JP2702281B2 - 自動光学的検査方法および装置 - Google Patents

自動光学的検査方法および装置

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Description

【発明の詳細な説明】 発明分野 本発明は物品を自動的、光学的に検査する方法および
装置に関するものである。本発明は、ことに種々の形態
のプリント回路板（PCB）、多重チップモジュール（MC
M）、集積回路（IC）、網状修飾体（RQ）、扁平パネル
ディスプレー（FPD）等の欠陥を光学的に検査するため
に使用され得る。本発明はまた薄層構造体の厚さおよび
屈折率を測定するためにも使用され得る。そこで本発明
をこれら両用途に関連して以下に説明する。（発明の背
景） ２種類以上の材料から成る表面を有する、上述したよ
うな物品を光学的に検査する場合、物品の表面に光が照
射され、照明表面の画像が光センサで捕捉され、欠陥が
分析される。この目的のための各種形態の装置が公知で
ある。
ことに金属導線が印刷されているエポキシ繊維ガラス
基板を検査するのに有用な公知の光学的検査装置は、基
板と金属導線との間の蛍光の差違を基礎として、両材料
の画像における顕著なコントラストをもたらす。典型的
な基板材料は適当な光照射下に蛍光を発して明るく見え
るが、金属導線は蛍光を発することなく、検査装置にお
いて暗く見える。しかしながら、この類の光学的検査装
置は、２種類の蛍光を発しない材料、例えば２種類の金
属層を区別するため、あるいは組成の故にもしくは厚さ
が薄いために蛍光を発しない金属層上の薄い絶縁層の像
を形成するためには使用し得ない。
他の形態の光学的検査装置は、２種類の材料の反射率
の差違に基礎を置く。しかしながらこの種の装置は、類
似する反射率を示す材料の場合には有効でない。
さらに他の光学的検査装置は、上述した反射率式装置
を改変したものであって、像における両材料間のコント
ラストを、入射光の偏光状態を保持する能力に関する両
者の差違に対応して改善する。この方法は１対の偏光子
を利用し、一方を光源と対象物間に、他方を対象物と光
センサの間に使用する。両偏光子の相対的な直交配向を
利用することにより、低反射率材料、例えば２種類の散
乱性表面（非鏡面的）の金属ないし積層体の組合わせに
よりある程度のコントラストをもたらし得る。しかしな
がら、この種の装置では、入射光の偏光状態保持特性が
同じあるいは類似する２種類の材料を区別することは容
易ではない。
（本発明の目的） 本発明の主たる目的は、被検体の表面が類似する反射
率を有するか否かに関係なく、被検体を構成する両材料
間に高い光学的コントラストを有する画像を形成できる
自動光学的検査方法および装置を提供することである。
本発明の他の目的は、検査されるべきフィルムないし
層の厚さにおける非均斉性に対して、あるいは被検体表
面の他のパラメータないし状態に対して不適当に感応す
ることのない自動光学的検査方法および装置を提供する
ことである。
本発明のさらに他の目的は、検査自体が行われる前
に、像形成装置の光学的特性を自動的に最善化すること
を含む自動光学的方法および装置を提供することであ
る。
本発明のさらに他の目的は、薄層構造体表面の厚さあ
るいは屈折率を自動光学的に測定する方法を提供するこ
とである。
本発明の要約 本発明の特長の一面から、被検体物品を光源からの光
により照射し、これからの反射光を光センサにより捕捉
し、光センサで捕捉された光に対応する画像を形成し、
この画像を分析して欠陥を見出すことを含む、少なくと
も２種類の材料を含む被検体物品特に薄膜多層構造体の
表面を光学的に検査する方法において、光源が広スペク
トル範囲の強い多色光源であり、また上記方法が以下の
追加的工程、すなわち偏光子を光源と物品の間の光軸上
に配置して、入射光を直線的に偏光して、入射光面に平
行なＰ平面成分と、このＰ平面に直交するＳ平面成分と
をもたらし、分析器を物品と光センサの間の光軸上に配
置し、位相補償器を上記光軸のいずれか一方の上に配置
して、Ｐ平面成分とＳ平面成分の間において上記一方の
材料により生起せしめられる位相シフトを補償し、上記
偏光子、分析器および補償器のうちの少なくとも２つを
それぞれの光軸を中心として回転させることにより、上
記光センサにより捕捉された光に対応して形成された上
記物品の画像中における両材料間の最大限のコントラス
トをもたらす各工程を包含することを特徴とする方法が
提供される。
本発明はまた、上述した偏光分析法による、物品の欠
陥を光学的に検査する装置、薄層構造の層厚さ、屈折率
を光学的に計測する装置を提供する。
本発明の上述以外の特徴および利点は、以下の本発明
装置に関する説明から明らかになされる。
図面の簡単な説明 以下の添付図面を参照しつつ本発明をさらに具体的に
例示する。
図１は本発明の理解に役立ち得る零位法偏光解析装置
の操作を説明する略図、 図２は偏光分析パラメータΨおよびΔの、不透明シリ
コン基板上における透明二酸化珪素薄層を70°の入射
角、632.8nm波長光で測定した場合における、層厚さｄ
に対する関係を示すグラフ、 図３は、本発明による光学的検査装置の１実施態様を
説明するブロック図、 図3aは自動化された実際の検査処理が行われる前の、
本発明光学的測定装置の設定手順を示すフローチャー
ト、 図４は図３の装置における光学的ヘッドを説明する図
面、 図5a、5b、5cは、入射光スペクトルバンド幅の、偏光
分析コントラストに及ぼす影響を説明する図面、 図６は光照射画像形成装置の長い共役側に、偏光子、
補償器、分析器のすべてが配置されている実施態様にお
ける、本発明光学的ヘッドを説明する略図、 図７は、補償器が反射光軸上に在る場合の図６におけ
る光学的ヘッドを説明する図面、 図８は、被検体が透明である場合の本発明による光学
的検査装置の配列を示す説明図、 図９は顕微鏡式照射装置を具備する本発明光学的ヘッ
ドを説明する図面、 図10は平面上に配列された一連の光センサを有する検
知器を具備した本発明光学的ヘッドを説明する略図、 図11a、ｂは本発明により形成される像における偏光
分析的コントラスト増大手順を説明する図面である。
本発明の詳細な説明 1.零位法偏光分析および偏光分析的コントラスト 偏光分析的技術により最大限コントラストをもたらす
ことにより、物品を光学的に検査するための本発明方法
および装置を説明する前に、まず一般的な零位法偏光分
析ないし解析と偏光分析的コントラストの基本原理を説
明する。
A.偏光分析 偏光分析とは、被検体表面からの反射光における偏光
状態の変化を光学的に測定する方法である。
偏光分析および本発明において使用される若干の用語
および定義を図１に関して説明する。表面からの反射光
における偏光状態変化は、次の両ファクターにより定義
される。まず（１）「振幅ファクター」Ψ、すなわち、
これはＰ平面成分（入射光平面に平行な偏光成分）の振
幅EPにおける変化の、偏光された入射光の電場強さベク
トルのＳ平面成分（入射光平面に直交する成分）にお
ける振幅ES変化に対する割合および（２）「位相ファク
ター」Δ、すなわちＰおよびＳ両平面成分の位相変化の
間の位相シフトである。図１において、Ｐ平面は光軸11
の入射光、光軸13の反射光および被検体表面12に対する
法線12′を含む。
所定の偏光状態に在る光線が被検体表面から反射する
と、反射光偏光状態は、通常、入射光の偏光状態と異な
る。
すなわち偏光状態の変化は、定量的に以下の両角度Ψ
およびΔにより以下のように定義される。
tanΨ＝（Ep r／Ep i）／（Es r／Es i） Δ＝（δp r−δp i）−（δs r−δs i） （１） 式中、Ｅおよびδはそれぞれの振幅および位相、ｐ
およびｓは偏光成分の形態、ｉおよびｒは入射光および
反射光を意味する。
入射光および反射光の偏光状態における変化は、Ｐお
よびＳ平面成分のフレネル複素反射係数（Ｐ、Ｓ）
により表わされる反射表面の特性に依存する。
偏光分析等式は、（Ｐ、Ｓ）により示される被検
体の算出されるべき光学的特性と、測定されるべきΨ、
Δにより表わされる偏光状態の変化との間の関係を決定
する。
基本的な偏光分析等式は以下に示される。
偏光分析法の対象は、通常、比較的平滑な表面（例え
ば研磨金属面ないし蒸着金属面）、半導体基板あるいは
１層もしくは複数層の透明層で被覆された基板である。
このような対象物の光学的特性は、基板の屈折率（ｎ）
および吸収係数（ｋ）ならびにすべての透明層（ｋ＝
ｏ）の屈折率および総厚さにより規制される。最も簡単
な例、例えば清浄な金属基板において、フレネル係数
は、単に基板の数値ｎおよびｋにのみ依存する。
所定の波長λおよび入射角φに対して とすると、前記の基本的変更分析等式は以下のように簡
単化される。
上記等式（３）の解は である。
例えばλ＝0.63μｍ、φ＝70°の入射光について、ア
ルミニウム（ｎ＝1.5、ｋ＝7.4）とシリコン（ｎ＝3.8
5、ｋ＝0.02）の偏光分析パラメータは以下の通りであ
る。
Al:Ψ＝41.58°、Δ＝143.03° Si:Ψ＝10.34°、Δ＝179.16° １層もしくは複数層の薄層で被覆された基板の場合、
フレネル係数の算出は複雑になる。例えば単層反射構造
体の場合、 式中pi・ｉ＋１およびsi・ｉ＋１は、ｉ媒体およ
びｉ＋１媒体間の境界におけるフレネル反射係数であ
る。
基板上の透明薄層の場合、媒体ｉ＝１が雰囲気空気
（n1＝１、k1＝０）であり、媒体ｉ＝２が透明薄層（n2
＝nf、k2＝０、ｄ＝df）であり、媒体ｉ＝３が基板（n3
＝nS、ｋ＝kS）であるとする。
透明薄層における干渉によりもたらされるパラメータ
δ（位相シフト）は、以下の式により表わされる。
１層構造体の場合であっても、偏光分析等式の解を求
めることは困難であり、従って一般的にこれはコンピュ
ータにより算出される。このような計算の結果は、光学
的パラメータ、例えばnf、dfの関数としての角度Ψ、Δ
のグラフにより示される。
図２はシリコン基板上の透明薄層の層厚さdfの関数と
しての偏光分析パラメータ（Ψ、Δ）のグラフを示す。
これから明らかであるように、偏光分析パラメータΨ、
Δは、ほとんどあらゆる薄層厚さにおいて、著しく異な
る。例えば薄層厚さdf０（透明シリコン基板）の場合
においてΨ10°、Δ179°であるが、層厚さdf50n
mの場合、Ψ40°、Δ＝100°である。
このように２種類の異なる反射率を有する構造体、例
えば２種類の異なる厚さの透明層を有する基板の偏光分
析パラメータの著しい差違は、表面の光学的反射率がほ
ぼ等しい場合にも生起する。この事実は本発明の際に見
出され、光学的検査方法および装置のための高コントラ
スト像形成に利用される。
B.零位法偏光分析 零位法偏光分析は、偏光分析パラメータ測定法の１種
である。この零位法偏光分析装置が図１に示されてお
り、これは検査されるべき物品12を照射する光源10を光
軸11上に有し、反射光は光軸13末端で光センサ14により
捕捉される。入射光平面１にはこれらの光軸11、光軸13
および被検体12の表面に対する法線12′を含む。
図１は偏光光学的装置の主要な３個の光学的素子、す
なわち偏光子15、位相補償器16および分析器17を具備す
る。一般的にクォーターウェーブプレートを有する位相
補償器16は光軸11もしくは光軸13のいずれの側に在って
もよい。
零位法偏光分析方法によれば、これら３種類の偏光光
学的素子およびこれらの光軸21、22、23の少なくとも２
者は対応する光軸11および13を中心として、第３の素子
を静止状態に保持しつつ、回転せしめられる。若干の個
所において、センサ14は最少限の反射光強さ、すなわち
反射光不存在を検知するはずである。上述した３個の偏
光光学的素子15、16、17が、偏光子モータMP、検知器モ
ータMA、補償器モータMCによりそれぞれ駆動回転せしめ
られる。センサ14により捕捉された反射光は、計測装置
20により計測される。
センサ14により捕捉される反射光の強さは、反射表面
12の特性および３個の偏光光学的素子の入射光平面１に
対する角度位置γＡ、γＰ、γＣにより相違する。偏光
光学的素子の回転により、出力光が「消滅する」、すな
わち最少限強さとなるそれぞれの角度位置がもたらされ
る。この条件下において、偏光分析パラメータΨおよび
Δが、３構成素子の上述角度位置から算出され得る。
例えば、PCSA配置（すなわち、偏光光学的素子が、図
１に示されるように偏光子、補償器、被検試料、分析器
の順序における配置）において、補償器を固定した場
合、等しいΨ消滅状態の１状態は以下の通りである。
γＣ＝45°、Ψ＝γＡ、Δ＝２γＰ＋90° 零位法偏光分析装置が消滅状態に調節されると、換言
すれば特定の被検試料について最少限の出力がもたらさ
れる場合、これら素子のいずれか１者の角度位置変化
（すなわちγＡ、γＰ、γＣのいずれかの変化が、反射
光強さを増大させる。
上述のPCSA配置において、γＣ＝45°（すなわち補償
器が完全なクォーターウェーブプレートである場合）と
すると、出力光および入力光強さＩ、I0は下式で表わさ
れる。
C.偏光分析コントラスト 本発明によれば、等式（９）によるI/I0が広い範囲で
変化する事実が、２種類の異なる材料から成る物品表面
の像において極めて著しいコントラストをもたらすため
に利用される。すなわち、I/I0が２種類の材料の一方に
関して出来る限り零に近いように調節される。ほとんど
すべての被検材料のための偏光分析がパラメータは著し
く相違するので、他方の材料のI/I0はほとんどすべての
場合に０より著しく大きくなる。本発明方法は、偏光分
析パラメータが被検層厚さに対して変化するので、透明
薄層厚さの変化を像形成のためにも利用され得る。従っ
て、これによりもたらされる像は、２種類の材料間で高
いコントラストを示す。
例えば検査されるべき物品が、一方はアルミニウム、
他方はシリコンのような２種類の材料表面を有する場合
に、偏光分析パラメータを、アルミニウムからの反射光
がほぼ消滅するように調節（ΨA141.58°、ΔA114
3.04°、γＡ＝41.58°、γＰ＝26.52°、I/I0０）し
た場合、シリコン表面からの反射光強さはI/I00.3と
なる。装置ノイズ（光学的素子の非精密性、出力光にお
ける復光の存在、反射面の非均斉性などにより生起せし
められる）が10-3程度に低く抑えられるならば、これら
材料間の本発明によりもたらされる偏光分析的な光強さ
のコントラスト割合は、ほぼ300にも達する。これは同
一材料の可視光線に対する反射率間のコントラストより
２桁台以上の良好なコントラストに匹適する。平滑表面
基板がシリコン、アルミニウムなどであり、透明薄層で
被覆された同じ基板と比較すれば、零位法偏光分析的コ
ントラストと反射的にコントラストの割合は、さらに大
きくなる。
2.好ましい本発明実施例 全体的な光学的検査装置 図３は本発明による光学的検査装置の主要構成部材を
示す。この装置は３個の主要サブシステム、すなわち像
監視サブシステム30、像処理、分析サブシステム40およ
び全インターフェースサブシステム50を有する。画像監
視サブシステム30は、検査表面帯域を照射し、光学的画
像を電気信号に転化して、画像処理、分析サブシステム
40の画像処理装置41に転送する。画像監視サブシステム
30は、被検体を保持しており、サブシステム40の主コン
ピュータ42により制御されるサーボ制御装置32によって
駆動されるＸ−Ｙテーブル31を有する。画像監視サブシ
ステム30は、さらに光学的ヘッド33を具備し、これは光
源、光センサおよびＸ−Ｙテーブル31上の被検体を照射
し、画像形成するための光学的素子を含有する。ヘッド
33の光センサは、リニア電荷結合素子（CCD）センサあ
るいは遅延積分（TDI）センサのようなリニアアレイセ
ンサであってもよく、被検体はこれにより走査される。
あるいはまた光学的ヘッド33のセンサは、被検体を段階
的に走査するCCDもしくはVidiconのような扁平アレイセ
ンサであってもよい。
光学的ヘッド33は、特定の被検体における光学的偏光
分析コントラストをもたらすための光学的素子を移動さ
せる機械装置を駆動するべき制御回路34を有する。この
制御回路34は画像処理、分析サブシステム40における主
コンピュータ42により制御され、光学的素子を物理的に
移動させて、最大限の偏光分析コントラストが得られる
まで、それぞれのパラメータを変化させる。制御回路34
は、基本的にスペクトルバンド幅（Δλ）と光源中央波
長（λ）を選定するための回路34aと、分析器（γＡ）
の最善の回転角度を選定するための回路（34b）と、補
償器（γＣ）の最善の回転角度を選定するための回路
（34c）と、偏光子（γＰ）の最善の回転角度を選定す
るための回路（34d）と、最善の入射角（φ）を選定す
るための回路（34e）と、最善の角度範囲（２α）を選
定するための回路（34f）とを具備すると理解すればよ
い。
画像処理、分析サブシステム40は、画像処理装置41と
主コンピュータ42のほか、さらに被検体材料の零位法偏
光分析による最善のコントラストをもたらすためのパラ
メータを記憶しているデータベース43を具備する。画像
処理装置41は、被検体の特徴、例えばプリント回路板の
場合、ライン、パッドなどを認識し、分析するために、
ヘッド33の光センサから供与される画像信号を処理す
る。分析は、画像の特徴を記憶されている画像と対比す
ることを包含し、あるいはいわゆる「設計ルール」対比
を包含する。画像処理は画像走査と同時にリアルタイム
で行われる。画像処理、分析サブシステム40において
は、画像データを高速処理するための専用のハードウエ
アとソフトウエアを使用するのが好ましい。全インター
フェースサブシステム50は、オペレータ用インターフェ
ース装置51、ネットワーク用インターフェース装置52を
有する。オペレータ用インターフェース装置51は、情報
入力用キーボード、情報表示用ディスプレー、処理され
た情報の「ハードコピー」を出力するためのプリンター
などを具備する。ネットワーク用インターフェース装置
52は、主コンピュータ42に情報を入力するための外部コ
ンピュータに接続される。いずれのインターフェース装
置も、適宜情報を主コンピュータ42に入力し、これによ
りデータベース43に蓄積されたデータと共に、それぞれ
の被検体の零位法偏光分析による最大限のコントラスト
をもたらすように、画像監視装置を制御するために使用
され得る。
図3aは図３に示される典型的操作を示すフローチャー
トであって、さらに具体的には、被検体の種々相違する
材料間における偏光分析コントラストを最大限ならしめ
るため、この装置により検査パラメータが選定され、次
いで被検体の欠陥を検査するために使用される態様を示
す。
まずステップ53において、被検体のタイプ（すなわち
検査されるべき表面材料、「設計ルール」データ等）が
例えばオペレータ用インターフェース51（図３）から主
コンピュータに入力される。ステップ54では、あらかじ
め選定されたパラメータ、すなわち入射角（ステップ54
a）、角度範囲（ステップ54b）、スペクトル特性（ステ
ップ54c）、光学的強さ（ステップ54d）、回転されるべ
きでない偏光分析パラメータの同定（ステップ54e）が
入力される。これらパラメータは、オペレータによりイ
ンターフェースを経て供与され、あるいは類似する材料
などのこれまでに検査されて蓄積されているものをデー
タベースから選定される。
次いでステップ55において、被検体の検査されるべき
部分が選定される。プリント回路板などの場合、この部
分はコントラストをもたらすべき部分であって、基板と
導電体を包含する。次いで例えば偏光子をステップ56で
回転させ、材料の一方、例えば導電体から、選定された
部分の画像における最低限のグレーレベル信号を生起せ
しめ、次いでステップ51において分析器を回転させて、
同じ材料からの最低限グレーレベル信号をさらに低減さ
せる。
次いでステップ58において、所望のコントラストがも
たらされたか否かを決定する。結果が否であれば、ステ
ップ56とステップ57が反覆される。所望のコントラスト
がもたらされたならば、検査装置による自動光学的検査
処理が行われる。すでに述べたように、自動光学的検査
方法自体は、一般的に従来から行われているものであ
る。
光学的ヘッドの実施態様 図４は本発明装置において図3aにおける各ステップを
実行するために使用されるべき光学的ヘッド33の１実施
態様を概略的に示す図面である。このヘッドは包括的に
60で示される照射装置と、包括的に70で示される反射光
捕捉ないし画像形成装置を包含する。
照射装置60は、白色光、単色光もしくはレーザ光を照
射するべき光源61を包含し、白色光源が使用される場合
には、照射装置60は可変スペクトルフィルタもしくは一
連のスペクトルフィルタ62を具備する。照射装置60はさ
らに光ファイバー集合体61aおよび被検体12の表面に光
を集中するため、検査装置の特定の要求に応じ得るよう
になされた集光レンズ63a、63bおよび口径絞り64を具備
する。
反射光捕捉装置70は、光学的ヘッドの反射光軸上に在
り、被検体12からの反射光を捕捉する撮像レンズ71およ
び光センサ72を具備する。
上述した各素子は、慣用の光学的検査装置において一
般的なものであって、これ以上の詳説を省略する。しか
しながら、本発明の一面における特長からすれば、これ
らの素子および画像における偏光分析コントラストを制
御する素子は、略図的に69a、69bで示されるような光学
的アーム部材69a、69bに装着されるのが好ましい。これ
らアーム部材は、入射光軸に直交し、被検体表面上の検
査されるべき面に符号する軸線を中心として回転可能で
ある。従って、入射角φは必要に応じて偏光分析コント
ラストを最善ならしめるように変えられることができ
る。
被検体12からの捕捉された反射光における偏光分析に
よる最大限コントラストをもたらすために、照射装置60
はリニア偏光子65を具備し、反射光捕捉装置70は分析器
73を具備する。なおこれら両装置の一方は、位相補償器
66を具備し、これは図４において照射装置60内に図示さ
れているが、この位相補償器66は、反射光捕捉装置70内
に、すなわち反射光軸上に配置されることもできる。
本発明によれば前述したように零位法偏光分析による
最大限のコントラストをもたらすために、被検体のそれ
ぞれの特定タイプのための光学的装置にパラメータ中の
２者があらかじめ選定するか、あるいは制御回路34（図
３）に対応して光学的に調節される。これらパラメータ
は、入射角（φ）と角度範囲（２α）である。
入射角（φ）は、最大限偏光分析コントラストをもた
らすため、被検体表面の特定の特性に応じて、制御回路
34e（図３）により制御される。偏光分析コントラスト
は、入射角（φ）が、ブリュースター角（誘電性基板の
場合）もしくは偽似ブリュースター角（金属基板の場
合）に近い場合に最大限に近ずく。このことは入射角
（φ）が比較的水平方向に近くなるべきことを示唆す
る。他方において、入射角の増大は被検体表面の局部的
な平坦性の欠徐に対する画像の感度を増大させ、入射光
面における基板上の特徴的寸法における歪みを増大さ
せ、光照射装置の焦点深さを低減させる。
角度範囲（２α）は、検査されるべき表面の画像形成
部分を照射する円錐形の光束の半角度（α）により規制
される。必要な角度範囲は反射光捕捉装置70における撮
像レンズ71における口径角度および被検体面12の諸特徴
のうちの、被検体表面の平面に対する物理的「勾配」、
すなわち例えば基板平面に対して基板上にプリントされ
た導電部分「側面」が交叉する角度によって決定され
る。
光学的角度範囲（２α）は、また被検体表面の諸特性
に依存し、ダイアフラム64（図４）の口径を制御する駆
動装置34f（図３）により制御され得る。検査されるべ
き表面が鏡面様に著しく平滑であり、平坦である場合に
は、角度範囲は少なくとも撮像レンズ71の口径に等し
く、従って撮像ないし画像形成装置の最大限解像力をも
たらすようにしなければならない。一方においては、被
検体表面における弯曲が大きい程、例えば粗面度が大き
い程、明視野画像形成装置におけるように所望角度範囲
は大きくなり、また他方においては、角度範囲が大きく
なると、照射装置および光源の光学的設計が複雑にな
る。
光のスペクトル分布Δλは、照射装置および全面像監
視装置の他の重要な特性である。異なる材料および薄層
構造体が検査されるべき場合には、石英タングステン
灯、キセノン高圧放電灯などのような白色光光源を使用
するのが好ましい。このような光源は、通常、光センサ
の感度より広いスペクトル範囲にわたる高度の明るさを
もたらす。例えばシリコンCCDセンサは、400から800nm
の範囲においてのみ良好な感度を示すに過ぎない。
しかしながら、被検体表面が、不透明材料、例えば銅
上の金、シリコン上のアルミニウムなどである場合に
は、偏光分析による高コントラストは、広いスペクトル
の光、ことに全可視スペクトルを包含する白色光の使用
によりもたらされる。これはこれら材料の光学的パラメ
ータ、ことに偏光分析パラメータおよびΔが、可視スペ
クトルの広い範囲にわたりほぼ一定であることによる。
被検体構成材料の少なくとも１材料が、透明薄層で被
覆された特定の基板である場合、偏光分析コントラスト
の、照射光線のスペクトル特性に対し依存性はさらに複
雑である。この点は図5a、5b、5cに示されている。5a図
に示されているような層において生ずる、所定のスペク
トル範囲Δλ（図5b）における各波長に対して生ずる多
重的な反射のために、偏光分析パラメータΨおよびΔの
所定の組合せがもたらされるからである。全スペクトル
範囲に対する光学的構造体の角度ΨおよびΔが測定され
ると、ΨおよびΔの変化は、スペクトルバンド幅のほぼ
関数を構成する（図5b）。従って、Δλが100nmである
図5cの曲線に対して、零位法偏光分析でもたらされる最
低限の光強さは、Δλが20および5nmである図5cの曲線
ＢおよびＣで示されるような、単色光光源あるいは狭い
バンド幅光源が使用される場合よりも急勾配ではない。
従って、画像ノイズはスペクトルバンド幅、Δλを減少
させることにより低減され得る。被検体の一方の材料が
被覆されていない金属層であって、他方の材料が透明被
覆層を有する基板である場合を想定して、光学的装置の
偏光分析パラメータが、本発明により調整されて、基板
からの反射光が消滅（すなわち画像が暗黒）になされた
とすると、被覆されていない金属層は明るく見える。こ
の検査に単色光が使用されたとすると、この被検体表面
に対応する画像のコントラストは極めて高い。他方にお
いて層厚さが不均斉である場合には、不均斉な画像（光
学的ノイズ）がもたらされる。ある被検体について、実
際の厚さと多目的な厚さとの間に本質的な差違が在るな
らば、そして基板のパラメータΨとΔが被覆されていな
い金属のこれらパラメータに類似しているならば、これ
らの間のコントラストは消失する。
この問題の解決は非単色光を使用し、コントラストを
逆転することである。この場合、本発明方法により、偏
光分析パラメータを調整して、金属層画像を暗黒化す
る。これにより比較的広いスペクトルの光が使用されて
いるので、基板の方は画像において明るく見える。この
場合に基板のパラメータΨ、Δおよび画像中のそれぞれ
のグレイレベル信号は、層厚さ変化（図5cにおける曲線
Ａのような）により大きな影響を受けず、従って画像は
高度のコントラストと均斉性とを有する。
従って、検査されるべきそれぞれの特定の薄層構造体
に対して、照射光のスペクトル特性（λ、Δλ）が、光
学的画像のコントラストおよび均斉性がもたらされるよ
うに選択されるべきことは、本発明方法を実施するに当
たり重要である。検査されるべき部分の可及的速やかな
走査を可能ならしめ、照射光の最大限の明るさをもたら
すために、比較的広いスペクトル範囲を有する光を使用
することが一般的に好ましい。従って白色光光源が使用
される場合には、図４において62で示されるような異な
るフィルターの組合わせないし可変スペクトルフィルタ
ーを使用する。本発明方法の実施に当たり、パラメータ
λ、Δλは、制御回路34bを介して、主コンピュータ42
（図３）により制御される。
被検材料の異なる組合わせの数が限定され、従ってた
だ１種類の特定スペクトル範囲の光が必要である場合、
照射装置の効率は、特定の光源、例えば発光ダイオード
（LED）の使用により改善される。
被検体表面が極めて平坦かつ均斉である場合には、例
えばHe-Neガスレーザのようなレーザ光源が使用され
る。単色光レーザ照射により、薄層構造体、ことに層厚
さが数オングストロームから数nmの範囲である薄層構造
体における最善のコントラストがもたらされる。
図４に示されるように、反射光光軸に沿って設けられ
ている、本発明装置の反射光捕捉部分70は、原則的に撮
像レンズ71、光センサ72、分析器73を具備する。撮像レ
ンズ17は、対象物平面に在る被検体12の被照射面を、画
像平面に在る光センサ72の感光性部分に画像形成する。
光学的検査自動走査装置において、通常、センサ72と
してはリニアCCDのようなリニアアレイセンサが使用さ
れる。このような光センサは、検査されている対象物上
の線に沿って各画素、すなわち「ピクセル」のための画
像の個々の点の光強さに比例する電気信号をもたらす。
解像力は、一般的にレンズ71の倍率および解像力ならび
に光センサ72の能力に依存する。
リニアアレイセンサは、Ｘ−Ｙテーブ31（図３）に対
し、その面に直交する方向に、極めて精密に制御された
態様で移動する。従って、上記の線は、対象物に対する
光学的ヘッドの物理的運動により、対象物に沿って移動
せしめられる。被検体表面の極めて狭い範囲の照射で足
りるので、照射装置の高収率をもたらしつつ、高度の解
像力がこの検査装置により達成される。しかしながらリ
ニアアレイセンサ（例えばリニアCCD）には、センサの
各感光素子、すなわち画像の各画素に対応する素子に
は、一定の最少限の集積が必要であるという点で制約が
ある。
走査速度を高め、従って検査時間を短縮するために
は、TDI（遅延集積）センサが使用され得る。感光素子
の扁平集積体から成り、ステップバイステップで走査さ
れるこの公知センサは、センサにおける数本の平行線集
積体で、対象物から検知された光に対応する電荷を捕捉
する。しかしながら、このTDIセンサの主たる物理的制
約は、単一本数の集積センサに比し、変調伝達関数（MT
F）が減小することである。このMTFは機械的振動により
生起せしめられる対象物対センサの振動により有効的に
減小せしめられる。
前述したように、偏光分析による最大限のコントラス
トをもたらすため、本発明においては少なくとも３個の
偏光素が使用される。図４に示されるように、この３個
の装置は、リニア偏光子65、補償器66および分析器73で
ある。偏光子65は、入射光面に平行なＰ平面成分と、こ
のＰ平面に直交するＳ平面成分とを有する、直線的に偏
光された光をもたらすリニア偏光子である。補償器66は
反射偏光のＰ平面成分とＳ平面成分の間の位相シフトを
補償する。分析器73は、「補償された」反射光の偏光面
に対して直交する、その偏光面に順応するとき、反射光
を有効に消失させる。
これと異なるタイプの補償器も使用可能であるが、雲
母もしくは液晶四分の一波長板が好ましい。これらの材
料は光速角度の収斂ないし拡散に対する最良の許容度を
有し、スペクトル範囲の問題となる微量光を吸収するか
らである。
偏光子65および分析器73も、プリズム、ダイクロイッ
クシートを含む数種類のタイプが使用され得る。プリズ
ム偏光子は、最も良好な反射光消滅率、すなわち平行偏
光子および交叉偏光子を通る光束強さ間の割合をもたら
す。しかしながら、このプリズム偏光子は、適当な光学
的装置に組込むのが困難である。ダイクロイックシート
偏光子および分析器は、組込まれた装置のデザインを簡
単にする点で好ましい。このようなシート状装置は、照
射／反射光の収斂、放散角度およびスペクトル分布に対
する許容度が大きく、照射、画像形成装置における偏差
の誘発が少なく、寸法が極めて小さく、整列、回転が容
易である。
図４に示される光学装置の欠点は、偏光光学素子全部
が被検体近くに配置され、従って撮像レンズと照射光学
素子の両者とも長い作用間隔を設けねばならない点であ
る。このため例えば顕微鏡対物レンズを使用して高倍率
の像を形成するのが困難である。さらに他の欠点は、光
軸の短い両側（すなわち照射側の集光レンズ63bと対象
物12との間、反射側の対象物12と集光レンズ71との間）
に偏光光学的素子が配置されており、これらの光学的素
子を通過する光が拡散し、収斂するので、これらの作用
が劣化することである。偏光光学的素子を光が直線的に
通過する配置が好ましい。
図６はこの問題に対処する本発明による偏光光学的素
子の他の配列を示す。この場合、偏光子65と補償器66
は、照射系60の長い距離、すなわちレンズ63aと63bとの
間に配置され、また分析器73は反射光捕捉系70の長い距
離、すなわちレンズ71と光センサ72の間に配置されてい
る。このような配置により図４の配置に関して上述した
欠点が回避されるが、これは照射系60において集光レン
ズ63bを、また反射光捕捉系70において撮像レンズ71の
使用を必要とするが、両者共に偏光分析コントラストに
影響を及ぼし得る複屈折を回避するため少ない内部歪み
を有するガラスで形成するのが好ましい。
図６の配置においても、照射系60ではなく、像形成系
70に補償器を設けるのが好ましい。この改変配置が図７
に示されている。すなわち、位相補償器74が照射系60内
に、あるいは画像形成系70内に設けられる。前者がPCSA
（偏光子／補償器／試料／分析器）配列、後者がPSCA配
列と称される。
PCSA配列にあっても、PSCA配列にあっても、偏光分析
コントラストには悪影響を及ぼさず、これら両者間の選
択は、主として光学的設計およびその機能を考慮してな
される。例えば画像形成系の光学的機能が臨界的である
ならば、図４の66で示されるように、補償器を照射系中
に設けて、反射光軸70の反射光捕捉系において誘起され
るべき追加的偏差を回避するのが好ましい。他方におい
て、被検体の被照射部分が比較的大きく、従って大きい
光学的素子を必要とし、反射光捕捉系の作用が臨界的で
ないならば、あるいは偏差が撮像レンズにおける設計の
ために補正されるならば、図７に示されるように、補償
器74が反射光光軸における反射捕捉系70に設けられてい
るPSCA配列を使用するのが好ましい。
なお上述した零位法分析手法を特定の用途に適合させ
るため、光学的ヘッドの他の変形例を説明して置くのが
適当であろう。
このような用途は、基板としてガラスを使用し、可視
光線範囲において透明であってもよい複数層の薄層を有
する扁平表示パネルの検査である。図４に示される基本
的な光学的構造は、被検体上の異なる材料を区別する目
的のために使用され得るが、透明薄層構造の場合には、
信号対雑音比（SNR）は、これら材料の必然的に低い反
射率のために低くなる。
図８はこのような透明、低反射率物品の検査するため
の使用され得る装置を示す。図８の装置において、構成
素子は例えば図７の反射光部分におけると同様であり、
従って同じ参照符号で示される。ただし照射系60は、透
明被検体を透過する入射光を転送する位置に設けられ、
反射光捕捉系70は被検体に関し反対側に設けられる。こ
れら両者の配列において、暗黒レベル信号（反射光消滅
位置からの信号）は、ほぼ同じであるが、図８の転送さ
れた光の明るさレベルは、図７の装置の反射光における
それよりも明らかに著しく高い。
図８における転送光間において、偏光分析による最大
限のコントラストをもたらすための処理のすべては、反
射処理（例えば図７における）と同様であるが、基本的
な偏光分析等式（前述の等式２）は、下記のように若干
修正されねばならない。
tanΨ・exp（ｉΔ）＝Ｐ／Ｓ （10） 式中のＰおよびＳは被検体のフレネル複合転送係
数である。本発明装置による反射装置に対する参照符号
は、内容的に許容される限り、このような転送装置をも
示すものと解されるべきである。
図９はすでに述べた光学的ヘッドと同様の光学的ヘッ
ドを示すが、この場合には視野ないし口径制限部材68お
よびレンズ69a、69b、69cを具備する、顕微鏡式照射装
置を使用している。本発明によるこの実施態様は、他の
点においては前述した各実施態様と同じである。
CCDマトリックスのような扁平アレイ光センサが使用
される場合、光センサはステップバイステップで走査さ
れる。このような走査モードは、検知後に欠陥を実証
し、表示するための自動光学的検査装置に従来から使用
されていた。この場合、光センサは光学的に拡大された
倍率で欠陥位置周辺の被検体表面を「観察」する。実証
は視覚的に、例えば高解像度ビデオモニターを使用して
自動的に行われる。
部分センサが使用される場合、入の程度を問わず被検
体表面の明瞭な画像をもたらすために、センサの面を光
軸に対して傾斜させることが必要である。これは、光学
的配列は図９と同様であるが、光センサ72′が感光素子
の扁平集合体を有する部分センサである、図10に示され
ている。図10において部分センサ72′の面は、対象物12
の面に対して角度βで傾斜されている。この角度は下記
関係式から算出され得る。
β＝φ＋arctan〔Ｍ・（tanφ）〕 （11） 式中Ｍは画像形成装置の光学的倍率を意味する。
出力光束の消滅処理 前述したように、本発明により、２種類の材料から成
る被検体表面の画像において最大限の偏光分析コントラ
ストをもたらすために、３個の偏光素子（偏光子、補償
器、分析器）のうちの少なくとも２個を、被検体材料の
一方の画像を消滅（光強さの最小現化）させるために、
回転させる。従ってこれには以下の３種類の選択があり
得る。
A.偏光子の角度位置を定常的に保持し、補償器および分
析器を回転させる。この選択は例えば長く幅の小さい帯
片をリニアCCDカメラで走査する場合、偏光子を光軸中
心に回転させるには余りにも大きい場合などに好まし
い。偏光子の角度位置は、この場合γＰ＝±45°が好ま
しい。
B.分析器の角度位置を定常的に保持し、補償器および偏
光子を回転させる。この選択はプリズム偏光子が分析器
として使用され、その光軸を中心として回転する間に、
機械的不斉合が対象物の画像を画像面において移動さ
せ、撮像レンズの自由間隔が、あたかも分析器回転機構
の配置を許さないような場合に有利である。
C.補償器の角度位置を定常的に保持し、偏光子および分
析器が回転される。
これら３種類のうちの１種類の選択による３者のうち
の２者の回転は、被検体両材料の一方が像中において消
滅するまで、あるいは両材料のいずも像中において消滅
している場合には、両材料間に最大限のコントラストが
もたらされるまで継続する。
この処理は手動的もしくは自動的に行われ得る。いず
れの場合にも、この処理は、限定された角度範囲（例え
ば分析器の場合０≦γＡ≦π/2、偏光子の場合０≦γＰ
≦π、補償器の場合γＣ＝π/4＝定常位置）で、３個の
偏光光学的素子のうちの２個をそれぞれ継続的にかつス
テップバイステップに回転させ、各ステップにおいて両
材料の一方の像中における最少限の光強さをもたらす。
いずれの場合にも１個の光学的素子の回転は、前回の最
少限値（すなわち他方の光学的素子に関して最少限と判
定）を変え、両光学的素子の交互の調整により反射光の
像中における最大限の消滅を実現することが必要であ
る。
この処理が、補償器を定常位置に保持したPCSA配置の
場合について、図11aに示されている。
偏光器および分析器の当初位置がγＡ (0)、γＰ (0)で
示される。偏光子を０≦γＰ≦πの角度範囲で回転させ
ることにより、第１部分の最少限光強さポイント１（図
11a）が、対象物の一方材料からの画像中最低信号を認
識することにより決定される。この最少限値座標がγＡ
(0)、γＰ (1)で表わされる。角度γＰ (1)を定常位置に
保持して、今度は偏光子を、０≦γＡ≦π/2の角度範囲
でγＰの第２部分最少限光強さ、ポイント２（座標γＡ
(1)、γＰ (1)が見出されるまで回転させる。さらに像中
新たな最少限ポイントγＡ (1)、γＰ (2)が現れるまで、
０からπの角度範囲におけるγＰの回転による変化を反
覆する。この一連の作業を全体的最少限値がもたらされ
るまで、例えばポイント６、γＰ (3)、γＡ (3)が見出さ
れるまで多数回反覆する。
どの時点で全体的最少限値が達成されたかを決定する
基準は、種々の態様で定義され得る。全体的最少限値
は、例えば特定の閾値より低くなることで決定され、あ
るいは実行されるべき上述した局部的最少限値発見工程
の最多工程数により決定され得る。あるいはこれら両者
の結合によっても決定され得る。
上述した全体的最少限値の決定処理は、上述した相連
続する局部的最少限値の達成まで各偏光光学的素子の物
理的回転を制御するように、主コンピュータ42をプログ
ラミングすることにより自動化され得る。最終値を発見
するための、若干の数値的公知方法を利用することもで
きる。
前述したステップバイステップ発見法に基づいて、光
強さの相似を平方べきタイプの目的関数に対する角度
Ψ、Δの関数とする、全体的光強さ最少限発見をさらに
迅速に行うためのアルゴリズムが図11bに例示されてい
る。ほぼ同様な複数曲線が示されているが、これらは同
じ光強さＩの曲線であって、全体的最少限値Iminが座標
γA *、γP *のＭ点に在る。上述した局部的最少限値発見
の手順を３図（０・・・・＞１・・・・＞２・・・・＞
３）行い、次いで、以下の等式によるポイント１および
ポイント３を通過する直線に沿って、γＡ、γＰの回転
角を同時に変化させることにより全体的最少現値Iminの
座標γP *、γA *を見出し得る。
このようにして、全体的最少限値発見は、常に最大限
４図の発見処理工程を経て完了する。
被検体表面の２薄層構造を対比する場合において、場
合によりこれらの層が均斉な厚さを持たない場合があ
る。このような場合、反射光最少限強さのレベルが、同
一構造体において場所により相違し、従って光学的装置
は、走査処理の間リアルタイムで自動的に同じ全体的最
少限値に調節されねばならない。この自動的調節は、特
定個所において検知された実際の最少限値を比較して、
全体的最少限値偏差とし、これを光学的素子制御回路34
（図３）のためのフィードバックパラメータとして利用
して行われる。
光学的素子、例えばγＰ、γＡの角度位置をリアルタ
イムでフィードバック調節することは、極めて効率的に
行われ得る。すなわち、層厚さと偏光分析パラメータ
Ψ、Δとの間の関係をあらかじめ算出して置けば、出力
光強さ偏差値は、受入れられた各目的角度値γＰ、γＡ
における層厚さの関数として、前述の等式（９）から決
定され得る。
この手順は逆に行うこともできる。すなわち、まず全
体的最少限値から仮強さの偏差を測定し、その名目値か
ら層厚さの変化で相対的光強さの変化を知ることによ
り、被検体表面に沿って層厚さの偏差を求めることがで
きる。この方法は、シリコン基板上でエッチング処理し
た後の誘電性層（例えば二酸化珪素層）におけるいわゆ
る「ウィンドウ」を、図２に示されるような層厚さのパ
ラメータΨ、Δと無関係に検査する場合において特に有
効である。本発明方法により選定される角度γＰ、γＡ
が、純珪素についてのものであるならば、完全開放ウィ
ンドウはすべて像中にて完全に消滅（暗色）しているは
ずである。ウィンドウの若干のものが完全にエッチング
処理されていない場合には、これらは明るく見え、従っ
て欠陥として認識され得る。さらに、これらの個所にお
いて相対的光強さ（グレイレベル信号）を測定すること
により、このようなウィンドウ全体の残渣層厚さを容易
に計算し、その統計的分布を知ることができる。
このデータによりオペレータは追加的エッチングを施
す必要があるか否かを決定することができ、これが必要
である場合、処理の必要条件、例えば追加エッチング時
間を知ることができる。
本発明による零位法偏光分析技術は、従って単に高コ
ントラストの画像をもたらすのみでなく、「消滅せしめ
られた」信号と、その全体的最少限値との処理中の対比
を可能ならしめる。これは、またさらに層厚さのその名
目的数値からの偏差の認識を可能ならしめる。さらにま
た、このような偏差のある面積および統計的分布も容易
に算出され得る、これは方法制御に極めて重要な情報で
ある。
上述した偏光分析コントラスト技術による光学的検査
法は、独立した検査法として使用することもでき、また
他の検査方法、例えば欠陥存在の検証方法と併用するこ
ともできる。この偏光分析方法は、高コントラスト画像
をもたらし得る能力のほかに、逆方向コントラストを使
用して別の画像を形成し得る利点を有する。すなわちこ
の方法の過程において、偏光光学的素子を被検体表面両
材料の一方からの信号を消滅させるように設定し、次い
で他方の材料が消失している第２の画像を形成するよう
に光学的素子を再設定し、このようにしてもたらされる
両画像を比較することができる。このようにして、実際
の欠陥、例えば何らかの不足、空白、局部的酸化もしく
は汚染のような現象、表面傾斜など、画像における光強
さの不規則性をもたらすが、対象物の適当な機能を阻害
しない欠陥の間の区別が可能である。
層厚さないし反射率の測定 上述した方法および装置は、また薄層構造体の厚さお
よび屈折率を自動、光学的に測定するために使用され得
る。これは上述した装置により構造体表面を照射し、反
射光を光センサで捕捉し、画像のグレイレベル信号を測
定して行われる。前述したように被検体表面に入射する
光を直線的に偏光して、入射光に平行なＰ平面成分と、
これに直交するＳ平面成分とをもたらす、分析器を像形
成光軸上に配置し、位相補償器を、Ｐ平面成分とＳ平面
成分との間において被検体からの反射光により生起せし
められる位相シフトを補償するため、入射光軸あるいは
像形成光軸、すなわち反射光軸のいずれかに配置する。
このような方法ないし装置において、偏光子、分析器
および補償器の相対的角度位置が、最少限グレイレベル
信号をもたらすように調節され、このグレイレベル信号
が測定される。この測定により被検体の層厚さおよび屈
折率が直ちに得られる。
本発明のこの特長による薄層の層厚さおよび屈折率の
自動光学的測定は、偏光分析パラメータの測定において
行われたと同様の手順で行われ、被検体の欠陥を自動的
に検査する前に、その表面両材料の一方からの反射光を
消滅させることにより行われる。
本発明方法および装置を、好ましい若干の実施態様に
つき上述したが、これは単に例示的に説明されたもので
あって、具体的にはさらに他の変更、修正、改善がなさ
れ得る。従って上述明細書中のすべての説明はすべて例
示的なものであり、本発明の範囲は、以下の特許請求の
範囲によってのみ規制されるべきである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−189448（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−143729（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−249007（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−203046（ＪＰ，Ａ) 米国特許4695162（ＵＳ，Ａ) 米国特許4701052（ＵＳ，Ａ) 光学的測定ハンドブック （1982年10 月１日） ＰＰ．256−264

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】被検体物品を光源からの光により照射し、
    これからの反射光を光センサにより捕捉し、光センサで
    捕捉された光に対応する画像を形成し、この画像を分析
    して欠陥を見出すことを含む、少なくとも２種類の材料
    を含む被検体物品特に薄膜多層構造体の表面を光学的に
    検査する方法において、 光源が広スペクトル範囲の強い多色光源であり、また上
    記方法が以下の追加的工程、すなわち 偏光子を光源と物品の間の光軸上に配置して、入射光を
    直線的に偏光して、入射光面に平行なＰ平面成分と、こ
    のＰ平面に直交するＳ平面成分とをもたらし、 分析器を物品と光センサの間の光軸上に配置し、 位相補償器を上記光軸のいずれか一方の上に配置して、
    Ｐ平面成分とＳ平面成分の間において上記一方の材料に
    より生起せしめられる位相シフトを補償し、 上記偏光子、分析器および補償器のうちの少なくとも２
    つをそれぞれの光軸を中心として回転させることによ
    り、上記光センサにより捕捉された光に対応して形成さ
    れた上記物品の画像中における両材料間の最大限のコン
    トラストをもたらす各工程を包含することを特徴とする
    方法。
  2. 【請求項２】上記３光学的素子の２者を回転させ、第３
    素子を固定保持して、画像中における両材料の一方の光
    強さを最少限値にすることを特徴とする請求項１に記載
    の方法。
  3. 【請求項３】上記光源により生起せしめられる光の中央
    波長を、画像中における両材料間において最大限のコン
    トラストをもたらすように選択することを特徴とする請
    求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】上記光学的素子のいずれか２個のあらかじ
    め選定された回転位置に対して、上記材料の少なくとも
    １材料からの捕捉された反射光の光強さを測定し、各材
    料の層厚さもしくは反射率に関する数値をもたらすこと
    を特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】上記光センサがリニアアレイ感光素子を有
    し、これが感光素子扁平面に直交する線に沿って上記物
    品に対し走査せしめられることを特徴とする請求項１に
    記載の方法。
  6. 【請求項６】上記光センサがリニアアレイ感光素子を有
    し、これが上記物品に対しステップバイステップ状態で
    走査せしめられることを特徴とする請求項１に記載の方
    法。
  7. 【請求項７】感光素子の扁平アレイが、走査される物品
    の面に対して傾斜している面内に配置され、これにより
    感光素子アレイが物品に対して焦点内に置かれることを
    特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】少なくとも２種類の材料を含む被検体物品
    特に薄膜多層構造体の表面を自動的に検査する装置であ
    って、これが 物品を入射光で照射するための、広スペクトル範囲の多
    色光の強い光源を有する照射装置、 物品からの反射光を捕捉し、捕捉された光の強さに対応
    して変化する電気信号を出力する光センサ、 光センサにより捕捉された光に対応して照射された物品
    の画像を光学的に形成する画像形成装置、 物品の欠陥を示すために上記光センサの出力を処理する
    処理装置を具備し、 上記照射装置が入射光を直線的に偏光して、入射光面に
    平行なＰ平面成分と、このＰ平面に直交するＳ平面成分
    をもたらす偏光子を有し、 上記画像形成装置が反射光を消滅させる分析器を有し、 上記検査装置がさらにＰ平面成分とＳ平面成分の間に、
    上記材料のうちの１材料により生起せしめられる位相シ
    フトを補償するため、偏光子と物品の間において照射装
    置の光軸上、あるいは物品と分析器の間において画像形
    成装置の光軸上に配置された位相補償器と、 偏光子、分析器および位相補償器のうちの少なくとも２
    個を回転させて、上記物品の画像中における両材料間の
    最大限のコントラストをもたらすための装置とを具備す
    ることを特徴とする装置。
  9. 【請求項９】上記回転装置が、偏光子、分析器および位
    相補償器のうちの２個を、照射装置または画像形成装置
    の光軸を中心として回転させ、その間上記３者中第３者
    を定常的に保持して、上記材料に対応して光センサによ
    り捕捉された光の強さを最少限にすることを特徴とする
    請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】上記１材料に対応する像に最少限光強さ
    をもたらすように偏光の回転角度を決定した後に、上記
    材料の少なくとも１材料から捕捉された光の強さを測定
    する装置をさらに具備し、これにより各材料の層厚さな
    いし反射率の変化を示すことを特徴とする請求項８に記
    載の装置。
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JP2008122394A (ja) * 2000-12-18 2008-05-29 Centre National De La Recherche Scientifique 偏光解析測定方法および装置

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