JP3411780B2 - レーザ顕微鏡及びこのレーザ顕微鏡を用いたパターン検査装置 - Google Patents
レーザ顕微鏡及びこのレーザ顕微鏡を用いたパターン検査装置Info
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- JP3411780B2 JP3411780B2 JP08811697A JP8811697A JP3411780B2 JP 3411780 B2 JP3411780 B2 JP 3411780B2 JP 08811697 A JP08811697 A JP 08811697A JP 8811697 A JP8811697 A JP 8811697A JP 3411780 B2 JP3411780 B2 JP 3411780B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、観察すべき試料を
レーザ光で走査するレーザ顕微鏡に関するものである。
さらに本発明は、このようなレーザ顕微鏡を用いたパタ
ーン検査装置、特に周期的に形成されているパターンの
欠陥を高速で検出できるパターン検査装置に関するもの
である。
レーザ光で走査するレーザ顕微鏡に関するものである。
さらに本発明は、このようなレーザ顕微鏡を用いたパタ
ーン検査装置、特に周期的に形成されているパターンの
欠陥を高速で検出できるパターン検査装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＬＳＩ、パターン付きのウェハ又
はフォトマスクのような複数のパターンが形成されてい
る被検査体の欠陥を検出する方法とし、被検査体の全面
を２次元照明し被検査体からの反射光を２次元ＣＣＤア
レイで受光して欠陥を検出する方法が既知である。この
既知の欠陥検出装置では、検査すべき被検査体の全面を
照明し、被検査体の像を２次元ＣＣＤアレイで撮像し、
２次元ＣＣＤアレイの各受光素子の出力信号を転送回路
によりシリアルに読出し、読み出された出力信号から欠
陥を検出している。
はフォトマスクのような複数のパターンが形成されてい
る被検査体の欠陥を検出する方法とし、被検査体の全面
を２次元照明し被検査体からの反射光を２次元ＣＣＤア
レイで受光して欠陥を検出する方法が既知である。この
既知の欠陥検出装置では、検査すべき被検査体の全面を
照明し、被検査体の像を２次元ＣＣＤアレイで撮像し、
２次元ＣＣＤアレイの各受光素子の出力信号を転送回路
によりシリアルに読出し、読み出された出力信号から欠
陥を検出している。
【０００３】別の方法として、レーザ顕微鏡を用い欠陥
を検出する方法も既知である。このレーザ顕微鏡を用い
る方法では、光源としてレーザダイオードを用い、レー
ザ光を振動ミラーのような２個のビーム偏向装置を用い
て２次元的に走査し、試料からの反射光をフォトマルの
ような光検出器で受光し、光検出器からの出力信号に基
づいて欠陥を検出している。また、高速走査するため音
響光学素子と振動ミラーとを組み合わせて２次元走査す
るレーザ顕微鏡も既知である。このレーザ顕微鏡は共焦
点光学系を構成するため、高い解像度を得ることがで
き、ＬＳＩのような微細なパターンが形成されている被
検査体の欠陥検査に極めて好適である。
を検出する方法も既知である。このレーザ顕微鏡を用い
る方法では、光源としてレーザダイオードを用い、レー
ザ光を振動ミラーのような２個のビーム偏向装置を用い
て２次元的に走査し、試料からの反射光をフォトマルの
ような光検出器で受光し、光検出器からの出力信号に基
づいて欠陥を検出している。また、高速走査するため音
響光学素子と振動ミラーとを組み合わせて２次元走査す
るレーザ顕微鏡も既知である。このレーザ顕微鏡は共焦
点光学系を構成するため、高い解像度を得ることがで
き、ＬＳＩのような微細なパターンが形成されている被
検査体の欠陥検査に極めて好適である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した２次元ＣＣＤ
アレイを用いて被検査体の２次元画像を撮像しＣＣＤア
レイの各受光素子の出力信号から欠陥を検出する欠陥検
査装置では、ＣＣＤアレイの多数の受光素子からの出力
信号がシリアルに出力されるため、ＣＣＤの読出に長時
間かかり、欠陥検査に長時間かかる不都合がある。ま
た、２個の振動ミラーを用いるレーザ顕微鏡の場合、被
検査体全体を走査するのに長時間かかり、同様に欠陥検
査に長時間かかってしまう。一方、音響光学素子と振動
ミラーとを組み合わせて２次元走査するレーザ顕微鏡は
高速走査が可能であり、比較的短時間で被検査体全体を
走査できるが、１本の光ビームで走査するため高速での
欠陥検査には限界がある。しかも、音響光学素子を駆動
するためには高周波数電気信号発生回路が必要であり、
構造が複雑になるばかりでなく製造コストが高価になっ
てしまう。
アレイを用いて被検査体の２次元画像を撮像しＣＣＤア
レイの各受光素子の出力信号から欠陥を検出する欠陥検
査装置では、ＣＣＤアレイの多数の受光素子からの出力
信号がシリアルに出力されるため、ＣＣＤの読出に長時
間かかり、欠陥検査に長時間かかる不都合がある。ま
た、２個の振動ミラーを用いるレーザ顕微鏡の場合、被
検査体全体を走査するのに長時間かかり、同様に欠陥検
査に長時間かかってしまう。一方、音響光学素子と振動
ミラーとを組み合わせて２次元走査するレーザ顕微鏡は
高速走査が可能であり、比較的短時間で被検査体全体を
走査できるが、１本の光ビームで走査するため高速での
欠陥検査には限界がある。しかも、音響光学素子を駆動
するためには高周波数電気信号発生回路が必要であり、
構造が複雑になるばかりでなく製造コストが高価になっ
てしまう。
【０００５】本発明の目的は、上述した欠点を解消し、
共焦点型顕微鏡の利点を維持しつつ試料像を高速で撮像
できるレーザ顕微鏡を提供することにある。さらに、本
発明の目的は、ＬＳＩ、フォトマスク、パターン付きウ
ェハのような被検査体を高速で且つ高精度に欠陥検査す
ることができるパターン検査装置を提供することにあ
る。
共焦点型顕微鏡の利点を維持しつつ試料像を高速で撮像
できるレーザ顕微鏡を提供することにある。さらに、本
発明の目的は、ＬＳＩ、フォトマスク、パターン付きウ
ェハのような被検査体を高速で且つ高精度に欠陥検査す
ることができるパターン検査装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によるレーザ顕微
鏡は、第１の方向に沿って整列した複数の光ビームを放
出する光源装置と、前記複数のサブビームを集束して観
察すべき試料に投射し、試料上に微小な光スポット列を
形成する対物レンズと、観察すべき試料を支持する試料
ステージと、この試料ステージを前記第１の方向と直交
する第２の方向に移動させるステージ駆動機構と、前記
試料上のスポット列と対応する方向に沿って配列した複
数の光検出素子を有するリニアイメージセンサとを具
え、前記試料上の各光スポットからの反射光を前記リニ
アイメージセンサの対応する光検出素子にそれぞれ入射
させることを特徴とする。
鏡は、第１の方向に沿って整列した複数の光ビームを放
出する光源装置と、前記複数のサブビームを集束して観
察すべき試料に投射し、試料上に微小な光スポット列を
形成する対物レンズと、観察すべき試料を支持する試料
ステージと、この試料ステージを前記第１の方向と直交
する第２の方向に移動させるステージ駆動機構と、前記
試料上のスポット列と対応する方向に沿って配列した複
数の光検出素子を有するリニアイメージセンサとを具
え、前記試料上の各光スポットからの反射光を前記リニ
アイメージセンサの対応する光検出素子にそれぞれ入射
させることを特徴とする。
【０００７】本発明では、試料照明としてマルチスポッ
ト照明を用いる。レーザ顕微鏡の照明方法として、レー
ザ光源からの光ビームをシリンドリカルレンズを用いて
線状の光ビームを発生させ、線状の光ビームを直交する
方向にスキャンして２次元照明することが既知である。
しかし、線状ビームを用いる場合種々の不都合がある。
例えば、レーザビーム中にスペックルパターンが発生し
た場合、均一な輝度分布の線状光ビームを得ることがで
きず、画像ノイズが発生してしまう。また、無用な位置
へも照明光を投射するため、全ての照明光を有効に活用
できず、光量損失の問題もある。これに対して、本発明
では、マルチスポット照明を行ない、試料上の各光スポ
ットからの光をリニアイメージセンサの対応する光検出
素子にそれぞれ入射させているので、全ての照明光を有
効に活用することができる。
ト照明を用いる。レーザ顕微鏡の照明方法として、レー
ザ光源からの光ビームをシリンドリカルレンズを用いて
線状の光ビームを発生させ、線状の光ビームを直交する
方向にスキャンして２次元照明することが既知である。
しかし、線状ビームを用いる場合種々の不都合がある。
例えば、レーザビーム中にスペックルパターンが発生し
た場合、均一な輝度分布の線状光ビームを得ることがで
きず、画像ノイズが発生してしまう。また、無用な位置
へも照明光を投射するため、全ての照明光を有効に活用
できず、光量損失の問題もある。これに対して、本発明
では、マルチスポット照明を行ない、試料上の各光スポ
ットからの光をリニアイメージセンサの対応する光検出
素子にそれぞれ入射させているので、全ての照明光を有
効に活用することができる。
【０００８】本発明によるレーザ顕微鏡は、第１の方向
に沿って整列した複数の光ビームを放出する光源装置
と、前記複数の光ビームを第１の方向と直交する第２の
方向に偏向するビーム偏向装置と、このビーム偏向装置
と観察すべき試料との間に配置され、前記複数の光ビー
ムを集束して試料に投射し、試料上に微小な光スポット
列を形成する対物レンズと、試料上のスポット列と対応
する方向に配列した複数の光検出素子を有するリニアイ
メージセンサとを具え、前記試料上の各光スポットから
の反射光を前記対物レンズ及びビーム偏向装置を介して
前記リニアイメージセンサの対応する光検出素子にそれ
ぞれ入射させることを特徴とする。
に沿って整列した複数の光ビームを放出する光源装置
と、前記複数の光ビームを第１の方向と直交する第２の
方向に偏向するビーム偏向装置と、このビーム偏向装置
と観察すべき試料との間に配置され、前記複数の光ビー
ムを集束して試料に投射し、試料上に微小な光スポット
列を形成する対物レンズと、試料上のスポット列と対応
する方向に配列した複数の光検出素子を有するリニアイ
メージセンサとを具え、前記試料上の各光スポットから
の反射光を前記対物レンズ及びビーム偏向装置を介して
前記リニアイメージセンサの対応する光検出素子にそれ
ぞれ入射させることを特徴とする。
【０００９】本発明では、複数の光ビームを用いてマル
チスポット照明を行い、観察すべき試料の複数の部位を
同時に走査する。このために、光源装置から出射した複
数の光ビームを共通のビーム偏向装置を用いて光ビーム
の配列方向と直交する方向に偏向し、対物レンズを経て
試料に投射し、試料の複数の部位を同時に走査する。そ
して、試料からの反射光を対物レンズで集光し、ビーム
偏向装置を介してリニアイメージセンサに入射させる。
リニアイメージセンサは、試料上の光スポット列と対応
する方向に配列した複数の光検出素子を有し、入射する
光ビームはビーム偏向装置を介して入射するので、試料
上で光スポット列が周期的に振動しても各光検出素子に
入射する光ビームは常時静止した状態にある。この結
果、１個のスキャナを用いるだけ試料を２次元的に走査
することができ、音響光学素子のような高速偏向走査を
用いることなく試料像を高速で撮像することができる。
チスポット照明を行い、観察すべき試料の複数の部位を
同時に走査する。このために、光源装置から出射した複
数の光ビームを共通のビーム偏向装置を用いて光ビーム
の配列方向と直交する方向に偏向し、対物レンズを経て
試料に投射し、試料の複数の部位を同時に走査する。そ
して、試料からの反射光を対物レンズで集光し、ビーム
偏向装置を介してリニアイメージセンサに入射させる。
リニアイメージセンサは、試料上の光スポット列と対応
する方向に配列した複数の光検出素子を有し、入射する
光ビームはビーム偏向装置を介して入射するので、試料
上で光スポット列が周期的に振動しても各光検出素子に
入射する光ビームは常時静止した状態にある。この結
果、１個のスキャナを用いるだけ試料を２次元的に走査
することができ、音響光学素子のような高速偏向走査を
用いることなく試料像を高速で撮像することができる。
【００１０】本発明の有用な変形例として、光源装置を
レーザ光源と透過型回折格子で構成し、同時に多数の光
ビームを発生させることを特徴とする。光源装置とし、
レーザと回折格子とを組み合わせたものに加えて、レー
ザダイオードアレイやＬＥＤアレイのような種々の装置
を用いることができる。
レーザ光源と透過型回折格子で構成し、同時に多数の光
ビームを発生させることを特徴とする。光源装置とし、
レーザと回折格子とを組み合わせたものに加えて、レー
ザダイオードアレイやＬＥＤアレイのような種々の装置
を用いることができる。
【００１１】本発明によるレーザ顕微鏡の変形例は、試
料を支持する試料ステージを有し、この試料ステージを
前記第１の方向に移動させながら複数の光ビームで試料
を走査することを特徴とする。試料上に形成される各ス
ポット間に大きな隙間が介在すると撮像された画像情報
に欠落が生じてしまう。このような場合、試料ステージ
を光ビームの配列方向に沿って移動させながら撮像すれ
ば、試料の全面を隙間なく走査することがでる。
料を支持する試料ステージを有し、この試料ステージを
前記第１の方向に移動させながら複数の光ビームで試料
を走査することを特徴とする。試料上に形成される各ス
ポット間に大きな隙間が介在すると撮像された画像情報
に欠落が生じてしまう。このような場合、試料ステージ
を光ビームの配列方向に沿って移動させながら撮像すれ
ば、試料の全面を隙間なく走査することがでる。
【００１２】本発明によるレーザ顕微鏡の実施例は、対
物レンズとリニアイメージセンサとの間の光路中にズー
ムレンズを配置して試料上に形成された各光スポットか
らの光ビームを前記リニアイメージセンサの対応する各
光検出素子にそれぞれ入射させることを特徴とする。本
発明では、試料上に形成されたマルチスポットからの光
ビームをリニアイメージセンサの対応する光検出素子に
入射させる必要がある。このためには、光路中に配置し
たリレーレンズをズームレンズを構成し、ズームレンズ
の倍率を調整することにより試料からの光ビームをリニ
アイメージセンサの対応する各素子に正確に入射させる
ことができる。
物レンズとリニアイメージセンサとの間の光路中にズー
ムレンズを配置して試料上に形成された各光スポットか
らの光ビームを前記リニアイメージセンサの対応する各
光検出素子にそれぞれ入射させることを特徴とする。本
発明では、試料上に形成されたマルチスポットからの光
ビームをリニアイメージセンサの対応する光検出素子に
入射させる必要がある。このためには、光路中に配置し
たリレーレンズをズームレンズを構成し、ズームレンズ
の倍率を調整することにより試料からの光ビームをリニ
アイメージセンサの対応する各素子に正確に入射させる
ことができる。
【００１３】本発明によるパターン検査装置は、複数の
パターンが一定のピッチで周期的に形成されている被検
査体のパターンの欠陥を検査するパターン検査装置であ
って、第１の方向に沿って整列した複数の光ビームを放
出する光源装置と、これら複数のサブビームを集束して
検査すべき被検査体に投射し、被検査体上にそのパター
ンの配列ピッチの整数倍又は整数分の１のピッチの光ス
ポット列を形成する対物レンズと、被検査体を支持する
ステージと、このステージを光スポットの形成方向と直
交する方向に移動させるステージ駆動機構と、被検査体
上の光スポット列と対応する方向に沿って配列した複数
の光検出素子を有するリニアイメージセンサと、リニア
イメージセンサの各光検出素子からの出力信号を比較す
る比較回路とを具え、少なくとも２個の光検出素子の出
力信号同士を比較することによりパターンの欠陥を検出
することを特徴とする。例えば、ＬＳＩのパターンが形
成されているウエハには、多数の同一のパターンが一定
のピッチで周期的に形成されている。このような被検査
体の欠陥を検査する場合、パターンの配列ピッチ又はこ
れら整数倍又は整数分の１のピッチで形成された多数の
光ビームで同時に走査すれば、検査時間を大幅に短縮す
ることができる。しかも、リニアイメージセンサの各光
検出素子からの出力信号は、欠陥が存在しない場合、同
一の出力信号となるから、リニアイメージセンサの各光
検出素子の出力信号同士を比較することによりパターン
の欠陥を検出することができる。この結果、リニアイメ
ージセンサの出力をディジタル処理することなく、各光
検出素子からの出力信号を直接比較することにより欠陥
検出信号を発生させることができ、検査時間をさらに大
幅に短縮することができる。
パターンが一定のピッチで周期的に形成されている被検
査体のパターンの欠陥を検査するパターン検査装置であ
って、第１の方向に沿って整列した複数の光ビームを放
出する光源装置と、これら複数のサブビームを集束して
検査すべき被検査体に投射し、被検査体上にそのパター
ンの配列ピッチの整数倍又は整数分の１のピッチの光ス
ポット列を形成する対物レンズと、被検査体を支持する
ステージと、このステージを光スポットの形成方向と直
交する方向に移動させるステージ駆動機構と、被検査体
上の光スポット列と対応する方向に沿って配列した複数
の光検出素子を有するリニアイメージセンサと、リニア
イメージセンサの各光検出素子からの出力信号を比較す
る比較回路とを具え、少なくとも２個の光検出素子の出
力信号同士を比較することによりパターンの欠陥を検出
することを特徴とする。例えば、ＬＳＩのパターンが形
成されているウエハには、多数の同一のパターンが一定
のピッチで周期的に形成されている。このような被検査
体の欠陥を検査する場合、パターンの配列ピッチ又はこ
れら整数倍又は整数分の１のピッチで形成された多数の
光ビームで同時に走査すれば、検査時間を大幅に短縮す
ることができる。しかも、リニアイメージセンサの各光
検出素子からの出力信号は、欠陥が存在しない場合、同
一の出力信号となるから、リニアイメージセンサの各光
検出素子の出力信号同士を比較することによりパターン
の欠陥を検出することができる。この結果、リニアイメ
ージセンサの出力をディジタル処理することなく、各光
検出素子からの出力信号を直接比較することにより欠陥
検出信号を発生させることができ、検査時間をさらに大
幅に短縮することができる。
【００１４】さらに、本発明によるパターン検査装置は
複数のパターンが一定のピッチで周期的に形成されてい
る被検査体の欠陥を検査するパターン検査装置であっ
て、第１の方向に沿って整列した複数の光ビームを放出
する光源装置と、これら複数のサブビームを第１の方向
と直交する第２の方向に偏向するビーム偏向装置と、前
記複数のサブビームを集束して検査すべき被検査体に投
射し、被検査体上に光スポット列を形成する対物レンズ
と、被検査体を支持するステージと、被検査体上に形成
された光スポット列と対応する方向に配列した複数の光
検出素子を有するリニアイメージセンサと、前記ビーム
偏向装置の駆動を制御するビーム偏向装置駆動制御回路
と、リニアイメージセンサの各光検出素子からの出力信
号を比較する比較回路とを具え、前記被検査体上の各光
スポットからの反射光を前記対物レンズ及びビーム偏向
装置を介して前記リニアイメージセンサの対応する光検
出素子にそれぞれ入射させ、少なくとも２個の光検出素
子の出力信号同士を比較することによりパターンの欠陥
を検出することを特徴とする。このように構成すれば、
１個のスキャナを用いるだけで被検査体を２次元的に走
査することができる。
複数のパターンが一定のピッチで周期的に形成されてい
る被検査体の欠陥を検査するパターン検査装置であっ
て、第１の方向に沿って整列した複数の光ビームを放出
する光源装置と、これら複数のサブビームを第１の方向
と直交する第２の方向に偏向するビーム偏向装置と、前
記複数のサブビームを集束して検査すべき被検査体に投
射し、被検査体上に光スポット列を形成する対物レンズ
と、被検査体を支持するステージと、被検査体上に形成
された光スポット列と対応する方向に配列した複数の光
検出素子を有するリニアイメージセンサと、前記ビーム
偏向装置の駆動を制御するビーム偏向装置駆動制御回路
と、リニアイメージセンサの各光検出素子からの出力信
号を比較する比較回路とを具え、前記被検査体上の各光
スポットからの反射光を前記対物レンズ及びビーム偏向
装置を介して前記リニアイメージセンサの対応する光検
出素子にそれぞれ入射させ、少なくとも２個の光検出素
子の出力信号同士を比較することによりパターンの欠陥
を検出することを特徴とする。このように構成すれば、
１個のスキャナを用いるだけで被検査体を２次元的に走
査することができる。
【００１５】本発明によるパターン検査装置の実施例
は、リニアイメージセンサを、ライン状に配置した複数
のフォトダイオードを有し、各フォトダイオードの出力
を並列に出力するフォトダイオードアレイで構成したこ
とを特徴とする。リニアイメージセンサとして、各光検
出素子の出力を転送回路を用いて直列に出力する形式も
のと、転送回路を用いず並列に出力する形式のものがあ
る。リニアイメージセンサをレーザ顕微鏡の光検出器と
して用いる場合、光検出器の出力信号から映像信号を作
成する必要があるため、リニアイメージセンサの出力は
直列に読み出す必要がある。これに対して、パターン検
査装置の光検出器として用いる場合映像信号を作成する
必要がないため、各光検出素子の出力を並列に同時に出
力することができる。このように、各光検出素子の出力
を並列に出力すれば、並列出力された各光検出素子の出
力を一旦メモリに記憶することなく直接比較回路に供給
することができるので、検査時間を大幅に短縮すること
ができる。
は、リニアイメージセンサを、ライン状に配置した複数
のフォトダイオードを有し、各フォトダイオードの出力
を並列に出力するフォトダイオードアレイで構成したこ
とを特徴とする。リニアイメージセンサとして、各光検
出素子の出力を転送回路を用いて直列に出力する形式も
のと、転送回路を用いず並列に出力する形式のものがあ
る。リニアイメージセンサをレーザ顕微鏡の光検出器と
して用いる場合、光検出器の出力信号から映像信号を作
成する必要があるため、リニアイメージセンサの出力は
直列に読み出す必要がある。これに対して、パターン検
査装置の光検出器として用いる場合映像信号を作成する
必要がないため、各光検出素子の出力を並列に同時に出
力することができる。このように、各光検出素子の出力
を並列に出力すれば、並列出力された各光検出素子の出
力を一旦メモリに記憶することなく直接比較回路に供給
することができるので、検査時間を大幅に短縮すること
ができる。
【００１６】被検査体上に形成すべき光スポット列のピ
ッチは、検査すべきパターンの配列ピッチに応じて調整
でき、ピターンの配列ピッチの整数倍又は整数分の１に
設定することができる。例えば、検査すべきパターンの
配列ピッチが小さい場合には整数倍に設定し、逆に配列
ピッチが大きい場合には整数分の１に設定する。そし
て、光スポット列のピッチの調整を行うため、光源から
対物レンズに向かう光ビームの光路と対物レンズからリ
ニアイメージセンサに向かう光ビームの光路との共通の
光路中にズームレンズを配置する。ズームレンズを用い
ることにより、光スポット列のピッチを検査すべきパタ
ーンのピッチに正確に対応させることができ、また、光
と被検査体上に形成された各光スポットからの光をリニ
アイメージセンサの対応する光検出素子にそれぞれ正確
に入射させることができる。ズームレンズは、光源装置
と対物レンズとの間の光路中及び対物レンズとリニアイ
メージセンサとの間の光路中にそれぞれ配置することが
できる。この場合光源と対物レンズとの間に配置したズ
ームレンズを調整して光スポット列のピッチを被検査対
のパターンピッチに対応させ、対物レンズとリニアイメ
ージセンサとの間の光路中に配置したズームレンズを調
整して光スポット列からの光ビームをリニアイメージセ
ンサの対応する光検出素子に入射させることができる。
これに対して、光源から対物レンズに向かう光ビームの
光路と対物レンズからリニアイメージセンサに向かう光
ビームの光路との共通の光路中にズームレンズを配置す
れば、１個のズームレンズを調整するだけで光スポット
列のピッチ調整及びリニアイメージセンサへの入射調整
を行なうことができ、調整作業が容易になる。
ッチは、検査すべきパターンの配列ピッチに応じて調整
でき、ピターンの配列ピッチの整数倍又は整数分の１に
設定することができる。例えば、検査すべきパターンの
配列ピッチが小さい場合には整数倍に設定し、逆に配列
ピッチが大きい場合には整数分の１に設定する。そし
て、光スポット列のピッチの調整を行うため、光源から
対物レンズに向かう光ビームの光路と対物レンズからリ
ニアイメージセンサに向かう光ビームの光路との共通の
光路中にズームレンズを配置する。ズームレンズを用い
ることにより、光スポット列のピッチを検査すべきパタ
ーンのピッチに正確に対応させることができ、また、光
と被検査体上に形成された各光スポットからの光をリニ
アイメージセンサの対応する光検出素子にそれぞれ正確
に入射させることができる。ズームレンズは、光源装置
と対物レンズとの間の光路中及び対物レンズとリニアイ
メージセンサとの間の光路中にそれぞれ配置することが
できる。この場合光源と対物レンズとの間に配置したズ
ームレンズを調整して光スポット列のピッチを被検査対
のパターンピッチに対応させ、対物レンズとリニアイメ
ージセンサとの間の光路中に配置したズームレンズを調
整して光スポット列からの光ビームをリニアイメージセ
ンサの対応する光検出素子に入射させることができる。
これに対して、光源から対物レンズに向かう光ビームの
光路と対物レンズからリニアイメージセンサに向かう光
ビームの光路との共通の光路中にズームレンズを配置す
れば、１個のズームレンズを調整するだけで光スポット
列のピッチ調整及びリニアイメージセンサへの入射調整
を行なうことができ、調整作業が容易になる。
【００１７】さらに、本発明によるパターン検査装置
は、複数の第１のパターンが一定のピッチで周期的に形
成され、これら第１のパターンが、複数のサブパターン
を有する被検査体の欠陥を検査するパターン検査装置で
あって、光ビームを放出する光源と、この光ビームを前
記第１の方向に整列した複数のサブビームに変換する回
折格子と、前記複数のサブビームを第１の方向と直交す
る方向に偏向するビーム偏向装置と、このビーム偏向装
置から出射した光ビームを第１及び第２の２個のサブビ
ーム群に分割する第１のビーム分離素子と、これら第１
及び第２のサブビーム群の光路中にそれぞれ配置され、
複数のサブビームを集束してステージ上に配置された被
検査体にそれぞれ投射し、被検査体上に光スポット列を
それぞれ形成する第１及び第２の対物レンズと、前記被
検査体上に形成される光スポット列の方向と対応する方
向に配列した複数の光検出素子をそれぞれ有する第１及
び第２のリニアイメージセンサと、前記ビーム偏向装置
と第１及び第２のリニアイメージセンサとの間に配置さ
れ、前記第１のサブビーム群のサブビームと第２のサブ
ビーム群のサブビームとを分離する第２のビーム分離素
子と、前記ビーム偏向装置の駆動を制御するビーム偏向
装置駆動制御回路と、リニアイメージセンサの各光検出
素子からの出力信号を比較する比較回路とを具え、前記
被検査体上の各光スポットからの反射光を前記第１及び
第２の対物レンズ、第１のビーム分離素子及びビーム偏
向装置を介して前記第２のビーム分離素子に入射させ、
この第２のビーム分離素子により第１のサブビーム群の
サブビームと第２のサブビーム群のサブビームとを分離
し、分離された第１のサブビーム群の各サブビーム及び
第２のサブビーム群の各サブビームをそれぞれ前記第１
及び第２のリニアイメージセンサの対応する光検出素子
にそれぞれ入射させ、これら第１及び第２のリニアイメ
ージセンサの互いに対応する光検出素子の出力信号を比
較することによりパターンの欠陥を検出することを特徴
とする。このように構成すれば、多数の同一のサブビー
ムをそれぞれ有する複数の光ビーム群で被検査体を同時
に走査することができるので、検査時間を一層大幅に短
縮することができる。
は、複数の第１のパターンが一定のピッチで周期的に形
成され、これら第１のパターンが、複数のサブパターン
を有する被検査体の欠陥を検査するパターン検査装置で
あって、光ビームを放出する光源と、この光ビームを前
記第１の方向に整列した複数のサブビームに変換する回
折格子と、前記複数のサブビームを第１の方向と直交す
る方向に偏向するビーム偏向装置と、このビーム偏向装
置から出射した光ビームを第１及び第２の２個のサブビ
ーム群に分割する第１のビーム分離素子と、これら第１
及び第２のサブビーム群の光路中にそれぞれ配置され、
複数のサブビームを集束してステージ上に配置された被
検査体にそれぞれ投射し、被検査体上に光スポット列を
それぞれ形成する第１及び第２の対物レンズと、前記被
検査体上に形成される光スポット列の方向と対応する方
向に配列した複数の光検出素子をそれぞれ有する第１及
び第２のリニアイメージセンサと、前記ビーム偏向装置
と第１及び第２のリニアイメージセンサとの間に配置さ
れ、前記第１のサブビーム群のサブビームと第２のサブ
ビーム群のサブビームとを分離する第２のビーム分離素
子と、前記ビーム偏向装置の駆動を制御するビーム偏向
装置駆動制御回路と、リニアイメージセンサの各光検出
素子からの出力信号を比較する比較回路とを具え、前記
被検査体上の各光スポットからの反射光を前記第１及び
第２の対物レンズ、第１のビーム分離素子及びビーム偏
向装置を介して前記第２のビーム分離素子に入射させ、
この第２のビーム分離素子により第１のサブビーム群の
サブビームと第２のサブビーム群のサブビームとを分離
し、分離された第１のサブビーム群の各サブビーム及び
第２のサブビーム群の各サブビームをそれぞれ前記第１
及び第２のリニアイメージセンサの対応する光検出素子
にそれぞれ入射させ、これら第１及び第２のリニアイメ
ージセンサの互いに対応する光検出素子の出力信号を比
較することによりパターンの欠陥を検出することを特徴
とする。このように構成すれば、多数の同一のサブビー
ムをそれぞれ有する複数の光ビーム群で被検査体を同時
に走査することができるので、検査時間を一層大幅に短
縮することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は本発明によるレーザ顕微鏡
の一例の構成を示す線図である。本例では、複数の光ビ
ームを発生する光源装置としてレーザと回折格子との組
み合せを用いる。レーザ光源１から発生したレーザビー
ムを透過型回折格子２に入射させ、紙面内の第１の方向
に沿って整列した複数の光ビームを発生させる。図面上
５本の光ビームを図示したが、勿論所望の本数の光ビー
ムを発生させることができる。尚、回折格子２は後述す
る対物レンズの瞳と共役な位置に配置する。回折格子２
から出射した光ビームは第１及び第２のリレーレンズ３
及び４を通過し、ビームスプリッタ５を経て対物レンズ
６に入射する。対物レンズは入射した複数の光ビームを
微小スポット状に集束して観察すべき試料７に投射す
る。従って、試料７上には、第１の方向と対応する方向
に沿ってライン上にほぼ等間隔で形成された複数の微小
な光スポットの列８が形成されることになる。この状態
を図２（Ａ）に示す。
の一例の構成を示す線図である。本例では、複数の光ビ
ームを発生する光源装置としてレーザと回折格子との組
み合せを用いる。レーザ光源１から発生したレーザビー
ムを透過型回折格子２に入射させ、紙面内の第１の方向
に沿って整列した複数の光ビームを発生させる。図面上
５本の光ビームを図示したが、勿論所望の本数の光ビー
ムを発生させることができる。尚、回折格子２は後述す
る対物レンズの瞳と共役な位置に配置する。回折格子２
から出射した光ビームは第１及び第２のリレーレンズ３
及び４を通過し、ビームスプリッタ５を経て対物レンズ
６に入射する。対物レンズは入射した複数の光ビームを
微小スポット状に集束して観察すべき試料７に投射す
る。従って、試料７上には、第１の方向と対応する方向
に沿ってライン上にほぼ等間隔で形成された複数の微小
な光スポットの列８が形成されることになる。この状態
を図２（Ａ）に示す。
【００１９】試料７は、第１の方向すなわち光スポット
の配列方向及びこれと直交する第２の方向にステージを
移動させる駆動機構を有するｘｙステージ９上に載置す
る。ステージ９が第１の方向と直交する方向（第１図に
はおいては紙面と直交する方向、図２においては矢印方
向）に移動すると、試料６は複数の光ビームにより２次
方向に走査されることになる。
の配列方向及びこれと直交する第２の方向にステージを
移動させる駆動機構を有するｘｙステージ９上に載置す
る。ステージ９が第１の方向と直交する方向（第１図に
はおいては紙面と直交する方向、図２においては矢印方
向）に移動すると、試料６は複数の光ビームにより２次
方向に走査されることになる。
【００２０】試料７に形成された複数の光スポットから
の反射光は対物レンズ６により集光され、ビームスプリ
ッタ５で反射し、リレーレンズ１０を経てリニアイメー
ジセンサ１１に入射する。リニアイメージセンサ１１
は、試料７上に形成された光スポット列の方向と対応す
る方向に沿ってライン状に配置した多数の光検出素子１
１ａ，１１ｂ，１１ｃ----を有する。本発明では、試料
７上に形成された各光スポットからの反射光をリニアイ
メージセンサの各光検出素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ--
--にそれぞれ入射させる。この状態を図２（Ｂ）に線図
的に示す。尚、試料上に形成された各光スポットからの
反射光をリニアイメージセンサの各光検出素子に入射さ
せるため、試料からリニアイメージセンサまでの光路中
に配置したリレーレンズをズームレンズで構成する。そ
して、ズームレンズの倍率を調整することにより、試料
からの各反射光をリニアイメージセンサ１１の対応する
光検出素子にそれぞれ入射させることができる。
の反射光は対物レンズ６により集光され、ビームスプリ
ッタ５で反射し、リレーレンズ１０を経てリニアイメー
ジセンサ１１に入射する。リニアイメージセンサ１１
は、試料７上に形成された光スポット列の方向と対応す
る方向に沿ってライン状に配置した多数の光検出素子１
１ａ，１１ｂ，１１ｃ----を有する。本発明では、試料
７上に形成された各光スポットからの反射光をリニアイ
メージセンサの各光検出素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ--
--にそれぞれ入射させる。この状態を図２（Ｂ）に線図
的に示す。尚、試料上に形成された各光スポットからの
反射光をリニアイメージセンサの各光検出素子に入射さ
せるため、試料からリニアイメージセンサまでの光路中
に配置したリレーレンズをズームレンズで構成する。そ
して、ズームレンズの倍率を調整することにより、試料
からの各反射光をリニアイメージセンサ１１の対応する
光検出素子にそれぞれ入射させることができる。
【００２１】図３は本発明によるレーザ顕微鏡の一例の
構成を示す線図である。レーザ光源２０から発生したレ
ーザビームを回折格子２１に入射させ、第１の方向に整
列した複数の光ビームに変換する。尚、図面を明瞭にす
るため、回折光は紙面内に回折されている。これら光ビ
ームは第１及び第２のリレーレンズ２２及び２３を経て
偏光ビームスプリッタ２４に入射し、この偏光ビームス
プリッタ２４を透過してカルバノミラー２５に入射す
る。ガルバノミラー２５は、入射した光ビームを第１の
方向と直交する第２の方向（紙面と直交する方向）に所
定の周波数で周期的に偏向する。ガルバノミラー２５で
反射した複数の光ビームは第３及び第４のリレーレンズ
２６及び２７並びに１／４波長板２８を経て対物レンズ
２９に入射する。この対物レンズ２９は、入射した複数
の光ビームを微小スポット状に集束して観察すべき試料
３０に投射する。試料３０上には複数の微小な光スポッ
トが第１の方向と対応する方向に沿ってライン上に形成
される。これら光スポットはガルバノミラー２５により
光スポット列の方向と直交する第２の方向に偏向されて
いるので、試料３０は複数の光ビームにより走査され、
従って２次元的に走査されることになる。
構成を示す線図である。レーザ光源２０から発生したレ
ーザビームを回折格子２１に入射させ、第１の方向に整
列した複数の光ビームに変換する。尚、図面を明瞭にす
るため、回折光は紙面内に回折されている。これら光ビ
ームは第１及び第２のリレーレンズ２２及び２３を経て
偏光ビームスプリッタ２４に入射し、この偏光ビームス
プリッタ２４を透過してカルバノミラー２５に入射す
る。ガルバノミラー２５は、入射した光ビームを第１の
方向と直交する第２の方向（紙面と直交する方向）に所
定の周波数で周期的に偏向する。ガルバノミラー２５で
反射した複数の光ビームは第３及び第４のリレーレンズ
２６及び２７並びに１／４波長板２８を経て対物レンズ
２９に入射する。この対物レンズ２９は、入射した複数
の光ビームを微小スポット状に集束して観察すべき試料
３０に投射する。試料３０上には複数の微小な光スポッ
トが第１の方向と対応する方向に沿ってライン上に形成
される。これら光スポットはガルバノミラー２５により
光スポット列の方向と直交する第２の方向に偏向されて
いるので、試料３０は複数の光ビームにより走査され、
従って２次元的に走査されることになる。
【００２２】試料３０はｘｙ駆動機構を有するステージ
３１上に載置する。試料上の各光スポットからの反射光
は対物レンズ２９により集光され、１／４波長板２８、
リレーレンズ２７及び２６を経てガルバノミラー２５に
入射する。そして、ガルバノミラー２５によりデスキャ
ンされ、偏光ビームスプリッタ２４に入射する。入射し
た光ビームは１／４波長板２８を２回通過しているので
その偏光面が９０°回転している。この結果、試料から
の光ビームは偏光ビームスプリッタ２４の偏光面で反射
し、光源からの照明光が分離される。偏光ビームスプリ
ッタ２４を出射した光ビームは第５のリレーレンズ３２
を経てリニアイメージセンサ３３に入射する。リニアイ
メージセンサ３３は、同様に試料上の光スポット列と対
応する方向に沿ってライン状に配置した光検出素子を有
する。
３１上に載置する。試料上の各光スポットからの反射光
は対物レンズ２９により集光され、１／４波長板２８、
リレーレンズ２７及び２６を経てガルバノミラー２５に
入射する。そして、ガルバノミラー２５によりデスキャ
ンされ、偏光ビームスプリッタ２４に入射する。入射し
た光ビームは１／４波長板２８を２回通過しているので
その偏光面が９０°回転している。この結果、試料から
の光ビームは偏光ビームスプリッタ２４の偏光面で反射
し、光源からの照明光が分離される。偏光ビームスプリ
ッタ２４を出射した光ビームは第５のリレーレンズ３２
を経てリニアイメージセンサ３３に入射する。リニアイ
メージセンサ３３は、同様に試料上の光スポット列と対
応する方向に沿ってライン状に配置した光検出素子を有
する。
【００２３】試料３０上の各光スポットからの反射光
は、ガルバノミラー２５によりデスキャンされているの
で、試料上の各光スポットからの光はリニアイメージセ
ンサ３３の各光検出素子にそれぞれ入射し、静止した状
態に維持されることになる。従って、リニアイメージセ
ンサ３３を所定の読出周波数で読み出すことにより、リ
ニアイメージセンサ３３から試料３０の２次元画像の映
像信号が出力される。尚、ステージ３１を、第１の方向
すなわち光スポット列の方向に移動することにより試料
の全体を撮像することができる。
は、ガルバノミラー２５によりデスキャンされているの
で、試料上の各光スポットからの光はリニアイメージセ
ンサ３３の各光検出素子にそれぞれ入射し、静止した状
態に維持されることになる。従って、リニアイメージセ
ンサ３３を所定の読出周波数で読み出すことにより、リ
ニアイメージセンサ３３から試料３０の２次元画像の映
像信号が出力される。尚、ステージ３１を、第１の方向
すなわち光スポット列の方向に移動することにより試料
の全体を撮像することができる。
【００２４】次に、光源装置から発生する光ビーム間の
距離設定について説明する。光源装置から発生する光ビ
ーム間の距離は、用いる回折格子の条件により決定され
るが、観察すべき試料の特性に応じて光ビーム間距離を
自在に調整することを希望する場合がある。特に、観察
すべき試料が周期性を有するような場合、光源装置から
発生させる光ビーム間の距離を試料の周期に適合させて
観察することを望む場合がある。このような要求に適合
させるため、本例では光源装置と試料との間の光路中及
び試料とリニアイメージセンサとの間の光路中にズーム
レンズ系をそれぞれ配置する。そして、これらズームレ
ンズ系の倍率を適切に調整することにより、試料上に形
成される光スポット間の距離を所望のピッチに設定する
ことができ、また試料上に形成された各スポットからの
光をリニアイメージセンサの対応する光検出素子に入射
させることができる。本例では、第１のリレーレンズ２
１及び第５のリレーレンズ３２をズームレンズ系で構成
して光スポット間距離の調整を行なうと共に、試料上の
各光スポットからの反射光をリニアイメージセンサの対
応する光検出素子に入射させる。
距離設定について説明する。光源装置から発生する光ビ
ーム間の距離は、用いる回折格子の条件により決定され
るが、観察すべき試料の特性に応じて光ビーム間距離を
自在に調整することを希望する場合がある。特に、観察
すべき試料が周期性を有するような場合、光源装置から
発生させる光ビーム間の距離を試料の周期に適合させて
観察することを望む場合がある。このような要求に適合
させるため、本例では光源装置と試料との間の光路中及
び試料とリニアイメージセンサとの間の光路中にズーム
レンズ系をそれぞれ配置する。そして、これらズームレ
ンズ系の倍率を適切に調整することにより、試料上に形
成される光スポット間の距離を所望のピッチに設定する
ことができ、また試料上に形成された各スポットからの
光をリニアイメージセンサの対応する光検出素子に入射
させることができる。本例では、第１のリレーレンズ２
１及び第５のリレーレンズ３２をズームレンズ系で構成
して光スポット間距離の調整を行なうと共に、試料上の
各光スポットからの反射光をリニアイメージセンサの対
応する光検出素子に入射させる。
【００２５】次に、このレーザ顕微鏡の駆動制御につい
て説明する。このレーザ顕微鏡の駆動制御は同期信号発
生回路４０から供給される同期信号により行なう。同期
信号発生回路４０からステージ駆動回路４１に同期信号
を供給してステージ３１を第２の方向（紙面と直交する
方向）に移動させる。さらに、同期信号発生回路４０か
らガルバノミラー駆動回路４２に同期信号を供給してガ
ルバノミラー２５の駆動を制御する。さらに、ＣＣＤド
ライバ４３にも同期信号を供給してリニアイメージセン
サ３３の各光検出素子に蓄積された電荷を１ライン毎に
読み出し、読出した出力信号を順次画像増幅器（図示せ
ず）に供給して映像信号を発生させる。この場合、ステ
ージ３１を光スポット列の方向と直交する方向に移動さ
せながら、リニアイメージセンサ３３を順次読み出すこ
とにより試料本体の画像を撮像することができる。
て説明する。このレーザ顕微鏡の駆動制御は同期信号発
生回路４０から供給される同期信号により行なう。同期
信号発生回路４０からステージ駆動回路４１に同期信号
を供給してステージ３１を第２の方向（紙面と直交する
方向）に移動させる。さらに、同期信号発生回路４０か
らガルバノミラー駆動回路４２に同期信号を供給してガ
ルバノミラー２５の駆動を制御する。さらに、ＣＣＤド
ライバ４３にも同期信号を供給してリニアイメージセン
サ３３の各光検出素子に蓄積された電荷を１ライン毎に
読み出し、読出した出力信号を順次画像増幅器（図示せ
ず）に供給して映像信号を発生させる。この場合、ステ
ージ３１を光スポット列の方向と直交する方向に移動さ
せながら、リニアイメージセンサ３３を順次読み出すこ
とにより試料本体の画像を撮像することができる。
【００２６】次に、レーザ顕微鏡のコンフォーカリティ
を向上させる方法について説明する。コンフォーカルな
光学系を構成するためには、試料上に形成されたスポッ
トからの反射光を、リニアイメージセンサ上において各
光検出素子の受光領域にほぼ対応した大きさに集束して
入射させ、フレア光を除去する必要がある。この方策と
して、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、リニアイメ
ージセンサを構成することができる。図４（Ａ）及び
（Ｂ）において、白丸はリニアイメージセンサ上に形成
された光スポットを示す。図４（Ａ）は、光検出素子を
素子の配列方向と直交する方向に伸長した形態に構成し
て素子の配列方向に対してコンフォーカリティを向上さ
せた例を示す。図４（Ｂ）は、光検出素子を素子の配列
方向に伸長した形状に構成して素子の配列方向と直交す
る方向のコンフォーカリティを向上させた例を示す。
尚、ビーム偏向装置として、例えばポリゴンミラーを用
いる場合、正確にデスキャンされず、リニアイメージセ
ンサ上に形成される光スポットが素子の配列方向と直交
する方向に微小な距離だけ周期的に変位する場合があ
る。このような場合、図４（Ａ）に示す素子の配列方向
と直交する方向に伸長した光検出素子を用いることによ
り、スポットの変位が生じても十分に対応することがで
きる。
を向上させる方法について説明する。コンフォーカルな
光学系を構成するためには、試料上に形成されたスポッ
トからの反射光を、リニアイメージセンサ上において各
光検出素子の受光領域にほぼ対応した大きさに集束して
入射させ、フレア光を除去する必要がある。この方策と
して、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、リニアイメ
ージセンサを構成することができる。図４（Ａ）及び
（Ｂ）において、白丸はリニアイメージセンサ上に形成
された光スポットを示す。図４（Ａ）は、光検出素子を
素子の配列方向と直交する方向に伸長した形態に構成し
て素子の配列方向に対してコンフォーカリティを向上さ
せた例を示す。図４（Ｂ）は、光検出素子を素子の配列
方向に伸長した形状に構成して素子の配列方向と直交す
る方向のコンフォーカリティを向上させた例を示す。
尚、ビーム偏向装置として、例えばポリゴンミラーを用
いる場合、正確にデスキャンされず、リニアイメージセ
ンサ上に形成される光スポットが素子の配列方向と直交
する方向に微小な距離だけ周期的に変位する場合があ
る。このような場合、図４（Ａ）に示す素子の配列方向
と直交する方向に伸長した光検出素子を用いることによ
り、スポットの変位が生じても十分に対応することがで
きる。
【００２７】次に、図３に示すレーザ顕微鏡をパターン
検査装置として用いる場合について説明する。このパタ
ーン検査装置を図５に示す。尚、本例のパターン検査装
置は図３に示すレーザ顕微鏡とほぼ同様な構成をしてお
り欠陥検査回路だけが相異する。このため、図３で用い
た部材と同一の部材には同一符号を付し、その説明は省
略する。本発明では、図６に示すような、検査すべき複
数のパターンが周期的に形成されている被検査体の欠陥
を検査するものとする。尚、図６において、検査すべき
パターンが５行６列で配列されているように図示した
が、勿論パターンは多数の行及び列に形成されている。
図６において、被検査体３０上に矢印ａで示す方向に沿
って光スポットが形成され、ガルバノミラー２５は矢印
ｂで示す方向に光ビームをスキャンするものとし、光ビ
ームの走査ラインを１点鎖線で示す。
検査装置として用いる場合について説明する。このパタ
ーン検査装置を図５に示す。尚、本例のパターン検査装
置は図３に示すレーザ顕微鏡とほぼ同様な構成をしてお
り欠陥検査回路だけが相異する。このため、図３で用い
た部材と同一の部材には同一符号を付し、その説明は省
略する。本発明では、図６に示すような、検査すべき複
数のパターンが周期的に形成されている被検査体の欠陥
を検査するものとする。尚、図６において、検査すべき
パターンが５行６列で配列されているように図示した
が、勿論パターンは多数の行及び列に形成されている。
図６において、被検査体３０上に矢印ａで示す方向に沿
って光スポットが形成され、ガルバノミラー２５は矢印
ｂで示す方向に光ビームをスキャンするものとし、光ビ
ームの走査ラインを１点鎖線で示す。
【００２８】パターン検査に際し、被検査体３０上に形
成される光スポットのピッチを、検査すべきパターンの
配列ピッチの整数倍又は整数分の１に設定する。尚、図
６においては光スポットのピッチはパターンの配列ピッ
チに等しくされている。このピッチの調整操作は、ズー
ムレンズとして構成した第１のリレーレンズ２２の倍率
を調整することにより行なう。このようにピッチ調整さ
れた光ビームはガルミノミラー２５により第２の方向に
スキャンされるため、複数のパターン列が光ビームによ
り同時に走査されることになる。
成される光スポットのピッチを、検査すべきパターンの
配列ピッチの整数倍又は整数分の１に設定する。尚、図
６においては光スポットのピッチはパターンの配列ピッ
チに等しくされている。このピッチの調整操作は、ズー
ムレンズとして構成した第１のリレーレンズ２２の倍率
を調整することにより行なう。このようにピッチ調整さ
れた光ビームはガルミノミラー２５により第２の方向に
スキャンされるため、複数のパターン列が光ビームによ
り同時に走査されることになる。
【００２９】被検査体３０からの各反射光はガルバノミ
ラー２５を経てリニアイメージセンサ３３の対応する光
検出素子にそれぞれ入射させるが、この際各反射光の間
のピッチを光検出素子間のピッチに整合させる必要があ
る。このピッチ整合は、ズームレンズとして構成した第
５のリレーレンズ３２の倍率を調整することにより行な
う。このように、光源と試料との間の光路及び試料から
リニアイメージセンサまでの光路の両方の光路中にズー
ムレンズを配置すれば、被検査体上に形成すべき光スポ
ットのピッチを検査すべきパターンの配列ピッチに応じ
て自在に設定できると共に、被検査体上に形成された各
光スポットからの光をそれぞれ対応する光検出素子に入
射させることができる。尚、レーザ光源２０から対物レ
ンズ２９に向かう光ビームの光路と対物レンズ２９から
リニアイメージセンサ３３に向かう光ビームの光路との
共通の光路、すなわちビームスプリッタ２４と対物レン
ズ２９との間の光路中に配置したリレーレンズ２６又は
２７のいずれか一方のリレーレンズをズームレンズで構
成することもできる。この場合には１個のズームレンズ
を調整するだけで、光スポット列のピッチ調整及びリニ
アイメージセンサの光検出素子に対するピッチ調整を行
なうこともでき、調整作業が容易になる。
ラー２５を経てリニアイメージセンサ３３の対応する光
検出素子にそれぞれ入射させるが、この際各反射光の間
のピッチを光検出素子間のピッチに整合させる必要があ
る。このピッチ整合は、ズームレンズとして構成した第
５のリレーレンズ３２の倍率を調整することにより行な
う。このように、光源と試料との間の光路及び試料から
リニアイメージセンサまでの光路の両方の光路中にズー
ムレンズを配置すれば、被検査体上に形成すべき光スポ
ットのピッチを検査すべきパターンの配列ピッチに応じ
て自在に設定できると共に、被検査体上に形成された各
光スポットからの光をそれぞれ対応する光検出素子に入
射させることができる。尚、レーザ光源２０から対物レ
ンズ２９に向かう光ビームの光路と対物レンズ２９から
リニアイメージセンサ３３に向かう光ビームの光路との
共通の光路、すなわちビームスプリッタ２４と対物レン
ズ２９との間の光路中に配置したリレーレンズ２６又は
２７のいずれか一方のリレーレンズをズームレンズで構
成することもできる。この場合には１個のズームレンズ
を調整するだけで、光スポット列のピッチ調整及びリニ
アイメージセンサの光検出素子に対するピッチ調整を行
なうこともでき、調整作業が容易になる。
【００３０】本例では、リニアイメージ３３は、複数の
フォトダイオードがライン上に配置され、ＣＣＤドライ
バを用いず各フォトダイオードからの出力を並列して同
時に出力するリニアイメージセンサで構成する。そして
各光検出素子であるフォトダイオードからの出力信号は
同時に並列して出力され、各光検出素子からの出力信号
を電流−電圧変換増幅器４４ａ〜４４ｅにそれぞれ供給
して、各信号を比較回路４５に供給する。比較回路４５
において、各光検出素子からの出力信号を比較し、例え
ば本例の場合隣接する光検出素子間の出力信号同士を比
較して欠陥検出信号を発生する。尚、比較回路４５は、
用いる光ビームの数に対応した比較器を有し、多数の光
検出素子からの出力信号を同時に比較することができ
る。尚、比較回路４５において、隣接する素子からの出
力信号同士の比較だけでなく、１個おき又は２個おき等
の素子間の出力信号同士の比較を行なうこともできる。
フォトダイオードがライン上に配置され、ＣＣＤドライ
バを用いず各フォトダイオードからの出力を並列して同
時に出力するリニアイメージセンサで構成する。そして
各光検出素子であるフォトダイオードからの出力信号は
同時に並列して出力され、各光検出素子からの出力信号
を電流−電圧変換増幅器４４ａ〜４４ｅにそれぞれ供給
して、各信号を比較回路４５に供給する。比較回路４５
において、各光検出素子からの出力信号を比較し、例え
ば本例の場合隣接する光検出素子間の出力信号同士を比
較して欠陥検出信号を発生する。尚、比較回路４５は、
用いる光ビームの数に対応した比較器を有し、多数の光
検出素子からの出力信号を同時に比較することができ
る。尚、比較回路４５において、隣接する素子からの出
力信号同士の比較だけでなく、１個おき又は２個おき等
の素子間の出力信号同士の比較を行なうこともできる。
【００３１】今、図６においてパターン配列ラインＬｃ
の上側から４番のパターンの一部が欠落し欠陥があるも
のとする。図７にラインＬｂ及びＬｃの映像信号並びに
欠陥検出信号を示す。ラインＬｂには欠陥が存在しない
一定の周期の映像信号が発生する。一方、ラインＬｃに
は４番目のパターンに欠陥があるため、この部分に異常
な映像信号が発生する。この結果、比較回路４５から欠
陥検出信号が発生し、欠陥の存在が検出される。このよ
うに構成すれば、被検査体の映像と同時にリアルタイム
で欠陥検査を行なうことができ、検査に要する時間を大
幅に短縮することができる。特に、多数の光ビームを用
いることができるので、多数のパターン列について同時
に欠陥検査することができ、検査速度を一層高速に行な
うことができる。特に、本例ではリニアイメージセンサ
の各光検出素子からの出力信号を並列に出力しているた
め処理速度が大幅に向上する。
の上側から４番のパターンの一部が欠落し欠陥があるも
のとする。図７にラインＬｂ及びＬｃの映像信号並びに
欠陥検出信号を示す。ラインＬｂには欠陥が存在しない
一定の周期の映像信号が発生する。一方、ラインＬｃに
は４番目のパターンに欠陥があるため、この部分に異常
な映像信号が発生する。この結果、比較回路４５から欠
陥検出信号が発生し、欠陥の存在が検出される。このよ
うに構成すれば、被検査体の映像と同時にリアルタイム
で欠陥検査を行なうことができ、検査に要する時間を大
幅に短縮することができる。特に、多数の光ビームを用
いることができるので、多数のパターン列について同時
に欠陥検査することができ、検査速度を一層高速に行な
うことができる。特に、本例ではリニアイメージセンサ
の各光検出素子からの出力信号を並列に出力しているた
め処理速度が大幅に向上する。
【００３２】光ビーム間に隙間がある場合、すなわち被
検査体上に形成される各光スポット間に隙間がある場
合、被検査体に検査されない部分が生じてしまう。この
場合、被検査体を光スポットの配列方向に沿って以下の
式で定めた速度で移動させながら撮像することにより光
スポットが重なり合うことなく試料の全面を走査するこ
とができる。 ビーム本数：Ｎ ビーム間隔：Ｐ 画素サイズ：Ａ １スキャン時間：Ｔ ステージ送り速度：Ｖ ビーム本数Ｎは、Ｎ＝ｎＰ／Ａ±１（ｎは正の整数）と
する。 Ｖ＝ＡＮ／Ｔ 図８に、ビーム本数を１１本とし、ビーム間隔／画素サ
イズ＝５に設定してスキャンした場合の例を示す。図８
に示すように、ステージ速度Ｖを上式に従って設定する
ことによりスキャン開始時の加速期間を除いて、光スポ
ットが重なり合うことなく試料の全面を走査することが
できる。
検査体上に形成される各光スポット間に隙間がある場
合、被検査体に検査されない部分が生じてしまう。この
場合、被検査体を光スポットの配列方向に沿って以下の
式で定めた速度で移動させながら撮像することにより光
スポットが重なり合うことなく試料の全面を走査するこ
とができる。 ビーム本数：Ｎ ビーム間隔：Ｐ 画素サイズ：Ａ １スキャン時間：Ｔ ステージ送り速度：Ｖ ビーム本数Ｎは、Ｎ＝ｎＰ／Ａ±１（ｎは正の整数）と
する。 Ｖ＝ＡＮ／Ｔ 図８に、ビーム本数を１１本とし、ビーム間隔／画素サ
イズ＝５に設定してスキャンした場合の例を示す。図８
に示すように、ステージ速度Ｖを上式に従って設定する
ことによりスキャン開始時の加速期間を除いて、光スポ
ットが重なり合うことなく試料の全面を走査することが
できる。
【００３３】図９は本発明によるパターン検査装置の変
形例を示す線図である。本例では、検査すべきパターン
が不規則に形成されている被検査体の欠陥検査に好適な
パターン検査装置を示す。例えば、ウエハ上に形成され
たロジック回路のチップは、チップの中央部にはメモリ
用の規則的パターンが形成され、周辺部には制御回路用
の不規則なパターンが形成されている。従って、このよ
うな不規則に形成されたパターンを有するウエハについ
て欠陥検査する場合、上述した実施例のパターン検査装
置をそのまま用いて欠陥検査することができない。この
ため、本発明のパターン検査装置では、複数の光ビーム
を有する第１及び第２の光ビーム群を用い、これら第１
及び第２の光ビーム群を互いに同一の光ビームで構成
し、各光ビーム群のそれぞれ対応する光ビームの反射光
強度を比較して欠陥検出を行なう。
形例を示す線図である。本例では、検査すべきパターン
が不規則に形成されている被検査体の欠陥検査に好適な
パターン検査装置を示す。例えば、ウエハ上に形成され
たロジック回路のチップは、チップの中央部にはメモリ
用の規則的パターンが形成され、周辺部には制御回路用
の不規則なパターンが形成されている。従って、このよ
うな不規則に形成されたパターンを有するウエハについ
て欠陥検査する場合、上述した実施例のパターン検査装
置をそのまま用いて欠陥検査することができない。この
ため、本発明のパターン検査装置では、複数の光ビーム
を有する第１及び第２の光ビーム群を用い、これら第１
及び第２の光ビーム群を互いに同一の光ビームで構成
し、各光ビーム群のそれぞれ対応する光ビームの反射光
強度を比較して欠陥検出を行なう。
【００３４】レーザ光源５０から発生したレーザ光を１
／４波長板５１で円偏光に変換し、この円偏光の光ビー
ムを回折格子５２に入射させ、第１の方向に沿って整列
した所望の本数の光ビームを発生させる。これらの光ビ
ームを、ズームレンズで構成した第１のリレーレンズ５
３及び第２のリレーレンズ５４を経てハーフビームスプ
リッタ５５に入射させ、その透過光を振動ミラー５６に
入射させる。この振動ミラーは振動ミラー駆動回路５７
からの駆動信号により全ての光ビームを第１の方向と直
交する第２の方向に周期的に偏向する。振動ミラーから
出射した光ビームは第４及び第５のリレーレンズ５８及
び５９を経て第１の偏光ビームスプリッタ６０に入射す
る。入射した光ビームのうちＰ偏光した光ビーム成分は
透過し、Ｓ偏光した光ビーム成分は反射する。Ｐ偏光し
た光ビームはレンズ位置調整機構６１を経て第１の対物
レンズ６２に入射する。第１の対物レンズ６２は、入射
した複数のＰ偏光光ビームを集束して多数のチップが規
則的に形成されているウエハ６３上に第１の方向と対応
する方向に沿って複数の光スポットを形成する。尚、パ
ターン検査すべきウエハはｘｙステージ６４上に載置す
る。偏光ビームスプリッタ６０で反射したＳ偏光した複
数の光ビームは全反射ミラー６５を経て１／２波長板に
入射し、Ｐ偏光に変換されて第２の対物レンズ６７に入
射する。この際、１／２波長板６６の光学軸の向きを適
切に調整することによりＰ偏光した光を対物レンズに入
射させることができる。第２の対物レンズ６７は、第１
の対物レンズと同様に、光ビームを集束してウエハ６３
上に第１の方向と対応する方向に沿って複数の光スポッ
トを形成する。尚、偏光ビームスプリッタ６０の偏光膜
を適切に構成することにより、出射するＰ偏光光ビーム
とＳ偏光光ビームとを同一の光強度に設定することがで
きる。
／４波長板５１で円偏光に変換し、この円偏光の光ビー
ムを回折格子５２に入射させ、第１の方向に沿って整列
した所望の本数の光ビームを発生させる。これらの光ビ
ームを、ズームレンズで構成した第１のリレーレンズ５
３及び第２のリレーレンズ５４を経てハーフビームスプ
リッタ５５に入射させ、その透過光を振動ミラー５６に
入射させる。この振動ミラーは振動ミラー駆動回路５７
からの駆動信号により全ての光ビームを第１の方向と直
交する第２の方向に周期的に偏向する。振動ミラーから
出射した光ビームは第４及び第５のリレーレンズ５８及
び５９を経て第１の偏光ビームスプリッタ６０に入射す
る。入射した光ビームのうちＰ偏光した光ビーム成分は
透過し、Ｓ偏光した光ビーム成分は反射する。Ｐ偏光し
た光ビームはレンズ位置調整機構６１を経て第１の対物
レンズ６２に入射する。第１の対物レンズ６２は、入射
した複数のＰ偏光光ビームを集束して多数のチップが規
則的に形成されているウエハ６３上に第１の方向と対応
する方向に沿って複数の光スポットを形成する。尚、パ
ターン検査すべきウエハはｘｙステージ６４上に載置す
る。偏光ビームスプリッタ６０で反射したＳ偏光した複
数の光ビームは全反射ミラー６５を経て１／２波長板に
入射し、Ｐ偏光に変換されて第２の対物レンズ６７に入
射する。この際、１／２波長板６６の光学軸の向きを適
切に調整することによりＰ偏光した光を対物レンズに入
射させることができる。第２の対物レンズ６７は、第１
の対物レンズと同様に、光ビームを集束してウエハ６３
上に第１の方向と対応する方向に沿って複数の光スポッ
トを形成する。尚、偏光ビームスプリッタ６０の偏光膜
を適切に構成することにより、出射するＰ偏光光ビーム
とＳ偏光光ビームとを同一の光強度に設定することがで
きる。
【００３５】第１の対物レンズ６２と第２の対物レンズ
６７との間の間隔は、レンズ位置機構６１を調整するこ
とにより、検査すべきウエハ上のチップの形成ピッチに
一致させる。互いに隣接する２個のチップはそれぞれ複
数の光ビームにより同時に走査されることになる。
６７との間の間隔は、レンズ位置機構６１を調整するこ
とにより、検査すべきウエハ上のチップの形成ピッチに
一致させる。互いに隣接する２個のチップはそれぞれ複
数の光ビームにより同時に走査されることになる。
【００３６】第１の対物レンズ６２に形成された複数の
光スポットからの反射光は第１の対物レンズにより集光
され、レンズ位置調整機構６１を経て第１の偏光ビーム
スプリッタ６０に入射する。また、第２の対物レンズ６
７により形成された複数の光スポットからの反射光は第
２の対物レンズにより集光され、１／２波長板６６によ
りＳ偏光に変換され、全反射ミラー６５を経て偏光ビー
ムスプリッタ６０に入射する。これらのＰ偏光の光ビー
ム及びＳ偏光の光ビームは偏光ビームスプリッタ６０に
より合成され、第４及び第３のリレーレンズ５９及び５
８を経て振動ミラー５６に入射し、デスキャンされた後
ハーフビームスプリッタ５５に入射し、光源からの照明
光から分離される。分離された光ビームはズームレンズ
で構成した第５のリレーレンズ６８を経て第２の偏光ビ
ームスプリッタ６９に入射し、第１の対物レンズ６２に
より集光されたＰ偏光した光ビームは透過し、第２の対
物レンズ６７により集光され１／２波長板６６によりＳ
偏光の光に変換された光ビームは反射する。透過したＰ
偏光の各光ビームは第１のリニアイメージセンサ７０の
対応する光検出素子にそれぞれ入射し、反射したＳ偏光
の各光ビームは第２のリニアイメージセンサ７１の対応
する光検出素子にそれぞれ入射する。
光スポットからの反射光は第１の対物レンズにより集光
され、レンズ位置調整機構６１を経て第１の偏光ビーム
スプリッタ６０に入射する。また、第２の対物レンズ６
７により形成された複数の光スポットからの反射光は第
２の対物レンズにより集光され、１／２波長板６６によ
りＳ偏光に変換され、全反射ミラー６５を経て偏光ビー
ムスプリッタ６０に入射する。これらのＰ偏光の光ビー
ム及びＳ偏光の光ビームは偏光ビームスプリッタ６０に
より合成され、第４及び第３のリレーレンズ５９及び５
８を経て振動ミラー５６に入射し、デスキャンされた後
ハーフビームスプリッタ５５に入射し、光源からの照明
光から分離される。分離された光ビームはズームレンズ
で構成した第５のリレーレンズ６８を経て第２の偏光ビ
ームスプリッタ６９に入射し、第１の対物レンズ６２に
より集光されたＰ偏光した光ビームは透過し、第２の対
物レンズ６７により集光され１／２波長板６６によりＳ
偏光の光に変換された光ビームは反射する。透過したＰ
偏光の各光ビームは第１のリニアイメージセンサ７０の
対応する光検出素子にそれぞれ入射し、反射したＳ偏光
の各光ビームは第２のリニアイメージセンサ７１の対応
する光検出素子にそれぞれ入射する。
【００３７】第１及び第２のリニアイメージセンサ７０
及び７１は各光検出素子からの出力信号を並列に出力
し、電流−電圧変換増幅器（図示せず）を介して比較回
路７３にそれぞれ供給する。比較回路７３において、第
１及び第２のリニアイメージセンサ７０及び７１の互い
に対応する光検出素子からの出力信号を比較して欠陥検
出信号を発生する。このように構成すれば、不規則に形
成された多数のパターンを有するチップが形成されてい
るウエハを高速で欠陥検査することができる。
及び７１は各光検出素子からの出力信号を並列に出力
し、電流−電圧変換増幅器（図示せず）を介して比較回
路７３にそれぞれ供給する。比較回路７３において、第
１及び第２のリニアイメージセンサ７０及び７１の互い
に対応する光検出素子からの出力信号を比較して欠陥検
出信号を発生する。このように構成すれば、不規則に形
成された多数のパターンを有するチップが形成されてい
るウエハを高速で欠陥検査することができる。
【００３８】本発明は上述した実施例だけに限定されず
種々の変形や変更が可能である。例えば、上述した実施
例においては回折格子として透過型回折格子を用いた
が、勿論反射型回折格子を用いることもできる。
種々の変形や変更が可能である。例えば、上述した実施
例においては回折格子として透過型回折格子を用いた
が、勿論反射型回折格子を用いることもできる。
【図１】本発明によるレーザ顕微鏡の一例の構成を示す
線図である。
線図である。
【図２】試料上に形成される光スポットの状態及びリニ
アイメージセンサ上に形成される光スポットの状態を示
す線である。
アイメージセンサ上に形成される光スポットの状態を示
す線である。
【図３】本発明によるレーザ顕微鏡を示す線図である。
【図４】コンフォーカリティを改良したリニアイメージ
センサを示す線図的平面図である。
センサを示す線図的平面図である。
【図５】本発明によるパターン検査装置の構成を示す線
図である。
図である。
【図６】被検査体のパターンの配列及び光ビームの走査
の状態を示す線図である。
の状態を示す線図である。
【図７】光検出素子からの出力信号及び欠陥検出信号を
示す線図である。
示す線図である。
【図８】被検査体のパターン及び走査スポットを相対位
置関係を示す線である。
置関係を示す線である。
【図９】本発明によるパターン検査装置の変形例を示す
線図である。
線図である。
１，20 レーザ光源
２，21 回折格子
３，４，10, 22, 23, 26, 27, 32 リレーレンズ
５，24 ビームスプリッタ
６，29 対物レンズ
７，30 試料
９，31 ステージ
11，33 リニアイメージセンサ
25 ガルバノミラー
40 同期信号発生回路
41 ステージ駆動回路
42 ガルバノミラー駆動回路
43 ＣＣＤドライバ
44 電流−電圧変換増幅器
45 比較回路
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 21/84 - 21/958
G01N 21/00 - 21/01
G01N 21/17 - 21/61
実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
Claims (11)
- 【請求項１】 レーザビームを放出するレーザ光源と、
レーザ光源から発生したレーザビームを第１の方向に沿
って整列した複数の光ビームに変換する回折格子を含む
光学系と、当該光学系の後段に配置され、前記複数の光
ビームを第１の方向と直交する第２の方向に偏向する回
転ミラー型のビーム偏向装置と、当該回転型のビーム偏
向装置により偏向された複数の光ビームを集束して観察
すべき試料に投射し、試料上に微小な光スポットの列を
形成する対物レンズと、前記試料上の光スポット列と対
応する方向に配列した複数の光検出素子を有するリニア
イメージセンサとを具え、試料表面を複数の微小な光ス
ポットの列により走査し、試料上の各光スポットからの
反射光を前記対物レンズ及び回転ミラー型のビーム偏向
装置を経て、前記リニアイメージセンサの対応する光検
出素子に集束した状態でそれぞれ入射させることを特徴
とするレーザ顕微鏡。 - 【請求項２】 前記試料を支持する試料ステージを有
し、この試料ステージを前記第１の方向に移動させなが
ら複数の光ビームで試料を走査することを特徴とする請
求項１に記載のレーザ顕微鏡。 - 【請求項３】 前記対物レンズとリニアイメージセンサ
との間の光路中にズームレンズを配置して試料上に形成
された各光スポットからの光ビームを前記リニアイメー
ジセンサの対応する各光検出素子にそれぞれ入射させる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ顕微
鏡。 - 【請求項４】 前記光源装置と対物レンズとの間の光路
に、光源装置から対物レンズに向けて進行する光ビーム
と対物レンズからリニアイメージセンサに向けて進行す
る光ビームとを分離するビームスプリッタを配置し、こ
のビームスプリッタと対物レンズとの間の光路中にズー
ムレンズを配置し、このズームレンズを調整することに
より試料から出射した光ビームをリニアイメージセンサ
の各光検出素子にそれぞれ入射させることを特徴とする
請求項３に記載のレーザ顕微鏡。 - 【請求項５】 複数のパターンが一定のピッチで周期的
に形成されている被検査体の欠陥を検査するパターン検
査装置であって、レーザビームを放出するレーザ光源
と、レーザ光源から発生したレーザビームを第１の方向
に沿って整列した複数の光ビームに変換する回折格子を
含む光学系と、当該光学系の後段に配置され、前記複数
の光ビームを第１の方向と直交する第２の方向に偏向す
る回転ミラー型のビーム偏向装置と、当該回転型のビー
ム偏向装置により偏向された複数の光ビームを集束して
検査すべき被検査体に投射し、被検査体上に微小な光ス
ポットの列を形成する対物レンズと、前記被検査体上の
光スポット列と対応する方向に配列した複数の光検出素
子を有するリニアイメージセンサと、前記ビーム偏向装
置の駆動を制御するビーム偏向装置駆動制御回路と、リ
ニアイメージセンサの各光検出素子からの出力信号を比
較する比較回路とを具え、被検査体の表面を微小な光ス
ポットの列により走査し、前記被検査体上の各光スポッ
トからの反射光を前記対物レンズ及び回転ミラー型のビ
ーム偏向装置を経て、前記リニアイメージセンサの対応
する光検出素子に集束した状態でそれぞれ入射させ、少
なくとも２個の光検出素子の出力信号同士を比較するこ
とによりパターンの欠陥を検出することを特徴とするパ
ターン検査装置。 - 【請求項６】 前記リニアイメージセンサは、ライン状
に配置した複数のフォトダイオードを有し、各フォトダ
イオードの出力を並列に出力するフォトダイオードアレ
イで構成したことを特徴とする請求項５に記載のパター
ン検査装置。 - 【請求項７】 前記被検査体を支持するステージを光ス
ポット列の形成方向に沿って移動させながら被検査体を
複数の光ビームで走査することを特徴とする請求項５又
は６に記載のパターン検査装置。 - 【請求項８】 前記光源装置から対物レンズに向けて進
行する光ビームの光路と対物レンズからリニアイメージ
センサに向けて進行する光ビームの光路との共通の光路
中にズームレンズを配置し、このズームレンズを調整す
ることにより被検査体上での光スポットの形成ピッチを
被検査体のパターンピッチの整数倍又は整数分の１に設
定すると共に被検査体上に形成された各光スポットから
の光ビームをリニアイメージセンサの各対応する光検出
素子にそれぞれ入射させることを特徴とする請求項５か
ら７までのいずれか１項に記載のパターン検査装置。 - 【請求項９】 複数のパターンが一定のピッチで周期的
に形成されている被検査体の欠陥を検査するパターン検
査装置であって、レーザビームを放出するレーザ光源
と、レーザ光源から発生したレーザビームを第１の方向
に沿って整列した複数の光ビームに変換する回折格子を
含む光学系と、当該光学系の後段に配置され、前記複数
の光ビームを第１の方向と直交する第２の方向に偏向す
る回転ミラー型のビーム偏向装置と、当該回転型のビー
ム偏向装置により偏向された複数の光ビームを集束して
観察すべき試料に投射し、試料上に微小な光スポットの
列を形成する対物レンズと、被検査体を支持するステー
ジと、前記試料上のスポット列と対応する方向に配列し
た複数の光検出素子を有し、各光検出素子からの出力信
号を並列に出力するリニアイメージセンサと、前記光源
装置から対物レンズに向かう光ビームと対物レンズから
リニアイメージセンサに向かう光ビームとを分離するビ
ーム分離手段と、このビーム分離手段と対物レンズとの
間の光路中に配置され、前記被検査体上に形成される光
スポット列のピッチを調整するズームレンズと、前記ビ
ーム偏向装置の駆動を制御するビーム偏向装置駆動制御
回路と、リニアイメージセンサの各光検出素子からの出
力信号を比較する比較回路とを具え、被検査体の表面を
微小な光スポットの列により走査し、前記被検査体上の
各光スポットからの反射光を前記対物レンズ及び回転ミ
ラー型のビーム偏向装置を経て前記リニアイメージセン
サの対応する光検出素子に集束した状態でそれぞれ入射
させ、少なくとも２個の光検出素子の出力信号同士を比
較することによりパターンの欠陥を検出することを特徴
とするパターン検査装置。 - 【請求項１０】 複数の第１のパターンが一定のピッチ
で周期的に形成され、これら第１のパターンが、複数の
サブパターンを有する被検査体の欠陥を検査するパター
ン検査装置であって、光ビームを放出する光源と、この
光ビームを第１の方向に整列した複数のサブビームに変
換する回折格子を含む光学系と、当該光学系の後段に配
置され、前記複数のサブビームを第１の方向と直交する
方向に偏向する回転ミラー型のビーム偏向装置と、この
ビーム偏向装置から出射した光ビームを第１及び第２の
２個のサブビーム群に分割する第１のビーム分離素子
と、これら第１及び第２のサブビーム群の光路中にそれ
ぞれ配置され、複数のサブビームを集束してステージ上
に配置された被検査体にそれぞれ投射し、被検査体上に
光スポット列をそれぞれ形成する第１及び第２の対物レ
ンズと、前記被検査体上に形成される光スポット列の方
向とそれぞれ対応する方向に配列した複数の光検出素子
をそれぞれ有する第１及び第２のリニアイメージセンサ
と、前記回転ミラー型のビーム偏向装置と第１及び第２
のリニアイメージセンサとの間に配置され、前記第１の
サブビーム群のサブビームと第２のサブビーム群のサブ
ビームとを分離する第２のビーム分離素子と、前記ビー
ム偏向装置の駆動を制御するビーム偏向装置駆動制御回
路と、リニアイメージセンサの各光検出素子からの出力
信号を比較する比較回路とを具え、被検査体の表面を微
小な光スポットの列により走査し、前記被検査体上の各
光スポットからの反射光を前記第１及び第２の対物レン
ズ、第１のビーム分離素子及び回転ミラー型のビーム偏
向装置を経て前記第２のビーム分離素子に入射させ、こ
のビーム分離素子により第１のサブビーム群のサブビー
ムと第２のサブビーム群のサブビームとを分離し、分離
された第１のサブビーム群の各サブビーム及び第２のサ
ブビーム群の各サブビームをそれぞれ前記第１及び第２
のリニアイメージセンサの対応する光検出素子に集束し
た状態でそれぞれ入射させ、これら第１及び第２のリニ
アイメージセンサの互いに対応する光検出素子の出力信
号を比較することによりパターンの欠陥を検出すること
を特徴とするパターン検査装置。 - 【請求項１１】 前記第１及び第２のビーム分離素子を
偏光ビームスプリッタで構成したことを、特徴とする請
求項１２に記載のパターン検査装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08811697A JP3411780B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | レーザ顕微鏡及びこのレーザ顕微鏡を用いたパターン検査装置 |
| US09/053,679 US6043932A (en) | 1997-04-07 | 1998-04-02 | Laser microscope and a pattern inspection apparatus using such laser microscope |
| US09/510,524 US6195202B1 (en) | 1997-04-07 | 2000-02-22 | Laser microscope and a pattern inspection apparatus using such laser microscope |
Applications Claiming Priority (1)
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