JP2011075406A - 表面欠陥検査方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
装置を大型化することなく、欠陥からの散乱光をより広い領域で効率よく集光して検出することにより微細欠陥を感度よく検出することを可能にする装置及びその方法を提供する。
【解決手段】
試料の表面にレーザを照射する照明手段と、試料からの反射光を検出する反射光検出手段と、検出信号を処理して試料上の欠陥を検出する信号処理手段とを備えた試料の表面の欠陥を検査する装置において、反射光検出手段を、試料からの反射光のうち正反射光を除いた散乱光を非球面フレネルレンズを用いて集光して検出する散乱光検出部を備えて構成した。
【選択図】図1
Description
照明手段によりレーザが照射された試料からの反射光を検出する反射光検出手段と、反射光検出手段からの検出信号を処理して試料上の欠陥を検出する信号処理手段とを備えた試料の表面の欠陥を検査する装置において、反射光検出手段を、試料からの反射光のうち正反射光を除いた散乱光をテーブル手段の上方の空間をほぼ全面を覆うように配置された複数の非球面フレネルレンズを用いて集光して検出する散乱光検出部を備えて構成した。
テーブル部10は全体制御部47で制御されて、試料100を載置した状態でテーブル1を回転させると共に、テーブル1の回転と同期してステージ2をテーブル1の回転 の主軸に直角な方向に移動させる。
第2の光電変換器37を備えた検出光学系は、試料100からの正反射光を集光レンズ35で集光して検出する。第2の光電変換器37は複数の検出画素がアレイ状に配置されており、集光レンズ35で集光された欠陥を含む試料100からの反射光強度の変化、及び偏り(分布)を検出する。図3(a)は緩やかな凸欠陥を含む領域からの反射光強度の分布を示し、図3(b)は緩やかな凹欠陥を含む領域からの反射光強度の分布を示す。これらの図より、緩やかな凸欠陥を含む領域からの反射光強度は減少し、緩やかな凹欠陥を含む領域からの反射光強度は増大することがわかる。
このような多面体構造において、図7Bに示すようにレーザ光源721から発射されたレーザは集光レンズ722を透過した後、上面の非球面フレネルレンズ741および742に設けた穴743を通過して多面体の中心位置で試料100の表面に照射される。試料100の表面からの反射光のうち正反射光は上面の非球面フレネルレンズ741および742に設けた穴744を通過して対物レンズ735に入射し、結像レンズ736で光電変換器737の撮像面に正反射光の像が結像されて検出される。
また、本実施例では、各非球面フレネルレンズ732、734,736,738,740、742の共役点にガラスファイバ751〜756の一方の端面を配置して、ガラスファイバ751〜756に入射した散乱光を高感度な光電変換器757に導く構成としたが、各非球面フレネルレンズ732、734,736,738,740、742の共役点にガラスファイバ751〜756の代わりに迷光を遮光するためのピンホールを設けた遮光板を設置し、この遮光板のピンホールを通過した光を高感度な光電変換器を配置する構成にしても良い。この場合、光電変換器の数が6個必要になるが、それぞれの出力を個別に処理することにより、欠陥ごとの散乱指向性の情報を得ることが可能になり、検出した欠陥の分類の精度を上げることが可能になる。
731〜742・・・非球面フレネルレンズ 751〜756・・・光ファイバ 757・・・光電変換器。
Claims (18)
- 試料を載置して回転と移動が可能なテーブル手段と、
該テーブル手段に載置された試料の表面にレーザを照射する照明手段と、
該照明手段によりレーザが照射された前記試料からの反射光を検出する反射光検出手段と、
該反射光検出手段からの検出信号を処理して前記試料上の欠陥を検出する信号処理手段と、
を備えた試料の表面の欠陥を検査する装置であって、
前記反射光検出手段は、前記試料からの反射光のうち正反射光を除いた散乱光を非球面フレネルレンズを用いて集光して検出する散乱光検出部を有していることを特徴とする表面欠陥検査装置。 - 前記反射光検出手段の散乱光検出部は、前記試料からの散乱光を集光する第1の非球面フレネルレンズと、該第1の非球面フレネルレンズで集光された散乱光を集束させる第2の非球面フレネルレンズと、該第2の非球面フレネルレンズで集束された散乱光を検出する光電変換器を備えていることを特長とする請求項1記載の表面欠陥検査装置。
- 前記第1の非球面フレネルレンズと前記第2の非球面フレネルレンズとを密着させて配置したことを特徴とする請求項2記載の表面欠陥検査装置。
- 前記反射光検出手段は、前記試料からの反射光の中から正反射光を抽出して該抽出した正反射光を検出する正反射光検出部を更に有することを特長とする請求項1記載の表面欠陥検査装置。
- 試料を載置して回転と移動が可能なテーブル手段と、
該テーブル手段に載置された試料の表面に第1のレーザを照射して前記試料からの反射光を検出する第1の照明検出手段と、
該テーブル手段に載置された試料の表面に第2のレーザを照射して前記試料からの反射光を検出する第2の照明検出手段と、
前記第1の照明検出手段と前記第2の照明検出手段とからの検出信号を処理して前記試料上の欠陥を検出する信号処理手段と、
を備えた試料の表面の欠陥を検査する装置であって、
前記第1の照明検出手段は、前記試料にレーザを照射する照明部と、該レーザを照射された試料からの反射光のうち正反射光を除いた散乱光を非球面フレネルレンズを用いて集光して検出する散乱光検出部を有していることを特徴とする表面欠陥検査装置。 - 前記第1の照明検出手段の散乱光検出部は、前記試料からの散乱光を集光する第1の非球面フレネルレンズと、該第1の非球面フレネルレンズで集光された散乱光を集束させる第2の非球面フレネルレンズと、該第2の非球面フレネルレンズで集束された散乱光を検出する光電変換器を備えていることを特長とする請求項5記載の表面欠陥検査装置。
- 前記第1の照明検出手段は、前記試料からの反射光の中から正反射光を抽出して該抽出した正反射光を検出する正反射光検出部を更に有することを特長とする請求項5記載の表面欠陥検査装置。
- 試料を載置して回転と移動が可能なテーブル手段と、
該テーブル手段に載置された試料の表面にレーザを照射する照明手段と、
該照明手段によりレーザが照射された前記試料からの反射光を検出する反射光検出手段と、
該反射光検出手段からの検出信号を処理して前記試料上の欠陥を検出する信号処理手段と、
を備えた試料の表面の欠陥を検査する装置であって、
前記反射光検出手段は前記試料からの反射光のうち正反射光を除いた散乱光を前記テーブル手段の上方の空間をほぼ全面を覆うように配置された複数の非球面フレネルレンズを用いて集光して検出する散乱光検出部を有していることを特徴とする表面欠陥検査装置。 - 前記反射光検出手段の散乱光検出部は、前記テーブル手段の上方の空間をほぼ全面を覆うように配置されて前記試料からの散乱光を集光する第1の非球面フレネルレンズ群と、該第1の非球面フレネルレンズ群で集光されたそれぞれの散乱光を集束させる第2の非球面フレネルレンズ群と、該第2の非球面フレネルレンズ群で集束されたそれぞれの散乱光を検出する光電変換器を備えていることを特長とする請求項8記載の表面欠陥検査装置。
- 前記第1の非球面フレネルレンズ群のそれぞれの非球面フレネルレンズと該それぞれの非球面フレネルレンズに対応する前記第2の非球面フレネルレンズ群の非球面フレネルレンズとを密着させて配置したことを特徴とする請求項9記載の表面欠陥検査装置。
- 前記反射光検出手段は、前記試料からの反射光のうち正反射光を検出する正反射光検出部を更に有していることを特徴とする請求項8記載の表面欠陥検査装置。
- 回転と移動が可能なテーブル上に試料を載置し、
該テーブルを回転させながら移動させた状態で前記試料の表面にレーザを照射し、
該レーザが照射された前記試料からの反射光を検出し、
該反射光を検出して得た信号を処理して前記試料上の欠陥を検出する
試料表面の欠陥を検査する方法であって、
前記反射光を検出することが、前記試料からの反射光のうち正反射光を除いた散乱光を非球面フレネルレンズを用いて集光し、該非球面フレネルレンズを用いて集光した散乱光を光電変換器で検出することを含むことを特徴とする表面欠陥検査方法。 - 前記散乱光を非球面フレネルレンズを用いて集光することを、前記散乱光を第1の非球面フレネルレンズで集光し、該第1の非球面フレネルレンズで集光した散乱光を第2の非球面フレネルレンズで集束させ、該第2の非球面フレネルレンズで集束させた散乱光を前記光電変換器で検出することを特長とする請求項12記載の表面欠陥検査方法。
- 前記反射光を検出する工程において、更に前記試料からの反射光から除いた正反射光を検出し、前記試料上の欠陥を検出する工程において前記散乱光を検出して得た信号と前記正反射光を検出して得た信号とを処理して前記試料上の欠陥を検出することを特長とする請求項12記載の表面欠陥検査方法。
- 回転と移動が可能なテーブル上に試料を載置し、
該テーブルを回転させながら移動させた状態で前記試料の表面に第1のレーザを照射して前記試料からの第1の反射光を検出し、
該テーブルを回転させながら移動させた状態で前記試料の表面に第2のレーザを照射して前記試料からの第2の反射光を検出し、
前記第1の反射光を検出して得た信号と前記第2の反射光を検出して得た信号とを処理して前記試料上の欠陥を検出する
試料表面の欠陥を検査する方法であって、
前記第1の反射光を検出することが、前記試料からの第1の反射光のうち正反射光を除いた第1の散乱光を非球面フレネルレンズを用いて集光し、該非球面フレネルレンズを用いて集光した第1の散乱光を光電変換器で検出することを含むことを特徴とする表面欠陥検査方法。 - 前記第1の反射光から正反射光を除いた第1の散乱光を非球面フレネルレンズを用いて集光することを、前記試料からの第1の散乱光を第1の非球面フレネルレンズで集光し、該第1の非球面フレネルレンズで集光された散乱光を第2の非球面フレネルレンズで集束させ、該第2の非球面フレネルレンズで集束させた散乱光を前記光電変換器で検出することを特長とする請求項15記載の表面欠陥検査方法。
- 回転と移動が可能なテーブル上に試料を載置し、
該テーブルを回転させながら移動させた状態で前記試料の表面にレーザを照射し、
該レーザが照射された前記試料からの反射光を検出し、
該反射光を検出して得た信号を処理して前記試料上の欠陥を検出する
試料表面の欠陥を検査する方法であって、
前記反射光を検出することが、前記試料からの反射光のうち正反射光を除いた散乱光を前記テーブルの上方の空間をほぼ全面を覆うように配置された複数の非球面フレネルレンズを用いて集光し、該複数の非球面フレネルレンズを用いて集光した散乱光を光電変換器で検出することを含むことを特徴とする表面欠陥検査方法。 - 前記散乱光を前記テーブルの上方の空間をほぼ全面を覆うように配置された複数の非球面フレネルレンズを用いて集光することを、前記テーブルの上方の空間をほぼ全面を覆うように配置された第1の非球面フレネルレンズ群で前記試料からの散乱光を集光し、該第1の非球面フレネルレンズ群で集光したそれぞれの散乱光を第2の非球面フレネルレンズ群で集束させ、該第2の非球面フレネルレンズ群で集束させたそれぞれの散乱光を光電変換器で検出することを特長とする請求項17記載の表面欠陥検査方法。
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