JP2512093B2 - 異物検出装置及び方法 - Google Patents
異物検出装置及び方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、露光装置に用いるマスクやレチクル等のガ
ラス基板、あるいはウエハ，プリント基板，磁気ディス
ク等の試料表面上の異物検出装置及び方法に関する。
ラス基板、あるいはウエハ，プリント基板，磁気ディス
ク等の試料表面上の異物検出装置及び方法に関する。
従来、半導体ウエハ上の異物検査装置としてはデ・ア
ール・オスワード：レーザスキャンテクニークフオエレ
クトロニックマティリアルス サーフェイス エバリュ
ーション，ジェ・オフ・エレクトロニクスマティリアル
ス第６巻第１号1974−１（Ｄ・Ｒ・Oswald:A Laser Sca
n Technique for Electronic Materiales Surface Eval
ution,J.of Electrnics Materiales,Vol.3.No.1 1974−
１）等がある。
ール・オスワード：レーザスキャンテクニークフオエレ
クトロニックマティリアルス サーフェイス エバリュ
ーション，ジェ・オフ・エレクトロニクスマティリアル
ス第６巻第１号1974−１（Ｄ・Ｒ・Oswald:A Laser Sca
n Technique for Electronic Materiales Surface Eval
ution,J.of Electrnics Materiales,Vol.3.No.1 1974−
１）等がある。
これらの原理を第16〜18図に示す。落射照明光学系
は、レーザ光源40,集光レンズ41,偏光プリズム42,フィ
ールドレンズ43,1/4波長板44,対物レンズ45より成る。
は、レーザ光源40,集光レンズ41,偏光プリズム42,フィ
ールドレンズ43,1/4波長板44,対物レンズ45より成る。
検出光学系は遮光板47,結像レンズ48,検出器49より成
る。次に各部の機能を詳しく説明する。
る。次に各部の機能を詳しく説明する。
第17図において、レーザ光源40により出力されたレー
ザ光50はＳ偏光であり、偏光プリズム42を通過し、フィ
ールドレンズ43の絞り43a内でレーザスポット50aとな
る。フィールドレンズを通過したレーザ光50は1/4波長
板44を通過し対物レンズ45により試料上46上にレーザス
ポット50cを形成する。
ザ光50はＳ偏光であり、偏光プリズム42を通過し、フィ
ールドレンズ43の絞り43a内でレーザスポット50aとな
る。フィールドレンズを通過したレーザ光50は1/4波長
板44を通過し対物レンズ45により試料上46上にレーザス
ポット50cを形成する。
試料46上に異物が存在していない場合には試料表面か
らのレーザ反射光（０次回折光）50は再度対物レンズ4
5,1/4波長板44,フィールドレンズ43を通過し、偏光プリ
ズム42で100％反射した後、遮光板47の遮光部47aで遮光
される。ここで、フィールドレンズ43は、絞り45aにお
けるレーザ光50の広がり50bを遮光部47aに投影してい
る。遮光板47は例えば透明ガラス板上の中心部に不透体
を付けて遮光部47aを形成している。
らのレーザ反射光（０次回折光）50は再度対物レンズ4
5,1/4波長板44,フィールドレンズ43を通過し、偏光プリ
ズム42で100％反射した後、遮光板47の遮光部47aで遮光
される。ここで、フィールドレンズ43は、絞り45aにお
けるレーザ光50の広がり50bを遮光部47aに投影してい
る。遮光板47は例えば透明ガラス板上の中心部に不透体
を付けて遮光部47aを形成している。
ここで1/4波長板44をレーザ照明光50が通過し、更に
レーザ反射光50が通過すると、照明光50のＳ偏光が反射
光50ではＰ偏光に変化するので、偏光プリズム42により
反射光50は100％反射される。
レーザ反射光50が通過すると、照明光50のＳ偏光が反射
光50ではＰ偏光に変化するので、偏光プリズム42により
反射光50は100％反射される。
第18図に示すように、試料46上に異物52が存在する場
合には、照明光50が異物52を照射すると異物52からの散
乱光（高次回折光）51が発生し、これは対物レンズ45の
絞り45a内の全面に広がり、前述した反射光50と同一の
光路を戻る。
合には、照明光50が異物52を照射すると異物52からの散
乱光（高次回折光）51が発生し、これは対物レンズ45の
絞り45a内の全面に広がり、前述した反射光50と同一の
光路を戻る。
異物52は表面が微小な凹凸を呈しているので、散乱光
51の偏光成分はＳとＰの両方を含む。異物の散乱光51の
Ｐ偏光成分51bは偏光プリズム42で反射した後、偏光板4
7の遮光部47aの外側の透明部を通過して、結像レンズ48
で検出器49上に集光されて検出されるようになってい
た。
51の偏光成分はＳとＰの両方を含む。異物の散乱光51の
Ｐ偏光成分51bは偏光プリズム42で反射した後、偏光板4
7の遮光部47aの外側の透明部を通過して、結像レンズ48
で検出器49上に集光されて検出されるようになってい
た。
他の公知例としては特開昭57−128834号が上げられ
る。
る。
上記従来技術は、以下の点について配慮がされておら
ず、異物検査装置の性能に問題があった。
ず、異物検査装置の性能に問題があった。
１）従来技術の機械的偏向器では、ミラーとミラー回転
軸の接合部に接着剤を用いており、信頼性が低い、ミラ
ー自身の慣性モーメントにより、駆動信号に追従しない
等の問題について配慮がされておらず、レーザ光束の走
査速度に限界があり、検査時間を短縮できなかった。
軸の接合部に接着剤を用いており、信頼性が低い、ミラ
ー自身の慣性モーメントにより、駆動信号に追従しない
等の問題について配慮がされておらず、レーザ光束の走
査速度に限界があり、検査時間を短縮できなかった。
２）フィールドレンズや対物レンズ内を通してレーザ光
を試料表面上に照射していたので、レンズの表面で反射
したわずかな迷光が、レンズ表面の湾曲により偏光方向
が直線から楕円偏光になり、遮光板の遮光部外側を通過
して検出器に達し、異物検出のS/Nを低下させていた。
を試料表面上に照射していたので、レンズの表面で反射
したわずかな迷光が、レンズ表面の湾曲により偏光方向
が直線から楕円偏光になり、遮光板の遮光部外側を通過
して検出器に達し、異物検出のS/Nを低下させていた。
３）照明光のレーザスポットは点状であるので試料上を
２次元的に走査する為に落射照明光学系の光路中にレー
ザ走査手段（図省略）を設ける必要があり光学系の複雑
さを招いていた。
２次元的に走査する為に落射照明光学系の光路中にレー
ザ走査手段（図省略）を設ける必要があり光学系の複雑
さを招いていた。
本発明の第１の目的は、上記問題を解決し、異物検出
時間の短縮をはかるようにした異物検査方法及びその装
置を提供することにある。
時間の短縮をはかるようにした異物検査方法及びその装
置を提供することにある。
本発明の第２の目的は、異物検出のS/N比を向上させ
るようにした異物検査方法及びその装置を提供すること
にある。
るようにした異物検査方法及びその装置を提供すること
にある。
本発明の第３の目的は、装置構成を簡素化した異物検
出装置を提供することにある。
出装置を提供することにある。
上記第１の目的は異物検出装置において、光源の像を
線状に集光するレンズとこの線状光源像を被検査物表面
に対して斜上方向より拡大して投影するレンズを含む線
状光学系を備えた斜方照明光学系と、被検査表面からの
反射光を一次元固体撮像素子上に結像する集光するレン
ズと、被検査物表面からの正反射光および被検査物表面
上の回路パターンからの反射光を遮光する遮光手段を備
えた検出光学系を用いることにより達成される。
線状に集光するレンズとこの線状光源像を被検査物表面
に対して斜上方向より拡大して投影するレンズを含む線
状光学系を備えた斜方照明光学系と、被検査表面からの
反射光を一次元固体撮像素子上に結像する集光するレン
ズと、被検査物表面からの正反射光および被検査物表面
上の回路パターンからの反射光を遮光する遮光手段を備
えた検出光学系を用いることにより達成される。
また上記第２及び第３の目的は、異物検出装置におい
て、照明光、例えばレーザ光を集光レンズと円筒レンズ
等を用いた光学系で線状スポットにし、これをハーフミ
ラーを用いて被検査物表面に上方から落射照明する。こ
の時、照明光が異物を検出するための結像レンズ内を通
過して被検査物表面を照明することがないように、ハー
フミラーを結像レンズと被検査物の間に設置する。ま
た、被検査物表面の線状照明領域内からの反射光を結像
レンズと一次元固体撮像素子で検出し、被検査物表面か
らの照明光の正反射光および回路パターンからの反射光
を結像レンズと一次元固体撮像素子の間に設置した遮光
板で遮光し、異物散乱光のみを有効に検出することによ
り達成される。
て、照明光、例えばレーザ光を集光レンズと円筒レンズ
等を用いた光学系で線状スポットにし、これをハーフミ
ラーを用いて被検査物表面に上方から落射照明する。こ
の時、照明光が異物を検出するための結像レンズ内を通
過して被検査物表面を照明することがないように、ハー
フミラーを結像レンズと被検査物の間に設置する。ま
た、被検査物表面の線状照明領域内からの反射光を結像
レンズと一次元固体撮像素子で検出し、被検査物表面か
らの照明光の正反射光および回路パターンからの反射光
を結像レンズと一次元固体撮像素子の間に設置した遮光
板で遮光し、異物散乱光のみを有効に検出することによ
り達成される。
また本発明は、異物検査装置において、線状光学系を
有する斜方照明光学系と、線状光学系を有する落射照明
光学系の２方式を用い、試料からの反射光を一次元固体
撮像素子上に結像する集光レンズと、試料からの正反射
光や試料上の回路パターンからの反射光を遮光する遮光
光学系を有する検出光学系を組み込むことにある。
有する斜方照明光学系と、線状光学系を有する落射照明
光学系の２方式を用い、試料からの反射光を一次元固体
撮像素子上に結像する集光レンズと、試料からの正反射
光や試料上の回路パターンからの反射光を遮光する遮光
光学系を有する検出光学系を組み込むことにある。
異物検出装置において、照明光を集光レンズ、円筒レ
ンズ等を用いた光学系で線状スポットにする。また結像
レンズと被検査物との間に装置したハーフミラーで被検
査物表面に落射照明する。これにより、結像レンズ表面
での照明光のの反射がなくなり、一次元撮像素子上に迷
光が達しないので、異物検出のS/Nが大幅に向上し、ま
た、カルバノミラー等の偏光器を用いたスポット走査に
比べ、検査時間の短縮や異物の安定検出が行える。
ンズ等を用いた光学系で線状スポットにする。また結像
レンズと被検査物との間に装置したハーフミラーで被検
査物表面に落射照明する。これにより、結像レンズ表面
での照明光のの反射がなくなり、一次元撮像素子上に迷
光が達しないので、異物検出のS/Nが大幅に向上し、ま
た、カルバノミラー等の偏光器を用いたスポット走査に
比べ、検査時間の短縮や異物の安定検出が行える。
また異物検出装置において、斜方照明光学系に線状光
学系を設けることにより、光源の像は被検査物表面上で
線状光束となる。これにより、ガルバノミラー等の偏向
器を用いてスポット走査を行うことなく被検査物表面上
での線状照明が実現でき、検査時間の短縮が行える。
学系を設けることにより、光源の像は被検査物表面上で
線状光束となる。これにより、ガルバノミラー等の偏向
器を用いてスポット走査を行うことなく被検査物表面上
での線状照明が実現でき、検査時間の短縮が行える。
また異物検査装置において、 １）斜方照明光学系の中に線状光学系を取り入れること
により、光源からの光は試料上で線状になる。それによ
って、スポット走査、すなわち、バルバノミラー等の偏
向器を用いる必要がなくなるので、振動の影響を受けに
くく、また、検査時間の短縮を図れる。
により、光源からの光は試料上で線状になる。それによ
って、スポット走査、すなわち、バルバノミラー等の偏
向器を用いる必要がなくなるので、振動の影響を受けに
くく、また、検査時間の短縮を図れる。
２）落射照明光学系を付加することにより、試料からの
反射光の主成分は検出光学系に入り、SN比は斜方照明と
比較して大幅に向上する。
反射光の主成分は検出光学系に入り、SN比は斜方照明と
比較して大幅に向上する。
また、照射光の焦点位置に対する試料の検出方向の集
点深度は、第13図（ｂ）に示すように第13図（ａ）に示
す斜方照明と比較して大きくなるので、プリント基板等
の平坦度の低い基板上の異物検出が可能となる。
点深度は、第13図（ｂ）に示すように第13図（ａ）に示
す斜方照明と比較して大きくなるので、プリント基板等
の平坦度の低い基板上の異物検出が可能となる。
以下、本発明の一実施例を説明する。
第１図は、本発明による異物検出装置の概要構成を示
している。ここで、試料７は回路パターンを含むマスク
やレチクル等のガラス基板やウエハ、あるいはプリント
基板、磁気ディスクであるものとする。
している。ここで、試料７は回路パターンを含むマスク
やレチクル等のガラス基板やウエハ、あるいはプリント
基板、磁気ディスクであるものとする。
斜方照明系5aは、光源1,集光レンズ2,円筒レンズ3,照
明レンズ４より成り、試料７の表面を斜上方18（θ＝10
〜80度）より照明し、試料表面に線状スポット８を形成
する。一方、この線状スポット８の垂直方向には、結像
レンズ9,遮光板10,検出器11から成る検出系が配置され
ており、試料７の表面の線状スポット８と検出器11の受
光面は結像レンズ９によって結像関係になっている。こ
れにより、線状スポット８内に存在する異物（図示せ
ず）が照明光により散乱光を発生し、その像が検出器11
上に投影されて検出される様になっている。ここで用い
ている検出器11は例えばCCD,フォトダイオードアレイ等
の自己走査蓄積形の一次元固体撮像素子である。
明レンズ４より成り、試料７の表面を斜上方18（θ＝10
〜80度）より照明し、試料表面に線状スポット８を形成
する。一方、この線状スポット８の垂直方向には、結像
レンズ9,遮光板10,検出器11から成る検出系が配置され
ており、試料７の表面の線状スポット８と検出器11の受
光面は結像レンズ９によって結像関係になっている。こ
れにより、線状スポット８内に存在する異物（図示せ
ず）が照明光により散乱光を発生し、その像が検出器11
上に投影されて検出される様になっている。ここで用い
ている検出器11は例えばCCD,フォトダイオードアレイ等
の自己走査蓄積形の一次元固体撮像素子である。
試料７はステージ12上に固定し、モータ13と送りネジ
14によってχ方向に等速移動して検査される。検査中、
検出器11からの電気信号11aは２値化回路15,演算回路16
で随時、処理され異物検出の際は、検出信号が異物表示
部17に送られ、異物位置の座標が記憶される。これによ
り、検査終了後の試料７上の異物発生位置の表示，確認
も可能である。
14によってχ方向に等速移動して検査される。検査中、
検出器11からの電気信号11aは２値化回路15,演算回路16
で随時、処理され異物検出の際は、検出信号が異物表示
部17に送られ、異物位置の座標が記憶される。これによ
り、検査終了後の試料７上の異物発生位置の表示，確認
も可能である。
次に第２図，第３により、照明系と検出系の構成につ
いて述べる。まず、第２図により照明系を説明する。
いて述べる。まず、第２図により照明系を説明する。
光源１は、例えば集光性の優れたレーザ光23を発振し、
レーザ光23は集光レンズ２を通過後、平行光束になり、
円筒レンズ３を経てＥ点（円筒レンズの焦点位置）で線
状スポット23aとなる。更に照明レンズ４を通過後、試
料７の表示上に線状スポット８を形成する。Ｅ点と試料
７表面は共に照明レンズ４の焦点位置になっている。
レーザ光23は集光レンズ２を通過後、平行光束になり、
円筒レンズ３を経てＥ点（円筒レンズの焦点位置）で線
状スポット23aとなる。更に照明レンズ４を通過後、試
料７の表示上に線状スポット８を形成する。Ｅ点と試料
７表面は共に照明レンズ４の焦点位置になっている。
一方、第３図に示す検出系では、試料７表面での照明
光の正反射光24は結像レンズ９を通過後、Ｆ点（結像レ
ンズの焦点位置）で再度、線状スポット24aになるが、
これは遮光板10で遮光され、検出器11の受光面には到達
しない様になっている。また、試料７表面上のパターン
のエッジからの反射光（回折光）も遮光板10で遮光され
るが、異物の散乱光は遮光板10の遮光部の周囲を通過し
て検出器11の受光面に到達し検出される。
光の正反射光24は結像レンズ９を通過後、Ｆ点（結像レ
ンズの焦点位置）で再度、線状スポット24aになるが、
これは遮光板10で遮光され、検出器11の受光面には到達
しない様になっている。また、試料７表面上のパターン
のエッジからの反射光（回折光）も遮光板10で遮光され
るが、異物の散乱光は遮光板10の遮光部の周囲を通過し
て検出器11の受光面に到達し検出される。
第４図に、試料７上の回路パターン例を示し、第５図
に遮光板10の形状を示す。第５図の（ａ）は試料上に回
路パターンが存在しない試料７の表面の検査に用い、試
料表面からの照明光の正反射光を遮光する機能を有す
る。また、第４図の回路パターン25,26には第５図
（ｂ）の形状の遮光板を用い、コーナ部が傾斜している
回路パターンには第５図（ｃ）の形状の遮光板を用い
る。いずれにせよ、これら数種の遮光板を用いる場合、
例として第６図に示すように、ターレット21にそれぞれ
の形状の遮光板10を設置し、ターレット21に回転機構を
備えて、回転することにより切替えることも考えられ
る。また、随時遮光板の形状偏光が必要な場合は、あら
かじめメモリしてある遮光パターン形状を液晶シャッタ
等を用いて高速作動することも考えられる。
に遮光板10の形状を示す。第５図の（ａ）は試料上に回
路パターンが存在しない試料７の表面の検査に用い、試
料表面からの照明光の正反射光を遮光する機能を有す
る。また、第４図の回路パターン25,26には第５図
（ｂ）の形状の遮光板を用い、コーナ部が傾斜している
回路パターンには第５図（ｃ）の形状の遮光板を用い
る。いずれにせよ、これら数種の遮光板を用いる場合、
例として第６図に示すように、ターレット21にそれぞれ
の形状の遮光板10を設置し、ターレット21に回転機構を
備えて、回転することにより切替えることも考えられ
る。また、随時遮光板の形状偏光が必要な場合は、あら
かじめメモリしてある遮光パターン形状を液晶シャッタ
等を用いて高速作動することも考えられる。
第７図（ａ）に示す様に試料7aが矩形の場合は、試料
7aをχｙ方向にジグザグ送りを行う。同図（ｂ）の様に
試料7bが円形の場合は、線状スポット８の長手方向を試
料7bの半径方向に一致させて試料7bをθ方向に螺旋状送
りを行う。また、試料７の両面を同時に検査を行う場合
には、第８図のように同様の異物検出装置29を試料７の
両面側に２組設置すればよい。
7aをχｙ方向にジグザグ送りを行う。同図（ｂ）の様に
試料7bが円形の場合は、線状スポット８の長手方向を試
料7bの半径方向に一致させて試料7bをθ方向に螺旋状送
りを行う。また、試料７の両面を同時に検査を行う場合
には、第８図のように同様の異物検出装置29を試料７の
両面側に２組設置すればよい。
以上説明した様に、本実施例によれば、ガラスマスク
や磁気ディスク等表面上に存在する微小異物の安定検出
が可能となる。
や磁気ディスク等表面上に存在する微小異物の安定検出
が可能となる。
次に、添付図面を参照しながら本発明の別の一実施例
について説明する。
について説明する。
まず、第９図により本発明による異物検出装置の概要
構成について説明する。試料７は回路パターンを含むマ
スクやレチクル等のガラス基板やウエハ、あるいはプリ
ント基板、磁気ディスクであるものとする。
構成について説明する。試料７は回路パターンを含むマ
スクやレチクル等のガラス基板やウエハ、あるいはプリ
ント基板、磁気ディスクであるものとする。
落射照明系5bは、光源，集光レンズ2,円筒レンズ3,照
明レンズ4,ハーフミラー６より成り、試料７の表面を上
方19より照明し、試料表面に線状スポット８を形成す
る。一方、この線状スポット８の上方向には、結像レン
ズ9,遮光板10,検出器11から成る検出系が配置されてお
り、試料７表面の線状スポット８と検出器11の受光面は
結像レンズ９によって結像関係になっている。これによ
り、線状スポット８内に存在する異物（図示せず）が照
明光により散乱光を発し、その像が検出器11に投影され
て、検出されるものである。検出器11は例えばCCD,フォ
トダイオードアレイ等の自己走査蓄積形の一次元固体撮
像素子である。
明レンズ4,ハーフミラー６より成り、試料７の表面を上
方19より照明し、試料表面に線状スポット８を形成す
る。一方、この線状スポット８の上方向には、結像レン
ズ9,遮光板10,検出器11から成る検出系が配置されてお
り、試料７表面の線状スポット８と検出器11の受光面は
結像レンズ９によって結像関係になっている。これによ
り、線状スポット８内に存在する異物（図示せず）が照
明光により散乱光を発し、その像が検出器11に投影され
て、検出されるものである。検出器11は例えばCCD,フォ
トダイオードアレイ等の自己走査蓄積形の一次元固体撮
像素子である。
試料７はステージ12上に固定し、モータ13と送りネジ
14によってχ方向に等速移動して検査されるが、検査の
間、検出器11からの信号11aは２値化回路15,演算回路16
で随時、処理され、異物を検出した場合には、信号が異
物表示部17に送られ、異物位置の座標が記憶され、検査
終了後に異物のマッピング表示も可能である。
14によってχ方向に等速移動して検査されるが、検査の
間、検出器11からの信号11aは２値化回路15,演算回路16
で随時、処理され、異物を検出した場合には、信号が異
物表示部17に送られ、異物位置の座標が記憶され、検査
終了後に異物のマッピング表示も可能である。
第10図に落射照明系の部分構成を示す。落射照明・検
出系では第10図（ａ）のようにハーフミラー６が結像レ
ンズ９の上側に設置した場合、試料７表面を照明光Ａま
たはＣで照明すると結像レンズ９のレンズ表面での反射
光ＢまたはＤが発生し、これが検出系への迷光となって
しまうので、本発明では、第10図（ｂ）による結像レン
ズ９の下側にハーフミラー６を設置して試料７の落射照
明を行うようにしている。第11図，第３図を用いて照明
系と検出系を詳細に説明する。まず第11図により照明系
を説明する。
出系では第10図（ａ）のようにハーフミラー６が結像レ
ンズ９の上側に設置した場合、試料７表面を照明光Ａま
たはＣで照明すると結像レンズ９のレンズ表面での反射
光ＢまたはＤが発生し、これが検出系への迷光となって
しまうので、本発明では、第10図（ｂ）による結像レン
ズ９の下側にハーフミラー６を設置して試料７の落射照
明を行うようにしている。第11図，第３図を用いて照明
系と検出系を詳細に説明する。まず第11図により照明系
を説明する。
光源１は、例えば集光性の良いレーザ光23を発振し、
集光レンズ２で平行光束になり、円筒レンズ３を通過
後、Ｅ点（円筒レンズの焦点位置）で線状スポット23a
になる。更に照明レンズ4,ハーフミラー６を経て試料７
表面上に線状スポットを形成する。Ｅ点と試料表面は共
に照明レンズ４の焦点位置になっている。一方検出系で
は試料７表面での反射光24は結像レンズ９を通過後、Ｆ
点（結像レンズの焦点位置）で再度、線状スポット24a
になるが、これは、遮光板10により遮光され、検出器10
の受光面には達しない。また、パターンからの反射光
（回折光）も遮光板10で遮光されるが、異物の散乱光は
遮光板10の遮光部の外側を通過し検出器10に検出され
る。
集光レンズ２で平行光束になり、円筒レンズ３を通過
後、Ｅ点（円筒レンズの焦点位置）で線状スポット23a
になる。更に照明レンズ4,ハーフミラー６を経て試料７
表面上に線状スポットを形成する。Ｅ点と試料表面は共
に照明レンズ４の焦点位置になっている。一方検出系で
は試料７表面での反射光24は結像レンズ９を通過後、Ｆ
点（結像レンズの焦点位置）で再度、線状スポット24a
になるが、これは、遮光板10により遮光され、検出器10
の受光面には達しない。また、パターンからの反射光
（回折光）も遮光板10で遮光されるが、異物の散乱光は
遮光板10の遮光部の外側を通過し検出器10に検出され
る。
第４図に、試料７上の回路パターン例を示し、第５図
に遮光板10の形状を示す。第５図の（ａ）は試料上に回
路パターンが存在しない試料７の表面の検査に用い、試
料表面からの照明光の正反射光を遮光する機能を有す
る。また、第４図の回路パターン25,26には第５図
（ｂ）の形状の遮光板を用い、コーナ部が傾斜している
回路パターンには第５図（ｃ）の形状の遮光板を用い
る。いずれにせよ、これら数種の形状の遮光板を用いる
場合、例として第６図に示すように、ターレット21にそ
れぞれの形状の遮光板10を設置し、ターレット21に回転
機構を備えて、回転することにより切替えることも考え
られる。また、随時遮光板の形状変更が必要な場合は、
あらかじめメモリしてある遮光パターン形状を液晶シャ
ッタ等を用いて高速作動することも考えられる。
に遮光板10の形状を示す。第５図の（ａ）は試料上に回
路パターンが存在しない試料７の表面の検査に用い、試
料表面からの照明光の正反射光を遮光する機能を有す
る。また、第４図の回路パターン25,26には第５図
（ｂ）の形状の遮光板を用い、コーナ部が傾斜している
回路パターンには第５図（ｃ）の形状の遮光板を用い
る。いずれにせよ、これら数種の形状の遮光板を用いる
場合、例として第６図に示すように、ターレット21にそ
れぞれの形状の遮光板10を設置し、ターレット21に回転
機構を備えて、回転することにより切替えることも考え
られる。また、随時遮光板の形状変更が必要な場合は、
あらかじめメモリしてある遮光パターン形状を液晶シャ
ッタ等を用いて高速作動することも考えられる。
第７図（ａ）に示す様に試料7aが矩形の場合は、試料
7aをxy方向にジグザグ送りを行う。同図（ｂ）の様に試
料7bが円形の場合は、線状スポット８の長手方向を試料
7bの半径方向に一致させて試料7bをθ方向に螺旋状送り
を行う。また、試料７の両面を同時に検査を行う場合に
は、第８図のように同様の異物検出装置29を試料７の両
面側に２組設置すればよい。
7aをxy方向にジグザグ送りを行う。同図（ｂ）の様に試
料7bが円形の場合は、線状スポット８の長手方向を試料
7bの半径方向に一致させて試料7bをθ方向に螺旋状送り
を行う。また、試料７の両面を同時に検査を行う場合に
は、第８図のように同様の異物検出装置29を試料７の両
面側に２組設置すればよい。
以上説明した様に、本実施例によれば、ガラスマスク
や磁気ディスク等表面上に存在する微小異物の安定検出
が可能となる。
や磁気ディスク等表面上に存在する微小異物の安定検出
が可能となる。
また、本発明の他の一実施例を第12図により説明す
る。まず、落射照明検出系5bにおいては、光源１から出
た光は、線状光学系20,ハーフミラー６を通って試料７
上を線状８に照明する。試料７からの反射光は、ハーフ
ミラー６を通り、集光レンズ９によって一次元固体撮像
素子11上に結像する。一次元固体撮像素子11からの信号
は、二値化回路15,演算回路16を経て異物表示部17に表
示される。また、斜方照明検出系5aにおいては、光源１
から出た光は、線状光学系20を経て、試料７上を線状８
に照明する。試料７からの反射光は、落射照明検出系と
同様、ハーフミラー6,集光レンズ9,一次元固体撮像素子
11の検出光学系を通って異物表示部17に表示する。な
お、本実施例では、線状光学系20として、シリンドリカ
ルレンズ３を用いている。また、光源１として半導体レ
ーザを用いている。さらに、検出光学系の集光レンズ９
と一次元固体撮像素子11の間には、遮光光学系10を設け
てあり、その位置は、集光レンズ９のフーリエ変換面に
相当する。
る。まず、落射照明検出系5bにおいては、光源１から出
た光は、線状光学系20,ハーフミラー６を通って試料７
上を線状８に照明する。試料７からの反射光は、ハーフ
ミラー６を通り、集光レンズ９によって一次元固体撮像
素子11上に結像する。一次元固体撮像素子11からの信号
は、二値化回路15,演算回路16を経て異物表示部17に表
示される。また、斜方照明検出系5aにおいては、光源１
から出た光は、線状光学系20を経て、試料７上を線状８
に照明する。試料７からの反射光は、落射照明検出系と
同様、ハーフミラー6,集光レンズ9,一次元固体撮像素子
11の検出光学系を通って異物表示部17に表示する。な
お、本実施例では、線状光学系20として、シリンドリカ
ルレンズ３を用いている。また、光源１として半導体レ
ーザを用いている。さらに、検出光学系の集光レンズ９
と一次元固体撮像素子11の間には、遮光光学系10を設け
てあり、その位置は、集光レンズ９のフーリエ変換面に
相当する。
第４図に試料７上の回路パターンを示す。また、第５
図に遮光光学系10における遮光板の形状を示す。第５図
（ａ）の遮光板は落射照明検出系を使用する時のみ必要
とし、試料７上に回路パターンがなく異物のみ存在して
いる場合で、試料７からの正反射光を遮光し、異物から
の散乱光のみを通過させようとするものである。
図に遮光光学系10における遮光板の形状を示す。第５図
（ａ）の遮光板は落射照明検出系を使用する時のみ必要
とし、試料７上に回路パターンがなく異物のみ存在して
いる場合で、試料７からの正反射光を遮光し、異物から
の散乱光のみを通過させようとするものである。
第５図（ｂ）の遮光板は、第４図に示す試料７上の25
及び26のような回路パターンからの散乱光を遮光するの
に用い、第５図（ｃ）の遮光板は、第４図に示す試料７
上の27及び28のような回路パターンからの散乱光を遮光
するのに用いる。したがって、これらの遮光板は、使用
する照明検出光学系と試料上の回路パターンの形状によ
り任意に選択できるようになっている。
及び26のような回路パターンからの散乱光を遮光するの
に用い、第５図（ｃ）の遮光板は、第４図に示す試料７
上の27及び28のような回路パターンからの散乱光を遮光
するのに用いる。したがって、これらの遮光板は、使用
する照明検出光学系と試料上の回路パターンの形状によ
り任意に選択できるようになっている。
第10図に落射照明検出系の部分構成図を示す。落射照
明検出系では、第10図（ａ）のようにハーフミラー６が
集光レンズ９の上側にある場合が考えられる。しかし、
Ａ方向から試料７を照射しＢ方向に検出する場合も、Ｃ
方向から試料７を照射しＤ方向に検出する場合も、集光
レンズ９からの反射光22による迷光を伴う。したがっ
て、照明による迷光をなくすために本発明装置では、第
10図（ｂ）に示すようにハーフミラー６は集光レンズ９
り下側に配置している。
明検出系では、第10図（ａ）のようにハーフミラー６が
集光レンズ９の上側にある場合が考えられる。しかし、
Ａ方向から試料７を照射しＢ方向に検出する場合も、Ｃ
方向から試料７を照射しＤ方向に検出する場合も、集光
レンズ９からの反射光22による迷光を伴う。したがっ
て、照明による迷光をなくすために本発明装置では、第
10図（ｂ）に示すようにハーフミラー６は集光レンズ９
り下側に配置している。
第14図に線状走査方法の説明図を示す。試料７上に照
明された線状８の光の長手方向（Ｘ方向）の幅ａは、Ｘ
方向の検査範囲に相当する。したがって、試料７上の検
査領域の全てを検査するためには試料７のＹ方向移動の
みでよい。ゆえに、検査時間が従来に較べ大幅に減少す
る。
明された線状８の光の長手方向（Ｘ方向）の幅ａは、Ｘ
方向の検査範囲に相当する。したがって、試料７上の検
査領域の全てを検査するためには試料７のＹ方向移動の
みでよい。ゆえに、検査時間が従来に較べ大幅に減少す
る。
第15図に本発明装置の使用手順のフローチャートを示
す。試料７上の回路パターンの有無及び試料７の平坦度
により照明検出系を選択し、試料７上の回路パターンの
形状により遮光板を選択するようになっている。
す。試料７上の回路パターンの有無及び試料７の平坦度
により照明検出系を選択し、試料７上の回路パターンの
形状により遮光板を選択するようになっている。
以上より本実施例によれば、高精度の異物検出が可能
となる。
となる。
以上述べたように本発明によれば照明系に可動部を設
けることなく被検査物表面上を安定した線状照明が行え
るので、照明光の照度に応じて、一次元固体撮像素子の
走査速度も速くできるので検査時間が大幅に短縮できる
効果をもち、また、光源として半導体レーザを用いるこ
とにより、検査装置全体の小形化が図れる。
けることなく被検査物表面上を安定した線状照明が行え
るので、照明光の照度に応じて、一次元固体撮像素子の
走査速度も速くできるので検査時間が大幅に短縮できる
効果をもち、また、光源として半導体レーザを用いるこ
とにより、検査装置全体の小形化が図れる。
更に、本発明によれば、被検査物の表面を斜方より照
明するようにしたことにより、また、落射照明系におい
ては、ハーフミラーを結像光学系と被検査物との間に設
け、結像光学系の下側からハーフミラーを介して照射光
を導入する構成としたことにより、結像光学系の検出器
側のレンズ表面での照明光による迷光の問題を解決で
き、また、遮光板により正反射光の影響も低減できるの
で、異物検出時のS/Nが大幅に向上でき、異物を安定に
検出でき、さらに、検出時間が大幅に短縮できるなどの
効果が得られる。
明するようにしたことにより、また、落射照明系におい
ては、ハーフミラーを結像光学系と被検査物との間に設
け、結像光学系の下側からハーフミラーを介して照射光
を導入する構成としたことにより、結像光学系の検出器
側のレンズ表面での照明光による迷光の問題を解決で
き、また、遮光板により正反射光の影響も低減できるの
で、異物検出時のS/Nが大幅に向上でき、異物を安定に
検出でき、さらに、検出時間が大幅に短縮できるなどの
効果が得られる。
第１図は本発明の実施例を示す装置の斜視図、第２図は
照明系の配置説明図、第３図は検出系の配置説明図、第
４図は試料上の回路パターン図、第５図は遮光板の形状
図、第６図は遮光板交換法の一例を示す図、第７図は試
料の送り方向を示す図、第８図は試料両面の同時検査方
法の説明図、第９図は本発明の別の一実施例を示す装置
の斜視図、第10図は落射照明・検出系の部分構成図、第
11図は照明系の詳細説明図、第12図は本発明はの別の一
実施例を示す装置の斜視図、第13図は照明光のスポット
位置と試料との関係を示す断面図、第14図は線状走査法
の説明図、第15図は本発明の使用方法のフローチャート
を示す図、第16図は従来の検出光学系の構成を示す斜視
図、第17図は従来の検出光学系での試料からの反射光を
示す光路図、第18図は従来の検出光学系での異物からの
散乱光を示す光路図である。 １…光源、２…集光レンズ ３…円筒レンズ、４…照明レンズ ５…斜方照明系、６…ハーフミラー ７…試料、８…線状スポット ９…結像レンズ、10…遮光板 11…検出器、15…２値化回路 16…演算回路、17…異物表示部
照明系の配置説明図、第３図は検出系の配置説明図、第
４図は試料上の回路パターン図、第５図は遮光板の形状
図、第６図は遮光板交換法の一例を示す図、第７図は試
料の送り方向を示す図、第８図は試料両面の同時検査方
法の説明図、第９図は本発明の別の一実施例を示す装置
の斜視図、第10図は落射照明・検出系の部分構成図、第
11図は照明系の詳細説明図、第12図は本発明はの別の一
実施例を示す装置の斜視図、第13図は照明光のスポット
位置と試料との関係を示す断面図、第14図は線状走査法
の説明図、第15図は本発明の使用方法のフローチャート
を示す図、第16図は従来の検出光学系の構成を示す斜視
図、第17図は従来の検出光学系での試料からの反射光を
示す光路図、第18図は従来の検出光学系での異物からの
散乱光を示す光路図である。 １…光源、２…集光レンズ ３…円筒レンズ、４…照明レンズ ５…斜方照明系、６…ハーフミラー ７…試料、８…線状スポット ９…結像レンズ、10…遮光板 11…検出器、15…２値化回路 16…演算回路、17…異物表示部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小泉 光義 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−198436（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−131039（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−288143（ＪＰ，Ａ)
Claims (10)
- 【請求項１】試料を載置する載置手段と、 光源と、 前記載置手段に載置された前記試料の表面に前記光源か
ら発せられた照射光を線状の平行光にして照射する線状
集光光学系手段と、 前記線状の平行光によって照射された前記試料表面の像
を結像させる結像光学系手段と、 該結像光学系手段の焦点位置に配置されて、前記線状の
平行光の前記試料表面からの正反射光を遮光する遮光手
段と、 前記試料表面の線状の平行光を照射した部分に対する前
記結像光学系手段の結像面に配置されて、前記遮光手段
を通過した前記試料表面からの散乱光を検出する検出手
段と、 該検出手段からの出力に基づいて前記試料表面に付着し
た異物を検出する異物検出手段と を備えたことを特徴とする異物検出装置。 - 【請求項２】表面にパターンを形成した試料を載置する
載置手段と、 光源と、 前記載置手段に載置された前記試料の表面に前記光源か
ら発せられた照射光を線状の平行光にして照射する線状
集光光学系手段と、 前記線状の平行光によって照射された前記試料表面の像
を結像させる結像光学系手段と、 該結像光学系手段の焦点位置に配置されて前記線状の平
行光の前記試料表面からの正反射光と前記試料表面のパ
ターンのエッジからの反射光とを遮光する遮光手段と、 前記試料表面の線状の平行光を照射した部分に対する前
記結像光学系手段の結像面に配置されて、前記遮光手段
を通過した前記試料表面からの散乱光を検出する検出手
段と、 該検出手段からの出力に基づいて前記試料表面に付着し
た異物を検出する異物検出手段と を備えたことを特徴とする異物検出装置。 - 【請求項３】前記光源がレーザ光源であり、前記線状集
光光学系手段は、前記光源から発射し線状の平行光にし
た照射光を、前記試料の表面に、斜方から照射すること
を特徴とする請求項１又は２記載の異物検査装置。 - 【請求項４】前記光源がレーザ光源であり、前記線状集
光光学系手段は、前記光源から発射し線状の平行光にし
た照射光を、前記試料の表面に、垂直方向から照射する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の異物検査装置。 - 【請求項５】前記遮光手段は、液晶で遮光パターン形状
を形成し、前記試料表面のパターン形状に応じて前記遮
光パターン形状を切り替えて用いることを特徴とする請
求項２記載の異物検査装置。 - 【請求項６】試料表面に集光光学系で線状の平行光に成
形した照射光を照射し、 前記照射されて前記表面で反射又は散乱された光を結像
光学系を透過させ、 該結像光学系の焦点位置で前記透過した光のうち前記試
料表面からの正反射光を遮光し、 前記透過した光のうち前記遮光されなかった光を前記結
像光学系で前記試料表面の像が結像される位置で検出
し、 該検出した光に基づいて前記試料表面に付着した異物を
検出する ことを特徴とする異物検出方法。 - 【請求項７】表面にパターンを形成した試料表面に集光
光学系で線状の平行光に成形した照射光を照射し、 前記照射されて前記表面で反射又は散乱された光を結像
光学系を透過させ、 該結像光学系の焦点位置で前記透過した光のうち前記試
料表面からの正反射光と前記試料表面のパターンのエッ
ジからの反射光とを遮光し、 前記透過した光のうち前記遮光されなかった光を前記結
像光学系で前記試料表面の像が結像される位置で検出
し、 該検出した光に基づいて前記試料表面に付着した異物を
検出する ことを特徴とする異物検出方法。 - 【請求項８】前記線状の平行光にした照射光がレーザで
あり、該照射光を、前記試料の表面に、斜方から照射す
ることを特徴とする請求項６又は７記載の異物検査方
法。 - 【請求項９】前記線状の平行光にした照射光がレーザで
あり、該照射光を、前記試料の表面に、垂直方向から照
射されることを特徴とする請求項６又は７記載の異物検
査方法。 - 【請求項１０】前記遮光を、液晶パターンを用いて行な
い、前記試料表面のパターン形状に応じて前記遮光パタ
ーン形状を切り替えて用いることを特徴とする請求項７
記載の異物検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63188405A JP2512093B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 異物検出装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63188405A JP2512093B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 異物検出装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0238951A JPH0238951A (ja) | 1990-02-08 |
| JP2512093B2 true JP2512093B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=16223072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63188405A Expired - Lifetime JP2512093B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 異物検出装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2512093B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US6411377B1 (en) | 1991-04-02 | 2002-06-25 | Hitachi, Ltd. | Optical apparatus for defect and particle size inspection |
| US5463459A (en) | 1991-04-02 | 1995-10-31 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for analyzing the state of generation of foreign particles in semiconductor fabrication process |
| JP3981696B2 (ja) * | 1998-07-28 | 2007-09-26 | 株式会社日立製作所 | 欠陥検査装置およびその方法 |
| JP3904581B2 (ja) * | 1998-07-28 | 2007-04-11 | 株式会社日立製作所 | 欠陥検査装置およびその方法 |
| US7078712B2 (en) * | 2004-03-18 | 2006-07-18 | Axcelis Technologies, Inc. | In-situ monitoring on an ion implanter |
| JP4520795B2 (ja) * | 2004-08-23 | 2010-08-11 | 株式会社ミツトヨ | 測定器 |
| US7372556B2 (en) * | 2005-10-31 | 2008-05-13 | The Boeing Company | Apparatus and methods for inspecting a composite structure for inconsistencies |
| JP4944088B2 (ja) * | 2008-12-24 | 2012-05-30 | 西川リビング株式会社 | 寝具カバー及び該寝具カバーを用いた寝具 |
| JP5932343B2 (ja) * | 2012-01-13 | 2016-06-08 | エイチエスティ・ビジョン株式会社 | 観測装置 |
| JP5993691B2 (ja) * | 2012-09-28 | 2016-09-14 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 欠陥検査装置及び欠陥検査方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS576460A (en) * | 1980-06-13 | 1982-01-13 | Mitsubishi Electric Corp | Digital signal recording and reproducing device |
| JPS57131039A (en) * | 1981-02-07 | 1982-08-13 | Olympus Optical Co Ltd | Defect detector |
| JPS60198436A (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-07 | Hitachi Electronics Eng Co Ltd | レ−ザ光を用いた表面検査装置 |
| JPS61288143A (ja) * | 1985-06-17 | 1986-12-18 | Toshiba Corp | 表面検査装置 |
| JP2512059B2 (ja) * | 1988-02-26 | 1996-07-03 | 株式会社日立製作所 | 異物検出方法及びその装置 |
-
1988
- 1988-07-29 JP JP63188405A patent/JP2512093B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0238951A (ja) | 1990-02-08 |
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| Date | Code | Title | Description |
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