JP2002055059A - 異物検査装置、露光装置、及び露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 散乱光の光強度差が散乱角に応じて大きく変
化する場合であっても、その差を低減して異物の検査上
不都合のない差に調整可能であり、しかも比較的安価に
実現できる異物検査装置、露光装置、及び露光方法を提
供する。 【解決手段】 光ビームＢ１を被検査面としてのペリク
ル６０の表面に照射する照射系５０と、ペリクル６０の
表面に付着した異物からの散乱光を受光する受光系６５
と、受光系６５で受光された散乱光の光強度に応じた散
乱信号を出力する光電検出素子６８とを備えた異物検査
装置であって、ペリクル６０の表面に照射する光ビーム
Ｂ１の空間強度分布を調整する照射光調整部材５３を備
える。また、受光系６５に入射する散乱光の光強度を散
乱光の散乱受光角に応じて調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異物検査装置、露
光装置、及び露光方法に係り、特にマスク表面等の被検
査面に付着した微細なゴミ等の異物や傷等を自動的に検
出する異物検査装置、並びに当該異物検査装置を備える
露光装置及び当該異物検査装置によって検査が行われた
マスクを用いて感光基板に対して露光を行う露光方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路や液晶表示装置の各種デ
バイスは、フォトリソグラフィ技術を用いて製造される
のが一般的である。フォトリソグラフィ技術は、微細な
パターンが形成されたマスク又はレチクル（以下、総称
して「マスク」という）に照明光を照明し、パターンの
像をフォトレジスト等の感光剤が塗布された半導体ウェ
ハや透明基板等の感光基板上に転写する技術であり、転
写を行う際には露光装置が用いられる。この露光装置
は、例えばステップ・アンド・リピート方式の縮小投影
型露光装置、所謂ステッパや、ステップ・アンド・スキ
ャン方式の露光装置等が挙げられる。

【０００３】上記ステッパは、半導体集積回路のように
一枚の感光基板上に同一のパターンを複数転写して形成
されるデバイスを製造する場合に用いられることが多
く、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置は、大
面積の液晶表示素子等を製造する際に用いられることが
多い。このステップ・アンド・スキャン方式の露光装置
は、例えば特開平７−５７９８６号公報や特開平７−３
２６５５７号公報にて開示されているように、複数の投
影光学系を千鳥状に配置し、マスクと感光基板としての
プレートとを同期して走査することによって露光するも
のである。

【０００４】フォトリソグラフィ技術では、１つのマス
クのパターンを複数枚の感光基板に転写してデバイスを
形成するため、マスクに埃や塵等のマスクに形成された
パターン以外のもの（異物）が付着していると異物の形
状がマスクに形成されたパターンとともに転写されてし
まい、欠陥となる虞がある。近年、特に半導体集積回路
に形成されるパターンは微細化されており、１０μｍ〜
３０μｍ程度の大きさの異物がマスクに付着していても
欠陥となることが考えられる。

【０００５】マスクは一般的に透明ガラス基板の一方の
面にクロム等を用いてパターンを形成して、このパター
ンが形成された面に透明な薄膜（ペリクル）を張架して
形成される。ペリクルの表面又は透明ガラス基板のパタ
ーンが形成されていない面にゴミ等の異物が付着してい
ると上述の問題が生ずるため、マスクのパターンの像を
感光基板に転写する前にペリクル又はパターンが形成さ
れていないガラス基板面に異物が付着しているか否かを
検査する必要がある。この検査は異物検査装置を用いて
行われる。

【０００６】図１９は、従来の異物検査装置の概略構成
を示す斜視図である。図１９に示した従来の異物検査装
置では、半導体レーザ１００から射出された放射状のレ
ーザビーム（波長約７８０ｎｍ）をコリメータレンズ１
０１で平行ビームに変換し、アナモルフィックプリズム
１０２で図中Ｘ軸方向にビーム形を拡大する。Ｘ方向に
拡大された断面が長円のレーザビームは平行四辺形形状
の開口部を有する絞り１０３によってビーム形の長手方
向に部分遮光され、ミラー１０４で反射されて被検査面
であるペリクル１０５の表面に９０度に近い入射角で入
射する。

【０００７】こうして、ペリクル１０５上には、ビーム
形の拡大方向に延びた帯状の照射領域１０６（一方向に
関して被検査面を帯状に一括照射する照射領域）が形成
される。この帯状の照射領域１０６内に異物があると散
乱光が発生する。異物からの散乱光は、受光レンズ１０
７を介して、イメージセンサ１０８に結像する。イメー
ジセンサ１０８で検出された散乱光の強度に応じて、異
物の大きさを検出することができる。尚、ペリクル１０
５が張架されているマスク１０９を帯状の照射領域１０
６の長手方向とほぼ垂直な方向（図中Ｙ軸方向）に移動
させながらビーム走査することにより、被検査面全体に
亘る異物検査を行うことができる。通常、異物検査装置
の検査結果は、検出された異物の場所をマスク１０９の
位置に対応させて表示するように構成されている。ま
た、検査結果から異物の大きさを表示するように構成さ
れる。露光装置内に異物検査装置を搭載している場合に
は、露光装置が備える表示部にその検査結果が表示され
る。

【０００８】異物検査装置は、上述したように被検査面
上に付着した異物の大きさも検出することができる。異
物の大きさは、予めプラスチック等で形成された所定の
大きさ（例えば１５μｍ程度の大きさ）の真球ビーズを
ペリクル１０５又はマスクのガラス面に付着させて上述
した検査を行い、この検査結果と実際にゴミ等の異物が
付着している状態で得られた検査結果とを比較すること
によって異物のおおよその大きさを求めている。半導体
レーザ１００から射出されるレーザビームは空間強度分
布を有し、この空間強度分布を有するレーザビームを用
いて照射領域１０６を照射している。

【０００９】よって、同一径の真球ビーズを付着させた
場合であっても、真球ビーズによる散乱光の光強度もレ
ーザビームの空間強度分布に応じた分布を有する。ま
た、真球ビーズによる散乱光の光強度は散乱角に応じて
変化するため、受光レンズ１０７に受光される散乱光の
光強度は、照射領域１０６の長手方向のどの位置からど
の散乱光角をもって入射したかによって変化する。従来
は、イメージセンサ１０８の検出結果に対して電気的に
処理を行ってこれらを補正した。

【００１０】また、上述したステップ・アンド・スキャ
ン方式の露光装置は、複数の投影光学系を千鳥状に配置
することにより、一度の走査で露光することができる面
積が飛躍的に増大した。例えば４００ｍｍ角以上の大き
なマスクを使用して感光基板の露光を行うことができ、
格段にスループットの向上が見込まれるようになった。
その結果、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置
で使用するマスクの大きさはステッパで使用するマスク
の大きさと比較して格段に大型化している。マスクが大
型化すると異物検査装置の検査領域も広く設定する必要
があるが、広い検査領域全体を見込むことができるよう
受光レンズ１０７を設計すると、受光レンズ１０７その
他の光学部品が大型化し、高コストになるという問題が
ある。かかる問題点を解決した技術が、例えば、特開２
０００−１６２１３７号方向に開示されている。

【００１１】この公報に開示された異物検査装置は、送
光系と受光系とを複数用い、各検査領域を多少オーバー
ラップさせて検査することにより、大型のマスクの全面
を検査するものである。このとき、各送光系から射出さ
れるレーザビームをそれぞれ異なった視野に分割するこ
とにより、各受光系が複数の送光系から射出されたレー
ザビームによる影響を受けないように設定される。この
技術においても、前述した真球ビーズ（例えば１５μｍ
程度の大きさ）を用いて得られた検査結果に基づいて、
検査領域の位置に応じた散乱光の光強度差を電気的に補
正している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、６インチ
（１４．７ｍｍ）角程度の大きさのレチクルであれば、
検査者が１５μｍ程度の大きさを有する真球ビーズをレ
チクル上に付着させる作業を行い、図１９に示した異物
検査装置を用いて検査を行うことは、レチクルが小さい
ので比較的容易な作業である。例えば、レチクルが軽量
であるため搬送作業が容易であり、真球ビーズが付着し
たか、又は除去されたかを目視にて確認する面積が小さ
いため確認作業が容易である。しかしながら、マスクが
大型化すると、マスクの搬送自体が注意を要するものと
なり、かつ大面積のマスクに１５μｍ程度の真球ビーズ
が付着したか、又はマスクから真球ビーズが除去された
かを確認する作業は困難となる。従って、マスクが大型
化すればするほどかかる作業は困難になる。

【００１３】また、大型化したマスクはその自重による
変形を防止するため、マスク基板（透明ガラス基板）自
体の厚さも８〜１０ｍｍ程度と厚く設定される。マスク
基板の厚みが大であると、露光時にマスクに照射される
照明光が屈折率の高いマスク基板を通過する距離が長く
なるため、露光による異物の転写や、照度ムラに影響を
与えるゴミの径は大きくなる。換言すると、マスク基板
が厚い分、ペリクルやマスク基板に付着した小さな異物
（例えば大きさが１０μｍ程度の異物）は殆ど露光ムラ
等に影響を与えなくなる。

【００１４】そこで、かかる大きなマスクを用いる場合
には、照度ムラ等に影響を与えると考えられる３０μｍ
程度以上の大きさを有する異物がマスクに付着している
か否かを検査することが試みられている。この場合に
は、３０μｍ程度の大きさの真球ビーズを用いて前述し
た異物の大きさを判別するための基準となる検査結果を
得る作業が行われる。真球ビーズがこの程度の大きさで
あれば、懐中電灯等を用いて光をマスクに照射すること
で真球ビーズの付着の有無を目視で確認することができ
るので、作業効率は格段に向上する。

【００１５】しかしながら、真球ビーズの大きさが大き
くなるにつれ、真球ビーズによる散乱光の散乱角とその
光強度との関係は大きく変化することが実験的に分かっ
ている。図２０は、真球ビーズの径の変化による散乱光
の散乱角とその光強度との関係の変化を示す図である。
図２０において、符号Ｒ１が付された曲線は、大きさが
１５μｍの真球ビーズを用いたときの散乱光の散乱角と
その光強度との関係を示しており、符号Ｒ２が付された
曲線は、大きさが３０μｍの真球ビーズを用いたときの
散乱光の散乱角とその光強度との関係を示している。
尚、図２０においては、横軸に散乱光の散乱角をとり、
縦軸に散乱角が７０度の散乱光の光強度を「１」とした
ときの相対強度をとっている。図２０に示したように、
大きさが１５μｍの真球ビーズを用いた場合には、散乱
角が変化してもさほど相対強度は変化しない。よって、
１５μｍの真球ビーズを用いたときにイメージセンサ１
０８から得られる検出信号に対して電気的に補正するこ
とにより、散乱角に拘わらず散乱光の相対強度をほぼ一
定にすることができる。

【００１６】一方、図２０に示されるように、３０μｍ
の真球ビーズを用いたときにイメージセンサ１０８から
得られる検出信号は、散乱光の散乱角に応じて大きく変
化する。よって、例えば、散乱角が１００度のときに得
られる散乱光の光強度に合わせてイメージセンサ１０８
の感度等を設定すると、散乱角が７０度のときに得られ
る散乱光は飽和して検出される不具合がある。また、散
乱角が７０度のときに得られる散乱光の光強度に合わせ
てイメージセンサ１０８の感度等を設定すると、散乱角
が１００度のときに得られる散乱光は雑音に埋もれてし
まう不具合があり、かかる変化の大きな検出信号を電気
的に補正することは困難であるという問題があった。

【００１７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、散乱光の光強度差が散乱角に応じて大きく変化
する場合であっても、その差を低減して異物の検査上不
都合のない差に調整可能であり、しかも比較的安価に実
現できる異物検査装置、露光装置、及び露光方法を提供
することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の観点による異物検査装置は、光ビー
ム（Ｂ１，Ｂ２）を被検査面に照射する照射系（５０、
５０ａ、５０ｂ）と、前記被検査面に付着した異物（ｄ
１、ｄ２）からの散乱光を受光する受光系（６５、６５
ａ、６５ｂ）と、当該受光系（６５、６５ａ、６５ｂ）
で受光された散乱光の光強度に応じた散乱信号を出力す
る光電検出素子（６８、６８ａ、６８ｂ）とを備えた異
物検査装置であって、前記被検査面の位置に応じて異な
る散乱受光角のもとで散乱光が前記受光系（６５、６５
ａ、６５ｂ）へ入射することにより前記光電検出素子
（６８、６８ａ、６８ｂ）にて生ずる被検査面の位置に
応じた散乱光の光強度差を低減させる調整手段（５３、
５３ａ、５３ｂ、７０、７０ａ、７０ｂ、７５ａ、７５
ｂ）を具備することを特徴としている。この発明によれ
ば、散乱受光角、つまりある散乱角をもって散乱された
散乱光の内、受光系及び光電検出素子にて受光される散
乱光の受光系及び光電検出素子それぞれに対してなす角
に応じて光強度差のある散乱光が受光系を介して光電検
出素子に入射している状況下において、光電検出素子に
て生ずる被検査面の位置に応じた散乱光の光強度差を低
減させるための調整手段を備えたので、散乱光の散乱受
光角に応じた光強度差が低減される。その結果、散乱光
の光強度差が散乱受光角に応じて大きく変化している場
合であっても、異物の検査上不都合のない差に調整する
ことができる。また、本発明の第２の観点による異物検
査装置は、第１の観点による異物検査装置において、前
記調整手段が、前記被検査面に照射する光ビーム（Ｂ
１）の空間強度分布を所望の空間強度分布に調整する照
射光調整部材（５３）を有することを特徴としている。
また、本発明の第３の観点による異物検査装置は、第２
の観点による異物検査装置において、前記照射光調整部
材（５３）は、前記受光系（６５）に入射する散乱光の
内、小さい散乱受光角で前記受光系（６５）に入射する
散乱光が発生する被検査面の位置に対して相対的に弱い
光強度の光ビーム（Ｂ１，Ｂ２）が照射されるように、
前記光ビーム（Ｂ１，Ｂ２）の空間強度分布を調整する
ことを特徴としている。これらの発明によれば、被検査
面に照射する光ビームの空間強度分布を調整して、高い
光強度をもって受光系に入射する散乱光が生ずる箇所に
は低い光強度の光ビームを照射し、逆に低い光強度をも
って受光系に入射する散乱光が生ずる箇所には高い光強
度の光ビームを照射しているので、散乱受光角に応じた
散乱光の光強度差を異物の検査上不都合のない差に調整
することができる。また、本発明の第４の観点による異
物検査装置は、第２の観点又は第３の観点による異物検
査装置において、前記照射光調整部材（５３）が、入射
する光ビーム（Ｂ１）の少なくとも一部を減光する減光
部材（５３ｂ）を有することを特徴としており、本発明
の第５の観点による異物検査装置は、第２の観点又は第
３の観点による異物検査装置において、前記照射光調整
部材（５３）が、入射する光ビーム（Ｂ１）を変位させ
る変位部材（５３ａ）を有することを特徴としている。
また、本発明の第６の観点による異物検査装置は、第１
の観点から第５の観点の何れかの観点による異物検査装
置において、前記調整手段が、被検査面の位置に応じた
散乱光の光強度差を低減させるために、前記受光系（６
５）へ入射する散乱光の散乱受光角に応じた光強度に基
づいて減光特性が設定された受光側減光部材（７０ｂ）
を有することを特徴としている。また、本発明の第７の
観点による異物検査装置は、第１の観点から第５の観点
の何れかの観点による異物検査装置において、前記調整
手段が、前記受光系（６５、６５ａ、６５ｂ）の開口数
の一部を制限する開口数制限部材（７０ａ、７５ａ、７
５ｂ）を有することを特徴としている。ここで、本発明
の第８の観点による異物検査装置は、第６の観点又は第
７の観点の何れかの観点による異物検査装置において、
前記調整手段が、前記受光系（６５、６５ａ、６５ｂ）
に入射する散乱光の内、小さい散乱受光角で前記受光系
（６５、６５ａ、６５ｂ）に入射する散乱光を制限する
ことを特徴としている。これら第６の観点から第８の観
点による異物検査装置によれば、受光系へ入射する散乱
光の散乱受光角に応じた光強度に基づいて減光特性が設
定された受光側減光部材又は受光系の開口数を制限する
開口数制限部材を備えているため、受光系へ入射する散
乱光の散乱受光角に応じた光強度差を異物の検査上不都
合のない範囲に補正することができる。更に、受光側減
光部材又は開口数制限部材を設けているだけであるの
で、比較的安価に散乱受光角に応じた散乱光の光強度差
を低減することができる。また、本発明の第９の観点に
よる異物検査装置は、第１の観点から第８の観点の何れ
かの観点による異物検査装置において、前記受光系（６
５、６５ａ、６５ｂ）が、８０度以上の散乱受光角の散
乱光を受光するように設定されることを特徴としてい
る。また、本発明の第１０の観点による異物検査装置
は、第１の観点から第９の観点の何れかの観点による異
物検査装置において、前記照射系（５０、５０ａ、５０
ｂ）が、所定の方向（ｘ軸方向）に沿って伸びた照射領
域（Ａ１、Ａ２）を形成し、前記受光系（６５、６５
ａ、６５ｂ）が、前記所定の方向（ｘ軸方向）に沿った
前記被検査面上の検出視野の両端（ｘ₁₀、ｘ₂₀）に発生
する散乱光の散乱受光角が異なるように配置されること
を特徴としている。また、本発明の第１１の観点による
異物検査装置は、第１０の観点による異物検査装置にお
いて、前記受光系（６５、６５ａ、６５ｂ）が、前記被
検査面上の検出視野中心から前記所定の方向に沿ってず
れた位置に前記受光系（６５、６５ａ、６５ｂ）の光軸
（ＡＸ、ＡＸａ、ＡＸｂ）が位置するように設定される
ことを特徴としている。また、本発明の第１２の観点に
よる異物検査装置は、第１１の観点による異物検査装置
において、前記受光系（６５、６５ａ、６５ｂ）が、前
記被検査面に対して前記受光系（６５、６５ａ、６５
ｂ）の光軸（ＡＸ）が傾斜するように設定されることを
特徴としている。これら第１０の観点から第１２の観点
による異物検査装置によれば、単に被検査面上の検出視
野の両端に発生する散乱光の散乱角が異なるよう受光系
を配置し、又は受光系の光軸を被検査面上の検出視野中
心から所定の方向へずらす若しくは傾斜させるだけで散
乱受光角に応じた光強度差を低減することができるの
で、比較的安価に散乱受光角に応じた光強度差を低減す
ることができる。また、本発明の本発明の第１３の観点
による異物検査装置は、被検査面を照射する照射系（５
０、５０ａ、５０ｂ）と、前記被検査面に付着した異物
（ｄ１、ｄ２）からの散乱光を受光する受光系（６５、
６５ａ、６５ｂ）とを有し、前記受光系（６５、６５
ａ、６５ｂ）は、所定の方向に沿った前記被検査面上の
検出視野の両端に発生する散乱光の散乱受光角が異なる
ように配置されることを特徴としている。この発明によ
れば、単に所定の方向に沿った被検査面上の検出視野の
両端に発生する散乱光の散乱受光角が異なるように受光
系を配置するだけで散乱受光角に応じた光強度差を低減
することができるので、比較的安価に散乱受光角に応じ
た光強度差を低減することができる。また、本発明の露
光装置は、所定のパターン（ＰＡ）が形成されたマスク
（Ｍ）を照明して得られる当該パターン（ＰＡ）の像を
感光基板（Ｐ）上に転写する露光装置であって、前記マ
スク（Ｍ）上の異物（ｄ１、ｄ２）を検査する上記異物
検査装置を具備することを特徴としている。また、本発
明の露光方法は、上記異物検査装置を用いて所定のパタ
ーン（ＰＡ）が形成されたマスク（Ｍ）上の異物（ｄ
１、ｄ２）を検査するステップと、検査が行われたマス
ク（Ｍ）を照明して当該マスク（Ｍ）に形成されたパタ
ーン（ＰＡ）の像を感光基板（Ｐ）上に転写するステッ
プとを有することを特徴としている。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態による異物検査装置、露光装置、及び露光方法に
ついて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態によ
る異物検査装置を備える本発明の一実施形態による露光
装置の構成を示すブロック図であり、図２は、本発明の
一実施形態による露光装置が備える投影光学系７とマス
クＭ及びプレートＰとの位置関係を示す斜視図である。
本実施形態においては、複数の部分投影光学系７ａ〜７
ｇからなる投影光学系７を備えたステップ・アンド・ス
キャン方式の露光装置に適用した場合について説明す
る。

【００２０】尚、以下の説明においては、図１及び図２
中に示されたＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直
交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明す
る。図１及び図２に示したＸＹＺ直交座標系では、所定
の原画パターンＰＡが形成されたマスクＭと、ガラス基
板上にレジストが塗布されたプレートＰとが搬送される
方向（走査方向）をＸ軸方向、マスクＭの平面内でＸ軸
と直交する方向をＹ軸方向、マスクＭの法線方向をＺ軸
方法に設定してある。図１中のＸＹＺ座標系は、実際に
はＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直
上方向に設定される。

【００２１】図１及び図２において、照明光学系１はほ
ぼ均一の照度を有する照明光を射出して図中ＸＹ平面内
のマスクＭを均一に照明する。この照明光学系１として
は、例えば図３に示す構成のものが好適である。図３
は、図１及び図２に示した照明光学系１の具体的な構成
の一例を示す図である。図３において、楕円鏡２０の内
部には、例えばｇ線（４３６ｎｍ）又はｉ線（３６５ｎ
ｍ）の照明光を供給する水銀ランプ等の光源が設けられ
ており、この光源からの照明光は、楕円鏡２０により集
光される。楕円鏡２０で集光された照明光は、シャッタ
２０ａを介して、ライトガイド２１の入射端に光源像を
形成する。ここで、シャッタ２０ａは、開状態の場合に
は照明光を透過するが、閉状態の場合には照明光を遮断
してマスクＭに対する照明を停止させる。ライトガイド
２１は、その射出端２１ａ，２１ｂに均一な光強度分布
の２次光源面を形成する。尚、ライトガイド２１は、ラ
ンダムに束ねられた光ファイバーで構成されることが望
ましい。

【００２２】ライトガイド２１から射出した光束は、リ
レーレンズ２２ａ，２２ｂをそれぞれ介して、フライア
イレンズ２３ａ，２３ｂに達する。これらのフライアイ
レンズ２３ａ，２３ｂの射出面側には、複数の２次光源
が形成される。複数の２次光源からの光は、２次光源形
成位置に前側焦点が位置するように設けられたコンデン
サレンズ２４ａ，２４ｂを介して、矩形状の開口部２５
ａ，２５ｂを有する視野絞り２５を均一に照明する。視
野絞り２５を介した露光光は、それぞれレンズ２６ａ，
２６ｂを介して、ミラー２７ａ，２７ｂによって光路が
９０°偏向され、レンズ２８ａ，２８ｂに達する。ここ
で、レンズ２６ａとレンズ２８ａ及びレンズ２６ｂとレ
ンズ２８ｂは、視野絞り２５とマスクＭとを共役にする
リレー光学系であり、レンズ２８ａ，２８ｂを介した露
光光は、視野絞り２５の開口部２５ａ，２５ｂの像であ
る照明領域２９ａ，２９ｂを形成する。

【００２３】尚、視野絞り２５の開口部２５ａ，２５ｂ
の形状は、矩形状に限ることはない。この照明領域の形
状としては、投影光学系の視野の形状に可能な限り相似
であることが望ましい。また、図３においては、説明を
簡単にするために、照明領域２９ｃ〜２９ｇを形成する
照明光学系は、その光軸のみを示している。尚、図３で
は図示省略されているが、ライトガイド２１の射出端
は、照明領域の数に対応して設けられており、これらの
照明領域２９ｃ〜２９ｇには、図示省略したライトガイ
ド２１の射出端からの露光光が供給される。また、前述
したシャッタ２０ａを省略し、照明領域２９ａ〜２９ｇ
を形成する照明光学系各々の光路の途中（例えば、視野
絞り２５とレンズ２６ａ，２６ｂとの間）にシャッタを
設け、各照明領域２９ａ〜２９ｇに照明される照明光を
選択的に停止させるようにしても良い。更にまた、１つ
の光源では光量不足になる場合複数の光源を設け、各々
の光源から供給される照明光を集光してライトガイド２
１に導くよう構成することが好ましい。

【００２４】図１及び図２に戻り、マスクＭはマスクホ
ルダ２を介して図中Ｘ軸方向に平行移動可能なマスクス
テージ３上に載置されている。マスクＭには転写すべき
所定のパターンとしての原画パターンＰＡが形成され、
原画パターンＰＡが形成された面にはペリクル６０が張
架されている。また、マスクホルダ２の上面の一端には
Ｌ字型の移動鏡４が取り付けられ、移動鏡４の鏡面に対
向した位置にレーザ干渉計５が配置されており、このレ
ーザ干渉計５によってマスクステージ３のＸＹ面内にお
けるＸ座標、Ｙ座標、及びＸＹ平面内における回転角が
計測される。また、マスクステージ３は後述する主制御
系１５の制御の下、マスク駆動系６によって動作が規定
される。マスクステージ３の下方には投影光学系７が設
けられる。

【００２５】次に、図４を参照して投影光学系７につい
て説明する。尚、投影光学系７は、図２に示すように各
々が同様の構成を有する部分投影光学系７ａ〜７ｇから
なり、説明を簡単にするために部分投影光学系７ａのみ
について述べる。図４は、部分投影光学系７ａのレンズ
構成図である。この部分投影光学系７ａは、２組の反射
屈折光学系を組み合わせた構成である。図４において、
部分投影光学系７ａは、第１光学系３０と、視野絞り３
１と、第２光学系３２とから構成されており、これらの
第１光学系３０及び第２光学系３２は、それぞれ屈折系
と凹面鏡とを用いた反射屈折光学系である。尚、第１光
学系３１及び第２光学系３２は反射屈折系として例えば
ダイソン型光学系を用いることもできるし、また、反射
系として例えばオフナー系を用いることもできる。更
に、反射屈折系と反射系とを組み合わせて部分投影光学
系７ａ〜７ｇを構成することもできる。

【００２６】第１光学系３０は、マスクＭの面に対して
４５°の傾斜で配置された反射面を持つ直角プリズム３
３と、マスクＭの面内方向に沿った光軸を有し、凸面を
直角プリズム３３の反対側に向けた平凸レンズ成分３４
と、全体としてメニスカス形状であって凹面を平凸レン
ズ成分３４側に向けた反射面を有するレンズ成分３５
と、直角プリズム３３の反射面と直交しかつマスクＭ面
に対して４５°の傾斜で配置された反射面を持つ直角プ
リズム３６とを有する。

【００２７】マスクＭを介した照明光学系１からの光
は、直角プリズム３３によって光路が９０°偏向され、
直角プリズム３３に接合された平凸レンズ成分３４に入
射する。この平凸レンズ成分３４には、平凸レンズ成分
３４とは異なる硝材にて構成されたレンズ成分３５が接
合されており、直角プリズム３３からの光は、平凸レン
ズ成分３４とレンズ成分３５との接合面３４ａにて屈折
し、反射膜が蒸着された反射面３５ａに達する。反射面
３５ａで反射された光は、接合面３４ａで屈折され、平
凸レンズ成分３４に接合された直角プリズム３６に達す
る。平凸レンズ成分３４からの光は、直角プリズム３６
により光路が９０°偏向されて、この直角プリズム３６
の射出面側に、マスクＭの１次像を形成する。ここで、
第１光学系３０が形成するマスクＭの１次像は、Ｘ軸方
向（光軸方向）の横倍率が正であり、かつＹ軸方向の横
倍率が負となる等倍像である。

【００２８】１次像からの光は、第２光学系３２を介し
て、マスクＭの２次像をプレートＰ上に形成する。第２
光学系３２の構成は、第１光学系３０と同様に、マスク
Ｍの面に対して４５°の傾斜で配置された反射面を持つ
直角プリズム３７と、マスクＭの面内方向に沿った光軸
を有し、凸面を直角プリズム３７の反対側に向けた平凸
レンズ成分３８と、全体としてメニスカス形状であって
凹面を平凸レンズ成分３８側に向けた反射面を有するレ
ンズ成分３９と、直角プリズム３７の反射面と直交しか
つマスクＭ面に対して４５°の傾斜で配置された反射面
を持つ直角プリズム４０とを有する。

【００２９】前述した直角プリズム３６の射出面側から
出射された光は、直角プリズム３７によって光路が９０
°偏向され、直角プリズム３７に接合された平凸レンズ
成分３８に入射する。この平凸レンズ成分３８には、平
凸レンズ成分３８とは異なる硝材にて構成されたレンズ
成分３９が接合されており、直角プリズム３７からの光
は、平凸レンズ成分３８とレンズ成分３９との接合面３
８ａにて屈折し、反射膜が蒸着された反射面３９ａに達
する。反射面３９ａで反射された光は、接合面３８ａで
屈折され、平凸レンズ成分３８に接合された直角プリズ
ム４０に達する。平凸レンズ成分３８からの光は、直角
プリズム４０により光路が９０°偏向されて、プレート
Ｐ上にマスクＭの２次像を形成する。この第２光学系３
２は、第１光学系３０と同じく、Ｘ軸方向が正かつＹ軸
方向が負となる横倍率の等倍像を形成する。よって、プ
レートＰ上に形成される２次像は、マスクＭの等倍の正
立像（上下左右方向の横倍率が正となる像）となる。

【００３０】ここで、部分投影光学系７ａ（第１光学系
３０及び第２光学系３２）は、等倍の正立像を形成する
両側テレセントリック光学系である。尚、上述の第１光
学系３０及び第２光学系３２は、反射面３５ａ，３９ａ
が共に同じ向きとなるように構成されている。これによ
り、投影光学系全体の小型化を図ることができる。ま
た、第１光学系３０及び第２光学系３２は、平凸レンズ
成分３４，３８と、反射面３５ａ，３９ａとの間の光路
中を硝材で埋める構成となっている。これにより、平凸
レンズ成分３４，３８と反射面３５ａ，３９ａとの偏心
が生じない利点がある。

【００３１】図１及び図２に戻り、部分投影光学系７ａ
〜７ｇの配置について説明する。図２において、部分投
影光学系７ａ〜７ｇは、部分投影光学系７ａ〜７ｇ内に
設けられた視野絞り３１によって規定される視野領域２
ａ〜２ｇを有している。これらの視野領域２ａ〜２ｇの
像は、プレートＰ上の露光領域８ａ〜８ｇ上に等倍の正
立像として形成される。ここで、部分投影光学系７ａ〜
７ｄは、視野領域２ａ〜２ｄが図中Ｙ軸方向に沿って配
列されるように設けられている。また、部分投影光学系
７ｅ〜７ｇは、図中Ｘ軸方向で視野領域２ａ〜２ｄとは
異なる位置に、視野領域２ｅ〜２ｇがＹ軸方向に沿って
配列されるように設けられている。このとき、部分投影
光学系７ａ〜７ｄと、部分投影光学系７ｅ〜７ｇとは、
それぞれが有する直角プリズム同士が極近傍に位置する
ように設けられる。

【００３２】ここで、図３を用いて説明した照明光学系
１が形成する照明領域２９ａ〜２９ｇと部分投影光学系
７ａ〜７ｇ内に設けられた視野絞り３１によって規定さ
れる視野領域２ａ〜２ｇとの関係は図５に示した関係と
なる。図５は、照明光学系１が形成する照明領域と部分
投影光学系７ａ〜７ｇによって規定される視野領域との
配置関係を示す図である。図５において、マスクＭ上に
は、原画パターンＰＡが形成されており、この原画パタ
ーンＰＡの領域を囲むように例えば２ｍｍ程度の幅を有
する遮光部ＬＳＡが設けられている。

【００３３】図３に示される照明光学系１は、図５中破
線にて囲まれる照明領域２９ａ〜２９ｇを均一に照明す
る。この照明領域２９ａ〜２９ｇ内には、部分投影光学
系７ａ〜７ｇによって規定される視野領域２ａ〜２ｇが
配列されている。これらの視野領域２ａ〜２ｇは、部分
投影光学系７ａ〜７ｇ内の視野絞り３１（図４参照）に
より、その形状がほぼ台形状となる。ここで、視野領域
２ａ〜２ｄの上辺（一対の平行な辺のうちの短辺）と、
視野領域２ｅ〜２ｇの上辺（一対の平行な辺のうちの短
辺）とが対向するように配列されている。従って、プレ
ートＰ上には、部分投影光学系７ａ〜７ｄによって、図
中Ｙ軸方向に沿って配列された露光領域８ａ〜８ｄが形
成され、部分投影光学系７ｅ〜７ｇによって、露光領域
８ａ〜８ｄとは異なる位置にＹ軸方向に沿って配列され
た露光領域８ｅ〜８ｇが形成される。これらの露光領域
８ａ〜８ｇは、視野領域２ａ〜２ｇの等倍の正立像であ
る。また、図５に示した視野領域２ａ〜２ｇはＹ軸方向
に配列され、更にＸ軸方向に２列に配列されているが、
各視野領域２ａ〜２ｇにおける照明光の光強度はマスク
Ｍ及びプレートＰを図中Ｘ軸方向に走査したときにプレ
ートＰ上のＹ軸方向における総露光量が一定となるよう
設定される。

【００３４】再び図１及び図２に戻り、プレートＰはプ
レートホルダ９上に載置されている。また、プレートホ
ルダ９は、ＸＹ平面内において平行移動可能なＸＹステ
ージ１０上に載置されている。また、マスクステージ３
とＸＹステージ１０とは、図中Ｘ軸方向に同期して移動
する。これにより、プレートＰ上には、照明光学系１に
より照明されたマスクＭの像が逐次転写され、所謂走査
露光が行なわれる。マスクＭの移動により、視野領域２
ａ〜２ｇによるマスクＭの全面の走査が完了すると、プ
レートＰ上の全面に渡ってマスクＭの像が転写される。

【００３５】また、プレートホルダ９上の上面の一端に
は移動鏡１１が取り付けられ、移動鏡１１の鏡面に対向
した位置にレーザ干渉計１２が配置されており、このレ
ーザ干渉計１２によってＸＹステージ１０のＸＹ面内に
おけるＸ座標、Ｙ座標、及びＸＹ平面内における回転角
が計測される。尚、図１においては移動鏡１１に関して
図示を簡略化しているが、実際には図２に示すようにＸ
軸に沿った反射面を有する移動鏡１１ａとＹ軸に沿った
反射面を有する移動鏡１１ｂを備える。また、レーザ干
渉計１２からのレーザ光を移動鏡１１ａに導くためのプ
リズム１３ａ〜１３ｃ及びレーザ干渉計１２からのレー
ザ光を移動鏡１１ｂに導くためのプリズム１３ｄが設け
られる。ＸＹステージ１０は、主制御系１５の制御の
下、プレート駆動系１４によって動作が規定される。

【００３６】主制御系１５は、本実施形態による露光装
置の全体的な動作を制御する。具体的には、レーザ干渉
計５，１２の検出結果に基づいて、マスクステージ３及
びＸＹステージ１０の位置合わせを行うとともに、露光
時にはこれらのステージの同期走査制御を行う。更に、
搬送装置１６を制御して、マスクライブラリ１７から必
要となるマスクＭを取り出す制御を行う。搬送装置１６
は主制御系１５の制御の下、搬送アーム１６ａの動作を
制御し、主制御系１５から指示されたマスクＭをマスク
ライブラリ１７から取り出すとともに、取り出したマス
クＭを本発明の実施形態による異物検査装置１８に搬送
する。

【００３７】また、異物検査装置１８によって検査され
たマスクＭを異物検査装置１８からマスクホルダ２まで
搬送する。更に、マスクホルダ２上に載置されている交
換すべきマスクＭを搬送し、マスクライブラリ１７に収
納する。マスクライブラリ１７は、１枚のマスクＭを収
納するマスクカセット（図示省略）を多数格納する。
尚、本発明の実施形態による異物検査装置１８は、マス
クホルダ２、投影光学系７、及びプレートホルダ９が配
置されているチャンバと同一のチャンバ内に配置されて
いる。異物検査装置１８の内部構成の詳細については後
述する。

【００３８】また、図１及び図２においては図示を省略
しているが、本発明の一実施形態による露光装置はマス
クＭとプレートＰとの相対的な位置関係を計測するため
のアライメントセンサを備える。このアライメントセン
サは、例えば照明光学系１とマスクホルダ２との間に配
置され、マスクＭに形成された位置情報計測用のマーク
（図示省略）と、部分投影光学系７ａ、７ｂを介してプ
レートＰに形成された位置情報計測用のマーク（図示省
略）とを同時に観察することにより、マスクＭとプレー
トＰとの位置情報及び相対的な位置ずれを計測する。

【００３９】次に、以上説明した構成における本発明の
一実施形態による露光装置の露光時の動作について簡単
に説明する。まず、主制御系１５は、図示しない基板ロ
ーダ装置を制御して露光対象のプレートＰをプレートホ
ルダ９上に搬入する。プレート９の搬入を行っている
間、主制御系１５は搬送装置１６に対してマスクＭの種
類を示す情報とマスクを取り出す旨を示す情報とを含む
制御信号を出力する。搬送装置１６は、主制御系１５か
ら出力された制御信号中のマスクＭの種類を示す情報に
基づいて、搬送アーム１６ａを用いて該当するマスクＭ
をマスクライブラリ１７から取り出し、取り出したマス
クＭを異物検査装置１８に搬送する。尚、異物検査装置
１８でレチクルライブラリ１７から取り出したマスクＭ
の検査を行っている間に、搬送装置１６は搬送アーム１
６ａにてマスクホルダ２上に載置されているマスクＭを
搬送してマスクライブラリ１７に収納すれば効率よく搬
送を行うことができる。

【００４０】異物検査装置１８による検査が終了する
と、搬送装置１６は搬送アーム１６ａの動作を制御して
検査が終了したマスクＭをマスクホルダ２上に載置す
る。マスクＭがマスクホルダ２上に載置され、プレート
Ｐがプレートホルダ９上に載置されると、前述したアラ
イメントセンサを用いてマスクＭとプレートＰとの相対
的な位置情報が計測され、その計測結果は主制御系１５
へ出力される。主制御系１５はアライメントセンサから
出力された相対的な位置情報に基づいてマスクＭとプレ
ートＰとの相対的な位置合わせを行う。その後、主制御
系１５はマスク駆動系６及びプレート駆動系１４を制御
してマスクＭ及びプレートＰ各々を走査開始位置へ移動
させ、シャッタ２０ａ（図３参照）を開状態として照明
光をマスクＭ上へ照射させる。

【００４１】そして、マスクＭとプレートＰとをＸ軸方
向へ同期走査しつつマスクＭに形成された原画パターン
ＰＡの像を投影光学系７を介してプレートＰ上に順次転
写する。尚、一度の走査でプレートＰの全面を露光する
ことができない場合には、Ｙ軸方向の所定幅のみを一度
の走査で露光し、この露光領域に対する露光が終了した
後に、マスクＭとプレートＰとをＹ軸方向にステップさ
せて、プレートＰ上の露光を終了した領域に隣接する領
域に対して露光処理を行う。このときに、マスクＭの交
換が必要であればマスクＭの交換を行う。このときもマ
スクホルダ２上に新たに載置されるマスクＭは、異物検
査装置１８によってペリクル又はガラス基板上に異物が
付着しているか否かが検査されたものである。

【００４２】以上、本発明の一実施形態による露光装置
の構成及び動作について説明したが、次に、本発明の実
施形態による異物検査装置について図面を参照して詳細
に説明する。 〔第１実施形態〕図６は、本発明の第１実施形態による
異物検査装置の構成を模式的に示す斜視図である。本発
明の第１実施形態による異物検査装置は、形状の大きな
真球ビーズ（例えば３０μｍの真球ビーズ）を用いた場
合に、図２０に示した散乱角依存性をもって受光される
散乱光の内、散乱受光角に応じて生ずる散乱光の光強度
差を、被検査面としてのペリクル６０の表面に照射する
光ビームＢ１の空間強度分布を所望の空間強度分布に調
整することにより低減するものである。

【００４３】尚、以下の説明においては、図６中に示さ
れたｘｙｚ直交座標系を設定し、このｘｙｚ直交座標系
を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。図１
及び図２に示したＸＹＺ直交座標系は露光装置について
設定される座標系であり、ｘｙｚ直交座標系は異物検査
装置内のみで設定される座標系である。図６に示したｘ
ｙｚ直交座標系では、被検査面としてのペリクル６０の
表面と平行にｘｙ平面を設定し、ペリクル６０の表面に
垂直な方向にｚ軸を設定している。

【００４４】図６に示した本発明の第１実施形態による
異物検査装置は、光ビームＢ１を被検査面としてのペリ
クル６０の表面に照射する照射系５０と、ペリクル６０
の表面に付着した異物からの散乱光を受光する受光系６
５と、受光系６５で受光された散乱光の光強度に応じた
散乱信号を出力する光電検出素子６８とを備える。尚、
図６においては、マスクＭのガラス基板６１に張架され
ているペリクル６０の表面に付着した異物を検査する場
合を例に挙げて説明するが、マスクＭのガラス基板６１
のペリクル６０が張架されていない面６１ａに付着した
異物の検査を行う場合にも本実施形態による異物検査装
置を用いることができる。また、ペリクル６０の表面や
マスクＭのガラス基板６１の面６１ａの双方について同
時に検査を行えるようにガラス基板６１の上面側及び下
面側にそれぞれこの異物検査装置を配置すればよい。

【００４５】図６において、照射系５０は、半導体レー
ザ５１、コリメータレンズ５２、照射光調整部材５３、
アナモルフィックプリズム５４、絞り５５、ミラー５
６、及び光吸収体５７を含んで構成される。半導体レー
ザ５１は波長が約７８０ｎｍの光ビームを射出する半導
体レーザである。半導体レーザ５１から射出された光ビ
ームはｘ軸方向及びｙ軸方向に異なる広がり角をもって
発散する発散ビームであるとともに、ｘ軸方向及びｙ軸
方向の空間強度分布が正規分布となる光ビームである。
半導体レーザ５１の射出側には、半導体レーザ５１から
射出された光ビームを平行ビームに変換するコリメータ
レンズ５２が設けられている。よって、半導体レーザ５
１から射出された光ビームはコリメータレンズ５２によ
り、その断面形状が楕円であり、中央部の光強度が高い
空間強度分布を有する平行な光ビームとなる。

【００４６】照射光調整部材５３は、半導体レーザ５１
から射出される光ビームの空間強度分布を所望の空間強
度分布に調整するものである。尚、図６ではコリメータ
レンズ５２とアナモルフィックプリズム５４との光路上
に照射光調整部材５３を図示しているが、照射光調整部
材５３の配置はかかる位置に制限されず、例えばコリメ
ータレンズ５２とミラー５６との間に配置されていれば
よい。ここで、照射光調整部材５３の構成例について説
明する。図７は、照射光調整部材５３の構成例を示す図
であり、（ａ）は第１構成例を示し、（ｂ）は第２構成
例を示す。図７（ａ）に示した第１構成例では、照射光
調整部材５３が、コリメータレンズ５２とアナモルフィ
ックプリズム５４との間に配置された変位部材５３ａに
よって実現されている。この変位部材５３ａは、透明な
平行平板によって形成されており、ｙ軸方向に設定され
た回転軸を中心として回動自在に構成され、コリメータ
レンズ５２を通過した光ビームのｘ軸方向の位置を変位
させることにより空間強度分布を可変する。

【００４７】また、図７（ｂ）に示した第２構成例で
は、照射光調整部材５３が、絞り５５とミラー５６との
間に配置された減光部材５３ｂによって実現されてい
る。この減光部材５３ｂは、長手方向を制限する絞り５
５に形成された開口部を通過した光ビームの進行方向に
対して垂直な面内において、その位置に応じて透過光量
を傾斜的に制限する特性を有する。図７（ｂ）に示した
例では、長手方向を制限する絞り５５に形成された開口
部の長手方向に沿って図中符号ｄｃ１を付して示した透
過光量特性を有している。減光部材５３ｂは、例えば透
明なガラス基板に対してドット状に遮光性材料を蒸着し
て形成され、ドットの密度を位置に応じて傾斜的に変え
ることにより、透過光量を傾斜的に制限している。この
第２構成例では、図７（ａ）に示した第１構成例と同様
に光ビームの空間強度分布を可変することができる。

【００４８】尚、前述した第１構成例では、変位部材５
３ａを用いて正規分布を有する光ビームを空間的に変位
させることによって、光ビームの空間強度分布を可変し
ていたが、可変させた光ビームの空間強度分布は、依然
として正規分布に従ったものとなる。一方、第２構成例
では、例えば半導体レーザ５１から射出される光ビーム
が有する正規分布が異なる分布となるよう変化させつつ
光ビームが所望の空間強度分布となるようにドットを形
成すれば任意の空間強度分布を有するよう設定すること
ができる。更に、上述した減光部材５３ｂは、ドットを
形成して構成する以外に例えば金属膜の厚さを０から所
望の厚さに変化させるようなグラデーション型の減光フ
ィルタや、絞り５５に形成された開口部の長手方向にお
けるピッチが粗から密に変化する一次元の回折格子等を
用いることもできる。

【００４９】図６に戻り、アナモルフィックプリズム５
４は、入射する光ビームをｚｘ平面内方向に拡大する。
アナモルフィックプリズム５４によってｚｘ平面方向に
拡大された断面形状が長円の光ビームは、平行四辺形形
状の開口部を有する絞り５５によってその長手方向が部
分遮光され、ミラー５６で反射される。ミラー５６で反
射された光ビームＢ１は被検査面であるペリクル６０の
表面に９０度に近い入射角で入射する。つまり、光ビー
ムＢ１はペリクル６０の表面にほぼ平行に入射する。こ
こで、照射系５０から射出される光ビームＢ１と、被検
査面としてのペリクル６０表面の法線Ｎ１とのなす角を
入射角θとする。尚、図中ｙ軸方向にマスクＭを移動可
能、即ち走査可能にする図示しない適当な駆動装置が設
けられている。

【００５０】ペリクル６０の表面に対して９０度に近い
入射角θをもって入射した光ビームＢ１は、ペリクル６
０の表面においてＸ軸方向に沿った帯状の照射領域Ａ１
を形成する。ペリクル６０からの正反射光は直接光吸収
体５７によって吸収される。一方、ペリクル６０上の異
物からの散乱光は、９０度近い受光角をもってＹ軸方向
に沿って配置された受光系６５によって受光される。こ
こで、受光系６５の光軸をＡＸとし、光軸ＡＸとペリク
ル６０の表面に対する法線Ｎ１とのなす角を受光角ψと
する。この受光角ψは８０度以上とし、好ましくは８８
度以上、更に好ましくは８９度以上とする。また、Ｘ軸
方向に沿った帯状の照射領域Ａ１の長手方向に対する散
乱光の散乱角をηとする。尚、散乱角（散乱受光角）と
は、例えば、被検査面に対する照射光の入射面（被検査
面上の異物を照明する照射光の被検査面に対する入射
角）と被検査面上の異物から散乱して受光系の瞳中心に
向かう散乱光とのなす角として定義されるものである。

【００５１】受光系６５は、シャープカットフィルタ６
６及び受光レンズ６７を有し、異物からの散乱光をシャ
ープカットフィルタ６６及び受光レンズ６７を介してイ
メージセンサ６８により受光する。ここで、シャープカ
ットフィルタ６６は散乱光の光強度に応じた所謂散乱信
号に対してノイズを形成する可視光以下の波長を有する
外乱光を遮光するために設けられる。また、イメージセ
ンサ６８としては、一次元ＣＣＤ（Charge Coupled Dev
ice）等の光電検出器が用いられる。イメージセンサ６
８は受光系６５を介して照射領域Ａ１と共役に設定され
る。尚、本実施形態では、ある散乱角をもって散乱され
た散乱光の内、受光系６５及びイメージセンサ６８にて
受光される散乱光の受光系６５及びイメージセンサ６８
それぞれに対してなす角を散乱受光角と称する。また、
以下の説明では説明を簡略化するため、イメージセンサ
６８によって検出されるペリクル６０上の領域（検出視
野）が照射領域Ａ１と同一の領域に設定されているとす
る。尚、通常、検出視野は照射領域Ａ１を含む領域に設
定される。

【００５２】ここで、図２０を用いて説明したように、
３０μｍの大きさの真球ビーズを用いた場合には、散乱
角に応じた散乱光の光強度差が大きくなる。ここで、こ
の現象を具体的に説明する。図８は、照射領域Ａ１の長
手方向の位置に応じて異なる散乱角を有する散乱光が入
射する様子を示す上面図であり、図６に示した部材と同
一の部材には同一の符号が付してある。尚、図８は、受
光系６５の光軸ＡＸと照射領域Ａ１を通る直線とを含む
面に直交する方向から異物検査装置の上面を見たときの
上面図である。いま、理解を容易にするため、均一な光
ビームＢ１がペリクル６０の表面に設定された照射領域
Ａ１を全面に亘って照射しているとする。また、照明領
域Ａ１内の位置ｘ₁と位置ｘ₂に形状、材質、及び大きさ
が同一の異物ｄ１，ｄ２がそれぞれ付着しているとす
る。尚、異物ｄ１，ｄ２の大きさは３０μｍの真球ビー
ズと同程度の大きさであると仮定する。

【００５３】均一な光ビームＢ１が照射領域Ａ１を全面
に亘って照射しているため位置ｘ₁に付着している異物
ｄ１において生ずる散乱光と、位置ｘ₂に付着している
異物ｄ２において生ずる散乱光とは同一の空間強度分布
を有する。しかしながら、位置ｘ₁に付着している異物
ｄ１から発せられた散乱光の内、例えば図中の散乱角η
₁で散乱された散乱光が受光系６５で受光され、位置ｘ₂
に付着している異物ｄ２から発せられた散乱光の内、例
えば図中の散乱角η₂で散乱された散乱光が受光系６５
で受光される。図８において、位置ｘ₁及び位置ｘ₂から
受光系６５に向かって伸びている矢印の長さは、その方
向へ散乱される散乱光の光強度を示している。

【００５４】図８から分かるように、散乱角η₁は９０
度以下であり、散乱角η₂は９０度以上である。図２０
を参照すると、散乱角が小さいほど散乱光の相対的な光
強度は増大し、特に散乱角が８０度以下である場合に散
乱光の相対的な光強度は急激に増大するため、位置ｘ₁
から受光系６５に入射する散乱光の光強度と位置ｘ₂か
ら受光系６５に入射する散乱光の光強度との差が大きく
なり、イメージセンサ６８から出力される散乱信号に対
して電気的に補正を行うことができなくなる。本実施形
態においては、前述した照射光調整部材５３を用いて照
射領域Ａ１の位置に応じて光ビームＢ１の空間強度分布
を所望の空間強度分布に調整し、散乱角に応じた散乱光
の光強度差を低減している。

【００５５】具体的な方針は、図８において、受光系６
５の光軸ＡＸよりも−ｘ軸方向に位置する照射領域（図
中符号Ｇ１を付した領域）に付着した異物により生ずる
散乱光の内、受光系６５へ入射する散乱光の散乱角は小
さく散乱光の光強度は高いため光ビームＢ１の強度を低
く設定し、受光系６５の光軸ＡＸよりもｘ軸方向に位置
する照射の領域（図中符号Ｇ２を付した領域）に付着し
た異物により生ずる散乱光の内、受光系６５へ入射する
散乱光の散乱角は大きく散乱光の光強度は低いため光ビ
ームＢ１の強度を高く設定する。

【００５６】図９は、照射光調整部材５３の面を用いて
散乱光の光強度差を低減させる原理を説明するための図
であり、図６及び図７（ａ）に示した部材と同一の部材
には同一の符号が付してある。尚、図９の説明では、図
７（ａ）に示した照射光調整部材５３の第１構成例、つ
まり変位部材５３ａを用いて光ビームＢ１の空間強度分
布を調整する場合について説明するが、図７（ｂ）に示
した照射光調整部材５３の第２構成例を用いる場合も同
様に光ビームＢ１の空間強度分布を調整することができ
る。

【００５７】図９において変位部材５３ａがコリメータ
レンズ５２から射出される平行な光ビームに対して直交
する関係にある場合には、変位部材５３ａは光ビームの
位置を変位させず、光ビームは実線で示した光路ＢＰ１
に沿ってアナモルフィックプリズム５４に至り、アナモ
ルフィックプリズム５４でｚｘ平面方向に拡大された断
面形状が長円の光ビームに変換される。ここで、変位部
材５３ａの面がコリメータレンズ５２から射出される光
ビームに対して直交する関係にある場合に、変位部材５
３ａを通過した光ビームのｘ軸方向の空間強度分布は符
号ＰＲ１を付して示した分布となる。

【００５８】アナモルフィックプリズム５４を通過した
光ビームは絞り５５によって長さ方向の形状が規定さ
れ、ミラー５６を介して光路ＢＰ２に沿ってペリクル６
０の表面の照射領域Ａ１を照射する。照射領域Ａ１の長
手方向（ｘ軸方向）の光ビームＢ１の空間強度分布は、
図９中符号ＰＦ１を付した分布となる。この空間強度分
布ＰＦ１は、照射領域Ａ１の長手方向にほぼ一定の光強
度を有する分布となるが、正規分布を有する光ビームＢ
１の分布を反映して照射領域Ａ１の中央部の光強度が僅
かに高くなる分布となる。

【００５９】一方、図９において変位部材５３ａの面が
コリメータレンズ５２から射出される平行な光ビームに
対してある角度をもって配置されている場合（この場合
の変位部材５３ａを図中破線で示している）には、変位
部材５３ａによって光ビームのｘ軸方向の位置が変位
し、破線で示した光路ＢＰ３に沿ってアナモルフィック
プリズム５４に至り、アナモルフィックプリズム５４で
ｚｘ平面方向に拡大された断面形状が長円の光ビームに
変換される。ここで、変位部材５３ａがコリメータレン
ズ５２から射出される光ビームに対してある角度をもっ
て配置されている場合に、変位部材５３ａを通過した光
ビームのｘ軸方向の空間強度分布は符号ＰＲ２を付して
示した分布となる。このように、コリメータレンズ５２
から射出される光ビームに対してある角度をもって変位
部材５３ａを配置するとｘ軸方向に光ビームの光路が変
位し、その結果として光ビームの空間強度分布も変位す
る。

【００６０】アナモルフィックプリズム５４を通過した
光ビームは絞り５５によって長さ方向の形状が規定さ
れ、ミラー５６を介して光路ＢＰ２に沿ってペリクル６
０の表面の照射領域Ａ１を照射する。ここで、実線で示
した光路ＢＰ２は絞り５５に形成された開口部を通過し
た光の光路であるため、変位部材５３ａによってｘ軸方
向に変位された光ビームも変位されない光ビームも同一
の光路ＢＰ２に沿うことになる。しかしながら、変位部
材５３ａによって光ビームがｘ軸方向に変位することに
より、絞り５５の面内において開口部に対する光ビーム
の分布も変位するため、光路ＢＰ２に沿う光ビームの空
間強度分布は変位部材５３ａによって変位された場合と
されない場合とで相違する。

【００６１】照射領域Ａ１の長手方向（ｘ軸方向）にお
ける変位部材５３ａによって変位された光ビームＢ１の
空間強度分布は、図９中符号ＰＦ２を付した分布とな
る。この分布は正規分布を有する光ビームＢ１の分布を
反映した分布となるが、照明領域Ａ１の位置に応じて光
強度が大きく変化する空間分布となる。このように、本
実施形態では、図８を用いて説明したとおり領域Ｇ１に
おける光ビームＢ１の光強度が弱く、領域Ｇ２における
光ビームＢ１の光強度が弱くなるような空間強度分布を
得ている。その結果、受光系６５に入射する散乱光の
内、相対的に高い光強度をもって受光系に入射する散乱
光が生ずる箇所には低い光強度の光ビームが照射され、
相対的に低い強度をもって受光系に入射する散乱光が生
ずる箇所には高い光強度の光ビームが照射される結果、
散乱受光角に応じて生ずる散乱光の光強度差を低減する
ことができる。

【００６２】以上、本発明の第１実施形態による異物検
査装置について説明したが、照射系５０内に設けられる
照射光調整部材５３、変位部材５３ａ、及び減光部材５
３ｂは、照射系５０内における光ビームの光路に挿脱可
能に構成されることが好ましい。また、ペリクル６０上
に付着させる真球ビーズの径に応じて変位部材５３ａに
よる光ビームの変位量を可変できる構成とすることが好
ましい。更に、異なる透過光量特性を有する減光部剤５
３ｂを予め複数用意しておき、検査に用いる真球ビーズ
の径に応じて最適な透過光量特性を有する減光部材５３
ｂを選択して照射系５０内における光ビームの経路に配
置するようにすることが好適である。

【００６３】〔第２実施形態〕図１０は、本発明の第２
実施形態による異物検査装置の構成を模式的に示す斜視
図であり、図６に示した本発明の第１実施形態による異
物検査装置が備える部材と同一の部材には同一の符号を
付している。本発明の第２実施形態による異物検査装置
は、形状の大きな真球ビーズ（例えば３０μｍの真球ビ
ーズ）を用いた場合に、図２０に示した散乱角依存性を
もって受光される散乱光の内、散乱受光角に応じて生ず
る散乱光の光強度差を、散乱光の散乱受光角に応じた光
強度に基づいて減光することにより低減するものであ
る。

【００６４】マスクＭのガラス基板６１の厚みやガラス
基板６１の表面に対するペリクル６０の高さ公差等があ
る場合には、第１実施形態のように、照射領域Ａ１に照
射する光ビームＢ１の空間強度分布を可変すると、照射
領域Ａ１内における光ビームＢ１の空間強度分布が所期
の空間強度分布からずれてしまう。よって、より高い精
度で散乱光の光強度差を減ずるためには、本実施形態の
ように受光系６５で受光される散乱光の光強度差を、散
乱光の散乱受光角に応じた光強度に基づいて減光するこ
とにより低減することが望ましい。尚、以下の説明にお
いては、図６の場合と同様に図１０中に示されたｘｙｚ
直交座標系を設定し、このｘｙｚ直交座標系を参照しつ
つ各部材の位置関係について説明する。

【００６５】図１０に示した本発明の第２実施形態によ
る異物検査装置は、光ビームＢ１を被検査面としてのペ
リクル６０の表面に照射する照射系５０と、ペリクル６
０の表面に付着した異物からの散乱光を受光する受光系
６５と、受光系６５で受光された散乱光の光強度に応じ
た散乱信号を出力する光電検出素子６８と、受光側調整
部材７０とを備える。本実施形態においても、マスクＭ
のガラス基板６１に張架されているペリクル６０の表面
に付着した異物を検査する場合を例に挙げて説明する
が、マスクＭのガラス基板６１のペリクル６０が張架さ
れていない面６１ａに付着した異物の検査を行う場合に
も本実施形態による異物検査装置を用いることができ
る。

【００６６】図１０において、照射系５０は、第１実施
形態と同様に半導体レーザ５１、コリメータレンズ５
２、アナモルフィックプリズム５４、絞り５５、ミラー
５６、及び光吸収体５７を含んで構成される。尚、図６
では、理解を容易にするため、照射系５０から照射光調
整部材５３を除いた場合を例に挙げて説明する。従っ
て、ペリクル６０上に設定される照射領域Ａ１には、例
えば図９中の符号ＰＦ１を付した空間強度分布を有する
光ビームＢ１が照射される。

【００６７】また、受光系６５は、シャープカットフィ
ルタ６６及び受光レンズ６７を有し、異物からの散乱光
をシャープカットフィルタ６６及び受光レンズ６７を介
してイメージセンサ６８により受光する。イメージセン
サ６８は受光系６５を介して照射領域Ａ１と共役に設定
され、検出視野が照射領域Ａ１と同一領域に設定される
のは第１実施形態と同様である。受光側調整部材７０
は、受光系６５へ入射する散乱光の散乱受光角に応じた
光強度に基づいて受光系６５へ入射する散乱光を制限す
る。つまり、本実施形態は、被検査面としてのペリクル
６０表面に付着した異物から生ずる散乱光の内、散乱受
光角に応じた光強度に基づいて受光系６５に入射する散
乱光を、受光側減光部材７０によって制限することによ
り散乱光の光強度差を低減している。尚、図１０では受
光側調整部材７０が受光系６５と照射領域Ａ１との間に
配置される場合を図示しているが、受光系６５とイメー
ジセンサ６８との間に配置してもよい。

【００６８】ここで、受光側調整部材７０の構成例につ
いて説明する。図１１は、受光側調整部材７０の構成例
を示す図であり、（ａ）は第１構成例を示し、（ｂ）は
第２構成例を示す。図１１（ａ）に示した第１構成例で
は、受光側調整部材７０が受光系６５の開口数の一部を
制限する開口数制限部材７０ａを有することにより実現
されている。図１１（ａ）に示したように、開口数制限
部材７０ａは直線状のエッジ部７１を有し、照射領域Ａ
１と受光系６５との間にエッジ部７１が受光部６５の開
口数の一部を制限するよう配置される。

【００６９】尚、図１１（ａ）に示した例では開口数制
限部材７０ａが受光系６５に入射する散乱光の内、小さ
い散乱受光角で入射する散乱光を制限するよう配置され
ている場合を図示している。尚、図１０及び図１１にお
いては理解を容易にするため開口数制限部材７０ａが受
光系６５に対してある距離離間して配置されているが、
迷光等の影響を避けるため開口数制限部材７０ａが受光
系６５に対して可能な限り密着して配置されていること
が好ましい。

【００７０】開口数制限部材７０ａは、受光系６５の光
軸ＡＸに対して垂直な面内において移動可能に構成さ
れ、例えば図中ｘ軸方向に移動させることによりｘ軸方
向におけるエッジ部７１の位置を調整することができ
る。次に、開口数制限部材７０ａを用いることによって
受光系６５に入射する散乱光の受光散乱角に応じた光強
度差を減ずることができる原理について説明する。図１
２は、開口数制限部材７０ａを用いたときに受光系６５
に入射する散乱光が受光散乱角に応じて制限される様子
を示す上面図であり、図１０に示した部材と同一の部材
には同一の符号が付してある。

【００７１】尚、図１２は図１１と同様に、受光系６５
の光軸ＡＸと照射領域Ａ１を通る直線とを含む面に直交
する方向から異物検査装置の上面を見たときの上面図で
ある。尚、図１２においても理解を容易にするため、均
一な光ビームＢ１がペリクル６０の表面に設定された照
射領域Ａ１を全面に亘って照射し、照明領域Ａ１内の位
置ｘ₁と位置ｘ₂に形状、材質、及び大きさが同一の異物
ｄ１，ｄ２がそれぞれ付着しているとする。尚、異物ｄ
１，ｄ２の大きさは３０μｍの真球ビーズと同程度の大
きさであると仮定する。

【００７２】均一な光ビームＢ１が照射領域Ａ１を全面
に亘って照射されると、同一の空間強度分布を有する散
乱光が位置ｘ₁に付着している異物ｄ１と位置ｘ₂に付着
している異物ｄ２によって生ずる。開口数制限部材７０
ａが図１２に示した位置に配置されていないと仮定する
と、異物ｄ１によって生ずる散乱光の内、η₁₁〜η₁₂の
散乱角を有する散乱光が受光系６５に入射し、異物ｄ２
によって生ずる散乱光の内、η₂₁〜η₂₂の散乱角を有す
る散乱光が受光系６５に入射する。

【００７３】ここで、受光系６５の照射領域Ａ１側には
小さな散乱角ηをもって受光系６５に入射する散乱光を
遮光する開口数制限部材７０ａが配置されているため、
図１２に示したように位置ｘ₁にある異物ｄ１によって
生じ、受光系６５に入射する散乱光の一部が遮光され
る。一方、位置ｘ₁にある異物ｄ２によって生じ、受光
系６５に入射する散乱光は遮光されない。よって、位置
ｘ₁にある異物ｄ１から生じた散乱光の内、イメージセ
ンサ６８で受光される散乱光の光量が減り、位置ｘ₂に
ある異物ｄ２から生じた散乱光の内、イメージセンサ６
８で受光される散乱光の光量は変化しない。従って、開
口数制限部材７０ａを設けることで受光系６５、ひいて
はイメージセンサ６８に入射する散乱光を散乱受光角に
応じて制限している。このように、本実施形態では、開
口数制限部材７０ａを用いて受光系６５に入射する散乱
光を散乱角に応じて制限することにより、散乱光の散乱
受光角に応じた光強度差を低減することができる。

【００７４】本実施形態においては、開口数制限部材７
０ａを図中ｘ軸方向に移動させることによりｘ軸方向に
おけるエッジ部７１の位置を調整することができるた
め、受光系６５に入射する散乱光の内、どの程度の散乱
角ηをもって散乱される散乱光を遮光するかは任意に設
定することができるが、図２０を参照すると、相対的な
光強度が急激に増大する８０度以下の散乱角を有する散
乱光を遮光するよう設定することが好ましい。更に好ま
しくは８５度、更には９０度以下の散乱角を有する散乱
光を遮光するようにする。

【００７５】以上説明した受光側減光部材７０の第１構
成例においては開口数制限部材７０ａが概略矩形形状で
あり直線状のエッジ部７１を有していたが、開口数制限
部材７０ａの形状は円形形状であってもよく、どの程度
の遮光特性を開口数制限部材７０ａによって任意に設定
することが可能である。また、開口数制限部材７０ａを
図中のｘ軸方向に移動させることにより受光系６５の開
口数を調整していたが、開口数制限部材７０ａを受光系
６５の光軸ＡＸに沿って移動させることにより受光系６
５の開口数を調整してもよい。

【００７６】また、図１１（ｂ）に示した第２構成例で
は、受光側減光部材７０が受光系６５と照射領域Ａ１と
の間に配置された受光側減光部材７０ｂによって実現さ
れている。この受光側減光部材７０ｂは、受光系６５へ
入射する散乱光の散乱受光角に応じた光強度に基づいて
減光特性が設定されている。受光側減光部材７０ｂは、
例えば透明なガラス基板に対してドット状に遮光性材料
を蒸着して形成され、ドットの密度を位置に応じて傾斜
的に変えることにより、透過光量を傾斜的に制限してい
る。

【００７７】図１１（ｂ）に示した例では、イメージセ
ンサ６８の長手方向に沿って図中符号ｄｃ２を付して示
した透過光量特性を有するように形成されている。つま
り、受光側減光部材７０ｂ面内において図中−ｘ軸方向
に入射した散乱光の遮光量が多く、逆にｘ軸方向に入射
した散乱光の遮光量が少なくなるよう設定されている。
かかる特性を有する受光側減光部材７０ｂを設けること
で、開口数制限部材７０ａを設けた場合と同様に受光系
６５に入射する散乱光の内、小さな散乱角を有する散乱
光を遮光又は減光することができるので、上述した第１
構成例の場合と同様に、開口数制限部材７０ｂを用いて
受光系６５に入射する散乱光を散乱角に応じて遮光又は
減光することにより、散乱光の散乱受光角に応じた光強
度差を低減することができる。尚、上述した２構成例で
は、上述した受光減光部材７０ｂは、ドットを形成して
構成する以外に例えば金属膜の厚さを０から所望の厚さ
に変化させるようなグラデーション型の減光フィルタ
や、図１１（ｂ）中のｘ軸方向にそってピッチが粗から
密に変化する一次元の回折格子等を用いることもでき
る。

【００７８】以上、本発明の第２実施形態について説明
したが、ペリクル上に付着させる真球ビーズの径に応じ
て開口数制限部材７０ａのｘ軸方向の位置を調整可能に
構成することが好ましい。また、受光側減光部材７０ｂ
は、受光系６５の入射面側に挿脱可能に構成されること
が好ましい。更に、異なる透過光量特性を有する受光側
減光部材７０ｂを予め複数用意しておき、検査に用いる
真球ビーズの径に応じて最適な透過光量特性を有する受
光側減光部材７０ｂを選択して受光系６５の入射面側に
配置するようにすることが好適である。

【００７９】〔第３実施形態〕図１３は、本発明の第３
実施形態による異物検査装置の構成を模式的に示す上面
図であり、図８及び図１２に示した部材と同一の部材に
は同一の符号が付してある。尚、図１３は図１１と同様
に、受光系６５の光軸ＡＸと照射領域Ａ１を通る直線と
を含む面に直交する方向から異物検査装置の上面を見た
ときの上面図である。また、図１３においては照射系５
０の図示は省略している。イメージセンサ６８は受光系
６５を介して照射領域Ａ１と共役に配置され、更に受光
系６５の検出視野が照明領域Ａ１と同一の領域に設定さ
れているとする。

【００８０】本発明の第３実施形態による異物検査装置
は、形状の大きな真球ビーズ（例えば３０μｍの真球ビ
ーズ）を用いた場合に、図２０に示した散乱角依存性を
もって受光される散乱光の内、散乱受光角に応じて生ず
る散乱光の光強度差を、受光系４５を照射領域Ａ１の長
手方向であって、受光系６５に入射する散乱光の散乱角
が大となる方向へずらして配置することによりイメージ
センサ６８へ入射する散乱光の散乱角に応じた光強度を
調整するものである。いま、図１３中破線で示した位置
に受光系６５及びイメージセンサ６８が配置され、その
光軸が照明領域のｘ軸方向における中央部に設定されて
いる場合を考える。この場合に、照明領域Ａ１内にある
異物によって生ずる散乱光のうち、η₃₁以上であってη
₄₁以下の散乱角を有する散乱光が受光系６５によって受
光され、イメージセンサ６８に入射する。

【００８１】本実施形態では、図１３に示すように、受
光系６５及びイメージセンサ６８を照射領域Ａ１の長手
方向であって、受光系６５に入射する散乱光の散乱角が
大となる方向、つまり−ｘ軸方向へずらして配置してい
る。このとき、受光系６５が移動したことに伴って受光
系６５に関してイメージセンサ６８と照明領域Ａ１とが
共役関係となるよう、イメージセンサ６８は受光系６５
の変位量よりも大きな変位量をもって−ｘ軸方向に配置
されている。

【００８２】受光系６５及びイメージセンサ６８を照明
領域Ａ１の長手方向へずらすことにより、照明領域Ａ１
内にある異物によって生ずる散乱光のうち、η₃₂以上で
あってη₄₂以下の散乱角を有する散乱光が受光系６５に
よって受光され、イメージセンサ６８に入射する。つま
り、図１３中破線で示した位置に受光系６５及びイメー
ジセンサ６８が配置されていた場合には、η₃₁の散乱角
を有する散乱光が最も小さな散乱角をもって受光系６５
に入射する散乱光であった。これに対し、受光系６５と
イメージセンサ６８とを図１３に示した配置とすること
で、η₃₁よりも大きな散乱角η₃₂を有する散乱光が受光
系６５に入射する散乱光の内、最も小さな散乱角をもっ
て入射する散乱光である。

【００８３】また、図１３中破線で示した位置に受光系
６５及びイメージセンサ６８が配置されていた場合に
は、η₄₁の散乱角を有する散乱光が最も大きな散乱角を
もって受光系６５に入射する散乱光であった。これに対
し、受光系６５とイメージセンサ６８とを図１３に示し
た配置とすることで、η₄₁よりも大きな散乱角η₄₂を有
する散乱光が受光系６５に入射する散乱光の内、最も大
きな散乱角をもって入射する散乱光である。以上から、
受光系６５及びイメージセンサ６８を照明領域Ａ１の長
手方向に移動することで、散乱角が小さな散乱光の受光
系６５への入射が制限される一方、より大きな散乱光が
受光系６５へ入射可能となった。このように、本実施形
態は、受光系６５及びイメージセンサ６８を照射領域Ａ
１の長手方向にずらすことで散乱光の散乱角に応じた光
強度差を減少させているが、別の見方をすれば、照射領
域Ａ１の両端部ｘ₁₀，ｘ₂₀において生ずる散乱光の散乱
角が異なるように受光系６５及びイメージセンサ６８を
配置して散乱光の散乱角に応じた光強度差を低減させる
ものである。

【００８４】ここで、受光系６５が光軸ＡＸに対して±
１５度の範囲の散乱光を受光することができると仮定し
た場合、受光系６５は７５度〜１０５度の散乱角を有す
る散乱光を受光することとなる。図２０を参照して分か
る通り、３０μｍの真球ビーズによって散乱される散乱
光の光強度は散乱角に大きく依存し、７５度の散乱角を
有する散乱光の光強度と１０５度の散乱角を有する散乱
光の光強度では５倍以上の強度差がある。

【００８５】しかしながら、レンズ系６５及びイメージ
センサ６８を照明領域Ａ１に対してずらして、受光系６
５が８０度〜１１０度の散乱角を有する散乱光を受光す
るように設定するだけで受光系６５に入射する散乱光の
光強度差は約３倍程度に減少する。更に、受光レンズ６
７の径を大きくするか、又は照射領域Ａ１と受光系６５
との間の距離を長くすることによって受光レンズの見込
み角を小さくすれば、当然信号強度差を小さくすること
も可能になる。以上、本発明の第３実施形態について説
明したが、ペリクル上に付着させる真球ビーズの径に応
じて照射領域Ａ１の長手方向における受光系６５及びイ
メージセンサ６５の位置を調整可能に構成されることが
好適である。

【００８６】〔第４実施形態〕図１４は、本発明の第４
実施形態による異物検査装置の構成を模式的に示す上面
図であり、図８、図１２、及び図１３に示した部材と同
一の部材には同一の符号が付してある。尚、図１４は図
１１と同様に、受光系６５の光軸ＡＸと照射領域Ａ１を
通る直線とを含む面に直交する方向から異物検査装置の
上面を見たときの上面図であり、照射系５０の図示は省
略している。尚、イメージセンサ６８は受光系６５を介
して照射領域Ａ１と共役に配置され、更に受光系６５の
検出視野が照明領域Ａ１と同一の領域に設定されている
とする。本発明の第４実施形態による異物検査装置は、
散乱受光角に応じて生ずる散乱光の光強度差を、照明領
域Ａ１に対する受光系６５及びイメージセンサ６８の距
離を長くすることによりイメージセンサ６８へ入射する
散乱光の散乱角に応じた光強度を調整するものである。

【００８７】図１４中においては、前述した第１実施形
態及び第２実施形態で用いられた受光系６５及びイメー
ジセンサ６８が配置される位置を受光系及びイメージセ
ンサを破線で図示することにより表している。本実施形
態においては、破線に示した位置に受光系が配置されて
いたときの受光系６５と照射領域Ａ１との距離に対して
１．５倍の距離となるように受光系６５及びイメージセ
ンサ６８を配置している。

【００８８】受光系及びイメージセンサが破線で示した
位置に配置されている場合には、受光系６５はη₃₁以上
であってη₄₁以下の散乱角を有する散乱光を受光する。
図１４に示したとおり、照明領域Ａ１に対する受光系６
５及びイメージセンサ６８の距離を長くして受光系６５
及びイメージセンサ６８を配置しても受光系６５はη ₃₁
以上であってη₄₁以下の散乱角を有する散乱光を受光す
る。しかしながら、受光系６５及びイメージセンサ６８
の照明領域Ａ１に対する距離が長く設定されているた
め、照明領域Ａ１の一方の端部位置ｘ₁₀からη₃₁の散乱
角をもって散乱された散乱光Ｌ１は受光系６５に入射し
ない。同様に、照明領域Ａ１の他方の端部位置ｘ₂₀から
η₄₁の散乱角をもって散乱された散乱光Ｌ２も受光系６
５の入射しない。

【００８９】図１４に示したように、受光系６５及びイ
メージセンサ６８の照明領域Ａ１に対する距離を長くし
て配置することで、照明領域Ａ１内から発せられた散乱
光の内、受光系６５で受光される最も散乱角の小さな散
乱光は散乱角η₃₁よりも大きな散乱角η₅₁を有する散乱
光であり、逆に照明領域Ａ１内から発せられた散乱光の
内、受光系６５で受光される最も散乱角の大きな散乱光
は散乱角η₄₁よりも小さな散乱角η₅₂を有する散乱光で
ある。このように、受光系６５及びイメージセンサ６８
の照明領域Ａ１に対する距離を長くして配置して、散乱
角の小さな散乱光の受光系６５への入射を不可とするこ
とでイメージセンサ６８へ入射する散乱光の散乱角に応
じた光強度を調整することができる。

【００９０】更に、本実施形態と前述した第３実施形態
とを組み合わせ、照射領域Ａ１に対する受光系６５及び
イメージセンサ６８の距離を長く設定するとともに、照
射領域Ａ１の長手方向に沿って受光系６５及びイメージ
センサ６８をずらすことにより、受光系６５は８５度〜
１０５度の散乱角を有する散乱光を受光することとな
り、より散乱角が小さな散乱光が受光系６５に入射する
ことを制限することができる。以上、本発明の第５実施
形態について説明したが、ペリクル上に付着させる真球
ビーズの径に応じて照射領域Ａ１に対する受光系６５及
びイメージセンサ６５を可変に構成することが好適であ
る。

【００９１】〔第５実施形態〕図１５は、本発明の第５
実施形態による異物検査装置の構成を模式的に示す上面
図であり、図８及び図１２〜図１４に示した部材と同一
の部材には同一の符号が付してある。尚、図１５は図１
１と同様に、受光系６５の光軸ＡＸと照射領域Ａ１を通
る直線とを含む面に直交する方向から異物検査装置の上
面を見たときの上面図であり、照射系５０の図示は省略
している。尚、イメージセンサ６８は受光系６５を介し
て照射領域Ａ１と共役に配置され、更に受光系６５の検
出視野が照明領域Ａ１と同一の領域に設定されていると
する。本発明の第５実施形態による異物検査装置は、散
乱受光角に応じて生ずる散乱光の光強度差を、照明領域
Ａ１に対する受光系６５の光軸を傾斜させることにより
イメージセンサ６８へ入射する散乱光の散乱角に応じた
光強度を調整するものである。別の見方をすれば、本実
施形態は、照射領域Ａ１の両端部ｘ₁₀，ｘ₂₀において生
ずる散乱光の散乱角が異なるように受光系６５及びイメ
ージセンサ６８を配置して散乱光の散乱角に応じた光強
度差を低減させるものである。

【００９２】照射領域Ａ１に対して受光系６５の光軸Ａ
Ｘを傾斜させているため、イメージセンサ６８を受光系
６５に関して照明領域Ａ１と共役にする必要からイメー
ジセンサ６８は受光系６７を傾斜させた分と受光系６５
が有する受光レンズ６７の倍率分だけイメージセンサ６
８を更に傾斜させた配置となる。照射領域Ａ１に対する
受光系６５の光軸ＡＸを傾斜させると第３実施形態と同
様に、散乱角の小さな散乱光（例えば、散乱角η₃₁を有
する散乱光）の受光系６５への入射を制限することがで
き、逆により大きな散乱角を有する散乱光（例えば、散
乱角η₄₂を有する散乱光）を受光できるようになる。以
上、本発明の第５実施形態について説明したが、ペリク
ル上に付着させる真球ビーズの径に応じて受光系６５の
光軸ＡＸの傾斜角を可変可能に構成することが好適であ
る。

【００９３】図１６は、２組の照射系５０ａ，５０ｂと
２組の受光系６５ａ，６５ｂ及びイメージセンサ６８
ａ，６８ｂを備える異物検査装置に前述した第２実施形
態及び第３実施形態を適用した場合の概略構成を示す斜
視図である。図１６に示した異物検査装置は、照射領域
Ａ１を照射する照射系５０ａと、照射領域Ａ１を含むよ
うに配置された帯状受光取り込み領域Ｃ１において生じ
た散乱光を受光する受光系６５ａ及びイメージセンサ６
８ａとを有する。更に、照射領域Ａ２を照射する照射系
５０ｂと、照射領域Ａ２を含むように配置された帯状受
光取り込み領域Ｃ２において生じた散乱光を受光する受
光系６５ｂ及びイメージセンサ６８ｂとを有する。かか
る構成の異物検査装置は、大面積のマスクＭを検査する
際に用いられる。この技術の詳細については、例えば特
開２０００−１６２１３７号公報を参照されたい。

【００９４】受光系６５ａ，６５ｂの入射側には前述し
た第２実施形態を適用して開口数制限部材７０ａに相当
する開口数制限部材７５ａ，７５ｂをぞれぞれ配置して
受光系６５ａ，６５ｂの開口数を制限するとともに、前
述した第３実施形態を適用して受光系６５ａ及びイメー
ジセンサ６８ａを照射領域Ａ１の長手方向に沿って−ｘ
軸方向にずらし、受光系６５ｂ及びイメージセンサ６８
ｂを照射領域Ａ２の長手方向に沿ってｘ軸方向にずらし
た配置としている。図１６に示した構成の異物検査を用
いることで、大面積のマスクに対して検査の際に用いら
れる真球ビーズの大きさが大きくなって信号強度差が大
きくなる場合であっても信号強度差を小さくすることが
できる。但し、若干の信号強度差は残ってしまうため、
更にイメージセンサ６８ａ，６８ｂによって得られた電
気信号を補正するか、若しくは前述した第１実施形態を
適用するか、又はこれらの双方を適用して厳密に調整を
行うことが望ましい。

【００９５】以上の図１６においては、受光系６５ａ、
６５ｂ双方での開口数を制限する開口数制限部材７５
ａ，７５ｂをそれぞれ配置した例を示したが、各照射系
５０ａ、５０ｂに図７に示すような変位部材５３ａ又は
減光部材５３ｂを配置しても良く、各受光系６５ａ、６
５ｂに図１１（ｂ）に示すような受光側減光部材７０ｂ
を配置しても良く、また受光系６５ａ、６５ｂを図１
３、図１４、及び図１５に示すような配置としても良
い。更に、本発明では図７、図１０、図１１、図１３、
図１４及び図１５に示した各手段（各調整部材や受光系
の配置等）を複数組み合わせることにより一層有効であ
り、この場合照射系と受光系との組が一組の場合に限ら
れず、複数組とした場合にも有効である。

【００９６】尚、以上の各例として示した異物検査装置
を調整（初期の機械的又は光学的な調整、メンテナンス
時の機械的又は光学的な調整等）した後に、実際の異物
への光電検出器の感度を調整するには、均一に減光可能
で減光量が異なる減光フィルタを複数用意し、適切な減
光量を付与する減光フィルタを照射系の照射光路内に選
択的に配置する。これにより検出感度の切換・調整が可
能となる。

【００９７】また、大型マスクの場合に異物によるパタ
ーンへの影響は、マスク厚やペリクルの高さにより一義
的に決定するが、実際の許容度は、露光する各種レーヤ
ーによって異なる場合がある。この場合には、先に述べ
た均一に減光可能で減光量が異なる複数の減光フィルタ
の内、適切な減光フィルタを照射系の照射光路内に選択
的に配置することが好ましい。このとき、適切な減光フ
ィルタを光路内に挿脱配置できるように、減光部材挿脱
機構（減光部材交換機構）を設けることが好ましく、検
出感度を調整するときにも減光部材挿脱機構（減光部材
交換機構）を設けることが好ましいことは言うまでもな
い。

【００９８】以上、本発明の一実施形態による露光装置
及び異物検査装置について説明したが、本発明は上記実
施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可
能である。例えば、上記実施形態ではステップ・アンド
・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明したが、ス
テップ・アンド・リピート方式の露光装置にも適用可能
である。更に、上述した第１実施形態〜第５実施形態を
複数組み合わせて適用することもできる。また、本実施
形態の露光装置の照明光学系１の光源は、ｇ線（４３６
ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）のみならず、ＫｒＦエキシ
マレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９
３ｎｍ）、Ｆ₂レーザ（１５７ｎｍ）から射出されるレ
ーザ光、Ｘ線や電子線などの荷電粒子線を用いることが
できる。例えば、電子線を用いる場合には電子銃とし
て、熱電子放射型のランタンヘキサボライト（Ｌａ
Ｂ₆）、タンタル（Ｔａ）を用いることができる。

【００９９】次に本発明の一実施形態による露光装置を
リソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方
法の実施形態について説明する。図１７は、マイクロデ
バイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、
ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例
のフローチャートを示す図である。図１７に示すよう
に、まず、ステップＳ１０（設計ステップ）において、
マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デ
バイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するため
のパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１１（マ
スク製作ステップ）において、設計した回路パターンを
形成したマスク（レチクル）を製作する。一方、ステッ
プＳ１２（ウェハ製造ステップ）において、シリコン等
の材料を用いてウェハを製造する。

【０１００】次に、ステップＳ１３（ウェハ処理ステッ
プ）において、ステップＳ１０〜ステップＳ１２で用意
したマスクとウェハを使用して、後述するように、リソ
グラフィ技術等によってウェハ上に実際の回路等を形成
する。次いで、ステップＳ１４（デバイス組立ステッ
プ）において、ステップＳ１３で処理されたウェハを用
いてデバイス組立を行う。このステップＳ１４には、ダ
イシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング
工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。
最後に、ステップＳ１５（検査ステップ）において、ス
テップＳ１４で作製されたマイクロデバイスの動作確認
テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を
経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷され
る。

【０１０１】図１８は、半導体デバイスの場合におけ
る、図１７のステップＳ１３の詳細なフローの一例を示
す図である。図１８において、ステップＳ２１（酸化ス
テップ）においてはウェハの表面を酸化させる。ステッ
プＳ２２（ＣＶＤステップ）においてはウェハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップＳ２３（電極形成ステップ）
においてはウェハ上に電極を蒸着によって形成する。ス
テップＳ２４（イオン打込みステップ）においてはウェ
ハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ２１〜ステッ
プＳ２４のそれぞれは、ウェハ処理の各段階の前処理工
程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて
選択されて実行される。

【０１０２】ウェハプロセスの各段階において、上述の
前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程
が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ２
５（レジスト形成ステップ）において、ウェハに感光剤
を塗布する。引き続き、ステップ２６（露光ステップ）
において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装
置）及び露光方法によってマスクの回路パターンをウェ
ハに転写する。次に、ステップ２７（現像ステップ）に
おいては露光されたウェハを現像し、ステップ２８（エ
ッチングステップ）において、レジストが残存している
部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去
る。そして、ステップ２９（レジスト除去ステップ）に
おいて、エッチングが済んで不要となったレジストを取
り除く。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し
行うことによって、ウェハ上に多重に回路パターンが形
成される。

【０１０３】以上説明した本実施形態のマイクロデバイ
ス製造方法を用いれば、露光工程（ステップ２６）にお
いて上記の露光装置及び上で説明した露光方法が用いら
れ、真空紫外域の照明光により解像力の向上が可能とな
り、しかも露光量制御を高精度に行うことができるの
で、結果的に最小線幅が０．１μｍ程度の高集積度のデ
バイスを歩留まり良く生産することができる。

【０１０４】また、半導体素子等のマイクロデバイスだ
けではなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装
置、及び電子線露光装置等で使用されるレチクル又はマ
スクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板
やシリコンウェハ等ヘ回路パターンを転写する露光装置
にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（深紫外）や
ＶＵＶ（真空紫外）光等を用いる露光装置では、一般的
に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石
英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フ
ッ化マグネシウム、又は水晶等が用いられる。また、プ
ロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置等で
は、透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマス
ク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウェハ等
が用いられる。なお、このような露光装置は、ＷＯ９９
／３４２５５号、ＷＯ９９／５０７１２号、ＷＯ９９／
６６３７０号、特開平11−194479号、特開2000−12453
号、特開2000−29202号等に開示されている。

【０１０５】もちろん、半導体素子の製造に用いられる
露光装置だけではなく、液晶表示素子（ＬＣＤ）等を含
むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンを
ガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド
の製造に用いられてデバイスパターンをセラミックウェ
ハ上へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製
造に用いられる露光装置等にも本発明を適用することが
できる。

【０１０６】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、散乱受光角に応じて光強度差のある散乱光が受光系
を介して光電検出素子に入射している状況下において、
光電検出素子にて生ずる被検査面の位置に応じた散乱光
の光強度差を低減させるための調整手段を備えたので、
散乱光の散乱受光角に応じた光強度差が低減される。そ
の結果、散乱光の光強度差が散乱受光角に応じて大きく
変化している場合であっても、異物の検査上不都合のな
い差に調整することができるという効果がある。しか
も、散乱光の散乱受光角に応じた光強度差を比較的安価
に低減することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態による異物検査装置を備え
る本発明の一実施形態による露光装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】 本発明の一実施形態による露光装置が備える
投影光学系ＰとマスクＭ及びプレートＰとの位置関係を
示す斜視図である。

【図３】 図１及び図２に示した照明光学系１の具体的
な構成の一例を示す図である。

【図４】 部分投影光学系７ａのレンズ構成図である。

【図５】 照明光学系１が形成する照明領域と部分投影
光学系７ａ〜７ｇによって規定される視野領域との配置
関係を示す図である。

【図６】 本発明の第１実施形態による異物検査装置の
構成を模式的に示す斜視図である。

【図７】 照射光調整部材５３の構成例を示す図であ
り、（ａ）は第１構成例を示し、（ｂ）は第２構成例を
示す。

【図８】 照射領域Ａ１の長手方向の位置に応じて異な
る散乱角を有する散乱光が入射する様子を示す上面図で
ある。

【図９】 照射光調整部材５３を用いて散乱光の光強度
差を低減させる原理を説明するための図である。

【図１０】 本発明の第２実施形態による異物検査装置
の構成を模式的に示す斜視図である。

【図１１】 受光側調整部材７０の構成例を示す図であ
り、（ａ）は第１構成例を示し、（ｂ）は第２構成例を
示す。

【図１２】 開口数制限部材７０ａを用いたときに受光
系６５に入射する散乱光が受光散乱角に応じて制限され
る様子を示す上面図である。

【図１３】 本発明の第３実施形態による異物検査装置
の構成を模式的に示す上面図である。

【図１４】 本発明の第４実施形態による異物検査装置
の構成を模式的に示す上面図である。

【図１５】 本発明の第５実施形態による異物検査装置
の構成を模式的に示す上面図である。

【図１６】 ２組の照射系５０ａ，５０ｂと２組の受光
系６５ａ，６５ｂ及びイメージセンサ６８ａ，６８ｂを
備える異物検査装置に前述した第２実施形態及び第３実
施形態を適用した場合の概略構成を示す斜視図である。

【図１７】 マイクロデバイスの製造過程の一例を示す
フローチャートを示す図である。

【図１８】 半導体デバイスの場合における、図１７の
ステップＳ１３の詳細なフローの一例を示す図である。

【図１９】 従来の異物検査装置の概略構成を示す斜視
図である。

【図２０】 真球ビーズの径の変化による散乱光の散乱
角とその光強度との関係の変化を示す図である。

【符号の説明】

Ｂ１，Ｂ２ 光ビーム ５０，５０ａ，５０ｂ 照射系 ｄ１，ｄ２ 異物 ６５，６５ａ，６５ｂ 受光系 ６８，６８ａ，６８ｂ イメージセンサ（光電検出素
子） ５３ 照射光調整部材（調整手段） ５３ａ 変位部材（調整手段） ５３ｂ 減光部材（調整手段） ７０ 受光側調整部材（調整手段） ７０ａ 開口数制限部材（調整手段） ７０ｂ 受光側減光部材（調整手段） ７５ａ 開口数制限部材（調整手段） ７５ｂ 開口数制限部材（調整手段） ＡＸ，ＡＸａ，ＡＸｂ 光軸 ＰＡ 原画パターン（パターン） Ｍ マスク Ｐ プレート（感光基板）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA49 CC18 FF44 GG06 GG22 HH04 HH12 JJ02 JJ05 JJ08 JJ25 LL04 LL12 LL21 LL30 MM22 QQ31 UU07 2G051 AA56 AB01 AB20 BA10 BB07 BB09 BB11 BB17 BB20 BC03 CA03 CA04 CB05 CC07 DA07 5F046 AA18

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを被検査面に照射する照射系
   と、前記被検査面に付着した異物からの散乱光を受光す
   る受光系と、当該受光系で受光された散乱光の光強度に
   応じた散乱信号を出力する光電検出素子とを備えた異物
   検査装置であって、 前記被検査面の位置に応じて異なる散乱受光角のもとで
   散乱光が前記受光系へ入射することにより前記光電検出
   素子にて生ずる被検査面の位置に応じた散乱光の光強度
   差を低減させる調整手段を具備することを特徴とする異
   物検査装置。
2. 【請求項２】 前記調整手段は、前記被検査面に照射す
   る光ビームの空間強度分布を所望の空間強度分布に調整
   する照射光調整部材を有することを特徴とする請求項１
   記載の異物検査装置。
3. 【請求項３】 前記照射光調整部材は、前記受光系に入
   射する散乱光の内、小さい散乱受光角で前記受光系に入
   射する散乱光が発生する被検査面の位置に対して相対的
   に弱い光強度の光ビームが照射されるように、前記光ビ
   ームの空間強度分布を調整することを特徴とする請求項
   ２記載の異物検査装置。
4. 【請求項４】 前記照射光調整部材は、入射する光ビー
   ムの少なくとも一部を減光する減光部材を有することを
   特徴とする請求項２又は請求項３記載の異物検査装置。
5. 【請求項５】 前記照射光調整部材は、入射する光ビー
   ムを変位させる変位部材を有することを特徴とする請求
   項２又は請求項３記載の異物検査装置。
6. 【請求項６】 前記調整手段は、被検査面の位置に応じ
   た散乱光の光強度差を低減させるために、前記受光系へ
   入射する散乱光の散乱受光角に応じた光強度に基づいて
   減光特性が設定された受光側減光部材を有することを特
   徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の異
   物検査装置。
7. 【請求項７】 前記調整手段は、前記受光系の開口数の
   一部を制限する開口数制限部材を有することを特徴とす
   る請求項１から請求項５の何れか一項に記載の異物検査
   装置。
8. 【請求項８】 前記調整手段は、前記受光系に入射する
   散乱光の内、小さい散乱受光角で前記受光系に入射する
   散乱光を制限することを特徴とする請求項６又は請求項
   ７記載の異物検査装置。
9. 【請求項９】 前記受光系は、８０度以上の散乱受光角
   の散乱光を受光するように設定されることを特徴とする
   請求項１から請求項８の何れか一項に記載の異物検査装
   置。
10. 【請求項１０】 前記照射系は、所定の方向に沿って伸
    びた照射領域を形成し、 前記受光系は、前記所定の方向に沿った前記被検査面上
    の検出視野の両端に発生する散乱光の散乱受光角が異な
    るように配置されることを特徴とする請求項１から請求
    項９の何れか一項に記載の異物検査装置。
11. 【請求項１１】 前記受光系は、前記被検査面上の検出
    視野中心から前記所定の方向に沿ってずれた位置に前記
    受光系の光軸が位置するように設定されることを特徴と
    する請求項１０記載の異物検査装置。
12. 【請求項１２】 前記受光系は、前記被検査面に対して
    前記受光系の光軸が傾斜するように設定されることを特
    徴とする請求項１０記載の異物検査装置。
13. 【請求項１３】 被検査面を照射する照射系と、前記被
    検査面に付着した異物からの散乱光を受光する受光系と
    を有し、 前記受光系は、所定の方向に沿った前記被検査面上の検
    出視野の両端に発生する散乱光の散乱受光角が異なるよ
    うに配置されることを特徴とする異物検査装置。
14. 【請求項１４】 所定のパターンが形成されたマスクを
    照明して得られる当該パターンの像を感光基板上に転写
    する露光装置であって、 前記マスク上の異物を検査する請求項１から請求項１３
    の何れか一項に記載の異物検査装置を具備することを特
    徴とする露光装置。
15. 【請求項１５】 請求項１から請求項１３の何れか一項
    に記載の異物検査装置を用いて所定のパターンが形成さ
    れたマスク上の異物を検査するステップと、 検査が行われたマスクを照明して当該マスクに形成され
    たパターンの像を感光基板上に転写するステップとを有
    することを特徴とする露光方法。