JPH06258239A - Defect detecting device and method thereof - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To detect a defect such as a foreign matter at high speed in full automation with high accuracy by clearing signals generated according to a repetition pattern of the large pitch on a board while comparing them with each other. CONSTITUTION:A board 1 is illuminated by an illuminating means 102, and scattered light or diffracted light from a foreign matter on the surface, a defect or a pattern is taken in, and optical filtering processing is carried out in a space filter unit 106. A signal detected by a detector 107 is amplified by an operation amplifier 201, and is converted by an A/D converter 202, and is transmitted to an operator processing system 203. Pattern information is removed in the processing system 203 by using repeatability of the chip pitch according to information such as the chip repeating pitch transmitted by a parameter transmitting means 209. That is, signals generated according to a repetition pattern of the large pitch are compared with each other, and these are cleared, The result is stored in a foreign matter data memory 206 and a pattern memory 208.

Description

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

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造工程、液晶
表示素子製造工程、プリント基板製造工程等、基板上に
パターンを形成して対象物を製作していく製造工程で、
発生する異物等の欠陥を検出し、分析して対策を施す製
造工程における異物等の欠陥発生状況を解析等をする欠
陥検出装置およびその方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is a manufacturing process in which a pattern is formed on a substrate to manufacture an object, such as a semiconductor manufacturing process, a liquid crystal display device manufacturing process, and a printed circuit board manufacturing process.
The present invention relates to a defect detection apparatus and method for detecting defects such as foreign particles generated, analyzing the defects, and analyzing countermeasures against defects such as foreign particles in a manufacturing process.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の半導体製造工程では半導体基板
（ウェハ）上に異物が存在すると配線の絶縁不良や短絡
などの不良原因になり、さらに半導体素子が微細化して
半導体基板中に微小な異物が存在した場合にこの異物が
キャパシタの絶縁膜やゲート酸化膜などの破壊の原因に
もなる。これらの異物は搬送装置の稼動部から発生する
ものや、人体から発生するものや、プロセスガスによる
処理装置内で反応生成されたものや薬品や材料等に混入
されているものなどの種々の原因により種々の状態で混
入される。2. Description of the Related Art In the conventional semiconductor manufacturing process, the presence of foreign matter on a semiconductor substrate (wafer) causes defects such as wiring insulation defects and short circuits. Further, as semiconductor elements are miniaturized, minute foreign matter is generated in the semiconductor substrate. When present, the foreign matter also causes damage to the capacitor insulating film and gate oxide film. These foreign substances have various causes such as those generated from the operating part of the transfer device, those generated from the human body, those generated by the reaction in the processing device by the process gas, those mixed with chemicals or materials, etc. Are mixed in various states.

【０００３】同様の液晶表示素子製造工程でも、パター
ン上に異物が混入したり、何らかの欠陥が生じると、表
示素子として使えないものになってしまう。プリント基
板の製造工程でも状況は同じであって、異物の混入はパ
ターンの短絡、不良接続の原因に成る。Even in the same liquid crystal display element manufacturing process, if a foreign substance is mixed into the pattern or some kind of defect occurs, it cannot be used as a display element. The situation is the same in the manufacturing process of the printed circuit board, and the mixture of foreign matter causes a short circuit of the pattern and a defective connection.

【０００４】従来のこの種の半導体基板上の異物を検出
する技術の１つとして、特開昭６２−８９３３６号公報
に記載されているように、半導体基板上にレーザを照射
して半導体基板上に異物が付着している場合に発生する
異物からの散乱光を検出し、直前に検査した同一品種半
導体基板の検査結果と比較することにより、パターンに
よる虚報を無くし、高感度かつ高信頼度な異物及び欠陥
検査を可能にするものが、また、特開昭６３−１３５８
４８号公報に開示されているように、半導体基板上にレ
ーザを照射して半導体基板上に異物が付着している場合
に発生する異物からの散乱光を検出し、この検出した異
物をレーザフォトルミネッセンスあるいは２次Ｘ線分析
（ＸＭＲ）などの分析技術で分析するものがある。As one of the conventional techniques for detecting a foreign substance on a semiconductor substrate of this type, as described in JP-A-62-89336, the semiconductor substrate is irradiated with a laser so that the semiconductor substrate is exposed. By detecting the scattered light from the foreign matter generated when the foreign matter adheres to the substrate and comparing it with the inspection result of the same type of semiconductor substrate that was inspected immediately before, false alarm due to the pattern is eliminated, and high sensitivity and high reliability are achieved. What enables foreign matter and defect inspection is also disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-1358.
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 48-48, the semiconductor substrate is irradiated with a laser to detect scattered light generated from a foreign substance adhering to the semiconductor substrate, and the detected foreign substance is laser-photographed. Some are analyzed by analytical techniques such as luminescence or secondary X-ray analysis (XMR).

【０００５】また、上記異物を検査する技術として、ウ
エハにコヒーレント光を照射してウエハ上の繰り返しパ
ターンから射出する光を空間フィルターで除去し繰り返
し性を持たない異物や欠陥を強調して検出する方法が開
示されている。Further, as a technique for inspecting the above-mentioned foreign matter, the wafer is irradiated with coherent light and the light emitted from the repetitive pattern on the wafer is removed by a spatial filter, and the foreign matter and defects having no repeatability are emphasized and detected. A method is disclosed.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、半導
体製造工程の量産立上げ時と量産ラインは区別されてお
らず、量産立上げ作業で使用した検査装置がそのまま量
産ラインでも適用されており、量産ラインでは異物等の
欠陥の発生をいち早く感知し対策を施す必要がある。と
ころが従来の検査装置は装置規模が大きく、独立して設
置せざるおえない構成であったため、製造ラインで処理
した半導体基板、液晶表示素子基板およびプリント基板
を検査装置の箇所に持ち込んで異物等の欠陥の検査をす
るものであった。したがって、これら基板の搬送、異物
等の欠陥の検査に時間を要し、全数の検査が難しかった
り、抜き取り検査であっても十分な検査頻度を得ること
は難しいという課題を有していた。また、このような構
成には人手が必要であるという課題を有していた。The above-mentioned prior art does not distinguish between the mass production start-up and the mass production line in the semiconductor manufacturing process, and the inspection equipment used in the mass production start-up work is applied to the mass production line as it is. In mass production lines, it is necessary to quickly detect the occurrence of defects such as foreign particles and take countermeasures. However, since the conventional inspection device has a large device scale and must be installed independently, the semiconductor substrate, the liquid crystal display element substrate, and the printed circuit board processed in the manufacturing line are brought into the inspection device to remove foreign matters. It was to inspect for defects. Therefore, it takes a long time to carry these substrates and inspect for defects such as foreign matters, and it is difficult to inspect all of them, or it is difficult to obtain a sufficient inspection frequency even in the sampling inspection. In addition, such a configuration has a problem that manpower is required.

【０００７】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決すべく、高速、高精度に、全自動で異物等の欠陥を検
出できるようにして、全数の欠陥検査、十分な欠陥検査
頻度の抜き取り検査を実現し、高効率の基板製造ライン
を得るようにした欠陥検出装置およびその方法を提供す
ることにある。In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the object of the present invention is to detect defects such as foreign matter at high speed and with high accuracy and fully automatically so that the total number of defect inspections and the sufficient defect inspection frequency can be achieved. It is an object of the present invention to provide a defect detection device and a method thereof which realize a sampling inspection and obtain a highly efficient substrate manufacturing line.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、ピッチの異なる繰り返しパターンを有す
る基板に対して平面波の光を直線状にして照射する照明
系と、該照明系によって照射された基板からの反射光像
を結像する結像光学系と、該結像光学系の途中に基板上
のピッチの小さな繰り返しパターンからの回折光を遮光
するように設置された空間フィルターと、該空間フィル
ターを通して得られ、前記結像光学系で結像された光像
を検出する検出器と、該検出器で検出された信号の内、
前記空間フィルターを通して得られる基板上のピッチの
大きな繰り返しパターンに基いて発生する信号同志を比
較して消去する消去手段と、該消去手段から得られる信
号に基いて基板上の欠陥を検出する欠陥検出手段とを備
えたことを特徴とする欠陥検出装置およびその方法であ
る。In order to achieve the above object, the present invention provides an illumination system for irradiating a substrate having repetitive patterns with different pitches with a plane wave light linearly, and an illumination system using the illumination system. An image forming optical system for forming a reflected light image from the irradiated substrate, and a spatial filter installed in the middle of the image forming optical system so as to shield diffracted light from a repeating pattern having a small pitch on the substrate. A detector for detecting an optical image obtained through the spatial filter and formed by the image forming optical system, and a signal detected by the detector,
Erasing means for comparing and erasing signals generated based on a repetitive pattern having a large pitch on the substrate obtained through the spatial filter, and defect detection for detecting defects on the substrate based on the signal obtained from the erasing means And a method for detecting the defect.

【０００９】また、本発明は、繰り返しパターンを有す
る基板を搬送する搬送手段と、該搬送手段に搬送される
基板に対して平面波の光を直線状にして照射する照明系
と、該照明系によって照射された基板からの反射光像を
結像する結像光学系と、該結像光学系の途中に基板上の
繰り返しパターンからの回折光を遮光するように結像位
置に設置され、相互の間隔を可変の複数の直線状遮光物
より構成される空間フィルターと、該空間フィルターを
通して得られ、前記結像光学系で結像された光像を検出
する検出器と、該検出器より検出された信号に基づいて
基板上の欠陥を検出する欠陥検出手段とを備えたことを
特徴とする欠陥検出装置およびその方法である。Further, according to the present invention, there is provided a carrying means for carrying a substrate having a repeating pattern, an illumination system for linearly irradiating a substrate carried by the carrying means with plane wave light, and the illumination system. An imaging optical system that forms a reflected light image from the irradiated substrate, and an imaging optical system that is installed in the middle of the imaging optical system so as to block diffracted light from a repetitive pattern on the substrate. A spatial filter composed of a plurality of linear light shields with variable intervals, a detector for detecting an optical image obtained through the spatial filter and formed by the imaging optical system, and a detector for detecting the optical image. And a defect detection means for detecting a defect on the substrate based on the signal.

【００１０】即ち本発明は、上記目的を達成するため
に、量産ラインに異物及び欠陥検査装置を配置し、全て
あるいは全てに近い数の基板に対して異物及び欠陥検査
を実施する構成とする。これを実現する具体的構成とし
て、半導体等の基板製造ラインに小型の異物モニタリン
グ装置を配置し、処理装置の入出力口あるいは処理装置
間の搬送系中に載置する構成にした。That is, in order to achieve the above object, the present invention has a structure in which a foreign matter and defect inspection apparatus is arranged in a mass production line, and the foreign matter and defect inspection is performed on all or almost all substrates. As a specific configuration for achieving this, a small foreign matter monitoring device is arranged on a substrate manufacturing line for semiconductors and the like, and the foreign substance monitoring device is placed in an input / output port of the processing device or in a transfer system between the processing devices.

【００１１】また本発明は、複数の処理装置を備えた量
産半導体等の基板製造ラインにおいて、照明系と結像光
学系と該結像光学系のフ−リエ変換面に配置された空間
フィルタと上記結像光学系の結像位置に配置された検出
器とを備えて半導体基板上の異物の発生状況を検出する
異物モニタリング装置を、所定の処理装置の入口、また
は該出口、または複数の処理装置の間の搬送系に設置し
て該処理装置による半導体基板上の異物の発生状態を検
出することを特徴とする半導体製造工程における異物発
生状況解析装置を備えることを特徴とする半導体製造方
法及びそのシステムである。Further, according to the present invention, in a substrate manufacturing line for a mass-produced semiconductor or the like having a plurality of processing devices, an illumination system, an imaging optical system, and a spatial filter arranged on a Fourier transform surface of the imaging optical system. A foreign matter monitoring device, which comprises a detector arranged at an image forming position of the image forming optical system and detects a situation of foreign matter on a semiconductor substrate, is provided at an inlet of a predetermined processing device, an outlet thereof, or a plurality of processes. A semiconductor manufacturing method, comprising: a foreign matter generation state analysis device in a semiconductor manufacturing process, which is installed in a transportation system between apparatuses to detect a foreign matter generation state on a semiconductor substrate by the processing apparatus, and That system.

【００１２】また本発明は、具体的には、複数の処理装
置を備えた半導体等の基板製造ラインにおいて、少なく
とも１軸方向にコヒーレントな照明系と、照明された基
板からの光を検出する手段と、この検出された光から該
基板上の繰り返しパターンの情報を取得する手段と、結
像光学系と該結像光学系のフ−リエ変換面に配置された
空間フィルタと、上記結像光学系の結像位置に配置され
た検出器とを備えてた半導体基板上の異物の発生状況を
検出する異物モニタリング装置を有する。Further, in the present invention, specifically, in a substrate manufacturing line for a semiconductor or the like having a plurality of processing devices, an illumination system coherent in at least one axis direction and a means for detecting light from the illuminated substrate. A means for acquiring information on the repetitive pattern on the substrate from the detected light, an imaging optical system, a spatial filter arranged on the Fourier transform surface of the imaging optical system, and the imaging optical system. A foreign matter monitoring device for detecting the generation state of foreign matter on a semiconductor substrate, which includes a detector arranged at an image forming position of the system.

【００１３】また、本発明は、半導体基板上の異物を検
査する装置において、半導体基板に対してほぼ単波長で
平面波の光を直線状の形状に照明する照明系と、該照明
系によって照明された半導体基板からの反射光像を結像
する結像光学系と、該結像光学系の途中に半導体基板上
の繰り返しパターンからの回折光を遮光するように設置
された空間フィルターと、結像された光像を検出する検
出器と、検出器で検出された信号の内半導体基板上で繰
り返して発生する信号を消去する消去手段と、該消去手
段によって消去されなかった信号に基いて半導体基板上
の異物を検出する異物検出手段とを備えたことを特徴と
する異物等の欠陥検出装置である。Further, according to the present invention, in an apparatus for inspecting a foreign substance on a semiconductor substrate, an illumination system for illuminating a semiconductor substrate with plane wave light of a substantially single wavelength in a linear shape, and an illumination system for illuminating the same. An image forming optical system for forming an image of reflected light from the semiconductor substrate, a spatial filter installed in the middle of the image forming optical system so as to block diffracted light from a repetitive pattern on the semiconductor substrate, and an image forming Detector for detecting the generated light image, erasing means for erasing a signal repeatedly generated on the semiconductor substrate among signals detected by the detector, and a semiconductor substrate based on the signal not erased by the erasing means A defect detecting device for foreign matter and the like, comprising: foreign matter detecting means for detecting the foreign matter above.

【００１４】また、本発明は、上記異物及び欠陥検査装
置において、上記結像光学系として屈折率変化型のレン
ズアレイで構成したことを特徴とするものである。Further, the present invention is characterized in that, in the above-mentioned foreign matter and defect inspection apparatus, the image forming optical system is constituted by a refractive index change type lens array.

【００１５】また、本発明は、試料を搬送する搬送系上
に設置される装置であって、該搬送系上を搬送される試
料を照明する照明光学系と、照明された試料上の照明さ
れた位置の像を検出器上に結像して検出する検出光学系
と、該照明光学系および該検出光学系による照明の光源
の結像位置に設置され相互の間隔を可変の直線状の複数
の遮光物より構成される空間フィルターと、該検出器よ
り検出された信号を処理する処理回路から構成されるこ
とを特徴とする異物及び欠陥検査装置である。Further, the present invention is an apparatus installed on a transport system for transporting a sample, comprising an illumination optical system for illuminating the sample transported on the transport system, and an illumination on the illuminated sample. A detection optical system for forming and detecting an image at a fixed position on a detector, and a plurality of linear optical devices installed at the imaging positions of the illumination optical system and the light source for illumination by the detection optical system and having a variable mutual interval. The particle and defect inspection apparatus is characterized by comprising a spatial filter composed of the light shielding material and a processing circuit for processing a signal detected by the detector.

【００１６】また、本発明は、上記検出光学系が２つの
フーリエ変換レンズ群から構成され、対象物の像を結像
する際、像側がテレセントリックに構成されいることを
特徴とする異物等の欠陥検出装置である。Further, according to the present invention, the detection optical system is composed of two Fourier transform lens groups, and when the image of the object is formed, the image side is telecentric. It is a detection device.

【００１７】また、本発明は、上記２つのフーリエ変換
レンズ群が開口数の異なるレンズ群から構成され、一方
のフーリエ変換レンズ群を開口数の異なるレンズ群と交
換可能にする構造を有することを特徴とする異物等の欠
陥検出装置である。Further, according to the present invention, the two Fourier transform lens groups are composed of lens groups having different numerical apertures, and one of the Fourier transform lens groups has a structure capable of being exchanged with a lens group having different numerical apertures. This is a characteristic defect detection device for foreign matter and the like.

【００１８】また、本発明は、上記空間フィルターの直
線構造物の方向が、試料上に形成されたパターンの繰り
返し方向に平行に構成され、試料を検査する直前に試料
をほぼ平行に設置する機構と、ほぼ平行に設置された後
に試料の傾きを測定する機構と、測定された傾きに従っ
て、照明光学系および検出光学系を傾けて空間フィルタ
ーの直線構造物の方向を試料上に形成されたパターンの
繰り返し方向に平行にする機構を有することを特徴とす
る異物等の欠陥検出装置である。Further, according to the present invention, the direction of the linear structure of the spatial filter is arranged in parallel to the repeating direction of the pattern formed on the sample, and the mechanism for setting the sample substantially parallel to the sample immediately before the inspection is performed. And a mechanism for measuring the inclination of the sample after being installed substantially in parallel, and a pattern formed on the sample so that the illumination optical system and the detection optical system are inclined according to the measured inclination to direct the linear structure of the spatial filter. Is a defect detection device for foreign matter or the like, which has a mechanism for making it parallel to the repeating direction.

【００１９】また、本発明は、上記検出光学系が直線状
の検出器を有し、検出光学系がその視野内に、試料上に
転写されたチップパターン等の繰り返しパターンが少な
くとも２つ以上入るような大きさの視野を有し、この２
つ以上の繰り返しパターンを比較することにより異物あ
るいは欠陥以外のパターン情報を比較して消去する手段
を有することを特徴とする異物等の欠陥検出装置であ
る。Further, according to the present invention, the above-mentioned detection optical system has a linear detector, and the detection optical system has at least two or more repeating patterns such as a chip pattern transferred onto the sample within its visual field. With a field of view of this size
A defect detecting apparatus for foreign matter or the like, which has means for comparing and erasing pattern information other than the foreign matter or defect by comparing two or more repeating patterns.

【００２０】また、本発明は、上記比較して消去する手
段が、上記検出器上の１つの画素の信号が異物あるいは
欠陥であるかの判断に際し、該検出器上の１つの画素の
信号レベルと、該検出器と同一の検出器で取り込まれた
隣接する繰り返しパターンの対応する個所の画素の信号
レベルと該対応する個所に近接した複数の画素の信号レ
ベルとを比較して、該対応する個所あるいは近接する個
所の信号レベルのなかに該１つの画素の信号レベルと同
等の値の画素が存在した場合、該検出器上の１つの画素
で検出された信号は繰り返しパターンからの信号である
と判断する処理手段を有することを特徴とする異物等の
欠陥検出装置である。According to the present invention, the comparing and erasing means determines the signal level of one pixel on the detector when determining whether the signal of one pixel on the detector is a foreign substance or a defect. And comparing the signal level of a pixel at a corresponding location of an adjacent repeating pattern captured by the same detector as the detector with the signal level of a plurality of pixels close to the corresponding location, When a pixel having a value equivalent to the signal level of the one pixel exists in the signal levels of the points or the adjacent points, the signal detected by the one pixel on the detector is the signal from the repeating pattern. A defect detecting device for foreign matter and the like, which has a processing means for judging

【００２１】また、本発明は、空間フィルターにより遮
光される繰り返しパターンの繰り返しピッチが、該対応
する画素あるいは近接する画素を合わせた領域の幅の数
倍より大きくなるように、上記空間フィルターの直線状
パターンのピッチが設定されていることを特徴とする異
物等の欠陥検出装置である。Further, according to the present invention, the straight line of the spatial filter is set so that the repeating pitch of the repeating pattern shielded by the spatial filter is larger than several times the width of the area in which the corresponding pixels or adjacent pixels are combined. A defect detecting device for foreign matter or the like characterized in that the pitch of a striped pattern is set.

【００２２】また、本発明は、上記搬送中に上記検出器
により検出された信号をフーリエ変換する手段を有し、
このフーリエ変換手段による演算結果より試料上に形成
された繰り返しパターンによるフーリエ変換像のピッチ
を算出する手段と、この算出結果により上記空間フィル
ターのピッチを変える手段を有することを特徴とする異
物等の欠陥検出装置である。The present invention further comprises means for Fourier transforming the signal detected by the detector during the conveyance,
A means for calculating the pitch of the Fourier transform image by the repetitive pattern formed on the sample based on the calculation result by the Fourier transform means, and a means for changing the pitch of the spatial filter according to the calculation result. It is a defect detection device.

【００２３】また、本発明は、上記空間フィルターのピ
ッチを連続的に変える手段と、該ピッチを連続的に変え
ながら、該検出器から得られる信号が極小をとるピッチ
を算出し、該算出したピッチになるように空間フィルタ
ーのピッチを変える手段を有することを特徴とする異物
等の欠陥検出装置である。The present invention further comprises means for continuously changing the pitch of the spatial filter, and a pitch at which a signal obtained from the detector has a minimum value is calculated while continuously changing the pitch, and the calculated value is calculated. A defect detecting device for foreign matter or the like, characterized in that it has means for changing the pitch of the spatial filter so as to obtain the pitch.

【００２４】[0024]

【作用】上記目的を達成するために、量産ラインに異物
及び欠陥検査装置を配置し、実時間サンプリングを実現
するものであり、異物モニタリング装置を小型にし、半
導体等の基板製造ラインの処理装置の入出力口あるいは
処理装置間の搬送系中に載置できるように構成した。即
ち本発明は、複数の処理装置を備えた量産半導体等の基
板製造ラインにおいて、照明アレイから成る斜方照明系
とレンズアレイまたはマイクロレンズ群から構成された
結像光学系と該結像光学系のフ−リエ変換面に配置され
た空間フィルタと上記結像光学系の結像位置に配置され
た検出器とを備えて半導体基板上の異物の発生状況を検
出する異物モニタリング装置を、所定の処理装置の入
口、または該出口、または複数の処理装置の間の搬送系
に設置することにより、板製造工程における該処理装置
による基板上の異物欠陥の発生状態を検出することがで
きる。この異物欠陥発生状況を処理し、発生モードを分
類することにより、また、発生した異物欠陥の成分を分
析することにより異物欠陥発生原因を究明することがで
きる。In order to achieve the above object, a foreign matter and defect inspection apparatus is arranged in a mass production line to realize real-time sampling, the foreign matter monitoring apparatus is downsized, and a processing apparatus for a semiconductor or other substrate manufacturing line is provided. It is configured so that it can be placed in the transfer system between the input / output port or the processing device. That is, the present invention relates to an imaging optical system including an oblique illumination system including an illumination array and a lens array or a microlens group, and the imaging optical system in a substrate manufacturing line for mass-production semiconductors including a plurality of processing devices. The foreign matter monitoring device for detecting the occurrence state of foreign matter on the semiconductor substrate, which comprises a spatial filter arranged on the Fourier transform surface and a detector arranged at the image forming position of the image forming optical system, By installing the inlet of the processing apparatus, the outlet, or a transport system between a plurality of processing apparatuses, it is possible to detect the generation state of a foreign matter defect on the substrate by the processing apparatus in the plate manufacturing process. The cause of the foreign matter defect can be determined by processing the situation of the foreign matter defect occurrence, classifying the generation modes, and analyzing the components of the generated foreign matter defect.

【００２５】これは、従来技術の装置規模が大きいうえ
に検査時間も長くかかり、これらの従来装置を用いて実
時間モニタを実現するには、大規模な装置を数多く並べ
る必要がありこれは事実上困難であった。現実的には、
１ロット、あるいは数ロットあるいは１日毎に１枚の半
導体基板を検査するのが限界であった。このような頻度
の異物及び欠陥検査では、異物の発生を十分に早く感知
したとはいえない。すなわち、量産ラインに対し、理想
的な実時間サンプリングには程遠いものであった。そこ
で本発明の構成をもつ異物欠陥検査装置により、必要に
して十分な箇所に必要十分なモニタを設置することによ
り量産ラインの工程数及び設備を低減することができ
る。This is because the conventional apparatus has a large scale and requires a long inspection time. In order to realize a real-time monitor using these conventional apparatuses, it is necessary to arrange a large number of large scale apparatuses. It was difficult. In reality,
The limit is to inspect one lot, several lots, or one semiconductor substrate every day. It cannot be said that the foreign matter and defect inspection with such a frequency has detected the occurrence of the foreign matter sufficiently early. That is, it was far from ideal real-time sampling for a mass production line. Therefore, the foreign matter defect inspection apparatus having the configuration of the present invention can reduce the number of manufacturing steps and equipment by installing necessary and sufficient monitors in necessary and sufficient places.

【００２６】また、全自動の搬送系上に載置可能な異物
検査装置を実現ることにより、人手を介さない検査ライ
ンを構成することができる。Further, by implementing a foreign matter inspection apparatus that can be placed on a fully automatic transport system, it is possible to construct an inspection line without human intervention.

【００２７】ＬＳＩの量産立上げの主要作業のうちの１
つに、これらの異物の発生原因を究明して対策を施す作
業があり、それには発生異物を検出して元素種などを分
析することが発生原因探求の大きな手がかりになる。一
方、量産ラインでは、これらの異物の発生をいち早く感
知し対策を施す必要がある。異物発生から異物発生の感
知まで時間が経過した場合不良の発生数は大きくなり歩
留りは下がる。従って、高い歩留りを維持するためには
異物発生からその感知までの経過時間を短縮することが
欠かせない。つまり、モニタのサンプリングタイムを短
くできる異物欠陥検査装置により、量産ラインでの実時
間のサンプリングを可能にし、異物及び欠陥検査の効果
を最大限に出すことができる。One of the main operations for mass production of LSI
One of these is the work of investigating the cause of these foreign substances and taking countermeasures, and detecting the generated foreign substances and analyzing the elemental species is a major clue to the search for the cause. On the other hand, in a mass production line, it is necessary to quickly detect the occurrence of these foreign substances and take countermeasures. When a time elapses from the generation of a foreign substance to the detection of the generation of the foreign substance, the number of defects generated increases and the yield decreases. Therefore, in order to maintain a high yield, it is essential to shorten the elapsed time from the generation of a foreign substance to the detection thereof. That is, the foreign matter defect inspection apparatus that can shorten the sampling time of the monitor enables real-time sampling in a mass production line, and maximizes the effect of the foreign matter and defect inspection.

【００２８】本発明では、処理装置の入口、または該出
口、または、複数の処理装置の間の搬送系に設置するこ
とにより、実時間で半導体基板上の異物の発生状況を検
出できる。According to the present invention, the state of generation of foreign matter on the semiconductor substrate can be detected in real time by installing the processing apparatus at the inlet, the outlet, or the transfer system between a plurality of processing apparatuses.

【００２９】また、本発明は、量産立上げ時の評価が円
滑、迅速に進むようにサンプリング半導体基板を工夫し
た異物検出分析システムを用いて異物の発生原因を究明
して材料入手時の検査仕様を変更したり設備の発塵源の
対策を立て、その結果がそれぞれの材料、プロセス、装
置等にフィードバックされて発塵しやすいプロセスの仕
様を発塵に対して強い素子の設計仕様とすると同時に、
量産ラインの検査、評価の仕様作りに利用され異物の発
生しやすい箇所に必要に応じて半導体基板上の異物モニ
タを設置し、あるいは、特定箇所の特定の異物の増減の
みをモニタする仕様とするものである。これにより、半
導体製造工程の量産立上げ時には材料、プロセス、装
置、設計等の評価、改良（デバック）を行なうために高
価で高性能な評価設備により各プロセス、設備等を評価
し、量産時には生産ラインの工程数及び設備をできる限
り低減し特に検査、評価の項目を減らして設備の費用お
よび検査、評価に要する時間を短縮することができるの
である。Further, according to the present invention, the cause of generation of foreign matter is investigated by using a foreign matter detection / analysis system in which a sampling semiconductor substrate is devised so that the evaluation at the time of mass production start-up can be carried out smoothly and quickly. Or take measures against the dust source of the equipment, and the results are fed back to each material, process, device, etc., and the process specifications that are likely to generate dust are set as the design specifications of the element that is strong against dust generation. ,
Used to make specifications for mass production line inspections and evaluations, install a foreign matter monitor on the semiconductor substrate as needed at locations where foreign matter is likely to occur, or set specifications to monitor only the increase or decrease of specific foreign matter at specific locations. It is a thing. As a result, at the time of mass production startup of the semiconductor manufacturing process, each process, equipment, etc. are evaluated by expensive and high-performance evaluation equipment in order to evaluate and improve (debug) materials, processes, devices, designs, etc. It is possible to reduce the number of line processes and equipment as much as possible, and particularly to reduce the number of inspection and evaluation items to shorten the equipment cost and the time required for inspection and evaluation.

【００３０】上記のように量産立上げ時と量産ラインを
分けることにより、量産立上げ時の異物の検出、分析、
評価装置を効率よく稼動させることができて量産立上げ
を迅速にできるとともに、量産ラインで用いられる異物
の検査、評価設備を必要最小限の簡便なモニタリング装
置にして量産ラインの軽量化が図られる。By separating the mass production line from the mass production start-up as described above, foreign matter detection, analysis, and
The evaluation device can be operated efficiently, mass production can be started up quickly, and the weight of the mass production line can be reduced by inspecting foreign substances used in the mass production line and using a simple monitoring device with the minimum necessary evaluation equipment. .

【００３１】また、本発明の上記量産ラインのモニタリ
ング装置において、高速小型でかつ従来の大型の装置と
同等の機能を持つ検査装置を現状の技術で解決するため
に、以下の方法に着目した。まず、メモリの繰り返し性
に着目した。従来から繰り返しパターンを除去し欠陥を
検出する方法は知られている。この方法は確実に検出性
能を確保できる。しかし、この方法は上記のモニタリン
グ装置を実現する上で好都合なことは触れられていな
い。さらに、この場合のモニタは半導体基板上の全ての
点をモニタする必要はなくある特定の比率で半導体基板
上を監視していればよく、繰り返しパターンの多いメモ
リの製造では、このメモリの繰り返し部だけをモニタす
るだけでも効果は大きいことに着目した。Further, in the monitoring device of the above-mentioned mass production line of the present invention, attention was paid to the following method in order to solve the inspection device having the same function as a conventional large-sized device at high speed and small size with the current technology. First, we focused on the repeatability of the memory. Conventionally, a method of removing a repetitive pattern and detecting a defect is known. This method can reliably ensure the detection performance. However, this method is not mentioned to be advantageous in realizing the above monitoring device. Further, the monitor in this case does not need to monitor all points on the semiconductor substrate, and it suffices to monitor the semiconductor substrate at a certain ratio. In the manufacture of a memory with many repeating patterns, the repeating unit of this memory is used. We paid attention to the fact that just monitoring just the effect is great.

【００３２】繰り返しパターンでは、コヒーレント光を
照射するとある特定の方向にだけ光が射出する。すなわ
ちメモリの場合は繰り返し部分から特定の方向に射出す
る光を空間フィルタによって遮光することができ、繰り
返して発生することがない異物を高感度で検出すること
ができる。この際、空間フィルタとして液晶を用いれば
液晶のオンオフで空間フィルタの形状を任意に変更でき
るため任意の繰り返しパターンの検査を自動でできるこ
とになる。In the repeating pattern, when coherent light is emitted, the light is emitted only in a specific direction. That is, in the case of the memory, the light emitted from the repeated portion in a specific direction can be blocked by the spatial filter, and the foreign matter that does not repeatedly occur can be detected with high sensitivity. At this time, if a liquid crystal is used as the spatial filter, the shape of the spatial filter can be arbitrarily changed by turning the liquid crystal on and off, so that it is possible to automatically inspect an arbitrary repetitive pattern.

【００３３】上記手段で半導体製造時の歩留りが向上す
るのは以下の理由による。半導体基板上の異物個数の厳
密な検出実験により、異物個数は徐々に増減するもので
はなく、突発的に増減するものであることが新たに判明
した。従来は、異物の個数は徐々に増減するものと考え
られていたため、上述したようにロットで１枚ないし１
日１枚等の頻度で異物等の欠陥について検査されてい
た。ところが、この検査頻度では突発的な異物の増加が
見落とされたり、増加したまましばらくたってから検出
されたりすることになり、相当数の不良が発生すること
になる。すなわち、量産ラインでは異物の発生をいち早
く感知し対策を施す必要があり、異物発生から異物発生
の感知まで時間が経過した場合不良の発生数は大きくな
り歩留りは下がる。従って、異物発生からその感知まで
の経過時間を短縮することにより高い歩留りを維持する
ことができる。つまり、モニタのサンプリングタイムを
短くすること、理想的には、実時間のサンプリングによ
り、異物等の欠陥についての検査の効果を最大限にだす
ことができる。The reason why the yield at the time of semiconductor manufacturing is improved by the above means is as follows. Through a strict detection experiment on the number of foreign particles on a semiconductor substrate, it was newly found that the number of foreign particles does not increase or decrease gradually but increases or decreases suddenly. In the past, it was thought that the number of foreign substances would gradually increase or decrease, so as described above, one to one lot
It was inspected for defects such as foreign substances once a day. However, with this inspection frequency, a sudden increase in foreign matter may be overlooked or detected after a while while increasing, and a considerable number of defects will occur. That is, in a mass production line, it is necessary to quickly detect the occurrence of foreign matter and take countermeasures, and if time elapses from the generation of foreign matter to the detection of foreign matter generation, the number of defectives increases and the yield decreases. Therefore, it is possible to maintain a high yield by shortening the elapsed time from the generation of a foreign substance to the detection thereof. That is, by shortening the sampling time of the monitor, ideally by sampling in real time, it is possible to maximize the effect of inspection for defects such as foreign matter.

【００３４】さらに、従来装置では半導体基板を抜き取
って検査しており、この際には半導体基板上に新たな異
物が付着することになり、やはり歩留りを低下させる。
本発明による異物及び欠陥検査装置では半導体基板を抜
き取らないで検査できるためこの半導体基板への異物付
着による歩留り低下もなくすことができる。Further, in the conventional device, the semiconductor substrate is taken out and inspected, and at this time, a new foreign substance is attached to the semiconductor substrate, which also reduces the yield.
With the foreign matter and defect inspection apparatus according to the present invention, the semiconductor substrate can be inspected without being taken out, so that the yield reduction due to the foreign matter adhered to the semiconductor substrate can be eliminated.

【００３５】高速小型の異物検査装置を実現する上で、
この空間フィルターを用いた方法は従来技術（特開昭６
２−８９３３６号公報）に示した偏光検出法より適して
いる理由を図６４、６５、６６を用いて説明する。In order to realize a high-speed and compact foreign matter inspection device,
A method using this spatial filter is a conventional technique (Japanese Patent Laid-Open No. 6-58242).
The reason why it is more suitable than the polarization detection method disclosed in JP-A-2-89336) will be described with reference to FIGS. 64, 65 and 66.

【００３６】試料に光を照明し異物からの散乱光を検出
する方法では、試料表面に形成されたパターンからの散
乱光がノイズになる。このノイズは、図６４（ｃ）に示
したように検出器２００６の画素（１つの信号として検
出される最小単位）サイズが大きいほど大きくなる。ノ
イズ源になるパターンは試料上ほぼ全面に形成されてい
るため、ノイズは画素サイズに比例して大きくなる。In the method of illuminating the sample with light and detecting the scattered light from the foreign matter, the scattered light from the pattern formed on the sample surface becomes noise. This noise increases as the pixel (minimum unit detected as one signal) size of the detector 2006 increases, as shown in FIG. Since the pattern serving as the noise source is formed on almost the entire surface of the sample, the noise increases in proportion to the pixel size.

【００３７】一方で、画素数が多いほど検査時間がかか
るため、高速検査を実現するためには画素サイズを大き
くする必要がある。したがって、画素サイズを大きくし
て、ノイズレベルも小さくする必要がある。このノイズ
レベルを小さくする方法として、小泉他、「ＬＳＩウエ
ハパターンからの反射光の解析」、計測自動制御学会論
文集、１７−２、７７／８２（１９８１）に、偏光を利
用した方法が解析されている。これによれば、偏光を利
用することによって、パターンからの散乱光（ノイズ）
を減衰させることができる。ところがこの方法による散
乱光の減衰率は、上記論文に解析されている通り、検出
器の方向に依存する。このため、結像光学系を用いたよ
うに様々な方向に射出した光を集光する場合、それぞれ
の減衰率を積分すると減衰率は０．１％から０．０１％
程度になる。On the other hand, the larger the number of pixels, the longer the inspection time. Therefore, it is necessary to increase the pixel size in order to realize high-speed inspection. Therefore, it is necessary to increase the pixel size and reduce the noise level. As a method for reducing this noise level, a method using polarization is analyzed in “Analysis of Reflected Light from LSI Wafer Pattern”, Proceedings of the Society of Instrument and Control Engineers, 17-2, 77/82 (1981). Has been done. According to this, the scattered light (noise) from the pattern is utilized by using the polarized light.
Can be attenuated. However, the attenuation rate of scattered light by this method depends on the direction of the detector, as analyzed in the above paper. Therefore, when condensing light emitted in various directions like using an imaging optical system, the attenuation rate is 0.1% to 0.01% when the respective attenuation rates are integrated.
It will be about.

【００３８】これに対し、本出願の空間フィルターを用
いた方法では、減衰率を０．００１％から０．０００１
％にできる。この理由を図６５、図６６を用いて説明す
る。繰り返しパターンの形成されたウエハ２００１を照
明光２００２で照明し、照明した領域をレンズ系２００
３、２００５を用いて検出器２００６に結像する。ここ
で、空間フィルター２００４を載置したフーリエ変換面
でのパターンからの射出光の強度分布を図６６に示す。
繰り返しパターンからの射出光はパターンのピッチに応
じた位置に集中する。この集中の比率を算出した例とし
て、複スリットの場合の回折光強度分布が久保田宏著、
「応用光学」（岩波）に説明されている。これによれ
ば、スリットの数（本出願では同時に照明される繰り返
しパターンの数）が多くなれば、集中の比率が大きくな
る。この比率はフーリエ変換Ｆ［］を用いても算出でき
る。照明されたパターンの形状をａ（ｘ，ｙ）とする
と、空間フィルターの位置の光強度分布はＦ［ａ（ｘ，
ｙ）］となる。空間フィルターの形状をｐ（ｕ，ｖ）と
すると、ｐ（ｕ，ｖ）＊Ｆ［ａ（ｘ，ｙ）］が、空間フ
ィルターを通過する光となる。また空間フィルターに相
補的な図形の形状を￣ｐ（ｕ，ｖ）とすると、￣ｐ
（ｕ，ｖ）＊Ｆ［ａ（ｘ，ｙ）］は、空間フィルターに
よって遮光される光成分である。この２つの成分の比率
が先の減衰率になる。パターンの繰り返し数が３の時の
この減衰率を算出すると０．００１％程度である。繰り
返し数が５の時０．０００１％程度になり、さらに繰り
返し数を多くすれば減衰率は低下する。従って、偏光を
用いるよりも減衰率を低できることになる。On the other hand, in the method using the spatial filter of the present application, the attenuation rate is 0.001% to 0.0001.
Can be%. The reason for this will be described with reference to FIGS. 65 and 66. The wafer 2001 on which the repeated pattern is formed is illuminated with illumination light 2002, and the illuminated region is illuminated by the lens system 200.
3 and 2005 are used to form an image on the detector 2006. Here, FIG. 66 shows the intensity distribution of the emitted light from the pattern on the Fourier transform surface on which the spatial filter 2004 is placed.
Light emitted from the repeating pattern is concentrated at a position corresponding to the pitch of the pattern. As an example of calculating this concentration ratio, the diffracted light intensity distribution in the case of multiple slits is written by Hiroshi Kubota,
It is explained in "Applied Optics" (Iwanami). According to this, as the number of slits (in the present application, the number of repeating patterns that are simultaneously illuminated) increases, the concentration ratio increases. This ratio can also be calculated using the Fourier transform F []. If the shape of the illuminated pattern is a (x, y), the light intensity distribution at the position of the spatial filter is F [a (x,
y)]. When the shape of the spatial filter is p (u, v), p (u, v) * F [a (x, y)] is the light passing through the spatial filter. If the shape of the figure complementary to the spatial filter is ￣p (u, v), ￣p
(U, v) * F [a (x, y)] is a light component shielded by the spatial filter. The ratio of these two components becomes the previous attenuation rate. When the attenuation rate is calculated when the number of pattern repetitions is 3, it is about 0.001%. When the number of repetitions is 5, it becomes about 0.0001%, and if the number of repetitions is further increased, the attenuation rate decreases. Therefore, the attenuation rate can be made lower than that using polarized light.

【００３９】以上の計算は、パターン形状及びその他の
条件が理想的な場合であって、現実の実験結果とは必ず
しも一致しない可能性がある。しかしながら、偏光方式
よりも１桁から３桁減衰率が低下し、パターンノイズを
低減できるという実験結果を得ている。The above calculation is for the case where the pattern shape and other conditions are ideal, and may not necessarily match the actual experimental result. However, the experimental results show that the attenuation rate is reduced by one to three digits compared with the polarization method, and the pattern noise can be reduced.

【００４０】[0040]

【実施例】以下に本発明のオンラインモニターの具体的
実施例の構成をを図１から図７を用いて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of a specific embodiment of the online monitor of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【００４１】本実施例は、図１に示すように、照明手段
１０２、検出光学系１０３、回転合わせ機構１０５、空
間フィルターユニット１０６、検出器１０７、回転検出
手段１０８、オペアンプ２０１、Ａ／Ｄ変換器２０２よ
り構成される検出ヘッド１０１、ピッチ検出手段２１
２、オペレータ処理系２０３、異物データメモリ２０
６、パターンメモリ２０８、ソフト処理系２１０、パラ
メータ伝達手段２０９、異物メモリ２１１、座標データ
作成手段２３２、マイクロコンピュータ２２９、表示手
段２３０より構成される。In this embodiment, as shown in FIG. 1, illumination means 102, detection optical system 103, rotation adjusting mechanism 105, spatial filter unit 106, detector 107, rotation detection means 108, operational amplifier 201, A / D conversion. Detection head 101 and pitch detection means 21 composed of a vessel 202
2, operator processing system 203, foreign matter data memory 20
6, pattern memory 208, software processing system 210, parameter transmission means 209, foreign substance memory 211, coordinate data generation means 232, microcomputer 229, and display means 230.

【００４２】また、図２に示すように、照明手段１０２
は、半導体レーザ１１２、コリメータレンズ１１３、凹
レンズ１１４、レシーバレンズ１１５よりなるビームエ
キスパンダ、シリンドリカルレンズ１１６、ミラー１１
８より構成され、検出光学系は、フーリエ変換レンズ１
０８、空間フィルターユニット１０６、回転検出手段１
０８、フーリエ変換レンズ１１１より構成される。Further, as shown in FIG. 2, the illumination means 102.
Is a beam expander including a semiconductor laser 112, a collimator lens 113, a concave lens 114, and a receiver lens 115, a cylindrical lens 116, and a mirror 11.
8 and the detection optical system is a Fourier transform lens 1
08, spatial filter unit 106, rotation detecting means 1
08, and a Fourier transform lens 111.

【００４３】また、図３に示すように、空間フィルター
ユニット１０６は、コイルばね１２１、１２２、複数の
直線状空間フィルター１４１、コイルばね支え１１９、
１２０、ガイド１２５、右ねじ部１２７、左ねじ部１２
８を有するねじ１２６、ウオームギア１２９、１３０、
モータ１４０より構成される。また、空間フィルターユ
ニット１０６には、回転検出用の検出器１２３、１２４
が設置されている。Further, as shown in FIG. 3, the spatial filter unit 106 includes coil springs 121, 122, a plurality of linear spatial filters 141, a coil spring support 119,
120, guide 125, right-hand thread 127, left-hand thread 12
Screw 126 having eight, worm gears 129, 130,
It is composed of a motor 140. Further, the spatial filter unit 106 includes detectors 123 and 124 for rotation detection.
Is installed.

【００４４】また、図４に示すように、オペレータ処理
系２０３は、４画素加算手段２１４、８値化手段２１
５、複数のラインメモリ２１６からなる切り出し手段２
０４、バッファメモリ２１７、判定画素切り出し手段２
１８、オペレータ切り出し手段２１９、２３１、複数の
異物比較回路２２０よりなる比較回路群、しきい値設定
回路２２１、ＯＲ回路２２４、ＡＮＤ回路２２６より構
成される。Further, as shown in FIG. 4, the operator processing system 203 includes a 4-pixel adding means 214 and an octalizing means 21.
5. Cut-out means 2 including a plurality of line memories 216
04, buffer memory 217, determination pixel cutout unit 2
18, operator cut-out means 219, 231, a comparison circuit group including a plurality of foreign matter comparison circuits 220, a threshold value setting circuit 221, an OR circuit 224, and an AND circuit 226.

【００４５】また、図５に示すように、ピッチ検出手段
２１２は、FFT回路２４２、オペレータピッチ算出手段
２４１、フィルターピッチ算出手段２４４、空間フィル
ター制御系２４３より構成される。Further, as shown in FIG. 5, the pitch detecting means 212 comprises an FFT circuit 242, an operator pitch calculating means 241, a filter pitch calculating means 244 and a spatial filter control system 243.

【００４６】また、図６に示すように、回転合わせ機構
１０５は、回転ガイド１５１、回転バー１５２、ばね１
５３、ピエゾ素子１５４、ピエゾ素子コントローラー１
５５、架台１５６より構成される。Further, as shown in FIG. 6, the rotation adjusting mechanism 105 includes a rotation guide 151, a rotation bar 152, and a spring 1.
53, piezo element 154, piezo element controller 1
55 and a mount 156.

【００４７】（関係）基板１は照明手段１０２で照明さ
れ、表面の異物、欠陥あるいはパターンからの散乱光あ
るいは回折光が取り込まれ、空間フィルターユニット１
０６で光学的なフィルターリング処理が施され、検出光
学系１０３内の検出器１０７で検出される。検出された
信号は検出ヘッド１０１内のオペアンプ２０１でインピ
ーダンスの大きなノイズののりにくい信号に増幅され、
Ａ／Ｄ変換器２０２でデジタル信号に変換されてオペレ
ータ処理系２０３に伝送される。回転検出手段１０８で
基板１の回転方向が計測され、回転制御手段２１３で制
御される回転合わせ機構１０５で基板１に対して予め回
転方向が合わせられる。また、検出光学系は１０３は、
十分大きな焦点深度を有するため、基板１を搬送系（図
示せず。）で機械精度で搬送してくれば、自動焦点合わ
せは基本的には不要である。具体的には、約８００ｎｍ
の波長を用い開口数０.０８の場合、焦点深度は約±１
００ミクロンで有る。もちろん、自動焦点機構を持って
も問題ない。(Relationship) The substrate 1 is illuminated by the illuminating means 102, and scattered light or diffracted light from foreign matter, defects or patterns on the surface is taken in, and the spatial filter unit 1
An optical filtering process is performed at 06, and the light is detected by the detector 107 in the detection optical system 103. The detected signal is amplified by the operational amplifier 201 in the detection head 101 into a signal having a large impedance and less susceptible to noise,
It is converted into a digital signal by the A / D converter 202 and transmitted to the operator processing system 203. The rotation detecting means 108 measures the rotation direction of the substrate 1, and the rotation adjusting mechanism 105 controlled by the rotation control means 213 adjusts the rotation direction to the substrate 1 in advance. In addition, the detection optical system 103 is
Since the substrate 1 has a sufficiently large depth of focus, if the substrate 1 is transported by a transport system (not shown) with mechanical accuracy, the automatic focusing is basically unnecessary. Specifically, about 800 nm
When the numerical aperture is 0.08 using the wavelength of, the depth of focus is approximately ± 1.
It is 00 microns. Of course, there is no problem with having an autofocus mechanism.

【００４８】ピッチ検出手段２１２では、検出信号から
基板１上のパターンの繰り返しピッチ、及びチップのピ
ッチが計測される。オペレータ処理系２０３でパラメー
タ伝達手段２０９により伝達されたチップの繰り返しピ
ッチ等の情報を基に、チップピッチの繰り返し性を利用
してパターン情報が除去される。結果は、異物データメ
モリ２０６、パターンメモリ２０８に格納され、さら
に、パラメータ伝達手段２０９により伝達されたテスト
エレメントグループの位置座標チップの繰り返しピッチ
等の情報を基に、チップ間の繰り返し性を持たないテス
トエレメントグループ等のパターン情報がソフト処理系
２１０で除去され、異物メモリ２１１に格納される。こ
こで、座標データ作成手段２３２により、座標データが
作成され、異物情報と同時に必要に応じ格納される。以
上の処理は、マイクロコンピュータ２２９により管理さ
れ、表示手段２３０より表示される。The pitch detecting means 212 measures the pattern repeating pitch on the substrate 1 and the chip pitch from the detection signal. In the operator processing system 203, the pattern information is removed by utilizing the repeatability of the chip pitch based on the information such as the chip repeat pitch transmitted by the parameter transmitting means 209. The result is stored in the foreign substance data memory 206 and the pattern memory 208, and further, based on the information such as the repeat pitch of the position coordinate chip of the test element group transmitted by the parameter transmitting means 209, the repeatability between chips is not provided. The pattern information such as the test element group is removed by the software processing system 210 and stored in the foreign substance memory 211. Here, the coordinate data creating means 232 creates the coordinate data and stores it at the same time as the foreign substance information as needed. The above processing is managed by the microcomputer 229 and displayed by the display means 230.

【００４９】また、図２に示すように、照明手段１０２
では、半導体レーザ１１２からの光が、コリメータレン
ズ１１３、凹レンズ１１４、レシーバレンズ１１５によ
り平面波としてコリメートされ、シリンドリカルレンズ
１１６、ミラー１１８を通して基板１上を照明する。こ
こで、シリンドリカルレンズ１１６により、照明は、図
に示すように、ｘ方向のみコリメートされ、ｙ方向は基
板上で集光される。検出光学系１０３では、フーリエ変
換レンズ１１０でフーリエ変換された光束が空間フィル
ターユニット１０６により光学的なフィルタリング処理
が施され、さらにフーリエ変換レンズ１１１より検出器
１０７上に基板上の像が結像される。Further, as shown in FIG. 2, the illumination means 102.
Then, the light from the semiconductor laser 112 is collimated as a plane wave by the collimator lens 113, the concave lens 114, and the receiver lens 115, and illuminates the substrate 1 through the cylindrical lens 116 and the mirror 118. Here, as shown in the figure, the illumination is collimated only in the x direction by the cylindrical lens 116, and is condensed on the substrate in the y direction. In the detection optical system 103, the light beam Fourier-transformed by the Fourier transform lens 110 is optically filtered by the spatial filter unit 106, and an image on the substrate is formed on the detector 107 by the Fourier transform lens 111. It

【００５０】また、図３に示すように、空間フィルター
ユニット１０６では、ガイド１２５にガイドされなが
ら、右ねじ部１２７、左ねじ部１２８を有するねじ１２
６の回転により移動するコイルばね支え１１９、１２０
により、コイルばね１２１、１２２、のコイル間に渡さ
れた黒色の直線状空間フィルター１４１間のピッチが変
化させられる。動力は、ウオームギア１２９、１３０を
介して、モータ１４０より供給される。Further, as shown in FIG. 3, in the spatial filter unit 106, while being guided by the guide 125, the screw 12 having the right-hand thread 127 and the left-hand thread 128 is provided.
Coil spring supports 119 and 120 that move by rotation of 6
As a result, the pitch between the black linear spatial filters 141 passed between the coils of the coil springs 121, 122 is changed. Power is supplied from the motor 140 via the worm gears 129 and 130.

【００５１】また、空間フィルターユニット１０６上に
設置された回転検出用の検出器１２３、１２４により基
板の検出ヘッド１０１に対する基板１の回転方向に傾き
が計測される。この図３は図の見やすさの点から、検出
光が上方２の方向から入射するように記述してある。Further, the inclinations in the rotation direction of the substrate 1 with respect to the detection head 101 of the substrate are measured by the detectors 123 and 124 for detecting the rotation which are installed on the spatial filter unit 106. In FIG. 3, it is described that the detection light is incident from the upper direction 2 from the viewpoint of viewability.

【００５２】また、図４に示すオペレータ処理系２０３
では、検出信号の周囲の画素２ｘ２が４画素加算手段２
１４により加算され平均化される。この処理は、平均化
による安定検出が目的であるが、検出性能（検出感度）
自体はやや落ちるため、必要に応じバイパスできるよう
バイパス手段が設置されている。加算された信号は、８
値化手段２１５により８値化され、複数のラインメモリ
２１６からなる切り出し手段２０４を通して２次元の画
像データとしてバッファメモリ２１７に格納される。格
納された後、判定画素切り出し手段２１８、オペレータ
切り出し手段２１９、２３１、により、２次元の画像デ
ータの中から必要なデータが切り出され、比較回路２１
９に送られる。ここで、検出器１０７は高速のステージ
走査による高速検出が可能なように１次元のリニアセン
サを用いている。この検出器１０７からのデータを２次
元画像に変換するのがラインメモリ２１６とバッファメ
モリ２１７であり、検出器１０７からの信号が１画素ず
つ送られる度に画像全体がｘ方向に１画素ずつ移動す
る。いわゆるパイプライン処理で有る。複数の異物比較
回路２２０よりなる比較回路群、閾値設定回路２２１、
ＯＲ回路２２４、ＡＮＤ回路２２６により、後に説明す
る論理により異物信号が抽出される。Further, the operator processing system 203 shown in FIG.
Then, the pixels 2 × 2 around the detection signal are the 4 pixel addition means 2
14 is added and averaged. This process is intended for stable detection by averaging, but the detection performance (detection sensitivity)
Since it itself falls a little, bypass means are installed so that it can be bypassed if necessary. The added signal is 8
It is octal-valued by the digitizing means 215 and is stored in the buffer memory 217 as two-dimensional image data through the clipping means 204 composed of a plurality of line memories 216. After being stored, necessary data is cut out from the two-dimensional image data by the judgment pixel cutting-out means 218 and the operator cutting-out means 219, 231, and the comparison circuit 21
Sent to 9. Here, the detector 107 uses a one-dimensional linear sensor so that high-speed detection can be performed by high-speed stage scanning. The line memory 216 and the buffer memory 217 convert the data from the detector 107 into a two-dimensional image, and every time the signal from the detector 107 is sent pixel by pixel, the entire image is moved pixel by pixel in the x direction. To do. This is so-called pipeline processing. A comparison circuit group including a plurality of foreign matter comparison circuits 220, a threshold setting circuit 221,
The foreign object signal is extracted by the OR circuit 224 and the AND circuit 226 by the logic described later.

【００５３】また、図５に示すピッチ検出手段２１２で
は、FFT回路２４２により検出画像のフーリエ変換処理
が施され、この結果からオペレータピッチ算出手段２４
１によりオペレータピッチが、フィルターピッチ算出手
段２４４により空間フィルターピッチが算出され、空間
フィルター制御系２４３及びオペレータ切り出し手段２
１９、２３１に送られる。Further, in the pitch detecting means 212 shown in FIG. 5, the FFT circuit 242 subjects the detected image to Fourier transform processing, and from this result, the operator pitch calculating means 24
1, the operator pitch is calculated by the filter pitch calculation means 244, and the spatial filter pitch is calculated by the filter pitch calculation means 244.
It is sent to 19, 231.

【００５４】また、図６に示す回転合わせ機構１０５で
は、回転ガイド１５１をガイドとして、回転バー１５２
を設置した検出光学系ヘッド１０１が、回転検出手段１
０８からの情報を基に、ピエゾ素子コントローラー１５
５により制御されるピエゾ素子１５４の伸縮により回転
制御される。ばね１５３は、ピエゾ素子１５４と回転バ
ー１５２が接するように設置されたもので有り、ばね１
５３をなくして、ピエゾ素子１５４と回転バー１５２を
直接固定しても差しつかえない。この構成により架台１
５６上に設置された、回転ガイド１５１に対して検出光
学系ヘッド１０１が回転制御される。ここでは、ピエゾ
素子を用いた駆動系を示したが、必ずしもピエゾ素子で
ある必要はなく、回転モータを用いた直線移動機構を構
成しても、回転ガイド１５１自体として回転駆動可能な
モータを用いても、また、超音波を用いたようなその他
の、回転、直線駆動機構であっても差しつかえない。こ
こでピエゾ素子を用いたのは、ピエゾ素子１５４が小型
で、高精度の駆動性能を有するからである。Further, in the rotation adjusting mechanism 105 shown in FIG. 6, the rotation bar 151 is used as a guide and the rotation bar 152 is used.
The detection optical system head 101 in which the
Based on information from 08, piezo element controller 15
The rotation is controlled by the expansion and contraction of the piezo element 154 controlled by 5. The spring 153 is installed so that the piezo element 154 and the rotary bar 152 are in contact with each other.
It is possible to directly fix the piezo element 154 and the rotary bar 152 without 53. With this configuration, the pedestal 1
The detection optical system head 101 is rotationally controlled with respect to the rotation guide 151 installed on the reference numeral 56. Although the drive system using the piezo element is shown here, the piezo element is not necessarily used, and even if the linear movement mechanism using the rotary motor is configured, the rotary guide 151 itself uses the motor capable of rotational drive. However, any other rotary or linear drive mechanism using ultrasonic waves may be used. The piezo element is used here because the piezo element 154 is small and has high-precision driving performance.

【００５５】（原理）本発明のパラメータ圧縮型空間フ
ィルター（ＰＲＥＳ(Parameter Reduction Spatial)フ
ィルター）の原理について説明する。(Principle) The principle of the parameter compression spatial filter (PRES (Parameter Reduction Spatial) filter) of the present invention will be described.

【００５６】従来からウエハ表面のパターンの繰り返し
性を用いて、非繰り返し性を有する異物あるいは欠陥を
検出しようとする技術が開示されている。しかしながら
繰り返し性を有するパターンとは言っても繰り返し周
期、基本パターンの形状によって回折パターンの形状は
異なる。そのため、対象となる繰り返しパターンの形状
に合わせて遮光板であるところの空間フィルターの形状
を変えなくてはならなかった。この空間フィルターの変
更方法として、写真乾板を用いた方法などが開示されて
いる。これらの方法では、対象に応じた空間フィルター
を作成するのに時間がかかったり、大規模の装置が必要
だったりした。Conventionally, there has been disclosed a technique for detecting foreign matters or defects having non-repeatability by using the repeatability of the pattern on the wafer surface. However, even though the pattern has repeatability, the shape of the diffraction pattern differs depending on the repetition period and the shape of the basic pattern. Therefore, the shape of the spatial filter, which is the light shielding plate, must be changed according to the shape of the target repeating pattern. As a method for changing the spatial filter, a method using a photographic plate has been disclosed. With these methods, it took a long time to create a spatial filter suitable for the target, and a large-scale device was required.

【００５７】具体的には図７（ａ）に示すように斜方か
らコヒーレント光すなわち平面波で照明した場合、例え
ば図７（ｂ），（ｃ）に示すような回折パターンがフー
リエ変換の位置で観察されたとする。この場合、基板上
のパターンのピッチが変わった時、回折パターンのピッ
チｐｘ、ｐｙのみならず、全体の位相φが変化する。さ
らに基板上パターンの基本形状が変わると回折パターン
を形成する点パターンの配置が変化する。すなわち、フ
ーリエ変換面状の回折パターンを記述するパラメータが
多くパターン形状に対応するのは困難であった。Specifically, when illuminated with coherent light, that is, a plane wave from a diagonal direction as shown in FIG. 7A, diffraction patterns as shown in FIGS. 7B and 7C are obtained at the Fourier transform position. Suppose it was observed. In this case, when the pitch of the pattern on the substrate changes, not only the pitches px and py of the diffraction pattern but also the entire phase φ changes. Further, when the basic shape of the pattern on the substrate changes, the arrangement of the dot patterns forming the diffraction pattern also changes. That is, it is difficult to deal with the pattern shape because there are many parameters that describe the Fourier transform plane diffraction pattern.

【００５８】ここで、図８（ａ），（ｂ）に示したよう
な平面波ではなく、図８（ｄ），（ｃ）に示すようなｘ
方向には試料１上で絞り込み、ｙ方向はコヒーレントす
なわち平面波を照明した場合を考える。この場合、フー
リエ変換面ではｕ軸方向には結像せずｕ軸方向に圧縮さ
れた形状の回折パターンとなる。結果的に、空間フィル
ター１０６はｖ軸方向だけの１次元のパラメータに圧縮
されたことになる。ここで、圧縮された回折パターンの
ｖ軸方向のピッチｐは基板表面で照明されている領域の
ｙ軸方向のピッチに応じたピッチとなる。また、１本１
本の線上の回折パターンの太さｗは前側フーリエ変換レ
ンズ１１０のフーリエ変換面への開口数sinβにより決
定される。具体的には、照明系１０２の射出側開口数と
前側フーリエ変換レンズ１１０の開口数により決定され
る。従って、照明系１０２及びフーリエ変換レンズ１１
０が決定されれば決まるものであって、検査対象である
基板１上のパターンの影響を受けない。しかしながら、
照明の開口数を変える場合などもあり、直線状空間フィ
ルター１０６の幅は可変であるほうがよい場合もある。Here, instead of the plane wave as shown in FIGS. 8A and 8B, x as shown in FIGS. 8D and 8C is used.
Suppose that the direction is narrowed down on the sample 1, and the y direction is coherent, that is, a plane wave is illuminated. In this case, the Fourier transform plane does not form an image in the u-axis direction but has a compressed shape in the u-axis direction. As a result, the spatial filter 106 is compressed into a one-dimensional parameter only in the v-axis direction. Here, the pitch p in the v-axis direction of the compressed diffraction pattern is a pitch corresponding to the pitch in the y-axis direction of the region illuminated on the substrate surface. Also, one one
The thickness w of the diffraction pattern on the line of the book is determined by the numerical aperture sin β on the Fourier transform surface of the front Fourier transform lens 110. Specifically, it is determined by the exit side numerical aperture of the illumination system 102 and the numerical aperture of the front Fourier transform lens 110. Therefore, the illumination system 102 and the Fourier transform lens 11
It is determined if 0 is determined, and is not affected by the pattern on the substrate 1 to be inspected. However,
In some cases, such as when changing the numerical aperture of illumination, it may be better to make the width of the linear spatial filter 106 variable.

【００５９】また、実際には、高速の検査を実現するた
めには、検出器１０７としてステージ（図示せず）の連
続走査が可能な１次元のイメージセンサーが適してい
る。この１次元のイメージセンサを用いた場合、照明の
効率を向上するには１次元のセンサの形状すなわち試料
１表面上で直線状の照明が適している。このような照明
を実現するためには、少なくても１方向を絞り込む必要
がある。すなわち、１方向コヒーレント照明は、照明強
度の効率向上のためにも大きな効果を有する。In practice, a one-dimensional image sensor capable of continuously scanning a stage (not shown) is suitable as the detector 107 in order to realize high-speed inspection. When this one-dimensional image sensor is used, the one-dimensional sensor shape, that is, the linear illumination on the surface of the sample 1 is suitable for improving the illumination efficiency. In order to realize such illumination, it is necessary to narrow down at least one direction. That is, the one-way coherent illumination has a great effect on improving the efficiency of illumination intensity.

【００６０】以上説明したように、従来基板上のパター
ンの形状は千差万別であり、この千差万別のパターンに
対応するにはそれぞれのパターンに応じた空間フィルタ
ーが必要とされていた。しかしながら本発明によれば、
これら千差万別の空間フィルターも見方を変えればピッ
チｐのみの関数と考えることができ、多次元のパラメー
タを持つ空間フィルターが１次元に圧縮されたことにな
る。このように空間フィルターのパラメータの次元を圧
縮することにより複雑な形状のため形状変化への対応が
むずかしかった空間フィルターを単純化して、全ての繰
り返しパターンに対応可能にすることができる。As described above, the shapes of the patterns on the substrate have been various, and a spatial filter corresponding to each pattern has been required to cope with the various patterns. . However, according to the invention,
From a different point of view, it is possible to think of these various spatial filters as functions of only the pitch p, and the spatial filter having multidimensional parameters is compressed into one dimension. By compressing the dimension of the parameter of the spatial filter in this manner, it is possible to simplify the spatial filter that has a difficulty in responding to the shape change due to the complicated shape, and make it possible to deal with all repetitive patterns.

【００６１】以上の構成は、ウエハあるいは液晶表示素
子などの上の異物あるいは欠陥を検出するばかりではな
く、繰り返し性を有するパターンから非繰り返し性を有
する部分を検出すべきあらゆる検査対象に適用可能であ
る。具体的には、半導体マスク、レチクル、半導体行程
を用いるマイクロマシニング部品、その他のマイクロマ
シニング部品、プリント基板などに適用可能である。本
発明はこれら対象を検査する際に、対象毎に空間フィル
ターを交換することなしに空間フィルターリング技術を
適用しながら、照度の高い照明を実現することによっ
て、高速の検査を実現するものである。The above-described structure is applicable not only to detecting foreign matters or defects on a wafer or a liquid crystal display element but also to any inspection object for detecting a non-repeating portion from a repetitive pattern. is there. Specifically, it can be applied to a semiconductor mask, a reticle, a micromachining component using a semiconductor process, other micromachining components, a printed circuit board, and the like. The present invention, when inspecting these objects, realizes high-speed inspection by realizing illumination with high illuminance while applying spatial filtering technology without exchanging spatial filters for each object. .

【００６２】（空間フィルター制御、オペレータピッチ
制御）図９（ａ），（ｂ）に基づいて（Ａ）空間フィル
ター１０６によるパターン消去方法とオペレータピッチ
処理系２０３における（Ｂ）ショット比較オペレータに
よるパターン消去方法とソフト処理系２１０（２０６〜
２１１）等における（Ｃ）ソフトにＴＥＧパターン消去
方法について説明する。本発明では、数百ミクロンピッ
チ以下のセルの繰り返し性を空間フィルター１０６を用
いてパターン消去し、オペレータ処理系２０３（２１
７）による（Ｂ）ショット比較オペレータによる数百ミ
クロンピッチ以上の繰り返しを隣接するチップ間（場合
によっては、１回の露光を意味するショト間）の繰り返
し性を用いてパターン消去し、さらに繰り返し性を持た
ないチップ（ＴＥＧパターン）はソフト処理系２１０
（２０６〜２１１）等において座標・マトリクスデータ
を用い検査しないようにデータを消去する構成をとって
いる。ここで、それぞれの消去の際にそれぞれ必要なパ
ラメータがある。空間フィルター１０６による消去の際
には空間フィルターピッチ、チップ間繰り返しによる消
去の際にはチップ間ピッチ、繰り返しを持たないチップ
（ＴＥＧパターン）の消去の際にはチップの位置情報が
それぞれ必要になる。従って、本発明の検出ヘッド１０
１は、最低２チップを同時に検出できるのが望ましい。
即ち、検出ヘッド１０１の検出光学系１０３の視野サイ
ズが最低２チップの長さ以上の長さが必要になる。もち
ろんこの視野サイズがあれば望ましいというだけのもの
であって、複数設置される検出ヘッド１０１の位置関係
を正確に知っておき、この位置関係をパラメータ伝達手
段２０９に記憶させておき、オペレータ処理系２０３等
で複数の検出ヘッド１０１間でこの比較処理を実施する
場合は、視野サイズが２チップ以上ある必要はない。但
し、光学系（検出ヘッド）１０１の必要精度、オペレー
タ処理系２０３およびソフト処理系２１０におけるデー
タ処理のための回路系の複雑さを考慮すると視野サイズ
が２チップ以上の大きさを有しているのが望ましい。ま
た、ここでは、２チップ以上として説明したが、ステッ
パによりウエハ１上へパターンを転写する際に、マスク
として用いるレチクル上に２チップ以上のチップが書き
込まれている場合は、これらのチップ間にテストエレメ
ントグループ（ＴＥＧ）と呼ばれるパターンが書き込ま
れている場合が多く、これらのパターンも消去するため
には、上記繰り返しピッチを用いて消去する際に、チッ
プ間のピッチを用いるのでなく、ショット（１回の露光
で焼き付けられるパターン、レチクル上のパターン）間
のピッチ（パラメータ伝達手段２０９に記憶される。）
を用いる必要がある。もちろんこの方法も必ずしも必要
なものではなく、これら１ショット内に形成されたＴＥ
Ｇパターンは、後の処理で消去されても問題ない。(Spatial Filter Control, Operator Pitch Control) Based on FIGS. 9A and 9B, (A) the pattern erasing method by the spatial filter 106 and (B) the pattern erasing by the shot comparison operator in the operator pitch processing system 203. Method and software processing system 210 (206-
The TEG pattern erasing method will be described with reference to (C) software in 211) and the like. In the present invention, the repeatability of cells having a pitch of several hundreds of microns or less is erased by using the spatial filter 106, and the operator processing system 203 (21
(B) Shot comparison by (B) shot comparison operator is repeated by several hundreds of micron pitch or more, and the pattern is erased by using the repeatability between adjacent chips (in some cases, between shots meaning one exposure), and further repeatability The chip without TEG pattern (TEG pattern) is software processing system 210
In (206 to 211), the data is erased so as not to be inspected by using the coordinate / matrix data. Here, there are parameters required for each erasing. Spatial filter pitch is required for erasing by the spatial filter 106, chip pitch is required for erasing by repeating between chips, and chip position information is required for erasing a chip (TEG pattern) having no repeat. . Therefore, the detection head 10 of the present invention
It is desirable that 1 can detect at least two chips at the same time.
That is, the visual field size of the detection optical system 103 of the detection head 101 needs to be at least 2 chips or more. Of course, this visual field size is only desirable, and the positional relationship of the plurality of detection heads 101 to be installed is accurately known, and this positional relationship is stored in the parameter transmission means 209, and the operator processing system When this comparison processing is performed between a plurality of detection heads 101 such as 203, the field size does not have to be two chips or more. However, considering the required accuracy of the optical system (detection head) 101 and the complexity of the circuit system for data processing in the operator processing system 203 and the software processing system 210, the field of view size is 2 chips or more. Is desirable. Further, although the description has been made with two or more chips here, when two or more chips are written on the reticle used as a mask when the pattern is transferred onto the wafer 1 by the stepper, between the chips. In many cases, a pattern called a test element group (TEG) is written, and in order to erase these patterns as well, when erasing using the above-mentioned repetition pitch, the pitch between chips is used instead of using the pitch between chips. The pitch between the pattern printed on one exposure and the pattern on the reticle) (stored in the parameter transmission means 209).
Need to be used. Of course, this method is not always necessary, and TE formed in these one shots
There is no problem even if the G pattern is erased in a later process.

【００６３】これらの情報は基板１に対応させて事前に
測定されてパラメータ伝達手段２０９に記憶、される。
この記憶された情報の中から、基板に対応するパラメー
タが選択され、本発明の異物欠陥検査装置（ソフト処理
系２１０およびパラメータ伝達手段２０９を介してオペ
レータ処理系２０３）にフィードバックされる。従っ
て、この方法を、用いる際には基板を同定する必要があ
る。この同定を目的にして基板には基板に対応した番号
あるいは記号が記載されている。検査に先だってこの記
号を読み取り、番号から基板に製品版号、ロット番号、
品種を知り、本発明の異物検査装置が設置されている個
所のデータから工程を知り、パラメータ伝達手段２０９
を介してピッチ検出手段２１２に設定して空間フィルタ
ー１０６のピッチ、閾値の値を設定しても良い。These pieces of information are measured in advance in association with the substrate 1 and stored in the parameter transmitting means 209.
From the stored information, the parameter corresponding to the substrate is selected and fed back to the particle defect inspection apparatus of the present invention (the operator processing system 203 via the software processing system 210 and the parameter transmission means 209). Therefore, it is necessary to identify the substrate when using this method. For the purpose of this identification, a number or a symbol corresponding to the substrate is written on the substrate. Read this symbol prior to inspection, and from the number to the board, product version number, lot number,
Knowing the product type, knowing the process from the data of the place where the foreign substance inspection device of the present invention is installed, the parameter transmission means 209
The pitch of the spatial filter 106 and the threshold value may be set by setting the pitch detection means 212 via the.

【００６４】また本発明の異物欠陥方法を実現するに当
たっては、必ずしも、パラメータを上記説明したように
取得し上記のように本発明の装置に送る必要はない。む
しろ以下説明するように、本発明の装置により独自に取
得される場合の方が望ましい場合もある。上記の方法で
は、事前に入力するパラメータの値を知っておく必要が
あるが、独自に取得される場合はそのような手間がいら
ないからである。またもちろん、基板に記載された番号
を読む必要も無くなる。In implementing the foreign matter defect method of the present invention, it is not always necessary to obtain the parameters as described above and send them to the apparatus of the present invention as described above. Rather, as described below, it may be desirable for the device to be uniquely acquired by the present invention. With the above method, it is necessary to know the value of the parameter to be input in advance, but if it is acquired independently, such a trouble is not required. Of course, it is not necessary to read the number printed on the board.

【００６５】本発明では、上記説明したように、複雑な
背景パターンを有する基板上に付着した異物あるいは欠
陥と背景パターンとを区別して異物あるいは欠陥を抽出
して検出するために３段階のパターン除去機能を有して
いる。このパターン除去機能は、事実上パターンと判断
された個所は検査対象とせず捨ててしまうことになる。
具体的には、数百ミクロンピッチ以下の繰り返しを空間
フィルター１０６で消去し、パラメータ伝達手段２０９
を介して与えられるパラメータに基づいてオペレータ処
理系２０３において数百ミクロンピッチ以上の繰り返し
をチップ間の繰り返し性を用いて消去し、さらに繰り返
し性を持たないチップはパラメータ伝達手段２０９に記
憶された座標・マトリクスデータに基づいてソフト処理
系２１０等で検査しないようにデータを消去する構成を
とっている。According to the present invention, as described above, in order to detect the foreign matter or defect by distinguishing the foreign matter or defect adhering to the substrate having the complicated background pattern from the background pattern, the pattern removal in three steps is performed. It has a function. With this pattern removal function, a portion which is actually determined to be a pattern is discarded without being an inspection target.
Specifically, the spatial filter 106 erases repetitions of a pitch of several hundreds of microns or less, and the parameter transmission means 209.
Based on the parameter given via the parameter, the operator processing system 203 erases the repetitions of several hundreds of micron pitch or more using the repeatability between chips, and the chip having no repeatability is the coordinates stored in the parameter transmission means 209. The data is erased based on the matrix data so as not to be inspected by the software processing system 210 or the like.

【００６６】このようにパターンが形成されている領域
を検査対象から外してしまうのは、以下の理由による。
パターンが形成されていても、隣接するチップには同じ
形状を持ち、同じ射出方向に同じ光量を射出するパター
ンが形成されている。従って、この２つのパターンから
の光の検出光強度を比較すれば、空間フィルター１０６
で消去できない形状のパターンが形成されている領域で
も異物あるいは欠陥の検査が可能となる筈である。しか
しながら、これらのパターンは特に散乱光を検出する場
合、検出光の強度は不安定になりやすく、上記説明し
た、比較によるパターン除去を実施すると虚報（異物で
ないパターン情報が異物として検出されてしまう。）
が、多くなる。そこで、パターンが形成されている領域
を検査対象から外してしまうのがむしろ有効になること
があるのである。すなわち、安定性を考えて、特に散乱
光を検出する場合、複雑なパターンが形成されている領
域を検査対象から外してしまうか、隣接するチップパタ
ーンからの光の検出光強度を比較することで異物検査す
るか決定されるべきである。The reason why the area in which the pattern is formed is excluded from the inspection object is as follows.
Even if a pattern is formed, adjacent chips have patterns having the same shape and emitting the same amount of light in the same emission direction. Therefore, if the detected light intensities of the light from these two patterns are compared, the spatial filter 106
It should be possible to inspect for foreign matters or defects even in a region where a pattern having a shape that cannot be erased is formed. However, in the case of detecting scattered light, the intensity of the detected light is likely to be unstable in these patterns, and if the above-described pattern removal by comparison is performed, a false alarm (pattern information that is not a foreign matter will be detected as a foreign matter). )
However, it will increase. Therefore, it may be more effective to remove the area where the pattern is formed from the inspection object. That is, in consideration of stability, when detecting scattered light in particular, by removing the region in which a complicated pattern is formed from the inspection target, or by comparing the detected light intensities of light from adjacent chip patterns. It should be decided whether to inspect for foreign material.

【００６７】（パラメータの取得方法）以下、具体的な
パラメータの取得方法を図１０を用いて説明する。検出
光学系１０１がウエハ１の繰り返しパターンを取り込め
る位置にウエハ１が搬送された次点で、空間フィルター
制御系２４３が空間フィルター１０６のピッチを最大位
置から最小位置まで変化させる。この時、１次元検出器
１０７に取り込まれた信号を全画素加算回路２４５は、
各画素の値が全て加算され、この加算値がピッチの変化
に対して最小となる位置のピッチがピッチ算出回路２４
６により選択される。この値が、空間フィルター駆動機
構１０６’に送られ、空間フィルター１０６が所定のピ
ッチに設定される。(Parameter Acquisition Method) A specific parameter acquisition method will be described below with reference to FIG. The spatial filter control system 243 changes the pitch of the spatial filter 106 from the maximum position to the minimum position at the next point where the wafer 1 is transferred to a position where the detection optical system 101 can capture the repeated pattern of the wafer 1. At this time, the all-pixel adding circuit 245 outputs the signal captured by the one-dimensional detector 107
All the values of each pixel are added, and the pitch at the position where this added value is the smallest with respect to the change in pitch is the pitch calculation circuit 24.
Selected by 6. This value is sent to the spatial filter drive mechanism 106 ', and the spatial filter 106 is set to a predetermined pitch.

【００６８】また、この空間フィルター１０６のピッチ
の選択に当たっては、このように空間フィルター１０６
を変化させなくても、図５に示す周波数分析を実施して
も算出できる。検出光学系１０１がウエハ１の繰り返し
パターンを取り込める位置にウエハ１が搬送された次点
での検出器１０７が検出した信号をＦＦＴ回路２４２に
より周波数分析し、この周波数分析の結果から、空間フ
ィルターピッチ算出手段２４４により周波数領域でピー
クとなる空間周波数になるように空間フィルターのピッ
チが選択される。この値が空間フィルター制御系２４３
を介して空間フィルター駆動機構１０６’に送られ、空
間フィルター１０６が所定のピッチに設定される。この
周波数分析に当たっては、高速フーリエ変換が処理速度
等から最も望ましいが、必ずしも高速フーリエ変換であ
る必要はなく他のアダマール変換、積分による周波数解
析、自己相関関数演算による方法等の方法であって問題
ない。またこの周波数解析による方法では、空間フィル
ターのピッチだけでなく、空間フィルターで除去できな
い成分を除去するための方法のためのチップ間ピッチ
（オペレータピッチ）も、オペレータピッチ算出手段２
４１により同時に演算処理される。このチップ間ピッチ
は、周波数解析で算出されたものかつ検出光学系の視野
の１／２より小さいもののうち最大のものを用いるのが
望ましい。これは、最大のものが以下説明するショット
間ピッチに相当するばあいが多いからである。Further, in selecting the pitch of the spatial filter 106, the spatial filter 106 is
It can be calculated even if the frequency is not changed by performing the frequency analysis shown in FIG. The signal detected by the detector 107 at the next point where the wafer 1 is transferred to the position where the detection optical system 101 can take in the repeated pattern of the wafer 1 is frequency-analyzed by the FFT circuit 242. The calculating means 244 selects the pitch of the spatial filter so that the spatial frequency has a peak in the frequency domain. This value is the spatial filter control system 243.
Is sent to the spatial filter driving mechanism 106 ′ via the, and the spatial filter 106 is set to a predetermined pitch. In this frequency analysis, the fast Fourier transform is the most desirable from the processing speed, etc., but it is not necessarily the fast Fourier transform, but other Hadamard transforms, frequency analysis by integration, methods by autocorrelation function calculation, etc. Absent. Further, in this frequency analysis method, not only the pitch of the spatial filter but also the pitch between chips (operator pitch) for removing the component that cannot be removed by the spatial filter is calculated by the operator pitch calculating means 2
The calculation is simultaneously performed by 41. It is desirable to use the largest pitch between chips calculated by frequency analysis and smaller than 1/2 of the visual field of the detection optical system. This is because the maximum one often corresponds to the pitch between shots described below.

【００６９】以上のように検査のためのパラメータの値
が設定された後で、検査が実施される。以上説明した方
法は、搬送中のウエハ１の最初の部分は異物検査ができ
ないという問題を有している。一方で、検査装置を他の
信号伝達システムに対して独立させることができると言
う効果を有する。After the values of the parameters for inspection are set as described above, the inspection is carried out. The method described above has a problem that the foreign matter inspection cannot be performed on the first portion of the wafer 1 which is being transferred. On the other hand, there is an effect that the inspection device can be made independent from other signal transmission systems.

【００７０】（テレセントリック光学系）本発明では、
上記説明したように、数百ミクロンピッチ以下の繰り返
しを空間フィルター１０６で消去し、数百ミクロンピッ
チ以上の繰り返しをチップ間の繰り返し性を用いて消去
し、さらに繰り返し性を持たないチップは検査しないよ
うにデータを消去する構成をとっている。ここで、チッ
プ間の繰り返し性を利用してチップのパターンの検出信
号を消去する為に、チップ間の検出信号を比較してある
値より差の大きいときは異物として検出する構成をとっ
ている。つまり、隣接するチップないのパターンからの
散乱光あるいは回折光は強度が等しいことを前提にして
いる。そこで、隣接するチップの対応する位置からの光
を安定して検出する必要がある。ところが、パターンか
らの回折光は指向性があるため、視野が広く視野内の各
位置からレンズを見込む角度が大きく異なるような場
合、この指向性により視野内の位置により光強度が異な
ってしまう。(Telecentric Optical System) In the present invention,
As described above, the spatial filter 106 erases repetitions with a pitch of several hundreds of microns or less, erases repetitions with a pitch of several hundreds of microns or more using the repeatability between chips, and does not inspect chips that do not have repeatability. As described above, the data is erased. Here, in order to erase the detection signal of the pattern of the chip by utilizing the repeatability between chips, the detection signals of the chips are compared, and when the difference is larger than a certain value, it is detected as a foreign substance. . That is, it is premised that scattered light or diffracted light from the patterns of adjacent chips does not have the same intensity. Therefore, it is necessary to stably detect the light from the corresponding positions of the adjacent chips. However, since the diffracted light from the pattern has directivity, when the field of view is wide and the angle of viewing the lens greatly differs from each position in the field of view, this directivity causes the light intensity to vary depending on the position in the field of view.

【００７１】ここで、テレセントリック光学系１０３’
は、対象物１上の各点からの主光線を互いに平行にする
ことによって、焦点位置がずれた場合でも結像の倍率が
変わらないように開発された技術である。このテレセン
トリック光学系１０３’を本発明に用いることによって
上記の異物からの散乱光あるいは回折光の指向性による
検出光強度の変化を対策して、対象物の各点からの検出
光の強度を安定して一定に保つことができる。本発明に
より、対象物１の全ての点で同じ方向から照明して、全
ての点で同じ方向から検出できるためパターンからの回
折光あるいは散乱光に指向性があった場合でもパターン
の形状が同じであれば検出光の強度は同じになるからで
ある。Here, the telecentric optical system 103 '
Is a technique developed by making the principal rays from each point on the object 1 parallel to each other so that the magnification of image formation does not change even when the focal position shifts. By using this telecentric optical system 103 'in the present invention, it is possible to stabilize the intensity of the detection light from each point of the object by taking measures against the change in the detection light intensity due to the directivity of the scattered light or the diffracted light from the foreign matter. And can be kept constant. According to the present invention, it is possible to illuminate all the points of the object 1 from the same direction and detect from all the points from the same direction. In that case, the intensities of the detection lights are the same.

【００７２】このように、倍率を変化させるのは画素サ
イズを変えるためである。画素サイズを大きくすると、
１つの信号として検出する領域が大きくなるため結果と
して検査速度を早くできるが、検出系の分解能は落ちる
ため、ちいさな異物あるいは欠陥の検出が難しくなる。
逆に、画素サイズを小さくすると分解能が高くなり、よ
り小さな欠陥あるいは異物を検査できるようになるが、
検査時間は長くかかってしまう。もちろんこの場合、光
学系の分解能も高くする必要が有る。The reason for changing the magnification in this way is to change the pixel size. If you increase the pixel size,
Since the area to be detected as one signal becomes large, the inspection speed can be increased as a result, but the resolution of the detection system is lowered, and it becomes difficult to detect small foreign matters or defects.
On the contrary, if the pixel size is reduced, the resolution will be higher and it will be possible to inspect smaller defects or foreign particles.
The inspection time is long. Of course, in this case, the resolution of the optical system also needs to be increased.

【００７３】レンズの交換機構について図１１を用いて
説明する。本実施例では、以上説明したように、１対１
の結像倍率のテレセントリック光学系１０３’を用いて
いる。本発明の効果を十分に得るためにはテレセントリ
ックであることが重要であり、図１１(a)に示すように
１対１の倍率である必要はない。従って、他の倍率の光
学系を用いることもでき、この他の倍率の光学系を実現
するに当たって、図１１(b)に示すように、空間フィル
ターを挟んだ２つのフーリエ変換レンズ１１０、１１１
の一方、（具体的には物体側のレンズが最適である
が、）をフーリエ変換レンズ１６１に交換することで倍
率を変更できる。この様な構成により、像側のレンズ１
１１及び検出器１０７を交換する必要がなくなるため、
結果的に倍率の異なる光学系を安価に供給できることに
なる。The lens replacement mechanism will be described with reference to FIG. In the present embodiment, as described above, one-to-one
The telecentric optical system 103 ′ having the image forming magnification of is used. In order to obtain the effect of the present invention sufficiently, telecentricity is important, and it is not necessary that the magnification is 1: 1 as shown in FIG. Therefore, it is also possible to use an optical system having another magnification, and in realizing an optical system having another magnification, as shown in FIG.
On the other hand, the magnification can be changed by exchanging one (specifically, the lens on the object side is optimal) with the Fourier transform lens 161. With such a configuration, the image side lens 1
11 and the detector 107 do not need to be replaced,
As a result, optical systems with different magnifications can be supplied at low cost.

【００７４】以上のように、テレセントリック光学系１
０３’、あるいは基板１上の各点から射出する主光線が
検出光学系１０３の瞳（空間フィルター１０６が配置さ
れた面）の中央を通る光学系は、空間フィルター１０６
を用いる異物欠陥検査装置に用いると大きな効果が期待
できるが、必ずしも、空間フィルター１０６を用いる場
合だけでなく、空間フィルター１０６を用いない欠陥異
物検査に適応しても、検出高強度を安定して検出できる
という効果を生む。特に、視野の大きな光学系を用いる
場合、有効である。As described above, the telecentric optical system 1
03 ', or the optical system in which the chief ray emitted from each point on the substrate 1 passes through the center of the pupil (the surface on which the spatial filter 106 is arranged) of the detection optical system 103 is the spatial filter 106.
A large effect can be expected when it is used in a foreign matter defect inspection apparatus that uses, but not only when the spatial filter 106 is used, but also when it is applied to a defective foreign matter inspection that does not use the spatial filter 106, the detected high intensity is stable. Produces the effect of being detectable. This is particularly effective when using an optical system with a large field of view.

【００７５】（ＰＲＥＳフィルター基本概念）以上説明
したように、本発明によるＰＲＥＳフィルターは、テレ
セントリック型の検出レンズと、片軸のみコヒーレント
な照明系と併用すると最大の効果を発揮できるが、本発
明の本来の目的である空間フィルター１０６を用いた異
物等の欠陥検査装置を実現するに際しては、必ずしもこ
れらと併用する必要はない。照明を片側のみコヒーレン
トにするのは空間フィルターを用いる際コヒーレントが
必要であり、片側で十分であるからである。さらに、片
側がコヒーレントでないことにより、物体上で照明光束
を絞り込むことができ、照明強度を大きくできるという
効果がある。逆に言えば、照明光強度を十分に得られる
場合は、照明はｘ方向ｙ方向両側ともコヒーレントであ
っても差しつかえない。つまり、本発明の本質は、１次
元に圧縮して空間フィルター１０６であっても基板（ウ
エハ）１の回転方向を合わせることにより空間フィルタ
ーリングが可能になるところにある。(Basic Concept of PRES Filter) As described above, the PRES filter according to the present invention can exert the maximum effect when used in combination with the telecentric type detection lens and the illumination system coherent only in one axis. When a defect inspection apparatus for foreign matters or the like using the spatial filter 106, which is the original purpose, is realized, it is not always necessary to use them together. The reason why the illumination is made coherent only on one side is that coherence is necessary when using the spatial filter and one side is sufficient. Furthermore, since one side is not coherent, the illumination light flux can be narrowed down on the object, and the illumination intensity can be increased. Conversely, if sufficient illumination light intensity can be obtained, the illumination may be coherent on both sides in the x direction and the y direction. That is, the essence of the present invention is that even if the spatial filter 106 is compressed in one dimension and the rotation direction of the substrate (wafer) 1 is aligned, spatial filtering can be performed.

【００７６】ここでさらに重要なのは、照明手段１０２
により斜めから照明する場合、空間フィルターのパラメ
ータを一つにするには、直線状空間フィルター１０６を
照明の入射面に平行にすることであり、片側のみをコヒ
ーレントにした照明を用いることではない。即ち、照明
の入射面と直線状空間フィルターの長手方向と基板（ウ
エハ）上パターンの繰り返し方向を合わせることが本質
である。また、パラメータを１つにする必要がない場合
は、直線状空間フィルターを照明の入射面に平行にする
必要もなく、直線状空間フィルターを用い、ピッチと位
相あるいはピッチと回転方向を合わせることで全てのパ
ターンに対応できる空間フィルターが構成できる。更に
上方からの照明に対しては、照明の入射面と直線状空間
フィルターの方向はは常に一致するため空間フィルター
と基板（ウエハ）上パターンの繰り返し方向のみを合わ
せれば良いという効果もある。More important here is the illumination means 102.
Therefore, in the case of illuminating obliquely, in order to have one spatial filter parameter, the linear spatial filter 106 is made parallel to the incident surface of the illumination, and illumination in which only one side is coherent is not used. That is, it is essential to match the incident surface of the illumination, the longitudinal direction of the linear spatial filter, and the repeating direction of the pattern on the substrate (wafer). Also, if there is no need to use one parameter, it is not necessary to make the linear spatial filter parallel to the incident surface of the illumination, and it is possible to use the linear spatial filter and match the pitch and phase or the pitch and rotation direction. A spatial filter that can handle all patterns can be configured. Further, for illumination from above, the direction of incidence of the illumination and the direction of the linear spatial filter are always the same, so there is also the effect that only the direction of repetition of the spatial filter and the pattern on the substrate (wafer) need be aligned.

【００７７】しかしながら、上記いずれの場合も、照明
に直線状の形状のビームを用いたり、検出器１０７を１
次元センサを用いたりしている場合は、この方向も合わ
せる必要が出る。しかし、この場合の合わせは、照明の
均一性を得るためであり、或いはチップ間繰り返しを利
用して、大きな周期の繰り返しを除去するためであり、
空間フィルターにより小さい周期のパターン情報を消去
する上では、必要ないことである。However, in any of the above cases, a linear beam is used for illumination, or the detector 107 is set to 1
If a dimension sensor is used, this direction also needs to be adjusted. However, the matching in this case is to obtain the uniformity of illumination, or to eliminate the repetition of a large period by utilizing the inter-chip repetition,
It is not necessary to erase the pattern information of a smaller period in the spatial filter.

【００７８】光学系のテレセントリック検出光学系１０
３’もここでは両テレセントリック光学系を示したが、
必ずしも両テレセントリックである必要はなく、少なく
とも物体側がテレセントリックで有ればよい。また、テ
レセントリックでなくても、基板上の各点での照明系１
０２の主光線、即ち基板上の各点からの０次回折光が検
出光学系の瞳面（空間フィルターの設置している面）の
中央を通るようにしてあればよい。この様な構成でも各
点のパターンからの０次回折光の分布によるパターン出
力の変動を回避できる。しかしながら、パターンへの照
明の入射方向が異なるようになるため、この方法は上記
のテレセントリック光学系に比べると性能は幾分低下す
る。しかし、対象によっては、この方法で十分な場合も
ある。Telecentric detection optical system 10 of optical system
3'also showed both telecentric optics here,
It is not always necessary to be both telecentric, and at least the object side may be telecentric. Even if it is not telecentric, the illumination system 1 at each point on the substrate
It suffices that the 02 principal ray, that is, the 0th-order diffracted light from each point on the substrate passes through the center of the pupil plane of the detection optical system (the plane on which the spatial filter is installed). Even with such a configuration, it is possible to avoid the fluctuation of the pattern output due to the distribution of the 0th-order diffracted light from the pattern of each point. However, this method has some performance degradation compared to the above-mentioned telecentric optics, since the directions of illumination incident on the pattern are different. However, this method may be sufficient for some subjects.

【００７９】更に、基板上の各点での照明系の主光線、
即ち物体上の各点からの０次回折光が検出光学系の瞳
（空間フィルターの設置している面）の中央を通るよう
にしなくても、即ち通常の高視野レンズを用いても、本
発明の本来の目的である空間フィルターを用いた異物等
の欠陥検査装置を実現することができる。Further, the chief ray of the illumination system at each point on the substrate,
That is, even if the 0th-order diffracted light from each point on the object does not pass through the center of the pupil (the surface where the spatial filter is installed) of the detection optical system, that is, even if a normal high-field lens is used, the present invention It is possible to realize the defect inspecting apparatus for foreign matters and the like using the spatial filter, which is the original purpose of the above.

【００８０】（事前にθを測定する方法）以上の、検査
装置では、検査装置をウエハあるいは基板の角度に合わ
せる必要がある。具体的には、基板上に形成されたパタ
ーンの繰り返し方向に垂直あるいは平行に検出器及び照
明の光軸を設定する必要がある。これを実現するため
に、基板の搬送時の角度を角度検出機構で高精度に検出
して、その結果により検出光学系全体を基板の面の法線
を軸として回転させ、パターンの方向と検出器の方向を
一致させる。(Method of Measuring θ in Advance) In the above inspection apparatus, it is necessary to adjust the inspection apparatus to the angle of the wafer or substrate. Specifically, it is necessary to set the optical axes of the detector and the illumination so as to be perpendicular or parallel to the repeating direction of the pattern formed on the substrate. In order to achieve this, the angle when the substrate is transported is detected with high accuracy by the angle detection mechanism, and as a result, the entire detection optical system is rotated around the normal to the surface of the substrate to detect the direction of the pattern. Match the directions of the vessels.

【００８１】具体的な構成を図１２に示す。図１２(ａ)
は、フーリエ変換面に構成される空間フィルターユニッ
ト１０６と回転方向検出器１２３、１２４の配置を示
し、検出光学系１０３を基板側から見た図であり、直線
状空間フィルター１４１、瞳大きさを制限するための絞
り１４２も同時に示している。検出光学系１０３は開口
数がやや大きく作ってあり、パラメータが圧縮された基
板１からの回折パターンが絞り１４２の外側にはみ出
し、検出器１２３、１２４で検出される。そこで、検出
器１２３、１２４により、回折パターンの内０次回折光
を検出し、そのピーク位置の変動を検出すれば、基板１
に対する、検出光学系ヘッド１０１の回転方向が計測さ
れる。具体的には、２つの検出器１２３、１２４の間隔
をＬｐ、検出器１２３、１２４中心からの検出された、
回折光のピーク位置間での距離をｈｐ１、ｈｐ２とす
る。回転位置がずれている際の回折光はフーリエ変換面
で図１２(ｂ)のような形状を示すため、回転角度θｐは
概ね以下の（数１）式で示される。図１２（ｂ）はフー
リエ変換面を含む球面をフーリエ変換面の方向から見た
もので、円３は、上記球面と基板面の光線を示し、円４
は上記球面と瞳面１４２の光線を示し、点５は照明光の
０次回折光即ち反射光と上記球面の交点を示す。A concrete structure is shown in FIG. Figure 12 (a)
4 is a diagram showing the arrangement of the spatial filter unit 106 and the rotation direction detectors 123 and 124 configured on the Fourier transform plane, and is a view of the detection optical system 103 seen from the substrate side. The linear spatial filter 141 and the pupil size are A diaphragm 142 for limiting is also shown. The detection optical system 103 has a slightly larger numerical aperture, and the diffraction pattern from the substrate 1 whose parameters have been compressed protrudes outside the diaphragm 142 and is detected by the detectors 123 and 124. Therefore, if the detectors 123 and 124 detect the 0th-order diffracted light in the diffraction pattern and the fluctuation of the peak position is detected, the substrate 1
The rotation direction of the detection optical system head 101 with respect to is measured. Specifically, the distance between the two detectors 123 and 124 is Lp, and the detectors 123 and 124 are detected from the center,
The distances between the peak positions of the diffracted light are hp1 and hp2. Since the diffracted light when the rotation position is displaced has a shape as shown in FIG. 12B on the Fourier transform surface, the rotation angle θp is generally expressed by the following (Formula 1). FIG. 12B is a view of a spherical surface including the Fourier transform surface as seen from the direction of the Fourier transform surface. A circle 3 indicates the light rays on the spherical surface and the substrate surface, and a circle 4
Indicates the light rays on the spherical surface and the pupil surface 142, and point 5 indicates the intersection of the 0th-order diffracted light of the illumination light, that is, the reflected light, and the spherical surface.

【００８２】[0082]

【数１】 sinθｐ＝ｈｐ１／Ｌｐ （数１） ここで、厳密には、回折光ピッチＬｄｐが未知数である
ため、既知の微小回転角度θｋだけ回転した位置で、回
折光のピーク位置間での距離を計測仕直し、ｈｐ１１、
ｈｐ２１として、連立方程式を立てれば、Ｌｐｄ及び、
θｐが算出できる。また、別の方法として、ｈｐ１、ｈ
ｐ２が共に０になるように、θを回転させながら合わせ
込む方法もある。ここで、検出光学系１０３の方向を検
出し安い方向に回転させる際には、基板１上に形成され
たパターンを空間フィルターによって消去するのが目的
であるため、必ずしも光学系１０１全体を回転する必要
はなく空間フィルター１０６を回転しても良い。また、
光学系１０１の回転に当たっては、いくつかのユニット
を同時に回転させても、また、各ユニットごとに回転さ
せても問題ない。## EQU00001 ## sin .theta.p = hp1 / Lp (Mathematical Expression 1) Here, strictly speaking, since the diffracted light pitch Ldp is an unknown number, at a position rotated by a known minute rotation angle .theta. Measure the distance and remake, hp11,
As hp21, if simultaneous equations are set up, Lpd and
θp can be calculated. Alternatively, as another method, hp1, h
There is also a method of rotating θ so that both p2 are 0. Here, when the direction of the detection optical system 103 is detected and rotated in the cheap direction, the purpose is to erase the pattern formed on the substrate 1 by the spatial filter, and therefore the entire optical system 101 is not necessarily rotated. It is not necessary to rotate the spatial filter 106. Also,
Regarding the rotation of the optical system 101, it does not matter whether some units are rotated at the same time or each unit is rotated.

【００８３】この構成で重要なのは、ウエハあるいは基
板１を支持するステージを回転せずに基板との回転合わ
せは検出光学系１０１の可動で対応している点である。
ここでは、本発明による異物検出装置が、基板（ウエ
ハ）１の流れの方向に対して完全に垂直でなくても検出
可能な構成になっているから実現できる物である。ま
た、基板１の回転に対しては光学系１０１の回転で対応
し、基板１に対する光学系１０１の走査には基板１の搬
送系（図示せず）を用いることで、２つの自由度を２つ
の機構に独立に持たせることで、それぞれの機構を単純
化している点が重要である。What is important in this configuration is that the detection optical system 101 is movable for rotation alignment with the substrate without rotating the stage for supporting the wafer or the substrate 1.
Here, the foreign matter detecting device according to the present invention can be realized because the foreign matter detecting device has a configuration capable of detecting even if it is not completely perpendicular to the flow direction of the substrate (wafer) 1. Further, the rotation of the optical system 101 corresponds to the rotation of the substrate 1, and the conveyance system (not shown) of the substrate 1 is used for the scanning of the optical system 101 with respect to the substrate 1, thereby providing two degrees of freedom. It is important that each mechanism is simplified by having each mechanism independently.

【００８４】また、角度検出機構１０８は図１２に示し
たような方法をとらずに、検出器１０７により取り込ん
だ画像から、基板１上に形成されたパターンの方向を算
出してもよい。この場合、実時間の計測が難しいが、検
出器１２３、１２４などの機構が不要になるという効果
がある。更には、図１３に示したように、検出ヘッド１
０１内に実装されるのでなく、搬送中の基板に対して、
予め計測を澄ませてしまう構成であってもよい。また、
検出結果は、回転機構１８１により、検出ヘッド１０１
あるいは検出ヘッドアレイ１８０を回転して回転ずれを
合わせる。このような構成では、事前に計測がすんでい
るため、基板全域に対して検査可能になるという効果が
ある。また、この際の回転検出ヘッド１６２は、上記説
明した、回折光を検出するものであっても、基板１の像
を結像し処理しても、あるいは他のセンサで例えばウエ
ハのオリフラ等の基板１のエッヂを検出してもよい。Further, the angle detection mechanism 108 may calculate the direction of the pattern formed on the substrate 1 from the image captured by the detector 107, without using the method shown in FIG. In this case, it is difficult to measure the real time, but there is an effect that the mechanism such as the detectors 123 and 124 becomes unnecessary. Furthermore, as shown in FIG.
01 is not mounted in the board
The configuration may be such that the measurement is made clear in advance. Also,
The detection result is detected by the rotation mechanism 181 by the detection head 101.
Alternatively, the detection head array 180 is rotated to match the rotation deviation. In such a configuration, since the measurement is completed in advance, there is an effect that the entire substrate can be inspected. Further, the rotation detection head 162 at this time may detect the diffracted light as described above, form an image of the substrate 1 and process it, or use another sensor such as an orientation flat of the wafer. The edge of the substrate 1 may be detected.

【００８５】以上、角度検出、基板搬送は、本発明の実
施例では、直線状に搬送される場合を示しているが、か
ならずしもこれに限定されるものではなく、回転機構、
回転のアーム等にも適用可能である。但し、このような
おか移転アームの場合は、検出光学系１０１の検出エリ
アの長て方向が回転アームの中心軸を通るように設定さ
れているのが望ましい。このように構成することで、本
発明を回転系の搬送機構にも全く意識なしに適用できる
ものである。As described above, the angle detection and the substrate transfer are shown in the case of linear transfer in the embodiments of the present invention, but the invention is not limited to this, and the rotation mechanism,
It is also applicable to a rotating arm or the like. However, in the case of such a rear transfer arm, it is desirable that the longitudinal direction of the detection area of the detection optical system 101 is set so as to pass through the central axis of the rotary arm. With such a configuration, the present invention can be applied to a rotary type transport mechanism without any awareness.

【００８６】（光学系の回転制御）本発明では、空間フ
ィルター１０６を用いているため、基板１と光学系１０
１の回転方向の位置あわせが必要になる。この回転合わ
せは、他のパラメータの設定に対して事前になされるの
が望ましい。本発明では、図３および図１２あるいは図
１３に示したようにウエハ回転検出光学系１２３、１２
４或いは１６２を有している。この光学系１２３、１２
４或いは１６２は、搬送中の基板１の最初の部分でウエ
ハの回転ずれを検出し、この検出結果を光学系回転機構
１８１に送りこの情報をもとに光学系１０１または１８
０を回転する。回転合せ機構１０５を図６に示す。(Rotation Control of Optical System) In the present invention, since the spatial filter 106 is used, the substrate 1 and the optical system 10 are controlled.
Positioning in the direction of rotation 1 is required. It is desirable that this rotation adjustment be performed in advance with respect to the setting of other parameters. In the present invention, as shown in FIG. 3 and FIG. 12 or FIG.
4 or 162. This optical system 123, 12
Numeral 4 or 162 detects the rotational deviation of the wafer at the first portion of the substrate 1 which is being conveyed, and sends the detection result to the optical system rotation mechanism 181 and, based on this information, the optical system 101 or 18
Rotate 0. The rotation adjusting mechanism 105 is shown in FIG.

【００８７】また、この回転ずれ検出結果をもとに光学
系１０１または１８０を回転するのでなく、電気処理に
より回転をずれを補正することができる。図４に示す如
く、バッファメモリ２１７に切り出された矩形オペレー
タを、検出されたウエハの回転ずれに合わせてθ方向に
シフトさせることにより、あたかも基板（ウエハ）１の
回転ずれを機械的に補正したような効果をうむ。この方
法は、光学系１０１または１８０を動かす必要がないた
め補正にかかる時間を短縮できるという効果を有する。
また、この回路を用いることによって、回転ずれθを計
測せずに、オペレータ２１９、２３１をθ方向に常時移
動させ、最も検出異物が少なくなるような条件で（この
条件が基板１と検出ヘッド１０１の回転ずれがない状態
に当たる）検査を続けるという方法もある。この方法は
高速の信号処理系を有することは言うまでもない。ある
いは、高速の信号処理系を用いずとも、事前に上記説明
した方法で上記条件を設定し、その後、検査すること
で、あたかも基板（ウエハ）１の回転ずれを機械的に補
正したように検査を実施することができる。Further, the rotation deviation can be corrected by electrical processing instead of rotating the optical system 101 or 180 based on the result of the rotation deviation detection. As shown in FIG. 4, the rectangular operator cut out in the buffer memory 217 is shifted in the θ direction in accordance with the detected rotation deviation of the wafer to mechanically correct the rotation deviation of the substrate (wafer) 1. Produces the same effect. This method has an effect that the time required for correction can be shortened because it is not necessary to move the optical system 101 or 180.
Further, by using this circuit, the operators 219 and 231 are constantly moved in the θ direction without measuring the rotation deviation θ, and the foreign matter is detected the least (this condition is the substrate 1 and the detection head 101). There is also a method of continuing the inspection (corresponding to the state where there is no rotational deviation). It goes without saying that this method has a high-speed signal processing system. Alternatively, even if a high-speed signal processing system is not used, the above conditions are set in advance by the method described above, and then the inspection is performed, so that the inspection is performed as if the rotational deviation of the substrate (wafer) 1 is mechanically corrected. Can be carried out.

【００８８】勿論、ここで開示した方法は、必ずしも必
要なものではなく、例えば、縮小投影露光装置に搬入さ
れるように、基板（ウエハ）１の回転ずれを搬送方向に
対して有る一定の許容範囲で機械的に合わせた後、搬送
される場合は、上記の如く検出制御系は必要ない。Of course, the method disclosed here is not always necessary, and for example, the rotation deviation of the substrate (wafer) 1 with respect to the transport direction is allowed to a certain degree so that it can be loaded into the reduction projection exposure apparatus. When the sheet is conveyed after being mechanically adjusted in the range, the detection control system is not necessary as described above.

【００８９】（ログスケールしきい値）図１４に空間フ
ィルター等光学的な処理方法を前処理として用いた場合
の比較検査と、このような処理を用いずに電気信号だけ
で比較検査を実施したときの検出信号の様子を図１４に
模式的にに示す。空間フィルター１０６による方法はパ
ターン部内の欠陥の情報をなくさずにパターンの情報の
みを除去できるが、チップ比較による方法は異物および
欠陥情報とパターンの情報を重ね合わせた形で検出し、
電気信号としているため、光電変換時のダイナミックレ
ンジの範囲でしか異物欠陥信号を検出できない。つまり
パターン信号が極めて大きく異物欠陥信号が極めて小さ
い場合にはパターン信号に異物欠陥信号がうずもれてし
まい、異物欠陥信号をパターン信号から区別して検出す
ることは難しい。(Log Scale Threshold) FIG. 14 shows a comparison test in which an optical processing method such as a spatial filter is used as a pre-process, and a comparison test is performed only by an electric signal without using such a process. The state of the detection signal at this time is schematically shown in FIG. The method using the spatial filter 106 can remove only the pattern information without losing the defect information in the pattern portion, but the chip comparison method detects the foreign matter and defect information and the pattern information in a superposed manner.
Since it is an electric signal, the foreign matter defect signal can be detected only within the dynamic range at the time of photoelectric conversion. That is, when the pattern signal is extremely large and the foreign matter defect signal is extremely small, the foreign matter defect signal is missed in the pattern signal, and it is difficult to distinguish and detect the foreign matter defect signal from the pattern signal.

【００９０】図１４は、横軸に、検出位置を示し、縦軸
に検出信号強度を示す。左側に、異物あるいは異物欠陥
情報４を含んだ信号１８、右側に比較対象になる異物欠
陥情報を含まない信号１９を示す。ここで、一つの信号
として検出する画素サイズを１３として検出した場合、
斜線を施した、１６と１７の面積に相当する検出光が検
出される。この場合異物欠陥情報４が総面積に対して小
さいため、この２つの検出信号１６、１７の比較は安定
してできない。具体的にはノイズに埋もれてしまう。こ
の場合、照明の光強度等を大きくしても、異物欠陥情報
４を検出可能とするには大きなダイナミックレンジの検
出器が必要になる。ここで、画素サイズを１３から１４
にすると検出信号は７と８のなり、異物欠陥情報４は比
較により検出できるようになる。画素サイズを小さくす
ることはこのような効果を生むわけである。これとは逆
に、検出信号１８、１９を安定して（電気信号等に変え
ずに本質的な比較で）オフセットを消去できれば、具体
的には検出信号を例えば１０の位置以上できって検出で
きれば、検出信号は５と６になり比較検査できるレベル
になる。この場合は、画素サイズはさきの１３のままで
有るので、大画素による高速検出が可能になる。照明の
光強度等を大きくすれば、小さなダイナミックレンジの
検出器でも異物等の欠陥情報４を検出できる。本発明の
空間フィルター１０６を用いた方法は上記の画素１３を
用いたままで、微小な異物欠陥情報４を検出することに
ある。In FIG. 14, the horizontal axis shows the detection position and the vertical axis shows the detection signal strength. The left side shows the signal 18 containing the foreign matter or foreign matter defect information 4, and the right side shows the signal 19 not containing the foreign matter defect information to be compared. Here, when the pixel size detected as one signal is detected as 13,
The detection light corresponding to the areas 16 and 17 which are shaded are detected. In this case, since the foreign matter defect information 4 is small with respect to the total area, the two detection signals 16 and 17 cannot be stably compared. Specifically, it is buried in noise. In this case, even if the light intensity of the illumination is increased, a detector with a large dynamic range is required to detect the foreign matter defect information 4. Here, the pixel size is changed from 13 to 14
Then, the detection signals become 7 and 8, and the foreign matter defect information 4 can be detected by comparison. Reducing the pixel size produces such an effect. On the contrary, if the detection signals 18 and 19 can be stably eliminated (by an essential comparison without changing to electric signals or the like), specifically, the detection signals can be detected at, for example, 10 positions or more. If possible, the detection signals become 5 and 6, which are at a level at which comparison inspection can be performed. In this case, since the pixel size remains the same as the previous 13, the high-speed detection with large pixels becomes possible. If the light intensity of the illumination is increased, the defect information 4 such as foreign matter can be detected even with a detector having a small dynamic range. The method using the spatial filter 106 of the present invention is to detect the minute foreign substance defect information 4 while using the pixel 13 as described above.

【００９１】以上説明したように、光学系の工夫等で比
較すべき隣接チップ間の部内のパターン信号を極めて安
定にできたとしても光強度を１：１００あるいは１：１
０００程度のダイナミックレンジで検出するのが限界で
ある。従って、さらにこれ以上のダイナミックレンジを
必要とするように異物欠陥信号が小さかったり、パター
ン信号が大きかったりした場合、隣接チップ間の信号強
度を比較することにより何方かの信号に異物欠陥信号が
含まれているか含まれていないかを判断することはでき
ない。パターンの信号に対する異物欠陥の信号の比率が
十分に大きい場合のみ、比較によって異物の有無を検査
できる。この比率が小さいときは、異物を見逃してしま
うか、異物を検査しようとしきい値を小さくすると虚報
が多くなる。As described above, even if the pattern signal in the portion between adjacent chips to be compared can be made extremely stable by devising the optical system or the like, the light intensity is 1: 100 or 1: 1.
The limit is detection with a dynamic range of about 000. Therefore, if the foreign matter defect signal is small or the pattern signal is large so that a dynamic range larger than this is required, the foreign matter defect signal is included in some of the signals by comparing the signal intensities between the adjacent chips. It is not possible to determine whether it is included or not included. The presence / absence of foreign matter can be inspected by comparison only when the ratio of the foreign matter defect signal to the pattern signal is sufficiently large. If this ratio is small, foreign objects will be overlooked or false alarms will increase if the threshold value is reduced to inspect foreign particles.

【００９２】そこで、これらパターン上に存在する異物
を虚報無く検査することは困難であり、虚報をなくす
か、異物検出感度を小さくして大きな異物のみを検出可
能とするかしかない。本発明でこのようにパターンが形
成されている領域を検査対象から外してしまう実施例を
用いているのは、以上説明した虚報をなくすことを目的
にしている。Therefore, it is difficult to inspect foreign matters existing on these patterns without a false alarm, and there is no choice but to eliminate a false alarm or reduce the foreign matter detection sensitivity to detect only a large foreign matter. The purpose of eliminating the false alarm described above is to use the embodiment in which the region in which the pattern is formed is excluded from the inspection object in the present invention.

【００９３】また、異物検出感度を小さくして大きな異
物のみを検出可能とするためには、以下に説明するよう
なログスケールの比較検査が必要になる。確かに、隣接
するチップには同じ形状を持ち同じ射出方向に同じ光量
を射出するパターンが形成されていても、これら２つの
パターンからの検出光は完全に同一ではない。従って、
この２つのパターンからの光の検出光強度はばらつく可
能性が大きく比較は難しい。そこで、比較の際に、オペ
レータ２１９および２３１に切り出されたａとオペレー
タ２１８に切り出されたｐを複数の異物比較回路２２０
および複数のノイズ比較回路２２により比較する際、
（数２）式を満たす場合２つの信号は異なり、異物が存
在すると判断することができる。Further, in order to reduce the foreign matter detection sensitivity so that only large foreign matter can be detected, a log scale comparison inspection as described below is required. Certainly, even if adjacent chips are formed with patterns that have the same shape and emit the same amount of light in the same emission direction, the detection light from these two patterns is not completely the same. Therefore,
The detected light intensities of the light from these two patterns are likely to fluctuate and comparison is difficult. Therefore, at the time of comparison, the a cut out by the operators 219 and 231 and the p cut out by the operator 218 are assigned to a plurality of foreign matter comparison circuits 220.
And when comparing with a plurality of noise comparison circuits 22,
When Expression (2) is satisfied, the two signals are different, and it can be determined that a foreign substance is present.

【００９４】[0094]

【数２】 （ａ−ｐ）＞δ （数２） ところがこの方法では、信号の絶対レベルが大きいとき
その絶対量に対する比率で変動するばらつきが有った場
合異物が無いのに異物があると判断するいわゆる虚報の
可能性が大きくなる。そこで、２つの信号の比率が（数
３）式を満たすとき、異物と判断する。## EQU00002 ## (a-p)>. Delta. (Equation 2) However, in this method, when there is a variation that varies in the ratio to the absolute amount when the absolute level of the signal is large, there is no foreign matter but there is a foreign matter. The possibility of so-called false information to judge increases. Therefore, when the ratio of the two signals satisfies the equation (3), it is determined as a foreign matter.

【００９５】[0095]

【数３】 （ａ／ｐ）＞δ （数３） ところが、実際は、２つの信号の割り算は演算回路の規
模が大きくなるため、実際は、閾値を対数で設定し、
（数４）式が成立するとき異物が存在すると判断する。## EQU00003 ## (a / p)>. Delta. (Equation 3) However, in practice, the division of two signals increases the scale of the arithmetic circuit.
When the expression (4) is satisfied, it is determined that a foreign substance exists.

【００９６】[0096]

【数４】 log（ａ／ｐ）＝logａ−logｐ＞δ （数４） このように、（数４）式を用いることにより、量子化の
閾値を対数軸を用いて設定しておけば、本来割り算をす
る必要がある演算を、比較回路２２０において引き算で
処理することができる。以上説明した論理を実現するの
が、図４に示した回路構成である。以上説明したような
対数の処理は、図４に示した、８値化処理系２１５の閾
値を対数で設定すればよい。## EQU00004 ## log (a / p) = loga-logp> .delta. (Equation 4) As described above, by using the equation (4), if the threshold of quantization is set using the logarithmic axis, An operation that originally needs to be divided can be processed by subtraction in the comparison circuit 220. The circuit configuration shown in FIG. 4 realizes the logic described above. For the logarithmic processing as described above, the threshold value of the octalization processing system 215 shown in FIG. 4 may be set logarithmically.

【００９７】また、図４では、上記説明した８値化処理
系２１５での対数の８値化処理を用いた比較回路２２０
での引き算処理を示したが、必ずしもこの方法ではな
く、上記の割り算処理のままの方法を用いても、また、
８値化以外の多値化を用いても差しつかえない。この場
合、３値化を用いると全てのパターン上の異物を検出し
ないで捨ててしまうことになり、さらにおおきな多値化
を用いると光学系が安定であれば、パターン上のより小
さな異物の検出が可能になる。Further, in FIG. 4, the comparison circuit 220 using the logarithmic octalization processing in the octalization processing system 215 described above is used.
I showed the subtraction process in, but not necessarily this method, even if you use the method of the above division process,
It does not matter even if multi-valued other than octal-ized is used. In this case, if the ternarization is used, all the foreign matters on the pattern are discarded without being detected, and if the large multi-value quantization is used and the optical system is stable, detection of smaller foreign matters on the pattern is performed. Will be possible.

【００９８】ここで閾値設定回路２２１では上記のδが
設定され、複数の異物比較回路２２０では、上記の（数
２）または（数３）または（数４）式に基づく比較がな
され、オペレータ（画素）２１８とオペレータ（画素）
２１９および２３１との差が上記閾値δ以上のものにつ
いてＯＲ回路２２４でＯＲをとり、全ての異物比較回路
２２０から“０”が出力されてチップ（ショット）間の
繰り返しパターンが消去され、何れか異物比較回路２２
０から閾値δ以上のものが“１”として異物出力され、
異物データメモリ２０６に記憶される。また、複数の異
物比較回路２２０では、上記の（数２）または（数３）
または（数４）式に基づく比較がなされ、オペレータ
（画素）２１８とオペレータ（画素）２１９および２３
１との差が全て上記閾値δ以下のとき全ての異物比較回
路２２０から“０”が出力され、ＡＮＤ回路２２６にお
いてＡＮＤがとれ、チップ（ショット）間の繰り返しパ
ターンとして検出され、パターンメモリ２０８に記憶さ
れる。Here, the above-mentioned δ is set in the threshold value setting circuit 221, and in the plurality of foreign matter comparison circuits 220, comparison is made based on the above-mentioned (Equation 2), (Equation 3) or (Equation 4), and the operator ( Pixel) 218 and operator (pixel)
The OR circuits 224 carry out an OR operation for those whose difference from the thresholds 219 and 231 is greater than or equal to the threshold value δ, and "0" is output from all the foreign substance comparison circuits 220 to erase the repeated pattern between chips (shots). Foreign object comparison circuit 22
The foreign matter output from 0 to the threshold value δ or more is output as “1”,
It is stored in the foreign matter data memory 206. In addition, in the plurality of foreign matter comparison circuits 220, the above (Equation 2) or (Equation 3)
Or, the comparison is performed based on the equation (4), and the operator (pixel) 218 and the operator (pixel) 219 and 23
When all the differences from 1 are less than or equal to the threshold value δ, “0” is output from all the foreign substance comparison circuits 220, AND is taken in the AND circuits 226, and it is detected as a repeated pattern between chips (shots), and is stored in the pattern memory 208. Remembered.

【００９９】また、以上の対数閾値による量子化の様子
を図３０に示す。横軸は、検出位置、縦軸は検出信号を
示す。対数の閾値５０、５１、５２、５３、５４が設定
され、ピッチｐ離れた部分にある信号が比較処理され
る。ここで、多値にし、比較時に同一と判定する許容範
囲をたとえば１賭することにより、同一の値に量子化さ
れているパターン信号５５、５８だけでなく、１つ異な
る値に量子化されているパターン信号５６、５９、およ
び５７、６０がパターンと判定され、虚報にならない。
即ち、量子化の際の対数しきい値の比を大きくとること
で、許容範囲が大きくなり虚報を小さくできる半面、パ
ターン上では、よりおおきな異物しか検出できなくな
る。また、異物信号６１、６２ともに検出できる。さら
に、オペレータ２３１を平面方向に広げていることによ
り平面方向の量子化の誤差を許容することができる。FIG. 30 shows the state of quantization by the above logarithmic threshold. The horizontal axis represents the detection position and the vertical axis represents the detection signal. Logarithmic threshold values 50, 51, 52, 53, and 54 are set, and signals in portions separated by the pitch p are compared. Here, by making a multi-value and betting the allowable range to be determined to be the same at the time of comparison, for example, by betting 1, not only the pattern signals 55 and 58 quantized to the same value but also quantized to one different value. The pattern signals 56, 59, and 57, 60 present are judged to be patterns and do not become false information.
That is, by increasing the ratio of the logarithmic threshold value at the time of quantization, the allowable range is increased and the false alarm can be reduced, but only larger foreign matter can be detected on the pattern. Further, both the foreign matter signals 61 and 62 can be detected. Further, by widening the operator 231 in the plane direction, the quantization error in the plane direction can be allowed.

【０１００】以上のように、空間フィルター１０６によ
るパターン消去とチップ比較によるパターン消去には、
本質的な違いが有る。つまり、空間フィルターによる方
法はパターン部内の欠陥を強調して検出できるが、チッ
プ比較による方法はパターン部内の異物欠陥情報をその
ままの形で光電変換し検出した後で比較するため、大き
なダイナミックレンジを必要とする点である。ちょう
ど、空間フィルターによる方法は、ちょうど、干渉を用
いたセル比較により欠陥だけを強調したような形になっ
てる。As described above, in the pattern erasing by the spatial filter 106 and the pattern erasing by the chip comparison,
There is an essential difference. That is, the method using the spatial filter can detect defects by emphasizing the defects in the pattern portion, but the method using the chip comparison can perform photoelectric conversion of the foreign matter defect information in the pattern portion as it is, and then detect the foreign matter defect information. That's what you need. The method using the spatial filter is just like emphasizing only defects by cell comparison using interference.

【０１０１】（平面方向の量子化誤差と深さ方向の量子
化誤差）ここで、使用したチップ間の繰り返しを用いた
方法は、基本的には、比較検査であるが、短波長、点光
源のレーザ光源を用いた散乱光検出でこのような比較検
査を安定して実現するために以下の構成を用いている。
チップ間の繰り返しを用いたパターン除去方法を実現す
るオペレータは平面方向にｘ方向、ｙ方向とも複数画素
で形成されている。また、信号が、同一レベルと判断さ
れるべきか、一方に欠陥あるいは異物が存在するために
信号レベルが異なっていると判断されるべきかの比較
は、（数２）、（数３）、（数４）式を用いている。こ
れらの比較の際の比較数値の平面方向及び光強度方向へ
のサンプリングの拡大処理により、安定して異物とパタ
ーンを区別することができる。(Quantization Error in Plane Direction and Quantization Error in Depth Direction) Here, the method using repetition between chips used is basically a comparison inspection, but a short wavelength, point light source is used. The following configuration is used in order to stably realize such a comparison inspection by detecting scattered light using the laser light source.
An operator that realizes a pattern removal method using repetition between chips is formed by a plurality of pixels in the x direction and the y direction in the plane direction. Further, the comparison of whether the signals should be judged to be at the same level or should be judged to be different due to the presence of a defect or a foreign substance on one side is performed by the following equations (2), (3), The equation (4) is used. The foreign matter and the pattern can be stably distinguished from each other by the sampling enlargement processing in the plane direction and the light intensity direction of the comparative numerical values in these comparisons.

【０１０２】（フィルターサイズ）以下、空間フィルタ
ー１０６の設計思想について説明する。本発明の異物お
よび欠陥検査装置では、ピッチの大きなパターンはオペ
レータによるチップ間繰り返しを用いてパターンの情報
を消去している。従って、「オペレータによって消去可
能な空間周波数」より「空間フィルターによって消去可
能な空間周波数」が大きい必要がある。以下、理由を説
明する。(Filter Size) The design concept of the spatial filter 106 will be described below. In the foreign matter and defect inspection apparatus of the present invention, the pattern information having a large pitch is erased by repeating the chips by the operator. Therefore, the "spatial frequency that can be eliminated by the operator" must be larger than the "spatial frequency that can be eliminated by the operator." The reason will be described below.

【０１０３】図１５に示すように基板１上に、パターン
ピッチＬ1およびＬ2（Ｌ1＜Ｌ2）のパターンが形成され
ている場合を考える。このパターンにより照明光はθ
1、θ2の方向に回折され、空間フィルター１０６上でピ
ッチｐｆ1、ｐｆ2（ｐｆ1＞ｐｆ2）の回折パターンを作
る。従って、以下の式が成立する。Consider a case where patterns of pattern pitches L1 and L2 (L1 <L2) are formed on the substrate 1 as shown in FIG. The illumination light is θ
The light is diffracted in the directions of 1 and θ2 and forms a diffraction pattern of pitches pf1 and pf2 (pf1> pf2) on the spatial filter 106. Therefore, the following formula is established.

【０１０４】[0104]

【数５】 Ｄｆ／(２・N.A.)=ｐｆ1／sinθ1 （数５）[Formula 5] Df / (2 · N.A.) = Pf1 / sin θ1 (Formula 5)

【０１０５】[0105]

【数６】 sinθ1＝λ／Ｌ1 （数６） ここで、Ｄｆは、光学系１１０、１１１の瞳面上の直
径、Ｎ．Ａ．(NumericalAparture)は光学系１１０の開
口数である。## EQU00006 ## sin .theta.1 = .lamda. / L1 (Equation 6) where Df is the diameter of the optical system 110 or 111 on the pupil plane, and N. A. (Numerical Apartment) is the numerical aperture of the optical system 110.

【０１０６】この回折パターンの内、ピッチｐｆ1 の回
折パターンは空間フィルター１０６で遮光されるが、ピ
ッチｐｆ2 の回折パターンはピッチが小さすぎるため、
空間フィルター１０６では遮光できないとする。即ち、
パターンピッチＬ1 の基板上パターンは空間フィルター
で消去されて検出器１０７上に結像しないが、パターン
ピッチＬ2 のパターンは空間フィルターで遮光されずに
検出器１０７上に結像してしまい消去されない。（以
下、「パターンが消去される」とは、このように「パタ
ーンから射出する光、つまりパターン情報をもった光を
空間フィルター１０６で遮光することにより、検出器１
０７上に光を届かないようにし検出器上にパターンの像
を結像しないようにする」ことを意味する。）従って、
（数５）、（数６）式より、以下の（数７）式が成立す
る。Of these diffraction patterns, the diffraction pattern with the pitch pf1 is shielded by the spatial filter 106, but the diffraction pattern with the pitch pf2 is too small.
It is assumed that the spatial filter 106 cannot block light. That is,
The pattern on the substrate with the pattern pitch L1 is erased by the spatial filter and does not form an image on the detector 107, but the pattern with the pattern pitch L2 is imaged on the detector 107 without being shielded by the spatial filter and is not erased. (Hereinafter, "the pattern is erased" means that "the light emitted from the pattern, that is, the light having the pattern information is shielded by the spatial filter 106, so that the detector 1
07 does not reach the light and does not form an image of the pattern on the detector. " ) Therefore,
From the equations (5) and (6), the following equation (7) is established.

【０１０７】[0107]

【数７】 Ｌ1＝（Ｄｆ・λ）／（２・ｐｆ1・N.A.） （数７） ここで、空間フィルター１０６は、製作上の精度とし
て、照明１０２の開口数等の限定から或る大きさ以上必
要になる。従って、（数７）式より、ｐｆ1 を大きく保
つと、空間フィルター１０６で消去可能なパターンのピ
ッチは小さくなってしまう。## EQU00007 ## L1 = (Df.lambda.) / (2.pf1.NA) (Equation 7) Here, the spatial filter 106 has a certain size as a manufacturing precision due to the limitation of the numerical aperture of the illumination 102 and the like. You will need more. Therefore, from equation (7), if pf1 is kept large, the pitch of the pattern that can be erased by the spatial filter 106 becomes small.

【０１０８】ここで、図１６に示すように、基板１上に
は、ピッチＬt で複数個のチップが形成されている。こ
のチップ間の繰り返しを用いて、パターンピッチＬ2 の
パターンの情報を消去する。具体的には、チップピッチ
Ｌt で繰り返して検出される信号はパターンピッチＬ2
のパターンからの信号だと判断して、検出信号自体を削
除する。（この場合、「パターン情報を消去する」と
は、文字通り「信号を削除する、捨てる」ことを意味す
る。）ここで、後に説明する平面方向の量子化誤差を回
避するために、先に説明したオペレータ２１９、２３１
はｘ方向nx画素、ｙ方向ny画素の大きさをもっており、
このオペレータ内にパターンが存在した場合、判断画素
はパターンであると判断する。従って、このオペレータ
２１９、２３１の大きさにより検出エリアの率αは、以
下の式（数８）で示される。Here, as shown in FIG. 16, a plurality of chips are formed on the substrate 1 at a pitch Lt. The information of the pattern having the pattern pitch L2 is erased by using the repetition between the chips. Specifically, the signal repeatedly detected at the chip pitch Lt is the pattern pitch L2.
The detection signal itself is deleted by determining that the signal is from the pattern. (In this case, “erasing the pattern information” literally means “deleting or discarding the signal”.) Here, in order to avoid the quantization error in the plane direction, which will be described later, Operators 219, 231
Has a size of nx pixels in the x direction and ny pixels in the y direction,
If a pattern exists in this operator, the judgment pixel is judged to be a pattern. Therefore, the rate α of the detection area depending on the sizes of the operators 219 and 231 is expressed by the following equation (Equation 8).

【０１０９】[0109]

【数８】 α＝１−（ｗ・nx／Ｌ2） （数８） 逆に、（数８）式より、[Formula 8] α = 1− (w · nx / L2) (Formula 8) On the contrary, from the formula (8),

【０１１０】[0110]

【数９】 Ｌ2＝１−（ｗ・nx／α） （数９） 従って、検出エリア率αを大きく保つと、消去できるパ
ターンのピッチは大きくなってしまう。[Equation 9] L2 = 1− (w · nx / α) (Equation 9) Therefore, if the detection area ratio α is kept large, the pitch of the erasable pattern becomes large.

【０１１１】ここで、基板上の全てのピッチのパターン
を消去するためには、図１８に示すように、上記の空間
フィルターで消去できるパターンピッチＬ１がオペレー
タにより消去できるパターンピッチＬ２より大きければ
よい。即ち、図１８に示す如く、空間フィルターによる
消去とオペレータによる消去とがオーバラップすること
が必要である。これにより、あるピッチの繰り返しパタ
ーンが基板上に表れても、空間フィルター１０６かオペ
レータによってパターンを消去することができ、その結
果微小異物のみを検出することができる。Here, in order to erase the patterns of all pitches on the substrate, as shown in FIG. 18, the pattern pitch L1 that can be erased by the above spatial filter is larger than the pattern pitch L2 that can be erased by the operator. . That is, as shown in FIG. 18, it is necessary that the erasure by the spatial filter and the erasure by the operator overlap. As a result, even if a repetitive pattern of a certain pitch appears on the substrate, the pattern can be erased by the spatial filter 106 or the operator, and as a result, only minute foreign matter can be detected.

【０１１２】ここで、図１７に示すように、ピッチ可変
のＰＲＥＳフィルター１４１は最小ピッチｐｆ1 ＝１ｍ
ｍから最大ピッチ２・ｐｆ1 ＝２ｍｍまで連続的にピッ
チを変化できるように形成されている。また、空間フィ
ルター１０６（１４１）による検出器１０７上での干渉
現象を防ぐあるいは押さえるために、フィルター本数、
ピッチ、フィルター幅を制限する必要がある。つまり、
上記の最小空間フィルターピッチは製作上の限定だけで
なく、干渉現象を押さえるためにも限定される。この
際、以上のフィルター本数、フィールドサイズ、オペレ
ータサイズの間の関係式が重要になる。Here, as shown in FIG. 17, the variable pitch PRES filter 141 has a minimum pitch pf1 = 1 m.
It is formed so that the pitch can be continuously changed from m to the maximum pitch of 2 · pf1 = 2 mm. Further, in order to prevent or suppress the interference phenomenon on the detector 107 due to the spatial filter 106 (141), the number of filters,
It is necessary to limit the pitch and filter width. That is,
The above-mentioned minimum spatial filter pitch is limited not only in production but also in order to suppress an interference phenomenon. At this time, the above relational expression among the number of filters, the field size, and the operator size becomes important.

【０１１３】また、空間フィルター１０６（１４１）に
よるパターン消去の可否は以下説明するように、消去す
るパターンのピッチによるのではなく、直線状空間フィ
ルター１４１の本数によるものである。空間フィルター
面の大きさをＤ、最小空間フィルターピッチをｐｆｓ、
直線状空間フィルターの本数をｎｆ、ｐｆｓの空間フィ
ルターにより遮光可能な最大パターンピッチをＬｍとす
る。検出器の視野をＸ、画素サイズをｗ、画素数をＮと
する。オペレータによる２チップ比較の際のオペレータ
サイズをｎoとする。Whether or not the pattern can be erased by the spatial filter 106 (141) does not depend on the pitch of the pattern to be erased, but on the number of linear spatial filters 141, as will be described below. The size of the spatial filter surface is D, the minimum spatial filter pitch is pfs,
The number of linear spatial filters is nf, and the maximum pattern pitch that can be shielded by the spatial filter of pfs is Lm. It is assumed that the field of view of the detector is X, the pixel size is w, and the number of pixels is N. Let the operator size be no when the operator compares two chips.

【０１１４】[0114]

【数１０】 ｐｆｓ／Ｄ＝λ／（N.A.・Ｌｍ） （数１０） 検出エリア率αを十分に大きくとるには、[Formula 10] pfs / D = λ / (N.A. · Lm) (Formula 10) In order to make the detection area ratio α sufficiently large,

【０１１５】[0115]

【数１１】 ｋ・no・ｗ＝Ｌｍ （ｋ＞＞１） （数１１）[Equation 11] k · no · w = Lm (k >> 1) (Equation 11)

【０１１６】[0116]

【数１２】 Ｄ／ｐｆｓ＝ｎｆ （数１２） が、必要。[Equation 12] D / pfs = nf (Equation 12) is required.

【０１１７】また、画素サイズは光学系の分解能付近に
設定されれば、検査時間からも検出性能からも必要十分
であるから、If the pixel size is set near the resolution of the optical system, it is necessary and sufficient from the inspection time and the detection performance.

【０１１８】[0118]

【数１３】 ｗ＝ｋ０・λ／N.A. （数１３） （数１１）式、（数１２）式、（数１３）式より、[Expression 13] w = k0 · λ / N.A. (Expression 13) From Expression (11), Expression (12), and Expression (13),

【０１１９】[0119]

【数１４】 ｐｆｓ＝Ｄ／（ｋ・ｋ０・no） （数１４）[Formula 14] pfs = D / (k · k0 · no) (Formula 14)

【０１２０】[0120]

【数１５】 α＝１−（１／ｋ）＝１−（（no・ｋ０）／ｎｆ） （数１５） となり、検出エリア率αはオペレータサイズと直線状フ
ィルター本数のみにより決定される。ｋ０は約１で有
り、オペレータサイズnoを３とすると、検出エリア率を
例えば、８０％以上とするには、１５本以上の直線状空
間フィルターがあればよいことになる。以上の検討結果
は、検出すべき対象のパターンのピッチにかかわらず、
画素サイズを検出器サイズと同等にし、概ね１５本程度
以上の直線状空間フィルターを用いれば、全てのピッチ
のパターンに対応できることを意味する。Α = 1- (1 / k) = 1-((no · k0) / nf) (Equation 15) The detection area ratio α is determined only by the operator size and the number of linear filters. If k0 is about 1 and the operator size no is 3, it is sufficient to have 15 or more linear spatial filters to set the detection area ratio to 80% or more. The above examination results show that regardless of the pitch of the pattern to be detected,
This means that if the pixel size is made equal to the detector size and approximately 15 linear spatial filters or more are used, patterns of all pitches can be dealt with.

【０１２１】（製作方法）以下、上記空間フィルター１
０６の製作方法を説明する。本発明の空間フィルター１
０６は、バネ状支持具に直線状フィルターを複数設置し
た形状を有していればよく、必ずしもここに説明した方
法によらないが、ここに説明した方法は本発明の空間フ
ィルターを効率よく安価に製作できるものである。(Manufacturing Method) Hereinafter, the above spatial filter 1
A manufacturing method of 06 will be described. Spatial filter 1 of the present invention
No. 06 need only have a shape in which a plurality of linear filters are installed on a spring-like support, and is not necessarily based on the method described here, but the method described here is an efficient and inexpensive method for the spatial filter of the present invention. It can be manufactured to.

【０１２２】図１９に製作方法を示す。本発明は、コイ
ルバネ１２１、１２１上に、等間隔に直線状フィルター
をエッチングで形成したフィルターシート１６５をのせ
各直線状フィルター１４１をはんだづけ、あるいは接着
剤等で設置する。ここで、コイルばね１２１、１２２及
び直線状フィルター１４１は強度の点からステンレス性
で有ることが望ましいが、ステンレス性の場合、半田が
のりにくいと言う欠点を有する。そこで、ステンレスに
表面にクロムをめっきしさらにクロムの酸化を防ぐため
に金をめっきするとよい。しかしながら、これらのめっ
きは必要不可決のものではなく半田をのりやすくするだ
けの目的である。従って、ステンレスの表面に直接作用
して半田をのりやすくするフラックスを用いることもで
きる。このような場合、クロム及び金めっきは必要な
い。FIG. 19 shows a manufacturing method. According to the present invention, a filter sheet 165 having linear filters formed by etching at equal intervals is placed on the coil springs 121, 121, and each linear filter 141 is soldered or installed by an adhesive or the like. Here, the coil springs 121 and 122 and the linear filter 141 are preferably made of stainless steel from the viewpoint of strength, but in the case of stainless steel, there is a drawback that solder is hard to deposit. Therefore, it is advisable to plate the surface of stainless steel with chromium, and then to plate gold with gold to prevent oxidation of chromium. However, these platings are not necessary and indispensable, but merely to facilitate soldering. Therefore, it is also possible to use a flux that acts directly on the surface of the stainless steel to facilitate solder loading. In such cases, chrome and gold plating is not needed.

【０１２３】フィルターシート１６５内の直線状フィル
ター１４１は、上記説明した光学系１０３において基板
１上に照射された光源１１２の像のフーリエ変換の位置
での大きさか、１０％から１００％程度の余裕を持った
大きさに設定されるのが望ましい。ここで、フィルター
シート１６５のコイルばね１２１、１２２との接点に当
たる位置はコイルばねと同程度の太さが望ましい。従っ
て、直線状フィルター１４１のフィルター部と接点部は
太さを変える必要がある。この太さの変化する部分で
は、応力集中を避けるために滑らかに太さが変わる必要
がある。The linear filter 141 in the filter sheet 165 has a size at the Fourier transform position of the image of the light source 112 irradiated on the substrate 1 in the above-described optical system 103, or a margin of about 10% to 100%. It is desirable that the size be set to a certain size. Here, the position where the filter sheet 165 contacts the coil springs 121 and 122 is preferably as thick as the coil spring. Therefore, it is necessary to change the thickness of the filter portion and the contact portion of the linear filter 141. In this portion where the thickness changes, the thickness needs to change smoothly in order to avoid stress concentration.

【０１２４】上記フィルターシート１６５を、予めフィ
ルターシート１６５と等間隔に設置されたコイルばね１
２１、１２２上にのせ、接点に半田とフラックスを混合
した半田ペースト１６６を適量のせる。ここで、半田ペ
ーストはフィルターシート１６５上に事前にのせておい
てもよい。The coil spring 1 in which the filter sheet 165 is previously installed at equal intervals with the filter sheet 165.
21, 122 and 122, and an appropriate amount of solder paste 166, which is a mixture of solder and flux, is applied to the contacts. Here, the solder paste may be placed on the filter sheet 165 in advance.

【０１２５】ここで、直線状フィルター１４１の間隔を
変えた際も中央の直線状フィルターの位置が変わらない
ようにするために、つまり０次回折光を常に遮光するよ
うな構成にするために、フィルターシート１６５をのせ
る際に、コイルばね可動機構１３１の中心にフィルター
シート１６５の中心が来る必要がある。そのため、予め
可動機構１３１を稼働させ、可動機構１３１の中央部
（図１９に如く、２４、２５に直角な一点鎖線で示
す。）にコイルばね１２１、１２２のフィルターシート
との接点部が来ていないときは、図２０に示すようにコ
イルばねをコイルばね自身の中心軸２３の周りに回転さ
せ、コイルばね可動機構１３１の中心２４にフィルター
シート１６５の中心２５が来るようにする必要がある。Here, in order to prevent the position of the central linear filter from changing even when the interval of the linear filters 141 is changed, that is, in order to always shield the 0th-order diffracted light, When the sheet 165 is placed, the center of the filter sheet 165 needs to come to the center of the coil spring movable mechanism 131. Therefore, the movable mechanism 131 is operated in advance, and the contact portions of the coil springs 121 and 122 with the filter sheet come to the central portion of the movable mechanism 131 (shown by the one-dot chain line perpendicular to 24 and 25 as shown in FIG. 19). If not, it is necessary to rotate the coil spring about the central axis 23 of the coil spring itself as shown in FIG. 20, so that the center 25 of the filter sheet 165 comes to the center 24 of the coil spring movable mechanism 131.

【０１２６】以上のコイルばね可動機構１３１の上に半
田ペースト１６６をのせたフィルターシート１６５をの
せ、全体を加熱して半田ペースト１６６を溶融させたあ
と自然冷却して完成する。ここでコイルばね可動機構全
体を加熱するのは加熱による残留応力を予防するためで
ある。The filter sheet 165 on which the solder paste 166 is placed is placed on the above coil spring movable mechanism 131, the whole is heated to melt the solder paste 166, and then naturally cooled to complete the process. The reason why the entire coil spring moving mechanism is heated is to prevent residual stress due to heating.

【０１２７】本発明の空間フィルター機構１０６はコイ
ルばね１２１、１２２という弾性係数の小さいものを用
いているため残留応力に対してひずみが大きくなり、フ
ィルターの位置ずれにより、遮光性能つまり上記説明し
た空間フィルターリングの性能が劣ってしまう。このよ
うな残留応力によるひずみを取るためには上記可動機構
全体を加熱するのがよい。また、本空間フィルターは、
回折光を遮光するものであるため遮光時に乱反射等をな
くすために黒色に処理されたいるのが望ましい。この黒
色処理は、塗料を塗布したものであっても、黒染め処理
と言われる熱処理を伴うものであってもよい。また、こ
の黒色処理は、半田付けのあとにされても、フィルター
シート１６５上の接合部以外の部分、遮光部に対してだ
けフィルターシート１６５に対して成されるものであっ
てもよい。Since the spatial filter mechanism 106 of the present invention uses the coil springs 121 and 122 having a small elastic coefficient, the strain becomes large with respect to the residual stress, and the light-shielding performance, that is, the space described above, is caused by the displacement of the filter. Filtering performance is poor. To remove the strain due to such residual stress, it is preferable to heat the entire movable mechanism. Also, this spatial filter is
Since it diffracts the diffracted light, it is preferable that the diffracted light is treated in black in order to eliminate irregular reflection and the like when the light is blocked. This black treatment may be applied with a paint or may be accompanied by heat treatment called black dyeing treatment. The black treatment may be performed after soldering, or may be performed on the filter sheet 165 only on the portion other than the joint portion on the filter sheet 165 and the light shielding portion.

【０１２８】以上、半田ぺースト１６６を用いた方法を
説明したが、必ずしも半田ペーストを用いる必要が有る
わけではなく、上記フィルターシート内の直線状フィル
ターを１本１本半田付けする方法であっってもよいのは
言うまでもない。Although the method using the solder paste 166 has been described above, it is not always necessary to use the solder paste, and the linear filter in the filter sheet is soldered one by one. It goes without saying that it is okay.

【０１２９】（コンボルーションによる画像復元）図２
１に示すように、本発明による装置では、等ピッチに配
列された空間フィルター１４１により光線が回折し、結
像面に回折パターンを形成する。具体的には、点像の回
折像が結像面に形成される。この像は、０次の回折光の
周囲に±１次の回折光が現われている。このような回折
光が現われると、例えば本来のピークの周囲に±１次の
ピークが現われた信号２６のような形状になり、異物が
３個に増えて検出されるばかりでなく、パターンの場合
は、パターンとして判断され消去あるいは検出感度が落
ちてしまうケ所が大きくなってしまう。これを回避する
ためには、直線状空間フィルターの幅を狭くすればよ
い。具体的には、空間フィルター１４１のピッチに対し
て直線状空間フィルターの幅が１／２の場合、上記１次
回折光は０次回折光の１／２倍なのに対し、空間フィル
ターのピッチに対して直線状空間フィルターの幅が１／
８の場合、上記１次回折光は０次回折光の１／３０倍に
低減する。これらの結果は、空間フィルター１０６の形
状Ｌ(u,v)をフーリエ変換することによって算出された
ものである。従って、必要に応じ、空間フィルターのピ
ッチに対する直線状空間フィルター１４１の幅を選択す
る必要がある。また、特に、比率を小さく知る必要があ
る場合、回折パターンが空間フィルターによって十分に
遮光されるように、照明系１０２による基板１上に照射
された光源のフーリエ変換の位置での集光の仕方も変え
る必要がる。具体的には、照明の基板１に対する入射光
の内ｙ方向成分の開口数を大きくすることによって達成
される。この際の照明のフーリエ変換面上での結像の大
きさはコヒーレント光の結像理論により算出される。(Image restoration by convolution) FIG.
As shown in FIG. 1, in the device according to the present invention, the light rays are diffracted by the spatial filters 141 arranged at equal pitches to form a diffraction pattern on the image plane. Specifically, a diffraction image of a point image is formed on the image plane. In this image, the ± 1st order diffracted light appears around the 0th order diffracted light. When such diffracted light appears, it becomes a signal 26 in which ± 1st-order peaks appear around the original peaks, and not only is foreign matter increased to three and detected, but also in the case of a pattern. Will be judged as a pattern, and there will be a large number of places where erasure or detection sensitivity will be degraded. To avoid this, the width of the linear spatial filter may be narrowed. Specifically, when the width of the linear spatial filter is 1/2 with respect to the pitch of the spatial filter 141, the first-order diffracted light is 1/2 times that of the 0-th order diffracted light, whereas the linear diffracted light is linear with respect to the pitch of the spatial filter. The width of the space filter is 1 /
In the case of 8, the 1st-order diffracted light is reduced to 1/30 times the 0th-order diffracted light. These results are calculated by Fourier transforming the shape L (u, v) of the spatial filter 106. Therefore, it is necessary to select the width of the linear spatial filter 141 with respect to the pitch of the spatial filter, if necessary. Further, in particular, when it is necessary to know the ratio to be small, a method of collecting light at the Fourier transform position of the light source irradiated on the substrate 1 by the illumination system 102 so that the diffraction pattern is sufficiently shielded by the spatial filter. Also needs to change. Specifically, this is achieved by increasing the numerical aperture of the in-direction component of the incident light on the substrate 1 for illumination. The size of the image formed on the Fourier transform plane of the illumination at this time is calculated by the image formation theory of coherent light.

【０１３０】また、ウイーナフィルターとして知られて
いる画像処理の方法によっても、上記の回折の影響は回
避できる。具体的には図２１に示すように、空間フィル
ターの形状をＬ(u,v)とすると、予め１／Ｌ(u,v)の値を
求めてそのフーリエ変換を算出しておき、この結果を畳
み込み手段２５１により検出した画像に畳み込めばよ
い。このように畳み込み手段２５１により検出した画像
に畳み込めば、空間フィルター１４１による回折光を取
り除くことができる。ここで、１／Ｌ(u,v)の値は無限
大に発散する部分があるため、この値を必要十分な大き
なあたいに近似する必要がある。また、フーリエ変換の
結果得られる複素数の値は、概ね位相の反転する数値を
正負とし、大きさが複素数の絶対値になるように近似さ
れる。また、畳み込みされる画像を切り出す際も十分に
効果の有る最小の大きさになるように設定されるべきで
ある。Also, the influence of the above diffraction can be avoided by an image processing method known as a Wiener filter. Specifically, as shown in FIG. 21, assuming that the shape of the spatial filter is L (u, v), the value of 1 / L (u, v) is obtained in advance and its Fourier transform is calculated. May be convolved with the image detected by the convolution means 251. By convolving the image detected by the convolution unit 251 in this way, the diffracted light by the spatial filter 141 can be removed. Here, since the value of 1 / L (u, v) has a portion that diverges to infinity, it is necessary to approximate this value to a necessary and sufficiently large value. In addition, the value of the complex number obtained as a result of the Fourier transform is approximated so that the value whose phase is inverted is positive or negative and the magnitude is the absolute value of the complex number. Also, it should be set so as to have a minimum size that is sufficiently effective when cutting out an image to be convolved.

【０１３１】（微細パターンに合わせてウエハを回転す
る）以上の、空間フィルターおよび繰り返しチップによ
るパターン除去では、空間フィルターにより除去される
パターンのピッチが小さい方がよく、繰り返しチップに
よる方法で除去されるパターンのピッチが大きい方がよ
い。特に、パターンとして除去されてしまう面積を少な
くするためには、繰り返しチップによる方法で除去され
るパターンのピッチは大きい方が望ましい。そこで、検
査に当たって、パターンとして除去されてしまう面積を
少なくなるように、基板上に形成されたパターンの形状
に応じて基板搬送時の基板の回転方向を決定するのがよ
い。具体的には、図２２に示したように、空間フィルタ
ーで消せないパターンピッチＬ１１、Ｌ１２が有った場
合、より大きなパターンピッチＬ１１の方向がセンサの
方向になるように方向２８に走査するほうがよい。この
ような方向になるように、予め基板１を９０度回転して
検査する構成とする。In the above-described pattern removal by the spatial filter and the repeated chips (rotating the wafer according to the fine pattern), it is better that the pattern pitch removed by the spatial filter is smaller, and the pattern is removed by the repeated chip method. The larger the pattern pitch, the better. In particular, in order to reduce the area that is removed as a pattern, it is desirable that the pitch of the pattern removed by the repeated chip method is large. Therefore, in the inspection, it is preferable to determine the rotation direction of the substrate at the time of carrying the substrate according to the shape of the pattern formed on the substrate so that the area removed as a pattern is reduced. Specifically, as shown in FIG. 22, when there are pattern pitches L11 and L12 that cannot be erased by the spatial filter, it is better to scan in the direction 28 so that the direction of the larger pattern pitch L11 becomes the sensor direction. Good. The substrate 1 is rotated 90 degrees in advance so as to be in such a direction, and the inspection is performed.

【０１３２】（真上からの照明）ここで、例えば、微細
化と低抵抗の確保を実現するために、現状あるいは今後
の半導体デバイスは、高アスペクト比化が進んでいる。
このため、この段差の陰に隠れた異物あるいは欠陥は検
出できない。本発明は、このような対象に対しても焦点
深度がふかいため検査可能である。さらに、図２３に示
すようにミラー１６８及びハーフミラー１６９を用い
て、上方から照明する照明光学系を用いることにより、
陰に隠れた異物あるいは欠陥も照明することができ、検
出可能となる。(Illumination from Directly Above) Here, in order to realize miniaturization and low resistance, for example, semiconductor devices at present or in the future have higher aspect ratios.
Therefore, the foreign matter or defect hidden behind the step cannot be detected. The present invention can inspect even such an object because the depth of focus is poor. Furthermore, by using a mirror 168 and a half mirror 169 as shown in FIG.
It is possible to illuminate even a foreign object or defect hidden behind a shadow and detect it.

【０１３３】（ＴＦＴへの応用）ＴＦＴ基板等基板が大
きく厚さが薄いものは、支持した際のひずみが大きい。
このような場合、図２４に示すように、基板３０を支持
部１７１、１７２で両持ち自由端支持し、照明のスポッ
トの長手方向３１及び検出器の長て方向を支持端を結ぶ
方向３２に垂直に設定し基板を方向３２に平行に走査す
る構成にする。このような構成により、周辺部だけしか
支持できずひずみが大きくなる場合も、ひずみの方向を
照明及び検出器の方向に対して垂直にできるため、照明
及び検出器の方向ではひずみが生じないため、検出視野
内で検査対象を焦点深度内に入れることができる。さら
に、基板全体のひずみが大きい場合も、基板のひずみの
形状を計算により算出しやすいと言う効果もある。この
ため、基板の厚さ、長さ、幅、縦弾性係数、横弾性係数
等のパラメータをもとに、両持ち自由端支持のひずみを
算出し、この形状に合わせて、焦点が合うようにステー
ジを焦点方向に駆動させながら検査することを可能ので
きる。このような構成では、自動焦点検出機構が必要な
いという利点がある。以上の構成で、ＴＦＴのような大
型の基板３０の異物等の欠陥の検査も可能となる。(Application to TFT) A large-sized substrate such as a TFT substrate and having a small thickness has a large strain when supported.
In such a case, as shown in FIG. 24, the substrate 30 is supported at both ends by supporting portions 171 and 172, and the longitudinal direction 31 of the illumination spot and the longitudinal direction of the detector are in the direction 32 connecting the supporting ends. The substrate is set vertically so that the substrate is scanned parallel to the direction 32. With such a configuration, even if only the peripheral part can be supported and the strain becomes large, the strain direction can be made perpendicular to the direction of the illumination and detector, so there is no strain in the direction of the illumination and detector. , It is possible to put the inspection object within the depth of focus within the detection visual field. Further, even when the strain of the entire substrate is large, there is an effect that the strain shape of the substrate can be easily calculated. Therefore, based on parameters such as the thickness, length, width, longitudinal elastic modulus, and lateral elastic modulus of the substrate, calculate the strain of the double-ended free-end support, and adjust the shape according to this shape so that the focus is adjusted. It is possible to inspect while driving the stage in the focal direction. Such a configuration has an advantage that an automatic focus detection mechanism is unnecessary. With the above configuration, it is possible to inspect for defects such as foreign matter on a large-sized substrate 30 such as a TFT.

【０１３４】また、検出ヘッドアレイを３３、３４に示
すように複数列用いた場合、それぞれの位置でひずみが
異なるため、基板３０をｚ方向に調整するのでなく、検
出ヘッドアレイ３３、３４を独立に調整する必要があ
る。また、このような基板の検査で基板を平らな支持台
に固定して検査する場合はこのような構成は必ずしも必
要ないの言うまでもない。また、基板３０の４すみを支
持することによって、ひずみを低減できる。When a plurality of detection head arrays are used as shown in 33 and 34, since the strains are different at respective positions, the substrate 30 is not adjusted in the z direction, but the detection head arrays 33 and 34 are independent. Need to be adjusted. Needless to say, such a configuration is not always necessary when the substrate is fixed to a flat support table and inspected. Further, by supporting the four corners of the substrate 30, the strain can be reduced.

【０１３５】（高精度異物検査装置）以上の、空間フィ
ルターを用いて検査装置は、以上説明したように、高速
小型だけを実現することだけが目的ではない。以上と全
く同じ構成で、図１１に示すように物体側のフーリエ変
換レンズを交換することにより分解能を向上すれば、具
体的には、分解能を１ミクロン程度にすれば、最小0.1
から0.3ミクロンていどの異物あるいは欠陥を高速に検
査できる。また、分解能を３ミクロン程度にすれば、最
小0.３から0.８ミクロンていどの異物あるいは欠陥を高
速に検査できる。このような構成は、パターンの繰り返
し性を利用してノイズとなるパターンの信号を上手に消
去できるため、設計データ比較、あるいはセル比較、チ
ップ比較のパターン検査装置に比べて、大きな画素サイ
ズを用いても小さな異物あるいは欠陥を検査できるた
め、結果的に高速な検査を実現できる。(High-precision foreign matter inspection device) As described above, the inspection device using the spatial filter is not only intended to realize high speed and small size. With the same configuration as above, if the resolution is improved by exchanging the Fourier transform lens on the object side as shown in FIG. 11, specifically, if the resolution is set to about 1 micron, the minimum 0.1
From 0.3 to 0.3 micron can be inspected at high speed for foreign particles or defects. Further, if the resolution is set to about 3 μm, it is possible to inspect foreign matters or defects at a minimum speed of 0.3 to 0.8 μm at high speed. In such a configuration, since the signal of the pattern that becomes noise can be erased well by utilizing the repeatability of the pattern, a larger pixel size is used as compared with the pattern inspection device for design data comparison, cell comparison, or chip comparison. However, a small foreign matter or defect can be inspected, and as a result, high-speed inspection can be realized.

【０１３６】このような検査でも、基本的に繰り返しパ
ターンのみの検査で有るため、繰り帰し性をもたない、
パターン部は検査対象外になる。この検査対象外の部分
は、別の検査装置で検査する、目視検査を実施する等の
工夫が必要になる。Even in such an inspection, since it is basically an inspection of only repetitive patterns, it has no repeatability.
The pattern part is not subject to inspection. It is necessary to devise a portion other than the inspection target with another inspection device, perform a visual inspection, or the like.

【０１３７】（検出ヘッドの利用）以上説明した異物欠
陥検出装置は、図２５に示すように、基板１の１方向の
搬送中に検査するのが最も効果的であるため、基板１の
全域を検査するために、図２５に示すように複数の検査
装置（検出ヘッド）を並列に配置して検査するのが望ま
しい。しかしながら、図２６に示すように１ユニットの
検出ヘッド１０１を用いて基板の一部３５だけを検査し
ても効果が十分発揮される場合が多い。一部の異物欠陥
検査で十分異物欠陥発生と言う以上事態を検出できるか
らである。もちろん、これは１ユニットである必要はな
く、必要に応じて複数のユニットを配置することができ
る。また、１ユニットあるいはそれ以上の検出ヘッドを
用い、図２７(a), (b)に示すようにステージのｘｙ走査
で基板全域を検査する構成を用いてもよい。(Use of Detecting Head) In the foreign matter defect detecting apparatus described above, it is most effective to inspect during conveyance of the substrate 1 in one direction, as shown in FIG. For inspection, it is desirable to arrange a plurality of inspection devices (detection heads) in parallel as shown in FIG. However, as shown in FIG. 26, even if only a part 35 of the substrate is inspected using one unit of the detection head 101, the effect is often sufficiently exerted. This is because the situation can be detected more than the occurrence of foreign matter defects in some foreign matter defect inspections. Of course, this need not be one unit, and multiple units can be placed if desired. Alternatively, a configuration may be used in which one unit or more detection heads are used and the entire substrate is inspected by xy scanning of the stage as shown in FIGS.

【０１３８】（パターン形状に合わせたダイナミック検
査）図２８に、繰り返しパターンのピッチが基板内で変
化する場合の検査装置について示す。この実施例は、繰
り返しパターンピッチ検出部１７４、検出ヘッド１０１
から構成される。(Dynamic Inspection Matched to Pattern Shape) FIG. 28 shows an inspection apparatus when the pitch of repeated patterns changes in the substrate. In this embodiment, the repetitive pattern pitch detecting section 174 and the detecting head 101 are provided.
Composed of.

【０１３９】基板が搬送されると、まず、繰り返しパタ
ーンピッチ検出部１７４で検出された信号を基に、パラ
メータ算出手段２１２で上記説明した周波数解析の方法
などを用い繰り返しパターンのピッチが算出される。こ
こで算出されたピッチは、検出ヘッド１０１に送られ、
空間フィルターのピッチ、オペレータのピッチが変更さ
れる。検出ヘッド１０１では、ピッチ検出部１７４ピッ
チが算出された部分が検出ヘッド１０１の検査位置に搬
送された時点で、検査される。検査は常時ピッチが算出
されながら、進行する。ここで、パターンのピッチが不
連続に変化しない場合は、この方法で検査可能である。
ピッチが不連続に変化した場合は、特にピッチの設定が
間に合わない可能性がある。このような場合は、ピッチ
の設定が終了するまで、搬送系送りをとめておく必要が
ある。When the substrate is transported, first, the pitch of the repeating pattern is calculated by the parameter calculating means 212 using the frequency analysis method described above based on the signal detected by the repeating pattern pitch detecting section 174. . The pitch calculated here is sent to the detection head 101,
The pitch of the spatial filter and the pitch of the operator are changed. The detection head 101 is inspected at the time when the portion where the pitch detection unit 174 pitch is calculated is conveyed to the inspection position of the detection head 101. The inspection proceeds while the pitch is constantly calculated. Here, when the pattern pitch does not change discontinuously, the inspection can be performed by this method.
When the pitch changes discontinuously, there is a possibility that the setting of the pitch may be too late. In such a case, it is necessary to stop the feeding of the transport system until the setting of the pitch is completed.

【０１４０】（サインカーブ回折格子による回折干渉
法）以下、回折光と干渉光を組み合わせたパターン検査
方法について図２９を用いて説明する。この装置は、基
本的には、以上説明した空間フィルターを用いた検査装
置と同じであり、照明系１０２、検出光学系１０３空間
フィルターユニット１０６、検出記１０７から構成さ
れ、さらに、空間フィルターの位置に透明な基板で作成
された、サインカーブの位相分布を持つ回折格子１７
５、及び、駆動機構１７６を追加したものである。ここ
で、上記説明した方法は、チップの繰り返しを用いたパ
ターン除去処理を図４に示した電気処理系で実現してい
る。以上説明したようにこの方法では、パターン内にあ
る異物は特に大きなものでないと検査できないという問
題を有していた。さらに、図１４に示したように、以上
説明したように、このような大きな背景ノイズのなかに
ある情報は、均一に確実にオフセットをなくすことがで
きる光処理等の方法によってのみ検出できる。そこで、
以上のチップの繰り返しを用いたパターン除去処理を光
学的な方法、具体的には、干渉法で実現しようとするも
のである。(Diffraction Interferometry Method Using Sine Curve Diffraction Grating) A pattern inspection method combining diffracted light and interference light will be described below with reference to FIG. This device is basically the same as the inspection device using the spatial filter described above, and includes an illumination system 102, a detection optical system 103, a spatial filter unit 106, and a detection mark 107, and further, the position of the spatial filter. Diffraction grating 17 with a sine curve phase distribution made of a transparent substrate
5 and a drive mechanism 176 are added. Here, in the method described above, the pattern removal process using repeated chips is realized by the electrical processing system shown in FIG. As described above, this method has a problem that the foreign matter in the pattern cannot be inspected unless it is particularly large. Further, as shown in FIG. 14, as described above, information in such a large background noise can be detected only by a method such as optical processing that can uniformly and surely eliminate the offset. Therefore,
It is intended to realize the pattern removal processing using the repetition of the above chips by an optical method, specifically, an interference method.

【０１４１】ここで、図２９に示した照明は基板に対し
て、透過光で示しているが、透過光であっても、反射光
であっっても差しつかえない。ここで、照明は、すくな
くても１軸方向はコヒーレントに照明される。ここで、
繰り替えしパターン３７、３８が有った場合、それぞれ
から射出した光の主光線（０次回折光）は、それぞれの
光軸を進み、検出記１０７上にそれぞれの像を結像す
る。ところが、フーリエ変換面に回折格子１７５が設置
されているために、光は、回折し、±１次方向に回折光
を射出する。ここで、重要なのは、回折格子１７５とし
て、サインカーブ（コサインンカーブもお同じ）を用い
ているため、０次回折光はなくなり（光強度が０）、±
１次光だけになて射出する点である。ここで、駆動機構
により回折格子１７５を光軸方向に調整することによ
り、パターン３７からの＋１次光とパターン３８からの
−１次光を検出器上で重ねることができる。さらに、照
明側、あるいは光軸の適当な位置に位相をπずらすよう
な位相板１７８を載置すれば、検出記１０７上で２つの
光束を干渉させることができる。結果的に、途中の光束
の位相へかも補正できるように位相板１７８の位相変化
を微調整できるようにすれば、干渉によりチップの繰り
返しを用いたパターン除去処理実現できる。Although the illumination shown in FIG. 29 is shown as transmitted light with respect to the substrate, it does not matter whether it is transmitted light or reflected light. Here, the illumination is performed coherently in at least one axis direction. here,
When there are repeated patterns 37 and 38, the principal ray (0th-order diffracted light) of the light emitted from each proceeds along each optical axis and forms each image on the detection mark 107. However, since the diffraction grating 175 is installed on the Fourier transform surface, the light is diffracted and the diffracted light is emitted in the ± first order directions. Here, what is important is that since the sine curve (the same as the cosine curve) is used as the diffraction grating 175, the 0th-order diffracted light disappears (the light intensity is 0), and ±
The point is that only the primary light is emitted. Here, the + 1st order light from the pattern 37 and the −1st order light from the pattern 38 can be overlapped on the detector by adjusting the diffraction grating 175 in the optical axis direction by the driving mechanism. Furthermore, if a phase plate 178 that shifts the phase by π is placed on the illumination side or at an appropriate position on the optical axis, the two light beams can be made to interfere on the detection mark 107. As a result, if the phase change of the phase plate 178 can be finely adjusted so that the phase of the light flux in the middle can be corrected, the pattern removal process using the repetition of the chips due to the interference can be realized.

【０１４２】さらに、回折格子１７５と駆動機構１７６
をSAW等の超音波による表面波による屈折率可変機構を
用いて、回折格子の格子間距離を超音波の波長を変えて
適当に可変すれば、回折格子１７５から射出するそれぞ
れの＋１次光−１次光を全く同一の方向に射出させ、検
出器上で重ねることができる。この方法では、回折格子
１７５上にサインカーブを自動的に作成できる効果があ
る。また、回折格子１７５を光軸方向に可動させる必要
はない。もちろん、これらを併用してもよい。Further, the diffraction grating 175 and the driving mechanism 176.
If the inter-grating distance of the diffraction grating is appropriately changed by changing the wavelength of the ultrasonic wave by using a refractive index variable mechanism by the surface wave of the ultrasonic wave such as SAW, each + 1st order light emitted from the diffraction grating 175- The primary light can be emitted in exactly the same direction and superimposed on the detector. This method has the effect of automatically creating a sine curve on the diffraction grating 175. Further, it is not necessary to move the diffraction grating 175 in the optical axis direction. Of course, these may be used together.

【０１４３】また、以上は回折格子としてサインカーブ
のものを用いたが、必ずしもこのかぎりでなく、十分お
おきな間隔はなれたパターン３７、３８を比較する場合
は、サインカーブでないことから生じる０次回折光の影
響を押さえることができるため、サインカーブで有る必
要はない。また、図２９(ｂ)には、パターンを照明する
際にそれぞれパターンのピッチ分離れた場所のみをスポ
ットで照明する構成を示した。この構成では、光源１７
９は、走査装置を有しており、ハーフミラー１８０、ミ
ラー１８１を介して、パターンのピッチ分離れた場所の
みをスポットで照明する。このような構成により、正確
な位相ずれπを作り出せ、検出性能を向上できる。In the above, a sine curve diffraction grating is used. However, the diffraction grating is not limited to this, and when comparing patterns 37 and 38 with a sufficiently large interval, the 0th order diffracted light caused by the fact that the patterns are not sine curves is used. It is not necessary to be a sine curve because it can suppress the influence. Further, FIG. 29B shows a configuration in which when illuminating a pattern, only spots separated by the pitch of the pattern are illuminated by spots. In this configuration, the light source 17
9 has a scanning device, and illuminates only the spots separated by the pitch of the pattern with a spot via the half mirror 180 and the mirror 181. With such a configuration, an accurate phase shift π can be created and the detection performance can be improved.

【０１４４】（その他）以上の検査装置は、以上説明し
たように、搬送中の基板上の異物あるいは欠陥を検査す
るものであるから、搬送中に基板が検出光学系の焦点深
度内に入っている必要がある。そこで、精度のさほど高
くない搬送系中でも検査可能とするために焦点深度は深
いほうがよい。そこで、検出分解能より焦点深度を優先
するために、検出光学系中に絞りを設置し、焦点深度を
大きくしてもよい。(Others) As described above, the above-mentioned inspection apparatus is for inspecting foreign matters or defects on the substrate being conveyed, so that the substrate does not enter the depth of focus of the detection optical system during conveyance. Need to be Therefore, it is better that the depth of focus is deeper so that inspection can be performed even in a transport system that is not so high in accuracy. Therefore, in order to give priority to the depth of focus over the detection resolution, a diaphragm may be installed in the detection optical system to increase the depth of focus.

【０１４５】以上説明した検査装置では、直線状フィル
ターを用いているが、このフィルターは必ずしもこのよ
うなフィルターである必要はなく、液晶表示素子を用い
たフィルターであっても、また、塩化銀をもちいた可逆
的な光カットフィルターであっても、また、複素共役型
の非線形素子を用いてもよい。In the inspection apparatus described above, a linear filter is used, but this filter does not necessarily have to be such a filter. The reversible optical cut filter used may be a complex conjugate type non-linear element.

【０１４６】また、以上の実施例は、照明光が情報から
の光、即ち、反射光の場合を示したが、本発明の効果を
得る場合は、これに限定されるものではなく、透過光の
照明を持つ構成であって、何ら差しつかえない。In the above embodiments, the illumination light is light from information, that is, reflected light. However, when the effect of the present invention is obtained, the present invention is not limited to this, and transmitted light is not limited to this. It is a structure with the lighting of, and it does not matter at all.

【０１４７】また、本発明の検査装置で検出した異物欠
陥情報は、異物欠陥の数をカウントすることにより異常
を検出するばかりでなく、異物欠陥の発生分布を知るこ
とにより異物欠陥の発生原因を類推する手掛かりにもな
りうる。また、高精度の検査装置による結果から、本発
明のモニターの配置、配置数、感度等が設定されるとよ
い。The foreign matter defect information detected by the inspection apparatus of the present invention not only detects abnormalities by counting the number of foreign matter defects, but also knows the occurrence distribution of foreign matter defects by knowing the distribution of occurrence of foreign matter defects. It can also be a clue to analogy. Further, the arrangement, the number of arrangements, the sensitivity, etc. of the monitor of the present invention may be set based on the result of the highly accurate inspection device.

【０１４８】本発明の照明系は、照明系１０２として検
出系に独立して構成されているが、この照明系は検出系
の一部を用いることで、省略することができる。具体的
には、検出光学系のフーリエ変換面に半導体レーザ及び
適切な焦点距離のシリンドリカルレンズを載置すること
で実現可能である。このようにすることにより検出ヘッ
ドをさらに小型、軽量にでき、また、安価にできる。Although the illumination system of the present invention is constructed independently of the detection system as the illumination system 102, this illumination system can be omitted by using a part of the detection system. Specifically, it can be realized by mounting a semiconductor laser and a cylindrical lens having an appropriate focal length on the Fourier transform surface of the detection optical system. By doing so, the detection head can be made smaller and lighter, and can be made cheaper.

【０１４９】以上の構成では、半導体レーザを用いてい
るが必ずしもこれに限らずガスレーザ、固体レーザ、ほ
ぼ短波長、点光源の白色光でも本発明の効果は得られ
る。Although the semiconductor laser is used in the above structure, the present invention is not limited to this, and the effect of the present invention can be obtained even with a gas laser, a solid-state laser, a white light of a substantially short wavelength, and a point light source.

【０１５０】また、以上の小型異物検出ヘッドは、空間
フィルターユニット１０６を用いているが、これを用い
ずに、半導体レーザ１１２を偏光照明として、空間フィ
ルター１０６の位置にこの照明の偏光を遮光する方向の
偏光板を載置してもほぼ同様の異物検出効果を期待でき
る。この場合、偏光の方向は、ｐ偏光であっても、ｓ偏
光であっても差しつかえないが、ｓ偏光の方が検出性能
を期待できる。また、偏光板は、必ずしも空間フィルタ
ー１０６の位置に入れる必要はなく検出光学系１０３内
のどこでもよく、また、半導体レーザ１１２も偏光出力
のものである必要はなく、照明系１０２内の適当な位置
に偏光板を挿入してもよい。もちろんこの場合、偏光を
利用する他の異物検査装置のように検出性能は、空間フ
ィルターを用いた場合よりやや落ちるが、空間フィルタ
ーのパラメータ設定、調整等の面倒な手間や、装置を省
略できるという効果を有する。またこのように偏光板を
用いる場合であっても、上記説明したように繰り返しパ
ターン周囲の非繰り返しパターンからの散乱光は十分に
消去できないため、本発明のオペレータ処理系２０３は
効果を発揮する。同時に、オペレータ処理系２０３の機
能を向上するためのテレセントリック光学系１０３’の
効果も大きい。従って、基板１の回転ずれ調整機構も必
要である。しかしながら、基本的には、偏光板を用いる
方法は基板の回転ずれには強いものであって、回転ずれ
は、必ずしも合わせる必要はない。さらに、テストエレ
メントグループのパターンを消去するための手段も同様
に必要になる。これらの手段は、以上説明したように、
全て同時に必要になるものではなく、それぞれ一つづつ
あるいは任意の複数の組み合わせで用いてもおおきな効
果が期待できるものである。従って、検出すべき異物の
大きさ、必要な検出性能、検出すべき対象基板の条件等
に応じて、実験的にあるいは、高精度欠陥異物検査装置
の検出条件に合わせて組み合わせられるべきものであ
る。Further, although the above-mentioned small foreign matter detecting head uses the spatial filter unit 106, without using this, the semiconductor laser 112 is used as polarized illumination to shield the polarized light of this illumination at the position of the spatial filter 106. Even if a polarizing plate oriented in the same direction is mounted, almost the same foreign matter detection effect can be expected. In this case, the polarization direction may be p-polarized light or s-polarized light, but s-polarized light can be expected to have higher detection performance. Further, the polarizing plate does not necessarily have to be put in the position of the spatial filter 106, and may be anywhere in the detection optical system 103, and the semiconductor laser 112 does not have to be a polarized light output, and an appropriate position in the illumination system 102. A polarizing plate may be inserted in. Of course, in this case, the detection performance is slightly lower than that of the case of using the spatial filter like other foreign matter inspection apparatuses that use polarized light, but it is possible to omit the troublesome work such as parameter setting and adjustment of the spatial filter and the apparatus. Have an effect. Even when the polarizing plate is used as described above, the scattered light from the non-repeating pattern around the repeating pattern cannot be sufficiently erased as described above, and therefore the operator processing system 203 of the present invention exerts its effect. At the same time, the effect of the telecentric optical system 103 ′ for improving the function of the operator processing system 203 is great. Therefore, a rotation deviation adjusting mechanism for the substrate 1 is also required. However, basically, the method using the polarizing plate is strong against the rotation deviation of the substrate, and the rotation deviation does not necessarily have to be matched. Furthermore, a means for erasing the test element group pattern is likewise required. These means, as explained above,
Not all of them are required at the same time, and significant effects can be expected even if they are used one by one or in arbitrary plural combinations. Therefore, it should be combined experimentally or in accordance with the detection conditions of the high-precision defect foreign matter inspection apparatus, depending on the size of the foreign matter to be detected, the required detection performance, the conditions of the target substrate to be detected, etc. .

【０１５１】また、偏光板と空間フィルター１０６を組
み合わせて用いると異物欠陥の検出性能はさらに向上す
る。この場合も、これらの手段は、以上説明したよう
に、全て同時に必要になるものではなく、それぞれ一つ
づつあるいは任意の複数の組み合わせで用いてもおおき
な効果が期待できるものである。検出光量がやや落ちる
ため、照明の照度を向上する必要がある。この場合も、
具体的には、N.A.の大きな光学系を用いるなどの構成に
より、基板上のビーム幅を小さくし、ステージの精度を
向上する必要が有る。このような場合、例えば、縞パタ
ーンを投影する方法やレーザビームの変位を検出するな
どの周知の自動焦点機構が必要になる。If the polarizing plate and the spatial filter 106 are used in combination, the foreign matter defect detection performance is further improved. Also in this case, these means are not all required at the same time as described above, and significant effects can be expected even if they are used one by one or in any combination. Since the amount of detected light drops slightly, it is necessary to improve the illuminance of illumination. Also in this case,
Specifically, it is necessary to reduce the beam width on the substrate and improve the accuracy of the stage by using an optical system with a large NA. In such a case, for example, a well-known automatic focusing mechanism such as a method of projecting a fringe pattern or detecting a displacement of a laser beam is required.

【０１５２】半導体製造工程の量産立上げ及び量産ライ
ンの異物検査方法及びその装置の構成ブロック図の一例
を図３１に示す。FIG. 31 shows an example of a configuration block diagram of a method for initiating mass production in a semiconductor manufacturing process and a foreign matter inspection method for a mass production line and its apparatus.

【０１５３】図３１において、この半導体製造工程の量
産立上げ及び量産ラインの異物検査装置は、露光装置５
１１エッチング装置５１２と洗浄装置５１３とイオン打
込装置５１４とスパッタ装置５１５とＣＶＤ装置５１６
等から成る半導体製造装置群５１０と、温度センサ５２
１と搬送系内異物モニタ５２２と圧力センサ５２３と処
理装置内異物モニタ５２４等から成るセンシング部５２
０およびそのセンシング部コントロールシステム５２５
と、ガス供給部５３１と水供給部５３２からなるユーテ
ィリティ群５３０と、水質サンプリングウェハ５４１と
ガスサンプリングウェハ５４２と装置内サンプリングウ
ェハ５４３とデバイスウェハ５４４と雰囲気サンプリン
グウェハ５４５から成るサンプリング部５４０と、ウェ
ハ異物検出部５５１とパターン欠陥検出部５５２から成
る検出部５５０と、走査形電子顕微鏡（ＳＥＭ）と２次
イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ）５６２と走査形トンネ
ル顕微鏡／分光装置（ＳＴＭ／ＳＴＳ）５６３と赤外分
光分析装置５６４等から成る分析部５６０と、異物致命
性判定システム５７１と微小異物原因究明システム５７
２と汚染源対策システム５７３とから成る対応システム
５７０とより構成される。またこれらの構成要素はライ
ン対応のオンライン異物検査システム５８１と量産立上
げライン対応のオフライン異物検査システム５８２とに
分けられ、これらをあわせて半導体製造工程の量産立上
げおよび量産ライン異物検査システム５８０を成す。In FIG. 31, the foreign matter inspection apparatus for the mass production startup and mass production line of this semiconductor manufacturing process is the exposure apparatus 5.
11 etching device 512, cleaning device 513, ion implantation device 514, sputtering device 515, and CVD device 516
Semiconductor manufacturing apparatus group 510 including the temperature sensor 52 and the like.
1, a foreign matter monitor 522 in the transport system, a pressure sensor 523, a foreign matter monitor 524 in the processing device, and the like, and a sensing unit 52.
0 and its sensing unit control system 525
A utility group 530 including a gas supply unit 531 and a water supply unit 532, a water quality sampling wafer 541, a gas sampling wafer 542, an in-apparatus sampling wafer 543, a device wafer 544, and an atmosphere sampling wafer 545, and a wafer. A detection unit 550 including a foreign matter detection unit 551 and a pattern defect detection unit 552, a scanning electron microscope (SEM), a secondary ion mass spectrometer (SIMS) 562, and a scanning tunneling microscope / spectroscopic device (STM / STS) 563. An analysis unit 560 including an infrared spectroscopic analysis device 564, a foreign matter fatality determination system 571, and a minute foreign matter cause investigation system 57.
2 and a pollution source countermeasure system 573. Further, these components are divided into an online foreign matter inspection system 581 corresponding to the line and an offline foreign matter inspection system 582 corresponding to the mass production start-up line. Together, they constitute a mass production start-up and mass production line foreign matter inspection system 580 of the semiconductor manufacturing process. Make up.

【０１５４】従って、図に示すように、量産立上げ時と
量産ラインを分けることにより、量産立上げ時の異物の
検出、分析、評価装置を効率よく稼動させることができ
て量産立上げを迅速にできるとともに、量産ラインで用
いられる異物の検査、評価設備を必要最小限の簡便なモ
ニタリング装置にして量産ラインの軽量化が図られる。Therefore, as shown in the figure, by separating the mass production start-up from the mass production line, it is possible to efficiently operate the foreign matter detection, analysis, and evaluation apparatus at the mass production start-up, and to speed up mass production start-up. In addition, it is possible to reduce the weight of the mass production line by using a simple and minimal monitoring device for the inspection and evaluation equipment for foreign substances used in the mass production line.

【０１５５】次に、オンライン異物検査システム５８１
のオンラインモニタである搬送系内異物モニタ５２２と
処理装置内異物モニタ５２４について、一実施例を示
す。図３２は半導体製造装置群５１０の中でも特に大量
不良の多い枚葉式ＣＶＤ装置５１６の搬送系にオンライ
ンモニタである異物モニタ３１０１（図１に概略構成を
示す。）を適用した例である。異物モニタ３１０１を有
するローダ３１０２と予備室３１０３と反応室３１０４
と加熱部３１０５とガスシステム３１０６とコントロー
ラ３１０７と上位ＣＰＵ３１０８から構成されている。
ローダ部３１０２に置かれたローダカセット３１０９か
ら予備室３１０３に製品ウェハ３１１１を搬送し、ゲー
トバルブ３１１２を閉じ、予備室３１０３を排気する。
次に、ゲートバルブ３１１３を開け、予備室３１０３と
反応室３１０４の製品ウェハ３１１１（１）を交換し、
ゲートバルブ３１１３を閉じ、反応室３１０４で膜生成
を開始する。膜生成中に予備室３１０３を大気圧に戻
し、ゲートバルブ３１１２を開け、製品ウェハ３１１１
を回収し、アンローダカセット３１１０に搬送する途中
で、異物モニタ３１０１（図１に概略構成を示す。）で
製品ウェハ３１１１（１）上の異物を計測する。ゲート
バルブ３１１２直前に異物モニタ３１０１を配し、膜生
成前後の異物を比較しても良い。Next, the online foreign matter inspection system 581
Embodiments will be described with respect to the foreign matter monitor 522 in the transport system and the foreign matter monitor 524 in the processing apparatus, which are online monitors. FIG. 32 shows an example in which a foreign matter monitor 3101 (an outline configuration is shown in FIG. 1) which is an online monitor is applied to the transport system of the single-wafer CVD apparatus 516 which has a large number of defects in the semiconductor manufacturing apparatus group 510. Loader 3102 having foreign matter monitor 3101, spare chamber 3103, and reaction chamber 3104
The heating unit 3105, the gas system 3106, the controller 3107, and the host CPU 3108.
The product wafer 3111 is transferred from the loader cassette 3109 placed in the loader unit 3102 to the preliminary chamber 3103, the gate valve 3112 is closed, and the preliminary chamber 3103 is evacuated.
Next, the gate valve 3113 is opened, the product wafer 3111 (1) in the preliminary chamber 3103 and the reaction chamber 3104 is exchanged,
The gate valve 3113 is closed, and film formation is started in the reaction chamber 3104. During the film formation, the preliminary chamber 3103 is returned to atmospheric pressure, the gate valve 3112 is opened, and the product wafer 3111
In the middle of collecting the wafers and transporting them to the unloader cassette 3110, the foreign matter on the product wafer 3111 (1) is measured by the foreign matter monitor 3101 (the schematic configuration is shown in FIG. 1). A foreign matter monitor 3101 may be arranged immediately before the gate valve 3112 to compare the foreign matter before and after the film formation.

【０１５６】次に、異物モニタ３１０１（図１に概略構
成を示す。）の構成について図３３より説明する。ま
ず、異物モニタ３１０１の異物検査開始側に設けたウェ
ハ回転方向検出器３１２１（１６２）で製品ウェハ３１
１１（１）のオリフラの方向を検出し、製品ウェハ３１
１１（１）の回転方向を検出する。その後、異物検出光
学系３１２２（１０１）で製品ウェハ３１１１（１）上
の異物検査を全面において行う。次に異物モニタ３１０
１より得られた異物情報を異物情報処理系３１２３で処
理し、異物の異常発生があれば、アラーム等で知らせ
る、あるいは装置停止機能３１２４により装置本体３１
２５を停止することができる。また、キーボード３１２
６とＣＲＴ３１２７（２３０）により異物表示を行な
う。さらに、異物解析システム３１２８と連動されてお
り、データのやり取りが可能である。例えば、システム
３１２８より製品ウェハ３１１１（１）の名前、場所、
サンプリング等ほしいデータの命令を送信することによ
り、異物情報処理系３１２３よりそれらのデータを得る
ことができる。ここで、本異物モニタ３１０１では、異
物検出光学系３１２２（１０１）は異物情報処理系３１
２３（２０２、２０３、２０６−２１１、２１２−２１
３、２２９、２３０、２３２）とは別体に成っており、
さらに、ステージ系を有しておらず、処理装置の搬送系
を利用する構成と成っている。しかし、もちろんステー
ジ系を有する構成も可能である。したがって、本異物モ
ニタ３１０１の外形寸法は、幅Ｗ、奥行きＬ、高さＨが
それぞれ１ｍ以内、あるいは、本異物モニタ３１０１の
幅Ｗがウェハの幅Ｗｗより短く、小型を可能にしてい
る。また、本異物モニタ３１０１は、自動較正機能を有
しており、製造装置間及び工程間で製品ウェハ表面の反
射率が異なるので、反射率を自動計測し、異物検出光学
系の照明光量にフィードバックすることにより対処で
き、めんどうな較正を必要としない。さらに、異物検出
光学系３１２２（１０３）の検出レンズの焦点深度ｄは
次式から算出され、０．１〜０．５mmと深いため自動焦
点を必要としない。Next, the structure of the foreign matter monitor 3101 (the schematic structure is shown in FIG. 1) will be described with reference to FIG. First, the product wafer 31 is detected by the wafer rotation direction detector 3121 (162) provided on the foreign matter inspection start side of the foreign matter monitor 3101.
11 (1) Orientation flat orientation is detected and product wafer 31
The rotation direction of 11 (1) is detected. Thereafter, the foreign matter detection optical system 3122 (101) performs the foreign matter inspection on the product wafer 3111 (1) on the entire surface. Next, the foreign matter monitor 310
The foreign substance information obtained from No. 1 is processed by the foreign substance information processing system 3123, and if there is an abnormality in the foreign substance, an alarm or the like is notified, or the device main body 31 is caused by the device stop function 3124.
25 can be stopped. Also, the keyboard 312
6 and the CRT 3127 (230) display foreign matter. Furthermore, it is linked with the foreign substance analysis system 3128, and data can be exchanged. For example, from the system 3128, the name and location of the product wafer 3111 (1),
By transmitting a command of desired data such as sampling, the data can be obtained from the foreign substance information processing system 3123. Here, in the foreign matter monitor 3101, the foreign matter detection optical system 3122 (101) is used as the foreign matter information processing system 31.
23 (202, 203, 206-211, 212-21)
3, 229, 230, 232) and is a separate body,
Furthermore, it does not have a stage system and is configured to utilize the transfer system of the processing apparatus. However, of course, a configuration having a stage system is also possible. Therefore, the external dimensions of the present foreign matter monitor 3101 are width W, depth L, and height H within 1 m, respectively, or the width W of the present foreign matter monitor 3101 is shorter than the width Ww of the wafer, which enables downsizing. Further, the foreign matter monitor 3101 has an automatic calibration function, and since the reflectance of the product wafer surface differs between manufacturing apparatuses and processes, the reflectance is automatically measured and fed back to the illumination light amount of the foreign matter detection optical system. Can be dealt with and does not require tedious calibration. Further, the depth of focus d of the detection lens of the foreign matter detection optical system 3122 (103) is calculated from the following equation and is as deep as 0.1 to 0.5 mm, so automatic focus is not required.

【０１５７】[0157]

【数１６】 ｄ＝０．５λ／(Ｎ．Ａ．)² （数１６） ここで、λは光の波長、Ｎ．Ａ．は検出レンズの開口数
である。さらに、小型なので、ユニット交換が可能であ
り、装置への搭載及びセッティングが容易な構造に成っ
ており、メンテナンスが楽である。D = 0.5λ / (NA) ² (Equation 16) where λ is the wavelength of light and N.V. A. Is the numerical aperture of the detection lens. Furthermore, since it is small, the unit can be exchanged, and the structure is easy to mount and set on the device, and the maintenance is easy.

【０１５８】図３４よりウェハ回転方向検出器３１２１
（１６２）の検出方法について説明する。数個以上の発
光点３１３１を有する照明系の下を製品ウェハ３１１１
（１）がウェハ移動方向３１３３に沿って通過し、３１
３２の位置から３１３４の位置に移動する。図にウェハ
回転方向検出器３１２１の照明系の発光点から出た照明
光の製品ウェハ３１１１（１）上の軌跡３１３５を示
す。発光点Ａの場合、照明光が製品ウェハ３１１１
（１）に当たる時間Ａsと製品ウェハ３１１１からはず
れる時間Ａeを測定し、これを他の発光点Ｂ〜Ｇについ
ても行う。以上のデータと製品ウェハ３１１１の移動時
間により製品ウェハ３１１１のオリフラの方向を求め、
製品ウェハ３１１１の回転方向を計算する。また、製品
ウェハ３１１１の回転方向の検出方法として、スクライ
ブエリア検出、チップ検出、アライメントマーク等特殊
マーク検出がある。From FIG. 34, the wafer rotation direction detector 3121
The detection method of (162) will be described. Under the illumination system having several or more light emitting points 3131, the product wafer 3111
(1) passes along the wafer moving direction 3133,
Move from position 32 to position 3134. The figure shows a locus 3135 of the illumination light emitted from the light emitting point of the illumination system of the wafer rotation direction detector 3121 on the product wafer 3111 (1). In the case of the light emitting point A, the illumination light is the product wafer 3111.
The time As that corresponds to (1) and the time Ae when the product wafer 3111 deviates are measured, and this is also performed for the other light emitting points BG. The orientation of the orientation flat of the product wafer 3111 is obtained from the above data and the moving time of the product wafer 3111.
The rotation direction of the product wafer 3111 is calculated. Further, as a method of detecting the rotation direction of the product wafer 3111, there are scribe area detection, chip detection, and special mark detection such as alignment mark detection.

【０１５９】従って、本異物モニタ３１０１（図１に概
略構成を示す。）は、ウェハ回転方向検出器３１２１
（１６２）で得られた製品ウェハ３１１１（１）の回転
方向と、図５に示すように、オリフラの延長線Ｘ軸とそ
れと直交し製品ウェハ３１１１（１）の外周と接するＹ
軸の交点を仮想原点３１４１とするオリフラ基準の座標
あるいは回路パターン３１４２の延長線の交点を仮想原
点１４３とする回路パターン３１４２基準の座標によ
り、製品ウェハ３１１１（１）上の検出した異物の位置
の情報を得ることができる異物座標管理が可能である。Therefore, the foreign matter monitor 3101 (the schematic structure of which is shown in FIG. 1) includes a wafer rotation direction detector 3121.
The rotation direction of the product wafer 3111 (1) obtained in (162), and the extension line X axis of the orientation flat and the Y that is orthogonal to the X axis and is in contact with the outer periphery of the product wafer 3111 (1) as shown in FIG.
The coordinates of the orientation flat reference with the virtual origin 3141 as the intersection of the axes or the coordinates of the circuit pattern 3142 reference as the virtual origin 143 with the intersection of the extension lines of the circuit pattern 3142 indicate the detected foreign matter position on the product wafer 3111 (1). It is possible to manage the coordinates of a foreign substance for which information can be obtained.

【０１６０】また、装置内の発塵分布を知るため、図３
６に示すように、各製品ウェハ３１１１（１）の回転方
向が様々な方向３１４２、３１４３、３１４４、３１４
５で搬送されてきても、３１４５のように、搬送方向３
１５０と製品ウェハ３１１１（１）の外周が接するｘ軸
とそれと直行し製品ウェハ３１１１（１）の外周が接す
るｙ軸から成る製品ウェハ３１１１（１）の回転方向に
よらない装置基準の異物座標管理も有している。装置内
に発塵があれば、３１４６のように規則的な異物分布を
示す。Further, in order to know the dust generation distribution in the apparatus, FIG.
6, the product wafers 3111 (1) rotate in various directions 3142, 3143, 3144, 314.
Even if it is transported in 5, the transport direction is 3 as in 3145.
150 x-axis where the outer periphery of the product wafer 3111 (1) is in contact with and y-axis which is orthogonal to the outer periphery of the product wafer 3111 (1) and is in contact with the outer periphery of the product wafer 3111 (1). I also have. If there is dust in the device, it shows a regular foreign substance distribution like 3146.

【０１６１】更に、本異物モニタ３１０１（図１に概略
構成を示す。）のウェハ回転方向検出器３１２１（１６
２）は、製品ウェハ３１１１（１）の回転方向を検出す
ると同時に製品ウェハ３１１１の搬送速度を求めること
ができるので、製品ウェハ３１１１の搬送速度に同期し
て検出器、例えば、ＣＣＤリニアセンサのスキャンスピ
ードが変えられるように成っている。したがって、製品
ウェハ３１１１（１）の搬送速度によらず、安定した検
出性能が得られる。Further, the wafer rotation direction detector 3121 (16) of the foreign matter monitor 3101 (the schematic structure is shown in FIG. 1).
2) can detect the rotation direction of the product wafer 3111 (1) and at the same time determine the transfer speed of the product wafer 3111, so that a detector, for example, a CCD linear sensor scans in synchronization with the transfer speed of the product wafer 3111. It is made so that the speed can be changed. Therefore, stable detection performance can be obtained regardless of the transport speed of the product wafer 3111 (1).

【０１６２】図３７に製品ウェハ３１１１（１）上の異
物検査が高速でかつ構造が小型である空間フィルタを用
いた異物検出光学系３１２２（１０１）の構成図の一実
施例を示す。斜方照明光学系３１５１と検出光学系３１
５２から成る。斜方照明光学系３１５１は図に示すよう
に１個以上の照明アレイに成っている。検出光学系３１
５２は検出レンズとしてレンズアレイ３１５３、レンズ
アレイのフーリエ変換面に空間フィルタ３１５４（１０
６）、レンズアレイの結像位置に検出器３１５５（１０
７）から成っている。FIG. 37 shows an embodiment of a block diagram of a foreign matter detection optical system 3122 (101) using a spatial filter which has a high-speed foreign matter inspection on the product wafer 3111 (1) and a small structure. Oblique illumination optical system 3151 and detection optical system 31
It consists of 52. The oblique illumination optical system 3151 comprises one or more illumination arrays as shown in the figure. Detection optical system 31
Reference numeral 52 denotes a lens array 3153 as a detection lens, and a spatial filter 3154 (10
6), the detector 3155 (10
It consists of 7).

【０１６３】図３８に斜方照明光学系３１５１の構成図
を示す。ここで、斜方照明とは製品ウェハ３１１１
（１）の法線３１６３からθ傾けた方向３１６４より照
明することを意味する。照明光源として小型で高出力の
半導体レーザ３１６１を用い、アナモルフィックプリズ
ム３１６２で高輝度コヒーレント光照明を可能にしてい
る。製品ウェハ３１１１（１）上をコヒーレント光照明
することにより検出レンズ３１５３のフーリエ変換面に
おいて製品ウェハ３１１１（１）のパターンのシャープ
なフーリエ変換像が得られるためである。さらに、アナ
モルフィックプリズム３１６２は照明アレイの隣接照明
成分が影響しない広領域照明を可能にしている。隣接照
明光の影響があると、検出レンズ３１５３のフーリエ変
換面において、隣接照明によるパターンのフーリエ変換
像がずれて重なりフーリエ変換像の面積が増え、空間フ
ィルターのフィルタ部分の面積も増えることになり、空
間フィルター３１５４（１０６）を通過する異物からの
散乱光量が少なくなり、異物検出性能が低下するからで
ある。FIG. 38 shows a block diagram of the oblique illumination optical system 3151. Here, the oblique illumination means a product wafer 3111.
This means illuminating from a direction 3164 inclined by θ from the normal line 3163 of (1). A small-sized and high-power semiconductor laser 3161 is used as an illumination light source, and anamorphic prism 3162 enables high-intensity coherent light illumination. This is because by illuminating the product wafer 3111 (1) with coherent light, a sharp Fourier transform image of the pattern of the product wafer 3111 (1) can be obtained on the Fourier transform surface of the detection lens 3153. Furthermore, the anamorphic prism 3162 enables wide area illumination where adjacent illumination components of the illumination array do not affect. When there is an influence of the adjacent illumination light, the Fourier transform image of the pattern due to the adjacent illumination shifts and overlaps on the Fourier transform surface of the detection lens 3153, the area of the Fourier transform image increases, and the area of the filter portion of the spatial filter also increases. This is because the amount of scattered light from the foreign matter that passes through the spatial filter 3154 (106) decreases, and the foreign matter detection performance deteriorates.

【０１６４】図３９に検出光学系３１５２の検出幅を示
す。検出光学系３１５２の検出幅３１７０は製品ウェハ
３１１１（１）の幅と同一であり、製品ウェハ３１１１
の送り３１５６の１スキャン３１５６のみで製品ウェハ
３１１１の全面を一括で検査することができ、高速検査
が可能となる。FIG. 39 shows the detection width of the detection optical system 3152. The detection width 3170 of the detection optical system 3152 is the same as the width of the product wafer 3111 (1).
The entire surface of the product wafer 3111 can be collectively inspected by only one scan 3156 of the feed 3156, and high-speed inspection becomes possible.

【０１６５】図４０に検出器３１５５（１０７）として
ＣＣＤリニアセンサを用いた場合を示す。製品ウェハ３
１１１（１）の幅を一括で検出するため、図のようにＣ
ＣＤリニアセンサ３１７１をちどり状に配置する。ま
た、センサの重なり部分となる３１７２についてはＢ列
を削除し、Ａ列のデータを有効とする。FIG. 40 shows a case where a CCD linear sensor is used as the detector 3155 (107). Product wafer 3
Since the width of 111 (1) is detected all at once, C as shown in the figure
The CD linear sensors 3171 are arranged in a striped pattern. Further, regarding the 3172 that is the overlapping portion of the sensors, the B column is deleted and the data of the A column is made valid.

【０１６６】図４１に空間フィルタ３１５４（１０６）
の構成図を示す。レンズアレイ３１５３（１０７）の各
レンズ素子３１８１にそれぞれの空間フィルター３１８
２が対応する。FIG. 41 shows the spatial filter 3154 (106).
FIG. A spatial filter 318 is provided for each lens element 3181 of the lens array 3153 (107).
2 corresponds.

【０１６７】図４２に空間フィルタ３１５４の詳細図を
示す。製品ウェハ３１１１の規則性のある繰返しパター
ンからの回折光３１９１はレンズアレイ３１５３のフー
リエ変換面上の空間フィルタ３１５４位置では規則的な
像３１９２となる。したがって、図に示すような空間フ
ィルタ３１５４で製品ウェハ３１１１の規則性のある繰
返しパターンを遮光することができ、検出器であるＣＣ
Ｄリニアセンサ３１５５には取り込まれない。FIG. 42 shows a detailed view of the spatial filter 3154. Diffracted light 3191 from the regular repeating pattern of the product wafer 3111 becomes a regular image 3192 at the position of the spatial filter 3154 on the Fourier transform surface of the lens array 3153. Therefore, the spatial filter 3154 as shown in the figure can shield the regular repetitive pattern of the product wafer 3111 from light, and the CC which is the detector can be used.
It is not taken into the D linear sensor 3155.

【０１６８】空間フィルター３１５４には、製品ウェハ
３１１１の繰返しパターンのフーリエ変換像を乾板に焼
き付けて作成する乾板方式の空間フィルターを用いる。
したがって、空間フィルター３１５４の焼き付けた部分
は製品ウェハ３１１１の規則性のある繰返しパターンか
らの光は通過しない。または、液晶を用いた液晶方式の
空間フィルターがある。まず、製品ウェハ３１１１の規
則性のある繰返しパターンからの回折光３１９１のレン
ズアレイ３１５３のフーリエ変換面上の空間フィルタ３
１５４位置での規則的な像３１９２をＴＶモニタ等によ
り検出し、像３１９２に対応した液晶素子の位置を記憶
させる。次に、記憶された液晶素子部分に電圧を加える
ことにより、その部分に当った光を遮蔽することができ
る。したがって、各工程の製品ウェハ毎の像に対応した
駆動液晶素子を記憶し、フォーマット化することによ
り、各工程の製品ウェハ毎の液晶のオンオフによる空間
フィルタが可能となる。As the spatial filter 3154, a dry plate type spatial filter is used in which a Fourier transform image of a repeating pattern of the product wafer 3111 is printed on a dry plate.
Therefore, the baked portion of the spatial filter 3154 does not pass light from the regular repeating pattern of the product wafer 3111. Alternatively, there is a liquid crystal spatial filter using liquid crystal. First, the spatial filter 3 on the Fourier transform surface of the lens array 3153 of the diffracted light 3191 from the regular repeating pattern of the product wafer 3111.
A regular image 3192 at position 154 is detected by a TV monitor or the like, and the position of the liquid crystal element corresponding to the image 3192 is stored. Next, by applying a voltage to the stored liquid crystal element portion, it is possible to block the light hitting that portion. Therefore, by storing and formatting the drive liquid crystal element corresponding to the image of each product wafer in each process, it becomes possible to perform the spatial filter by turning on and off the liquid crystal for each product wafer in each process.

【０１６９】図４３に各工程の製品ウェハ３１１１に対
応した乾板方式による空間フィルター群３２０１を示
す。各工程の製品ウェハ１１１に対応した空間フィルタ
を乾板方式により作成し、図のようにリニアガイドステ
ージ等の移動機構により交換し、検出レンズ３１５３に
対して位置決めすることにより、全ての工程の製品ウェ
ハ３１１１に対応することができる。FIG. 43 shows a dry plate type spatial filter group 3201 corresponding to the product wafer 3111 in each step. A spatial filter corresponding to the product wafer 111 in each process is formed by a dry plate method, is replaced by a moving mechanism such as a linear guide stage as shown in the figure, and is positioned with respect to the detection lens 3153. 3111 can be supported.

【０１７０】図４４に乾板方式によるアンド空間フィル
ター３２２１を示す。数種類の工程の空間フィルターの
アンドを取ることにより、空間フィルターの数を減らす
ことができ、一つのアンド空間フィルター３２２２、３
２２３で数種類の工程の製品ウェハ３１１１の繰返しパ
ターンからの光を遮蔽することができる。従って、アン
ド空間フィルター３２２１を用いることにより、工程の
多い場合でも空間フィルターの数を減らすことができ、
装置構成を簡単化することができる。また、この方法
は、液晶方式の空間フィルターにも利用でき記憶するフ
ォーマットの数を減らすことができる。しかし、全ての
工程の空間フィルターのアンドを取り、１個のアンド空
間フィルターも可能であるが、アンド空間フィルターを
通過する異物からの散乱光量が少なくなり、異物検出性
能が低下する。FIG. 44 shows an AND spatial filter 3221 of the dry plate type. By taking the AND of the spatial filters of several kinds of processes, the number of spatial filters can be reduced.
At 223, it is possible to block light from the repeating pattern of the product wafer 3111 of several kinds of processes. Therefore, by using the AND spatial filter 3221, the number of spatial filters can be reduced even when there are many steps,
The device configuration can be simplified. In addition, this method can be used for a liquid crystal spatial filter and can reduce the number of formats to be stored. However, although it is possible to take the AND of the spatial filters in all the steps and use a single AND spatial filter, the amount of scattered light from the foreign matter passing through the AND spatial filter is reduced, and the foreign matter detection performance is deteriorated.

【０１７１】次に、図４５に部分検査による異物検出光
学系３１２２の構成図の一実施例を示す。検出レンズと
してマイクロレンズ群３２３１を用い、各マイクロレン
ズ３２３１のフーリエ変換面に空間フィルタ３２３２
（１０６）を配置し、さらに、検出器としてＣＣＤリニ
アセンサ３２３３（１０７）を配置する。したがって、
解像度の高いマイクロレンズ３２３１を用いることによ
り、レンズアレイ３１５３を用いるより、さらに微小の
異物を検出することができる。ただし、この方式におい
ては、検出レンズとしてマイクロレンズ３２３１ではな
く、もちろん従来のレンズを用いた場合でも検査が可能
である。部分検査の一実施例としてマイクロレンズ群３
２３１のピッチを製品ウェハ３１１１のチップの間隔に
合わせることにより、検査領域を有効にすることができ
る。Next, FIG. 45 shows an embodiment of a block diagram of a foreign matter detection optical system 3122 by partial inspection. A microlens group 3231 is used as a detection lens, and a spatial filter 3232 is provided on the Fourier transform surface of each microlens 3231.
(106) is arranged, and further, a CCD linear sensor 3233 (107) is arranged as a detector. Therefore,
By using the microlens 3231 having a high resolution, it is possible to detect a finer foreign substance than when the lens array 3153 is used. However, in this method, it is possible to inspect even when a conventional lens is used instead of the microlens 3231 as the detection lens. Microlens group 3 as one example of partial inspection
The inspection area can be made effective by adjusting the pitch of 231 to the chip interval of the product wafer 3111.

【０１７２】しかし、図４６の斜線部に示すように、マ
イクロレンズ群３２３１一列だけでは製品ウェハ３１１
１上の部分検査となり、異物のモニタリング機能は果た
せるが、製品ウェハ３１１１の全面を検査することはで
きない。ここで、３２３６はマイクロレンズ３２３１が
１個の検出幅である。しかし、製品ウェハ３１１１を数
スキャンすることにより、製品ウェハ３１１１の全面検
査が可能となる。または、図４７に示すようにマイクロ
レンズ３２４１を２列あるいは数列のちどり状に配置す
ることにより、製品ウェハ３１１１の１スキャン３１５
６のみで全面検査が可能となる。尚、マイクロレンズ３
２４１のフーリエ変換面に空間フィルター３２４２を配
置し、さらに、検出器としてＣＣＤリニアセンサ３２４
３を配置している。However, as shown by the hatched portion in FIG. 46, the product wafer 311 is formed by only one row of the microlens group 3231.
1 is a partial inspection, and the foreign material monitoring function can be achieved, but the entire surface of the product wafer 3111 cannot be inspected. Here, 3236 is the detection width of one microlens 3231. However, by scanning the product wafer 3111 several times, the entire surface inspection of the product wafer 3111 becomes possible. Alternatively, as shown in FIG. 47, by arranging the microlenses 3241 in a two-row or several-row spot pattern, one scan 315 of the product wafer 3111 is performed.
Only 6 can be used for full inspection. Micro lens 3
Spatial filter 3242 is arranged on the Fourier transform plane of 241, and CCD linear sensor 324 is further used as a detector.
3 are arranged.

【０１７３】また、図４５において、他の実施例とし
て、斜方照明系３１５１にパルス発光レーザを用いて製
品ウェハ３１１１上を広領域かつ高照度で照明する。さ
らに、検出器として２次元ＣＣＤセンサあるいはＴＶカ
メラ３２３３を用いれば広領域で検出することができ
る。ここで、斜方照明系３１５１において、パルス発光
を行う場合は、検出器もそれに同期させて検出する。Further, in FIG. 45, as another embodiment, a pulse emission laser is used for the oblique illumination system 3151 to illuminate the product wafer 3111 with a wide area and high illuminance. Furthermore, if a two-dimensional CCD sensor or TV camera 3233 is used as a detector, it is possible to detect in a wide area. Here, in the case of performing pulsed light emission in the oblique illumination system 3151, the detector also detects in synchronization with it.

【０１７４】以上において、空間フィルターを用いる場
合は、各製品ウェハ３１１１の回転方向が一定で搬送さ
れてくる場合は、例えば、装置の搬送系途中にオリフラ
位置合せ機構を設置し、空間フィルタの方向に製品ウェ
ハ３１１１の方向を合せることにより、空間フィルター
検出が可能となる。しかし、各製品ウェハ３１１１の回
転方向が様々な方向で搬送されてくる場合は、製品ウェ
ハ３１１１の繰返しパターンの方向も変わるため、製品
ウェハ３１１１の回転方向に合せ空間フィルターも回転
する必要がある。図４５、図４７に示すマイクロレンズ
を用いると、隣接する空間フィルタは独立しているた
め、個々の空間フィルターを製品ウェハ３１１１の回転
方向に合せ回転すれば良い。しかし、レンズアレイを用
いる場合は、隣接する空間フィルタは連なっているた
め、図４８に示すように製品ウェハ３１１１の回転方向
（オリフラの回転位置）３２５１に合せ異物検出光学系
３１２２（３２５３）を３２５４のように回転し、３２
５２の方向にする必要がある。もちろんマイクロレンズ
を用いる場合でも、製品ウェハ３１１１の回転方向３２
５１に合せ異物検出光学系３１２２を回転しても良い。
ここで、３２５１の方向と３２５２の方向は同一であ
る。回転角は最大４５°であり、図４８の場合、回転す
る分、検出幅が長くなる。In the above, when the spatial filter is used and the product wafers 3111 are conveyed in a constant rotating direction, for example, an orientation flat alignment mechanism is installed in the middle of the conveying system of the apparatus, and the direction of the spatial filter is set. The spatial filter can be detected by aligning the direction of the product wafer 3111 with. However, when the rotation directions of the product wafers 3111 are conveyed in various directions, the direction of the repetitive pattern of the product wafers 3111 also changes, so that the matching spatial filter also needs to rotate in the rotation direction of the product wafers 3111. When the microlenses shown in FIG. 45 and FIG. 47 are used, the adjacent spatial filters are independent, and therefore each individual spatial filter may be rotated according to the rotation direction of the product wafer 3111. However, when the lens array is used, since the adjacent spatial filters are connected to each other, the foreign matter detection optical system 3122 (3253) is aligned with the rotation direction (orientation flat rotation position) 3251 of the product wafer 3111 as shown in FIG. And rotate like 32
The direction should be 52. Of course, even when the microlens is used, the rotation direction 32 of the product wafer 3111
The foreign matter detection optical system 3122 may be rotated according to 51.
Here, the direction of 3251 and the direction of 3252 are the same. The maximum rotation angle is 45 °, and in the case of FIG. 48, the detection width becomes longer as the rotation is performed.

【０１７５】また、空間フィルターを用いる場合は、製
品ウェハ３１１１上の規則的な繰返しパターン部の検査
を行うことはできるが、それ以外の部分は検査できな
い。したがって、製品ウェハ３１１１上の規則的な繰返
しパターン部以外は、ソフト等で無効データあるいは検
出禁止エリアとする。しかし、この場合、製品ウェハ３
１１１上の全ての点を異物をモニタするのではなく、あ
る特定の比率で製品ウェハ３１１１上を監視している
が、繰り返しパターンの多いメモリの製造では、このメ
モリの繰り返し部だけをモニタするだけでも効果は大き
い。Further, when the spatial filter is used, the regular repeating pattern portion on the product wafer 3111 can be inspected, but the other portions cannot be inspected. Therefore, except the regular repeated pattern portion on the product wafer 3111, invalid data or detection prohibited area is set by software or the like. However, in this case, the product wafer 3
The foreign matter is not monitored at all points on the 111, but the product wafer 3111 is monitored at a specific ratio. However, in manufacturing a memory having many repeating patterns, only the repeating portion of this memory is monitored. But the effect is great.

【０１７６】次に、図４９に白色光照明による異物検出
光学系３１２２の構成図の一実施例を示す。白色光によ
る斜方照明系３２６１と検出光学系３２６２としてレン
ズアレイ３１５３と検出器３１５５から成っている。こ
の方式を用いると、空間フィルタ方式に比べ異物の検出
性能は低下する。しかし、図５０に示すように白色光照
明検出３２７１は空間フィルターを用いないレーザ照明
検出３２７２に比べて検出性能は高く、また、製品ウェ
ハ３１１１上の規則的な繰返しパターン部に限定せず、
全面を検査することができる。ここで、異物からの検出
出力は製品ウェハ３１１１上の全てのパターンのピーク
値を基準３２７３にとっている。Next, FIG. 49 shows an example of a block diagram of the foreign matter detection optical system 3122 by white light illumination. It is composed of a lens array 3153 and a detector 3155 as an oblique illumination system 3261 for white light and a detection optical system 3262. When this method is used, the foreign matter detection performance is lower than that of the spatial filter method. However, as shown in FIG. 50, the white light illumination detection 3271 has higher detection performance than the laser illumination detection 3272 that does not use a spatial filter, and is not limited to the regular repeating pattern portion on the product wafer 3111.
The whole surface can be inspected. Here, the detection output from the foreign matter is based on the peak values of all patterns on the product wafer 3111 as the reference 3273.

【０１７７】次に、図５１にウェハ比較検査による異物
検出光学系の構成図の一実施例を示す。斜方照明光学系
３１５１と検出光学系３１５２から成る。斜方照明光学
系３１５１は図に示すように１個以上の照明アレイに成
っている。検出光学系３１５２は検出レンズとしてレン
ズアレイ３１５３あるいはマイクロレンズ群、検出レン
ズ３１５３のフーリエ変換面に空間フィルター３１５
４、検出レンズ３１５３の結像位置に検出器３１５５、
さらに、検出器からの検出信号を画像処理する画像処理
系３２８０から成っている。まず、製品ウェハ３１１１
の１枚目を検出し画像としてメモリ３２８２に記憶す
る。次に、２枚目の製品ウェハ３１１１を検出した検出
画像３２８１と１枚目の記憶画像３２８２を比較回路３
２８３により比較することにより、異物の顕在化を行な
う。３枚目以降の製品ウェハ３１１１検出画像３２８１
は、１枚目もしくは直前の２枚目の記憶画像３２８２と
比較する。本実施例では、空間フィルター３１５４を用
いてパターンの情報を少なくしている。したがって、本
異物検出光学系で検出する前にオリフラ位置合せ機構等
を設置し、全ての製品ウェハ３１１１の回転方向を空間
フィルタの回転方向に合わせる。Next, FIG. 51 shows an embodiment of a block diagram of a foreign matter detection optical system by wafer comparison inspection. It is composed of an oblique illumination optical system 3151 and a detection optical system 3152. The oblique illumination optical system 3151 comprises one or more illumination arrays as shown in the figure. The detection optical system 3152 includes a lens array 3153 or a microlens group as a detection lens, and a spatial filter 315 on the Fourier transform surface of the detection lens 3153.
4, the detector 3155 at the imaging position of the detection lens 3153,
Further, it comprises an image processing system 3280 for image-processing the detection signal from the detector. First, the product wafer 3111
The first sheet is detected and stored in the memory 3282 as an image. Next, the detected image 3281 obtained by detecting the second product wafer 3111 and the first stored image 3282 are compared by the comparison circuit 3
By comparing with 283, the foreign matter is revealed. Third and subsequent product wafers 3111 detected image 3281
Is compared with the first or immediately preceding second stored image 3282. In this embodiment, the spatial filter 3154 is used to reduce pattern information. Therefore, an orientation flat alignment mechanism or the like is installed before the detection by the foreign matter detection optical system, and the rotation directions of all the product wafers 3111 are aligned with the rotation direction of the spatial filter.

【０１７８】図５２に異物モニタ３１０１（図１に概略
構成を示す。）を用いた半導体ＦＡ（Factory Automati
on）のシステム図を示す。製品ウェハ３１１１（１）を
一貫処理可能な一貫処理ステーション３２９１、各種特
殊処理に対応した各種ジョブステーション３２９２、検
査ステーション３２９３、解析ステーション３２９４か
ら構成されており、各ステーションはクリーントンネル
中の搬送系により結合されている。一貫処理ステーショ
ン３２９１と各種ジョブステーション３２９２におい
て、特に大量不良の可能性の高いＣＶＤ装置やエッチン
グ装置などには異物モニタ３１０１を搭載して、装置内
の異物監視を行なう。また、３２９６、３２９７のよう
にステーションの出入口の搬送系に異物モニタ３１０１
を搭載して、ステーション全体における異物監視を行な
う。FIG. 52 shows a semiconductor FA (Factory Automati) using a foreign substance monitor 3101 (the schematic structure is shown in FIG. 1).
on) system diagram. Consistent processing station 3291 capable of consistently processing the product wafer 3111 (1), various job stations 3292 corresponding to various special processing, inspection station 3293, and analysis station 3294, each station being constituted by a transfer system in a clean tunnel. Are combined. In the integrated processing station 3291 and the various job stations 3292, a foreign matter monitor 3101 is installed in a CVD apparatus or an etching apparatus, which is particularly likely to have a large number of defects, to monitor foreign matters in the apparatus. Further, as in 3296 and 3297, the foreign matter monitor 3101 is attached to the transport system at the entrance and exit of the station.
Is installed to monitor foreign matter in the entire station.

【０１７９】なお、本発明は量産立上げ時においても、
量産ラインの監視に有効であることは当然である。Note that the present invention, even when starting mass production,
Naturally, it is effective for monitoring the mass production line.

【０１８０】次に本発明に係る小型異物モニタの他の具
体的実施例を図５３から図６２を用いて説明する。Another specific embodiment of the small foreign matter monitor according to the present invention will be described with reference to FIGS. 53 to 62.

【０１８１】以下、本実施例の構成を図５３を用いて説
明する。本実施例は、半導体レーザ１１１１、コリメー
タレンズ１１１２、ｘ拡散レンズ１１１３、集光レンズ
１１１４、ｙ拡散レンズ１１１５、ミラー１１１６より
構成される照明光学系１１１０と、結像レンズ１２１
１，１２２１、空間フィルター１２１２，１２２２、偏
光板１２１３，１２２３、１次元検出器１２１４，１２
２４より構成される検出光学系１２１０と、ウエハ搬送
手段１３０１、自動焦点検出器１３１２、自動焦点位置
決め機構１３１３より構成されるステージ系１３００
と、Ａ／Ｄ変換器１４１１、閾値回路１４１２、２次元
画像切り出し回路１４１３、パターン異物判断回路１４
１４、パターン情報メモリ１４１８，１４１６、異物情
報メモリ１４１７，１４１５より構成される信号処理系
１４０１と、ＦＦＴ回路１５１１、繰り返し部除去回路
１５１２、データメモリ１５１３、マイクロコンピュー
タ１５１５、データ表示系１５１６、異常表示アラーム
１５１７より構成されるデータ処理系１５０１とにより
構成される。The structure of this embodiment will be described below with reference to FIG. In this embodiment, an illumination optical system 1110 including a semiconductor laser 1111, a collimator lens 1112, an x diffusion lens 1113, a condenser lens 1114, ay diffusion lens 1115, and a mirror 1116, and an imaging lens 121.
1, 1221, spatial filters 1212, 1222, polarizing plates 1213, 1223, one-dimensional detectors 1214, 12
A detection optical system 1210 composed of 24, a wafer transfer means 1301, an automatic focus detector 1312, and a stage system 1300 composed of an automatic focus positioning mechanism 1313.
And an A / D converter 1411, a threshold circuit 1412, a two-dimensional image cutout circuit 1413, a pattern foreign matter determination circuit 14
14, a pattern information memory 1418, 1416, a foreign substance information memory 1417, 1415, a signal processing system 1401, an FFT circuit 1511, a repeated portion removing circuit 1512, a data memory 1513, a microcomputer 1515, a data display system 1516, and an error display. The data processing system 1501 includes an alarm 1517.

【０１８２】照明光学系１１１０では、半導体レーザ１
１１１から射出した光が、コリメータレンズ１１１２に
より平面波になりｘ拡散レンズ１１１３によりｘ方向の
み広げられる。ｘ拡散レンズ１１１３より射出した光は
集光レンズ１１１４によりｘ方向は平行な光束つまり平
面波に、ｙ方向は集光される。その後ｙ拡散レンズ１１
１５によりｙ方向のみ平行光束まで拡散される。結果的
に、ｘ，ｙ方向とも平行光束つまり平面波でありｙ方向
に長い直線上のビームとなり、ウエハ（半導体基板）１
００１上を照明する。In the illumination optical system 1110, the semiconductor laser 1
The light emitted from 111 is converted into a plane wave by the collimator lens 1112 and is expanded only in the x direction by the x diffusion lens 1113. The light emitted from the x diffusion lens 1113 is condensed by the condenser lens 1114 into a parallel light beam in the x direction, that is, a plane wave, and in the y direction. Then y diffusion lens 11
15 diffuses a parallel light beam only in the y direction. As a result, a parallel light beam in both x and y directions, that is, a plane wave, becomes a beam on a straight line that is long in the y direction.
Illuminate the top of 001.

【０１８３】図５４に照明光学系１１１０をｘ方向から
見た構成を示し、図５５にｙ方向から見た構成を示す。
ｙ方向には、ウエハ（半導体基板）１００１上の照明エ
リアを十分照明できるだけ広がり、ｘ方向には十分な照
度になるよう絞り込んでいる。ただし、照明は平面波す
なわちｘ方向にもｙ方向にも平行な光束になっている。FIG. 54 shows the configuration of the illumination optical system 1110 viewed from the x direction, and FIG. 55 shows the configuration viewed from the y direction.
The illumination area on the wafer (semiconductor substrate) 1001 is spread as much as possible in the y direction, and is narrowed down in the x direction so that the illuminance is sufficient. However, the illumination is a plane wave, that is, a light beam parallel to both the x direction and the y direction.

【０１８４】ここで、本実施例では、ｘ，ｙ方向とも平
行光束つまり平面波にして照明しているが、近似的に平
面波になる光学系であればよい。また、ここでは、磁界
ベクトルが照明の入射面に垂直になるような直線偏光を
照射している。これにより、異物からの散乱光をパター
ンからの散乱光に対して相対的に向上する効果がある。
但し、必ずしもｓ偏光である必要はなく、その他の直線
偏光あるいは楕円、円偏光であっても本発明の目的を達
成する上では差し支えない。Here, in the present embodiment, the parallel light flux, that is, the plane wave is used for illumination in both the x and y directions, but any optical system that approximately produces a plane wave may be used. Further, here, the linearly polarized light is irradiated so that the magnetic field vector becomes perpendicular to the incident surface of the illumination. This has the effect of improving the scattered light from the foreign matter relative to the scattered light from the pattern.
However, s-polarized light is not necessarily required, and other linearly polarized light, elliptically polarized light, or circularly polarized light may be used for achieving the object of the present invention.

【０１８５】検出光学系１２１０では、ウエハ１００１
上の検査位置１００２から射出した光束を結像レンズ１
２１１，１２２１により、空間フィルター１２１２，１
２２２、偏光板１２１３，１２２３を通して、１次元検
出器１２１４，１２２４上に結像する。偏光板１２１
３，１２２３は、磁界ベクトルが照明の入射面に垂直な
光（Ｓ偏光）を遮光している。この偏光板は、異物から
の散乱光をパターンからの散乱光に対して相対的に向上
する効果がある。但し、必ずしも必要ではなく、省いて
も本発明の目的を達成する上では差し支えない。In the detection optical system 1210, the wafer 1001
The light flux emitted from the upper inspection position 1002 is formed by the imaging lens 1
211 and 1221 allow the spatial filters 1212 and 1
An image is formed on one-dimensional detectors 1214 and 1224 through 222 and polarizing plates 1213 and 1223. Polarizing plate 121
Reference numerals 3 and 1223 shield light (S-polarized light) whose magnetic field vector is perpendicular to the incident surface of the illumination. This polarizing plate has an effect of improving the scattered light from the foreign matter relative to the scattered light from the pattern. However, it is not always necessary and may be omitted to achieve the object of the present invention.

【０１８６】また、検出光学系の結像レンズ１２１１
は、図５６に示したような通常のレンズを用いても、あ
るいは、図５７に示したような屈折率変化型のレンズア
レイを用いてもよい。いずれの場合も、照明光学系１１
１０として、図５４及び図５５に示したような平面波を
照明できるような光学系を用いる場合、空間フィルター
１２１２，１２２２をはじめとした構成上の相違点はな
い。Further, the imaging lens 1211 of the detection optical system
May use a normal lens as shown in FIG. 56, or a refractive index changing type lens array as shown in FIG. In any case, the illumination optical system 11
When an optical system capable of illuminating a plane wave as shown in FIGS. 54 and 55 is used as 10, there is no difference in structure including the spatial filters 1212 and 1222.

【０１８７】図５８に照明光学系及び検出光学系の平面
図を示す。検出光学系１２１０，１２２０，１２３０，
１２４０，１２５０，１２６０および１次元検出器１２
１４，１２２４，１２３４，１２４４，１２６４を複数
配置し、ウエハの直径Ｌ全域をカバーできるようにして
いる。また、各照明光学系１１１０，１１２０，１１３
０，１１４０，１１５０，１１６０はそれぞれ１次元検
出器１２１４〜１２６４の検出エリアを照明するように
配置している。この構成で、ウエハ全域を平行光束すな
わち平面波で照明できる。この構成では、一つの検査領
域にたいして一つの照明方向から照明している。この構
成により、空間フィルタ−の効果が十分に発揮される。
仮に一つの照明領域が複数の方向から照明された場合、
空間フィルタ−上でこれら複数の照明による回折パタ−
ンが重複するため空間フィルタ−による遮光領域を大き
くする必要がある。このように遮光領域を大きくした場
合、この遮光領域により検出すべき光信号をも遮光して
しまうことになる。一つの方向から照明することにより
これを防ぐことができる。FIG. 58 shows a plan view of the illumination optical system and the detection optical system. Detection optical systems 1210, 1220, 1230,
1240, 1250, 1260 and one-dimensional detector 12
A plurality of 14, 1224, 1234, 1244, and 1264 are arranged so that the entire diameter L of the wafer can be covered. In addition, each illumination optical system 1110, 1120, 113
0, 1140, 1150, and 1160 are arranged so as to illuminate the detection areas of the one-dimensional detectors 1214-1264, respectively. With this configuration, the entire area of the wafer can be illuminated with a parallel light beam, that is, a plane wave. In this configuration, one inspection area is illuminated from one illumination direction. With this configuration, the effect of the spatial filter is sufficiently exerted.
If one illumination area is illuminated from multiple directions,
Spatial filter-Diffraction pattern by these multiple illuminations
It is necessary to increase the light-shielding area of the spatial filter because the overlapping areas. When the light-shielding area is enlarged in this way, the light-shielding area also blocks the optical signal to be detected. This can be prevented by illuminating from one direction.

【０１８８】図５３に示すように、ステージ系１３００
では、ウエハ１００１をウエハ搬送手段１３０１上に載
置した後、ウエハ搬送手段１３０１はｘ方向に移動す
る。ここで、ウエハ搬送手段１３０１は、他の処理装
置、具体的には、成膜装置、エッチング装置、露光装置
などの半導体製造検査装置のもつ搬送系である。もちろ
ん、本発明の異物検査装置が、この搬送手段を持ち合わ
せていてもよい。また、自動焦点検出系１３１２によ
り、ウエハ１００１と本発明による装置との距離が測定
され、その結果を基に自動焦点制御系１３１３によりウ
エハ１００１と本発明による装置との距離が最適になる
よう制御される。この制御は検査開始前に１度だけされ
れば十分であるが、ウエハ搬送手段１３０１の精度によ
っては、検査中に実時間で制御される必要がある場合も
ある。As shown in FIG. 53, the stage system 1300
Then, after the wafer 1001 is placed on the wafer transfer means 1301, the wafer transfer means 1301 moves in the x direction. Here, the wafer transfer means 1301 is a transfer system included in another processing apparatus, specifically, a semiconductor manufacturing / inspection apparatus such as a film forming apparatus, an etching apparatus, or an exposure apparatus. Needless to say, the foreign matter inspection device of the present invention may have this carrying means. Further, the automatic focus detection system 1312 measures the distance between the wafer 1001 and the device according to the present invention, and based on the result, the automatic focus control system 1313 controls to optimize the distance between the wafer 1001 and the device according to the present invention. To be done. It is sufficient that this control is performed only once before the inspection is started, but depending on the accuracy of the wafer transfer means 1301, it may be necessary to perform control in real time during the inspection.

【０１８９】信号処理系１４１０では、１次元検出器１
２１４からの検出信号をＡ／Ｄ変換器１４１１、閾値回
路１４１２を通過し、２値化された１ビットの信号が５
×５の２次元画像切り出し回路１４１３に送られ、図に
示した論理式によるパターン異物判定回路１４１４によ
りパターンと異物が判定される。すなわち、中央の点の
論理値をＰ（０、０）とすると、以下の式（数１７）が
成立するときｐ（０，０）の信号を異物と判断し、以下
の式（数１８）が成立するときパターンと判断する。In the signal processing system 1410, the one-dimensional detector 1
The detection signal from 214 passes through the A / D converter 1411 and the threshold circuit 1412, and the binarized 1-bit signal is 5
It is sent to the × 5 two-dimensional image cutout circuit 1413, and the pattern and foreign matter are determined by the pattern foreign matter determination circuit 1414 based on the logical expression shown in the figure. That is, assuming that the logical value of the central point is P (0,0), the signal of p (0,0) is determined to be a foreign substance when the following equation (Equation 17) is satisfied, and the following equation (Equation 18) When is established, it is judged as a pattern.

【０１９０】[0190]

【数１７】 [Equation 17]

【０１９１】[0191]

【数１８】 [Equation 18]

【０１９２】判断された結果は、１次元検出器１２１４
の基本クロックから求められる座標信号によりパターン
メモリ１４１５および異物メモリ１４１６に格納され
る。ここで、閾値回路１４１２から異物メモリ１４１６
までの回路は、３系統等の複数用意してあり、閾値回路
１４１２の閾値を段階的に変えておく。このような回路
構成により必要十分な機能を有しながら回路規模が小型
になるという効果を持つ。The determined result is the one-dimensional detector 1214.
It is stored in the pattern memory 1415 and the foreign substance memory 1416 by the coordinate signal obtained from the basic clock of the. Here, the threshold circuit 1412 to the foreign object memory 1416
A plurality of circuits up to are prepared, such as three systems, and the threshold value of the threshold circuit 1412 is changed stepwise. With such a circuit configuration, there is an effect that the circuit scale can be reduced while having necessary and sufficient functions.

【０１９３】ここで、この信号処理系は各検出光学系１
２１０〜１２６０の信号を処理するため、信号処理系１
４１０〜１４６０が設けられている。Here, this signal processing system is the detection optical system 1
In order to process the signals of 210 to 1260, the signal processing system 1
410 to 1460 are provided.

【０１９４】データ処理系１５０１では、異物メモリ１
４１６のデータからＦＦＴ回路１５１１により異物マッ
プデータがフーリエ変換され、繰り返し部除去回路１５
１２によりチップ間の繰り返し部が除去される。こうし
て得られた異物データは異物メモリ１５１３に座標及び
閾値が格納されると共に、この異物数が許容範囲より大
きい場合、アラーム１５１７より警報信号が出される。
この警報信号が出された場合、作業者は、ラインの動作
を止めると共に、異物の発生原因を追求し、対策を施
す。また、マイクロコンピュータ１５１５より指令する
ことにより、異物のマップデータ、座標データ等が表示
系１５１６に出力される。また、本発明では、パターン
のデータもメモリ１４１６に格納されている。このデー
タは、このパターン部では異物検査を実施していないこ
とを意味する。従って、パターンデータの全体面積に対
する比率は、検査面積比率を意味する。この検査面積比
率が、所定の値より小さい場合は、検査装置のエラーあ
るいは、ウエハプロセスのエラーの可能性がある。従っ
て、この場合も、アラーム１５１７より警報を出す。In the data processing system 1501, the foreign matter memory 1
The foreign substance map data is Fourier-transformed from the data of 416 by the FFT circuit 1511, and the repeating portion removal circuit 15
By 12, the repeated portion between the chips is removed. The foreign matter data thus obtained stores coordinates and threshold values in the foreign matter memory 1513, and when the number of foreign matter is larger than the allowable range, an alarm signal is issued from an alarm 1517.
When this alarm signal is issued, the operator stops the operation of the line, investigates the cause of the foreign matter generation, and takes countermeasures. Also, by issuing a command from the microcomputer 1515, map data, coordinate data, etc. of the foreign matter are output to the display system 1516. Further, in the present invention, pattern data is also stored in the memory 1416. This data means that the foreign matter inspection is not performed in this pattern portion. Therefore, the ratio of the pattern data to the entire area means the inspection area ratio. If this inspection area ratio is smaller than a predetermined value, there is a possibility of an error in the inspection device or an error in the wafer process. Therefore, also in this case, an alarm is issued from the alarm 1517.

【０１９５】図８１に、信号処理系１４１０とデータ処
理系１５０１の機能を兼ねた異物パターン判断系を示
す。データ処理系１５０１では、ウエハ内のチップの繰
り返し性を利用してチップ周辺の非繰り返しパターンを
識別除去している。この機能は、図８１に示した回路に
よっても達成される。FIG. 81 shows a foreign matter pattern judging system having the functions of the signal processing system 1410 and the data processing system 1501. In the data processing system 1501, the non-repetitive pattern around the chips is identified and removed by utilizing the repeatability of the chips in the wafer. This function is also achieved by the circuit shown in FIG.

【０１９６】この実施例は、２次元画像切り出し回路１
４１３に替えて画像切り出し回路１４２０をもつ。画像
切り出し回路１４２０（オペレータ処理系２０３の２１
６、２１７）は切り出し部１４２１（２１９）、１４２
２（２３１）及び被判断部１４２３（２１８）より構成
される。この切り出し部１４２１（２１９）、１４２２
（２３１）は、被判断部１４２３（２１８）に対して試
料上でのチップピッチｐ離れた位置の画像を切り出せる
ように配置されている。ここで、ウエハは、回転誤差Δ
α、チップ転写誤差、結像倍率誤差、２値化による誤差
などによるチップ間隔誤差Δｐを持っているため、画像
切り出し部１４２１、１４２２は被判断部１４２３に対
して概ね±Δα、±Δｐの余裕を持っている。この値
は、実験的に、あるいは装置の製作精度を基に設計され
ればよい値であるが、本実施例の場合画素サイズを７μ
ｍとして、Δｐを１．５画素、Δαを０．５度とし、ピ
ッチが１０ｍｍ程度として、Δｗ（＝Δα・ｐ）を１
２．５画素としている。この画像切り出し回路１４２０
から切り出された信号は、図５３に示した信号処理系に
準じて処理される。２次元切り出し回路１４１３では切
り出された正方形の周辺部を式１に従ってロの字形に論
理積を取るのに対し、切り出し部１４２１、１４２２の
全域にわたって論理積が取られる。すなわち、２次元切
り出し回路１４１３では切り出された正方形の周辺部を
Ｐ（ｉ，ｊ）としているのに対し、切り出し部１４２
１、１４２２では切り出された全域をＰ（ｉ，ｊ）とし
ている。このＰ（ｉ，ｊ）の形状が異なるだけでパター
ンの判断は式１で、異物の判断は前記式（数１７）で示
される。This embodiment is a two-dimensional image cutout circuit 1
It has an image cutout circuit 1420 in place of 413. Image cutout circuit 1420 (21 of the operator processing system 203)
6, 217) are cutout portions 1421 (219), 142
2 (231) and the determined part 1423 (218). The cutout portions 1421 (219) and 1422
(231) is arranged so that an image at a position apart from the judged portion 1423 (218) by the chip pitch p on the sample can be cut out. Here, the wafer has a rotation error Δ
Since there is a chip interval error Δp due to α, a chip transfer error, an imaging magnification error, an error due to binarization, etc., the image cutout units 1421 and 1422 have a margin of approximately ± Δα and ± Δp with respect to the judged unit 1423. have. This value may be designed experimentally or based on the manufacturing accuracy of the device, but in the case of this embodiment, the pixel size is 7 μm.
As m, Δp is 1.5 pixels, Δα is 0.5 degree, and the pitch is about 10 mm, Δw (= Δα · p) is 1
It is set to 2.5 pixels. This image cutout circuit 1420
The signal cut out from is processed according to the signal processing system shown in FIG. In the two-dimensional cutout circuit 1413, the peripheral part of the cut out square is logically ANDed according to the equation 1 into a square shape, whereas the logical product is taken over the entire area of the cutout parts 1421 and 1422. That is, in the two-dimensional cutout circuit 1413, the peripheral portion of the cut out square is defined as P (i, j), whereas the cutout portion 142 is
In 1 and 1422, the entire region cut out is P (i, j). The difference between the shapes of P (i, j) is different, and the judgment of the pattern is expressed by the expression 1, and the judgment of the foreign matter is expressed by the expression (17).

【０１９７】この構成では、ＦＦＴ回路１５１１および
繰り返し部除去回路１５１２を省略することができる。In this structure, the FFT circuit 1511 and the repeating section removing circuit 1512 can be omitted.

【０１９８】以下、動作を図５３ないし図６２により説
明する。The operation will be described below with reference to FIGS. 53 to 62.

【０１９９】本発明では、超微細パターンの形成された
超ＬＳＩ上の異物を高速高精度でしかも小型の装置で検
査するため、パターンの繰り返し性に着目している。従
来の装置では、ウエハの全面積を高速高精度で検査する
ため、高性能の大型の装置が用いられていた。ところ
が、半導体生産の歩留りを向上するためには、必ずし
も、全面積に付いて異物検査をするよりも、むしろ、全
面積検査を犠牲にして、全ウエハ検査を実施した方が良
いという結果が判明した。従来装置を用いる限り、ウエ
ハを適当な頻度でサンプリングして検査するしかなく、
この検査方法では、一度、不良が発生したとき大量の不
良をつくり込んでしまう可能性がある。このような、全
ウエハ検査をする場合、ウエハの全面積を検査しなくて
も、装置発塵、プロセス発塵等の不良を発見できる。In the present invention, since the foreign matter on the VLSI having the ultrafine pattern is inspected with a high-speed and high-accuracy and small-sized device, the pattern repeatability is focused on. In the conventional apparatus, a large-scale apparatus with high performance is used in order to inspect the entire area of the wafer at high speed and with high accuracy. However, in order to improve the yield of semiconductor production, it turned out that it is better to carry out the whole wafer inspection at the expense of the whole area inspection rather than to perform the foreign matter inspection for the whole area. did. As long as the conventional equipment is used, there is no choice but to sample and inspect the wafer at an appropriate frequency.
In this inspection method, when a defect occurs once, a large number of defects may be created. In such an all-wafer inspection, defects such as device dust generation and process dust generation can be found without inspecting the entire wafer area.

【０２００】そこで、メモリーに代表されるＬＳＩに
は、繰り返しのパターンが大きな比率で存在することに
着目した。ＤＲＡＭ，ＳＲＡＭ等では、８０％以上、マ
イクロコンピュータ、カスタムＬＳＩ等でも多くの場
合、３０％以上である。このような比率で有れば、この
繰り返し部だけの検査で十分である。繰り返し部の欠
陥、異物の検査では、光学的なフィルターリングを用い
た非繰り返し部の強調検出技術が有効である。そこで、
この技術を適した。この方法は、空間フィルターの作成
方法が課題である。Therefore, attention has been paid to the fact that a large number of repetitive patterns exist in an LSI represented by a memory. In DRAMs, SRAMs, etc., it is 80% or more, and in many cases, even in microcomputers, custom LSIs, etc., it is 30% or more. With such a ratio, it is sufficient to inspect only this repeated portion. In the inspection of defects and foreign matter in the repetitive part, the emphasis detection technique of the non-repeating part using optical filtering is effective. Therefore,
Suitable for this technology. The problem with this method is how to create a spatial filter.

【０２０１】図５９に示したような基本パターン１０１
０の繰り返しパターンに図５３に示した装置で光を照明
した場合、図６０に示したような規則的な回折パターン
１０１１が空間フィルター１２１２，１２２２で観察さ
れる。この回折パターン１０１１は図５９に示したパタ
ーンからの回折にによるものである。ここで、図２９上
に異物１０１２が存在した場合、この異物１０１２から
の回折光は、規則的な回折パターン１０１１とは異なっ
た不規則な形状になり、例えば図６０上のパターン１０
１３のように観察される。そこで、この空間フィルター
１２１２，１２２２上で回折パターン１０１１を遮光す
るようなフィルターを設ければ、パターン１０１４の情
報は削除され１次元検出器１２１４，１２２４上では、
異物１０１２の情報のみが図４１のように観測される。
すなわち本発明により、異物１０１２のみが選択的に検
出されたことになる。A basic pattern 101 as shown in FIG.
When light having a repeating pattern of 0 is illuminated by the device shown in FIG. 53, a regular diffraction pattern 1011 as shown in FIG. 60 is observed by the spatial filters 1212 and 1222. This diffraction pattern 1011 is due to diffraction from the pattern shown in FIG. Here, when the foreign matter 1012 exists on FIG. 29, the diffracted light from the foreign matter 1012 has an irregular shape different from the regular diffraction pattern 1011. For example, the pattern 10 on FIG.
Observed as 13. Therefore, if a filter that shields the diffraction pattern 1011 from light is provided on the spatial filters 1212 and 1222, the information of the pattern 1014 is deleted, and on the one-dimensional detectors 1214 and 1224,
Only the information of the foreign matter 1012 is observed as shown in FIG.
That is, according to the present invention, only the foreign matter 1012 is selectively detected.

【０２０２】ここで、パターン１０１４のピッチｐと回
折パターン１０１１のピッチθ（観測点２から結像レン
ズ１２１１，１２２１へ入射する回折パターンの角度で
示している。）との関係は、照明光学系１１１０の射出
する光の波長λとして以下の（数１９）式で示される。Here, the relationship between the pitch p of the pattern 1014 and the pitch θ of the diffraction pattern 1011 (indicated by the angle of the diffraction pattern incident on the imaging lenses 1211 and 1221 from the observation point 2) is the illumination optical system. The wavelength λ of the light emitted by 1110 is expressed by the following formula (Formula 19).

【０２０３】[0203]

【数１９】sinθ＝λ／ｐ （数１９） 従って、ｐが小さいほどθは大きくなる。すなわち、Ｌ
ＳＩがより微細化し、ｐが小さくなるほど回折パターン
のθは大きくなり結像レンズ３２１１に入射する回折パ
ターンは減少し空間フィルターの形状は簡単になるとい
う利点がある。[Mathematical formula-see original document] sin [theta] = [lambda] / p (mathematical expression 19) Therefore, the smaller the value of p, the greater the value of [theta]. That is, L
As the SI becomes finer and the p becomes smaller, the θ of the diffraction pattern becomes larger, the diffraction pattern incident on the imaging lens 3211 decreases, and the shape of the spatial filter becomes simpler.

【０２０４】また、同じ製品の場合、基本パターン１０
１０の形状は変わっても位置ピッチは変わらないため回
折パターンの基本的な形状は変わらない。つまり、同じ
製品を検査する限り、回折パターンの形状はほぼ変わら
ず、従ってこれを遮光する空間フィルターの形状もほぼ
変わらないという特徴を有する。この特徴を利用し、各
製品毎に各工程の回折パターンの形状を測定しそれら全
ての回折パターンを遮光するような空間フィルターを作
成しても、そのフィルターが結像レンズの開口全てを遮
光するようなことはないことに着目した。このように各
工程毎の回折パターンをすべて遮光するようなフィルタ
ーを用いることにより空間フィルターの交換を省くこと
ができる。また、特にメモリの製造ラインでは製品が少
なく製品の変更も少ないため効果的である。For the same product, the basic pattern 10
Since the position pitch does not change even if the shape of 10 changes, the basic shape of the diffraction pattern does not change. That is, as long as the same product is inspected, the shape of the diffraction pattern is almost unchanged, and therefore the shape of the spatial filter that shields the same is also substantially unchanged. Utilizing this feature, even if a spatial filter that measures the shape of the diffraction pattern of each process and shields all the diffraction patterns for each product is created, the filter blocks all the apertures of the imaging lens. I focused on the fact that there is no such thing. In this way, by using a filter that shields all the diffraction patterns in each process, the replacement of the spatial filter can be omitted. Further, it is particularly effective in the memory manufacturing line because there are few products and there are few product changes.

【０２０５】ここで、本発明では、結像レンズ１２１
２，１２２２に屈折率変化型のレンズアレイを用いると
装置をさらに小型に構成できる。屈折率変化型レンズア
レイは、小型の光学系が構成できるためファクシミリ、
電子複写機等に用いられている。光学系を小型にすると
いう目的を達成する為にはこの屈折率変化型のレンズア
レイは効果的である。しかしながら本発明では空間フィ
ルターを用いる必要がある。従来、屈折率変化型のレン
ズアレイにもフーリエ変換面があり空間フィルターを用
いることができることは着目されていなかった。本発明
では、この屈折率変化型のレンズアレイに空間フィルタ
ーを用いることができることに着目して、屈折率変化型
のレンズアレイを用いた小型の異物モニターを実現し
た。空間フィルターの構成、作用は上述したものと同一
であり、各レンズ１つ１つに上述の空間フィルターを設
置すればよい。またこの屈折率変化型のレンズアレイの
空間フィルターの位置は図６１に示すようにレンズの射
出側の端面になる。Here, in the present invention, the imaging lens 121
If a refractive index change type lens array is used for 2, 1222, the apparatus can be made more compact. The refractive index changeable lens array is a facsimile,
It is used in electronic copying machines. This refractive index changing type lens array is effective for achieving the purpose of downsizing the optical system. However, the present invention requires the use of spatial filters. Conventionally, it has not been noted that the refractive index change type lens array also has a Fourier transform surface and a spatial filter can be used. In the present invention, focusing on the fact that a spatial filter can be used in this refractive index changing type lens array, a small foreign matter monitor using the refractive index changing type lens array has been realized. The structure and operation of the spatial filter are the same as those described above, and the spatial filter described above may be installed for each lens. The position of the spatial filter of this refractive index change type lens array is the end surface on the exit side of the lens, as shown in FIG.

【０２０６】図６２に空間フィルターの形状を示す。特
に、最も簡便にかつ任意のパターンに対し効果を出すに
は図６２（ａ）に示した直線上のものがよい。また、こ
の直線上の空間フィルターよりパターンとの弁別性能を
出すには図６２（ｂ）に示した様な形状のものが必要に
なる。さらに、製品内の各工程全てで使用できる形状の
１例を図６２（ｃ）に示す。FIG. 62 shows the shape of the spatial filter. In particular, in order to obtain the effect most easily and with respect to an arbitrary pattern, the one on the straight line shown in FIG. 62 (a) is preferable. Further, in order to obtain the discriminative ability from the pattern from the spatial filter on the straight line, a shape as shown in FIG. 62 (b) is required. Further, FIG. 62C shows an example of a shape that can be used in all the steps in the product.

【０２０７】図６３に異物の検出例を示す。FIG. 63 shows an example of foreign matter detection.

【０２０８】ここで高速小型の異物検査装置を実現する
上で、この空間フィルターを用いた方法は従来技術（特
許公開昭和６２−８９３３６号）に示した偏光検出法よ
り適している。この理由を図６４、６５、６６を用いて
説明する。In order to realize a high-speed and small-sized foreign matter inspection device, the method using this spatial filter is more suitable than the polarization detection method shown in the prior art (Japanese Patent Publication No. Showa 62-89336). The reason for this will be described with reference to FIGS.

【０２０９】試料に光を照明し異物からの散乱光を検出
する方法では、試料表面に形成されたパターンからの散
乱光がノイズになる。このノイズは、図６４（ｃ）に示
したように検出器２００６の画素（１つの信号として検
出される最小単位）サイズが大きいほど大きくなる。ノ
イズ源になるパターンは試料上ほぼ全面に形成されてい
るため、ノイズは画素サイズに比例して大きくなる。In the method of illuminating the sample with light and detecting the scattered light from the foreign matter, the scattered light from the pattern formed on the sample surface becomes noise. This noise increases as the pixel (minimum unit detected as one signal) size of the detector 2006 increases, as shown in FIG. Since the pattern serving as the noise source is formed on almost the entire surface of the sample, the noise increases in proportion to the pixel size.

【０２１０】一方で、画素数が多いほど検査時間がかか
るため、高速検査を実現するためには画素サイズを大き
くする必要がある。したがって、画素サイズを大きくし
て、ノイズレベルも小さくする必要がある。このノイズ
レベルを小さくする方法として、小泉他、「ＬＳＩウエ
ハパターンからの反射光の解析」、計測自動制御学会論
文集、１７−２、７７／８２（１９８１）に、偏光を利
用した方法が解析されている。これによれば、偏光を利
用することによって、パターンからの散乱光（ノイズ）
を減衰させることができる。ところがこの方法による散
乱光の減衰率は、上記論文に解析されている通り、検出
器の方向に依存する。このため、結像光学系を用いたよ
うに様々な方向に射出した光を集光する場合、それぞれ
の減衰率を積分すると減衰率は０．１％から０．０１％
程度になる。On the other hand, the larger the number of pixels, the longer the inspection time. Therefore, it is necessary to increase the pixel size in order to realize high-speed inspection. Therefore, it is necessary to increase the pixel size and reduce the noise level. As a method for reducing this noise level, a method using polarization is analyzed in “Analysis of Reflected Light from LSI Wafer Pattern”, Proceedings of the Society of Instrument and Control Engineers, 17-2, 77/82 (1981). Has been done. According to this, the scattered light (noise) from the pattern is utilized by using the polarized light.
Can be attenuated. However, the attenuation rate of scattered light by this method depends on the direction of the detector, as analyzed in the above paper. Therefore, when condensing light emitted in various directions like using an imaging optical system, the attenuation rate is 0.1% to 0.01% when the respective attenuation rates are integrated.
It will be about.

【０２１１】これに対し、本出願の空間フィルターを用
いた方法では、減衰率を０．００１％から０．０００１
％にできる。この理由を図６５、６６を用いて説明す
る。繰り返しパターンの形成されたウエハ２００１を照
明光２００２で照明し、照明した領域をレンズ系２００
３、２００５を用いて検出器２００６に結像する。ここ
で、空間フィルター２００４を載置したフーリエ変換面
でのパターンからの射出光の強度分布を図６６に示す。
繰り返しパターンからの射出光はパターンのピッチに応
じた位置に集中する。この集中の比率を算出した例とし
て、複スリットの場合の回折光強度分布が久保田宏著、
「応用光学」（岩波）に説明されている。これによれ
ば、スリットの数（本出願では同時に照明される繰り返
しパターンの数）が多くなれば、集中の比率が大きくな
る。この比率はフーリエ変換Ｆ［］を用いても算出でき
る。照明されたパターンの形状をａ（ｘ，ｙ）とする
と、空間フィルターの位置の光強度分布はＦ［ａ（ｘ，
ｙ）］となる。空間フィルターの形状をｐ（ｕ，ｖ）と
すると、ｐ（ｕ，ｖ）＊Ｆ［ａ（ｘ，ｙ）］が、空間フ
ィルターを通過する光となる。また空間フィルターに相
補的な図形の形状を￣ｐ（ｕ，ｖ）とすると、￣ｐ
（ｕ，ｖ）＊Ｆ［ａ（ｘ，ｙ）］は、空間フィルターに
よって遮光される光成分である。この２つの成分の比率
が先の減衰率になる。パターンの繰り返し数が３の時の
この減衰率を算出すると０．００１％程度である。繰り
返し数が５の時０．０００１％程度になり、さらに繰り
返し数を多くすれば減衰率は低下する。従って、偏光を
用いるよりも減衰率を低くでき、パターンノイズを低減
できることになる。On the other hand, in the method using the spatial filter of the present application, the attenuation rate is 0.001% to 0.0001.
Can be%. The reason for this will be described with reference to FIGS. The wafer 2001 on which the repeated pattern is formed is illuminated with illumination light 2002, and the illuminated region is illuminated by the lens system 200.
3 and 2005 are used to form an image on the detector 2006. Here, FIG. 66 shows the intensity distribution of the emitted light from the pattern on the Fourier transform surface on which the spatial filter 2004 is placed.
Light emitted from the repeating pattern is concentrated at a position corresponding to the pitch of the pattern. As an example of calculating this concentration ratio, the diffracted light intensity distribution in the case of multiple slits is written by Hiroshi Kubota,
It is explained in "Applied Optics" (Iwanami). According to this, as the number of slits (in the present application, the number of repeating patterns that are simultaneously illuminated) increases, the concentration ratio increases. This ratio can also be calculated using the Fourier transform F []. If the shape of the illuminated pattern is a (x, y), the light intensity distribution at the position of the spatial filter is F [a (x,
y)]. When the shape of the spatial filter is p (u, v), p (u, v) * F [a (x, y)] is the light passing through the spatial filter. If the shape of the figure complementary to the spatial filter is ￣p (u, v), ￣p
(U, v) * F [a (x, y)] is a light component shielded by the spatial filter. The ratio of these two components becomes the previous attenuation rate. When the attenuation rate is calculated when the number of pattern repetitions is 3, it is about 0.001%. When the number of repetitions is 5, it becomes about 0.0001%, and if the number of repetitions is further increased, the attenuation rate decreases. Therefore, the attenuation factor can be made lower than that using polarized light, and the pattern noise can be reduced.

【０２１２】以上の計算は、パターン形状及びその他の
条件が理想的な場合であって、現実の実験結果とは必ず
しも一致しない可能性がある。しかしながら、偏光方式
よりも１桁から３桁減衰率が低下し、パターンノイズを
低減できるという実験結果を得ている。The above calculation is for the case where the pattern shape and other conditions are ideal, and may not necessarily agree with the actual experimental result. However, the experimental results show that the attenuation rate is reduced by one to three digits compared with the polarization method, and the pattern noise can be reduced.

【０２１３】次に本発明の小型異物モニタの他の実施例
を図６４から図７７を用いて説明する。図６４に異物検
出器の検出画素サイズとノイズレベルの関係を示す。小
型異物モニタの課題として高速・小型化がある。同図
（ａ）に異物検出光学系を示す。ウェハ２００１上のパ
ターンと異物からの散乱光を検出レンズ２００３を通し
て、検出器２００６で検出する。検出器２００６からの
検出信号は検出器２００６の１画素毎に出力される。同
図（ｂ）に検出器２００６の１画素に相当するウェハ上
の大きさが小画素の場合と大画素の場合を示す。検出時
間Ｔはウェハの面積Ｓ、検出器のデータ取り込み時間
ｔ、検出器の画素サイズｗ、検出器の画素数ｎとして以
下の（数２０）式で示される。Next, another embodiment of the small foreign matter monitor of the present invention will be described with reference to FIGS. 64 to 77. FIG. 64 shows the relationship between the detection pixel size of the foreign matter detector and the noise level. The challenges of small foreign matter monitors include high speed and small size. The foreign matter detection optical system is shown in FIG. The scattered light from the pattern on the wafer 2001 and the foreign matter is detected by the detector 2006 through the detection lens 2003. The detection signal from the detector 2006 is output for each pixel of the detector 2006. FIG. 2B shows the case where the size of one pixel of the detector 2006 on the wafer is small and large. The detection time T is represented by the following equation (20) as a wafer area S, detector data acquisition time t, detector pixel size w, and detector pixel number n.

【０２１４】[0214]

【数２０】 Ｔ＝（Ｓ・ｔ）／（ｗ・ｎ） （数２０） 式（数２０）より、高速・小型を実現するためには、ｗ
を大きくすることと、ｎを増やして並列処理を行うこと
が最も有効である。しかし、同図（ｃ）に示すように、
ｗを大きくすると、ｗに比例してウェハ２００１上のパ
ターンからのノイズレベルも増加する。したがって、ｗ
を大きくして、異物検出性能を維持するためには、パタ
ーンからのノイズレベルを低減する必要がある。T = (S · t) / (w · n) (Equation 20) From the equation (Equation 20), in order to realize high speed and small size,
Is most effective, and n is increased to perform parallel processing. However, as shown in FIG.
When w is increased, the noise level from the pattern on the wafer 2001 also increases in proportion to w. Therefore, w
In order to maintain the foreign matter detection performance by increasing the noise level, it is necessary to reduce the noise level from the pattern.

【０２１５】そこで、次に、パターンからのノイズレベ
ルを低減するために、空間フィルタ法によるノイズ低減
の効果について説明する。図６５は空間フィルタを用い
た異物検出光学系の構成図を示す。検出レンズ２００３
のフーリエ変換面に空間フィルタ２００４を設置してい
る。ノイズであるウェハ２００１上の繰返し性のあるメ
モリパターンからの回折光２００７は、検出レンズ２０
０３を通過後、空間フィルタ２００４で遮光する。ま
た、ウェハ２００１上の異物からの散乱光２００８は検
出レンズ２００３、空間フィルタ２００４、結像レンズ
２００５を通過して検出器２００６で検出される。Therefore, next, the effect of noise reduction by the spatial filter method in order to reduce the noise level from the pattern will be described. FIG. 65 shows a block diagram of a foreign matter detection optical system using a spatial filter. Detection lens 2003
A spatial filter 2004 is installed on the Fourier transform plane of the. Diffracted light 2007 from the repeating memory pattern on the wafer 2001, which is noise, is detected by the detection lens 20.
After passing through 03, the light is shielded by the spatial filter 2004. The scattered light 2008 from the foreign matter on the wafer 2001 passes through the detection lens 2003, the spatial filter 2004, and the imaging lens 2005, and is detected by the detector 2006.

【０２１６】ここで、図６５の空間フィルタ２００４面
におけるパターン回折光２００７のｘ方向の光強度分布
を図６６に示す。同図において、空間フィルタ２００４
の透過部分（Ａ）と遮光部分（Ｂ）に相当するパターン
回折光２００７の光強度の比、即ちＡ：Ｂは１：１０⁵
となり、空間フィルタ２００４を設置することにより、
パターンノイズを１／１０⁵に低減することができる。
従来の異物検査装置に用いられた偏光フィルタ法では、
パターンノイズ低減は１／１０²であるため、検出器の
画素サイズが同一であれば、ノイズ低減レベルは１０³
向上し、異物検出感度も向上する。したがって、異物検
出感度の目標設定を従来の異物検査装置の性能以下にす
ることにより、検出器の画素サイズの大画素化を行うこ
とができ、異物検出光学系の高速・小型化が可能とな
る。FIG. 66 shows the light intensity distribution in the x direction of the pattern diffracted light 2007 on the surface of the spatial filter 2004 of FIG. In the figure, the spatial filter 2004
The ratio of the light intensity of the pattern diffracted light 2007 corresponding to the transparent portion (A) and the light shielding portion (B), that is, A: B is 1:10 ^5.
By installing the spatial filter 2004,
The pattern noise can be reduced to 1/10 ⁵ .
In the polarization filter method used in the conventional foreign matter inspection device,
Since the pattern noise reduction is 1/10 ² , the noise reduction level is 10 ³ if the detector pixel size is the same.
It also improves the foreign matter detection sensitivity. Therefore, by setting the target of the foreign matter detection sensitivity to be equal to or lower than the performance of the conventional foreign matter inspection apparatus, the pixel size of the detector can be increased, and the foreign matter detection optical system can be speeded up and downsized. .

【０２１７】なお、空間フィルタで遮光できるパターン
は繰返し性のあるメモリパターンであり、メモリパター
ン部以外はソフト等で無効データあるいは検出禁止エリ
アとする。The pattern that can be shielded by the spatial filter is a repetitive memory pattern, and other than the memory pattern portion is made into invalid data or detection prohibited area by software or the like.

【０２１８】図６７に空間フィルタ法を適応した場合の
異物検出光学系における弁別比を示す。ここで、異物検
出系光学系における検出レンズ２００３は結像レンズも
兼ねているため、結像レンズを必要としない。検出器２
００６からの検出信号分布より、異物の検出信号をＳ、
パターンノイズをＮとすると弁別比をＳ／Ｎで表す。次
に、図６８に検出器の画素サイズと弁別比の関係を示
す。ここでは、異物として２μｍ標準粒子の例を示す。
異物をパターンから安定して弁別するためには、弁別比
１以上を必要とする。したがって、同図より、２μｍ標
準粒子をパターンから弁別して検出するためには、検出
器の画素サイズは20μｍ以下であれば良いことがわか
る。FIG. 67 shows the discrimination ratio in the foreign matter detection optical system when the spatial filter method is applied. Here, since the detection lens 2003 in the foreign matter detection system optical system also serves as the imaging lens, the imaging lens is not required. Detector 2
From the detection signal distribution from 006, S
When the pattern noise is N, the discrimination ratio is represented by S / N. Next, FIG. 68 shows the relationship between the pixel size of the detector and the discrimination ratio. Here, an example of 2 μm standard particles is shown as the foreign matter.
In order to stably discriminate foreign matters from the pattern, a discrimination ratio of 1 or more is required. Therefore, it can be seen from the figure that the pixel size of the detector should be 20 μm or less in order to detect 2 μm standard particles by discriminating them from the pattern.

【０２１９】次に、図６９に照明領域と検出領域を示
す。検査時間Ｔは、検査幅Ｌｘ、Ｌｙ、検出器の画素サ
イズｗ、検出器の読みだしクロック周波数ｆとして以下
の（数２１）式で示される。Next, FIG. 69 shows an illumination area and a detection area. The inspection time T is represented by the following equation (21) as the inspection widths Lx and Ly, the pixel size w of the detector, and the reading clock frequency f of the detector.

【０２２０】[0220]

【数２１】 Ｔ＝（Ｌｘ・Ｌｙ／ｗ²）・（１／ｆ） （数２１） また、有効照明光強度Ｐは、照明パワーＰ₀、照明幅Ｗ
ｘ、Ｗｙとして以下の（数２２）式で示される。[Equation 21] T = (Lx · Ly / w ² ) · (1 / f) (Equation 21) Further, the effective illumination light intensity P is the illumination power P ₀ and the illumination width W.
x and Wy are represented by the following equation (22).

【０２２１】[0221]

【数２２】 Ｐ＝Ｐ₀・（ｗ・Ｌｘ）／（Ｗｘ・Ｗｙ） （数２２） ここで、Ｗｘ≒Ｌｘであるため、（数２２）式は（数２
３）式で示される。(Equation 22) P = P ₀ · (w · Lx) / (Wx · Wy) (Equation 22) Here, since Wx≈Lx, the expression (Equation 22) is (Equation 2)
It is shown by the equation 3).

【０２２２】[0222]

【数２３】 Ｐ＝Ｐ₀・（ｗ／Ｗｙ） （数２３） 総照明光量Ｐｔは（数２１）式と（数２３）式より、
（数２４）式で示される。[Equation 23] P = P ₀ · (w / Wy) (Equation 23) The total illumination light amount Pt is calculated from the equations (21) and (23).
It is shown by the equation (24).

【０２２３】[0223]

【数２４】 Ｐｔ＝Ｔ・Ｐ ＝Ｐ₀・（Ｌｘ・Ｌｙ／Ｗｙ）・（１／（ｗ・ｆ）） ＝Ｋ₁・（１／（ｗ・ｆ）） （数２４） したがって、検出信号強度Ｉは、異物信号係数Ｋ₂と
（数２４）式より、（数２５）式で示される。Pt = T · P = P ₀ · (Lx · Ly / Wy) · (1 / (w · f)) = K ₁ · (1 / (w · f)) (Equation 24) Therefore, detection The signal strength I is expressed by the equation (25) from the foreign matter signal coefficient K ₂ and the equation (24).

【０２２４】[0224]

【数２５】 Ｉ＝Ｋ₂・Ｐｔ ＝Ｋ₁・Ｋ₂・（１／（ｗ・ｆ）） （数２５） 式（数２５）より、Ｉはｗ・ｆの関数となる。I = K ₂ · Pt = K ₁ · K ₂ · (1 / (w · f)) (Equation 25) From the equation (Equation 25), I is a function of w · f.

【０２２５】以上の結果を基に、図７０に装置仕様を決
定するための性能図を示す。画素サイズと検査時間の関
係、画素サイズと弁別比の関係、画素サイズ・検出器の
クロック周波数と検出信号の関係の３つの図により装置
仕様を決定する。例えば、２０秒の検査時間を実現する
ために、画素サイズと検査時間の関係より、検出器のク
ロック周波数を２ＭＨｚに設定すれば、検出器の画素サ
イズは13μｍで良い。その時、画素サイズと弁別比の関
係より、２μｍ異物のパターンからの弁別比は２であ
り、パターンから弁別することができる。最後に、画素
サイズ・検出器のクロック周波数と検出信号の関係よ
り、２μｍ異物の検出信号は、画素サイズ・クロック周
波数で決まり、60mVであり、検出器で検出可能である。
以上の様に、３つの性能図により、装置の検出異物寸法
と検査時間の仕様を任意に決定することができる。Based on the above results, FIG. 70 shows a performance chart for determining device specifications. The device specifications are determined based on three figures, that is, the relationship between the pixel size and the inspection time, the relationship between the pixel size and the discrimination ratio, and the relationship between the pixel size / clock frequency of the detector and the detection signal. For example, in order to realize the inspection time of 20 seconds, if the clock frequency of the detector is set to 2 MHz from the relationship between the pixel size and the inspection time, the pixel size of the detector may be 13 μm. At that time, from the relationship between the pixel size and the discrimination ratio, the discrimination ratio from the pattern of the 2 μm foreign matter is 2, and it is possible to discriminate from the pattern. Finally, from the relationship between the pixel size and the clock frequency of the detector and the detection signal, the detection signal of the 2 μm foreign matter is 60 mV, which is determined by the pixel size and the clock frequency, and can be detected by the detector.
As described above, the specifications of the detected foreign matter size and the inspection time of the device can be arbitrarily determined from the three performance diagrams.

【０２２６】図７１は空間フィルタ法を用いた異物検出
光学系の装置構成を示す図である。異物検出光学系は、
製品ウェハ２００１の一軸走査２０１０で製品ウェハ２
００１全面が検査可能な構成に成っている。そのため、
異物検出光学系は照明光学系２０１１と検出光学系２０
１３に分け、それぞれユニット構成に成っている。検査
対象ウェハがφ２００ｍｍの場合について以下に説明す
る。例えば、８ユニットでウェハ２００１全幅を検査す
るためには、１ユニットの照明領域及び検出領域２０１
２は、２５ｍｍにすれば良い。したがって、検査対象ウ
ェハがφ１５０ｍｍの場合は、８ユニットのうち６ユニ
ットを用いれば良い。１ユニットの検出光学系２０１３
は、検出レンズ２０１４、検出レンズ２０１４のフーリ
エ変換面に設置された空間フィルタ２０１５、検出器と
してリニアセンサ２０１６で構成されている。検出レン
ズ２０１４の外形寸法が検出幅より大きい場合は、本実
施例の同図に示すようにちどり状に配置することにより
ウェハ２００１全幅を確保することができる。また、検
出レンズ２０１４の外形寸法が検出幅以下の場合、ある
いは、ウェハ上を限定する検査すなわち部分検査の場合
には直線状に配置することができる。ここで用いている
空間フィルタ２０１５は検出光学系２０１３がちどり状
の場合は４ユニット構成を２組使用し、検出光学系２０
１３が直線状の場合は８ユニット構成を１組使用する。
リニアセンサ２０１６からの検出信号は異物検出処理
（別体）２０１７で処理され、異物データとして出力す
る。FIG. 71 is a view showing the arrangement of a foreign matter detection optical system using the spatial filter method. The foreign matter detection optical system
Product wafer 2001 is uniaxially scanned 2010.
The entire surface of 001 can be inspected. for that reason,
The foreign matter detection optical system includes an illumination optical system 2011 and a detection optical system 20.
Divided into 13 parts, each of which has a unit structure. The case where the wafer to be inspected has a diameter of 200 mm will be described below. For example, in order to inspect the entire width of the wafer 2001 with 8 units, the illumination area and the detection area 201 of 1 unit are required.
2 may be 25 mm. Therefore, when the wafer to be inspected has a diameter of 150 mm, 6 units out of 8 units may be used. 1 unit of detection optical system 2013
Is composed of a detection lens 2014, a spatial filter 2015 installed on the Fourier transform surface of the detection lens 2014, and a linear sensor 2016 as a detector. When the outer dimension of the detection lens 2014 is larger than the detection width, the entire width of the wafer 2001 can be secured by arranging the detection lens 2014 in a squirrel pattern as shown in FIG. Further, when the outer dimension of the detection lens 2014 is less than or equal to the detection width, or in the case of an inspection that limits the wafer, that is, a partial inspection, they can be arranged linearly. The spatial filter 2015 used here uses two sets of four-unit configuration when the detection optical system 2013 has a striped shape.
If 13 is linear, one set of 8 units is used.
The detection signal from the linear sensor 2016 is processed by the foreign matter detection processing (separate body) 2017, and is output as foreign matter data.

【０２２７】なお、検出光学系２０１３がちどり状の場
合は２組、検出光学系２０１３が直線状の場合は１組の
空間フィルタ２０１５の交換は、ウェハ２００１の品種
間により行う必要があるが、工程にはほとんど依存せ
ず、１品種ウェハを１種類の空間フィルタ２０１５で対
応可能である。Note that it is necessary to replace two sets of spatial filters 2015 when the detection optical system 2013 is in the form of a stripe and one set when the detection optical system 2013 is in a linear form, depending on the type of the wafer 2001. It is possible to handle one type of wafer with one type of spatial filter 2015 without depending on the process.

【０２２８】次に本実施例のうちの仕様の一例を示す。
照明光学系は、照明光源として波長７８０ｎｍ、出力２
００ｍＷの半導体レーザを用い、照明光入射角度は上方
から６０°でウェハ上の２６×１ｍｍ²の領域を照明す
る。検出光学系は、検出レンズとして投影レンズ（５０
ｍｍＦ２．８を用い、検出倍率１倍（検出ＮＡ＝０．
１）で検出する。検出器には画素サイズ１３μｍ、画素
数２０４８、駆動周波数４ＭＨｚのＣＣＤリニアセン
サ、あるいは、異物弁別性能の高い画素サイズ７μｍ、
画素数４０９６、駆動周波数４ＭＨｚのＣＣＤリニアセ
ンサを用いる。Next, an example of specifications of this embodiment will be shown.
The illumination optical system has a wavelength of 780 nm and an output of 2 as an illumination light source.
A semiconductor laser of 00 mW is used, and an illumination light incident angle is 60 ° from above to illuminate a region of 26 × 1 mm ² on the wafer. The detection optical system includes a projection lens (50
mmF 2.8, detection magnification 1 × (detection NA = 0.
Detect in 1). The detector has a pixel size of 13 μm, a pixel count of 2048, a CCD linear sensor with a driving frequency of 4 MHz, or a pixel size of 7 μm with high foreign matter discrimination performance,
A CCD linear sensor with 4096 pixels and a driving frequency of 4 MHz is used.

【０２２９】次に、図７２はパターンノイズ光のウェハ
回転角度による影響を示す一例図である。ウェハ２００
１が回転すると、ウェハ２００１のパターンからの回折
光もウェハ２００１に応じて回転する。したがって、異
物検出光学系２０２１に対してウェハ２００１が回転し
ていると、異物検出光学系２０２１の空間フィルタの遮
光部分からウェハ２００１のパターンからの回折光が漏
れてくる。したがって、パターンからの回折光の漏れ光
すなわちパターンノイズ光は、空間フィルタの遮光幅と
ウェハの回転角度の関数となる。ここで、ウェハの回転
角度θは、異物検出光学系２０２１の中心線２０２０と
ウェハ２００１の中心線２０００の角度を表す。しか
し、空間フィルタの遮光幅を広げると異物からの散乱光
も減光するため、最適幅を求める必要がある。そこで、
従来のプリアライメント装置ではウェハの回転角度を±
２°以内に抑えることができるので、異物検出性能、例
えば、２μｍ異物をパターンから弁別して検出できる空
間フィルタの遮光幅を最適幅とした場合のウェハの回転
によるパターンノイズ光の変化の一例を同図に示す。Next, FIG. 72 is an example diagram showing the influence of the wafer rotation angle of the pattern noise light. Wafer 200
When 1 rotates, the diffracted light from the pattern of the wafer 2001 also rotates according to the wafer 2001. Therefore, when the wafer 2001 is rotated with respect to the foreign matter detection optical system 2021, the diffracted light from the pattern of the wafer 2001 leaks from the light shielding portion of the spatial filter of the foreign matter detection optical system 2021. Therefore, the leaked light of the diffracted light from the pattern, that is, the pattern noise light is a function of the light blocking width of the spatial filter and the rotation angle of the wafer. Here, the wafer rotation angle θ represents the angle between the center line 2020 of the foreign matter detection optical system 2021 and the center line 2000 of the wafer 2001. However, if the light-shielding width of the spatial filter is widened, the scattered light from the foreign matter is also dimmed, so it is necessary to find the optimum width. Therefore,
With the conventional pre-alignment equipment, the wafer rotation angle is ±
Since it can be suppressed within 2 °, the same example of the change in pattern noise light due to the rotation of the wafer when the foreign matter detection performance, for example, the light blocking width of the spatial filter capable of discriminating and detecting the foreign matter of 2 μm from the pattern is set to the optimum width, is the same. Shown in the figure.

【０２３０】異物検査のモニタとしての機能を有するた
めには、できるだけ焦点深度の深い異物検出系が必要で
ある。In order to have a function as a monitor for foreign matter inspection, it is necessary to have a foreign matter detection system having a depth of focus as deep as possible.

【０２３１】焦点深度は、検出画素サイズの大きさによ
り、検出レンズのＮＡから計算される焦点深度より大き
い値を得ることができる。The depth of focus can be larger than the depth of focus calculated from the NA of the detection lens, depending on the size of the detection pixel size.

【０２３２】検出画素サイズが検出異物サイズより十分
小さければ、焦点深度ｄは、検出レンズの開口数に依存
し、光の波長λ、検出レンズの開口数ＮＡとして以下の
（数２６）式で示される。If the size of the detected pixel is sufficiently smaller than the size of the detected foreign substance, the depth of focus d depends on the numerical aperture of the detection lens. Be done.

【０２３３】[0233]

【数２６】 ｄ＝0.5・λ／(ＮＡ)² （数２６） （数１１）式において、例えば、λ＝780nm、ＮＡ＝0.1
の場合はｄ＝39μｍとなる。また、検出画素サイズが検
出異物サイズより十分大きければ、焦点深度は、検出画
素サイズに依存する。この場合、検出画素サイズを相当
解像度ａ’とすると、相当開口数ＮＡ’との関係は以下
の（数２７）式で示される。D = 0.5 · λ / (NA) ² (Equation 26) In Equation (11), for example, λ = 780 nm, NA = 0.1
In the case of, d = 39 μm. If the detected pixel size is sufficiently larger than the detected foreign substance size, the depth of focus depends on the detected pixel size. In this case, assuming that the detected pixel size is the equivalent resolution a ′, the relationship with the equivalent numerical aperture NA ′ is expressed by the following equation (27).

【０２３４】[0234]

【数２７】 ａ’＝0.61・λ／ＮＡ’ （数２７） さらに、（数２７）式におけるＮＡ’を（数２６）式の
ＮＡに代入すると、実際の焦点深度ｄが得られる。例え
ば、ａ’＝13μｍとすると、ＮＡ’＝0.037となり、ｄ
＝285μｍとなる。A ′ = 0.61 · λ / NA ′ (Equation 27) Further, by substituting NA ′ in the equation (27) into NA in the equation (26), the actual depth of focus d is obtained. For example, if a '= 13 μm, NA' = 0.037, and d
= 285 μm.

【０２３５】従って、検出器の大画素化により、異物検
出系の焦点深度を深くする効果がある。Therefore, there is an effect of increasing the depth of focus of the foreign matter detection system by increasing the number of pixels of the detector.

【０２３６】図７３はウェハステージの高さによる異物
検出出力の変化を示す一例図である。λ＝780nm、ＮＡ
＝0.1、検出画素サイズ13μｍを用いた場合の５μｍ異
物の検出出力の変化を示している。同図より、焦点深度
は±70μｍである。この値は検出レンズの開口数から得
られる値（39μｍ）と検出画素サイズから得られる値
（285μｍ）の間の値に成っている。したがって、13μ
ｍの検出画素サイズは５μｍ異物に対して十分大きくな
いが、焦点深度を深くしている。FIG. 73 is an example diagram showing a change in foreign matter detection output depending on the height of the wafer stage. λ = 780nm, NA
= 0.1, a change in detection output of a 5 μm foreign matter when a detection pixel size of 13 μm is used is shown. From the figure, the depth of focus is ± 70 μm. This value is a value between the value (39 μm) obtained from the numerical aperture of the detection lens and the value (285 μm) obtained from the detection pixel size. Therefore, 13μ
The detection pixel size of m is not large enough for a foreign matter of 5 μm, but the depth of focus is deep.

【０２３７】以上のように、検出レンズの開口数を小さ
くすることと、検出画素サイズを大きくすることによ
り、焦点深度を深くすることができ、ウェハの搬送系の
高さ方向の位置制御をラフにすることが可能である。As described above, by decreasing the numerical aperture of the detection lens and increasing the detection pixel size, the depth of focus can be increased, and the position control of the wafer transfer system in the height direction can be made rough. It is possible to

【０２３８】次に、本小形異物モニタリング装置に用い
る照明光学系の１ユニットの構成を示す。ウェハ上を片
側は検査領域を十分照明できるように広げ、片側は十分
な照度になるように絞り込み、線状照明が可能な構成と
なっている。照明光源が点光源であれば、両側とも平面
波すなわち平行な光束ができる。ここで、照明光を平行
光にすると、検出光学系の空間フィルタ位置の像をシャ
ープにすることができ、空間フィルタによるパターンの
遮光性能を高くし、異物検出性能も高くすることができ
る。しかし、例えば、照明光源として小形の半導体レー
ザを用いる場合、高出力になるにしたがって、発光点の
片側の長さが長くなる。したがって、片側は平面波すな
わち平行な光束はできない。そこで、それに対応した照
明光学系の実施例を２種類示す。ただし、ウェハ上の線
状照明のうち、ビームの長い方向をｙ方向、ビームの短
い方向をｘ方向とする。Next, the construction of one unit of the illumination optical system used in this small foreign matter monitoring apparatus will be shown. One side of the wafer is widened so that the inspection area can be sufficiently illuminated, and one side is narrowed down so that the illuminance is sufficient, so that linear illumination is possible. If the illumination light source is a point light source, a plane wave, that is, a parallel light beam is formed on both sides. Here, when the illumination light is parallel light, the image at the position of the spatial filter of the detection optical system can be sharpened, and the light blocking performance of the pattern by the spatial filter and the foreign matter detection performance can be improved. However, for example, when a small semiconductor laser is used as the illumination light source, the length of one side of the light emitting point becomes longer as the output becomes higher. Therefore, a plane wave, that is, a parallel light beam cannot be formed on one side. Therefore, two types of examples of the illumination optical system corresponding thereto will be shown. However, in the linear illumination on the wafer, the long direction of the beam is the y direction and the short direction of the beam is the x direction.

【０２３９】１つ目の方式の構成を図７４に示し、同図
（ａ）にｘ方向から見た構成を示し、同図（ｂ）にｙ方
向から見た構成を示す。ここで、半導体レーザ２１０１
の発光点２１００の長い方向がｘ方向、発光点２１００
の短い（点光源に近い）方向がｙ方向である。ただし、
ウェハ上においてＰ偏光照明であればＳ偏光照明になる
ようにλ／２板を挿入する。The configuration of the first method is shown in FIG. 74, FIG. 74A shows the configuration seen from the x direction, and FIG. 74B shows the configuration seen from the y direction. Here, the semiconductor laser 2101
The long direction of the light emitting point 2100 is the x direction, and the light emitting point 2100 is
The short direction (close to the point light source) is the y direction. However,
The λ / 2 plate is inserted so that the P-polarized illumination will be S-polarized illumination on the wafer.

【０２４０】同図（ａ）のｘ方向は、半導体レーザ２１
０１から射出した光はレンズ２１０２〜レンズ２１０６
を用い、光束を絞ってウェハ２００１上を照明する。同
図（ｂ）のｙ方向は、半導体レーザ２１０１から射出し
た光はレンズ２１０２〜レンズ２１０６を用い、光束を
広げ平行光にする。この方式はｘ方向の光束を容易に絞
り込むことができるので、照明の高照度化が可能であ
る。この方法では、ｘ方向の光束を平行光ではなくある
角度をもって絞り込むため検出光学系の空間フィルタ面
におけるｘ方向の回折パターンは長くなるが、図６２に
示すような直線状の空間フィルタ−を用いることによっ
てパタ−ンからの回折光を遮光することができる。図７
５は図７４の照明光学系を用いた場合の検出検出光学系
の空間フィルタ面におけるウェハ上の回折パターンの平
面図の一例を示す。ウェハ上のパターンからの回折パタ
ーンの１点の大きさは、ｘ方向は照明の開口数に依存し
ｘ１＝数ｍｍ、ｙ方向は平行光であるためｙ１＝数μｍ
になり、ｙ方向のみシャープな光となる。ウェハの向き
により同図（ａ）に示すようにｙ方向のピッチｐｙがｘ
方向のピッチｐｘより短い場合には空間フィルタの遮光
率が高くなり、異物からの検出出力も低下する。そこ
で、ウェハを９０°回転することにより、ウェハ上のパ
ターンからの回折パターンは同図（ｂ）に示すようにな
り、ｙ方向のピッチは同図（ａ）におけるｐｘと同一で
あり、空間フィルタの遮光性能を向上することができ
る。このように、ｙ方向に回折パターンのピッチの長い
方がくるようにウェハの向きを予め設定することによ
り、異物からの検出出力を更に向上することができる。
このウエハの最適な向きは、予めデ−タとして入力する
ことができる。また、一度回折パターンの向きを見てウ
ェハの最適な向きを検出し、以後はその最適な向きの上
方を用いる。The x-direction of FIG.
The light emitted from 01 is lens 2102 to lens 2106.
Is used to illuminate the wafer 2001 by narrowing the light flux. In the y-direction of FIG. 9B, the light emitted from the semiconductor laser 2101 uses the lenses 2102 to 2106 to spread the light flux and make it parallel light. With this method, the luminous flux in the x direction can be easily narrowed down, so that the illuminance of the illumination can be increased. In this method, since the light flux in the x direction is narrowed down at a certain angle instead of being parallel light, the diffraction pattern in the x direction on the spatial filter surface of the detection optical system becomes long, but a linear spatial filter as shown in FIG. 62 is used. Thus, the diffracted light from the pattern can be shielded. Figure 7
5 shows an example of a plan view of the diffraction pattern on the wafer on the spatial filter surface of the detection / detection optical system when the illumination optical system of FIG. 74 is used. The size of one point of the diffraction pattern from the pattern on the wafer depends on the numerical aperture of the illumination in the x direction, x1 = several mm, and since the parallel light is in the y direction, y1 = several μm.
And the light becomes sharp only in the y direction. Depending on the orientation of the wafer, the pitch py in the y direction is x as shown in FIG.
When it is shorter than the pitch px in the direction, the light blocking rate of the spatial filter becomes high and the detection output from the foreign matter also decreases. Then, by rotating the wafer by 90 °, the diffraction pattern from the pattern on the wafer becomes as shown in FIG. 7B, the pitch in the y direction is the same as px in FIG. It is possible to improve the light shielding performance of. In this way, the detection output from a foreign substance can be further improved by presetting the orientation of the wafer so that the longer pitch of the diffraction pattern comes in the y direction.
The optimum orientation of this wafer can be input as data in advance. Further, the orientation of the diffraction pattern is once seen to detect the optimal orientation of the wafer, and thereafter the upper portion of the optimal orientation is used.

【０２４１】２つ目の方式の構成を図７６に示し、同図
（ａ）にｘ方向から見た構成を示し、同図（ｂ）にｙ方
向から見た構成を示す。ここで、半導体レーザ２１０１
の発光点２１００の短い（点光源に近い）方向がｘ方
向、発光点２１００の長い方向がｙ方向である。ただ
し、ウェハ上においてＰ偏光照明であればＳ偏光照明に
なるようにλ／２板を挿入する。The configuration of the second method is shown in FIG. 76. FIG. 76A shows the configuration seen from the x direction, and FIG. 76B shows the configuration seen from the y direction. Here, the semiconductor laser 2101
The short direction of the light emitting point 2100 (close to the point light source) is the x direction, and the long direction of the light emitting point 2100 is the y direction. However, the λ / 2 plate is inserted so that the P-polarized illumination will be S-polarized illumination on the wafer.

【０２４２】同図（ａ）のｘ方向は、半導体レーザ２１
０１から射出した光はレンズ２２０２〜レンズ２２０７
を用い、光束を絞って平行光にする。同図（ｂ）のｙ方
向は、半導体レーザ２１０１から射出した光はレンズ２
２０２〜レンズ２２０７を用い、光束を広げウェハ２０
０１上を照明する。しかし、ｘ方向の発光点２１００の
長さが数十μｍと長いため、平行光にすることができな
い。ここで光源２１００は、レンズ２２０２〜レンズ２
２０７、結像レンズ２０１４を通して空間フィルタ２０
１５の位置に結像する。この総合結像倍率は空間フィル
タの遮光性能より数十μｍ以下が最適であるため、１倍
前後になるようにする。The x-direction of FIG.
The light emitted from 01 is lens 2202 to lens 2207.
Is used to narrow the light flux to make it parallel light. Light emitted from the semiconductor laser 2101 is reflected by the lens 2 in the y direction in FIG.
202-lens 2207 is used to spread the luminous flux and the wafer 20
01 Illuminate the top. However, since the length of the light emitting point 2100 in the x direction is as long as several tens of μm, parallel light cannot be formed. Here, the light source 2100 includes lenses 2202 to 2
The spatial filter 20 is passed through 207 and the imaging lens 2014.
The image is formed at the position of 15. The total imaging magnification is optimally several tens of μm or less in view of the light shielding performance of the spatial filter, so it should be set to about 1 time.

【０２４３】図７７に図７６の照明光学系を用いた場合
の検出検出光学系の空間フィルタ面におけるウェハ上の
パターンからの回折パターンの平面図の一例を示す。空
間フィルタ面におけるウェハ上のパターンからの回折パ
ターンの１点の大きさは、ｘ方向は平行光であるためｘ
２＝１００μｍ程度、ｙ方向は照明光源の大きさに比例
するのでｙ２＝数十μｍになり、ウェハの向きに依ら
ず、ｘ方向、ｙ方向とも比較的シャープな光が得られ、
空間フィルタの遮光性能を高くすることができる。FIG. 77 shows an example of a plan view of the diffraction pattern from the pattern on the wafer on the spatial filter surface of the detection / detection optical system when the illumination optical system of FIG. 76 is used. The size of one point of the diffraction pattern from the pattern on the wafer on the spatial filter surface is x since parallel light is in the x direction.
2 = 100 μm, and the y direction is proportional to the size of the illumination light source, so that y2 = several tens of μm, and relatively sharp light can be obtained in both the x direction and the y direction regardless of the wafer orientation.
The light blocking performance of the spatial filter can be improved.

【０２４４】次に本発明の小型異物モニタの偏光検出法
による異物検出光学系の他の実施例を図７８から図７９
を用いて説明する。Next, another embodiment of the foreign matter detecting optical system by the polarization detecting method of the small foreign matter monitor of the present invention will be described with reference to FIGS. 78 to 79.
Will be explained.

【０２４５】偏光検出法はメモリパターンに限定しない
でウェハ全面の全てのパターンから異物を弁別して検出
することが可能である。The polarization detection method is not limited to the memory pattern, and it is possible to discriminate and detect foreign matter from all patterns on the entire surface of the wafer.

【０２４６】図７８は検出レンズとして屈折率変化型の
レンズアレイを用いた異物検出光学系の構成図を示す。
斜方照明光学系３００２と検出光学系３００３から成
る。斜方照明光学系３００２は図に示すように１個以上
の照明アレイに成っている。検出光学系３００３は検出
レンズとして屈折率変化型のレンズアレイ３００４、偏
光素子として偏光板３００５、屈折率変化型のレンズア
レイ３００４の結像位置に検出器３００６から成ってい
る。照明アレイによりウェハ全幅を照明する線状照明に
し、ウェハ全幅を検出する。したがって、ウェハ３００
１の一軸走査３０１０でウェハ３００１全面を検査でき
る。照明アレイ３００２の照明角度は水平方向から数度
上方より行い、磁界ベクトルが照明の入射面に垂直にな
るような直線偏光（Ｓ偏光）でウェハ３００１上を照射
する。また、ウェハ３００１上のパターン及び異物から
の散乱光は、屈折率変化型のレンズアレイ３００４を通
過後、偏光板３００５でＰ偏光（磁界ベクトルが照明の
入射面に平行な成分の直線偏光）のみを通過させ、パタ
ーンからの散乱光を減じ異物からの散乱光を強調させ
て、検出器３００６で検出する。FIG. 78 shows a block diagram of a foreign matter detection optical system using a refractive index change type lens array as a detection lens.
It is composed of an oblique illumination optical system 3002 and a detection optical system 3003. The oblique illumination optical system 3002 is composed of one or more illumination arrays as shown in the figure. The detection optical system 3003 includes a refractive index change type lens array 3004 as a detection lens, a polarizing plate 3005 as a polarization element, and a detector 3006 at an image forming position of the refractive index change type lens array 3004. A linear illumination that illuminates the entire width of the wafer is made by an illumination array, and the entire width of the wafer is detected. Therefore, the wafer 300
The entire surface of the wafer 3001 can be inspected by one uniaxial scan 3010. The illumination angle of the illumination array 3002 is several degrees above the horizontal direction, and the wafer 3001 is illuminated with linearly polarized light (S-polarized light) such that the magnetic field vector is perpendicular to the incident surface of the illumination. Further, the scattered light from the pattern and the foreign matter on the wafer 3001 passes through the refractive index change type lens array 3004 and is then only P-polarized by the polarizing plate 3005 (linearly polarized light of a component whose magnetic field vector is parallel to the incident surface of the illumination). The scattered light from the pattern is reduced and the scattered light from the foreign matter is emphasized, and the light is detected by the detector 3006.

【０２４７】図７９は検出レンズとして通常のレンズを
用いた異物検出光学系の装置構成図を示す。異物検出光
学系は、製品ウェハ３００１の一軸走査３１１０で製品
ウェハ３００１全面が検査可能な構成に成っている。そ
のため、異物検出光学系は照明光学系３１１１と検出光
学系３１１３に分け、それぞれユニット構成に成ってい
る。検査対象ウェハがφ２００ｍｍの場合について以下
に説明する。例えば、８ユニットでウェハ３００１全幅
を検査するためには、１ユニットの照明領域及び検出領
域３１１２は、２５ｍｍにすれば良い。したがって、検
査対象ウェハがφ１５０ｍｍの場合は、８ユニットのう
ち６ユニットを用いれば良い。１ユニットの検出光学系
３１１３は、検出レンズ３１１４、偏光板３１１５、検
出器としてリニアセンサ３１１６で構成されている。検
出レンズ３１１４の外形寸法が検出幅より大きい場合
は、本実施例の同図に示すようにちどり状に配置するこ
とによりウェハ３００１全幅を確保することができる。
また、検出レンズ３１１４の外形寸法が検出幅以下の場
合、あるいは、ウェハ上を限定する検査すなわち部分検
査の場合には直線状に配置することができる。照明ユニ
ット３１１１の照明角度は水平方向から数度上方より行
い、磁界ベクトルが照明の入射面に垂直になるような直
線偏光（Ｓ偏光）でウェハ３００１上を照射する。ま
た、ウェハ３００１上のパターン及び異物からの散乱光
は、検出レンズ３１１４を通過後、偏光板３１１５でＰ
偏光（磁界ベクトルが照明の入射面に平行な成分の直線
偏光）のみを通過させ、パターンからの散乱光を減じ異
物からの散乱光を強調させて、リニアセンサ３１１６で
検出する。リニアセンサ３１１６からの検出信号は異物
検出処理（別体）３１１７で処理され、異物データとし
て出力する。FIG. 79 shows an apparatus configuration diagram of a foreign matter detection optical system using a normal lens as a detection lens. The foreign matter detection optical system is configured so that the entire surface of the product wafer 3001 can be inspected by the uniaxial scanning 3110 of the product wafer 3001. Therefore, the foreign matter detection optical system is divided into an illumination optical system 3111 and a detection optical system 3113 and each has a unit configuration. The case where the wafer to be inspected has a diameter of 200 mm will be described below. For example, in order to inspect the entire width of the wafer 3001 with 8 units, the illumination area and the detection area 3112 of 1 unit may be 25 mm. Therefore, when the wafer to be inspected has a diameter of 150 mm, 6 units out of 8 units may be used. The detection optical system 3113 of one unit includes a detection lens 3114, a polarizing plate 3115, and a linear sensor 3116 as a detector. When the outer dimension of the detection lens 3114 is larger than the detection width, the entire width of the wafer 3001 can be secured by arranging the detection lens 3114 in a squirrel pattern as shown in FIG.
Further, when the outer dimension of the detection lens 3114 is less than or equal to the detection width, or in the case of inspection that limits the wafer, that is, partial inspection, they can be arranged linearly. The illumination angle of the illumination unit 3111 is several degrees above the horizontal direction, and the wafer 3001 is illuminated with linearly polarized light (S-polarized light) such that the magnetic field vector is perpendicular to the incident surface of the illumination. In addition, the scattered light from the pattern on the wafer 3001 and the foreign matter passes through the detection lens 3114, and then P on the polarizing plate 3115.
Only the polarized light (the linearly polarized light whose magnetic field vector is parallel to the incident surface of the illumination) is passed, the scattered light from the pattern is reduced and the scattered light from the foreign matter is emphasized, and the linear sensor 3116 detects it. The detection signal from the linear sensor 3116 is processed by a foreign matter detection process (separate body) 3117 and output as foreign matter data.

【０２４８】図８０に本発明の位置付けと機能を示す。
ＬＳＩの量産立上げの主要作業のうちの１つに、異物の
発生原因を究明して対策を施す作業があり、それには発
生異物を検出して元素種などを分析することが発生原因
探求の大きな手がかりになる。一方、量産ラインでは、
これらの異物をいち早く感知し対策を施す必要がある。
異物発生からその感知までの時間が経過した場合、不良
の発生数は大きくなり歩留まりは下がる。したがって、
高い歩留まりを維持するためには異物発生からその感知
までの経過時間を短縮することが欠かせない。また、ウ
ェハ上の異物個数の厳密な検出実験により、異物個数は
徐々に増減するものではなく、突発的に増減することが
新たに判明した。同図（ａ）にＣＶＤ等の処理装置内で
発生する製品ウェハ上の異物数の時間推移を示す。同図
（ｂ）に従来方式を示す。従来装置はスタンドアローン
型であり、量産ラインで処理したウェハを検査装置の個
所に持ち込んで異物の検査をする抜取り検査であった。
したがって、ウェハの搬送、異物検査に時間を要したた
め、検査の頻度すなわちサンプリングは、同図（ａ）に
示すように、１ロット、あるいは数ロット、あるいは１
日毎に１枚であり、検査枚数に限界があった。このよう
なサンプリングでは突発的な異物の増加が見落とされた
り、増加したまましばらく経ってから検出されたりする
ことになり、相当数の不良（ドカ不良）が発生すること
になる。すなわち、このようなサンプリングでは、異物
の発生を十分に早く感知したとはいえない。そこで、同
図（ｃ）に示すように、異物モニタリング装置を小型に
した小形異物モニタを処理装置の入出力口あるいは処理
装置間の搬送系中に載置し、小形異物モニタからの異物
データを異物管理システムに取り込むことにより、異物
管理を枚葉で行うことができる。したがって、本小形異
物モニタを用いることにより、同図（ａ）に示すよう
に、モニタのサンプリングタイムを短くでき、枚葉の実
時間サンプリングが可能で、異物検査の効果を最大限に
出すことができる。FIG. 80 shows the positioning and function of the present invention.
One of the major tasks in mass production of LSI is to investigate the cause of foreign particles and take countermeasures. To detect the foreign particles, analyze the elemental species. It will be a big clue. On the other hand, in the mass production line,
It is necessary to quickly detect these foreign substances and take countermeasures.
When the time from the generation of a foreign substance to the detection thereof elapses, the number of defects generated increases and the yield decreases. Therefore,
In order to maintain a high yield, it is indispensable to shorten the elapsed time from the generation of a foreign substance to its detection. Further, it was newly found that the number of foreign particles on the wafer was not detected to be gradually increased but was suddenly increased and decreased by a strict detection experiment. FIG. 3A shows a time transition of the number of foreign matters on a product wafer generated in a processing apparatus such as CVD. The conventional method is shown in FIG. The conventional device is a stand-alone type, and is a sampling inspection in which a wafer processed in a mass production line is brought to a location of an inspection device to inspect for foreign matters.
Therefore, since it takes time to carry the wafer and inspect the foreign matter, the inspection frequency, that is, the sampling is 1 lot or several lots or 1 lot as shown in FIG.
There was one sheet per day, and there was a limit to the number of sheets that could be inspected. In such sampling, a sudden increase in the amount of foreign matter is overlooked, or the increased amount of foreign matter is detected after a while, and a considerable number of defects (docker defects) occur. That is, it cannot be said that such sampling has detected the occurrence of foreign matter sufficiently early. Therefore, as shown in FIG. 3C, a compact foreign matter monitor with a compact foreign matter monitoring device is placed on the input / output port of the processing device or in the transport system between the processing devices, and foreign matter data from the small foreign matter monitor is collected. By incorporating the foreign matter into the foreign matter management system, the foreign matter can be managed on a single wafer basis. Therefore, by using this small foreign matter monitor, the sampling time of the monitor can be shortened and real-time sampling of a single wafer can be performed, as shown in FIG. it can.

【０２４９】本発明の機能としては次の５項目があ
る。、処理装置の搬送系に取付け可能な大きさ、すなわ
ち、小形であり、ウェハの枚葉検査ができる高速検査が
可能であり、処理装置毎の異物管理ができるように処理
装置のオプションになりうる安価な価格である。また、
モニタであるためセッティングが容易でメンテナンスフ
リーになっている。以下、空間フィルターの実施例を図
８２から図８５を用いて説明する。この空間フィルター
は、液晶表示素子を用いて構成しても良いが、液晶素子
の場合、特定の偏光方向の光だけしか使用できない。ま
た、光の減衰率が小さいためパターンからの回折光を十
分に遮光できない問題がある。そこで、空間フィルター
を金属板等を用い機械的に構成するのが良い。There are the following five items as the functions of the present invention. , A size that can be attached to the transport system of the processing apparatus, that is, a small size, high-speed inspection capable of single-wafer inspection of wafers is possible, and it can be an option of the processing apparatus so that foreign matter management for each processing apparatus can be performed. It is a cheap price. Also,
Since it is a monitor, setting is easy and maintenance free. An embodiment of the spatial filter will be described below with reference to FIGS. 82 to 85. This spatial filter may be configured by using a liquid crystal display element, but in the case of a liquid crystal element, only light having a specific polarization direction can be used. Further, there is a problem that the diffracted light from the pattern cannot be sufficiently shielded because the light attenuation rate is small. Therefore, it is preferable to mechanically configure the spatial filter using a metal plate or the like.

【０２５０】空間フィルターは、図７４、７５で説明し
たように直線状のパターンの集合で構成される。（もち
ろん空間フィルターは図７５（ａ）に示したような点の
集合を遮光するように一回り大きい点の集合であるのが
望ましいが、ここで示したような直線の集合であっても
十分その機能は果たし、かつ構成が単純であるという効
果もある。）この直線状パターンのピッチと位相を合わ
せればよい。図８２にこの金属板を用いたピッチ可変空
間フィルター１２７０の一実施例を示す。The spatial filter is composed of a set of linear patterns as described with reference to FIGS. (Of course, it is desirable that the spatial filter is a set of points that is one size larger so as to shield the set of points as shown in FIG. 75A, but a set of straight lines as shown here is sufficient. There is also an effect that the function is fulfilled and the structure is simple.) The pitch and the phase of this linear pattern may be matched. FIG. 82 shows an embodiment of the variable pitch spatial filter 1270 using this metal plate.

【０２５１】この実施例は、照明光学系１１１０、検出
光学系１２１０、ステージ系１３００、信号処理系１４
０１、データ処理系１５０１より構成される点は、図５
３に示した実施例と同じである。ここで半導体レーザ１
１１１の射出口１０２１が図８２に示すように縦長に配
置された場合、図７４の照明系を用いると、空間フィル
ターの直線方向は、図８２に示したように照明光束の入
射面に平行になる。この場合、空間フィルターの位置合
わせとして、空間フィルターの中心にある直線状パター
ンを基準にして直線状パターンのピッチを合わせるだけ
でよい。この場合、空間フィルターのピッチ可変機構は
単純に構成できる。In this embodiment, the illumination optical system 1110, the detection optical system 1210, the stage system 1300 and the signal processing system 14 are used.
01 and a data processing system 1501 are shown in FIG.
This is the same as the embodiment shown in FIG. Semiconductor laser 1
When the exit 1021 of 111 is arranged vertically as shown in FIG. 82, the linear direction of the spatial filter becomes parallel to the incident surface of the illumination light flux as shown in FIG. 82 when the illumination system of FIG. 74 is used. Become. In this case, as the alignment of the spatial filter, it suffices to match the pitch of the linear pattern with reference to the linear pattern in the center of the spatial filter. In this case, the pitch varying mechanism of the spatial filter can be simply constructed.

【０２５２】図８２のピッチ可変空間フィルター１２７
０の構成を図８３に示す。ピッチ可変空間フィルター１
２７０は、金属あるいは金属酸化物あるいはプラスチッ
ク等の遮光率の高い材料で形成された複数の直線上パタ
ーン１２７１、ばね状支持具１２７２、支持具１２７
３、固定手段１２７４、ねじ１２７５、ネジ駆動手段１
２７６、より構成される。ここで、ネジ１２３５には、
１２７７部に右ネジ、１２７８部に左ネジが形成されて
いる。ここで、ネジ駆動手段１２７６によりねじ１２７
５を回転させることにより直線状パターン１２７１間の
ピッチを変えることができる。この、ネジ駆動手段１２
７６の駆動は、ウエハ搬入時に、ウエハ上のチップピッ
チｐと同時にチップ内のセルピッチｄを受け取ることに
より、直線上パターン１２７１間のピッチが算出された
値に従って制御される。ここで、ばね状支持具１２７２
はゴムであってもよい。The pitch variable spatial filter 127 of FIG.
The configuration of 0 is shown in FIG. Variable pitch spatial filter 1
Reference numeral 270 denotes a plurality of linear patterns 1271 formed of a material having a high light shielding rate such as metal, metal oxide, or plastic, a spring-shaped support tool 1272, and a support tool 127.
3, fixing means 1274, screw 1275, screw driving means 1
276. Here, the screw 1235 has
A right screw is formed on the 1277 part and a left screw is formed on the 1278 part. Here, the screw 127 is driven by the screw driving means 1276.
The pitch between the linear patterns 1271 can be changed by rotating 5. This screw drive means 12
The driving of 76 is controlled in accordance with the calculated pitch between the linear patterns 1271 by receiving the chip pitch p on the wafer and the cell pitch d within the chip at the time of loading the wafer. Here, the spring support 1272
May be rubber.

【０２５３】またここで、この空間フィルター１２７０
のピッチは広いダイナミックレンジで変えることは難し
い。例えば、ピッチを１／１０にする場合、ねじ１２７
５は空間フィルターとして必要な長さの１０倍の長さが
必要になるからである。そこで、空間フィルター１２７
０を複数個重ねて設置しておき、ピッチを小さく変化さ
せる場合は、重ねたまま先の可変機構で可変し、大きく
変化させる場合は重ねたそれぞれの空間フィルターをず
らすことによって小さなピッチを実現できる。もちろん
必要に応じ、可変機構とずらすことを同時にもできる。Further, here, the spatial filter 1270
It is difficult to change the pitch in a wide dynamic range. For example, when the pitch is 1/10, the screw 127
This is because 5 requires a length 10 times as long as that required as a spatial filter. Therefore, the spatial filter 127
When a plurality of 0s are placed in a stack and the pitch is changed slightly, the pitch can be changed by the variable mechanism described above while the pitch is changed, and in the case of a large change, a small pitch can be achieved by shifting each of the stacked spatial filters. . Of course, if necessary, the variable mechanism and the shifting can be simultaneously performed.

【０２５４】ここで、空間フィルター１２７０の中央部
の直線状パターン１２７９は、他の直線状パターンより
太く構成されるのが望ましい。これは、中央部の回折光
すなわち０次回折光は光強度が強く回折光の強度分布の
幅がひろいため、十分に回折光を遮光するためには幅の
広い直線状パターンを必要とするためである。Here, it is desirable that the linear pattern 1279 in the central portion of the spatial filter 1270 is thicker than the other linear patterns. This is because the diffracted light in the central portion, that is, the 0th-order diffracted light has a high light intensity and a wide width of the intensity distribution of the diffracted light, and therefore a wide linear pattern is required to sufficiently block the diffracted light. is there.

【０２５５】また、ここでは、駆動機構の一実施例を示
したが、本発明を実施するに当たって、ここに示した実
施例である必要はなく、遮光性の高い直線状パターン１
２７１を駆動する構成であれば他の駆動機構であっても
良い。具体的には、図８４に示すような構成であっても
よい。この実施例では、直線状パターン１２７１はリン
ク１２９１で支持されており、リンク駆動機構１２９２
でリンク１２９１の傾きを変えることによりピッチを変
える構成である。Although one example of the driving mechanism is shown here, the present invention is not limited to the example shown here, and the linear pattern 1 having a high light-shielding property is used.
Any other drive mechanism may be used as long as it is configured to drive 271. Specifically, it may be configured as shown in FIG. In this embodiment, the linear pattern 1271 is supported by the link 1291, and the link drive mechanism 1292 is used.
The pitch is changed by changing the inclination of the link 1291.

【０２５６】また、空間フィルターのピッチが大きくで
きる方向、すなわちウエハ上のパターンのピッチｄが小
さい方向にウエハの向きを設定すれば尚良い。It is more preferable to set the orientation of the wafer in the direction in which the pitch of the spatial filter can be increased, that is, in the direction in which the pitch d of the pattern on the wafer is small.

【０２５７】図８５、８６に示すように、照明光学系１
１１０として、図７５に示した光学系を用いた場合、空
間フィルターの中央部にやや大きめの直線状空間フィル
ター１２７９を照明の入射面に平行に配置し、これに垂
直に直線状パターンを配置する必要がある。この場合、
空間フィルターの位置合わせとしてピッチと位相を調整
する必要がある。照明の入射角をα、直線状回折パター
ンの射出角をθn、照明光の波長をλ、ウエハ上のパタ
ーンの基本ピッチをｄとすると、以下の（数２８）式が
成り立つ。As shown in FIGS. 85 and 86, the illumination optical system 1
When the optical system shown in FIG. 75 is used as 110, a slightly larger linear spatial filter 1279 is arranged in parallel with the incident surface of the illumination, and a linear pattern is arranged perpendicularly thereto. There is a need. in this case,
It is necessary to adjust the pitch and phase as the alignment of the spatial filter. When the incident angle of illumination is α, the exit angle of the linear diffraction pattern is θn, the wavelength of the illumination light is λ, and the basic pitch of the pattern on the wafer is d, the following formula (Equation 28) is established.

【０２５８】[0258]

【数２８】 ｓｉｎ（α−θn）＝n・λ／ｄ （数２８） 従って、この式（数２８）を成立するような可変機構を
構成する必要がある。具体的には、図８５に示したピッ
チ可変空間フィルター１２７０を９０度回転した方向に
配置し、ピッチの調整の他に、ピッチ可変空間フィルタ
ー１２７０全体を直線状パターン１２７１に垂直な方向
に移動することによって、位相を調整する。この位相の
調整は位相調整手段１２８１により行う。また、この構
成では、空間フィルターの中心位置に照明の入射面に平
行にやや太め具体的には、直線状パターンの１から３倍
程度の遮光板を配置するとよい。Sin (α−θn) = n · λ / d (Equation 28) Therefore, it is necessary to configure a variable mechanism that satisfies this equation (Equation 28). Specifically, the pitch variable spatial filter 1270 shown in FIG. 85 is arranged in a direction rotated by 90 degrees, and in addition to the pitch adjustment, the entire pitch variable spatial filter 1270 is moved in a direction perpendicular to the linear pattern 1271. By adjusting the phase. This phase adjustment is performed by the phase adjusting means 1281. Further, in this configuration, it is advisable to dispose a light-shielding plate at a center position of the spatial filter in parallel with the incident surface of the illumination and slightly thicker, specifically, about 1 to 3 times the linear pattern.

【０２５９】直線状パターンの太さは、実験的に求める
のがよいが、設計的には、照明系の光源１１１１の空間
フィルター上での像の大きさの１割から２割増しに設定
されるべきである。但し、空間フィルターの調整機構の
精度を考慮する場合、さらに大きな余裕を設ける必要が
ある。また、図５３の構成は６チャンネルの並列で説明
しているが、６チャンネルでなくても良く、ウエハのサ
イズ、検査時間等の仕様により決定されるものである。
ここでは、図７４、７５に示した光学系で照明光学系を
構成した場合の空間フィルター機構を説明したが、ここ
に、説明しない他の照明系を用いた場合であっても機械
的な空間フィルターを用いることによって、遮光率を向
上できるため、パターンからの回折光を効率的に遮光で
き、異物の検出感度を向上することができる。The thickness of the linear pattern is preferably obtained experimentally, but is designed to be set to 10% to 20% of the image size on the spatial filter of the light source 1111 of the illumination system. Should be. However, when considering the accuracy of the adjustment mechanism of the spatial filter, it is necessary to provide a larger margin. Further, although the configuration of FIG. 53 is described with six channels in parallel, the number of channels is not limited to six, and it is determined according to the specifications such as the size of the wafer and the inspection time.
Here, the spatial filter mechanism in the case where the illumination optical system is configured by the optical systems shown in FIGS. 74 and 75 has been described, but here, even when the other illumination system not described is used, the mechanical space is reduced. By using the filter, the light blocking ratio can be improved, so that the diffracted light from the pattern can be efficiently blocked, and the foreign substance detection sensitivity can be improved.

【０２６０】また、空間フィルターのピッチ及び幅をさ
らに細かくしたい場合、ここに示した機械構成では精度
が不足することになる。この場合、「マイクロメカニズ
ム」として紹介されている方法を用いて可変空間フィル
ターを作ることができる。Further, when it is desired to make the pitch and width of the spatial filter even finer, the mechanical configuration shown here lacks accuracy. In this case, the variable spatial filter can be made using the method introduced as "micromechanism".

【０２６１】以上の構成は、製品のチップ間ピッチ、セ
ルピッチ等のデータを受け取ることにより、自動的に空
間フィルターのピッチを変えることができるため、空間
フィルターを製品毎に交換する手間が省けるという効果
を有する。空間フィルターを製品毎に作成しておき、こ
の空間フィルターを自動的に交換してもよい。その一例
を図４３に示す。この方法は、図５８に示した検出器１
２５４、１２３４、１２１４の３つのフィルターを一つ
の基板上に設置し、これを交換するものである。With the above configuration, the pitch of the spatial filter can be automatically changed by receiving the data such as the pitch between chips of the product, the cell pitch, etc. Therefore, it is possible to save the trouble of exchanging the spatial filter for each product. Have. A spatial filter may be created for each product and the spatial filter may be automatically replaced. An example thereof is shown in FIG. This method corresponds to the detector 1 shown in FIG.
The three filters 254, 1234, and 1214 are installed on one substrate and are replaced.

【０２６２】[0262]

【発明の効果】本発明によれば、繰り返し情報を高速に
省くことができるので、非繰り返し情報として存在する
異物等の欠陥を繰り返しパターンの中から高速に検出で
き、その結果小形異物モニタをラインに導入すること
で、ラインを通過するウェハ全てを検査することがで
き、異物の増加を実時間で検出できる。これにより、異
物発生による大量の不良品の生産を未然に防止すること
ができ歩留りを向上できる。即ち、本発明によれば、半
導体製造工程の量産ラインにおいて簡便な小形モニタリ
ング装置だけで異物をモニタリングすることにより、生
産ラインを軽量化して製造コストの低減を可能にすると
共に、該モニタリング装置は異物検査を実時間で実施で
きるため、不良の作り込みを最小限にでき、製品の歩留
り向上に大きく寄与できる。更に、本発明によれば、半
導体製造工程の量産立上げ時と量産ラインでの異物検査
システムを分けることにより、また、高精度の異物検査
装置を用いることにより、量産立上げ時に必要な異物の
検出・分析・評価の機能を最大限にできるため、量産ラ
インへのフィードバックを円滑に進め、量産立上げ期間
を短縮でき、量産ラインでは、必要最小限の小形異物モ
ニタを用いて全数検査に近い高頻度サンプリングを実現
でき、製品の高品質、高歩留り生産を実現できる。According to the present invention, since the repetitive information can be omitted at high speed, defects such as foreign particles existing as non-repetitive information can be detected at high speed from the repetitive pattern, and as a result, the small foreign particle monitor can be used as a line. Introduced into, it is possible to inspect all the wafers passing through the line, and it is possible to detect an increase in foreign matter in real time. As a result, it is possible to prevent the production of a large amount of defective products due to the generation of foreign matter, and it is possible to improve the yield. That is, according to the present invention, by monitoring foreign substances only with a simple small-sized monitoring device in a mass production line of a semiconductor manufacturing process, the production line can be reduced in weight and manufacturing cost can be reduced, and the monitoring device Since the inspection can be carried out in real time, the creation of defects can be minimized, which can greatly contribute to the improvement of product yield. Furthermore, according to the present invention, by separating the foreign matter inspection system in the mass production line in the semiconductor manufacturing process from the foreign matter inspection system in the mass production line, and by using the high-precision foreign matter inspection apparatus, the foreign matter required in the mass production startup can be eliminated. Since the functions of detection, analysis, and evaluation can be maximized, feedback to the mass production line can be smoothly performed, and the mass production start-up period can be shortened. High frequency sampling can be realized, and high quality product and high yield production can be realized.

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

【図１】本発明による装置の一実施例を示す構成ブロッ
ク図である。FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of an apparatus according to the present invention.

【図２】図１に示す検出ヘッド例を示す構成ブロック図
である。FIG. 2 is a configuration block diagram showing an example of the detection head shown in FIG.

【図３】図１に示す空間フィルター機構を示す斜視図で
ある。3 is a perspective view showing the spatial filter mechanism shown in FIG. 1. FIG.

【図４】図１に示すオペレータ処理部を示す構成ブロッ
ク図である。4 is a configuration block diagram showing an operator processing unit shown in FIG. 1. FIG.

【図５】図１に示すパラメータ検出系を示す構成ブロッ
ク図である。5 is a configuration block diagram showing a parameter detection system shown in FIG. 1. FIG.

【図６】図１に示す回転合わせ機構を示す斜視図であ
る。6 is a perspective view showing the rotation adjusting mechanism shown in FIG. 1. FIG.

【図７】従来の方法を示す構成ブロック図である。FIG. 7 is a configuration block diagram showing a conventional method.

【図８】本発明の基本概念を示す構成ブロック図であ
る。FIG. 8 is a block diagram showing the basic concept of the present invention.

【図９】本発明のパターン除去方法を示す構成ブロック
図である。FIG. 9 is a configuration block diagram showing a pattern removal method of the present invention.

【図１０】本発明に係るパラメータ検出系の他の実施例
を示す構成ブロック図である。FIG. 10 is a configuration block diagram showing another embodiment of the parameter detection system according to the present invention.

【図１１】本発明に係る検出レンズの構成ブロック図で
ある。FIG. 11 is a configuration block diagram of a detection lens according to the present invention.

【図１２】本発明に係る回転ずれ検出系を示す構成ブロ
ック図である。FIG. 12 is a configuration block diagram showing a rotation deviation detection system according to the present invention.

【図１３】本発明に係る回転ずれ検出系の他の実施例を
示す構成ブロック図である。FIG. 13 is a configuration block diagram showing another embodiment of the rotation deviation detection system according to the present invention.

【図１４】本発明に係る光学的フィルターリングによる
比較検査の効果を示す模式図である。FIG. 14 is a schematic diagram showing the effect of comparative inspection by the optical filter ring according to the present invention.

【図１５】本発明に係る空間フィルターによる遮光時の
様子を示す斜視図である。FIG. 15 is a perspective view showing a state when light is shielded by the spatial filter according to the present invention.

【図１６】本発明に係るオペレータ処理を説明する模式
図である。FIG. 16 is a schematic diagram illustrating an operator process according to the present invention.

【図１７】本発明に係る空間フィルターの形状を説明す
る模式図である。FIG. 17 is a schematic diagram illustrating the shape of the spatial filter according to the present invention.

【図１８】本発明に係るパターン消去の条件を説明する
模式図である。FIG. 18 is a schematic diagram for explaining conditions of pattern erasing according to the present invention.

【図１９】本発明に係る空間フィルター機構の製作方法
を示す斜視図である。FIG. 19 is a perspective view showing a method of manufacturing the spatial filter mechanism according to the present invention.

【図２０】本発明に係る空間フィルター機構においてコ
イルばねの調整方法を説明する斜視図である。FIG. 20 is a perspective view illustrating a method for adjusting a coil spring in the spatial filter mechanism according to the present invention.

【図２１】本発明に係る空間フィルター機構における回
折の影響を除去する方法を説明するための構成ブロック
図である。FIG. 21 is a configuration block diagram for explaining a method for removing the influence of diffraction in the spatial filter mechanism according to the present invention.

【図２２】本発明に係るセンサの走査方向を説明する模
式図である。FIG. 22 is a schematic diagram illustrating the scanning direction of the sensor according to the present invention.

【図２３】本発明に係る垂直照明を実現する構成の構成
ブロック図である。FIG. 23 is a configuration block diagram of a configuration for realizing vertical illumination according to the present invention.

【図２４】本発明に係る検出ヘッドの利用法を示す斜視
図である。FIG. 24 is a perspective view showing a method of using the detection head according to the present invention.

【図２５】本発明に係る検出ヘッドの利用法を示す斜視
図である。FIG. 25 is a perspective view showing a method of using the detection head according to the present invention.

【図２６】本発明に係る検出ヘッドの利用法を示す斜視
図である。FIG. 26 is a perspective view showing a method of using the detection head according to the present invention.

【図２７】本発明に係るステージの走査方法を示す模式
図である。FIG. 27 is a schematic view showing a scanning method of the stage according to the present invention.

【図２８】本発明に係るパターンピッチの測定手段を示
す構成ブロック図である。FIG. 28 is a configuration block diagram showing a pattern pitch measuring means according to the present invention.

【図２９】本発明に係る干渉を用いたパターン除去方法
を示す構成ブロック図である。FIG. 29 is a configuration block diagram showing a pattern removal method using interference according to the present invention.

【図３０】本発明の信号処理方法を説明する図である。FIG. 30 is a diagram illustrating a signal processing method of the present invention.

【図３１】本発明の一実施例を示す半導体製造工程の量
産立上げ及び量産ラインの異物検査方法及びその装置の
構成ブロック図である。FIG. 31 is a block diagram showing a configuration of a method and apparatus for inspecting a foreign matter in a mass production startup and a mass production line in a semiconductor manufacturing process according to an embodiment of the present invention.

【図３２】本発明の一実施例を示す異物モニタを搭載し
た枚葉式ＣＶＤ装置の平面図である。FIG. 32 is a plan view of a single-wafer CVD apparatus equipped with a foreign matter monitor showing an embodiment of the present invention.

【図３３】本発明に係る異物モニタの構成図である。FIG. 33 is a block diagram of a foreign matter monitor according to the present invention.

【図３４】本発明に係るウェハ回転方向検出器の検出方
法を示す図である。FIG. 34 is a diagram showing a detection method of the wafer rotation direction detector according to the present invention.

【図３５】本発明に係る異物座標管理のための製品ウェ
ハ基準の座標を示す図である。FIG. 35 is a diagram showing coordinates on a product wafer basis for foreign matter coordinate management according to the present invention.

【図３６】本発明に係る異物座標管理のための装置基準
の座標を示す図である。FIG. 36 is a diagram showing device standard coordinates for foreign matter coordinate management according to the present invention.

【図３７】本発明に係る異物検出光学系の構成図であ
る。FIG. 37 is a block diagram of a foreign matter detection optical system according to the present invention.

【図３８】本発明に係る斜方照明光学系の構成図であ
る。FIG. 38 is a configuration diagram of an oblique illumination optical system according to the present invention.

【図３９】本発明に係る検出光学系の検出幅を示す図で
ある。FIG. 39 is a diagram showing a detection width of the detection optical system according to the present invention.

【図４０】本発明に係る検出器の構成図である。FIG. 40 is a configuration diagram of a detector according to the present invention.

【図４１】本発明に係る空間フィルタの構成図である。FIG. 41 is a configuration diagram of a spatial filter according to the present invention.

【図４２】本発明に係る空間フィルタの詳細図である。FIG. 42 is a detailed view of a spatial filter according to the present invention.

【図４３】本発明に係る各工程の製品ウェハに対応した
乾板方式による空間フィルタ群の構成図である。FIG. 43 is a configuration diagram of a dry plate type spatial filter group corresponding to a product wafer in each step according to the present invention.

【図４４】本発明に係る乾板方式によるアンド空間フィ
ルタの構成図である。FIG. 44 is a configuration diagram of a dry-plate AND spatial filter according to the present invention.

【図４５】本発明に係る部分検査による異物検出光学系
の構成図である。FIG. 45 is a configuration diagram of a foreign matter detection optical system by partial inspection according to the present invention.

【図４６】本発明に係る部分検査による異物検出光学系
の検出エリアを示す図である。FIG. 46 is a diagram showing a detection area of a foreign matter detection optical system by a partial inspection according to the present invention.

【図４７】本発明に係る２列に配置したマイクロレンズ
方式による異物検出光学系の構成図である。FIG. 47 is a configuration diagram of a foreign matter detection optical system using a microlens system arranged in two rows according to the present invention.

【図４８】本発明に係るレンズアレイを用いた場合のウ
ェハ回転による空間フィルタ検出方法を示す図である。FIG. 48 is a diagram showing a method of detecting a spatial filter by rotating a wafer when the lens array according to the present invention is used.

【図４９】本発明に係る白色光照明による異物検出光学
系の構成図である。FIG. 49 is a configuration diagram of a foreign matter detection optical system using white light illumination according to the present invention.

【図５０】本発明に係る白色光照明による異物検出性能
を示す図である。FIG. 50 is a diagram showing foreign matter detection performance by white light illumination according to the present invention.

【図５１】本発明に係るウェハ比較検査による異物検出
光学系の構成図である。FIG. 51 is a configuration diagram of a foreign matter detection optical system by wafer comparison inspection according to the present invention.

【図５２】本発明に係る異物モニタを用いた半導体ＦＡ
のシステム図である。FIG. 52 is a semiconductor FA using the foreign matter monitor according to the present invention.
FIG.

【図５３】本発明に係る異物検査装置の一実施例を示す
ブロック図である。FIG. 53 is a block diagram showing an embodiment of a foreign matter inspection apparatus according to the present invention.

【図５４】図５３においてｘ方向からみた照明光学系の
側面図である。54 is a side view of the illumination optical system viewed from the x direction in FIG. 53.

【図５５】図５３においてｙ方向からみた照明光学系の
側面図である。55 is a side view of the illumination optical system seen from the y direction in FIG. 53.

【図５６】図５３における結像レンズの一実施例を示す
図である。FIG. 56 is a diagram showing an example of the imaging lens in FIG. 53.

【図５７】図５３における結像レンズの一実施例を示す
図である。FIG. 57 is a diagram showing an example of the imaging lens in FIG. 53.

【図５８】図５３に示す光学系の配列を示す平面図であ
る。58 is a plan view showing the arrangement of the optical system shown in FIG. 53. FIG.

【図５９】本発明に係るウエハ上パターンを示す平面図
である。FIG. 59 is a plan view showing an on-wafer pattern according to the present invention.

【図６０】本発明に係る回折パターンを示す平面図であ
る。FIG. 60 is a plan view showing a diffraction pattern according to the present invention.

【図６１】本発明に係る屈折率変化型レンズを示す図で
ある。FIG. 61 is a diagram showing a refractive index variable lens according to the present invention.

【図６２】本発明に係る空間フィルターを示す平面図で
ある。FIG. 62 is a plan view showing a spatial filter according to the present invention.

【図６３】本発明に係る異物の検出例を示す図である。FIG. 63 is a diagram showing an example of foreign matter detection according to the present invention.

【図６４】本発明に係る検出画素サイズとノイズレベル
の関係を示す図である。FIG. 64 is a diagram showing a relationship between a detected pixel size and a noise level according to the present invention.

【図６５】本発明に係る空間フィルタを用いた異物検出
光学系の構成図である。FIG. 65 is a block diagram of a foreign matter detection optical system using a spatial filter according to the present invention.

【図６６】本発明に係る空間フィルタ面における光強度
分布を示す図である。FIG. 66 is a diagram showing a light intensity distribution on a spatial filter surface according to the present invention.

【図６７】本発明に係る異物検出光学系における弁別比
を示す図である。FIG. 67 is a diagram showing a discrimination ratio in the foreign matter detection optical system according to the present invention.

【図６８】本発明に係る検出画素サイズと弁別比の関係
を示す図である。FIG. 68 is a diagram showing the relationship between the detected pixel size and the discrimination ratio according to the present invention.

【図６９】本発明に係る照明領域と検出領域を示す図で
ある。FIG. 69 is a diagram showing an illumination area and a detection area according to the present invention.

【図７０】本発明に係る装置仕様を決定するための性能
図である。FIG. 70 is a performance diagram for determining device specifications according to the present invention.

【図７１】本発明に係る異物検出光学系の装置構成を示
す図である。FIG. 71 is a diagram showing a device configuration of a foreign matter detection optical system according to the present invention.

【図７２】本発明に係るパターンノイズ光のウェハ回転
角度による影響を示す一例図である。FIG. 72 is an example diagram showing an influence of a wafer rotation angle of pattern noise light according to the present invention.

【図７３】本発明に係るウェハステージ高さによる異物
検出出力の変化を示す一例図である。FIG. 73 is an example diagram showing a change in foreign matter detection output according to the wafer stage height according to the present invention.

【図７４】本発明に係る照明ユニットの側面図である。FIG. 74 is a side view of the lighting unit according to the present invention.

【図７５】本発明に係る空間フィルター面における回折
パターンの平面図である。FIG. 75 is a plan view of a diffraction pattern on a spatial filter surface according to the present invention.

【図７６】本発明に係る照明ユニットの側面図である。FIG. 76 is a side view of the lighting unit according to the present invention.

【図７７】本発明に係る空間フィルター面における回折
パターンの平面図である。77 is a plan view of the diffraction pattern on the spatial filter surface according to the present invention. FIG.

【図７８】本発明に係る偏光検出による異物検出光学系
の構成図である。FIG. 78 is a configuration diagram of a foreign matter detection optical system by polarization detection according to the present invention.

【図７９】本発明に係る偏光検出による異物検出光学系
の装置構成図である。FIG. 79 is a device configuration diagram of a foreign matter detection optical system by polarization detection according to the present invention.

【図８０】本発明の位置付けと機能を示す図である。FIG. 80 is a diagram showing the positioning and function of the present invention.

【図８１】本発明に係る信号処理系の実施例を示すブロ
ック図である。81 is a block diagram showing an embodiment of a signal processing system according to the present invention. FIG.

【図８２】本発明に係る可変空間フィルターを用いた本
発明の一実施例を示す構成図である。FIG. 82 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention using the variable spatial filter according to the present invention.

【図８３】図８２に示す場合の可変空間フィルターの具
体的構成図である。83 is a specific configuration diagram of the variable spatial filter in the case shown in FIG. 82.

【図８４】図８２に示す場合の可変空間フィルターの他
の具体的構成図である。84 is another concrete configuration diagram of the variable spatial filter in the case shown in FIG. 82. FIG.

【図８５】本発明に係る可変空間フィルターを用いた他
の一実施例を示す構成図である。FIG. 85 is a configuration diagram showing another embodiment using the variable spatial filter according to the present invention.

【図８６】図８５に示す場合の可変空間フィルターの具
体的構成図である。86 is a specific configuration diagram of the variable spatial filter in the case shown in FIG. 85.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…基板（ウエハ）、 １０１…検出ヘッド（検出光学
系）、 １０２…照明手段、 １０３…検出光学系、
１０５…回転合わせ機構、 １０６…空間フィルターユ
ニット、 １０７…検出器、 １０８…回転検出手段、
１１０、１１１…フーリエ変換レンズ、 １１２…半導
体レーザ、 １１３…コリメータレンズ、１１４…凹レ
ンズ、 １１５…レシーバレンズ、 １１６…シリンド
リカルレンズ、 １１８…ミラー、 １１９、１２０…
コイルばね支え、 １２１、１２２…コイルばね、 １
２３、１２４…回転検出用の検出器、 １２５…ガイ
ド、１２６…ねじ、 １２７…右ねじ部、 １２８…左
ねじ部、 １２９、１３０…ウオームギア、 １４０…
モータ、 １４１…複数の直線状空間フィルター、１５
１…回転ガイド、 １５２…回転バー、 １５３…ば
ね、 １５４…ピエゾ素子、 １５５…ピエゾ素子コン
トローラー、 １５６…架台、 ２０１…オペアンプ、
２０２…Ａ／Ｄ変換器、 ２１２…ピッチ検出手段、
２０３…オペレータ処理系、 ２０４…切り出し手
段、 ２０６…異物データメモリ、 ２０８…パターン
メモリ、 ２０９…パラメータ伝達手段、 ２１０…ソ
フト処理系、 ２１１…異物メモリ、 ２１４…４画素
加算手段、 ２１５…８値化手段、 ２１６…複数のラ
インメモリ、２１７…バッファメモリ、 ２１８…判定
画素切り出し手段、 ２１９、２３１…オペレータ切り
出し手段、 ２２０…異物比較回路、 ２２１…閾値設
定回路、 ２２４…ＯＲ回路、 ２２６…ＡＮＤ回路、
２１２…ピッチ検出手段、 ２４１…オペレータピッ
チ算出手段、 ２４２…FFT回路、 ２４３…空間フィ
ルター制御系、２４４…フィルターピッチ算出手段、
２３２…座標データ作成手段、 ２２９…マイクロコン
ピュータ、２３０…表示手段、 ５１０…半導体製造装
置群、 ５２０…センシング部、５２４…真空内異物モ
ニタ、 ５３０…ユーティリティ群、５４０…サンプリ
ング部、 ５５０…検出部、 ５６０…分析部、 ５６
３…ＳＴＭ／ＳＴＳ、 ５７０…対応システム、 ５８
０…半導体製造工程の量産立上げおよび量産ライン異物
検査システム、 ５８１…オンライン異物検査装置シス
テム、 ５８２…オフライン異物検査システム、 ３１
０１…異物モニタ、 ３１１１…製品ウェハ、 ３１２
１…ウェハ回転方向検出器、 ３１２２…異物検出光学
系、 ３１２３…異物情報処理系、 ３１２４…装置停
止機能、 ３１２８…異物解析システム、 ３１５１…
斜方照明光学系、 ３１５２…検出光学系、 ３１５３
…レンズアレイ、 ３１５４…空間フィルタ、 ３１５
５…検出器、 ３２０１…空間フィルタ群、 ３２２１
…アンド空間フィルタ、 ３２３１…マイクロレンズ
群、 ３２８０…画像処理系、 １１１０…照明光学
系、 １２１０…検出光学系、 １４１０…信号処理
系、 １２１１，１２２１…結像レンズ、 １２１２、
１２２２…空間フィルターDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate (wafer), 101 ... Detection head (detection optical system), 102 ... Illumination means, 103 ... Detection optical system,
105 ... Rotation alignment mechanism, 106 ... Spatial filter unit, 107 ... Detector, 108 ... Rotation detecting means,
110, 111 ... Fourier transform lens, 112 ... Semiconductor laser, 113 ... Collimator lens, 114 ... Concave lens, 115 ... Receiver lens, 116 ... Cylindrical lens, 118 ... Mirror, 119, 120 ...
Coil spring support, 121, 122 ... Coil spring, 1
23, 124 ... Detector for rotation detection, 125 ... Guide, 126 ... Screw, 127 ... Right screw part, 128 ... Left screw part, 129, 130 ... Worm gear, 140 ...
Motor, 141 ... Multiple linear spatial filters, 15
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotation guide, 152 ... Rotation bar, 153 ... Spring, 154 ... Piezo element, 155 ... Piezo element controller, 156 ... Stand, 201 ... Operation amplifier,
202 ... A / D converter, 212 ... Pitch detecting means,
203 ... Operator processing system, 204 ... Cutting means, 206 ... Foreign matter data memory, 208 ... Pattern memory, 209 ... Parameter transmission means, 210 ... Software processing system, 211 ... Foreign matter memory, 214 ... Four pixel addition means, 215 ... Eight values Decoding means, 216 ... Plural line memories, 217 ... Buffer memory, 218 ... Judgment pixel cutting means, 219, 231 ... Operator cutting means, 220 ... Foreign matter comparing circuit, 221 ... Threshold setting circuit, 224 ... OR circuit, 226 ... AND circuit,
212 ... Pitch detecting means, 241 ... Operator pitch calculating means, 242 ... FFT circuit, 243 ... Spatial filter control system, 244 ... Filter pitch calculating means,
232 ... Coordinate data creating means, 229 ... Microcomputer, 230 ... Display means, 510 ... Semiconductor manufacturing device group, 520 ... Sensing section, 524 ... Vacuum foreign matter monitor, 530 ... Utility group, 540 ... Sampling section, 550 ... Detection section , 560 ... Analytical section, 56
3 ... STM / STS, 570 ... Corresponding system, 58
0 ... Mass production startup and mass production line particle inspection system for semiconductor manufacturing process, 581 ... Online particle inspection system, 582 ... Offline particle inspection system, 31
01 ... Foreign matter monitor, 3111 ... Product wafer, 312
1 ... Wafer rotation direction detector, 3122 ... Foreign matter detection optical system, 3123 ... Foreign matter information processing system, 3124 ... Device stop function, 3128 ... Foreign matter analysis system, 3151 ...
Oblique illumination optical system, 3152 ... Detection optical system, 3153
... Lens array, 3154 ... Spatial filter, 315
5 ... Detector 3201 ... Spatial filter group 3221
... AND spatial filter, 3231 ... Micro lens group, 3280 ... Image processing system, 1110 ... Illumination optical system, 1210 ... Detection optical system, 1410 ... Signal processing system, 1211, 1221 ... Imaging lens, 1212,
1222 ... Spatial filter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 見坊 行雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 大島 良正 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 松岡 一彦 群馬県高崎市西横手町111番地株式会社日 立製作所高崎工場内 (72)発明者 執行 義春 群馬県高崎市西横手町111番地株式会社日 立製作所高崎工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yukio Mibo, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa, Ltd.Hitachi, Ltd., Institute of Industrial Science (72) Yoshimasa Oshima, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa Stock Company, Hitachi, Ltd., Institute of Industrial Science (72) Inventor, Kazuhiko Matsuoka 111, Nishiyokote-cho, Takasaki, Gunma Prefecture, Takasaki Plant, Nitate Seisakusho Co., Ltd. (72) Inventor Yoshiharu, 111, Nishiyote-cho, Takasaki, Gunma Prefecture Hiritsu Works Takasaki Factory

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】ピッチの異なる繰り返しパターンを有する
基板に対して平面波の光を直線状にして照射する照明系
と、該照明系によって照射された基板からの反射光像を
結像する結像光学系と、該結像光学系の途中に基板上の
ピッチの小さな繰り返しパターンからの回折光を遮光す
るように設置された空間フィルターと、該空間フィルタ
ーを通して得られ、前記結像光学系で結像された光像を
検出する検出器と、該検出器で検出された信号の内、前
記空間フィルターを通して得られる基板上のピッチの大
きな繰り返しパターンに基いて発生する信号同志を比較
して消去する消去手段と、該消去手段から得られる信号
に基いて基板上の欠陥を検出する欠陥検出手段とを備え
たことを特徴とする欠陥検出装置。1. An illumination system that linearly irradiates a plane wave light onto a substrate having a repetitive pattern with different pitches, and imaging optics that forms a reflected light image from the substrate illuminated by the illumination system. System, a spatial filter installed in the middle of the imaging optical system so as to block diffracted light from a repetitive pattern with a small pitch on the substrate, and an image obtained by the imaging optical system obtained through the spatial filter. Erasing by comparing and erasing a detector that detects the generated optical image and a signal detected by the detector that is generated based on a repetitive pattern with a large pitch on the substrate obtained through the spatial filter. A defect detecting apparatus comprising: a means and a defect detecting means for detecting a defect on a substrate based on a signal obtained from the erasing means. 【請求項２】前記結像光学系として、屈折率変化型のレ
ンズアレイで構成したことを特徴とする請求項１記載の
欠陥検出装置。2. The defect detecting apparatus according to claim 1, wherein the image forming optical system is composed of a refractive index change type lens array. 【請求項３】前記結像光学系が、複数のフーリエ変換レ
ンズ群から構成され、少なくとも像側がテレセントリッ
クに構成したことを特徴とする請求項１記載の欠陥検出
装置。3. The defect detecting apparatus according to claim 1, wherein the image forming optical system is composed of a plurality of Fourier transform lens groups, and is telecentric on at least the image side. 【請求項４】前記消去手段は、前記検出器上の１つの画
素の信号が欠陥であるかの判断に際し、該検出器上の１
つの画素の信号レベルと、該検出器で取り込まれた隣接
する繰り返しパターンの対応する個所の画素の信号レベ
ルと該対応する個所に近接した複数の画素の信号レベル
とを比較して、該対応する個所或いは近接する個所の信
号レベルのなかに該１つの画素の信号レベルと同等の値
の画素が存在した場合、該検出器上の１つの画素で検出
された信号は繰り返しパターンからの信号であると判断
する処理手段を有することを特徴とする請求項１記載の
欠陥検出装置。4. The erasing means determines whether the signal of one pixel on the detector is defective when judging whether the signal of one pixel is defective.
The signal level of one pixel is compared with the signal level of the pixel at the corresponding position of the adjacent repeating pattern captured by the detector and the signal level of a plurality of pixels close to the corresponding position, and the corresponding When there is a pixel having a value equivalent to the signal level of the one pixel in the signal levels of the points or the adjacent points, the signal detected by the one pixel on the detector is the signal from the repeating pattern. The defect detecting apparatus according to claim 1, further comprising a processing unit that determines that 【請求項５】前記空間フィルターの直線状パターンのピ
ッチを、該空間フィルターにより遮光される繰り返しパ
ターンの繰り返しピッチが、該対応する画素あるいは近
接する画素を合わせた領域の幅の数倍より大きくなるよ
うに設定したことを特徴とする請求項４記載の欠陥検出
装置。5. A pitch of a linear pattern of the spatial filter, a repeating pitch of a repeating pattern shielded by the spatial filter is larger than several times the width of a region in which the corresponding pixel or adjacent pixels are combined. The defect detecting apparatus according to claim 4, wherein the defect detecting apparatus is set as follows. 【請求項６】更に前記検出器により検出された信号をフ
ーリエ変換するフーリエ変換手段と、該フーリエ変換手
段による演算結果より試料上に形成された繰り返しパタ
ーンによるフーリエ変換像のピッチを算出するピッチ算
出手段と、該ピッチ算出手段により算出された結果に基
づいて前記空間フィルターのピッチを変えるピッチ可変
手段とを備えたことを特徴とする請求項５記載の欠陥検
出装置。6. A Fourier transform means for Fourier transforming a signal detected by the detector, and a pitch calculation for calculating a pitch of a Fourier transform image by a repetitive pattern formed on a sample from a calculation result by the Fourier transform means. 6. The defect detecting apparatus according to claim 5, further comprising: a means, and a pitch varying means for changing a pitch of the spatial filter based on a result calculated by the pitch calculating means. 【請求項７】前記検出器から得られる信号が極小をとる
空間フィルターのピッチを算出するピッチ算出手段と、
該ピッチ算出手段から算出されたピッチになるように空
間フィルターのピッチを変えるピッチ可変手段とを備え
たことを特徴とする請求項６記載の欠陥検出装置。7. Pitch calculating means for calculating a pitch of a spatial filter in which a signal obtained from the detector has a minimum value,
7. The defect detecting apparatus according to claim 6, further comprising: a pitch changing unit that changes a pitch of the spatial filter so that the pitch is calculated by the pitch calculating unit. 【請求項８】繰り返しパターンを有する基板を搬送する
搬送手段と、該搬送手段に搬送される基板に対して平面
波の光を直線状にして照射する照明系と、該照明系によ
って照射された基板からの反射光像を結像する結像光学
系と、該結像光学系の途中に基板上の繰り返しパターン
からの回折光を遮光するように結像位置に設置され、相
互の間隔を可変の複数の直線状遮光物より構成される空
間フィルターと、該空間フィルターを通して得られ、前
記結像光学系で結像された光像を検出する検出器と、該
検出器より検出された信号に基づいて基板上の欠陥を検
出する欠陥検出手段とを備えたことを特徴とする欠陥検
出装置。8. A carrying means for carrying a substrate having a repeating pattern, an illumination system for linearly irradiating a substrate carried by the carrying means with plane wave light, and a substrate illuminated by the illumination system. And an imaging optical system for forming an image of a reflected light image from the optical system, and an imaging optical system which is installed in the middle of the imaging optical system so as to shield the diffracted light from the repetitive pattern on the substrate. A spatial filter composed of a plurality of linear light shields, a detector for detecting an optical image formed by the imaging optical system, which is obtained through the spatial filter, and a signal detected by the detector And a defect detecting means for detecting a defect on the substrate. 【請求項９】前記結像光学系が、複数のフーリエ変換レ
ンズ群から構成され、少なくとも像側がテレセントリッ
クに構成したことを特徴とする請求項８記載の欠陥検出
装置。9. The defect detecting apparatus according to claim 8, wherein the image forming optical system is composed of a plurality of Fourier transform lens groups, and at least the image side is telecentric. 【請求項１０】前記複数のフーリエ変換レンズ群が、開
口数の異なるレンズ群から構成され、一方のフーリエ変
換レンズ群を開口数の異なるレンズ群と交換可能に構成
したことを特徴とする請求項９記載の欠陥検出装置。10. The plurality of Fourier transform lens groups are composed of lens groups having different numerical apertures, and one of the Fourier transform lens groups is configured to be replaceable with a lens group having different numerical apertures. 9. The defect detection device according to 9. 【請求項１１】更に前記基板の繰り返しパターンの向き
を測定する測定手段と、該測定手段で測定された基板の
繰り返しパターンの向きに応じて前記空間フィルターの
直線状遮光物の向きを制御する制御手段とを備えたこと
を特徴とする請求項８記載の欠陥検出装置。11. A measuring means for measuring the orientation of the repeating pattern of the substrate, and a control for controlling the orientation of the linear light shield of the spatial filter according to the orientation of the repeating pattern of the substrate measured by the measuring means. 9. The defect detecting apparatus according to claim 8, further comprising: 【請求項１２】前記検出器を、直線状の検出器で構成し
たことを特徴とする請求項８記載の欠陥検出装置。12. The defect detecting apparatus according to claim 8, wherein the detector is a linear detector. 【請求項１３】照明系と、テレセントリック型の検出レ
ンズと、１次元に圧縮して空間フィルターとを備えたこ
とを特徴とする欠陥検出装置。13. A defect detection apparatus comprising an illumination system, a telecentric detection lens, and a spatial filter which is one-dimensionally compressed. 【請求項１４】直線状空間フィルターと、直線状空間フ
ィルターに平行な入射面を有する照明系と、照明の入射
面と直線状空間フィルターの長て方向と基板上パターン
の繰り返し方向を合わせる手段とを備えたことを特徴と
する欠陥検出装置。14. A linear spatial filter, an illumination system having an incident surface parallel to the linear spatial filter, and means for aligning an incident surface of illumination with a longitudinal direction of the linear spatial filter and a repeating direction of a pattern on a substrate. A defect detection device comprising: 【請求項１５】物体上の各点からの０次回折光が検出光
学系の瞳面（空間フィルターの設置している面）の中央
を通るようにしたことを特徴する欠陥検出装置。15. A defect detecting apparatus, characterized in that 0th-order diffracted light from each point on an object passes through the center of a pupil plane (a plane on which a spatial filter is installed) of a detection optical system. 【請求項１６】ピッチの異なる繰り返しパターンを有す
る基板に対して照明系で平面波の光を直線状にして照射
し、該照射された基板からの反射光像を結像光学系で結
像させると共に該結像光学系の途中に基板上のピッチの
小さな繰り返しパターンからの回折光を空間フィルター
で遮光し、該空間フィルターを通して得られ、前記結像
光学系で結像された光像を検出器で検出し、該検出され
た信号の内、前記空間フィルターを通して得られる基板
上のピッチの大きな繰り返しパターンに基いて発生する
信号同志を消去手段で比較して消去し、該消去手段から
得られる信号に基いて前記基板上の欠陥を検出すること
を特徴とする欠陥検出方法。16. A substrate having repetitive patterns with different pitches is linearly irradiated with plane wave light by an illumination system, and a reflected light image from the irradiated substrate is formed by an imaging optical system. Diffracted light from a repetitive pattern having a small pitch on the substrate is shielded by a spatial filter in the middle of the imaging optical system, and the optical image obtained by the spatial filter and formed by the imaging optical system is detected by a detector. Among the detected signals, the signals generated based on the repetitive pattern having a large pitch on the substrate obtained through the spatial filter are compared and erased by the erasing means, and the signals obtained from the erasing means are erased. A defect detection method comprising detecting a defect on the substrate based on the above. 【請求項１７】繰り返しパターンを有する基板を搬送
し、該搬送される基板に対して平面波の光を照明系によ
り直線状にして照射し、該照射された基板からの反射光
像を結像光学系により結像すると共に該結像光学系の途
中に基板上の繰り返しパターンからの回折光を相互の間
隔を可変の複数の直線状遮光物より構成される空間フィ
ルター遮光し、該空間フィルターを通して得られ、前記
結像光学系で結像された光像を検出器で検出し、該検出
された信号に基づいて基板上の欠陥を検出することを特
徴とする欠陥検出方法。17. A substrate having a repeating pattern is conveyed, plane wave light is linearly irradiated to the conveyed substrate by an illumination system, and a reflected light image from the irradiated substrate is formed into an optical image. Imaged by the system and diffracted light from the repetitive pattern on the substrate in the middle of the imaging optical system is blocked by a spatial filter composed of a plurality of linear light shields with variable mutual intervals and is obtained through the spatial filter. A defect detecting method comprising detecting a light image formed by the image forming optical system with a detector and detecting a defect on the substrate based on the detected signal.