JPH06324003A - 異物検査装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】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発生状況を検査す
る異物検査装置およびその方法に関する。 【構成】照明手段１０２、検出光学系１０３、空間フィ
ルターユニット１０６、検出器１０７、オペアンプ２０
１、Ａ／Ｄ変換器２０２より構成される検出ヘッド１０
１、ピッチ検出手段２１２、オペレータ処理系２０３、
異物データメモリ２０６、大異物データメモリ２０７、
パターンメモリ２０８、ソフト処理系２０１、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２
３０より構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【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発生状況を検査する異物検査装置お
よびその方法に関する。

【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。

【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。

【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。

【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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、高性能異物、大異物を弁別して検査
できるようにした点について考慮されていなかった。

【０００７】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決すべく、検出信号を対数変換して繰り返しパターンに
よる虚報を低減すると共に高性能異物、大異物を弁別し
て検査できるようにした異物検査装置およびその方法を
提供することにある。

【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を対数
信号に変換する対数信号変換手段と、該対数信号変換手
段によって変換された検出器上の１つの画素の対数信号
レベルと前記対数信号変換手段によって変換された検出
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
個所の画素の対数信号レベルおよび該対応する個所に近
接した複数の画素の対数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
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して繰り返しパターンを消
去し、更に前記対数信号変換手段によって変換された検
出器上の１つの画素の対数信号レベルと前記対数信号変
換手段によって変換された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対数信号レ
ベルおよび該対応する個所に近接した複数の画素の対数
信号レベルとを比較して差または比率信号を得、該差ま
たは比率信号を複数の閾値と比較して複数の種類の異物
判定を行なう異物検出手段とを備えたことを特徴とする
異物検査装置である。

【０００９】また、本発明は、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、該検出された信号を対数信号変換手段で対数信号に
変換し、該変換された検出器上の１つの画素の対数信号
レベルと前記対数信号変換手段によって変換された検出
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
個所の画素の対数信号レベルおよび該対応する個所に近
接した複数の画素の対数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
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して繰り返しパターンを消
去し、更に前記変換された検出器上の１つの画素の対数
信号レベルと前記対数信号変換手段によって変換された
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
する個所の画素の対数信号レベルおよび該対応する個所
に近接した複数の画素の対数信号レベルとを比較して差
または比率信号を得、該差または比率信号を複数の閾値
と比較して複数の種類の異物判定を行なうことを特徴と
する異物検査方法である。

【００１０】

【作用】本発明において、量産ラインのモニタは半導体
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。

【００１１】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。

【００１２】ところで、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枚等の頻度で異物及び欠陥検査されていた。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、異物検
査の効果を最大限にだすことができる。

【００１３】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。

【００１４】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。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。

【００１５】更に本発明は、オペレータ処理によって、
検出信号を対数変換して繰り返しパターンによる虚報を
低減すると共に高性能異物、大異物を弁別して検査でき
るようにしたことにある。

【００１６】

【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。

【００１７】本実施例は、図１に示すように、照明手段
１０２、検出光学系１０３、空間フィルターユニット１
０６、検出器１０７、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２１２、オペレータ処理系２０３、異物データメモリ
２０６、大異物データメモリ２０７、パターンメモリ２
０８、ソフト処理系２１０、パラメータ伝達手段２０
９、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。

【００１８】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、フーリエ変換レ
ンズ１１１より構成される。

【００１９】また、図３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
第１の比較回路２２０よりなる比較回路群、第１の閾値
設定回路２２１、複数の第２の比較回路２２３よりなる
比較回路群、第２の閾値設定回路２２２、ＯＲ回路２２
４，２２５、ＡＮＤ回路２２６，２２７，２２８より構
成される。

【００２０】また、図４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。

【００２１】（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。また、検出光学系は１
０３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８
００ｎｍの波長を用い開口数０.０８の場合、焦点深度
は約±１００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。

【００２２】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、図１に示す異
物データメモリ２０６、大異物データメモリ２０７、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２
３０より表示される。

【００２３】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。

【００２４】また、図３に示すオペレータ処理系２０３
では、Ａ／Ｄ変換器２０２でＡ／Ｄ変換された検出信号
の周囲の画素２ｘ２が、４画素加算手段２１４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２１
５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２１９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。複数の第１の比較回路２２
０よりなる比較回路群、第１の閾値設定回路２２１、複
数の第２の比較回路２２３よりなる比較回路群、第２の
閾値設定回路２２２、ＯＲ回路２２４，２２５、ＡＮＤ
回路２２６，２２７，２２８により、後に説明する論理
により大異物信号、高性能異物信号、パターン信号が抽
出される。

【００２５】また、図４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。

【００２６】（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。

【００２７】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。

【００２８】具体的には図５（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５（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。

【００２９】ここで、図６（ａ），（ｂ）に示したよう
な平面波ではなく、図６（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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】（空間フィルター制御、オペレータピッチ
制御）図７（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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】（ログスケールしきい値）図８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。

【００３９】図８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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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を複数の第１の比較回路２２
０および複数の第２の比較回路２２３により比較する
際、（数１）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。

【００４３】

【数１】 （ａ−ｐ）＞δ （数１） 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
２）式を満たすとき、異物と判断する。

【００４４】

【数２】 （ａ／ｐ）＞δ （数２） 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３）式が成立するとき異物が存在すると判断する。

【００４５】

【数３】 log（ａ／ｐ）＝logａ−logｐ＞δ （数３） このように、（数３）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、第１の比較回路２２０、第２の比
較回路２２３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３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３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。

【００４６】また、図３では、上記説明した８値化処理
系２１５での対数の８値化処理を用いた第１の比較回路
２２０、第２の比較回路２２３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。

【００４７】ここで第１の閾値設定回路２２１では上記
のδが設定され、複数の第１の比較回路２２０では、上
記の（数１）または（数２）または（数３）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、全ての第１
の比較回路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、何れか第１の
比較回路２２０から閾値δ以上のものが“１”として出
力され、ＡＮＤ回路２２７から大異物信号“１”が出力
されないときＡＮＤ回路２２８のＡＮＤがとれ、高性能
異物信号が出力され、異物データメモリ２０６に記憶さ
れる。また、複数の第１の比較回路２２０では、上記の
（数１）または（数２）または（数３）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との差が全て上記閾値δ以下の
とき全ての第１の比較回路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。また、第２の閾値設
定回路２２２では基本的には検出すべき大異物の最小閾
値が設定される。そのため複数の第２の比較回路２２３
においてオペレータ（画素）２１８とオペレータ（画
素）２１９および２３１との差が大異物の最小閾値以上
のものについてＯＲ回路２２５でＯＲをとり、全ての第
１の比較回路２２３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、何れか第２
の比較回路２２３から大異物の最小閾値以上のものが
“１”として出力され、当然ＯＲ回路２２４からも
“１”が出力され、ＡＮＤ回路２２７においてＡＮＤが
とれ、大異物信号が出力され、大異物データメモリ２０
７に記憶される。即ち、この場合、オペレータ２１８と
オペレータ２１９および２３１内に上記大異物の最小閾
値より大きなパターンが検出されたときに相当するた
め、大異物として検出される。ここで、さらに重要なこ
とは、本発明では、いわゆる異物の検出に使用される閾
値よりも小さな閾値が最低でも１つは設定されているこ
とである。これは、上記の（数３）式を用いる際に必要
になることは言うまでもない。

【００４８】また、以上の対数閾値による量子化の様子
を図９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５
７、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。

【００４９】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。

【００５０】（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１）、（数２）、（数３）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。

【００５１】（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。

【００５２】図１０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。

【００５３】

【数４】 Ｄｆ／(２・N.A.)=ｐｆ1／sinθ1 （数４）

【００５４】

【数５】 sinθ1＝λ／Ｌ1 （数５） 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。

【００５５】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４）、（数５）式より、以下の（数６）式が成立す
る。

【００５６】

【数６】 Ｌ1＝（Ｄｆ・λ）／（２・ｐｆ1・N.A.） （数６） 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６）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。

【００５７】ここで、図１１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７）で示される。

【００５８】

【数７】 α＝１−（ｗ・nx／Ｌ2） （数７） 逆に、（数７）式より、

【００５９】

【数８】 Ｌ2＝１−（ｗ・nx／α） （数８） 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。

【００６０】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１３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１３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。

【００６１】ここで、図１２に示すように、ピッチ可変
のＰＲＥＳフィルター１０６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。

【００６２】また、空間フィルター１０６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。

【００６３】

【数９】 ｐｆｓ／Ｄ＝λ／（N.A.・Ｌｍ） （数９） 検出エリア率αを十分に大きくとるには、

【００６４】

【数１０】 ｋ・no・ｗ＝Ｌｍ （ｋ＞＞１） （数１０）

【００６５】

【数１１】 Ｄ／ｐｆｓ＝ｎｆ （数１１） が、必要。

【００６６】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、

【００６７】

【数１２】 ｗ＝ｋ０・λ／N.A. （数１２） （数１０）式、（数１１）式、（数１２）式より、

【００６８】

【数１３】 ｐｆｓ＝Ｄ／（ｋ・ｋ０・no） （数１３）

【００６９】

【数１４】 α＝１−（１／ｋ）＝１−（（no・ｋ０）／ｎｆ） （数１４） 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。

【００７０】なお、本発明をＴＦＴ基板等基板に適用で
きることは明らかである。

【００７１】また、本発明は、特開平０４−５６２４５
号公報に記載された半導体製造工程の量産立上げ及び量
産ラインにおける異物モニタに適用できることは明らか
である。

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、半導体製造工程の量産
立上げ及び量産ライン等における異物モニタとして、検
出信号を対数変換して繰り返しパターンによる虚報を低
減すると共に高性能異物、大異物を弁別して検査するこ
とができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】図１に示す検出ヘッドの具体的構成を示す図で
ある。

【図３】図１に示すオペレータ処理部の具体的構成を示
す図である。

【図４】図１に示すパラメータ検出系の具体的構成を示
す図である。

【図５】本発明に係る従来技術を示す図である。

【図６】本発明の基本概念を示す図である。

【図７】本発明に係る繰返しパターン除去方法を示す図
である。

【図８】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。

【図９】本発明に係るパターンと異物との検出信号強度
の関係を示す図である。

【図１０】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。

【図１１】本発明に係るオペレータ処理を説明する模式
図である。

【図１２】本発明に係る空間フィルターの形状を説明す
るための模式図である。

【図１３】本発明に係るパターン消去の条件を説明する
ための模式図である。

【符号の説明】

１…基板、 １０１…検出ヘッド、 １０２…照明手
段、１０３…検出光学系、 １０６…空間フィルタ（ユ
ニット）、１０７…検出機、 ２０２…Ａ／Ｄ変換器、
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、２０７…大異物データメ
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、 ２１２…ピッチ検出手段、 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…第１の比較回路、２２１…第１の閾値設
定回路、 ２２２…第２の閾値設定回路、２２３…第２
の比較回路、 ２２４、２２５…ＯＲ回路、２２６、２
２７、２２８…ＡＮＤ回路、 ２２９…マイクロコンピ
ュータ、２３０…表示手段、 ２３２…座標データ作成
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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 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 西山 英利 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 (72)発明者 南谷 法宏 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立画像情報システム内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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を対数信
   号に変換する対数信号変換手段と、該対数信号変換手段
   によって変換された検出器上の１つの画素の対数信号レ
   ベルと前記対数信号変換手段によって変換された検出器
   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
   所の画素の対数信号レベルおよび該対応する個所に近接
   した複数の画素の対数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して繰り返しパターンを消去
   し、更に前記対数信号変換手段によって変換された検出
   器上の１つの画素の対数信号レベルと前記対数信号変換
   手段によって変換された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対数信号レベ
   ルおよび該対応する個所に近接した複数の画素の対数信
   号レベルとを比較して差または比率信号を得、該差また
   は比率信号を複数の閾値と比較して複数の種類の異物判
   定を行なう異物検出手段とを備えたことを特徴とする異
   物検査装置。
2. 【請求項２】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
   た信号を対数信号変換手段で対数信号に変換し、該変換
   された検出器上の１つの画素の対数信号レベルと前記対
   数信号変換手段によって変換された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対
   数信号レベルおよび該対応する個所に近接した複数の画
   素の対数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
   であると判断して繰り返しパターンを消去し、更に前記
   変換された検出器上の１つの画素の対数信号レベルと前
   記対数信号変換手段によって変換された検出器で取り込
   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
   の対数信号レベルおよび該対応する個所に近接した複数
   の画素の対数信号レベルとを比較して差または比率信号
   を得、該差または比率信号を複数の閾値と比較して複数
   の種類の異物判定を行なうことを特徴とする異物検査方
   法。