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JPH0915163A - 異物検査方法及び装置 - Google Patents

異物検査方法及び装置

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Publication number
JPH0915163A
JPH0915163A JP7166208A JP16620895A JPH0915163A JP H0915163 A JPH0915163 A JP H0915163A JP 7166208 A JP7166208 A JP 7166208A JP 16620895 A JP16620895 A JP 16620895A JP H0915163 A JPH0915163 A JP H0915163A
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JP
Japan
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foreign matter
light
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optical axis
polarized
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JP7166208A
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Inventor
Takeshi Shimono
健 下野
Tatsuo Nagasaki
達夫 長崎
Kenji Takamoto
健治 高本
Masaya Ito
正弥 伊藤
Kanji Nishii
完治 西井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP07166208A priority Critical patent/JP3140664B2/ja
Priority to CN96107118A priority patent/CN1104643C/zh
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Priority to KR1019960026605A priority patent/KR100261387B1/ko
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    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/94—Investigating contamination, e.g. dust
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】異物からの検出光の光強度を向上させて、異物
とノイズとの弁別比を大にして、高精度の異物検出を行
う。 【構成】検査対象１の検査面１ａに対してＳ偏光となる
ビーム１３を前記検査対象１の検査面１ａに対してほぼ
平行な軸が光軸となるように照射し、検査面１ａとのな
す角αが鋭角で、かつ、前記ビームの光軸との差角φが
３０°以内となる光軸にて、前記ビームによって発生す
る反射光及び散乱光中の検査面１ａに対してＰ偏光とな
る成分１８を異物として検出することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、検査対象表面に存在す
る異物を検出するための異物検査方法及び装置に関し、
主として液晶製造工程及び半導体製造工程におけるパタ
ーン付き基板の外観検査を行う方法及び装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来の異物検査方法としては、例えば計
測自動制御学会論文集（vol.17,No.2237/242,1981) に
示されている。
【０００３】図２４は、この従来の異物検査方法の基本
構成図である。
【０００４】２０１は被検査基板である。ここで、被検
査基板２０１を含み紙面に垂直な面を被検査基板２０１
の主面と定義する。２０２は被検査基板２０１上のパタ
ーン、２０３は被検査基板２０１上の異物、２０５は被
検査基板２０１の主面に対してほぼ平行方向に照射する
Ｓ偏光レーザー光源（Ｓ偏光とは紙面に垂直方向の偏光
を示している。）、２０６は被検査基板２０１の主面に
対してほぼ垂直な軸を光軸とする対物レンズ、２０７は
Ｐ偏光（紙面と平行な方向の偏光）を透過するように設
定された検光子、２０８は結像レンズ、２０９は光電変
換素子である。
【０００５】以上のように構成された従来の基板検査方
法について、そのその動作を説明する。被検査基板２０
１にほぼ平行な方向からＳ偏光レーザー光源２０５の光
を照射すると、パターン２０２による反射光２１０は偏
光方向を乱されることなくそのまま反射される。つま
り、Ｓ偏光の反射光２１０は、対物レンズ２０６を透過
後、Ｐ偏光を透過、つまり、Ｓ偏光を遮光するように設
定された検光子２０７により遮光される。一方、異物２
０３にＳ偏光レーザー光源２０５からの光を照射する
と、異物２０３により散乱が発生し、偏光成分が乱さ
れ、Ｐ偏光成分を含んだ散乱光２１１となる。この散乱
光２１１は、対物レンズ２０６を透過した後、検光子２
０７によりＳ偏光成分が遮光され、Ｐ偏光成分だけが透
過し、結像レンズ２０８により、光電変換素子２０９に
結像される。この光電変換素子２０９からの出力信号に
より異物２０３の存在位置を検出することが可能とな
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、パターン２０２からの反射光２１０の
Ｐ偏光成分は、対物レンズ２０６の光軸上で完全に０と
なるが、光軸と角度をなす反射光についてはＰ偏光成分
を有し、かつパターンの反射率が大きければ、より強い
ノイズ源となる。
【０００７】一方異物２０３からの散乱光２１１の強度
は、異物２０３のサイズが小さくなるほど、弱くなる。
図２４においてレーザー光源２０５からの光と対物レン
ズ２０６の光軸とのなす角を検出角θとする。光電変換
素子２０９にて検出される異物２０３からの散乱光２１
１のＰ偏光成分の光強度をＳ（信号），アルミ配線等の
反射率の大きいパターン２０２からの反射光２１０のＰ
偏光成分の光強度をＮ（ノイズ）とし、検出角θを横軸
とするＳ／Ｎ値は図２５のごとくなる。この図から明ら
かなように、検出角９０°、つまり、従来例のような構
成とした場合には、Ｓ／Ｎの値は１以下となり、異物２
０３とパターン２０２のとの区別がつけられない。
【０００８】また、別の従来例として、例えば米国特許
Ｎｏ．5,127,726 に示されているものがある。この例で
は、検査対象の検査面に対して比較的低角度でレーザー
光を照射し、検査面との角が鋭角となる位置にて検出す
る方法を取っている。しかし、１０°程度の角度以上の
位置からレーザー光を、照射した場合、反射率の大きい
パターンからのＮ（ノイズ）成分が大きくなってしま
う。すなわち、この例でもＳ／Ｎの値は小さくなり異物
とパターンの弁別がつけられない。
【０００９】以上のように、従来例の方法では、パター
ンの反射率が高くパターンからの反射光が強い場合、あ
るいは異物のサイズが小さくなり、異物からの反射光が
弱い場合には、異物とパターンの弁別がつけられないと
いう問題があった。
【００１０】本発明は、上記問題点に鑑み、パターン付
き基板等の検査対象上の異物からの検出光の光強度を、
パターンからの検出光の光強度より著しく向上させ、異
物とパターンの弁別比を向上させ、かつ、微小な異物ま
で検出できる異物検査方法および異物検査装置を提供す
ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の異物検査方法は、検査対象の検査面に対し
てＳ偏光となるビームを前記検査対象の検査面に対して
ほぼ平行、または小さな角でもって交わる軸が光軸とな
るように照射し、検査面とのなす角が鋭角で、かつ、前
記ビームの光軸との差角が３０°以内となる光軸にて、
前記ビームによって発生する反射光及び散乱光中の検査
面に対してＰ偏光となる成分を異物として検出すること
を特徴とするものである。
【００１２】前記検査対象の検査面に対してＳ偏光とな
るビームとは、照明側光軸と前記検査面の法線ベクトル
とでなす入射面に対して電気ベクトル成分が垂直に振動
するビームを意味し、例えば図２に１３で示されるもの
である。
【００１３】前記ビームを検査対象の検査面に対してほ
ぼ平行、または小さな角でもって交わる軸が光軸となる
ように照射し、とは前記ビームの光軸と検査面とのなす
角（入射角）がほぼ０°または小さくなるように前記ビ
ームを照射することを意味し、例えば図２にαで示され
る入射角をほぼ０°または５°程度以下にすることを意
味する。
【００１４】前記検査面とのなす角が鋭角とは、検出側
光軸と前記検査面とのなす角（検出角）が９０°未満で
あることを意味し、例えば図２にθで示される検出角が
後述のように６０°以下、特に好ましくは４０°以下に
することを意味する。
【００１５】前記ビームの光との差角が３０°以内とな
る光軸とは、検出側光軸への検査面への投影ベクトル
と、照明側光軸の検査面への投影ベクトルとのなす角
（方位角）が３０°以内となることを意味し、例えば図
２にφで示される方位角（差角）が０°〜３０°となる
ことを意味している。
【００１６】前記検査面に対し、Ｐ偏光となる成分と
は、検査側の反射光及び散乱光において、検出側光軸と
前記検査面の法線ベクトルとでなす検出面に対し、電気
ベクトル成分が検出面内で振動する成分を意味し、例え
ば図２に１８で示されるものである。
【００１７】上記発明において、検査対象がパターン付
き基板の場合、反射光及び散乱光中のＰ偏光成分の光量
の比較により異物を検出すると好適である。
【００１８】また上記発明において、Ｓ偏光となるビー
ムの光軸と検査対象の検査面とのなす角を１°〜５°に
すると好適である。
【００１９】あるいは、上記発明において、検査対象の
検査面とのなす角が６０°以下、特に４０°以下になる
光軸にて検出すると好適である。
【００２０】あるいは上記発明において、検査側光軸上
に配した空間フィルタによって検査対象の周期パターン
を除去すると好適である。
【００２１】あるいは、上記発明において、検出側光軸
にて、焦点距離ｆかつ開口径Ｄの対物レンズと、対物レ
ンズの主平面から距離Ｌの位置に主平面が配置され開口
径がＤ−２Ａ＋ＡＬ／ｆ以上（但しＡは光電変換素子の
検出幅と対物レンズ、結像レンズとの倍率関係により決
まる検査領域）となるように設定された結像レンズとか
らなる光学系を用いて、反射光及び散乱光中の検査面に
対してＰ偏光となる成分を異物として光電変換素子で検
出すると好適である。
【００２２】あるいは、上記発明において、テレセント
リック光学系を用いて、反射光及び散乱光中の検査面に
対してＰ偏光となる成分を異物として検出すると好適で
ある。
【００２３】あるいは、上記発明において、検出側光軸
にて、偏光を回転させる１／２波長板を検査対象に応じ
て付加することによって、反射光及び散乱光中の検査面
に対してＳ偏光となる成分をＰ偏光成分に変換して異物
として検出すると好適である。
【００２４】あるいは、上記発明において、複数の点光
源からのビームを点列と平行な方向の像の倍率を変化す
るように配置されたシリンドリカルレンズによってライ
ンビームに設定すると好適である。
【００２５】本発明の異物検査装置は、検査対象の検査
面に対してほぼ平行な軸を光軸とするように配置され、
前記検査対象の検査面に対してＳ偏光となるようにビー
ムを照射する照明部と、検査面とのなす角が鋭角で、か
つ、前記照明部の光軸との差角が３０°以内となる光軸
にて前記照明部によって発生する反射光及び散乱光中の
検査面に対してＰ偏光となる成分を検出し光電変換する
検出部と、前記検出部によって得られた信号を用いて異
物として判定する信号処理部を備えていることを特徴と
するものである。
【００２６】
【作用】本発明は上記構成によって、検査対象の検査面
に対してＳ偏光となるビームを前記検査対象の検査面に
対してほぼ平行、または小さな角でもって交わる軸が光
軸となるように照射し、検査面とのなす角が鋭角で、か
つ、前記ビームの光軸との差角が３０°以内となる光軸
にて、前記ビームによって発生する反射光及び散乱光中
の検査面に対してＰ偏光となる成分を異物として検出す
ることにより、異物からの検出光の光強度を、パターン
等からの検出光の光強度より著しく向上させることによ
り、異物とパターン等ノイズとなる成分との弁別比を向
上させ、かつ、微小な異物まで検出することが可能であ
る。
【００２７】また上記ビームの光軸と検査対象の検査面
とのなす角を１°〜５°にすることにより、更に、異物
とパターンとの弁別比が良くなるため、高精度に異物を
検出することが可能である。
【００２８】また検査面とのなす角が６０°以下になる
ような位置の光軸にて検出することにより、さらに、異
物とパターンとの弁別比が良くなるため、高精度に異物
を検出することが可能である。
【００２９】また、検査面とのなす角が４０°以下にな
るような位置の光軸にて検出することにより、さらに、
光軸外においても、異物とパターンとの弁別比が良いた
め、高精度に異物を検出することが可能である。
【００３０】さらに、検出部に周期パターンを除去する
空間フィルタを設けることにより、検査対象のパターン
からの光を除去できるため、さらに、高精度に異物を検
出することが可能である。
【００３１】また、検出部に光軸外において共焦点光学
系以上の開口を有するように設定された光学系を設ける
ことにより、光軸外においても異物からの光量を多く受
光できるため、光軸外においても高精度に異物を検出す
ることが可能である。
【００３２】また、検出部にテレセントリック光学系を
設けることにより、検査対象がうねっていても倍率関係
が損なわれないため、高精度の異物の検査を実現でき
る。
【００３３】また、検出部に１／２波長板と検査対象の
種類に応じて１／２波長板を抜き差しする波長板移動制
御部を設けることにより、光強度の大きい偏光方向を選
ぶことができるため、高感度で異物の検査を実現でき
る。
【００３４】また、照明部に複数の点光源と点列と平行
な方向の像の倍率を変化させるように配置されたシリン
ドリカルレンズを設けることにより、照度が大きく均一
なラインビームを照射できるため、高精度に異物を検出
することが可能である。
【００３５】また検査対象の検査面に対してほぼ平行な
軸を光軸とするように配置され、前記検査対象の検査面
に対してＳ偏光となるようにビームを照射する照明部
と、検査面とのなす角が鋭角で、かつ、前記照明部の光
軸との差角が３０°以内となる光軸にて前記照明部によ
って発生する反射光及び散乱光中の検査面に対してＰ偏
光となる成分を検出し光電変換する検出部と、前記検出
部により得られた信号を用いて異物と判定する信号処理
部を設けることにより、検査対象のパターン等ノイズと
なる成分からの光はほとんど受光しない構成の異物検査
装置を構成することができ、高精度の異物検査を実現で
きる。
【００３６】
【実施例】図１は、本発明の第１実施例における異物検
査方法の基本構成図である。
【００３７】図２は図１の説明用図、図３は図２におけ
るベクトルの説明用図である。
【００３８】図において、１は被検査基板（検査対
象）、２はレーザー光源、３はレーザー光源からの光を
平行光化するコリメータレンズ、４は偏光子、５は平行
光をライン状に結像し被検査基板１の表面を後側の焦点
面とするシリンドリカルレンズである。また、６はシリ
ンドリカルレンズ５の後側焦点面を前側の焦点面とする
対物レンズ、７は検光子、８は結像レンズ、９は結像レ
ンズ８の結像面に配置されたラインセンサである。
【００３９】また１０は被検査基板１の表面（検査面）
１ａの法線ベクトル、１１はレーザー光源２、コリメー
タレンズ３，シリンドリカルレンズ４からなる光軸を示
す入射方向ベクトルであり、この入射方向ベクトル１１
と被検査基板１とのなす角を入射角αとし、入射角αは
ほぼ０°となるように設定されている。また、１２は法
線ベクトル１０と入射方向ベクトル１１とでなす入射面
である。１３は、図３で示すように、入射面１２に対し
て電気ベクトル成分が垂直に振動するＳ偏光レーザー
光、１４は入射面１２内で電気ベクトル成分が振動する
Ｐ偏光レーザー光であり、偏光子４はＳ偏光レーザー光
１３のみが透過するように設定されている。１５は対物
レンズ６と結像レンズ８からなる光軸を示す検出方向ベ
クトルであり、この検出方向ベクトル１５と被検査基板
１とのなす角を検出角θとし、検出角θが鋭角となるよ
うに、また、入射方向ベクトル１１と検出方向ベクトル
１５のそれぞれの被検査基板１への投影ベクトルのなす
角を方位角（差角）φとし、方位角φが０°〜３０°と
なるように設定されている。また、１６は法線ベクトル
１０と検出方向ベクトル１５とでなす検出面、１７は、
図３に示すように、検出面１６に対して電気ベクトル成
分が垂直に振動するＳ偏光レーザー光、１８は検出面１
６内で電気ベクトル成分が振動するＰ偏光レーザー光で
あり、偏光子７はＰ偏光レーザー光１７のみが通過する
ように設定されている。
【００４０】以上のように構成された本実施例の異物検
査方法について、その動作を説明する。レーザー光源２
からのレーザー光をコリメータレンズ３により平行光と
し、入射面１２のＳ偏光レーザー光１３が通過するよう
に方位設定した偏光子４によって入射面のＳ偏光レーザ
ー光１３を通過させ、シリンドリカルレンズ５によって
被検査基板１に対してほぼ平行になる入射角αで被検査
基板１表面のライン状の領域を照明する。入射面１２の
Ｓ偏光レーザー光１３は被検査基板１表面上のパターン
２３によって反射あるいは異物２４によって散乱され
る。
【００４１】被検査基板１上のパターン２３によって、
反射される反射光ベクトル１０２を図４に示す。パター
ン２３を多数の微小平面の集合とすると、それぞれの平
面での反射光ベクトル１０２が考えられる。これは、入
射方向ベクトル１１とある微小平面の法線ベクトル１０
１によって決まる。また、ある平面の法線ベクトル１０
１は、その平面の傾きδと入射面１２とのなす角ηによ
って決定されることから、反射光ベクトル１０２の方向
は、反射する平面の傾きδと入射面１２とのなす角ηに
よって左右される。ある検出角θにおいて、Ｓ偏光レー
ザー光を入射したときにパターン２３からの反射光のＰ
偏光成分が、検出系の対物レンズ６のどの位置にどの程
度の強度で入射されるかを図５に示した。
【００４２】ある入射面１２とのなす角ηのとき、パタ
ーン２３を構成している微小平面の傾きδを０°から９
０°まで連続的に変化させた入射光の位置を示し、線の
太さはその時の強度に比例して太くしている。これよ
り、検出角θ＝９０°では入光してくるηの範囲が大き
いのに対して、検出角θ＝４０°では範囲が小さいこと
が分かる。また、η＝０°付近はＰ偏光成分はほとんど
生じないため、強度も微弱である。以上より、検出角θ
を低くすると、被検査基板１上のパターン２３からの反
射光のＰ偏光成分は微弱になる。
【００４３】一方微小な異物２４によって散乱されるレ
ーザー光は、図６に示すような強度分布を有している。
この内で後方散乱光の一部が検出部の対物レンズ６の開
口に入射される。この散乱光は、図示したように、前方
と後方に絶対強度が強いため、側方等の方向に検出方向
ベクトル１５を設定する場合に比較して高い信号強度が
得られる。
【００４４】このように、対物レンズ６に入射した光
は、検光子７によって検出面１６のＰ偏光レーザー光１
８のみが透過され、結像レンズ８によってラインセンサ
９上に結像される。検出面１６のＰ偏光レーザー光１８
はラインセンサ９によって光電変換され、検出信号を用
いて異物２４の判定を高精度に行うことができる。
【００４５】次に入射偏光としてＳ偏光レーザー光１３
を用いる理由を以下に説明する。
【００４６】表１は、入射角α２°、検出角θ３０°、
方位角φ０°とし、入射面１２のＳ偏光レーザー光１３
を用いて検出面のＰ偏光レーザー光１８で異物２４を検
出する場合と、入射面のＰ偏光レーザー光１４を用いて
検出面１６のＳ偏光レーザー光１７で異物２４を検出す
る場合を実験比較したものである。なお各照明光の強度
は同一である。
【００４７】
【表１】
【００４８】表１からわかるように、入射面１２のＳ偏
光レーザー光１３を用いて検出面１６のＰ偏光レーザー
光１８で検査すれば、異物２４を高いＳ／Ｎ比で検査す
ることができる。
【００４９】また異物２４の信号量が大きいため、光源
パワーを小さくできるので、低価格の小出力レーザーを
用いることもできる。
【００５０】また、異物２４の信号量が大きいため、対
物レンズ６のＮＡ（鏡口率数）を小さくしても異物検出
Ｓ／Ｎが確保できるので、検出部の焦点深度を深くし
て、被検査基板の表面凹凸によるデフォーカスの影響を
なくすことができる。
【００５１】また、異物検出Ｓ／Ｎが良いので、従来の
他の方式に比べて、簡単な構成にすることができ、検査
機の小型化、低コスト化を実現できるとともに、信頼性
も向上させることができる。従来方法の例としては、計
測自動制御学会論文集(vol.25.No.9,954/961,1989)に示
されている。これは入射角の異なる２種類の照明により
得られる反射光量を用いて異物の判定を行っている。従
来方法の他の例としては、計測自動制御学会論文集(vo
l.17.No.2,237/242,1981)に示されている。これは入射
角は同じであるが、方向の異なる２ないし４つの照明に
より得られる反射光量を用いて異物の判定を行ってい
る。
【００５２】なお、この実施例では、検出部にラインセ
ンサ９を用いたが、検出部にホトダイオードやホトマル
等の光電変換素子を用いてもよいことは言うまでもな
い。
【００５３】また、この実施例では、照明部にシリンド
リカルレンズ５を用いたが、スリツト等を用いてライン
状の照明光を実現してもよいことは言うまでもない。
【００５４】またこの実施例では、入射方向ベクトル１
１と検出方向ベクトル１５のそれぞれの被検査基板１へ
の投影ベクトルのなす角を方位角φが０°となるように
設定されているが、３０°以内であれば良い。
【００５５】また、この実施例では、検出部の光学系
は、対物レンズ６、検光子７、結像レンズ８により構成
されているが、対物レンズ、検光子の構成で実現しても
良いことは言うまでもない。
【００５６】ここで、照明系と検出系が空間的に干渉す
るような検出角θ＝０°の場合の構成を図７に示す。レ
ーザー光源２から出射されるレーザー光源は、コリメー
タレンズ３、偏光ビームスプリッタ１１１、対物レンズ
１１０を通り、被検査基板１上にライン状の照明として
照射される。この時、レーザー光の電気ベクトルが入射
面に対して垂直になるＳ偏光成分のみ光路が曲げられ被
検査基板１上に照射されるように、偏光ビームスプリッ
タ１１１の方位が設定してある。被検査基板１上の異物
によって散乱し、あるいはパターンによって反射された
光は、対物レンズ１１０によって集光され、上記のよう
に設定された偏光ビームスプリッタ１１１によってＰ偏
光成分のみ透過し、結像レンズ８によってラインセンサ
９上に結像される。
【００５７】以上のように、偏光ビームスプリッタ１１
１によって照明系と検出系の光軸を近づけることが可能
となり、また偏光ビームスプリッタ１１１が照明系の偏
光子４と検出系の検光子７の役割を兼ねることによって
図２に示した実施例と同様の性能が得られる。よって検
出角θを０°に設定することは可能であり、もちろん検
出角θを０°以上に設定することも可能である。
【００５８】次に、検出角θを６０°以下に設定する方
が望ましい理由を示す。ライセンサ９にて検出される異
物２４からの散乱光のＰ偏光成分の光強度をＳ（信
号）、アルミ配線などの反射率の大きいパターン２３か
らの反射光のＰ偏光成分の光強度をＮ（ノイズ）とし、
検出角θを横軸とするＳ／Ｎの値の測定値を図８に示
す。
【００５９】この結果より、異物を検出するためには、
Ｓ／Ｎ値が１以上、つまり、検出角θが６０°以下であ
ることが必要である。
【００６０】また、入射角αを１°〜５°に設定する方
が望ましい理由は次の理由である。
【００６１】検出角θを４０°にした条件で、入射角α
とＳ／Ｎ値との関係を測定したグラフを図９に示す。入
射角αが１°未満の場合は、実現が困難であるのと、試
料端面からレーザービームが入射してしまい、裏面から
の反射光などノイズ成分が大きく増加する原因となる。
また、入射角αが５°より大きい場合は、図示したよう
に、Ｓ／Ｎ値が１以下、つまり、ノイズ成分の方が大き
くなるため異物が検出できない。よって、入射角αは１
°〜５°に設定する方が望ましい。
【００６２】図１０は本発明の第２実例における異物検
査方法の基本構成図を示すものである。図１０におい
て、図中の番号で図２と同じ番号のものは同一のものを
示す。
【００６３】第１実施例と本実施例が異なるのは、入射
角αの範囲が１°〜５°、検出角θの範囲が０°〜４０
°に設定されていることである。
【００６４】以上のように構成された本実施例の異物検
査方法の動作は、第１実施例の動作と同じである。
【００６５】ここで、検出角θを４０°以下にする理由
を示す。
【００６６】まず、視野全体でのＳ／Ｎ値を考える。図
１１は、対物レンズの開口率０．３、テレセントリツク
光学系にした場合の光軸外のＳ／Ｎ値を示している。縦
軸に光軸上でのＳ／Ｎ値に対する相対比、横軸に像高を
とってある。図９より、視野の端、つまり、像高ｈのと
ころでは、Ｓ／Ｎ値が半分になる。
【００６７】これは次に述べる理由によるものである。
光軸から離れるにしたがって、つまり、軸外になるほ
ど、ラインセンサ９により受光できる角度が減少するた
め、異物２４からの光量は減少する。一方、パターン２
３からの反射光は、鏡面反射であるため、対物レンズ６
全体に分布を持っているのではなく、ある一部のみに光
が集中しているため、受光できる角度が減少してもパタ
ーン２３からの反射光の強度は減少しない。このため、
軸外になるほど、Ｓ／Ｎが低下するという問題が発生す
る。
【００６８】この結果と図８に示す結果とを併せ考える
と、視野全体でＳ／Ｎ値が１以上になるためには、光軸
上でＳ／Ｎ値２以上、検出角θは４０°以下にすること
が必要条件となる。また入射角αを１°ないし５°に設
定する理由は、第１実施例にて説明した通りである。
【００６９】以上のように本実施例によれば、第１実施
例と同様の効果が得られる。さらに、本実施例によれ
ば、視野全体にわたって異物検出のＳ／Ｎ値がよいの
で、高精度に異物を検出することができる。
【００７０】なお、この実施例では、検出部にラインセ
ンサ９を用いたが、検出部にホトダイオードやホトマル
などの光電変換素子を用いても良いことは言うまでもな
い。
【００７１】また、この実施例では、照明部にシリンド
リカルレンズ５を用いたが、スリット等を用いてライン
状の照明光を実現してもよいことは言うまでもない。
【００７２】また、この実施例では、入射方向ベクトル
１１と検出方向ベクトル１５のそれぞれの被検査基板１
への投影ベクトルのなす角（方位角）φが０°となるよ
うに、設定されているが、３０°以内であればよい。
【００７３】また、この実施例では、検出部の光学系は
対物レンズ６、検光子７、結像レンズ８により構成され
ているが、対物レンズ、検光子の構成で実現してもよい
ことは言うまでもない。
【００７４】図１２は、本発明の第３実施例における異
物検査方法の基本構成図を示すものである。図１２にお
いて、図中の番号で図２と同じ番号のものは同一のもの
を示す。第１実施例と本実施例とが異なるのは、対物レ
ンズ６と結像レンズ８との間に、周期的パターンノイズ
をカツトするために、空間フィルタ２５を設けているこ
とである。この空間フィルタ２５は、以下のように作成
することができる。被検査基板１の周期パターンのＣＡ
Ｄデータを用いて、周期パターンのフーリエ変換像を作
成し、周期パターンを遮光するように写真乾板に記録し
作成する。あるいは、被検査基板１の周期パターンを照
射し、対物レンズ後の空間フィルタの設置位置に設置さ
れた写真乾板に、周期パターンの反射光を記録し、周期
パターンを遮光するように写真乾板に記録し作成する。
【００７５】以上のように構成された本実施例の異物検
査方法について、その動作を説明する。レーザー光源２
からのレーザー光をコリメータレンズ３により平行光と
し、入射面１２のＳ偏光レーザー光１３が透過するよう
に方位設定した偏光子４によって入射面１２のＳ偏光レ
ーザ−光１３を透過させ、シリンドリカルレンズ５によ
つて被検査基板１に対してほぼ平行になる入射角αで被
検査基板１の表面のライン状の領域を照明する。
【００７６】このように照明された光が、被検査基板１
表面上のパターン２３によって反射され、対物レンズ６
に入射する光は、第１実施例で述べたように、ある特定
の方向の平面で偏光が歪められ、ごく微小であるが、存
在する。このようなパターン２３からの反射光はパター
ン２３の周期パターンに依存して発生し、周期的に発生
する。このような光が存在すると、異物検出Ｓ／Ｎが低
下する。
【００７７】一方、異物２４によって散乱される光は、
パターン２３からの光に比べ大きい。このようなパター
ン２３からの反射光及び異物２４からの散乱光のうち、
対物レンズ６に入射した光は、検光子７によって検出面
１６のＰ偏光レーザー光１８のみが透過される。
【００７８】このように、検光子７を透過したパターン
２３からの反射光および異物２４からの散乱光は、空間
フィルタ２５によつて、パターン２３の特定方向の周期
パターンのみが除去されるため、この空間フィルタ２５
を透過した光は、結像レンズ８によってラインセンサ９
上に結像される。検出面１６のＰ偏光レーザ−光１８は
ラインセンサ９によって光電変換され、検出信号を用い
て異物の判定を高精度に行うことができる。
【００７９】以上のように、本実施例によれば、第１実
施例と同様の効果が得られる。さらに、本実施例によれ
ば、パターン２３の特定方向の平面等により周期的に発
生する反射光は、予めこのような光を遮光するように作
成された空間フィルタ２５により遮光されるため、極め
てノイズを小さくでき、高精度に異物２４を検査するこ
とができる。
【００８０】なお、本実施例では、検出部にラインセン
サ９を用いたが検出部にホトダイオードやホトマル等の
光電変換素子を用いても良いことは言うまでもない。
【００８１】また、この実施例では、照明部にシリンド
リカルレンズ５を用いたが、スリット等を用いてライン
状のの照明光を実現しても良いことは言うまでもない。
【００８２】また、第２実施例と組み合わせることによ
り、さらに、高精度に異物を検査できることは言うまで
もない。
【００８３】図１３は、本発明の第４実施例における異
物検査方法の基本構成図を示すものである。図１３にお
いて、図中の番号で図２と同一番号のものは同一のもの
を示す。本実施例と第１実施例とが異なるのは、シリン
ドリカルレンズ５の後側焦点面を前側の焦点面とし焦点
距離ｆ１および径Ｄ１を有する対物レンズ２７と焦点距
離ｆ２および径Ｄ２を有する結像レンズ２８を設けてい
ることである。ただし、結像レンズ２８は式（１）の関
係を満足している。
【００８４】 Ｄ２≧Ｄ１−２Ａ＋ＡＬ／ｆ１ ……………（１） 但し、Ａはラインセンサ９の検出幅と対物レンズ２７、
結像レンズ２８との倍率関係により決まる検査領域、Ｌ
は対物レンズ２７と結像レンズ２８の主平面間距離を示
している。
【００８５】以上のように構成された本実施例の異物検
査方法について、その動作を説明する。レーザー光源２
からのレーザー光をコリメータレンズ３により平行光と
し、入射面１２のＳ偏光レーザー光１３が透過するよう
に方位設定した偏光子４によって入射面のＳ偏光レーザ
ー光１３を透過させ、シリンドリカルレンズ５によって
被検査基板１に対してほぼ平行になる入射角α出被検査
基板１表面のライン状の領域を照明する。
【００８６】このように照明された光が、被検査基板１
の表面上のパターン２３によって反射され、対物レンズ
２７に入射する光は、第１実施例で述べたように、特定
方向の平面等により、極く微小である。
【００８７】一方、異物２４によって散乱される光は、
パターン２３からの光に比べ大きい。このようなパター
ン２３からの反射光および異物２４からの散乱光のう
ち、対物レンズ２７に入射した光は、検光子７によって
検出面１６のＰ偏光レーザー光１８のみが透過され、結
像レンズ２８によってラインセンサ９上に結像される。
【００８８】検出面１６のＰ偏光レーザー光１８はライ
ンセンサ９によって光電変換され、この検出信号を用い
て異物２４の判定を高精度に行うことができることは、
第１実施例と同様である。本実施例が第１実施例と異な
る点は、軸外でのＳ／Ｎが良くなることであり、以下そ
れについて説明する。
【００８９】図１４は、検出部を上から見た図である。
図４において、光軸からｈ離れた位置でのパターン２３
あるいは異物２４からの光は、紙面上方に対しては、式
（２）で表されるξ１の角度内であれば、ラインセンサ
９に結像できる。
【００９０】 ξ１＝ｔａｎ-1｛（Ｄ１／２−ｈ）／ｆ１｝ ……………（２） また紙面下方に対しては、式（３）で示されるξ２の角
度内であれば、ラインセンサ９に結像できる。 ξ２＝ｔａｎ-1｛（Ｄ２／２＋ｈ−ｈＬ／ｆ１）／ｆ１｝ …（３） 式（２）、（３）よりわかるように、ξ１は対物レンズ
２７のみで決まるが、ξ２は結像レンズ２８の径Ｄ２と
主平面間距離Ｌによって決まる。
【００９１】このように、光軸から離れるにしたがっ
て、つまり、軸外になるほど、ラインセンサ９により受
光できる角度が減少するため、異物２４からの光量は減
少する。
【００９２】一方、パターン２４からの反射光は、鏡面
反射であるため、対物レンズ２７全体に分布を持ってい
るのではなく、ある一部のみに光が集中しているため、
受光できる角度が減少しても、パターン２３からの反射
光の強度は減少しない。このため、軸外になるほど、Ｓ
／Ｎが低下するという問題が発生する。
【００９３】このような課題に対して、異物２４からの
散乱光をできるだけ受光できるようにするため、少なく
とも、対物レンズ２７により遮光される量よりも結像レ
ンズ２８により遮光される量が小さくならないように、
条件を設定する。つまり、最大像高さｈ＝Ａ／２（Ａ：
検査領域）において、ξ２≧ξ１となるように設定す
る。この関係に式（２）、（３）を代入し、整理すると
式（４）つまり、式（１）となる。
【００９４】 Ｄ２≧Ｄ１−２Ａ＋ＡＬ／ｆ１ …………………（４） また、対物レンズ２７と結像レンズ２８の径を同一にす
る場合が多いことと、説明を簡単にするために、Ｄ１＝
Ｄ２として以下説明する。この場合には、式（４）は式
（５）のように書ける。
【００９５】 ２ｆ１≧Ｌ …………………（５） つまり、主平面間距離Ｌを対物レンズ２７の焦点距離ｆ
１の２倍以内にする。
【００９６】図１５は、Ｄ１＝Ｄ２として、主平面間距
離Ｌと光軸からの距離ｈを変化させた場合のＳ／Ｎを計
算機シミュレーションした結果を示している。図１５よ
り、Ｌ≦２ｆ１の場合には、Ｓ／Ｎの低下の割合が小さ
く、Ｌが２ｆ１以上の場合に比べＳ／Ｎが良いことがわ
かる。
【００９７】このように、結像レンズ２８を式（４）に
示すように設定することにより、光軸外でのＳ／Ｎの低
下の割合を低減できる。
【００９８】以上のように本実施例によれば、第１実施
例と同様の効果が得られる。さらに、本実施例によれ
ば、結像レンズ２８を式４のように設定することによ
り、光軸外においても高精度に異物２４を検出すること
ができる。
【００９９】なお、この実施例では、検出部にラインセ
ンサ９を用いたが、検出部にホトダイオードやホトマル
等の光電変換素子を用いてもよいことは言うまでもな
い。
【０１００】また、この実施例では、照明部にシリンド
リカルレンズ５を用いたが、スリット等を用いてライン
状の照明光を実現しても良いことは言うまでもない。
【０１０１】また第２実施例及び第３実施例と組み合わ
せることにより、さらに、高精度に異物を検査できるこ
とは言うまでもない。
【０１０２】図１６は、本発明の第５実施例における異
物検査方法の基本構成図を示すものである。図１６にお
いて、図中の番号で図２と同一番号のものは同一のもの
を示す。第１実施例と本実施例が異なるのは、対物レン
ズ２９と結像レンズ３０が両テレセントリック光学系で
構成されていることである。例えば、結像レンズ３０の
前側焦点面を対物レンズ２９の後側焦点面とすることに
より実現できる。
【０１０３】以上のように構成された本実施例の異物検
査方法についてその動作を説明する。レーザー光源２か
らのレーザー光をコリメータレンズ３により平行光と
し、入射面１２のＳ偏光レーザー光１３が透過するよう
に方位設定した偏光子４によって入射面のＳ偏光レーザ
ー光１３を透過させ、シリンドリカルレンズ５によって
被検査基板１に対してほぼ平行になる入射角αで被検査
基板１表面のライン状の領域を照明する。
【０１０４】このように照明された光が被検査基板１表
面上のパターン２３によって反射され、対物レンズ２９
に入射する光は、第１実施例で述べたように、特定方向
の平面等により、ごく微小である。
【０１０５】一方、異物２４によって散乱される光は、
パターン２３からの光に比べ大きい。このようなパター
ン２３からの反射光及び異物２４からの散乱光のうち、
対物レンズ２９に入射した光は、検光子７によって検出
面１６のＰ偏光レーザー光のみが透過され、結像レンズ
３０によってラインセンサ９上に結像される。検出面１
６のＰ偏光レーザー光１８はラインセンサ９によって光
電変換され、この検出信号を用いて、異物２４の判定を
高精度に行うことができることは、第１実施例と同様で
ある。
【０１０６】以上のように、本実施例によれば、第１実
施例と同様の効果が得られる。さらに、本実施例によれ
ば、対物レンズ２９と結像レンズ３０は両テレセントリ
ックとしているため、被検査基板１にうねり等が生じて
も、倍率関係が変化しないため、異物の大きさを正確に
測定することができる。
【０１０７】なおこの実施例では、検出部にラインセン
サ９を用いたが、検出部にホトダイオードやホトマル等
の光電変換素子を用いても良いことは言うまでもない。
【０１０８】また、この実施例では、照明部にシリンド
リカルレンズ５を用いたが、スリット等を用いてライン
状の照明光を実現しても良いことは言うまでもない。
【０１０９】また本実施例と第２実施例及び第３実施例
とを組み合わせることにより、さらに、高精度に異物を
検査できることは言うまでもない。
【０１１０】図１７は、本発明の第６実施例における異
物検査方法の基本構成図を示すものである。図１７にお
いて、図中の番号で図２と同一番号のものは同一のもの
を示す。第１実施例と本実施例とが異なるのは、対物レ
ンズ６と検光子７の間に、１／２波長板３１とこれを抜
き差しするための波長板移動制御部３２を設けているこ
とである。但し、１／２波長板３１は、図１８に示すよ
うに、結晶の光軸が検出面１６のＳ偏向レーザー光１７
の偏光面となす角が４５°程度に設定され、Ｓ偏向レー
ザー光１７をＰ偏光に変換することで、Ｐ偏光レーザー
光１８のみが透過するように方位設定した検光子７を透
過するようにした。
【０１１１】以上のように構成された本実施例の異物検
査方法についてその動作を説明する。ここでは、パター
ンの形成されていない被検査基板か、あるいはプロセス
の初期工程等におけるパターン段差の小さい被検査基板
を検査する場合において、検出系に１／２波長板３１が
挿入された場合の動作を説明する。レーザー光源２から
のレーザー光をコリメータレンズ３により平行光とし、
入射面１２のＳ偏光レーザー光１３が透過するように方
位設定した偏光子４によって、入射面１２のＳ偏光レー
ザー光１３を透過させ、シリンドリカルレンズ５によっ
て、被検査基板１に対して平行になる入射角αで被検査
基板１表面のライン状の領域を照明する。
【０１１２】このように照明された光が、被検査基板１
表面上のパターン２３によって反射されるが、ここでは
パターン段差が小さい被検査基板を想定しているので、
対物レンズ６に入射するような反射面を持つパターンエ
ッジ部は微小で、対物レンズ６にはほとんどパターン２
３からの反射光が入射せず、パタ−ン２３のノイズは殆
ど無い。
【０１１３】一方、異物２４によって散乱される光は、
偏光成分が乱されるために、検出面１６のＳ偏向レーザ
ー光１７及びＰ偏光レーザー光１８を含んだ反射光とな
る。
【０１１４】この検出面１６のＳ偏光レーザー光１７の
強度は、検出面１６のＰ偏光レーザー光１７の強度の約
５倍以上である。この反射光は対物レンズ６に入射後、
結晶の光軸が検出面１６のＳ偏光レーザー光１７の偏光
面となす角が４５°程度に設定された１／２波長板３１
を透過する。この際に波長板３１に入射した高い強度の
Ｐ偏光レーザー光１８として出射され、また波長板３１
に入射した低い強度のＰ偏光レーザー光１８は、低い強
度のＳ偏光レーザー光１７として出射される。
【０１１５】検光子７によって高い強度のＰ偏光レーザ
ー光１８のみが透過され、結像レンズ８によってライン
センサ９上に結像される。検出面１６のＰ偏光レーザー
光１８は、ラインセンサ９によって光電変換され、この
検出信号を用いて異物の判定を高精度に行うことができ
ることは、第１実施例と同様である。第１実施例と異な
るのは、パターンの形成されていない被検査基板１か、
あるいはプロセスの初期工程等に於けるパターン段差の
小さい被検査基板１を検査する場合において、より高感
度に異物２４を検出できることである。以下、それにつ
いて説明する。
【０１１６】入射面１２のＳ偏光レーザー光１３による
照明強度に対して、異物２４から発生する後方散乱光に
おける検出面１６のＰ偏光レーザー光１８の強度は非常
に弱い。このため、パターンの形成されていない被検査
基板１か、あるいはプロセスの初期工程等におけるパタ
ーン段差の小さい被検査基板１等を検査する場合におい
ては、照明系の強度に限界があるために、パターン２３
からのノイズによって異物検出Ｓ／Ｎが決まるのではな
く、ラインセンサ９等の検出系自体で決まるノイズによ
って、異物検出Ｓ／Ｎが決まっていた。
【０１１７】以上のように、本実施例によれば、第１実
施例と同様の効果が得られる。さらに、本実施例によれ
ば、パターンの形成されていない被検査基板１か、ある
いはプロセスの初期工程等におけるパターン段差の小さ
い被検査基板１等を検査する場合に、検出系に１／２波
長板３１を挿入して、異物２４から発生する強い後方散
乱強度を持つ検出面１６のＳ偏光レーザー光１７を検出
し、高い異物検出異物検出Ｓ／Ｎによって異物検出感度
を向上させることができる。
【０１１８】上記の実施例の検出系においては、１／２
波長板３１の挿入によって、後方散乱強度が高いＳ偏光
レーザー光１７をＰ偏光レーザー光１８に変換して、Ｐ
偏光レーザー光１８のみを透過するように方位設定した
検光子７により検出を行っているが、これに替えて、Ｓ
偏光レーザー光１７のみを透過するように、検出系の検
光子を回転させてＳ偏光レーザー光を検出してもよい。
この回転移動は９０°程度が望ましい。
【０１１９】なお、本実施例では、検出系にラインセン
サ９を用いたが、検出系にホトダイオードやホトマル等
の光電変換素子を併用としたものを用いてもよいことは
言うまでも無い。
【０１２０】またこの実施例では、各照明系にシリンド
リカルレンズ５を用いたが、スリット等を用いてライン
状の照明光を実現してもよいことは、言うまでもない。
【０１２１】また、本実施例と第２実施例、第３実施
例、第４実施例及び第５実施例とを組み合わせることに
より、さらに高精度に異物を検査できることは言うまで
もない。
【０１２２】図１９は本発明の第７実施例における異物
検査方法の基本構成図を示すものである。図１９におい
て、図中の番号で図２と同一番号のものは同一のものを
示す。第１実施例と本実施例とが異なるのは、照明部が
複数の点光源からなるアレイ状レーザー光源３４と、ア
レイ方向の像の倍率を変化させる方向に配置されたシリ
ンドリカルレンズ３５を備えていることである。
【０１２３】以上のように構成された本実施例の異物検
査方法についてその動作を説明する。アレイ状レーザー
光源３４からの複数のレーザー光をコリメータレンズ３
により平行光とし、複数のレーザー光平行光をシリンド
リカルレンズ３５によってライン状の平行光にし、入射
面１２のＳ偏光レーザー光１３が透過するように方位設
定した偏光子４によって入射面のＳ偏光レーザー光１３
を透過させ、シリンドリカルレンズ５によって被検査基
板１に対してほぼ平行になる入射角αで被検査基板１表
面のライン状の領域を照明する。
【０１２４】このように照明された光が、被検査基板１
表面上のパターン２３によって反射され、対物レンズ６
に入射する光は、第１実施例で述べたように、特定方向
の平面等により、ごく微小である。
【０１２５】一方、異物２４によって散乱される光は、
パターン２３からの光に比べ大きい。このようなパター
ン２３からの反射光及び異物２４からの散乱光のうち、
対物レンズ６に入射した光は、検光子７によって検出面
１６のＰ偏光レーザー光１８のみが透過され、結像レン
ズ８によって、ラインセンサ９上に結像される。検出面
１６のＰ偏光レーザー光１８は、ラインセンサ９によっ
て光電変換され、この検出出力信号を用いて異物２４の
判定を高精度に行うことができることは、第１実施例と
同じである。
【０１２６】ここで、複数の点光源を用いることについ
て説明する。入射面１２のＳ偏光レーザー光１３による
照明強度に対して異物２４から発生する検出面１６のＰ
偏光レーザー光は非常に弱く、また、異物２４のサイズ
が小さくなれば、より微弱になる。これでは、ラインセ
ンサ９等の検出系の性能で限界が決定される。そこで、
複数の光源を用いて、照明の光量を増加させる必要があ
る。
【０１２７】また、シリンドリカルレンズ３５を用いる
理由を説明する。図２０にシリンドリカルレンズ３５を
用いない場合の照明を示した。この場合の結像面３６で
のライン状照明の強度分布は図２２に実線で示すように
なる。ある間隔をもって並べられたアレイ状レーザー光
源３４は、結像面３６ではある間隔のピークを持った照
明になってしまい、視野の位置によって対象物の光り方
が異なるなどといった欠点が見られた。そこで、図２１
に示すように、途中にアレイ状レーザー光源３４のアレ
イ方向の像の倍率を変える方向にシリンドリカルレンズ
３５を配置すると、離散的なレーザービーム列が融合さ
れる。その結果、結像面３６での強度分布は、図２２に
点線で示すように、均一なライン状照明が実現できる。
【０１２８】以上のように本実施例によれば、第１実施
例と同様の効果が得られる。さらに、本実施例によれ
ば、複数の点光源からなるアレイ状レーザー光源３４と
シリンドリカルレンズ３５によって均一で大光量のライ
ン状照明が実現できるため、高感度に異物２４を検出す
ることができる。
【０１２９】なお、この実施例では、検出部にラインセ
ンサ９を用いたが、検出部にホトダイオードやホトマル
等の光電変換素子を用いても良いことは言うまでもな
い。
【０１３０】またこの実施例では、照明部にシリンドリ
カルレンズ３５，５を用いたが、スリット等を用いてラ
イン状の照明光を実現してもよいことは言うまでもな
い。
【０１３１】図２３は、本発明の第８実施例における異
物検査装置の基本構成図を示すものである。図２３にお
いて、図２と同一番号のものは、同一のものを示す。こ
の装置は第１実施例を実現する装置で、レーザー光源
２，コリメータレンズ３、偏光子４及びシリンドリカル
レンズ５から構成された照明部、対物レンズ６，検光子
７，結像レンズ８及びラインセンサ９から構成された検
出部、ラインセンサ９で得られた信号を処理する信号処
理部、及び被検査基板１を搭載し２次元に移動させるＸ
Ｙ移動台２２を設けている。信号処理部は、ラインセン
サ９からの出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路１
９，異物２４を検出するために予め設定されたしきい値
を記憶しているメモリ回路２０，Ａ／Ｄ変換回路１９の
出力とメモリ回路２０に記憶されたしきい値を比較し異
物２４を検査する信号比較回路２１によって構成されて
いる。
【０１３２】以上のように構成された本実施例の異物検
査装置についてその動作を説明する。レーザー光源２か
らのレーザー光をコリメータレンズ３により平行光と
し、入射面１２のＳ偏光レーザー光１３が透過するよう
に方位設定した偏光子４によって入射面１２のＳ偏光レ
ーザー光１３を透過させ、シリンドリカルレンズ５によ
って被検査基板１に対してほぼ平行になる入射角αで被
検査基板１表面のライン状の領域を照明する。
【０１３３】このように照明された光が、被検査基板１
表面上のパターン２３によって反射され、対物レンズ６
に入射する光は、第１実施例で述べたように、特定方向
の平面等により、ごく微小である。
【０１３４】一方、異物２４によって散乱される光は、
パターン２３からの光に比べ大きい。このようなパター
ン２３からの反射光及び異物２４からの散乱光のうち、
対物レンズ６に入射した光は、検光子７によって検出面
１６のＰ偏光レーザー光１８のみが透過され、結像レン
ズ８によってラインセンサ９上に結像される。検出面１
６のＰ偏光レーザー光１８はラインセンサ９によって光
電変換され、検出信号を得ることは第１実施例と同様で
ある。
【０１３５】本実施例においては、検出信号がＡ／Ｄ変
換回路１９によってＡ／Ｄ変換される。そしてこの出力
信号は、信号比較回路２１によって、メモリ回路２０に
あらかじめ設定しているしきい値と検出信号を比較する
事によって異物２４の判定を行う。以後試料ＸＹ移動台
２２を移動させて、順次被検査基板１の全表面の異物検
査を行うことができる。
【０１３６】なお、この実施例では、検出部にラインセ
ンサ９、試料移動手段としてＸＹ移動台２２を用いた
が、検出部にホトダイオードやホトマル等の光電変換素
子、試料移動手段として回転移動を併用したものを用い
ても良いことは言うまでもない。
【０１３７】またこの実施例では、照明部にシリンドリ
カルレンズ５を用いたが、スリット等を用いてライン状
の照明光を実現しても良いことは言うまでもない。また
本実施例と第２実施例〜第７実施例とを組み合わせるこ
とにより、さらに、高精度に異物２４を検査できること
は言うまでもない。
【０１３８】これ以外にも、本発明は、その要旨を逸脱
しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【０１３９】
【発明の効果】本発明の異物検査方法は、上記した構成
によって、異物からの検出光の光強度を、パターン等か
らの検出光の光強度より著しく向上させることにより、
異物とパターン等ノイズとなる成分との弁別比を向上さ
せ、かつ、微小な異物まで検出することが可能である。
【０１４０】また光ビームの光軸と検査対象の検査面と
のなす角がを１°〜５°にすることにより、更に、異物
とパターンの弁別比が良くなるため、高精度に異物を検
出することが可能である。
【０１４１】また、検査面とのなす角が６０°以下にな
る光軸にて検出することにより、さらに、異物とパター
ンとの弁別比が良くなるため、高精度に異物を検出する
ことが可能である。
【０１４２】また検査面とのなす角が４０°以下になる
ような位置の光軸にて検出することにより、更に、光軸
外においても、異物とパターンとの弁別比が良いため、
高精度に異物を検出することが可能である。
【０１４３】また、検出部に周期パターンを除去する空
間フィルタを設けることにより、検査対象のパターンか
らの光を除去できるため、さらに、高精度に異物を検出
することが可能である。
【０１４４】また、検出部に光軸外において共焦点光学
系以上の開口を有するように設定された光学系を設ける
ことにより、光軸外においても異物からの光量を多く受
光できるため、光軸外においても高精度に異物を検出す
ることが可能である。
【０１４５】また、検出部にテレセントリック光学系を
設けることにより、検査対象がうねっていても倍率関係
が損なわれないため、高精度の異物の検査を実現でき
る。
【０１４６】また、検出部に１／２波長板と検査対象の
種類に応じて１／２波長板を抜き差しする波長板移動制
御部を設けることにより、光強度の大きい偏光方向を選
ぶことができるため、高感度で異物の検査を実現でき
る。
【０１４７】また、照明部に複数の点光源と点列と平行
な方向の像の倍率を変化させるように配置されたシリン
ドリカルレンズを設けることにより、照度が大きく均一
なラインビームを照射できるため、高精度で異物を検出
することが可能である。
【０１４８】また、本発明の異物検査装置は、上記した
構成によって、検査対象のパターン等ノイズとなる成分
からの光はほとんど受光しないため、高精度の異物の検
査を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す構成図。
【図２】同実施例における説明図。
【図３】同実施例におけるベクトル説明図。
【図４】同実施例におけるパターン反射光の説明図。
【図５】同実施例におけるパターン反射光の強度分布
図。
【図６】同実施例における異物散乱光の強度分布図。
【図７】同実施例における検出角０°を実現する場合の
構成図。
【図８】同実施例における検出角とＳ／Ｎとの関係図。
【図９】同実施例における入射角とＳ／Ｎとの関係図。
【図１０】本発明の第２実施例を示す構成図。
【図１１】同実施例における光軸からの距離とＳ／Ｎと
の関係図。
【図１２】本発明の第３実施例を示す構成図。
【図１３】本発明の第４実施例を示す構成図。
【図１４】同実施例の光学系の説明図。
【図１５】同実施例における光軸からの距離とＳ／Ｎと
の関係図。
【図１６】本発明の第５実施例を示す構成図。
【図１７】本発明の第６実施例を示す構成図。
【図１８】同実施例における１／２波長板の配置の説明
図。
【図１９】本発明の第７実施例を示す構成図。
【図２０】同実施例におけるアレイ状レーザー光源のみ
用いた照明部の構成図。
【図２１】同実施例におけるアレイ状レーザー光源とシ
リンドリカルレンズを用いた照明部の構成図。
【図２２】同実施例における照明光の結像面での強度分
布図。
【図２３】本発明の第８実施例を示す構成図。
【図２４】従来の異物検査方法の構成図。
【図２５】検出角とＳ／Ｎとの関係図。
【符号の説明】
１ 被検査基板（検査対象） １ａ 表面（検査面） ２ レーザー光源 ４ 偏光子 ５ シリンドリカルレンズ ６、２７，２９ 対物レンズ ７ 検光子 ８、２８，３０ 結像レンズ ９ ラインセンサ（光電変換素子） １３ Ｓ偏光となるビーム １８ Ｐ偏光となるビーム ２３ パターン ２４ 異物 ２５ 空間フィルタ ３３ １／２波長板 ３４ アレイ状レーザー光源 ３５ シリンドリカルレンズ α 入射角 θ 検出角 φ 方位角（差角）
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年８月９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】以上のように構成された従来の基板検査方
法について、その動作を説明する。被検査基板２０１に
ほぼ平行な方向からＳ偏光レーザー光源２０５の光を照
射すると、パターン２０２による反射光２１０は偏光方
向を乱されることなくそのまま反射される。つまり、Ｓ
偏光の反射光２１０は、対物レンズ２０６を透過後、Ｐ
偏光を透過、つまり、Ｓ偏光を遮光するように設定され
た検光子２０７により遮光される。一方、異物２０３に
Ｓ偏光レーザー光源２０５からの光を照射すると、異物
２０３により散乱が発生し、偏光成分が乱され、Ｐ偏光
成分を含んだ散乱光２１１となる。この散乱光２１１
は、対物レンズ２０６を透過した後、検光子２０７によ
りＳ偏光成分が遮光され、Ｐ偏光成分だけが透過し、結
像レンズ２０８により、光電変換素子２０９に結像され
る。この光電変換素子２０９からの出力信号により異物
２０３の存在位置を検出することが可能となる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００８５】以上のように構成された本実施例の異物検
査方法について、その動作を説明する。レーザー光源２
からのレーザー光をコリメータレンズ３により平行光と
し、入射面１２のＳ偏光レーザー光１３が透過するよう
に方位設定した偏光子４によって入射面のＳ偏光レーザ
ー光１３を透過させ、シリンドリカルレンズ５によって
被検査基板１に対してほぼ平行になる入射角αで被検査
基板１表面のライン状の領域を照明する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 １ 被検査基板（検査対象） １ａ 表面（検査面） ２ レーザー光源 ４ 偏光子 ５ シリンドリカルレンズ ６、２７，２９ 対物レンズ ７ 検光子 ８、２８，３０ 結像レンズ ９ ラインセンサ（光電変換素子） １３ Ｓ偏光となるビーム １８ Ｐ偏光となるビーム ２３ パターン ２４ 異物 ２５ 空間フィルタ３１ １／２波長板 ３４ アレイ状レーザー光源 ３５ シリンドリカルレンズ α 入射角 θ 検出角 φ 方位角（差角）
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１７】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２４】
フロントページの続き (72)発明者 伊藤 正弥 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 西井 完治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 検査対象の検査面に対してＳ偏光となる
    ビームを前記検査対象の検査面に対してほぼ平行、また
    は小さな角でもって交わる軸が光軸となるように照射
    し、検査面とのなす角が鋭角で、かつ、前記ビームの光
    軸との差角が３０°以内となる光軸にて、前記ビームに
    よって発生する反射光及び散乱光中の検査面に対してＰ
    偏光となる成分を異物として検出することを特徴とする
    異物検査方法．
  2. 【請求項２】 検査対象がパターン付き基板であって、
    反射光及び散乱光中のＰ偏光成分の光量の比較により異
    物を検出することを特徴とする請求項１記載の異物検査
    方法。
  3. 【請求項３】 Ｓ偏光となるビームの光軸と検査対象の
    検査面とのなす角を１°〜５°にすることを特徴とする
    請求項１または２記載の異物検査方法。
  4. 【請求項４】 検査対象の検査面とのなす角が６０°以
    下になる光軸にて検出することを特徴とする請求項１、
    ２または３記載の異物検査方法。
  5. 【請求項５】 検査対象の検査面とのなす角が４０°以
    下になる光軸にて検出することを特徴とする請求項４記
    載の異物検査方法。
  6. 【請求項６】 検出側光軸上に配した空間フィルタによ
    って検査対象の周期パターンを除去することを特徴とす
    る請求項１、２、３、４または５記載の異物検査方法。
  7. 【請求項７】 検出側光軸にて、焦点距離ｆかつ開口径
    Ｄの対物レンズと、対物レンズの主平面から距離Ｌの位
    置に主平面が配置され、開口径がＤ−２Ａ＋ＡＬ／ｆ以
    上（但しＡは光電変換素子の検出幅と対物レンズ、結像
    レンズとの倍率関係により決まる検査領域）となるよう
    に設定された結像レンズとからなる光学系を用いて、反
    射光及び散乱光中の検査面に対してＰ偏光となる成分を
    異物として光電変換素子で検出することを特徴とする請
    求項１，２，３，４，５または６記載の異物検査方法。
  8. 【請求項８】 テレセントリック光学系を用いて、反射
    光及び散乱光中の検査面に対してＰ偏光となる成分を異
    物として検出することを特徴とする請求項１，２，３，
    ４，５または６記載の異物検査方法。
  9. 【請求項９】 検出側光軸にて、偏光を回転させる１／
    ２波長板を検査対象に応じて付加することによって、反
    射光及び散乱光中の検査面に対してＳ偏光となる成分を
    Ｐ偏光成分に変換して異物として検出することを特徴と
    する請求項１，２，３，４，５，６，７または８記載の
    異物検査方法。
  10. 【請求項１０】 複数の点光源からのビームを点列と平
    行な方向の像の倍率を変化するように配置されたシリン
    ドリカルレンズによってラインビームに設定したことを
    特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８また
    は９記載の異物検査方法。
  11. 【請求項１１】 検査対象の検査面に対してほぼ平行な
    軸を光軸とするように配置され、前記検査対象の検査面
    に対してＳ偏光となるようにビームを照射する照明部
    と、検査面とのなす角が鋭角で、かつ、前記照明部の光
    軸との差角が３０°以内となる光軸にて前記照明部にて
    よって発生する反射光及び散乱光中の検査面に対してＰ
    偏光となる成分を検出し光電変換する検出部と、前記検
    出部により得られた信号を用いて異物と判定する信号処
    理部を備えていることを特徴とする異物検査装置。
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