JP2001235429A - 表面検査装置 - Google Patents
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Abstract
広いダイナミックレンジを有する表面検査装置を提供す
る。 【解決手段】 表面検査装置が、第1光束と第2光束を
発する光源部と、第1光束および第2光束を互いに異な
る照射角度により被検査物の表面に照射する第1照射光
学系および第2照射光学系と、被検査物と照射光学系の
照射光束とを相対的に変位させる変位部と、第1照射光
学系および第2照射光学系で照射されて被検査物表面の
検査対象から生じる第1光束および第2光束の散乱光を
受光する受光光学系と、受光光学系で受光した第1光束
の散乱光を第1受光信号に変換する第1受光部41と、
受光光学系で受光した第2光束の散乱光を第2受光信号
に変換する第2受光部42と、第1受光信号及び第2受
光信号に基づき測定信号を形成する信号形成部180と
を有する。ダイナミックレンジが互いに異なる第1受光
信号と第2受光信号を合成して測定信号を形成する。
Description
種々の異物を検出する表面検査装置に関する。
射し、その被検査物表面上の異物からの散乱光を検出す
るシステムにおいて、ダイナミックレンジを拡大する方
法はいくつか知られている。
異物からの散乱光を同一処理系で処理することでデータ
のダイナミックレンジを確保していた。処理系の異なる
データ間では、その検出目的の違いから連続的なダイナ
ミックレンジの拡大には利用されることがなかった。
クレンジを拡大する方法も知られているが、実際の散乱
光を捕らえた場合と比べ、異物のサイズの検出精度が悪
い。
微細化が進む中、より小さな異物と大きな異物を同時に
測定できることが望まれている。測定するべき被検査物
表面上の異物サイズは著しく小さいものまで含まれるよ
うになっており、より高感度に微細な異物を捕らえるこ
とが重要になっている。
正確な異物サイズを把握することが必要となってきた。
被検査物表面上のさまざまな情報を捉える必要がでてき
た。
という広いダイナミックレンジが求められるようになっ
てきたのである。
為に全く異なる目的で検出装置を配置することがあっ
た。しかし、各検出装置は、それぞれの目的以外では使
用されず、1つの機能のためにのみ存在するにすぎなか
った。
異なる処理系から得られたデータでは、たとえ広いダイ
ナミックレンジを達成できたとしても、飽和データを含
むこともある高感度側からの異物情報に基づいて作成さ
れることはなかった。そのため、互いに異なる検出系が
単に別々に結果をだしているにすぎなかった。つまり、
飽和データを含むこともある高感度側からのデータを受
け継いだ、広く連続したダイナミックレンジは提供され
ていなかった。
査物表面上の種々の異物を検出することができるように
することを目的とする。
は、請求項1〜8に記載の表面検査装置である。
ジとくに広く連続したダイナミックレンジで被検査物表
面上の種々の異物を検出する表面検査装置を提供する。
出系で検出されて処理された各種のデータは、そのデー
タの関連付けがされないため、ダイナミックレンジの拡
大には利用されていなかった。
とにより、異物の情報には精度のよい座標データが付加
できる。このように座標データを利用することで、互い
に異なる複数の異物検出系での検出によっても、異物の
連続性を判断し、広いダイナミックレンジを提供する。
異なる処理系で処理された座標データを関連付けて、ダ
イナミックレンジの拡大に利用するのである。
査物の表面に照射する第1光束と第2光束を発する光源
部と、第1光束を第1照射角度により被検査物の表面に
照射する第1照射光学系と、第2光束を第1照射角度と
は異なる第2照射角度により被検査物の表面に照射する
第2照射光学系と、被検査物と照射光学系の照射光束と
を相対的に変位させる変位部と、第1照射光学系で照射
されて被検査物表面の検査対象から生じる第1光束の散
乱光と第2照射光学系で照射されて被検査物表面の検査
対象から生じる第2光束の散乱光を受光する受光光学系
と、受光光学系で受光した第1光束の散乱光を第1受光
信号に変換する第1受光部と、受光光学系で受光した第
2光束の散乱光を第2受光信号に変換する第2受光部
と、第1受光信号及び第2受光信号に基づき測定信号を
形成する信号形成部とを設ける。第1受光部と第2受光
部は、ダイナミックレンジが互いに異なる第1受光信号
と第2受光信号を形成するものである。また、信号形成
部は、ダイナミックレンジが互いに異なる第1受光信号
と第2受光信号を合成して、測定信号を形成する。
なる複数の処理系もしくは感度の異なる複数の処理系を
用いて、表面検査装置のダイナミックレンジを拡大する
ことができる。
第1の特徴と、光源部が発生する第2光束の第2の特徴
は、光束の波長又は偏光成分とする。
度は、第2照射光学系の第2照射角度よりも小さく設定
する。
されて被検査物表面の検査対象から生じる第1散乱方向
の第1散乱光を受光する第1受光光学系と、照射光学系
で照射されて被検査物表面の検査対象から生じる第2散
乱方向の第2散乱光を受光する第2受光光学系とから構
成する。第1受光部により第1受光光学系で受光した第
1散乱光は第1受光信号に変換し、第2受光部により第
2受光光学系で受光した第2散乱光は第2受光信号に変
換する。そして、信号形成部によりダイナミックレンジ
が互いに異なる第1受光信号と第2受光信号を合成し
て、測定信号を形成する。この場合、光源部は各種のも
のが採用できる。たとえば、1つの光束を発する光源部
でもよい。
向よりも光束の照射方向に対して大きな角度をなすよう
にする。
に含まれる異物信号と、第2受光信号に含まれる異物信
号とを抽出し、各受光信号中の所定範囲に含まれる異物
信号は、同一の異物によるものと判別し、所定条件を満
足する側の受光信号を優先的に利用して測定信号を形成
する。
又は第2受光信号において、所定レベルを横切った際の
座標と、所定レベルを越えた範囲でのピークレベルとに
より、異物データを形成する。
と第2受光信号のうち、感度の高い側の受光信号で異物
信号を検出した際のピークレベルが飽和している場合
に、感度の低い側の受光信号に基づき異物データを形成
する。
表面検査装置の主要な光学要素の概略配置図である。
光束11を発するレーザチューブ等の光源部10と、光
源部10からの波長λ1の光束11を照射角度θ1によ
って、被検査物である半導体ウエハ2に照射する照射光
学系20と、照射光学系20によって照射された光束1
1による半導体ウエハ2の表面の検査点Pからの散乱光
を第1散乱方向から受光する第1受光光学系40と、照
射光学系20によって照射された光束11による半導体
ウエハ2の表面の検査点Pからの散乱光を第1散乱方向
とは異なる第2散乱方向から受光する第2受光光学系5
0と、被検査物たる半導体ウエハ2を照射光学系20の
照射光束11に対して相対的に直線及び回転移動可能と
する変位部60とを有する。図示例の第1受光光学系4
0の仰角は、30°である。
11は、第1ミラー21によって向きが変えられ、第1
照射レンズ群22、第2ミラー23を介して照射角度θ
1で被検査物2の表面の照射点Pに照射される。
した場合、これに照射光束が照射されると、所定の指向
性に従って散乱光が生じる。照射角度θ1は、被検査物
2の法線方向を基準に設定する。図1の実施例におい
て、照射角度θ1は、所定角度が選択される。
と第2受光光学系50(前方散乱)を説明する。
学系40と第2受光光学系50が設けられている。第1
受光光学系40は、照射光学系20によって照射された
光束11による半導体ウエハ2の表面の検査点Pからの
散乱光を第1散乱方向から受光する。第2受光光学系5
0は、照射光学系20によって照射された光束11によ
る半導体ウエハ2の表面の検査点Pからの散乱光を第1
散乱方向とは異なる第2散乱方向から受光する。
とえば90°)及び第2散乱方向の第2受光水平角θH
2(たとえば50°)は、照射光学系20による照射光
束11が被検査物2で鏡面反射されたときの反射方向を
基準にして測る。図1の実施例においては、第1受光水
平角θH1>第2受光水平角θH2の関係にある。
30°に設定される。
受光された受光光束は、受光光路に挿入又はこれから離
脱するために矢印方向(図2の上下方向)に移動可能に
配置されているNDフィルタ200を経たあと、波長λ
1の光束にダイクロイックミラー45で分離される。そ
して、第1受光部41は、第1受光光学系40で受光し
た波長λ1の散乱光を受光し、第1受光信号に変換す
る。
同様の光学系により、矢印方向(図2の上下方向)に移
動可能に配置されているNDフィルタを経たあと、第1
波長λ1の光束にダイクロイックミラー45で分離す
る。第2受光部42が、第2受光光学系50で受光した
第1波長λ1の散乱光を受光し、第2受光信号に変換す
る。
は、フォトマルチプライヤーなどの受光素子が望まし
い。
0は、被検査物2を回転変位させる回転変位部61と、
被検査物2を直線変位させる直線変位部62とから構成
されている。回転変位部61の一回転の変位に対して、
直線変位を光束の幅の所定割合だけ移動させるようにす
ることで、被検査物2を第1照射光学系20の照射光に
より被検査物2をくまなく螺旋走査する。
ものではなく、回転変位の代わりに照射光束をポリゴン
ミラーなどで直線走査を行うようにしてもよい。
テーブルを回転させる回転モータにより構成され、直線
変位部62がその回転モータを直線的に移動させるスラ
イド移動部で構成されている。スライド移動部は、その
移動により照射光学系20の照射光束11の照射位置が
被検査物2の中心を通り、直径方向によぎるように変位
させる。
ック図である。
信号処理部の働きを行う制御演算部120に測定信号が
送られ、所定の信号処理がなされる。制御演算部120
は、所定の信号処理を行い、検査結果を必要に応じて表
示部130で表示させたり、記憶部140に記憶した
り、その記憶内容の読み出しを行う。
を制御する。判別部160は、被検査物上の検査対象の
種類の判別を行う。
61の回転モータや直線変位部62のスライド移動部を
制御したり、第1受光部41及び第2受光部42の感度
切換部150を制御する。
0を図2の矢印方向に移動して、第1受光部41及び第
2受光部42の受光窓ににNDフィルター200を挿入
して感度を下げたり、受光窓からNDフィルター200
を離脱して感度を上げたりすることにより感度切換を行
う。
トマルチプライヤーで形成したときには、これらに加え
る電圧の調整により感度を切り換えることもできる。
信号形成のシステムのブロック図である。
光は、第1受光部41により第1受光信号に変換され
る。第1受光信号は、感度A側の処理システム(処理
系)により、後述する所定の信号処理が施される。ここ
で、感度Aは高感度系である。信号処理を施された第1
受光信号は、感度A側の処理システム内のメモリ部に記
憶される。
光は、第2受光部42により第2受光信号に変換され
る。第2受光信号は、感度B側の処理システム(処理
系)により、後述する所定の信号処理を施される。ここ
で、感度Bは低感度系である。信号処理が施された第2
受光信号は、感度B側の処理システム内のメモリ部に記
憶される。
の処理システムは互いに独立している。
は、調整(ゲインを変える等)をして、異なる感度にす
る。第1受光部41と第2受光部42は、異なる種類の
デバイスを用いてもよい。
光信号と、感度B側で処理された第2受光信号に基づい
て、中央演算処理システム170の信号形成部180で
測定信号が形成される。
示すブロック図である。
から、処理システム内のAMP回路を介して、A/D変
換回路に送られる。受光信号は、A/D変換回路によ
り、アナログ信号からディジタル信号に変換され、ピー
ク検出回路部及び座標検出部に送られる。ピーク検出回
路部及び座標検出部では、エンコーダ信号で、異物デー
タが抽出される。異物データは、データ処理回路部で所
定のデータ処理が施される。そして、異物データは、メ
モリ部に記憶される。異物データは、スタート座標、ピ
ーク座標、エンド座標及びピークレベル値の4つの要素
からなる。
造の一例を示した図である。図7は、そのような異物デ
ータの模式図である。
異物の散乱信号がスレッショルド信号(図6に水平に実
線で示されている)を越えたら、そこをスタート座標
(Start)として記憶し、その後、異物散乱信号が
スレッショルド信号を下回ったら、そこをエンド座標
(End)として記憶し、スタート座標とエンド座標と
の間で異物散乱信号が最も大きかったところをピークレ
ベル値(Peak)として記憶する。スタート座標(S
tart)、ピークレベル値(Peak)およびエンド
座標(End)からなる異物データに基いて被検査物の
表面上の異物を特定する。
cが特定されるので、異物の個数は3になる。この場
合、区間A、Bのデータは異物の個数に無関係になり、
異物の個数は3個とカウントされる。異物Daのデータ
は、スタート座標がDa:Startであり、ピークレ
ベル値がDa:Peakであり、エンド座標がDa:E
ndである。他の異物のデータも同様である。
らに説明する。
のメモリ部(図5)に記憶された第1受光信号から、ピ
ークレベル値が飽和したデータを探し、その座標を求め
る。中央演算処理システム170は、そのピークレベル
値が飽和したデータの座標に基づき、感度B側のメモリ
部(図5)に記憶された第2受光信号のデータを検索す
る。この時、次の処理がなされる。すなわち、ピークレ
ベル値が飽和したデータの座標を中心とした一定範囲
が、感度B側で検索される。感度B側の一定範囲で異物
が検出されている場合、その異物は感度A側で飽和した
データとして検出された異物と同一の異物と判断され
る。
定の連続性が判断される。感度B側で所定の連続性を有
する異物は1つの連続した異物とみなされる。その1つ
の連続した異物は、感度A側で飽和データとして検出さ
れた異物と同一の異物と判断される。そして、上述のよ
うに感度A側でデータが飽和している場合、その飽和デ
ータが位置する座標においては、感度B側のデータが採
用される。感度A側又は感度B側で得られたデータから
は、異物の大きさが求められる。
感度A側のメモリ部(図5)に記憶された第1受光信号
からピークレベル値が飽和したデータを探し、上述と同
様の処理を行う。
0は、互いに独立した処理システムで処理された第1受
光信号と第2受光信号に対して、さらに処理を施す。そ
して、中央演算処理システム170は、信号形成部18
0で測定信号を形成する。信号形成部180は、高感度
側の受光信号(ここでは、第1受光信号)を優先的に利
用して、第1受光信号と第2受光信号を合成して、測定
信号を形成する。また、信号形成部180は、高感度側
の受光信号(第1受光信号)と低感度側の受光信号(第
2受光信号)に基づき、異物データを形成する。
た場合、高感度Aでは、異物1と異物2が認識される。
の感度A側で飽和しているデータの座標と同一の座標の
感度B側のデータを探す。そして、座標tn+1において
は、感度B側のデータが採用される。この場合、座標デ
ータは時刻tで表されている。座標位置の基準となる信
号は、共通の信号を利用するのが通例であるが、高速ク
ロックの場合は、互いに異なる信号を利用するのが好ま
しい。
認識されていても異物2のみが対象となり、異物2の大
きさのデータは感度Bのデータが採用される。
は、感度A側と感度B側で得られたデータに基づいて信
号形成部で測定信号を形成する。
た場合、感度Aでは異物1と異物2が認識される。異物
2は感度A側で飽和しているので、その感度A側で飽和
しているデータの座標と同一の座標の感度B側のデータ
を探す。そして、座標tn+1においては、感度B側のデ
ータが採用される。この場合、座標データは時刻tで表
されている。この場合、感度A側と感度B側で、異物2
が時刻tn+1で一致していなくても、周囲にデータが無
い場合は、感度B側の一定の範囲を検索して、感度B側
の異物2を感度A側の異物として認識する。この一定の
範囲は、例えば、感度A側の異物2のすそのの範囲とし
たり、測定系の持つ時間誤差や座標誤差を考慮した範囲
とする。
は、感度A側と感度B側で得られたデータに基づいて信
号形成部で測定信号を形成する。
制御演算部120に送られ、所定の信号処理が行われ
る。
を示す図である。
少なくとも第1波長λ1の光束11と、これと異なる第
2波長λ2の光束12を発するレーザチューブ等の光源
部10と、光源部10からの第1波長λ1の光束11を
第1照射角度θ1によって、被検査物である半導体ウエ
ハ2に照射する第1照射光学系20と、光源部10から
の第2波長λ2の光束12を第2照射角度θ2によっ
て、第1照射光学系10と同様に半導体ウエハ2の表面
の検査点P上に照射する第2照射光学系30と、第1照
射光学系20と第2照射光学系30によって照射された
光束11、12による半導体ウエハ2の表面の検査点P
からの散乱光を第1受光方向から受光する第1受光光学
系40と、被検査物たる半導体ウエハ2を上記第1照射
光学系20の照射光束11に対して相対的に直線及び回
転移動可能とする変位部60とを有する。図10の第1
受光光学系40の仰角は、30°である。
長の光束11と、これとは異なる第2波長の光束12を
発する光源部10としては、複数の波長の光束を発する
各種のものが利用できる。例えば、マルチラインのレー
ザのように一つの光源で複数の波長の光束を発するもの
や、異なる波長の光束を発する複数の光源の光束をハー
フミラーなどで合成して一つのビームを形成するものを
採用できる。
必要な波長の光束が発生する場合は、第1波長と第2波
長を通過させるバンドパスフィルターを通過させること
により、必要な波長の光束のみを取り出すことができ
る。
用する場合は、複数の光束をハーフミラーなどで合成し
て一つのビームを形成する。
オンレーザを用いる場合、488nmの波長と514.
5nmの波長を選択するのが好ましい。光源部10から
射出された光束に関していえば、第1波長λ1の光束1
1を通過させ、かつ第2波長λ2の光束12を反射させ
るダイクロイックミラー3を使用することによって、第
1波長の光束11と第2波長の光束12が分離される。
第1波長の光束11は、第1ミラー21によって向きが
変えられ、第1照射レンズ群22、第2ミラー23を介
して第1照射角度θ1で被検査物2の表面の照射点Pに
照射される。第2波長の光束12は、ダイクロイックミ
ラー3によって反射され、第2照射レンズ群31、第3
ミラー32及び第4ミラー33を介して第2照射角度θ
2で被検査物2の表面の照射点Pに照射される。
した場合、これに照射光束が照射されると、所定の指向
性に従って散乱光が生じる。第1照射角度θ1及び第2
照射角度θ2は、被検査物2の法線方向を基準にして設
定する。図10の実施例において、第1照射角度θ1
は、入射角度として0度から40度の範囲から所定角度
が選択される。第2照射角度θ2は50度から85度の
範囲から所定角度が選択される。水平方向は、一致して
いても異なっていても差し支えない。
θ1<第2照射角度θ2の関係が成立している。第1波
長λ1と第2波長λ2の大きさは、任意に選択可能であ
る。但し、入射角度が大きいほど検出感度が良くなり、
また使用波長λが短いほど検出感度が良くなる傾向があ
るので、第1波長λ1よりも第2波長λ2が短い関係
(第1波長λ1>第2波長λ2)とすれば、第1照射角
度θ1による検出感度と第2照射角度θ2による検出感
度とが等しくなる方向に設定することができる。
学系40が設けられている。第1受光光学系40は、第
1照射光学系20と第2照射光学系30によって照射さ
れた光束11、12による半導体ウエハ2の表面の検査
点Pからの散乱光を第1受光方向から受光する。
とえば90°)は、第1照射光学系20又は第2照射光
学系30による照射光束11、12が被検査物2で鏡面
反射されたときの反射方向を基準にして測る。第1受光
方向の受光仰角は例えば30°に設定される。
で受光された受光光束は、受光光路に挿入又はこれから
離脱するために矢印方向に移動可能に配置されているN
Dフィルタ200を経たあと、第1波長λ1の光束と第
2波長λ2の光束に第2ダイクロイックミラー45で分
離される。そして、第1受光部41は、第1受光光学系
40で受光した第1波長λ1の散乱光を受光し、第1受
光信号に変換する。第2受光部42は、第1受光光学系
40で受光した第2波長λ2の散乱光を受光し、第2受
光信号に変換する。第1受光部41及び第2受光部42
は、フォトマルチプライヤーなどの受光素子が望まし
い。
は、被検査物2を回転変位させる回転変位部61と、被
検査物2を直線変位させる直線変位部62とから構成さ
れている。回転変位部61の一回転の変位に対して、直
線変位を光束の幅の所定割合だけ移動させるようにする
ことで、第1及び第2照射光学系20、30の照射光に
より被検査物2をくまなく螺旋走査する。
ものではない。たとえば、回転変位の代わりに照射光束
をポリゴンミラーなどで直線走査を行うようにしてもよ
い。
転テーブルを回転させる回転モータにより構成され、直
線変位部62がその回転モータを直線的に移動させるス
ライド移動部で構成されている。スライド移動部は、そ
の移動により照射光学系20、30の照射光束11、1
2の照射位置が被検査物2の中心を通り、直径方向によ
ぎるように変位させる。
ロック図である。
信号処理部の働きを行う制御演算部120に測定信号が
送られ、所定の信号処理がなされる。制御演算部120
は、後述する受光信号の選択と所定の信号処理を行い、
検査結果を必要に応じて表示部130で表示させたり、
記憶部140に記憶したり、その記憶内容の読み出しを
行う。
を制御する。判別部160は、被検査物上の検査対象の
種類の判別を行う。
61の回転モータや直線変位部62のスライド移動部を
制御したり、第1受光部41及び第2受光部42の感度
切換部150を制御する。
0を図2の矢印方向に移動して、第1受光部41及び第
2受光部42の受光窓ににNDフィルター200を挿入
して感度を下げたり、受光窓からNDフィルター200
を離脱して感度を上げたりすることにより感度切換を行
う。
トマルチプライヤーで形成したときには、これらに加え
る電圧の調整により感度を切り換えることもできる。
いに異なる角度で入射した場合の、測定信号の形成につ
いて説明する。
ける投光系のシステムを示す概略ブロック図である。
11と波長λ2の第2光束12が、被検査物表面上に照
射される。そして、図14に示すように、波長λ1の第
1光束11と波長λ2の第2光束12が、被検査物表面
上の異物Pに照射されると、異物Pから散乱光が生じ
る。その散乱光は受光光学系40で受光される。受光光
学系40は、波長λ1の第1光束11の散乱光を通過さ
せる第1波長板71と、波長λ2の第2光束12の散乱
光を通過させる第2波長板72を有する。波長λ1の第
1光束11による散乱光は、第1波長板71を通過し、
第2波長板72を通過しない。波長λ2の第2光束12
による散乱光は、第2波長板72を通過し、第1波長板
71を通過しない。
の散乱光は、感度A側の受光素子(第1受光部)41に
より第1受光信号に変換される。感度Aは高感度に設定
されている。受光光学系40で受光された第2光束12
の散乱光は、感度B側の受光素子(第2受光部)42に
より第2受光信号に変換される。感度Bは低感度に設定
されている。
倍率が異なる検出系に属する。互いに倍率が異なる検出
系は、互いに異なる感度を有する。第1受光部と第2受
光部は、異なる種類のデバイスを用いてもよい。
の感度に合わせて、PSL粒子により校正(キャリブレ
ーション)が行われる。この際、互いに異なる系間にお
いて同一粒子での校正(キャリブレーション)を最低1
つ以上合わせる。
の、処理系とメモリ部を示すブロック図である。
側データ処理部(処理系)により、所定のデータ処理が
施される。データ処理を施された第1受光信号は、メモ
リ部の高感度データメモリ範囲に高感度側散乱データと
して記憶される。第1受光信号は、X座標やY座標、散
乱強度、Z情報、異物形状、検出サイズその他の情報を
有している。また、第2受光信号は、低感度側データ処
理部(処理系)により、所定のデータ処理が施される。
データ処理を施された第2受光信号は、メモリ部の低感
度データメモリ範囲に低感度側散乱データとして記憶さ
れる。第2受光信号は、X座標やY座標、散乱強度、Z
情報、異物形状、検出サイズその他の情報を有してい
る。
ータ処理部は、図15に示すように、互いに独立してい
る。
号と、感度B側で処理された第2受光信号に基づいて、
中央演算処理システムの信号形成部で測定信号が形成さ
れる。
定信号形成処理のフローチャート図である。
順に従って、メモリ部に記憶された高感度側散乱データ
と低感度側散乱データを処理し、測定信号を形成する。
システムは、高感度データメモリ範囲から高感度側散乱
データ(第1受光信号)を読み込む。次に、ステップS
2に進み、読み込んだ高感度側散乱データ(第1受光信
号)が飽和しているか否かを判断する。高感度散乱デー
タが飽和していれば、つまり、読み込んだ高感度側散乱
データが飽和データであるならば、ステップS3に進
む。ステップS2で高感度側散乱データが飽和していな
ければ、後述するステップS7に進み、さらに処理すべ
き高感度側散乱データが存在するか否かを判断する。こ
こで、高感度側散乱データが飽和しているとは、高感度
側散乱データが高感度の上限スライスを越えていること
をいう。
データが位置する座標を基準とした所定の検索範囲で、
低感度データメモリ範囲を検索する。飽和した高感度側
散乱データが位置する座標を基準とした所定の検索範囲
は、あらかじめ検索条件として定めておく。そして、低
感度側散乱データを読み込んで、ステップS4に進む。
ステップS4では、低感度側散乱データの読み込み途中
で、低感度側散乱データに含まれる異物のデータを1つ
読み終えたか否かを判断する。低感度側散乱データの読
み込み途中で、低感度側散乱データに含まれる異物のデ
ータを1つ読み終えたら、ステップS5に進む。低感度
側散乱データの読み込み途中で、低感度側散乱データに
含まれる異物のデータの1つをまだ読み終えていない場
合は、ステップS3に進み、読み込みを続ける。
込んだ低感度散乱データの座標が、検索範囲を定める基
準とした飽和した高感度側散乱データの座標から所定の
範囲内にあるときは、それらの低感度側散乱データの座
標と高感度側散乱データの座標は一致するとみなし、ス
テップS6に進む。所定の検索範囲で読み込んだ低感度
側散乱データの座標が、検索範囲を定める基準とした飽
和した高感度側散乱データの座標から所定の範囲内に存
在しないときは、ステップS3に進む。ステップS3で
さらに低感度側散乱データを読み込んで、検索条件とし
て定めた所定の検索範囲で低感度側散乱データに含まれ
る次の異物のデータを読み込む。そして、前述と同様の
手順を繰り返す。
データの座標と一致するとみなされた低感度側散乱デー
タに含まれる異物のデータの散乱強度や検出サイズを、
その座標における測定信号の散乱強度や検出サイズとし
てデータ登録する。次に、ステップS7に進む。
読み込みが終了したか否かを判断する。読み込みが終了
した場合は、ステップS8に進み、測定信号の形成を終
了する。読み込みが終了していない場合は、ステップS
1に進み、高感度散乱データの読み込みを続ける。そし
て、前述と同様の手順を繰り返す。
ではない。
出され、各検出系に対応する処理系でデータが処理され
るようにしてもよい。その際の測定は、同じ波長を有す
る光束を、互いに異なる角度で被検査物表面上に2回照
射することにより行ってもよい。この場合、2回の光束
の照射において、共通の受光素子を用いて測定を行う。
そして、検出系は、波長の選択機能を有さないようにし
てもよい。
たとえばNDフィルタ等により減衰して、各検出系の倍
率を互いに異なるようにしてもよい。
したデバイスを使用する場合でも、広い連続したダイナ
ミックレンジを達成できる。たとえば、同一座標系にみ
なせるように工夫をする事で、座標データをキーとし
て、デバイスの感度に応じた真の意味で広い連続したダ
イナミックレンジを達成できる。
度のデバイスを組み合わせることにより、小さな異物か
ら大きな異物まで測定でき、広いダイナミックレンジを
達成できる。
したデバイスでも広い連続したダイナミックレンジを達
成できるので、高価なデバイスと安価なデバイスの組み
合わせによる連続した感度を得られるシステムが構築で
きる。
定することにより、互いに異なる処理系のデータや互い
に感度の異なる検出系から得られたデータでも、それら
のデータを合成した測定データを用いて簡単にダイナミ
ックレンジを拡大できる。
バイス(例えばフォトマルチプライヤ等)を使用し、低
感度素子には安価なデバイス(例えばフォトダイオード
等)を使用することができる。このような種類の異なる
デバイスの組合せにより、一度の測定で微細化に対応し
た小さな異物から、大きな異物や被検査物表面の様々な
ディフェクトに対応が可能になる。
要な光学要素の概略配置図。
図。
テムによる測定信号形成のシステムのブロック図。
検査対象データの構造を示す図。
一例を示す模式図。
示す図。
示す図。
細図。
ムブロック図。
ムのブロック図。
部を示すブロック図。
ステムによる測定信号形成処理を示すフローチャート
図。
Claims (8)
- 【請求項1】 被検査物の表面に照射するための第1光
束と第2光束を発する光源部と、 第1光束を第1照射角度により被検査物の表面に照射す
る第1照射光学系と、 第2光束を第1照射角度とは異なる第2照射角度により
被検査物の表面に照射する第2照射光学系と、 被検査物と照射光学系の照射光束とを相対的に変位させ
る変位部と、 第1照射光学系で照射されて被検査物表面の検査対象か
ら生じる第1光束の散乱光と、第2照射光学系で照射さ
れて被検査物表面の検査対象から生じる第2光束の散乱
光を受光する受光光学系と、 受光光学系で受光した第1光束の散乱光を第1受光信号
に変換する第1受光部と、 受光光学系で受光した第2光束の散乱光を第2受光信号
に変換する第2受光部と、 第1受光信号及び第2受光信号に基づき測定信号を形成
する信号形成部とを有し、 第1受光部と第2受光部は、それぞれ、ダイナミックレ
ンジが互いに異なる第1受光信号と第2受光信号を形成
するものであって、 信号形成部は、ダイナミックレンジが互いに異なる第1
受光信号と第2受光信号を合成して、測定信号を形成す
る構成になっていることを特徴とする表面検査装置。 - 【請求項2】 光源部が発生する第1光束の第1の特徴
と、光源部が発生する第2光束の第2の特徴は、光束の
波長又は偏光成分であることを特徴とする請求項1記載
の表面検査装置。 - 【請求項3】 第1照射光学系の第1照射角度は、第2
照射光学系の第2照射角度よりも小さく設定されている
ことを特徴とする請求項1又は2記載の表面検査装置。 - 【請求項4】 被検査物の表面に照射する光束を発する
光源部と、 光束を所定の照射角度により被検査物の表面に照射する
照射光学系と、 被検査物と照射光学系の照射光束とを相対的に変位させ
る変位部と、 照射光学系で照射されて被検査物表面の検査対象から生
じる第1散乱方向の第1散乱光を受光する第1受光光学
系と、 照射光学系で照射されて被検査物表面の検査対象から生
じる第2散乱方向の第2散乱光を受光する第2受光光学
系と、 第1受光光学系で受光した第1散乱光を第1受光信号に
変換する第1受光部と、 第2受光光学系で受光した第2散乱光を第2受光信号に
変換する第2受光部と、 第1受光信号及び第2受光信号を合成することにより、
測定信号を形成する信号形成部とを有し、 第1受光部と第2受光部とは、それぞれ、ダイナミック
レンジが互いに異なる第1受光信号と第2受光信号を形
成するものであって、 信号形成部は、ダイナミックレンジが互いに異なる第1
受光信号と第2受光信号を合成して、測定信号を形成す
る構成になっていることを特徴とする表面検査装置。 - 【請求項5】 第1散乱方向は、第2散乱方向よりも光
束の照射方向に対して大きな角度をなすものであること
を特徴とする請求項4記載の表面検査装置。 - 【請求項6】 信号形成部は、第1受光信号に含まれる
異物信号と、第2受光信号に含まれる異物信号とを抽出
し、各受光信号中の所定範囲に含まれる異物信号は、同
一の異物によるものと判別し、所定条件を満足する方の
受光信号を優先的に利用して、測定信号を形成するよう
に構成されていることを特徴とする請求項1乃至5のい
ずれか1項に記載の表面検査装置。 - 【請求項7】 信号形成部は、第1受光信号又は第2受
光信号に基いて、所定レベルを横切った際の座標と、所
定レベルを越えた範囲でのピークレベルとにより異物デ
ータを形成するように構成されていることを特徴とする
請求項6記載の表面検査装置。 - 【請求項8】 信号形成部は、第1受光信号と第2受光
信号のうち、感度の高い方の受光信号で異物信号を検出
した際のピークレベルが飽和している場合に、感度の低
い方の受光信号に基づき異物データを形成するように構
成されていることを特徴とする請求項7記載の表面検査
装置。
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