
波長板Ｈかの違いでしかない。
素子の設置位置は光線合成手段以降ならば何処でも良
い。透過照明の微分干渉顕微鏡によって得られる一つの
像点には、シャーによる間隔２δだけ互いに離れた、２
つの物点が対応する。これらを振幅透過率Οt （ｘ＋
δ）、Οt （ｘ−δ）として相対的な位相差をψt とす
れば（１）式のように示せる（ａ、ｂは振幅透過率の絶
対値）。 οt（ｘ＋δ）＝ａt（ｘ） οt（ｘ−δ）＝ｂt（ｘ)exp(iΨt） （１） 透過照明の微分干渉顕微鏡によって付加される位相差を
α1 、α2 とすれば、光線it１、it２、it11、it22に対
応した像点における強度Ｉit1(ｘ、α1)、Ｉit2(ｘ、α
2)、Ｉit11（ｘ）、Ｉit22（ｘ）はＣを定数として
（２）式のようになる。 Ｉit1(ｘ，α1 ＝−π/2）＝１/2｜Ｃ｜2｜ａt(ｘ)exp（α1 ＝−π/2）＋ ｂt(ｘ)exp(Ψt）｜2 Ｉit2(ｘ，α2 ＝＋π/2）＝１/2｜Ｃ｜2｜ａt(ｘ)exp（α2 ＝＋π/2）＋ ｂt(ｘ)exp(Ψt）｜2 Ｉit11（ｘ）＝｜Ｃ｜2｜ａt（ｘ）｜2 Ｉit22（ｘ）＝｜Ｃ｜2｜ｂt（ｘ)exp（Ψt）｜2 （２） ここで振幅差動出力Ｓat、強度差動出力Ｓitを（３）式
のように定義する。 Ｓat＝Ｉit2(ｘ、α2)−Ｉit1(ｘ、α1) Ｓit＝Ｉit22（ｘ）−Ｉit11（ｘ） （３） （２）式より（４）、（５）式を得る。 Ｓat＝−２｜Ｃ｜2 ａt（ｘ）ｂt（ｘ)sin（Ψt） （４） Ｓit＝｜Ｃ｜2［ｂt（ｘ)2−ａt（ｘ)2］ （５） 次に落射照明の顕微鏡の原理説明図を図３に示す。同図
（ａ）は振幅微分顕微鏡、同図（ｂ）は強度微分顕微鏡
である。これらの二つの顕微鏡の違いは偏光ビームスプ
リッタPBS1の手前の光学素子が１／４波長板Ｑか１／２
波長板Ｈかの違いでしかない。
【００１８】はじめに同図（ａ）による振幅微分顕微鏡
について説明する。落射照明方法ではコンデンサーレン
ズと対物レンズが共用され、ノマルスキープリズムが一
つになる。また、試料からの反射光はハーフミラーによ
って照明光学系の光軸AX０と別の方向に取り出される。
光軸AX０に沿って進行する光線ｉ00はＸ軸（Ｘ1 軸）に
対して方位角θ1 ＝45゜の偏波面の直線偏光のレーザー
光線で、ハーフミラーHM１によって光軸AXに沿って、ノ
マルスキープリズムＷ２に向けて反射される。
について説明する。落射照明方法ではコンデンサーレン
ズと対物レンズが共用され、ノマルスキープリズムが一
つになる。また、試料からの反射光はハーフミラーによ
って照明光学系の光軸AX０と別の方向に取り出される。
光軸AX０に沿って進行する光線ｉ00はＸ軸（Ｘ1 軸）に
対して方位角θ1 ＝45゜の偏波面の直線偏光のレーザー
光線で、ハーフミラーHM１によって光軸AXに沿って、ノ
マルスキープリズムＷ２に向けて反射される。
【００１９】レーザー光線はノマルスキープリズムＷ２
と対物レンズＯによって物体面Ｓ（Ｘ3 、Ｙ3 座標の平
面）上で２δシャーした、照明光EOと照明光OEになる。
照明光EOはＹ3 軸に平行な偏波面の直線偏光、照明光OE
はＸ3 軸に平行な偏波面の直線偏光となる。物体面Ｓ上
の被検査レチクルにより照明光は対物レンズＯに向かっ
て反射される光線は対物レンズＯ、ノマルスキープリズ
ムＷ２により再び１つの光線になる。
と対物レンズＯによって物体面Ｓ（Ｘ3 、Ｙ3 座標の平
面）上で２δシャーした、照明光EOと照明光OEになる。
照明光EOはＹ3 軸に平行な偏波面の直線偏光、照明光OE
はＸ3 軸に平行な偏波面の直線偏光となる。物体面Ｓ上
の被検査レチクルにより照明光は対物レンズＯに向かっ
て反射される光線は対物レンズＯ、ノマルスキープリズ
ムＷ２により再び１つの光線になる。
【００２０】物体が位相差の無い完全な鏡面である場合
に、物体とノマルスキープリズムＷ２の間で、照明光EO
と照明光OEに与えられる位相差が２πの整数倍になるよ
うにノマルスキープリズムＷ２を光軸AXを横切る方向に
位置調整する。ノマルスキープリズムＷ２により再び１
つになった光線は、ハーフミラーHM１、１／４波長板Ｑ
を通過し、偏光ビームスプリッタPBS1に至る。
に、物体とノマルスキープリズムＷ２の間で、照明光EO
と照明光OEに与えられる位相差が２πの整数倍になるよ
うにノマルスキープリズムＷ２を光軸AXを横切る方向に
位置調整する。ノマルスキープリズムＷ２により再び１
つになった光線は、ハーフミラーHM１、１／４波長板Ｑ
を通過し、偏光ビームスプリッタPBS1に至る。
【００２１】１／４波長板Ｑは、光学軸である早い軸ｎ
e とこれに直交する遅い軸ｎo を有し、遅い軸ｎo の方
位はＸ軸に平行、早い軸ｎe の方位はＹ軸に対して平行
に合わせている。したがってＸ軸に平行な偏波面の成分
をＹ軸に平行な偏波面の成分に対して−π／２の位相差
を与える。ビームスプリッタPBS1に達した光線のうち、
Ｘ軸に対しθ2 ＝45゜の方位に平行な偏波面の成分は透
過し、光線ir１となり、Ｘ軸に対しθ3 ＝135 ゜の方位
に平行な偏波面の成分は反射され光線ir２となってAX１
に沿って進行する。
e とこれに直交する遅い軸ｎo を有し、遅い軸ｎo の方
位はＸ軸に平行、早い軸ｎe の方位はＹ軸に対して平行
に合わせている。したがってＸ軸に平行な偏波面の成分
をＹ軸に平行な偏波面の成分に対して−π／２の位相差
を与える。ビームスプリッタPBS1に達した光線のうち、
Ｘ軸に対しθ2 ＝45゜の方位に平行な偏波面の成分は透
過し、光線ir１となり、Ｘ軸に対しθ3 ＝135 ゜の方位
に平行な偏波面の成分は反射され光線ir２となってAX１
に沿って進行する。
【００２２】次に同図（ｂ）による強度微分顕微鏡で
は、ハーフミラーHM１を透過した光線は、１／＝２波長
板Ｈを経てビームスプリッタPBS1に達しＸ軸に対しθ2
＝45゜の方位に平行な偏波面の成分は透過し、光線ir11
となり、Ｘ軸に対しθ3 ＝135゜の方位に平行な偏波面
の成分は反射され光線ir22となってAX１に沿って進行す
る。
は、ハーフミラーHM１を透過した光線は、１／＝２波長
板Ｈを経てビームスプリッタPBS1に達しＸ軸に対しθ2
＝45゜の方位に平行な偏波面の成分は透過し、光線ir11
となり、Ｘ軸に対しθ3 ＝135゜の方位に平行な偏波面
の成分は反射され光線ir22となってAX１に沿って進行す
る。
【００２３】微分干渉顕微鏡によって付加される位相差
α1 、α2 や、光線ir１、ir２、ir11、ir22に対応した
像点における強度Ｉir1(ｘ、α1)、Ｉir2(ｘ、α2)、Ｉ
ir11（ｘ）、Ｉir22（ｘ）など係数を除いて、図４と全
く同じになる。（１）、（２）、（３）、（４）、
（５）式に対応して（６）、（７）、（８）、（９）、
（１０）式となる。これらは添え字のｔがｒになるだけ
である。 οr（ｘ＋δ）＝ａr（ｘ） οr（ｘ−δ）＝ｂr（ｘ)exp(iΨr） （６） Ｉir1(ｘ，α1 ＝−π/2）＝１/2｜Ｃ｜2｜ａr(ｘ)exp（α1 ＝−π/2）＋ ｂr(ｘ)exp(Ψr）｜2 Ｉir2(ｘ，α2 ＝＋π/2）＝１/2｜Ｃ｜2｜ａr(ｘ)exp（α2 ＝＋π/2）＋ ｂr(ｘ)exp(Ψr）｜2 Ｉir11（ｘ）＝｜Ｃ｜2｜ａr（ｘ）｜2 Ｉir22（ｘ）＝｜Ｃ｜2｜ｂr（ｘ)exp（Ψr）｜2 （７） Ｓar＝Ｉir2(ｘ、α2)−Ｉir1(ｘ、α1) Ｓir＝Ｉir22（ｘ）−Ｉir11（ｘ） （８） Ｓar＝−２｜Ｃ｜2 ａr（ｘ）ｂr（ｘ)sin（Ψr） （９） Ｓir＝｜Ｃ｜2［ｂr（ｘ)2−ａr（ｘ)2］ （10） 無欠陥の２値レチクル上の回路パターンを観察すると
き、振幅差動出力Ｓat、Ｓar、強度差動出力Ｓit、Ｓir
はいずれも段差部分でのみゼロ以外の値を持つ。簡単な
２値化処理による欠陥検出を考えると、無欠陥の２値レ
チクル上の回路パターン最小（ゼロ）であるような信号
が得られることが望ましい。
α1 、α2 や、光線ir１、ir２、ir11、ir22に対応した
像点における強度Ｉir1(ｘ、α1)、Ｉir2(ｘ、α2)、Ｉ
ir11（ｘ）、Ｉir22（ｘ）など係数を除いて、図４と全
く同じになる。（１）、（２）、（３）、（４）、
（５）式に対応して（６）、（７）、（８）、（９）、
（１０）式となる。これらは添え字のｔがｒになるだけ
である。 οr（ｘ＋δ）＝ａr（ｘ） οr（ｘ−δ）＝ｂr（ｘ)exp(iΨr） （６） Ｉir1(ｘ，α1 ＝−π/2）＝１/2｜Ｃ｜2｜ａr(ｘ)exp（α1 ＝−π/2）＋ ｂr(ｘ)exp(Ψr）｜2 Ｉir2(ｘ，α2 ＝＋π/2）＝１/2｜Ｃ｜2｜ａr(ｘ)exp（α2 ＝＋π/2）＋ ｂr(ｘ)exp(Ψr）｜2 Ｉir11（ｘ）＝｜Ｃ｜2｜ａr（ｘ）｜2 Ｉir22（ｘ）＝｜Ｃ｜2｜ｂr（ｘ)exp（Ψr）｜2 （７） Ｓar＝Ｉir2(ｘ、α2)−Ｉir1(ｘ、α1) Ｓir＝Ｉir22（ｘ）−Ｉir11（ｘ） （８） Ｓar＝−２｜Ｃ｜2 ａr（ｘ）ｂr（ｘ)sin（Ψr） （９） Ｓir＝｜Ｃ｜2［ｂr（ｘ)2−ａr（ｘ)2］ （10） 無欠陥の２値レチクル上の回路パターンを観察すると
き、振幅差動出力Ｓat、Ｓar、強度差動出力Ｓit、Ｓir
はいずれも段差部分でのみゼロ以外の値を持つ。簡単な
２値化処理による欠陥検出を考えると、無欠陥の２値レ
チクル上の回路パターン最小（ゼロ）であるような信号
が得られることが望ましい。
【００２４】無欠陥の２値レチクル上の回路パターンの
段差を示す複素振幅透過率分布は２つの場合が考えられ
る。第一にガラス部分と位相シフター部分の境界の段差
であって、第二にガラス部分とクロム遮光膜との境界の
段差であり、これらはいずれも検査対象のレチクルの品
質が決定すれば透過光について定数ａt 、ｂt 、Ψt、
反射光についてａr 、ｂr 、Ψr によって（11）式のよ
うに表せる。 οt（ｘ＋δ）＝ａt（ｘ）＝ａt οt（ｘ−δ）＝ｂt（ｘ)exp(iΨt）＝ｂt exp(ｉΨt） οr（ｘ＋δ）＝ａr（ｘ）＝ａr οr（ｘ−δ）＝ｂr（ｘ)exp(iΨr）＝ｂr exp(ｉΨr） （11） ここで段差の一例として透過光について定数ａt 、
ｂt 、Ψt 、反射光についてａr 、ｂr 、Ψr とし、対
応する差動出力を透過振幅差動出力Ｓat、透過強度差動
出力Ｓit、反射振幅差動出力Ｓar、反射強度差動出力Ｓ
irとすれば（４）、（５）、（９）、（10）式より（1
2) 、（13) 、（14) 、（15) 式となる。 Ｓat＝Ｉit2(ｘ，α2 ＝＋π/2）−Ｉit1(ｘ，α1 ＝−π/2） ＝−２｜Ｃ｜2ａtｂt sin(Ψt) （12） Ｓit＝Ｉit22（ｘ）−Ｉit11（ｘ）＝｜Ｃ｜2［ｂt 2 −ａt 2 ］ （13） Ｓar＝Ｉir2(ｘ，α2 ＝＋π/2）−Ｉir1(ｘ，α1 ＝−π/2） ＝−２｜Ｃ｜2ａrｂr sin(Ψr) （14） Ｓir＝Ｉir22（ｘ）−Ｉir11（ｘ）＝｜Ｃ｜2［ｂr 2 −ａr 2 ］ （15） 後述する実施の形態によれば欠陥検査のモード（方法）
は４つあり、それらはいずれも無欠陥部分では出力がゼ
ロとなり２値化処理によって容易に欠陥検査の行える、
誤差信号を有する検査モードである。４つのモードに対
応する誤差信号Ｅ1 、Ｅ2 、Ｅ3 、Ｅ4 をｋ1 、ｋ2 、
ｋ3 、ｋ4 を定数として（16）、（17）、（18）、（1
9）式で定義する。 Ｅ1 ＝Ｓir−ｋ1Ｓit ＝｜Ｃ｜2［｛ｂr 2 −ａr 2 ｝−ｋ1｛ｂt 2 −ａt 2 ｝］ （16） Ｅ2 ＝Ｓar−ｋ2Ｓat ＝｜Ｃ｜2［−２ａrｂr sin(Ψr) −ｋ2｛−２ａtｂt sin(Ψt) ｝］ （17） Ｅ3 ＝Ｓir−ｋ3Ｓat ＝｜Ｃ｜2［｛ｂr 2 −ａr 2 ｝−ｋ3｛−２ａtｂt sin(Ψt) ｝］（18） Ｅ4 ＝Ｓar−ｋ4Ｓit ＝｜Ｃ｜2［｛−２ａrｂr sin(Ψr) ｝−ｋ4｛ｂt 2 −ａt 2 ｝］（19） 定数ａt 、ｂt 、Ψt 、ａr 、ｂr 、Ψr に基づいて、
（16）、（17）、（18）、（19）式の左辺をゼロと置い
て、定数ｋ1 、ｋ2 、ｋ3 、ｋ4 を算出し、その値を用
いて誤差信号を生成すれば、誤差信号Ｅ1 、Ｅ2 、
Ｅ3 、Ｅ4 をレチクルの無欠陥部分のあらゆる段差及
び、平坦部分（つまりすべての部分）でゼロとすること
が可能である。このような設定で、誤差信号Ｅ1 、
Ｅ2 、Ｅ3 、Ｅ4 を適当なスライスレベルで２値化すれ
ば位相シフター部の位相シフト量の欠陥や異物などの汚
染物の検出が同時に行える。
段差を示す複素振幅透過率分布は２つの場合が考えられ
る。第一にガラス部分と位相シフター部分の境界の段差
であって、第二にガラス部分とクロム遮光膜との境界の
段差であり、これらはいずれも検査対象のレチクルの品
質が決定すれば透過光について定数ａt 、ｂt 、Ψt、
反射光についてａr 、ｂr 、Ψr によって（11）式のよ
うに表せる。 οt（ｘ＋δ）＝ａt（ｘ）＝ａt οt（ｘ−δ）＝ｂt（ｘ)exp(iΨt）＝ｂt exp(ｉΨt） οr（ｘ＋δ）＝ａr（ｘ）＝ａr οr（ｘ−δ）＝ｂr（ｘ)exp(iΨr）＝ｂr exp(ｉΨr） （11） ここで段差の一例として透過光について定数ａt 、
ｂt 、Ψt 、反射光についてａr 、ｂr 、Ψr とし、対
応する差動出力を透過振幅差動出力Ｓat、透過強度差動
出力Ｓit、反射振幅差動出力Ｓar、反射強度差動出力Ｓ
irとすれば（４）、（５）、（９）、（10）式より（1
2) 、（13) 、（14) 、（15) 式となる。 Ｓat＝Ｉit2(ｘ，α2 ＝＋π/2）−Ｉit1(ｘ，α1 ＝−π/2） ＝−２｜Ｃ｜2ａtｂt sin(Ψt) （12） Ｓit＝Ｉit22（ｘ）−Ｉit11（ｘ）＝｜Ｃ｜2［ｂt 2 −ａt 2 ］ （13） Ｓar＝Ｉir2(ｘ，α2 ＝＋π/2）−Ｉir1(ｘ，α1 ＝−π/2） ＝−２｜Ｃ｜2ａrｂr sin(Ψr) （14） Ｓir＝Ｉir22（ｘ）−Ｉir11（ｘ）＝｜Ｃ｜2［ｂr 2 −ａr 2 ］ （15） 後述する実施の形態によれば欠陥検査のモード（方法）
は４つあり、それらはいずれも無欠陥部分では出力がゼ
ロとなり２値化処理によって容易に欠陥検査の行える、
誤差信号を有する検査モードである。４つのモードに対
応する誤差信号Ｅ1 、Ｅ2 、Ｅ3 、Ｅ4 をｋ1 、ｋ2 、
ｋ3 、ｋ4 を定数として（16）、（17）、（18）、（1
9）式で定義する。 Ｅ1 ＝Ｓir−ｋ1Ｓit ＝｜Ｃ｜2［｛ｂr 2 −ａr 2 ｝−ｋ1｛ｂt 2 −ａt 2 ｝］ （16） Ｅ2 ＝Ｓar−ｋ2Ｓat ＝｜Ｃ｜2［−２ａrｂr sin(Ψr) −ｋ2｛−２ａtｂt sin(Ψt) ｝］ （17） Ｅ3 ＝Ｓir−ｋ3Ｓat ＝｜Ｃ｜2［｛ｂr 2 −ａr 2 ｝−ｋ3｛−２ａtｂt sin(Ψt) ｝］（18） Ｅ4 ＝Ｓar−ｋ4Ｓit ＝｜Ｃ｜2［｛−２ａrｂr sin(Ψr) ｝−ｋ4｛ｂt 2 −ａt 2 ｝］（19） 定数ａt 、ｂt 、Ψt 、ａr 、ｂr 、Ψr に基づいて、
（16）、（17）、（18）、（19）式の左辺をゼロと置い
て、定数ｋ1 、ｋ2 、ｋ3 、ｋ4 を算出し、その値を用
いて誤差信号を生成すれば、誤差信号Ｅ1 、Ｅ2 、
Ｅ3 、Ｅ4 をレチクルの無欠陥部分のあらゆる段差及
び、平坦部分（つまりすべての部分）でゼロとすること
が可能である。このような設定で、誤差信号Ｅ1 、
Ｅ2 、Ｅ3 、Ｅ4 を適当なスライスレベルで２値化すれ
ば位相シフター部の位相シフト量の欠陥や異物などの汚
染物の検出が同時に行える。
【００２５】実際に定数ａt 、ｂt 、Ψt 、ａr 、
ｂr 、Ψr が未知であっても、無欠陥部分での誤差信号
がゼロとなるように、定数ｋ1 、ｋ2 、ｋ3 、ｋ4 を実
験的に定めれば良い。次に本発明の好ましい実施の態様
の装置構成・動作を説明する。 〔装置構成・動作〕図１は本発明の第一の実施の態様で
ある。詳細な光学素子の方位などは「原理」の項で詳し
く説明している。
ｂr 、Ψr が未知であっても、無欠陥部分での誤差信号
がゼロとなるように、定数ｋ1 、ｋ2 、ｋ3 、ｋ4 を実
験的に定めれば良い。次に本発明の好ましい実施の態様
の装置構成・動作を説明する。 〔装置構成・動作〕図１は本発明の第一の実施の態様で
ある。詳細な光学素子の方位などは「原理」の項で詳し
く説明している。
【００２６】光源１はレーザー光源であって射出する光
線は紙面に45゜の方位の偏波面の直線偏光とする。この
光線はコリメータレンズ２によって平行光となってＸＹ
走査部26で空間的に偏向され、リレーレンズ７によって
屈折され、ハーフミラー３によって対物レンズ10の光軸
AXに沿って反射され、ノマルスキープリズム13を通過し
互いの偏光方向が直交する二つの直線偏光であって、僅
かな相対角度をなす光線に分離して進行し、対物レンズ
10によって屈折され、２値レチクル（振幅透過率が２種
類存在するレチクル）８上でレーザースポットを形成す
る。
線は紙面に45゜の方位の偏波面の直線偏光とする。この
光線はコリメータレンズ２によって平行光となってＸＹ
走査部26で空間的に偏向され、リレーレンズ７によって
屈折され、ハーフミラー３によって対物レンズ10の光軸
AXに沿って反射され、ノマルスキープリズム13を通過し
互いの偏光方向が直交する二つの直線偏光であって、僅
かな相対角度をなす光線に分離して進行し、対物レンズ
10によって屈折され、２値レチクル（振幅透過率が２種
類存在するレチクル）８上でレーザースポットを形成す
る。
【００２７】２値レチクル８上ではノマルスキープリズ
ム13の働きによりわずかに位置のずれた２つのスポット
が近接して成形され、これらのスポットはＸＹ走査部26
の働きによって物体９上をＸ方向に１次元走査する。２
値レチクル８で反射した光線は対物レンズ10に入射し、
屈折され、対物レンズ10の瞳位置近傍に位置するノマル
スキープリズム13を再度通過する。そしてノマルスキー
プリズム13を通過した光はハーフミラー３を透過する。
今光路上には１／４波長板36が挿入されており、ハーフ
ミラー３を透過を透過した光は１／４波長板36を通過
し、偏光ビームスプリッタ14に達する。偏光ビームスプ
リッタ14を透過する光線は光線ir１となりＸ軸に45゜の
方位の直線偏光となる。偏光ビームスプリッタ14で反射
される光線は光線ir２となりＸ軸に 135゜の方位の直線
偏光となる。これらの差動出力から、振幅微分像が得ら
れる。
ム13の働きによりわずかに位置のずれた２つのスポット
が近接して成形され、これらのスポットはＸＹ走査部26
の働きによって物体９上をＸ方向に１次元走査する。２
値レチクル８で反射した光線は対物レンズ10に入射し、
屈折され、対物レンズ10の瞳位置近傍に位置するノマル
スキープリズム13を再度通過する。そしてノマルスキー
プリズム13を通過した光はハーフミラー３を透過する。
今光路上には１／４波長板36が挿入されており、ハーフ
ミラー３を透過を透過した光は１／４波長板36を通過
し、偏光ビームスプリッタ14に達する。偏光ビームスプ
リッタ14を透過する光線は光線ir１となりＸ軸に45゜の
方位の直線偏光となる。偏光ビームスプリッタ14で反射
される光線は光線ir２となりＸ軸に 135゜の方位の直線
偏光となる。これらの差動出力から、振幅微分像が得ら
れる。
【００２８】アクチュエータ40によって１／４波長板36
は１／２波長板43と交換可能でなり、１／２波長板が光
路内に挿入された状態では、偏光ビームスプリッタ14を
透過する光線はＸ軸に45゜の方位の直線偏光の光線ir1
1、反射される光線はＸ軸に 135゜の方位の直線偏光の
光線ir22となり、これらの差動出力から、強度微分像が
得られる。
は１／２波長板43と交換可能でなり、１／２波長板が光
路内に挿入された状態では、偏光ビームスプリッタ14を
透過する光線はＸ軸に45゜の方位の直線偏光の光線ir1
1、反射される光線はＸ軸に 135゜の方位の直線偏光の
光線ir22となり、これらの差動出力から、強度微分像が
得られる。
【００２９】また、２値レチクル８上に２つのビーム間
に位相差を生じるような回路パターンなどが全くないと
きに、２つのノマルスキープリズム13とレチクル８の間
で二つの光線に与えられる位相差の初期値が２πの整数
倍になるようにノマルスキープリズム13を光軸AXを横切
る方向にアクチュエータ41によって位置調整する。アク
チュエータ40、41はコンピュータ20によって制御され
る。
に位相差を生じるような回路パターンなどが全くないと
きに、２つのノマルスキープリズム13とレチクル８の間
で二つの光線に与えられる位相差の初期値が２πの整数
倍になるようにノマルスキープリズム13を光軸AXを横切
る方向にアクチュエータ41によって位置調整する。アク
チュエータ40、41はコンピュータ20によって制御され
る。
【００３０】一方、２値レチクル８を透過した光束は集
光レンズ42、ノマルスキープリズム６を通過し１つの平
行光束に合成される。今光路中に１／４波長板11が挿入
されており、ノマルスキープリズム６を通過した光束は
１／４波長板11を通過し、偏光ビームスプリッタ27に達
する。偏光ビームスプリッタ27を透過する光線は光線it
１となりＸ軸に45゜の方位の直線偏光となる。偏光ビー
ムスプリッタ27で反射される光線は光線it２となりＸ軸
に 135゜の方位の直線偏光となる。これらの差動出力か
ら、振幅微分像が得られる。
光レンズ42、ノマルスキープリズム６を通過し１つの平
行光束に合成される。今光路中に１／４波長板11が挿入
されており、ノマルスキープリズム６を通過した光束は
１／４波長板11を通過し、偏光ビームスプリッタ27に達
する。偏光ビームスプリッタ27を透過する光線は光線it
１となりＸ軸に45゜の方位の直線偏光となる。偏光ビー
ムスプリッタ27で反射される光線は光線it２となりＸ軸
に 135゜の方位の直線偏光となる。これらの差動出力か
ら、振幅微分像が得られる。
【００３１】アクチュエータ39によって１／４波長板11
は１／２波長板44と交換可能であり、１／２波長板44が
光路内に挿入された状態では、偏光ビームスプリッタ27
を透過する光線はＸ軸に45゜の方位の直線偏光の光線it
11、反射される光線はＸ軸に135゜の方位の直線偏光の
光線it22となり、これらの差動出力から、強度微分像が
得られる。
は１／２波長板44と交換可能であり、１／２波長板44が
光路内に挿入された状態では、偏光ビームスプリッタ27
を透過する光線はＸ軸に45゜の方位の直線偏光の光線it
11、反射される光線はＸ軸に135゜の方位の直線偏光の
光線it22となり、これらの差動出力から、強度微分像が
得られる。
【００３２】図１における各光学素子の光軸AXを中心と
したＸ軸に対する方位角はＹ軸方向を正とすると、１／
４波長板11、１／４波長板36の光学軸は０゜、１／２波
長板44、１／２波長板43の光学軸は112.5 ゜、ノマルス
キープリズム６、ノマルスキープリズム13の楔の向きは
０゜、偏光ビームスプリッタ14のアナライザ角（θ2)は
＋45゜、偏光ビームスプリッタ27のアナライザ角（θ4)
は＋45゜にする。なお、これらは図２、３と同じであ
る。
したＸ軸に対する方位角はＹ軸方向を正とすると、１／
４波長板11、１／４波長板36の光学軸は０゜、１／２波
長板44、１／２波長板43の光学軸は112.5 ゜、ノマルス
キープリズム６、ノマルスキープリズム13の楔の向きは
０゜、偏光ビームスプリッタ14のアナライザ角（θ2)は
＋45゜、偏光ビームスプリッタ27のアナライザ角（θ4)
は＋45゜にする。なお、これらは図２、３と同じであ
る。
【００３３】また、２値レチクル８上に２つのビーム間
に位相差を生じるような回路パターンなどが全くないと
きに、二つのノマルスキープリズム６とノマルスキープ
リズム13の間で二つの光線に与えられる位相差の初期値
が２πの整数倍になるようにノマルスキープリズム６を
光軸AXを横切る方向にアクチュエータ23によって位置調
整する。アクチュエータ23、44はコンピュータ20によっ
て制御される。 光線ir１（または光線ir11）はレンズ
15によって屈折され、光電変換素子17により光電変換さ
れる。光電変換素子17は映像信号を出力する。
に位相差を生じるような回路パターンなどが全くないと
きに、二つのノマルスキープリズム６とノマルスキープ
リズム13の間で二つの光線に与えられる位相差の初期値
が２πの整数倍になるようにノマルスキープリズム６を
光軸AXを横切る方向にアクチュエータ23によって位置調
整する。アクチュエータ23、44はコンピュータ20によっ
て制御される。 光線ir１（または光線ir11）はレンズ
15によって屈折され、光電変換素子17により光電変換さ
れる。光電変換素子17は映像信号を出力する。
【００３４】光線ir２（または光線ir22）はレンズ16に
よって屈折され、光電変換素子18により光電変換され
る。光電変換素子18は映像信号を出力する。光線it１
（または光線ir11）はレンズ29によって屈折され、光電
変換素子31により光電変換される。光電変換素子31は映
像信号を出力する。光線it２（または光線it22）はレン
ズ28によって屈折され、光電変換素子30により光電変換
される。光電変換素子31は映像信号を出力する。
よって屈折され、光電変換素子18により光電変換され
る。光電変換素子18は映像信号を出力する。光線it１
（または光線ir11）はレンズ29によって屈折され、光電
変換素子31により光電変換される。光電変換素子31は映
像信号を出力する。光線it２（または光線it22）はレン
ズ28によって屈折され、光電変換素子30により光電変換
される。光電変換素子31は映像信号を出力する。
【００３５】光電変換素子17、18からの光線ir１と光線
ir２のペアもしくは光線ir11と光線ir22のペアの映像信
号は差動増幅器19に入力される。光線ir１と光線ir２に
よるペアの映像信号の場合は差動増幅器19は反射振幅差
動信号Ｓarを出力し、光線ir11と光線ir22によるペアの
映像信号の場合は差動増幅器19は反射強度差動信号Ｓ ir
を出力する。また、光線it１と光線it２のペアもしくは
光線it11と光線it22のペアの映像信号は差動増幅器32に
入力される。光線it１と光線it２のペアの映像信号の場
合は差動増幅器32は透過振幅差動信号Ｓatを出力し、光
線ir11と光線ir22によるペアの映像信号の場合は差動増
幅器32は透過強度差動信号Ｓitを出力する。
ir２のペアもしくは光線ir11と光線ir22のペアの映像信
号は差動増幅器19に入力される。光線ir１と光線ir２に
よるペアの映像信号の場合は差動増幅器19は反射振幅差
動信号Ｓarを出力し、光線ir11と光線ir22によるペアの
映像信号の場合は差動増幅器19は反射強度差動信号Ｓ ir
を出力する。また、光線it１と光線it２のペアもしくは
光線it11と光線it22のペアの映像信号は差動増幅器32に
入力される。光線it１と光線it２のペアの映像信号の場
合は差動増幅器32は透過振幅差動信号Ｓatを出力し、光
線ir11と光線ir22によるペアの映像信号の場合は差動増
幅器32は透過強度差動信号Ｓitを出力する。
【００３６】これらの４つの差動信号Ｓar、Ｓir、
Ｓat、Ｓitのうち２つが選択されて、原理の項で説明し
た（16）、（17）、（18）、（19）式と選択された２つ
の信号に基づいて引き算器24内によって誤差信号が演算
される。すなわち、（16）、（17）、（18）、（19）式
により演算される４つの誤差信号（Ｅ1 、Ｅ2 、Ｅ3 、
Ｅ 4 ）を求める４つの検査モードが予めコンピュータ20
に記憶されており、オペレータがキーボード等のインタ
ーフェース22により４つの検査モードの内、１つを選択
することにより、４つの誤差信号（Ｅ1 、Ｅ2 、Ｅ3 、
Ｅ4 ）の内選択された１つが引き算器24で演算される。
コンピュータ20は選択された誤差信号が得られるよう
に、アクチュエータ40、39を制御する。例えば誤差信号
Ｅ1 を得る場合には、１／２波長板43と１／２波長板44
を光路中に挿入するようにコンピュータ20はアクチュエ
ータ40、39を制御し、その結果差動増幅器19は差動信号
Ｓirを出力し、差動増幅器32は差動信号Ｓitを出力す
る。そして引き算器24は差動信号Ｓ irと差動信号Ｓitを
入力し、この２つの差動信号Ｓir、Ｓit、（16）式に基
づいて誤差信号Ｅ1 を演算する。
Ｓat、Ｓitのうち２つが選択されて、原理の項で説明し
た（16）、（17）、（18）、（19）式と選択された２つ
の信号に基づいて引き算器24内によって誤差信号が演算
される。すなわち、（16）、（17）、（18）、（19）式
により演算される４つの誤差信号（Ｅ1 、Ｅ2 、Ｅ3 、
Ｅ 4 ）を求める４つの検査モードが予めコンピュータ20
に記憶されており、オペレータがキーボード等のインタ
ーフェース22により４つの検査モードの内、１つを選択
することにより、４つの誤差信号（Ｅ1 、Ｅ2 、Ｅ3 、
Ｅ4 ）の内選択された１つが引き算器24で演算される。
コンピュータ20は選択された誤差信号が得られるよう
に、アクチュエータ40、39を制御する。例えば誤差信号
Ｅ1 を得る場合には、１／２波長板43と１／２波長板44
を光路中に挿入するようにコンピュータ20はアクチュエ
ータ40、39を制御し、その結果差動増幅器19は差動信号
Ｓirを出力し、差動増幅器32は差動信号Ｓitを出力す
る。そして引き算器24は差動信号Ｓ irと差動信号Ｓitを
入力し、この２つの差動信号Ｓir、Ｓit、（16）式に基
づいて誤差信号Ｅ1 を演算する。
【００３７】引き算器24入力直前の相対的の信号強度の
調整は相対ゲイン調整回路50、50ａによって行われる。
これは式（16）の定数ｋ1 を決定することに等しい。被
検査レチクルまたは被検査レチクルと同種のパターン描
画材料によってパターンを描画してあるレチクルの無欠
陥の回路パターン部分を対物レンズ10の視野内に位置さ
せ、レーザビームで走査し、各走査位置における引き算
器24の出力が零となるように定数ｋ1 （相対ゲイン）を
決定する。この値はレチクルのパターン描画材料の反
射、透過率が変わると異なった値となる。なお本実施の
形態で検査対象のレチクルが多種（例えばクロムのコン
ベンショナルレチクル、ハーフトーンレチクル等の複
数）ある場合、前述のノマルスキープリズムで分離され
た２つの光線の間の位相の調整と相対ゲイン（ｋ1 ）の
調整のうち、変更する必要があるのは、相対ゲイン調整
回路50（50ａ）の相対ゲインｋ1 の値をレチクルの品種
毎に複数、コンピュータ20に記憶しておく。そして、こ
の値に基づいてコンピュータ20が相対ゲイン調整回路50
（50ａ）を制御するようにすれば、オペレータがコンピ
ュータ20にレチクルの品種を指定することで自動的に相
対ゲインｋ1 が最適値に設定されるように出来、使い勝
手のよい装置を実現可能である。
調整は相対ゲイン調整回路50、50ａによって行われる。
これは式（16）の定数ｋ1 を決定することに等しい。被
検査レチクルまたは被検査レチクルと同種のパターン描
画材料によってパターンを描画してあるレチクルの無欠
陥の回路パターン部分を対物レンズ10の視野内に位置さ
せ、レーザビームで走査し、各走査位置における引き算
器24の出力が零となるように定数ｋ1 （相対ゲイン）を
決定する。この値はレチクルのパターン描画材料の反
射、透過率が変わると異なった値となる。なお本実施の
形態で検査対象のレチクルが多種（例えばクロムのコン
ベンショナルレチクル、ハーフトーンレチクル等の複
数）ある場合、前述のノマルスキープリズムで分離され
た２つの光線の間の位相の調整と相対ゲイン（ｋ1 ）の
調整のうち、変更する必要があるのは、相対ゲイン調整
回路50（50ａ）の相対ゲインｋ1 の値をレチクルの品種
毎に複数、コンピュータ20に記憶しておく。そして、こ
の値に基づいてコンピュータ20が相対ゲイン調整回路50
（50ａ）を制御するようにすれば、オペレータがコンピ
ュータ20にレチクルの品種を指定することで自動的に相
対ゲインｋ1 が最適値に設定されるように出来、使い勝
手のよい装置を実現可能である。
【００３８】以上のようにして、引き算器24は差動信号
ＳirとＳitとの少なくとも一方の信号強度を所定の定数
ｋ1 に基づいて調整した後、２つの信号の差をとること
により誤差信号Ｅ1 を演算している。同様にして誤差信
号Ｅ2 、Ｅ3 、Ｅ4 も求められる。演算された誤差信号
（Ｅ1 、Ｅ2 、Ｅ3 、Ｅ4 ）は続いてプラス側とマイナ
ス側の二つのスライスレベルを有する２値化回路である
ウインドウコンパレータ回路を有する信号処理回路33に
入力される。信号処理回路33は２値化信号の値や、差動
信号の値などを、同期装置34を介してコンピュータ20に
出力する。コンピュータ20はこの値に基づいて、欠陥の
有無を検出する。
ＳirとＳitとの少なくとも一方の信号強度を所定の定数
ｋ1 に基づいて調整した後、２つの信号の差をとること
により誤差信号Ｅ1 を演算している。同様にして誤差信
号Ｅ2 、Ｅ3 、Ｅ4 も求められる。演算された誤差信号
（Ｅ1 、Ｅ2 、Ｅ3 、Ｅ4 ）は続いてプラス側とマイナ
ス側の二つのスライスレベルを有する２値化回路である
ウインドウコンパレータ回路を有する信号処理回路33に
入力される。信号処理回路33は２値化信号の値や、差動
信号の値などを、同期装置34を介してコンピュータ20に
出力する。コンピュータ20はこの値に基づいて、欠陥の
有無を検出する。
【００３９】信号処理回路33のウインドウコンパレータ
回路のプラス側とマイナス側の二つのスライスレベルは
光学的なノイズ、電気的なノイズによって疑似欠陥を生
じないレベルに設定する。なおスライスレベルはインタ
ーフェース22、コンピュータ20を介して外部より設定可
能である。同期装置34は検査実行中のXY走査部26とＸ−
Ｙステージ37の同期制御を行う。XY走査部26はアクチュ
エータ25を介して駆動される。Ｘ−Ｙステージ37はアク
チュエータ38を介して駆動される。XY走査部26により光
源１からの光線がＸ方向に走査され、アクチュエータ38
によりＸ−Ｙステージ37（レチクル８）がＹ方向に移動
することより、レチクル上の２次元領域が検査される。
回路のプラス側とマイナス側の二つのスライスレベルは
光学的なノイズ、電気的なノイズによって疑似欠陥を生
じないレベルに設定する。なおスライスレベルはインタ
ーフェース22、コンピュータ20を介して外部より設定可
能である。同期装置34は検査実行中のXY走査部26とＸ−
Ｙステージ37の同期制御を行う。XY走査部26はアクチュ
エータ25を介して駆動される。Ｘ−Ｙステージ37はアク
チュエータ38を介して駆動される。XY走査部26により光
源１からの光線がＸ方向に走査され、アクチュエータ38
によりＸ−Ｙステージ37（レチクル８）がＹ方向に移動
することより、レチクル上の２次元領域が検査される。
【００４０】コンピュータ20は欠陥のレチクル内の位置
と欠陥位置での誤差信号Ｅ1 、Ｅ2、Ｅ3 、Ｅ4 の内の
選択された信号量や異物の大きさを表す信号を示すマッ
プを生成し、表示部21に表示する。コンピュータ20はア
クチュエータ23、アクチュエータ41を制御し、前述のノ
マルスキープリズム６、ノマルスキープリズム13を微調
整可能で、検査開始前の、セットアップが自動で可能で
ある。このセットアップには無欠陥で回路パターンの無
い、レチクルが用いられる。コンピュータ20はアクチュ
エータ40、アクチュエータ39を制御し、前述の光学素子
を検査モードに応じて自動で切り換えるとともに、XY走
査部26、アクチュエータ38の制御等、装置全体を制御す
る。
と欠陥位置での誤差信号Ｅ1 、Ｅ2、Ｅ3 、Ｅ4 の内の
選択された信号量や異物の大きさを表す信号を示すマッ
プを生成し、表示部21に表示する。コンピュータ20はア
クチュエータ23、アクチュエータ41を制御し、前述のノ
マルスキープリズム６、ノマルスキープリズム13を微調
整可能で、検査開始前の、セットアップが自動で可能で
ある。このセットアップには無欠陥で回路パターンの無
い、レチクルが用いられる。コンピュータ20はアクチュ
エータ40、アクチュエータ39を制御し、前述の光学素子
を検査モードに応じて自動で切り換えるとともに、XY走
査部26、アクチュエータ38の制御等、装置全体を制御す
る。
【００４１】外部のオペレータは、インターフェース22
を介して、コンピュータ20に対し４つの内のいずれかの
検査モード、検査感度、検査領域、装置の初期設定の実
行、検査の実行などを入力する。検査モードの選択は検
出したいシフター欠陥や異物の特性などによってオペレ
ータが自由に選べる。例えば、シフターのみの欠陥を特
に検出したい場合誤差信号Ｅ3 を選択する。またクロム
レチクルのクロム上の異物のみを特に検出したい場合は
Ｅ1 を選択する。また低段差の異物を特に検出する際は
Ｅ2 、Ｅ4 を選択する。
を介して、コンピュータ20に対し４つの内のいずれかの
検査モード、検査感度、検査領域、装置の初期設定の実
行、検査の実行などを入力する。検査モードの選択は検
出したいシフター欠陥や異物の特性などによってオペレ
ータが自由に選べる。例えば、シフターのみの欠陥を特
に検出したい場合誤差信号Ｅ3 を選択する。またクロム
レチクルのクロム上の異物のみを特に検出したい場合は
Ｅ1 を選択する。また低段差の異物を特に検出する際は
Ｅ2 、Ｅ4 を選択する。
【００４２】光電変換素子は映像信号を出力するものに
限らず、フォトマル等のセンサでもよく、その配置位置
も対物レンズ10( 集光レンズ42) の瞳共役位置に設けて
よよい。また、アクチュエータ39、40と同様のアクチュ
エータを偏光分離スプリッタ27、14に設け、偏光分離ス
プリッタ27、14を集光レンズ42や対物レンズ10の光軸を
回転軸として回転することより、偏光分離スプリッタ2
7、14のアナライザ角を位相シフターの欠陥や異物（位
相物体）がないときに差動信号が最小となるように設定
するようにしてもよい。
限らず、フォトマル等のセンサでもよく、その配置位置
も対物レンズ10( 集光レンズ42) の瞳共役位置に設けて
よよい。また、アクチュエータ39、40と同様のアクチュ
エータを偏光分離スプリッタ27、14に設け、偏光分離ス
プリッタ27、14を集光レンズ42や対物レンズ10の光軸を
回転軸として回転することより、偏光分離スプリッタ2
7、14のアナライザ角を位相シフターの欠陥や異物（位
相物体）がないときに差動信号が最小となるように設定
するようにしてもよい。
【００４３】また、引き算器24と信号処理回路33との間
に平均化回路を設け、誤差信号Ｅ1、Ｅ2 、Ｅ3 、Ｅ4
の全てを検出するようにし、平均化回路によってこれら
の平均的な誤差信号を信号処理回路33に出力するように
してもよい。また、光源１を例えば水銀ランプ等にし
て、所定の波長の光を選択する波長フィルタ、ポラライ
ザを第１リレーレンズ４の前に設け、レチクル８を一括
照明するようにし、１次元または２次元の撮像素子等の
光電変換素子から画像信号を得るようにしてもよい。
に平均化回路を設け、誤差信号Ｅ1、Ｅ2 、Ｅ3 、Ｅ4
の全てを検出するようにし、平均化回路によってこれら
の平均的な誤差信号を信号処理回路33に出力するように
してもよい。また、光源１を例えば水銀ランプ等にし
て、所定の波長の光を選択する波長フィルタ、ポラライ
ザを第１リレーレンズ４の前に設け、レチクル８を一括
照明するようにし、１次元または２次元の撮像素子等の
光電変換素子から画像信号を得るようにしてもよい。
【００４４】また、レチクル８を一括して照明する場
合、光電変換素子17、18を兼用として画像メモリを設
け、光電変換素子30、31を兼用として画像メモリを設け
る。また偏光ビームスプリッタ１４、２７の代わりにア
ナライザを２つ設け、アクチュエータでアナライザを直
接駆動して、アナライザ角φを異物の検出に最適な値φ
ａに設定して２つの画像を得てもよい。また１／２波長
板を付加した場合、アナライザ角φはφａとなるように
アナライザまたは１／２波長板を回転させてもよい）を
回転させて設定し、そのアナライザ角φａに直交する偏
光状態の光の取り込みは、アナライザ，または１／２波
長板を固定したままでも可能である。このときはポララ
イザの方位を９０°変更させて２つの画像を得る。すな
わちまずポラライザを紙面に平行な方位にして、アナラ
イザもしくは１／２波長板の回転により、アナライザ角
φをφａの角度に設定する。このときに得られる第１の
画像をメモリーする。次にアナライザ角φａはそのまま
で、ポラライザをアクチュエータにより紙面に垂直な方
位にする。これはアナライザ角φを９０°回転させるの
と等価である。ここで得られる画像を第２画像としてメ
モリーする。なお本実施の形態ではポラライザは紙面に
平行方向と垂直方向の９０°の角度変更のみを行え、ア
ナライザ角を９０°だけ増減する目的にのみ用いられ
る。これはノルマスキープリズム１３で分離された２つ
の光線の振幅比を１：１に保つために重要である。
合、光電変換素子17、18を兼用として画像メモリを設
け、光電変換素子30、31を兼用として画像メモリを設け
る。また偏光ビームスプリッタ１４、２７の代わりにア
ナライザを２つ設け、アクチュエータでアナライザを直
接駆動して、アナライザ角φを異物の検出に最適な値φ
ａに設定して２つの画像を得てもよい。また１／２波長
板を付加した場合、アナライザ角φはφａとなるように
アナライザまたは１／２波長板を回転させてもよい）を
回転させて設定し、そのアナライザ角φａに直交する偏
光状態の光の取り込みは、アナライザ，または１／２波
長板を固定したままでも可能である。このときはポララ
イザの方位を９０°変更させて２つの画像を得る。すな
わちまずポラライザを紙面に平行な方位にして、アナラ
イザもしくは１／２波長板の回転により、アナライザ角
φをφａの角度に設定する。このときに得られる第１の
画像をメモリーする。次にアナライザ角φａはそのまま
で、ポラライザをアクチュエータにより紙面に垂直な方
位にする。これはアナライザ角φを９０°回転させるの
と等価である。ここで得られる画像を第２画像としてメ
モリーする。なお本実施の形態ではポラライザは紙面に
平行方向と垂直方向の９０°の角度変更のみを行え、ア
ナライザ角を９０°だけ増減する目的にのみ用いられ
る。これはノルマスキープリズム１３で分離された２つ
の光線の振幅比を１：１に保つために重要である。
【００４５】また光源１とハーフミラー３の間に１／２
波長板を付加してもよい。この場合アナライザをアクチ
ュエータにより、回転させてアナライザ角φを所定の角
度に設定する。ポラライザの方位，１／２波長板の光軸
軸の方位を紙面に平行とし、第１の画像を得る。次に１
／２波長板の光軸軸の方位を紙面に４５°の方位として
第２の画像を得る。つまりポラライザの回転の代わりに
１／２波長板を回転させている。１／２波長板はレチク
ル８と光源１との間に位置するので、像ずれは生じな
い。
波長板を付加してもよい。この場合アナライザをアクチ
ュエータにより、回転させてアナライザ角φを所定の角
度に設定する。ポラライザの方位，１／２波長板の光軸
軸の方位を紙面に平行とし、第１の画像を得る。次に１
／２波長板の光軸軸の方位を紙面に４５°の方位として
第２の画像を得る。つまりポラライザの回転の代わりに
１／２波長板を回転させている。１／２波長板はレチク
ル８と光源１との間に位置するので、像ずれは生じな
い。
【００４６】図２は本発明の第二実施の形態の装置構成
を示す図である。第二実施の形態は前述の第一実施の形
態におけるノマルスキープリズム（６、１３）を偏光ビ
ームスプリッタ面を有するプリズムで置き換えたもので
ある。他の構成は同様なので、偏光ビームスプリッタ面
を有するプリズムの部分のみを説明する。説明の便宜
上、図１の装置におけるノマルスキープリズム１３とア
クチュエータ４１を図２の装置（反射ミラーＭ３、プリ
ズム８１、アクチュエータ８３）に置き換えることとし
て説明する。
を示す図である。第二実施の形態は前述の第一実施の形
態におけるノマルスキープリズム（６、１３）を偏光ビ
ームスプリッタ面を有するプリズムで置き換えたもので
ある。他の構成は同様なので、偏光ビームスプリッタ面
を有するプリズムの部分のみを説明する。説明の便宜
上、図１の装置におけるノマルスキープリズム１３とア
クチュエータ４１を図２の装置（反射ミラーＭ３、プリ
ズム８１、アクチュエータ８３）に置き換えることとし
て説明する。
【００４７】図２において、光源１からの光線はハーフ
ミラー３で反射され、図２の反射ミラーＭ３に入射す
る。ミラーＭ３で反射された光線はプリズム８１に入射
する。プリズム８１は２つの反射平面Ｍ１、Ｍ２と偏光
ビームスプリッタ平面ＰＢＳ１からなる。これらの平面
は紙面に垂直である。偏光ビームスプリッター平面ＰＢ
Ｓ１は紙面に平行な偏波面の直線偏光を透過させ、垂直
な直線偏光を反射させる。反射平面Ｍ１と偏光ビームス
プリッター平面ＰＢＳ１は平行であって、反射平面Ｍ２
と偏光ビームスプリッター平面ＰＢＳ１は平行から若干
（例えば数度）角度が付いている。プリズム８１は回転
軸８２を中心にアクチュエータ８３によって回転可能
で、また紙面に平行で、かつ偏光ビームスプリッター平
面ＰＢＳ１に平行な方向にもアクチュエータ８３によっ
て移動可能である。アクチュエータ８３もコンピュータ
２０によって制御される。
ミラー３で反射され、図２の反射ミラーＭ３に入射す
る。ミラーＭ３で反射された光線はプリズム８１に入射
する。プリズム８１は２つの反射平面Ｍ１、Ｍ２と偏光
ビームスプリッタ平面ＰＢＳ１からなる。これらの平面
は紙面に垂直である。偏光ビームスプリッター平面ＰＢ
Ｓ１は紙面に平行な偏波面の直線偏光を透過させ、垂直
な直線偏光を反射させる。反射平面Ｍ１と偏光ビームス
プリッター平面ＰＢＳ１は平行であって、反射平面Ｍ２
と偏光ビームスプリッター平面ＰＢＳ１は平行から若干
（例えば数度）角度が付いている。プリズム８１は回転
軸８２を中心にアクチュエータ８３によって回転可能
で、また紙面に平行で、かつ偏光ビームスプリッター平
面ＰＢＳ１に平行な方向にもアクチュエータ８３によっ
て移動可能である。アクチュエータ８３もコンピュータ
２０によって制御される。
【００４８】プリズム８１はノマルスキープリズムと全
く同様の機能を有する。つまり、入射光線を互いに直交
する偏波面であって僅かな角度（分離角度）を有する２
つの光線に分離する。２つの光線は対物レンズ１０を経
てレチクル８に入射し、レチクル８上で僅かに位置のず
れた２つのスポットを形成する。２つの光線はレチクル
８によって反射され、もとの光路を遡り再び一つの光線
になってプリズム８１の外に出る。
く同様の機能を有する。つまり、入射光線を互いに直交
する偏波面であって僅かな角度（分離角度）を有する２
つの光線に分離する。２つの光線は対物レンズ１０を経
てレチクル８に入射し、レチクル８上で僅かに位置のず
れた２つのスポットを形成する。２つの光線はレチクル
８によって反射され、もとの光路を遡り再び一つの光線
になってプリズム８１の外に出る。
【００４９】プリズム８１をアクチュエータ８３によっ
て回転軸８０を中心に回転させると、シャー量を変化さ
せることができる。また紙面に平行で、かつ偏光ビーム
スプリッター平面ＰＢＳ１に平行な方向（レンズ１０の
光軸と直交する方向）に移動させることで２つの光線の
位相差を調整できる。反射ミラーＭ３が常にＰＢＳ１と
平行になるようにプリズム８１の回転にあわせて、反射
ミラーＭ３を回転軸８０を中心にアクチュエータ８４に
よって回転させれば、一方の光線の移動を減少させて、
他方の光線のみを移動することができる。アクチュエー
タ８３、８４もコンピュータ２０によって制御される。
このようにプリズム８１はシャー量（レチクル８上での
ずれ量）と初期位相差量を調整でき、ノマルスキープリ
ズムと同様に扱える。したがって光線分離手段以外の構
成、機能は第一実施の形態から第二実施の形態と同様で
全く問題無い。同様にノマルスキープリズム６とアクチ
ュエータ２３も図２の装置（反射ミラーＭ３、プリズム
８１、アクチュエータ８３、８４）に置き換え可能であ
る。
て回転軸８０を中心に回転させると、シャー量を変化さ
せることができる。また紙面に平行で、かつ偏光ビーム
スプリッター平面ＰＢＳ１に平行な方向（レンズ１０の
光軸と直交する方向）に移動させることで２つの光線の
位相差を調整できる。反射ミラーＭ３が常にＰＢＳ１と
平行になるようにプリズム８１の回転にあわせて、反射
ミラーＭ３を回転軸８０を中心にアクチュエータ８４に
よって回転させれば、一方の光線の移動を減少させて、
他方の光線のみを移動することができる。アクチュエー
タ８３、８４もコンピュータ２０によって制御される。
このようにプリズム８１はシャー量（レチクル８上での
ずれ量）と初期位相差量を調整でき、ノマルスキープリ
ズムと同様に扱える。したがって光線分離手段以外の構
成、機能は第一実施の形態から第二実施の形態と同様で
全く問題無い。同様にノマルスキープリズム６とアクチ
ュエータ２３も図２の装置（反射ミラーＭ３、プリズム
８１、アクチュエータ８３、８４）に置き換え可能であ
る。
【００５０】図３は本発明の第三実施の装置構成を示す
図である。第三実施の形態は第二実施の形態の変形例で
ある。第二実施の形態との違いはやはり光線分離手段
（もしくは光線合成手段）に有る。説明の便宜上、本実
施の形態においても図１の装置におけるノマルスキープ
リズム１３とアクチュエータ２５を図３の装置（反射ミ
ラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３、偏光ビームスプリッタＰＢＳ
１、ＰＢＳ２、アクチュエータ９０）に置き換えること
として説明する。
図である。第三実施の形態は第二実施の形態の変形例で
ある。第二実施の形態との違いはやはり光線分離手段
（もしくは光線合成手段）に有る。説明の便宜上、本実
施の形態においても図１の装置におけるノマルスキープ
リズム１３とアクチュエータ２５を図３の装置（反射ミ
ラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３、偏光ビームスプリッタＰＢＳ
１、ＰＢＳ２、アクチュエータ９０）に置き換えること
として説明する。
【００５１】本実施の形態ではノマルスキープリズムの
代わりに二つの反射ミラーＭ１、Ｍ２と二つの偏光ビー
ムスプリッターＰＢＳ１、ＰＢＳ２で光線分離手段（も
しくは光線合成手段）を構成している。ＰＢＳ１、ＰＢ
Ｓ２の偏光ビームスプリッター平面と反射ミラーＭ１、
Ｍ２の反射平面は紙面に垂直であってＰＢＳ１、ＰＢＳ
２の偏光ビームスプリッター平面とミラーＭ１の反射平
面は平行であり、ミラーＭ２は紙面に垂直な回転軸９１
を中心にアクチュエータ９０により回転可能である。ま
たアクチュエータ９０により、これらの光学系全体もし
くは一部（例えばミラーのみ）をＸ方向に平行移動させ
ることもできる。
代わりに二つの反射ミラーＭ１、Ｍ２と二つの偏光ビー
ムスプリッターＰＢＳ１、ＰＢＳ２で光線分離手段（も
しくは光線合成手段）を構成している。ＰＢＳ１、ＰＢ
Ｓ２の偏光ビームスプリッター平面と反射ミラーＭ１、
Ｍ２の反射平面は紙面に垂直であってＰＢＳ１、ＰＢＳ
２の偏光ビームスプリッター平面とミラーＭ１の反射平
面は平行であり、ミラーＭ２は紙面に垂直な回転軸９１
を中心にアクチュエータ９０により回転可能である。ま
たアクチュエータ９０により、これらの光学系全体もし
くは一部（例えばミラーのみ）をＸ方向に平行移動させ
ることもできる。
【００５２】偏光ビームスプリッタＰＢＳ１、ＰＢＳ２
は紙面に平行な偏波面の直線偏光を透過させ、紙面に垂
直な偏波面の直線偏光を透過させる。したがってミラー
Ｍ３により反射される照明光はＰＢＳ１により偏光分離
され互いに偏光方向が直交する光線ＯＥ、ＥＯに分かれ
て、反射ミラーＭ１、Ｍ２に向かいそれぞれ反射され
る。光線ＯＥは偏光ビームスプリッタＰＢＳ２を透過
し、光線ＥＯは反射され、対物レンズ１０に向かって進
行する。光線ＥＯは反射ミラーＭ２を僅かな角度だけ回
転軸９１を中心に傾けることで、光線ＯＥに対して僅か
の角度だけことなる方向でＰＢＳ２から射出する。した
がって対物レンズを通過した後のシャー量2δを任意に
調整可能である。また反射ミラーＭ２をＸ方向にアクチ
ュエータ９０によって移動させることで、ＯＥ光線ＯＥ
と光線ＥＯの初期位相差量を調整可能である。
は紙面に平行な偏波面の直線偏光を透過させ、紙面に垂
直な偏波面の直線偏光を透過させる。したがってミラー
Ｍ３により反射される照明光はＰＢＳ１により偏光分離
され互いに偏光方向が直交する光線ＯＥ、ＥＯに分かれ
て、反射ミラーＭ１、Ｍ２に向かいそれぞれ反射され
る。光線ＯＥは偏光ビームスプリッタＰＢＳ２を透過
し、光線ＥＯは反射され、対物レンズ１０に向かって進
行する。光線ＥＯは反射ミラーＭ２を僅かな角度だけ回
転軸９１を中心に傾けることで、光線ＯＥに対して僅か
の角度だけことなる方向でＰＢＳ２から射出する。した
がって対物レンズを通過した後のシャー量2δを任意に
調整可能である。また反射ミラーＭ２をＸ方向にアクチ
ュエータ９０によって移動させることで、ＯＥ光線ＯＥ
と光線ＥＯの初期位相差量を調整可能である。
【００５３】このようにして二つの偏光ビームスプリッ
タと２枚の平面ミラーによってもノマルスキープリズム
の代用になり、全く同じ機能をさせることができる。同
様にノマルスキープリズム６とアクチュエータ２３も図
３の装置（反射ミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３、偏光ビームス
プリッタＰＢＳ１、ＰＢＳ２、アクチュエータ９０）に
置き換え可能である。
タと２枚の平面ミラーによってもノマルスキープリズム
の代用になり、全く同じ機能をさせることができる。同
様にノマルスキープリズム６とアクチュエータ２３も図
３の装置（反射ミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３、偏光ビームス
プリッタＰＢＳ１、ＰＢＳ２、アクチュエータ９０）に
置き換え可能である。
【００５４】また、前述の実施の形態では位相差の調整
機構をノマルスキープリズムを光軸を横切る方向に出し
入れする機構で構成したが、回転可能なポラライザとこ
のポラライザに近接して設けた１／４波長板との構成と
してもよい。この構成においてポラライザを回転するこ
とによりノマルスキープリズムを移動するのと同様にノ
マルスキープリズムで分離された２つの光束の間の位相
差を調整することができる。
機構をノマルスキープリズムを光軸を横切る方向に出し
入れする機構で構成したが、回転可能なポラライザとこ
のポラライザに近接して設けた１／４波長板との構成と
してもよい。この構成においてポラライザを回転するこ
とによりノマルスキープリズムを移動するのと同様にノ
マルスキープリズムで分離された２つの光束の間の位相
差を調整することができる。
【００５５】また、目視観察系を設け、欠陥の検出結果
( 欠陥の検出位置情報等) に基づいて、欠陥を観察し、
異物か位相シフターの欠陥かを観察するようにしてもよ
い。また１／２波長板は、偏光回転作用のある旋光子と
して例えば磁気光学効果を用いたファラデーロや電気光
学効果を応用した旋光子に置き換え可能である。上述し
た各実施の形態において、対物レンズの瞳近傍に光線分
離手段（ノマルスキープリズム等）を設置可能なときは
２つの直線偏光がわずかな角度をなすものがよく、それ
以外の場所では平行に分離する装置でよい。対物レンズ
等の光学系と使用する光線分離手段（ノマルスキープリ
ズム等）の光学設計に応じて、設置場所を適宜選択すれ
ばよい。
( 欠陥の検出位置情報等) に基づいて、欠陥を観察し、
異物か位相シフターの欠陥かを観察するようにしてもよ
い。また１／２波長板は、偏光回転作用のある旋光子と
して例えば磁気光学効果を用いたファラデーロや電気光
学効果を応用した旋光子に置き換え可能である。上述し
た各実施の形態において、対物レンズの瞳近傍に光線分
離手段（ノマルスキープリズム等）を設置可能なときは
２つの直線偏光がわずかな角度をなすものがよく、それ
以外の場所では平行に分離する装置でよい。対物レンズ
等の光学系と使用する光線分離手段（ノマルスキープリ
ズム等）の光学設計に応じて、設置場所を適宜選択すれ
ばよい。
【００５６】また、上述の実施の形態でレチクルと検査
光（光源１からのレーザビーム等）との相対走査は、レ
チクルステージ３７と検査光との少なくとも一方を移動
するようにしてもよい。
光（光源１からのレーザビーム等）との相対走査は、レ
チクルステージ３７と検査光との少なくとも一方を移動
するようにしてもよい。
【００５７】
【発明の効果】このように本発明によれば、クロム遮光
膜による回路パターンのコンベンショナルなレチクル、
光透過性の薄膜による位相シフターのみで回路パターン
が描画されたハーフトーンレチクル、位相シフターとク
ロムパターンが混在する位相シフター付きレチクルのす
べてのレチクルにおいて、位相シフター部分の位相シフ
ト量の異常や、光透過性の位相物体の異物の付着の有無
を検査可能である。
膜による回路パターンのコンベンショナルなレチクル、
光透過性の薄膜による位相シフターのみで回路パターン
が描画されたハーフトーンレチクル、位相シフターとク
ロムパターンが混在する位相シフター付きレチクルのす
べてのレチクルにおいて、位相シフター部分の位相シフ
ト量の異常や、光透過性の位相物体の異物の付着の有無
を検査可能である。
【００５８】また、これらのレチクルにおいて、位相シ
フター部分の位相シフト量の異常の有無と、光透過性の
位相物体の異物の付着の有無との両方を検査できる装置
を提供可能である。また、透過による差動信号と反射に
よる差動信号の各々を、位相シフターの欠陥や異物（位
相物体）がないときに差動信号が最小となるよう光学的
に構成することが可能となる。また、透過による差動信
号と反射による差動信号との両方の信号を用いて欠陥を
検査することにより検出精度を向上させることができ
る。
フター部分の位相シフト量の異常の有無と、光透過性の
位相物体の異物の付着の有無との両方を検査できる装置
を提供可能である。また、透過による差動信号と反射に
よる差動信号の各々を、位相シフターの欠陥や異物（位
相物体）がないときに差動信号が最小となるよう光学的
に構成することが可能となる。また、透過による差動信
号と反射による差動信号との両方の信号を用いて欠陥を
検査することにより検出精度を向上させることができ
る。
【図１】本発明の第一実施の形態の装置構成を示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明の第三実施の形態の装置構成を示す図で
ある。
ある。
【図３】本発明の第四実施の形態の装置構成を示す図で
ある。
ある。
【図４】本発明の原理説明図
【図５】本発明の原理説明図
1 ─光源 6 、13─ノマルスキープリズム 11、36─1/4 波長板 43、44─1/2 波長板 17、18、30、31─光電変換素子 19、32─差動増幅器 24─引き算器 50、50ａ─相対ゲイン調整回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 7/00 Ｇ０６Ｆ 15/62 ４０５Ａ
Claims (9)
- 【請求項１】基板上の欠陥を検査する欠陥検査装置にお
いて、 光源からの第１の光線を前記基板に向ける光学系と；前
記第１の光線を第１の偏光状態と第２の偏光状態の２つ
の直線偏光の光線に分離する分離光学系と；前記２つの
直線偏光の光の位相差を調整する位相差調整手段と；前
記２つの直線偏光の光線を集光し、前記基板内の所定領
域内で２つの被照射点を形成する第１対物レンズと；前
記基板から透過方向に発生する少なくとも前記第１と第
２の偏光状態の光線を屈折する第２対物レンズと；前記
第２対物レンズを通過した前記第１と第２の偏光状態の
光線を合成し、第４の偏光状態の第３の光線とする合成
光学系と；前記基板で反射された前記第１と第２の偏光
状態の光線が前記第１対物レンズを介して前記分離光学
系に再び入射することで合成された第３の偏光状態の第
２の光線に合成され、該第２の光線を第４の光線に変換
する第１光学素子と；前記第３の光を第５の光線に変換
する第２光学素子と；前記第４の光線から第５の偏光状
態の光線と第６の偏光状態の光線とを選択する第１偏光
選択手段と；前記第５の光線から第７の偏光状態の光線
と第８の偏光状態の光線とを選択する第２偏光選択光学
系と；前記第５の偏光状態の光線を光電変換する第１光
電変換素子と；前記第６の偏光状態の光線を光電変換す
る第２光電変換素子と；前記第７の偏光状態の光線を光
電変換する第３光電変換素子と；前記第８の偏光状態の
光線を光電変換する第４光電変換素子と；前記第１光電
変換素子からの光電変換信号と、前記第２光電変換素子
からの光電変換信号の信号強度の差である第１差信号を
生成する第１差動回路と；前記第３光電変換素子からの
光電変換信号と、前記第４光電変換素子からの光電変換
信号の信号強度の差である第２差信号を生成する第２差
動回路と；前記第１差信号と第２差信号の少なくとも一
方の信号強度を調整する信号強度調整回路と；前記２つ
の信号の少なくとも一方の信号強度を調整した後、前記
第１差信号と前記第２差信号との差である第３差信号を
生成する第３差動回路と；前記第３差信号を所定の閾値
と比較することにより２値化し、２値化信号を出力する
２値化回路と；前記２値化信号に基づいて、前記欠陥を
検出する判定回路とを有することを特徴とする欠陥検査
装置。 - 【請求項２】前記第１及び第２光学素子は、前記第１の
偏光状態に平行な直線偏光の成分と前記第２の偏光状態
に平行な直線偏光の成分の間の相対的な位相差量を調整
することを特徴とすることを特徴とする請求項１記載の
装置。 - 【請求項３】前記第１光学素子は前記第２光線の偏光方
向を前記第１対物レンズの光軸を中心としてπ／４回転
させ、前記第２光学素子は前記第３光線の偏光方向を前
記第２対物レンズの光軸を中心としてπ／４回転させる
ことを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項４】前記分離光学系と前記合成光学系との少な
くとも一方は、複屈折性プリズムであることを特徴とす
る請求項１記載の装置。 - 【請求項５】前記位相差調整機構は、前記分離光学系と
前記合成光学系との少なくとも一方を、前記第１、第２
対物レンズの光軸と交差する方向に移動する移動機構で
あることを特徴とする請求項６記載の装置。 - 【請求項６】前記位相差調整機構は、１／４波長板とポ
ラライザとの組み合わせを含むことを特徴とする請求項
１記載の装置。 - 【請求項７】前記第５の偏光状態の光線及び前記第７の
偏光状態の光線は直線偏光であって、その偏光方向は前
記第１の偏光状態の直線偏光の偏波面に対して４５°の
角度をなし、 前記第６の偏光状態の光線及び前記第８の偏光状態の光
線は直線偏光であって、その偏光方向は前記第２の偏光
状態の直線偏光の偏波面に対して４５°の角度をなすこ
とを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項８】基板上の欠陥を検査する欠陥検査装置にお
いて、 透過微分象と反射微分象を独立に検出する顕微鏡ユニッ
トと；前記透過微分象と反射微分象を独立に光電変換
し、透過微分信号と反射微分信号を生成する光電変換
系；前記透過微分信号と反射微分信号の相対的な強度を
調整する強度調整手段と；前記強度調整手段によって前
記２つの信号の相対的な強度を調整した後に、前記２つ
の信号の差信号を生成し、該差信号に基づいて前記欠陥
を検出する判定回路とを有することを特徴とする欠陥検
査装置。 - 【請求項９】前記透過微分像は透過強度微分像と透過振
幅微分像との少なくとも１つであり、前記反射微分像は
反射強度微分像と反射振幅微分像との少なくとも１つで
あることを特徴とする請求項８記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7217917A JPH0961368A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 欠陥検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7217917A JPH0961368A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 欠陥検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0961368A true JPH0961368A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16711770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7217917A Pending JPH0961368A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 欠陥検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0961368A (ja) |
-
1995
- 1995-08-25 JP JP7217917A patent/JPH0961368A/ja active Pending
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