JPH10293103A - Method and equipment for optical measurement and optical measuring equipment for patterned substrate - Google Patents

Method and equipment for optical measurement and optical measuring equipment for patterned substrate

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JPH10293103A
JPH10293103A JP4171098A JP4171098A JPH10293103A JP H10293103 A JPH10293103 A JP H10293103A JP 4171098 A JP4171098 A JP 4171098A JP 4171098 A JP4171098 A JP 4171098A JP H10293103 A JPH10293103 A JP H10293103A
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JP
Japan
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light
optical
substrate
measured
measurement
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Application number
JP4171098A
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Japanese (ja)
Inventor
Junichi Matsumura
淳一 松村
Mutsumi Hayashi
睦 林
Tetsuya Nakamura
哲也 中村
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Publication of JPH10293103A publication Critical patent/JPH10293103A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure the properties of an object to be measured with high sensitivity and accuracy by irradiating the object with a light principally comprising an S polarized component at an incident angle within a specified range and detecting the scattering light by a light receiving means. SOLUTION: An objective glass substrate 12 is irradiated with a coherent light 13 principally comprising an S polarized component from a light source 11 through an optical system 18 at an incident angle θ of 45-90 deg.. A part of the irradiating light 13 reflected on the surface serves as an indirect illumination light 19. Scattering light 15 from a defect 14 on the glass substrate 12 is detected by a light receiving means 17 for both the irradiating light 13 and the indirect illumination light 19 in order to obtain the information concerning to the state of the defect 14 on the glass substrate 12. Reflectance is higher constantly under S polarized state than under P polarized state or circularly polarized state and when the incident angle θ exceeds about 45 deg., the reflectance is doubled and it is increased drastically when the incident angle exceeds about 70 deg.. Consequently, the indirect illumination light 19 can be utilized effectively regardless of the position of the defect 14 resulting in the enhancement of the measurement accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は光学測定方法およ
び装置およびパターン付き基板用光学測定装置に関す
る。この発明は、特に、透光性能を有する基板などの物
体(測定対象物)、あるいは、基体の材質とは異なった
材質からなるパターンを有する基板などの物体(測定対
象物)の性状(物体の表面の欠陥、異物などの状態)の
測定(検出および検査を含む)に好適な装置及び方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical measuring method and apparatus and an optical measuring apparatus for a substrate with a pattern. The present invention particularly relates to the properties (objects) of an object (measurement object) such as a substrate having translucency, or an object (measurement object) such as a substrate having a pattern made of a material different from the material of the substrate. The present invention relates to an apparatus and a method suitable for measurement (including detection and inspection) of surface defects, states of foreign matter, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】測定対象物に光を照射し、測定対象物か
らの散乱光を受光手段で検出することにより、測定対象
物の性状を光学的に計測および/または検査する方法
は、各種知られている。
2. Description of the Related Art Various methods are known for optically measuring and / or inspecting the properties of a measurement object by irradiating the measurement object with light and detecting scattered light from the measurement object with a light receiving means. Have been.

【0003】特開昭63―205775号公報には、基
体とその基体上に形成され、その基体とは光学特性の異
なる部材からなるパターンとからなる基板(測定対象
物)の表面の欠陥を検査する光学測定方法が、開示され
ている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-205775 discloses a method for inspecting the surface of a substrate (measurement object) composed of a substrate and a pattern formed of members having different optical characteristics from the substrate. An optical measurement method is disclosed.

【0004】この方法は、基板表面にほぼ垂直な方向か
らコヒーレントな光を基板表面に照射し、基板表面から
の反射光および散乱光をハーフミラーを介し、さらに、
前記パターンに起因する散乱光および干渉光成分を選択
的に減衰または除去するために設けられた空間フィルタ
を介して、前記基板に付着した異物からの散乱光を受光
し、基板の異物などによる欠陥の有無および/またはそ
の大きさを検出するものである。
According to this method, coherent light is irradiated to the substrate surface from a direction substantially perpendicular to the substrate surface, and reflected light and scattered light from the substrate surface are transmitted through a half mirror.
Through a spatial filter provided to selectively attenuate or remove scattered light and interference light components caused by the pattern, scattered light from foreign matter attached to the substrate is received, and defects due to foreign matter on the substrate, etc. Is detected and / or the size thereof is detected.

【0005】この従来の方法には、次に述べる問題があ
る。すなわち、基板の表面材質が異なる場合には、それ
らの表面に付着した異物などの欠陥からの散乱光の強度
が異なる。そのために、この従来の光学測定方法には、
基板の材質の相違によって欠陥の検出感度が異なると云
う問題があった。
This conventional method has the following problems. That is, when the surface materials of the substrates are different, the intensity of scattered light from a defect such as a foreign substance attached to those surfaces is different. Therefore, this conventional optical measurement method includes:
There is a problem that the defect detection sensitivity varies depending on the material of the substrate.

【0006】また、例えば、ガラス、透光性プラスティ
ックの透光性のある基体上に、屈折率、反射率、吸光率
などの光学特性が基体と異なる1つ以上の部材からなる
パターンが形成された基板にあっては、パターン部表面
と基体部表面との間、あるいは、相互に異なる部材から
なるパターン部表面の間で、検出感度が異なることにな
り欠陥の検出精度上の問題が発生した。
Further, for example, a pattern made of one or more members having optical characteristics such as a refractive index, a reflectance, and an absorptivity different from that of a substrate is formed on a translucent substrate such as glass or translucent plastic. Substrate, the detection sensitivity differs between the surface of the pattern portion and the surface of the base portion, or between the surface of the pattern portion made of different members, and a problem in the accuracy of defect detection occurs. .

【0007】これらの問題の基本的な原因を、図面を参
照しながら、説明する。図1および図2は、従来の光学
測定方法を説明するための模式的正面図である。図1に
示した従来の光学測定方法は、基板1の表面に照射光2
が照射され、基板1上に存在する異物3などの欠陥から
の散乱光4が、レンズ5を介して受光手段(カメラ)6
で検出されることからなる。ここにおいて、基板1が透
光性の高いものである場合には、異物3へ直接照射され
た光による、異物3からカメラ6方向への直接散乱光の
みが、カメラ6により受光される。
The basic causes of these problems will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are schematic front views for explaining a conventional optical measurement method. The conventional optical measurement method shown in FIG.
Is irradiated, and scattered light 4 from a defect such as a foreign substance 3 existing on the substrate 1 is received by a light receiving unit (camera) 6 through a lens 5.
Is detected. Here, when the substrate 1 has a high light-transmitting property, the camera 6 receives only direct scattered light from the foreign matter 3 toward the camera 6 due to the light directly applied to the foreign matter 3.

【0008】一方、図2に示した従来の光学測定方法
は、反射率の高い基板7の場合についてのものである。
基板7上に存在する異物3などの欠陥は、基板7に向け
て照射される照射光(直接照射光)2と、基板7の表面
で反射した間接照射光8との照射を受ける。異物3など
の欠陥からの散乱光9が、レンズ5を介して受光手段
(カメラ)6で検出される。すなわち、カメラ6で受光
される散乱光は、直接照射光2による異物3からの散乱
光と、間接照射光9による異物2からの散乱光の両方に
なる。
On the other hand, the conventional optical measurement method shown in FIG. 2 is for the case of a substrate 7 having a high reflectance.
Defects such as the foreign substance 3 existing on the substrate 7 are irradiated with irradiation light (direct irradiation light) 2 irradiated toward the substrate 7 and indirect irradiation light 8 reflected on the surface of the substrate 7. The scattered light 9 from a defect such as the foreign substance 3 is detected by the light receiving means (camera) 6 via the lens 5. That is, the scattered light received by the camera 6 is both scattered light from the foreign matter 3 due to the direct irradiation light 2 and scattered light from the foreign matter 2 due to the indirect irradiation light 9.

【0009】従って、従来の光学測定方法では、基板自
身の表面材質が異なれば、同じ大きさ、形状の欠陥であ
っても、検出感度が、基板毎に異なることになる。ま
た、透光性を有する基体にパターンが形成されている基
板の場合には、同一基板中でも、パターン部表面と基体
部表面とで検出感度が大きく異なることになる。つま
り、パターン部表面については、基本的に、図2に示し
たように、直接照射光2と間接照射光8による散乱光が
存在し、基体部表面については、基本的に、図1に示し
たように、直接照射光2による散乱光が存在する。その
ため、このような検出感度ムラは、検出できる基板上の
異物などの欠陥の範囲や測定される欠陥の大きさ等が基
板の場所により異なることになるため光学測定の精度を
低下させる原因となりうる。
Therefore, in the conventional optical measuring method, if the surface material of the substrate itself is different, even if the defect has the same size and shape, the detection sensitivity differs for each substrate. In the case of a substrate in which a pattern is formed on a light-transmitting substrate, the detection sensitivity differs greatly between the surface of the pattern portion and the surface of the substrate portion even in the same substrate. In other words, as shown in FIG. 2, the scattered light by the direct irradiation light 2 and the indirect irradiation light 8 exists basically on the surface of the pattern portion, and basically, as shown in FIG. As described above, the scattered light by the direct irradiation light 2 exists. Therefore, such non-uniformity in detection sensitivity may cause a decrease in the accuracy of optical measurement because the range of defects such as foreign substances on the substrate that can be detected and the size of the defects to be measured vary depending on the location of the substrate. .

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】この発明の第1の目的
は、測定対象物が、透光性能を有する基板などである場
合において、測定対象物の表面の材質特性に起因して引
き起こされる受光散乱光の強度差を低減して、測定対象
物の性状を、高感度で精度良く測定(検査、検出を含
む)することを可能にした光学測定方法および装置を提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention is to provide a light receiving device which is caused by the material properties of the surface of a measuring object when the measuring object is a substrate having a light transmitting performance. It is an object of the present invention to provide an optical measurement method and apparatus capable of reducing the difference in intensity of scattered light and measuring (including inspection and detection) with high sensitivity and high accuracy the properties of a measurement object.

【0011】この発明の第2の目的は、測定対象物が、
その基体の材質とは異なった材質からなるパターンを有
する基板などである場合において、パターン部表面と基
体部表面との間の受光散乱光の強度差を低減して、測定
対象物の性状を、高感度で精度良く測定(検査、検出を
含む)することを可能にした光学測定方法および装置を
提供することにある。
A second object of the present invention is that the object to be measured is
In the case of a substrate or the like having a pattern made of a material different from the material of the base, the intensity difference of the received scattered light between the pattern portion surface and the base portion surface is reduced, and the property of the measurement object is reduced. It is an object of the present invention to provide an optical measurement method and apparatus capable of performing highly sensitive and accurate measurement (including inspection and detection).

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、測定対象物に、入射角を45度以上90
度未満としかつ偏光状態を該測定対象物に対してS偏光
の成分を中心とする照射光を導き、該測定対象物からの
散乱光を受光手段で検出することにより該測定対象物の
性状を測定および/または検査する光学測定方法が提供
される。
According to the present invention, in order to attain the above object, an object to be measured has an incident angle of 45 degrees or more and 90 degrees or more.
Degrees of polarization and the state of polarization is guided to the measurement object with the S-polarized light component as the center, and the properties of the measurement object are detected by detecting scattered light from the measurement object by light receiving means. An optical measurement method for measuring and / or inspecting is provided.

【0013】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記測定対象物は、基体上に該基体とは光学特性の異なる
1つ以上の部材からなるパターンが形成されていること
を特徴とする、光学測定方法が提供される。
According to a preferred aspect of the present invention, the object to be measured is characterized in that a pattern comprising one or more members having optical characteristics different from those of the substrate is formed on the substrate. An optical measurement method is provided.

【0014】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記受光手段は、一次元センサまたは二次元センサであ
り、前記測定対象物からの散乱光を受光手段に集光する
ことにより検出することを特徴とする、光学測定方法が
提供される。
According to a preferred aspect of the present invention, the light receiving means is a one-dimensional sensor or a two-dimensional sensor, and detects the scattered light from the measuring object by condensing the light on the light receiving means. An optical measurement method is provided.

【0015】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記測定対象物と前記受光手段との間の光路で、空間フィ
ルタにより、前記パターンに起因する散乱光成分を選択
的に減衰または除去することを特徴とする、光学測定方
法が提供される。
According to a preferred aspect of the present invention, a scattered light component caused by the pattern is selectively attenuated or removed by a spatial filter in an optical path between the object to be measured and the light receiving means. An optical measurement method is provided.

【0016】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記照射光の入射角は、70度以上90度未満であることを特
徴とする、光学測定方法が提供される。
According to a preferred aspect of the present invention, there is provided an optical measurement method, wherein an incident angle of the irradiation light is not less than 70 degrees and less than 90 degrees.

【0017】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記測定対象物は、表示パネル基板であることを特徴とす
る、光学測定方法が提供される。
According to a preferred aspect of the present invention, there is provided an optical measuring method, wherein the object to be measured is a display panel substrate.

【0018】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記測定および/または検査すべき前記測定対象物の性状
は、欠陥の有無および/または大きさであることを特徴
とする光学測定方法が提供される。
According to a preferred aspect of the present invention, there is provided an optical measurement method, wherein the property of the object to be measured and / or inspected is the presence or absence and / or size of a defect. Is done.

【0019】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記欠陥は、前記測定対象物に付着した異物であることを
特徴とする、光学測定方法が提供される。
Further, according to a preferred aspect of the present invention, there is provided an optical measurement method, wherein the defect is a foreign substance attached to the object to be measured.

【0020】また、本発明の別の態様によれば、照射光
の光源と、測定対象物に入射角を45度以上90度未満と
し、かつ偏光状態を前記測定対象物に対してS偏光の成
分を中心とするように前記照射光を導く光学系と、前記
測定対象物からの散乱光を検出する受光手段とを有する
光学測定装置が提供される。
According to another aspect of the present invention, the light source of the irradiation light, the incident angle to the object to be measured is set to 45 degrees or more and less than 90 degrees, and the polarization state of the object to be measured is S-polarized light. There is provided an optical measuring device having an optical system for guiding the irradiation light so as to center on a component, and a light receiving means for detecting scattered light from the measurement object.

【0021】また、本発明の別の態様によれば、照射光
の光源と、測定対象物を載置するテーブルと、該テーブ
ルに載置された測定対象物に対する入射角を45度以上90
度未満としかつ偏光状態を前記測定対象物に対してS偏
光の成分を中心とするように前記照射光を導く光学系
と、前記測定対象物からの散乱光を検出する受光手段と
を有する光学測定装置が提供される。
According to another aspect of the present invention, a light source of irradiation light, a table on which the object to be measured is mounted, and an incident angle with respect to the object to be measured mounted on the table of 45 degrees or more and 90 degrees or more.
An optical system that guides the irradiation light so that the polarization state is less than and the polarization state is centered on the S-polarized component with respect to the measurement target, and an optical system that includes a light receiving unit that detects scattered light from the measurement target. A measuring device is provided.

【0022】また、本発明の別の態様によれば、照射光
の光源と、基体上に該基体とは光学特性の異なる1つ以
上の部材からなるパターンが形成されている測定対象物
に入射角を45度以上90度未満としかつ偏光状態を前記測
定対象物に対してS偏光の成分を中心とするように前記
照射光を導く光学系と、前記測定対象物からの散乱光を
検出する受光手段とを有するパターン付き基板用光学測
定装置が提供される。
According to another aspect of the present invention, a light source for irradiating light and an object to be measured having a pattern formed of one or more members having optical characteristics different from those of the substrate are formed on the substrate. An optical system that guides the irradiation light so that the angle is 45 degrees or more and less than 90 degrees and the polarization state is centered on the S-polarized component with respect to the measurement target, and detects scattered light from the measurement target. An optical measuring device for a substrate with a pattern having a light receiving means is provided.

【0023】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記受光手段は一次元センサまたは二次元センサであり、
前記測定対象物からの散乱光を前記受光手段に集光する
集光手段を備えていることを特徴とする、光学測定装置
が提供される。
According to a preferred aspect of the present invention, the light receiving means is a one-dimensional sensor or a two-dimensional sensor,
An optical measuring device is provided, comprising a light collecting means for collecting scattered light from the measurement object on the light receiving means.

【0024】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記集光手段は結像系をなすことを特徴とする光学測定装
置が提供される。
According to a preferred aspect of the present invention, there is provided an optical measuring apparatus, wherein the light-collecting means forms an image forming system.

【0025】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記測定対象物と前記受光手段との間の光路に、前記パタ
ーンに起因する前記散乱光を選択的に減衰または除去す
る空間フィルタが設けられていることを特徴とするパタ
ーン付き基板用光学測定装置が提供される。
According to a preferred aspect of the present invention, a spatial filter for selectively attenuating or removing the scattered light caused by the pattern is provided in an optical path between the object to be measured and the light receiving means. An optical measuring device for a substrate with a pattern is provided.

【0026】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記光学系は前記測定対象物に対する照射光の入射角が7
0度以上90度未満となるように構成されていることを
特徴とする、光学測定装置が提供される。
According to a preferred aspect of the present invention, the optical system has an incident angle of the irradiation light to the object to be measured of 7 degrees.
An optical measurement device is provided which is configured to be at least 0 degree and less than 90 degrees.

【0027】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記受光手段で検出した散乱光に基づいて前記測定対象物
の欠陥の有無および/または大きさを検出する検出手段
を有することを特徴とする、光学測定装置が提供され
る。
According to a preferred aspect of the present invention, there is provided a detecting means for detecting presence / absence and / or size of a defect of the measuring object based on scattered light detected by the light receiving means. , An optical measuring device is provided.

【0028】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記欠陥は前記検査対象物に付着した異物であることを特
徴とする、光学測定装置が提供される。
Further, according to a preferred aspect of the present invention, there is provided an optical measurement apparatus, wherein the defect is a foreign substance attached to the inspection object.

【0029】これらの発明において、入射角は、測定対
象物の表面の垂線と照射光の光軸のなす角(θ)で定義
される。
In these inventions, the incident angle is defined by the angle (θ) between the perpendicular of the surface of the object to be measured and the optical axis of the irradiation light.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態について、図面を参照して、説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0031】図3は、この発明に係る物体の光学測定方
法および装置の構成の一例を説明する概略正面図であ
る。
FIG. 3 is a schematic front view illustrating an example of the configuration of the method and apparatus for optically measuring an object according to the present invention.

【0032】図3において、光源11より発し光学系1
8を経て、測定対象物(基板)12に対する入射角
(θ)が45度以上90度未満であり、かつ、S偏光成
分を中心(主成分)となされた照射光13が、基板12
に照射され、基板12上に存在する欠陥(異物など)1
4からの散乱光15が、レンズ16を通過し、受光手段
(カメラ)17により、検出される。これにより、物体
の性状としての基板12の表面の欠陥(異物など)の状
態に関する情報が検出される。なお、入射角(θ)は、
基板12の表面の垂線PLと照射光13の光軸OAとの
なす角である。
In FIG. 3, the optical system 1 emitted from the light source 11
8, the incident light (θ) with respect to the measurement target (substrate) 12 is 45 degrees or more and less than 90 degrees, and the irradiation light 13 having the S-polarized component as the center (main component) is applied to the substrate 12.
(Foreign matter, etc.) existing on the substrate 12
The scattered light 15 from 4 passes through the lens 16 and is detected by the light receiving means (camera) 17. As a result, information on the state of a defect (for example, a foreign substance) on the surface of the substrate 12 as the property of the object is detected. The incident angle (θ) is
The angle formed by the perpendicular PL on the surface of the substrate 12 and the optical axis OA of the irradiation light 13.

【0033】次に、この検出において、測定対象物(基
板)12が、透光性を有する場合、例えば、ガラス基板
12である場合について、説明する。
Next, a description will be given of a case where the object to be measured (substrate) 12 has translucency, for example, a glass substrate 12 in this detection.

【0034】光源11から、光学系18を介して、照射
光13が、ガラス基板12に照射される。この照射光1
3は、コヒーレント光が好ましい。照射光13のガラス
基板12に対する入射角(θ)は、45度以上90度未
満の範囲に選択される。照射光13は、光学系18によ
り、その偏光状態が、ガラス基板12に対して、S偏光
の成分を主成分としたものに調整される。なお、多少性
能が低下するが、P偏光の成分が、30%程度までなら
混入していてもよい。このような照射光13は、例え
ば、光源11としてレーザ光源を用い、光学系18とし
てレンズ、ミラー、偏光素子、波長板などを使用するこ
とにより得られる。
The glass substrate 12 is irradiated with irradiation light 13 from a light source 11 via an optical system 18. This irradiation light 1
3 is preferably coherent light. The incident angle (θ) of the irradiation light 13 with respect to the glass substrate 12 is selected in a range of 45 degrees or more and less than 90 degrees. The polarization state of the irradiation light 13 is adjusted by the optical system 18 with respect to the glass substrate 12 so that the irradiation light 13 has an S-polarized component as a main component. Although the performance is slightly deteriorated, the P-polarized component may be mixed if it is up to about 30%. Such irradiation light 13 is obtained, for example, by using a laser light source as the light source 11 and using a lens, a mirror, a polarizing element, a wave plate, or the like as the optical system 18.

【0035】ガラス基板12上に、例えば、異物14が
付着していると、照射光13の一部は、異物14に当た
って散乱する。この散乱光15の一部が、ガラス基板1
2の上方に設けられたレンズ16を介して集光され、受
光手段(例えば、受光センサを備えたカメラ)17によ
って検出される。
When, for example, a foreign substance 14 adheres to the glass substrate 12, a part of the irradiation light 13 scatters on the foreign substance 14. A part of the scattered light 15 is
The light is condensed via a lens 16 provided above the light source 2, and is detected by a light receiving unit (for example, a camera having a light receiving sensor) 17.

【0036】また、ガラス基板12の表面で反射した照
射光13の他の一部は、間接照射光19となり、異物1
4に照射される。この間接照射光19による散乱光の一
部(間接散乱光)も、受光手段17によって検出され
る。
Another part of the irradiation light 13 reflected on the surface of the glass substrate 12 becomes indirect irradiation light 19,
4 is irradiated. Part of the scattered light by the indirect irradiation light 19 (indirect scattered light) is also detected by the light receiving means 17.

【0037】ここで、ガラス基板12の表面に照射され
た照射光13の一部は、ガラス基板12の表面の反射率
に応じて反射するが、透光性の高いガラス基板12であ
る場合、ガラス面に対する反射率は、入射角(θ)と照
射光13の偏光状態により、図4に示すような関係にあ
る。
Here, a part of the irradiation light 13 applied to the surface of the glass substrate 12 is reflected in accordance with the reflectance of the surface of the glass substrate 12. The reflectance with respect to the glass surface has a relationship as shown in FIG. 4 depending on the incident angle (θ) and the polarization state of the irradiation light 13.

【0038】図4は、偏光状態と入射角(θ)に対する
反射率の変化の関係を示すグラフである。このグラフに
おいて、横軸は、入射角(θ)(度)、縦軸は、反射率
(R)を示し、曲線Pは、P偏光状態を、曲線Cは、円
偏光状態を、曲線Sは、S偏光状態を、それぞれ示す。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the polarization state and the change in reflectance with respect to the incident angle (θ). In this graph, the horizontal axis indicates the incident angle (θ) (degree), the vertical axis indicates the reflectance (R), curve P indicates the P polarization state, curve C indicates the circular polarization state, and curve S indicates the polarization state. , S-polarized state are shown, respectively.

【0039】図4のグラフから、P偏光状態(P)およ
び円偏光状態(C)よりも、S偏光状態(S)の方が、
入射角(θ)によらず、常に反射率が高く、また、入射
角(θ)が0度付近に比べ、45度以上になると、反射
率が倍増し、更に、70度以上では、反射率が飛躍的に
増大することがわかる。
From the graph of FIG. 4, the S-polarized state (S) is larger than the P-polarized state (P) and the circularly polarized state (C).
Regardless of the incident angle (θ), the reflectivity is always high, and the reflectivity doubles when the incident angle (θ) is 45 ° or more as compared with the vicinity of 0 °, and further, when 70 ° or more. It can be seen that is dramatically increased.

【0040】すなわち、ガラス基板12の表面に照射さ
れた照射光13の一部は、屈折率の低いガラス面であっ
ても、照射光13の偏光状態を、ガラス基板12に対し
て、S偏光の成分を主成分とし、かつ、ガラス基板12
に対して、入射角(θ)を45度以上90度未満するこ
とにより、反射光量を大きくすることができる。この入
射角(θ)を、70度以上90度未満することにより、
反射光量を飛躍的に大きくすることができる。
That is, even if a part of the irradiation light 13 applied to the surface of the glass substrate 12 is a glass surface having a low refractive index, the polarization state of the irradiation light 13 is changed to the S-polarized state with respect to the glass substrate 12. And a glass substrate 12
By setting the incident angle (θ) to 45 degrees or more and less than 90 degrees, the amount of reflected light can be increased. By setting the incident angle (θ) to 70 degrees or more and less than 90 degrees,
The amount of reflected light can be dramatically increased.

【0041】このようにして反射光量が増大する条件を
利用すれば、図2を用いて説明した間接照射の形態に近
い形態が形成できる。その結果、受光手段17が受光す
る異物14からの散乱光の受光強度が向上し、反射率の
高い基板からの散乱光の受光強度に近い強度にて受光す
ることが可能となる。この散乱光の受光強度をより大き
くするためには、照射光13の入射角(θ)は、70度
以上90度未満の範囲に選択される。
By utilizing the condition in which the amount of reflected light increases in this manner, a mode similar to the mode of indirect irradiation described with reference to FIG. 2 can be formed. As a result, the light receiving intensity of the scattered light from the foreign substance 14 received by the light receiving unit 17 is improved, and it is possible to receive light having an intensity close to the received light intensity of the scattered light from the substrate having high reflectance. In order to further increase the received light intensity of the scattered light, the incident angle (θ) of the irradiation light 13 is selected in a range of 70 degrees or more and less than 90 degrees.

【0042】図5に、測定対象物(基板)22が、透光
性を有する基体22aとその表面に形成された非透光性
部材からなるパターン22bとからなるパターン付き基
板22である場合の様子を示す。
FIG. 5 shows a case where the measurement object (substrate) 22 is a patterned substrate 22 composed of a light-transmitting base 22a and a pattern 22b formed of a non-light-transmitting member formed on the surface thereof. Show the situation.

【0043】この基板22において、異物14が基体2
2aの表面に存在する場合、散乱光15は、基本的に
は、図3を用いて説明したのと同様の状態で、受光手段
17により検出される。
In this substrate 22, the foreign matter 14
When present on the surface of 2a, the scattered light 15 is basically detected by the light receiving means 17 in a state similar to that described with reference to FIG.

【0044】一方、異物14がパターン22bの表面に
存在する場合、散乱光15は、基本的には、図2を用い
て説明したのと同様の状態で、受光手段17により検出
される。
On the other hand, when the foreign matter 14 exists on the surface of the pattern 22b, the scattered light 15 is basically detected by the light receiving means 17 in the same state as described with reference to FIG.

【0045】従って、異物14がいずれの位置に存在す
る場合にあっても、間接照射光19による散乱光が、有
効に検出される。すなわち、直接照射光13による散乱
光とともに間接照射光19による散乱光が検出される。
この結果、受光手段17で検出される散乱光15の強度
が増大され、測定(検出)感度が向上する。また、異物
14が、いずれの位置に存在していても、間接照射光1
9が有効利用されることから、受光手段17により検出
される散乱光15の強度に、異物14の存在位置による
差が小さくなり、パターン22b上に対する感度と、基
体22a上に対する感度との差が著しく低減される。こ
の感度差の低減により、測定精度も向上する。
Therefore, irrespective of the position where the foreign matter 14 exists, the scattered light by the indirect irradiation light 19 is effectively detected. That is, the scattered light by the indirect irradiation light 19 is detected together with the scattered light by the direct irradiation light 13.
As a result, the intensity of the scattered light 15 detected by the light receiving means 17 is increased, and the measurement (detection) sensitivity is improved. In addition, no matter where the foreign matter 14 exists,
9 is effectively used, the difference between the intensity of the scattered light 15 detected by the light receiving means 17 and the position of the foreign matter 14 is small, and the difference between the sensitivity on the pattern 22b and the sensitivity on the base 22a is reduced. It is significantly reduced. By reducing the sensitivity difference, the measurement accuracy is also improved.

【0046】[0046]

【実施例】次に、この発明に係る光学測定方法を実施す
るための装置について、3つの実施例を用いて、図面を
参照しながら、説明する。
Next, an apparatus for carrying out an optical measurement method according to the present invention will be described using three embodiments with reference to the drawings.

【0047】[実施例1]図6は、この発明に係る物体の
性状の光学測定装置の一実施例の概略斜視図である。
[Embodiment 1] FIG. 6 is a schematic perspective view of an embodiment of an optical measuring device for the properties of an object according to the present invention.

【0048】図6において、照射光の光源31は、10
0mW、1/e2直径で0.8mm、波長488nmの
Arレーザである。光源31からのコヒーレント光は、
ポリゴンミラー32、および、fθレンズ(あるいは、
シリンドリカルレンズなど)33からなる光学系34に
より、照射光35として調整され、性状を測定および/
または検査しようとする物体(測定対象物)36の表面
に集光される。照射光35の測定対象物36の表面への
入射角(θ)は、80度である。光学系34により、コ
ヒーレント光は、測定対象物36に対してS偏光を主成
分とした偏光状態の照射光35となる。この偏光状態
は、直線偏光またはS偏光成分に対するP偏光成分の混
合比が、10%以内の直線偏光に近い楕円偏光で、か
つ、その偏光角が、S偏光を中心に±5度以内のもので
ある。
In FIG. 6, the irradiation light source 31
This is an Ar laser having 0 mW, 1 / e 2 diameter of 0.8 mm, and wavelength of 488 nm. The coherent light from the light source 31 is
Polygon mirror 32 and fθ lens (or
It is adjusted as irradiation light 35 by an optical system 34 including a cylindrical lens 33), and the properties are measured and / or
Alternatively, the light is focused on the surface of the object (measurement object) 36 to be inspected. The incident angle (θ) of the irradiation light 35 on the surface of the measurement target 36 is 80 degrees. By the optical system 34, the coherent light becomes the irradiation light 35 in a polarization state mainly composed of S-polarized light with respect to the measurement target 36. The polarization state is an elliptically polarized light in which the mixing ratio of the P-polarized light component to the linearly-polarized light component or the S-polarized light component is close to the linearly-polarized light within 10%, and the polarization angle is within ± 5 degrees around the S-polarized light. It is.

【0049】ポリゴンミラー32とfθレンズ33は、
照射光35のビームを、Y方向に走査させる。光学系3
4には、シリンドリカルレンズが組み込まれ、これによ
り、斜めから入射するコヒーレント光のビームスポット
の形状を円形に保つため、X方向にのみ集光効果が得ら
れる。
The polygon mirror 32 and the fθ lens 33
The beam of the irradiation light 35 is scanned in the Y direction. Optical system 3
The cylindrical lens 4 incorporates a cylindrical lens, whereby the shape of the beam spot of the coherent light incident obliquely is kept circular, so that a light condensing effect is obtained only in the X direction.

【0050】このとき、測定対象物36の表面における
焦点でのスポット径は、光学系34を通して、1/e2
直径で1.2mm程度とした。ビームスポットの走査
は、ポリゴンミラー32によるY方向への走査と、測定
対象物36が載置されるテーブル(ステージ)37のY
方向およびこれと直交するX方向への移動の組合わせに
より行われる。
At this time, the spot diameter at the focal point on the surface of the measuring object 36 is 1 / e 2 through the optical system 34.
The diameter was about 1.2 mm. The scanning of the beam spot is performed by scanning in the Y direction by the polygon mirror 32 and by scanning the table (stage) 37 on which the measurement target 36 is placed.
This is performed by a combination of the movement in the direction and the X direction orthogonal thereto.

【0051】すなわち、ビームスポットは、ポリゴンミ
ラー32により、100〜250mm程度の幅で、Y方
向に走査され、一方、この走査が完了するたびに、ステ
ージ37が、X方向にビームスポット径の半分程度の走
査ステップ幅(約0.6mm程度となる)だけ移動する
ことにより、測定対象物36が、移動せしめられる。こ
の移動は、測定対象物36の測定対象領域のX方向の長
さに亘り繰り返される。なお、走査線が傾いてもよけれ
ば、X方向の走査は、連続的に行われてもよい。
That is, the beam spot is scanned by the polygon mirror 32 in a width of about 100 to 250 mm in the Y direction. On the other hand, each time the scanning is completed, the stage 37 is moved in the X direction by half the beam spot diameter. By moving by a scan step width of about (approximately 0.6 mm), the measurement target 36 is moved. This movement is repeated over the length of the measurement target area of the measurement target 36 in the X direction. Note that the scanning in the X direction may be performed continuously if the scanning line may be inclined.

【0052】次いで、ステージ37が、Y方向に90〜
220mm程度(ポリゴンミラー32による走査幅の
0.8〜0.95倍程度)、測定対象物36を移動させ
る。これら一連の動作を繰り返すことにより、測定対象
物36の検出対象領域のY方向の長さに亘っても、照射
光35が照射される。 なお、ステージ37によるX方
向の走査ステップは、ビームスポット径の0.4〜0.
6倍程度が好ましい。このようにすると、ビームスポッ
トの走査線を、X方向にオーバーラップさせることが出
来、測定対象物(基板)36の全面を漏れなく検出でき
る。
Next, the stage 37 moves 90 to 90 in the Y direction.
The measuring object 36 is moved by about 220 mm (about 0.8 to 0.95 times the scanning width by the polygon mirror 32). By repeating these series of operations, the irradiation light 35 is irradiated even over the length of the detection target area of the measurement target 36 in the Y direction. It should be noted that the scanning step in the X direction by the stage 37 is performed when the beam spot diameter is 0.4 to 0.1 mm.
About 6 times is preferable. In this way, the scanning lines of the beam spot can be overlapped in the X direction, and the entire surface of the measurement object (substrate) 36 can be detected without any omission.

【0053】測定対象物(基板)36上の欠陥(異物)
からの散乱光は、例えば、光ファイバなどからなる受光
光学系38により導かれ、フォトマルチプライヤーなど
の単一エレメントの受光手段39で検出される。この受
光光学系38は、レンズで構成してもよい。
Defects (foreign matter) on the measuring object (substrate) 36
The scattered light is guided by a light receiving optical system 38 composed of, for example, an optical fiber and detected by a single element light receiving means 39 such as a photomultiplier. The light receiving optical system 38 may be constituted by a lens.

【0054】この受光手段39からの信号は、信号処理
手段40に送られる。信号処理手段(欠陥検出手段)4
0で、検出された散乱光の情報が処理され、測定対象物
36上の欠陥(異物)に関する情報が得られる。
The signal from the light receiving means 39 is sent to the signal processing means 40. Signal processing means (defect detection means) 4
At 0, information on the detected scattered light is processed, and information on a defect (foreign matter) on the measurement target 36 is obtained.

【0055】具体的には、散乱光量が電気信号に変換さ
れた後、所望のしきい値を越える信号が、欠陥(異物)
に関する信号として認識される。欠陥(異物)の位置
は、前記しきい値を越えた信号を受けた時間と、レーザ
の走査速度およびステージ37の移動速度から、その時
間にレーザが照射していた位置を割り出すことにより特
定される。
Specifically, after the scattered light amount is converted into an electric signal, a signal exceeding a desired threshold value is detected as a defect (foreign matter).
The signal is recognized as The position of the defect (foreign matter) is specified by calculating the position irradiated by the laser at that time from the time when the signal exceeding the threshold value is received, the laser scanning speed and the moving speed of the stage 37. You.

【0056】また、この電気信号量の大きさで、欠陥
(異物)の大きさが推定される。推定された欠陥(異
物)の大きさの較正は、サイズが既知の標準粒子を散布
した基板における標準粒子からの散乱光の測定値を基準
として行われる。なお、この較正の仕方は、以下のいず
れの実施例においても用いられる。
The size of the defect (foreign matter) is estimated from the magnitude of the electric signal amount. Calibration of the size of the estimated defect (foreign matter) is performed based on a measured value of scattered light from standard particles on a substrate on which standard particles of a known size are dispersed. This calibration method is used in any of the following embodiments.

【0057】この実施例の装置の空間分解能は、X方向
においては、ステージ37の走査ステップにより、Y方
向においては、測定のサンプリング周波数により定ま
る。
The spatial resolution of the apparatus of this embodiment is determined by the scanning step of the stage 37 in the X direction, and determined by the sampling frequency of measurement in the Y direction.

【0058】[実施例2]図7は、この発明に係る光学測
定装置の他の実施例の概略斜視図である。
Embodiment 2 FIG. 7 is a schematic perspective view of another embodiment of the optical measuring device according to the present invention.

【0059】図7において、照射光の光源31は、10
0mW、1/e2直径で0.8mm、波長488nmの
Arレーザである。光源31からのコヒーレント光は、
レンズ、波長板、偏光素子、ミラーなどからなる光学系
41により、照射光35として調整され、性状を測定お
よび/または検査しようとする物体(測定対象物)36
の表面に集光される。照射光35の測定対象物36の表
面への入射角(θ)は、80度である。光学系41によ
り、コーヒレント光は、測定対象物36に対してS偏光
を主成分とした偏光状態の照射光35となる。この偏光
状態は、直線偏光またはS偏光成分に対するP偏光成分
の混合比が、10%以内の直線偏光に近い楕円偏光で、
かつ、その偏光角が、S偏光を中心に±5度以内のもの
である。
In FIG. 7, the light source 31 of the irradiation light is 10
This is an Ar laser having 0 mW, 1 / e 2 diameter of 0.8 mm, and wavelength of 488 nm. The coherent light from the light source 31 is
An object (measurement object) 36 which is adjusted as irradiation light 35 by an optical system 41 including a lens, a wave plate, a polarizing element, a mirror, and the like, and whose properties are to be measured and / or inspected.
It is collected on the surface of. The incident angle (θ) of the irradiation light 35 on the surface of the measurement target 36 is 80 degrees. By the optical system 41, the coherent light becomes the irradiation light 35 in a polarization state having the S-polarized light as a main component with respect to the measurement target 36. This polarization state is elliptically polarized light in which the mixing ratio of the P-polarized light component to the linearly-polarized light or the S-polarized light component is close to linearly-polarized light within 10%.
In addition, the polarization angle is within ± 5 degrees around the S-polarized light.

【0060】この実施例の光学系41には、実施例1と
同じくシリンドリカルレンズが用いられているが、コヒ
ーレント光のビームをY方向に拡張せしめ、この方向に
平行なラインビームを形成するために用いられている。
The optical system 41 of this embodiment uses a cylindrical lens as in the first embodiment. However, in order to expand the coherent light beam in the Y direction and form a line beam parallel to this direction. Used.

【0061】ラインビームのY方向の幅は、1/e2
で90〜350mm程度とし、このうち光量が中央の約
90%程度以上となる20〜80mm程度の領域のみ
が、測定用に使用される。なお、この比率は、70%程
度以上に選定されるのが好ましい。
The width of the line beam in the Y direction is about 90 to 350 mm in 1 / e 2 width, and only the area of about 20 to 80 mm where the light amount is about 90% or more of the center is used for measurement. Is done. Note that this ratio is preferably selected to be about 70% or more.

【0062】一方、ラインビームのX方向の幅は、検出
感度の観点からは、可能な限り絞られているのがよく、
1mm程度以下が好ましい。光学系41は、コヒーレン
ト光を集光して測定対象物36に照射するので、この絞
り込みは、容易にできる。
On the other hand, the width of the line beam in the X direction should be as narrow as possible from the viewpoint of detection sensitivity.
It is preferably about 1 mm or less. Since the optical system 41 condenses the coherent light and irradiates the coherent light onto the measurement target 36, the focusing can be easily performed.

【0063】測定領域に対する照射光のラインビームの
走査は、ステージ37によるX方向およびY方向への測
定対象物36の移動により行われる。すなわち、ステー
ジ37が、X方向に測定対象物36を連続的に移動す
る。この移動は、測定対象領域のX方向の大きさだけ継
続される。
The scanning of the measurement area with the line beam of the irradiation light is performed by the movement of the measurement target 36 in the X direction and the Y direction by the stage 37. That is, the stage 37 continuously moves the measurement target 36 in the X direction. This movement is continued by the size of the measurement target area in the X direction.

【0064】次いで、ステージ37が、Y方向に18〜
70mm程度(ラインビームの測定に使用する領域の幅
の0.8〜0.95倍程度)、測定対象物36を移動さ
せる。この動作を繰り返すことにより、測定対象物36
の検出領域のY方向の長さに亘っても、照射光35が照
射される。
Next, the stage 37 is moved from 18 to 18 in the Y direction.
The measuring object 36 is moved by about 70 mm (about 0.8 to 0.95 times the width of the area used for measuring the line beam). By repeating this operation, the measurement target 36
Irradiation light 35 is also applied over the length of the detection area in the Y direction.

【0065】なお、光学系41は、実施例1に述べたポ
リゴンミラー、fθレンズなどからなるレーザ光を走査
する形式とすることも可能である。
The optical system 41 can be of a type that scans the laser light composed of the polygon mirror, fθ lens, and the like described in the first embodiment.

【0066】この実施例2が、実施例1と最も大きく異
なる点は、この実施例2における受光手段42が、集光
され結像された散乱光を、受光する点である。 測定対
象物36上の欠陥(異物)からの散乱光は、レンズの組
み合わせで構成された結像光学系43を介して、一次元
センサまたは二次元センサを有する受光手段42上に、
像として集光、結像され、受光手段42により検出され
る。
The second embodiment is most different from the first embodiment in that the light receiving means 42 in the second embodiment receives the scattered light which is focused and imaged. The scattered light from a defect (foreign matter) on the measurement target 36 passes through an imaging optical system 43 configured by a combination of lenses onto a light receiving unit 42 having a one-dimensional sensor or a two-dimensional sensor.
The light is condensed and formed as an image, and is detected by the light receiving unit 42.

【0067】この受光手段42からの出力信号は、信号
処理手段(欠陥検出手段)40で処理され、測定対象物
36上の欠陥(異物)に関する情報が得られる。
The output signal from the light receiving means 42 is processed by a signal processing means (defect detecting means) 40 to obtain information on a defect (foreign matter) on the object 36 to be measured.

【0068】具体的には、散乱光量が電気信号に変換さ
れた後、所望のしきい値を越える信号が、欠陥(異物)
に関する信号として認識される。また、この電気信号量
の大きさで、異物の大きさが推定される。
Specifically, after the scattered light amount is converted into an electric signal, a signal exceeding a desired threshold value is detected as a defect (foreign matter).
The signal is recognized as Further, the size of the foreign matter is estimated based on the magnitude of the electric signal amount.

【0069】この実施例の装置の空間分解能は、結像光
学系43の倍率と一次元または二次元アレイセンサによ
り決定される。従って、空間分解能は、実施例1と異な
り、走査ステップに依存しない。
The spatial resolution of the apparatus of this embodiment is determined by the magnification of the imaging optical system 43 and a one-dimensional or two-dimensional array sensor. Therefore, the spatial resolution does not depend on the scanning step, unlike the first embodiment.

【0070】この実施例に係る装置は、結像光学系43
と一次元センサまたは二次元センサを有する受光手段4
2とを使用していることにより、簡便な構成で、欠陥
(異物)の位置検出精度に優れ、近距離の欠陥(異物)
同士を精度よく分離検出でき、欠陥(異物)をダブルカ
ウントすることがなく、欠陥(異物)の個数検出の信頼
性が高い、などの長所を持つ。
The apparatus according to this embodiment includes an imaging optical system 43
And light receiving means 4 having one-dimensional sensor or two-dimensional sensor
The use of 2 makes it possible to detect defects (foreign matter) in a short distance with a simple structure, and to provide excellent position detection accuracy for defects (foreign matter).
It has the advantages of being able to accurately separate and detect each other, avoiding double counting of defects (foreign matter), and having high reliability in detecting the number of defects (foreign matter).

【0071】[実施例3]図8は、この発明に係る物体の
性状の光学的検出装置の更に他の実施例の概略斜視図で
ある。図9は、図8に示した装置における空間フィルタ
の機能を説明する概略正面図である。
[Embodiment 3] FIG. 8 is a schematic perspective view of still another embodiment of the optical detection apparatus for detecting the properties of an object according to the present invention. FIG. 9 is a schematic front view for explaining the function of the spatial filter in the device shown in FIG.

【0072】図8において、照射光の光源31は、レー
ザである。光源31からのコヒーレント光は、レンズ、
波長板、偏光素子、ミラーなどからなる光学系44によ
り、平行光化され、照射光35として、測定対象物36
に照射される。照射光35の測定対象物36の表面への
入射角(θ)は、80度である。光学系44により、コ
ヒーレント光は、測定対象物36に対してS偏光を主成
分とした偏光状態の照射光35となる。この偏光状態
は、直線偏光またはS偏光成分に対するP偏光成分の混
合比が、10%以内の直線偏光に近い楕円偏光で、か
つ、その偏光角が、S偏光を中心に±5度以内のもので
ある。
In FIG. 8, the light source 31 of the irradiation light is a laser. The coherent light from the light source 31 is a lens,
The light is collimated by an optical system 44 including a wave plate, a polarizing element, a mirror, and the like.
Is irradiated. The incident angle (θ) of the irradiation light 35 on the surface of the measurement target 36 is 80 degrees. By the optical system 44, the coherent light becomes the irradiation light 35 in a polarization state mainly composed of S-polarized light with respect to the measurement target 36. The polarization state is an elliptically polarized light in which the mixing ratio of the P-polarized light component to the linearly-polarized light component or the S-polarized light component is close to the linearly-polarized light within 10%, and the polarization angle is within ± 5 degrees around the S-polarized light. It is.

【0073】この実施例では、光学系44は、実施例2
と同じくシリンドリカルレンズが用いられ、コヒーレン
ト光のビームをY方向に拡張せしめ、この方向に平行な
ラインビームを形成するために用いられている。
In this embodiment, the optical system 44 is the same as that of the second embodiment.
Similarly, a cylindrical lens is used to extend a coherent light beam in the Y direction and form a line beam parallel to this direction.

【0074】ラインビームのY方向の幅は、1/e2
で90〜350mm程度とし、このうち光量が中央の約
90%程度以上となる20〜80mm程度の領域のみ
が、検出用に使用される。なお、この比率は、70%程
度以上に選定されるのが好ましい。
The width of the line beam in the Y direction is about 90 to 350 mm in 1 / e 2 width, and only the area of about 20 to 80 mm where the light amount is about 90% or more of the center is used for detection. Is done. Note that this ratio is preferably selected to be about 70% or more.

【0075】一方、ラインビームのX方向の幅は、検出
感度の観点からは、可能な限り絞られているのがよい
が、後述の空間フィルタ方式を用いる関係上、周期的パ
ターンの最大周期(測定対象物36が、液晶基板などの
表示パネル基板の場合は、300μm程度である)の少
なくとも数倍程度、好ましくは10倍以上の大きさのラ
インビーム幅(X方向)にするのがよい。
On the other hand, the width of the line beam in the X direction is preferably as narrow as possible from the viewpoint of detection sensitivity, but the maximum period of the periodic pattern (the When the measurement object 36 is a display panel substrate such as a liquid crystal substrate, the line beam width (X direction) is at least several times, preferably 10 times or more as large as that of the liquid crystal substrate.

【0076】この実施例では、コヒーレント光からなる
平行光を照射光35として用いるため、ラインビームの
X方向幅の絞り込みは、実施例2の場合ほどには容易で
ない。測定領域の走査は、実施例2の場合と同様に行わ
れる。
In this embodiment, since the parallel light composed of coherent light is used as the irradiation light 35, narrowing down the width of the line beam in the X direction is not as easy as in the second embodiment. Scanning of the measurement area is performed in the same manner as in the second embodiment.

【0077】なお、光学系44は、実施例1に述べたポ
リゴンミラー、fθレンズなどからなるレーザ光を走査
する構成とすることも可能であるが、後述の空間フィル
タ方式を用いる関係上、周期的パターンの最大周期(測
定対象物36が、液晶基板などの表示パネル基板の場合
は、300μm程度である)の少なくとも数倍程度、好
ましくは10倍以上の大きさのビームスポット径にする
のがよい。
The optical system 44 can be configured to scan the laser beam composed of the polygon mirror, the fθ lens, and the like described in the first embodiment. The beam spot diameter should be at least about several times the maximum period of the target pattern (about 300 μm in the case where the measurement object 36 is a display panel substrate such as a liquid crystal substrate), preferably at least 10 times. Good.

【0078】この実施例では、測定対象物36は、基体
36aの表面に周期的な形状のパターン36bが形成さ
れた液晶表示装置用のガラス基板36である。
In this embodiment, the measuring object 36 is a glass substrate 36 for a liquid crystal display device in which a periodic pattern 36b is formed on the surface of a base 36a.

【0079】測定対象物36上の周期パターン36bお
よび欠陥(異物)14からの散乱光は、フーリエ変換レ
ンズ45を介して、空間フィルタ46の面上に導かれ、
このうちパターン36bによる散乱光の成分のみが、空
間フィルタ46によって除去された後、逆フーリエ変換
レンズ47を介して、一次元センサまたは二次元センサ
を有する受光手段48上に集光される。受光手段48
で、欠陥(異物)14からの散乱光のみが検出される。
The scattered light from the periodic pattern 36b and the defect (foreign matter) 14 on the measuring object 36 is guided to the surface of the spatial filter 46 via the Fourier transform lens 45.
After only the component of the scattered light by the pattern 36b is removed by the spatial filter 46, the light is condensed on the light receiving means 48 having a one-dimensional sensor or a two-dimensional sensor via the inverse Fourier transform lens 47. Light receiving means 48
Thus, only the scattered light from the defect (foreign matter) 14 is detected.

【0080】この受光手段48からの出力信号は、信号
処理手段40で処理され、検出された散乱光の信号が処
理され、測定対象物36上の欠陥(異物)14に関する
情報が得られる。
The output signal from the light receiving means 48 is processed by the signal processing means 40, the signal of the detected scattered light is processed, and information on the defect (foreign matter) 14 on the measuring object 36 is obtained.

【0081】具体的には、散乱光量が電気信号に変換さ
れた後、所望のしきい値を越える信号が、欠陥(異物)
14に関する信号として認識される。また、この電気信
号量の大きさで、欠陥(異物)14の大きさが推定され
る。
Specifically, after the scattered light amount is converted into an electric signal, a signal exceeding a desired threshold value is detected as a defect (foreign matter).
14 is recognized. Further, the size of the defect (foreign matter) 14 is estimated from the magnitude of the electric signal amount.

【0082】空間フィルタ46は、図9に示すように、
パターン36bからの散乱光の成分のみを、空間フィル
タ46上に予め設定された遮光パターン46bで選択的
に減衰または除去する作用を有する。
As shown in FIG. 9, the spatial filter 46
This has the function of selectively attenuating or removing only the component of the scattered light from the pattern 36b by the light-shielding pattern 46b preset on the spatial filter 46.

【0083】測定対象物36上のパターン36bに対応
する遮光パターン46bは、例えば、この光学系の中
に、未露光の写真乾板をセットして露光し、それを現像
することにより、形成される。
The light-shielding pattern 46b corresponding to the pattern 36b on the measuring object 36 is formed, for example, by setting a non-exposed photographic dry plate in this optical system, exposing it, and developing it. .

【0084】空間フィルタ46を用いた光学系が使用さ
れることにより、特に、周期的な形状のパターン36b
による散乱光成分を効率よく除去でき、欠陥(異物)1
4による散乱光成分のみが、精度良く、受光手段48に
より、検出される。
By using the optical system using the spatial filter 46, the pattern 36b having a periodic shape
Scattered light components can be efficiently removed, and defects (foreign matter) 1
Only the scattered light component 4 is accurately detected by the light receiving means 48.

【0085】なお、この実施例により、空間フィルタ4
6を用いた光学系について説明したが、この発明の実施
に当たっては、空間フィルタ46を用いることなく、受
光手段48で検出した画像を、画像処理する方法によっ
て、周期的な形状パターンからの散乱光成分を除去する
ことも可能であり、そのような装置構成としてもよい。
Note that according to this embodiment, the spatial filter 4
In the embodiment of the present invention, the image detected by the light receiving means 48 is processed by an image processing method without using the spatial filter 46 to scatter light from the periodic shape pattern. It is also possible to remove components, and such a device configuration may be adopted.

【0086】この実施例に係る装置は、結像光学系43
と一次元センサまたは二次元センサを有する受光手段4
8とを使用していることにより、簡便な構成で、欠陥
(異物)14の位置検出精度に優れ、近距離の欠陥(異
物)同士を精度よく分離検出出来、欠陥(異物)をダブ
ルカウントすることがなく、欠陥(異物)の個数検出の
信頼性が高い、などの長所を持つ。
The apparatus according to this embodiment includes an imaging optical system 43
And light receiving means 4 having one-dimensional sensor or two-dimensional sensor
The use of No. 8 makes it possible to detect the defect (foreign matter) 14 at a short distance, to accurately detect and detect defects (foreign matter) at short distances, and to double-count the defect (foreign matter) with a simple configuration. And the reliability of detecting the number of defects (foreign matter) is high.

【0087】しかも、S偏光した照射光35が、斜めか
ら入射するので、すなわち、入射角(θ)が45度以上
90度未満であるため、パターン付き基板36における
パターン部と非パターン部の材質の差による反射率の差
異が、小さい。これにより、欠陥(異物)14が存在す
る位置の違いによって生じる測定感度の差を極めて小さ
くすることができる。
Further, since the S-polarized irradiation light 35 is obliquely incident, that is, the incident angle (θ) is 45 degrees or more and less than 90 degrees, the material of the pattern portion and the non-pattern portion on the patterned substrate 36 is The difference in reflectance due to the difference is small. Thereby, the difference in measurement sensitivity caused by the difference in the position where the defect (foreign matter) 14 exists can be extremely reduced.

【0088】このことは、空間フィルタ方式の採用によ
る正常パターンに起因する散乱光成分の選択的除去の効
果とあいまって、この実施例3の装置が、パターン付き
基板36の欠陥(異物)の測定および/または検査ある
いは検出に、優れていることを意味する。
This is combined with the effect of the selective removal of the scattered light component caused by the normal pattern due to the adoption of the spatial filter system, and the apparatus according to the third embodiment measures the defect (foreign matter) of the patterned substrate 36. And / or superior in testing or detection.

【0089】LCD用基板に用いられるガラス基板とガ
ラス基板上に形成されたクロム膜とに、入射角(θ)8
0度円偏光のコヒーレント光からなる照射光を照射した
場合、これらの基板上に存在する欠陥(異物)の検出感
度差は、約5.6倍であったが、この発明によりS偏光
させた照射光を用いると、感度差は、1.4倍に低減す
る。
The glass substrate used for the LCD substrate and the chromium film formed on the glass substrate have an incident angle (θ) of 8
When irradiated with irradiation light composed of 0-degree circularly-polarized coherent light, the difference in detection sensitivity between defects (foreign matter) present on these substrates was about 5.6 times. The use of illuminating light reduces the sensitivity difference by a factor of 1.4.

【0090】なお、感度向上の観点からは、上記実施例
2および実施例3において、受光手段42、48とし
て、X方向に積分方向を有し、積分のクロックタイミン
グがステージ37によるX方向の移動と同期したTDI
(Time Delay Integration)型受光センサーを用いるのが
好ましい。
From the viewpoint of improving the sensitivity, in the second and third embodiments, the light receiving means 42 and 48 have an integration direction in the X direction, and the integration clock timing is shifted by the stage 37 in the X direction. TDI synchronized with
It is preferable to use a (Time Delay Integration) type light receiving sensor.

【0091】このセンサーは、二次元アレイセンサーの
特定方向(積分方向)について、ピクセルの光量に比例
する電荷を順次下流のピクセルに送りながら、その全部
を積算したデータを得るものである。これを用いれば、
積分方向に移動している像を、像の移動速度と一致する
速度で電荷を送ることにより、移動している物体からの
光を蓄積しながら検出できる。
In this sensor, in a specific direction (integration direction) of the two-dimensional array sensor, charges proportional to the light amount of the pixel are sequentially sent to downstream pixels, and data obtained by integrating all of the charges is obtained. With this,
By sending an electric charge at a speed corresponding to the moving speed of the image, the image moving in the integration direction can be detected while accumulating light from the moving object.

【0092】なお、上記3つの実施例では、欠陥(異
物)検出装置について説明したが、この発明は、測定対
象物の性状として、例えば、線幅検出(測定)、突起検
出(検査)などを検出、測定、あるいは、検査するいか
なる装置にも適用される。
In the above three embodiments, the defect (foreign matter) detecting device has been described. However, in the present invention, for example, line width detection (measurement), protrusion detection (inspection), and the like are used as properties of the object to be measured. It applies to any device to detect, measure or inspect.

【0093】[0093]

【発明の効果】この発明に係る物体の性状の光学的検出
方法および装置は、測定対象物(基板、パターン付き基
板、液晶表示パネル基板等)の欠陥(異物)からの散乱
光の検出感度が、従来の方法および装置に比べ、大幅に
向上する。
According to the method and apparatus for optically detecting the properties of an object according to the present invention, the sensitivity for detecting scattered light from a defect (foreign matter) on an object to be measured (a substrate, a substrate with a pattern, a liquid crystal display panel substrate, etc.) can be improved. , Greatly improved over conventional methods and apparatus.

【0094】特に、測定対象物と受光手段との間の光路
に、空間フィルタが装備される場合は、パターン付き基
板、液晶表示パネル基板の表面の欠陥(異物)が、高感
度、かつ、高精度をもって測定および/または検査ある
いは検出される。
In particular, when a spatial filter is provided in the optical path between the object to be measured and the light receiving means, defects (foreign matter) on the surface of the substrate with the pattern and the liquid crystal display panel substrate have high sensitivity and high sensitivity. It is measured and / or inspected or detected with accuracy.

【0095】よって、この発明に係る物体の性状の光学
的検出方法および装置は、基板、パターン付き基板、液
晶表示パネル基板などの製造における欠陥の検出、検
査、測定に有効に使用される。
Therefore, the method and apparatus for optically detecting the properties of an object according to the present invention can be effectively used for detecting, inspecting, and measuring defects in the manufacture of substrates, patterned substrates, liquid crystal display panel substrates, and the like.

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

【図1】従来の測定対象物の欠陥の光学測定方法の構成
を説明する概略正面図である。
FIG. 1 is a schematic front view illustrating a configuration of a conventional optical measurement method of a defect of a measurement object.

【図2】従来の別の測定対象物の欠陥の光学測定方法の
構成を説明する概略正面図である。
FIG. 2 is a schematic front view illustrating the configuration of another conventional optical measurement method for a defect of a measurement object.

【図3】この発明に係る物体の性状の光学測定方法の構
成の一例を説明する概略正面図である。
FIG. 3 is a schematic front view illustrating an example of a configuration of an optical property measuring method of an object property according to the present invention.

【図4】偏光状態と入射角に対する反射率の変化の関係
を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a polarization state and a change in reflectance with respect to an incident angle.

【図5】この発明に係る物体の性状の光学測定方法の構
成の別の例を説明する概略正面図である。
FIG. 5 is a schematic front view illustrating another example of the configuration of the method for optically measuring the property of an object according to the present invention.

【図6】この発明に係る物体の性状の光学測定装置の一
実施例の概略斜視図である。
FIG. 6 is a schematic perspective view of an embodiment of an optical property measuring device for properties of an object according to the present invention.

【図7】この発明に係る物体の性状の光学測定装置の他
の実施例の概略斜視図である。
FIG. 7 is a schematic perspective view of another embodiment of the optical measurement device for the property of an object according to the present invention.

【図8】この発明に係る物体の性状の光学測定装置の更
に他の実施例の概略斜視図である。
FIG. 8 is a schematic perspective view of still another embodiment of the optical property measuring apparatus for the properties of an object according to the present invention.

【図9】図8に示した装置における空間フィルタの機能
を説明する概略正面図である。
FIG. 9 is a schematic front view illustrating the function of a spatial filter in the device shown in FIG.

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】測定対象物に、入射角を45度以上90度未満
としかつ偏光状態を該測定対象物に対してS偏光の成分
を中心とする照射光を導き、該測定対象物からの散乱光
を受光手段で検出することにより該測定対象物の性状を
測定および/または検査する光学測定方法。
1. An irradiation light having an incident angle of 45 degrees or more and less than 90 degrees and a polarization state centered on an S-polarized component with respect to the measurement object is guided to the measurement object, and An optical measurement method for measuring and / or inspecting properties of the measurement object by detecting scattered light with a light receiving unit.
【請求項2】前記測定対象物は、基体上に該基体とは光
学特性の異なる1つ以上の部材からなるパターンが形成
されていることを特徴とする、請求項1に記載の光学測
定方法。
2. The optical measuring method according to claim 1, wherein the object to be measured has a pattern formed of one or more members having optical characteristics different from those of the substrate on the substrate. .
【請求項3】前記受光手段は、一次元センサまたは二次
元センサであり、前記測定対象物からの散乱光を受光手
段に集光することにより検出することを特徴とする、請
求項1または2に記載の光学測定方法。
3. The light receiving device according to claim 1, wherein the light receiving means is a one-dimensional sensor or a two-dimensional sensor, and detects the scattered light from the object by condensing the light on the light receiving means. The optical measurement method according to 1.
【請求項4】前記測定対象物と前記受光手段との間の光
路で、空間フィルタにより、前記パターンに起因する散
乱光成分を選択的に減衰または除去することを特徴とす
る、請求項2または3に記載の光学測定方法。
4. A scattered light component caused by the pattern is selectively attenuated or removed by a spatial filter in an optical path between the measuring object and the light receiving means. 4. The optical measurement method according to 3.
【請求項5】前記照射光の入射角は、70度以上90度未満
であることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれか
に記載の光学測定方法。
5. The optical measuring method according to claim 1, wherein an incident angle of the irradiation light is not less than 70 degrees and less than 90 degrees.
【請求項6】前記測定対象物は、表示パネル基板である
ことを特徴とする、請求項1ないし5のいずれかに記載
の光学測定方法。
6. The optical measuring method according to claim 1, wherein the object to be measured is a display panel substrate.
【請求項7】前記測定および/または検査すべき前記測
定対象物の性状は、欠陥の有無および/または大きさで
あることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記
載の光学測定方法。
7. The optical measurement method according to claim 1, wherein the property of the measurement object to be measured and / or inspected is presence / absence and / or size of a defect. .
【請求項8】前記欠陥は、前記測定対象物に付着した異
物であることを特徴とする、請求項7に記載の光学測定
方法。
8. The optical measuring method according to claim 7, wherein the defect is a foreign substance attached to the object to be measured.
【請求項9】照射光の光源と、測定対象物に入射角を45
度以上90度未満とし、かつ偏光状態を前記測定対象物に
対してS偏光の成分を中心とするように前記照射光を導
く光学系と、前記測定対象物からの散乱光を検出する受
光手段とを有する光学測定装置。
9. A light source for irradiating light and an incident angle of 45 degrees with respect to an object to be measured.
An optical system that guides the irradiation light so that the polarization state is centered on the S-polarized component with respect to the measurement target, and a light receiving unit that detects scattered light from the measurement target. An optical measuring device having:
【請求項10】照射光の光源と、測定対象物を載置する
テーブルと、該テーブルに載置された測定対象物に対す
る入射角を45度以上90度未満とし、かつ偏光状態を前記
測定対象物に対してS偏光の成分を中心とするように前
記照射光を導く光学系と、前記測定対象物からの散乱光
を検出する受光手段とを有する光学測定装置。
10. A light source of irradiation light, a table on which the object to be measured is mounted, an incident angle with respect to the object to be measured mounted on the table being 45 degrees or more and less than 90 degrees, and a polarization state of the object to be measured. An optical measurement apparatus comprising: an optical system that guides the irradiation light so that an S-polarized component is centered on an object; and a light receiving unit that detects scattered light from the measurement object.
【請求項11】照射光の光源と、基体上に該基体とは光
学特性の異なる1つ以上の部材からなるパターンが形成
されている測定対象物に入射角を45度以上90度未満と
し、かつ偏光状態を前記測定対象物に対してS偏光の成
分を中心とするように前記照射光を導く光学系と、前記
測定対象物からの散乱光を検出する受光手段とを有する
パターン付き基板用光学測定装置。
11. An incident angle of 45 ° or more and less than 90 ° on a light source of irradiation light and an object to be measured in which a pattern formed of one or more members having different optical characteristics from the substrate is formed on the substrate. An optical system that guides the irradiation light so that the polarization state is centered on the S-polarized component with respect to the measurement target, and a light receiving unit that detects scattered light from the measurement target for a patterned substrate. Optical measuring device.
【請求項12】前記受光手段は一次元センサまたは二次
元センサであり、前記測定対象物からの散乱光を前記受
光手段に集光する集光手段を備えていることを特徴とす
る、請求項9ないし11のいずれかに記載の光学測定装
置。
12. The light receiving means is a one-dimensional sensor or a two-dimensional sensor, and further comprises a light collecting means for collecting scattered light from the object to be measured on the light receiving means. 12. The optical measuring device according to any one of 9 to 11.
【請求項13】前記集光手段は結像系をなすことを特徴
とする請求項12に記載の光学測定装置。
13. An optical measuring apparatus according to claim 12, wherein said light converging means forms an image forming system.
【請求項14】前記測定対象物と前記受光手段との間の
光路に、前記パターンに起因する前記散乱光を選択的に
減衰または除去する空間フィルタが設けられていること
を特徴とする請求項11ないし13のいずれかに記載の
パターン付き基板用光学測定装置。
14. A spatial filter for selectively attenuating or removing said scattered light caused by said pattern is provided in an optical path between said object to be measured and said light receiving means. 14. The optical measuring device for a substrate with a pattern according to any one of 11 to 13.
【請求項15】前記光学系は前記測定対象物に対する照
射光の入射角が70度以上90度未満となるように構成
されていることを特徴とする、請求項9ないし14のい
ずれかに記載の光学測定装置。
15. The optical system according to claim 9, wherein the optical system is configured such that an incident angle of the irradiation light with respect to the object to be measured is 70 degrees or more and less than 90 degrees. Optical measuring device.
【請求項16】前記受光手段で検出した散乱光に基づい
て前記測定対象物の欠陥の有無および/または大きさを
検出する検出手段を有することを特徴とする、請求項9
ないし15のいずれかに記載の光学測定装置。
16. The apparatus according to claim 9, further comprising detecting means for detecting presence / absence and / or size of a defect of said measuring object based on scattered light detected by said light receiving means.
16. The optical measuring device according to any one of items 15 to 15.
【請求項17】前記欠陥は前記検査対象物に付着した異
物であることを特徴とする、請求項16に記載の光学測
定装置。
17. The optical measuring apparatus according to claim 16, wherein said defect is a foreign substance attached to said inspection object.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8599379B2 (en) 2008-05-22 2013-12-03 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Method for inspecting defects and defect inspecting apparatus
JP2016142572A (en) * 2015-01-30 2016-08-08 信越化学工業株式会社 Defect inspection method and method for radiating inspection light
WO2023011174A1 (en) * 2021-08-02 2023-02-09 中科慧远视觉技术(洛阳)有限公司 Ultra-micro defect detection apparatus and detection method thereof

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