JP3290643B2 - ワークピース表面の欠陥検査装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークピース表面
の欠陥の検査に関する。本発明は特に、光線によってワ
ークピース表面を走査し、該ワークピース表面から反射
された光信号から、該ワークピークが欠陥を含んでいる
かどうかを決定する前に、そのワークピース表面から反
射され検出された光信号を処理して、検査感度を増大さ
せるための装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ほとんどの半導体マイクロ電子工学的応
用において、重要なファクタは、シリコン集積回路ダイ
上に配置されたデバイスの特性長である。これらのデバ
イスは、コンデンサと抵抗器はいうに及ばず、ＭＯＳＦ
ＥＴといったトランジスタ、金属配線路も含む。特に、
ほとんどの応用では、半導体デバイスの大きさはより小
さければもっと良い。デバイスの幾何学的形状がより小
さくなれば、接合容量がより小さくなるために、更に速
いトランジスタスイッチング速度が可能となる。また、
それによりより大きい処理パワーと複雑さを備えたデジ
タル回路の開発も可能になる。まさに数年前では、一般
的な半導体トランジスタの特性長は、約３００ｎｍ（ナ
ノメータ）であった。しかしながら、より最近には、特
性長は１８０ｎｍまで減少し、半導体トランジスタは、
いまや１３０ｎｍの大きさで生産されている。

【０００３】半導体デバイスの小型化は、一般に有利で
あるけれども、こうしたサイズの減少によってこれらの
デバイスの製造において、いくつかの問題が引き起こさ
れた。特に、半導体デバイスは、成長し、ウエハスにス
ライスされ、そして研磨された結晶シリコンウエハスか
ら製造される。これらのウエハスを製造し、それらを半
導体製造のために、準備するための方法は非常に進歩し
たが、汚染粒子がウエハス表面に持ち込まれ、そして／
または汚染物質もしくは表面欠陥がウエハスに存在する
場合がある。これらの汚染物質及び／または欠陥は、も
し大きさにおいて、ウエハスから生産される半導体デバ
イスと比較して大きいなら、デバイス欠陥と生産性減少
をもたらしかねない。このように、半導体デバイスと、
それらの付随コンポーネントの大きさが減少するにつ
れ、かつて無視できたより小さなサイズの汚染物質と欠
陥が問題になってきた。

【０００４】例えば、もし半導体デバイスが約３００ｎ
ｍの大きさを持っているなら、６０ｎｍの大きさを持っ
ている汚染物質または欠陥は、一般に無視できる。しか
しながら、特性長が１８０ｎｍにまで減少すると、同じ
欠陥は、製造されたデバイスに欠陥を生じさせかねな
い。

【０００５】前記問題の結果として、シリコンウエハス
の欠陥を検出するために使用される検査デバイスに、い
っそう厳しい要求事項が突きつけられた。半導体装置製
造産業組合（ＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment Manu
facturing Industry consortium））は、シリコンウエ
ハ検査デバイスに対する欠陥検出感度要求事項を、確定
する組織である。欠陥検出感度は、ひとつの選択された
直径のポリスチレンラテックス球（ＰＳＬ）を検出する
スキャナの能力に基づいて、一般に定義される。増やさ
れた検出感度要求事項の一例として、最近ＳＥＭＩは、
検査デバイスは１３０ｎｍのデバイス幾何学的形状に対
して、６５ｎｍのＰＳＬ欠陥を常に確実に検出できるこ
とを要求した、ガイドラインを公表した。

【０００６】これらの増やされた検出感度要求事項は、
多くの従来のシリコンウエハ検査デバイスにとって問題
となっていた。特に、多くの従来のシリコンウエハ検査
デバイスは、シリコンウエハス表面の欠陥を検査するた
めに、レーザベースのスキャナと光電子増倍管ベースの
光検出器を使用する。光検査システムは、シリコンウエ
ハス上の１００ｎｍの欠陥を検出することができている
が、その性能は、量子力学的ショットノイズによって制
限されている。このノイズは、シリコンウエハス表面か
ら反射された散乱光から受信した、光子の検出に関連す
る統計確率によって引き起こされる。このノイズに対す
る感度によって、デバイス欠陥を生じさる可能性のあ
る、小さな粒子に対する検査システムの検出感度が制限
される。特に、粒子に生成される信号は、粒子サイズの
減少と共に非線形的に減少する。

【０００７】シリコンウエハ検査デバイスにショットノ
イズを導入することに伴う、少なくとも一つの問題が図
１に示されている。図１は、従来のシリコンウエハ検査
システムの一部を示している。この従来のシリコンウエ
ハ検査システム１０は、ワークピースＷの表面Ｓに光線
Ｂを向けるための、レーザといった光源１２を備える。
このシリコンウエハ検査システム１０は、ワークピース
表面Ｓからの反射散乱光を検出するための、いくつかの
個別の検出器を含むことができる暗チャネル検出器シス
テム１８をも備える。従来の該シリコンウエハ検査シス
テム１０は、光線がワークピースＷに対してなす角度β
に対応し、一般的にはその角度に等しい角度βで配置さ
れた明チャネル検出器２０をも備える。該明チャネル検
出器２０は特にワークピース表面Ｓからの反射光を検出
する。

【０００８】重要なことに、前記シリコンウエハ検査デ
バイスは、ひとつの偏向器１４とひとつの光学レンズ１
６も備える。該偏向器とレンズは、前記ワークピース表
面上に走査領域２２を形成するために、光線を受け取
り、その光線を反射させる。前記走査領域は、光線の走
査経路に関連するインスキャン次元（in-scan dimensio
n）２４によって画成される。特に、その走査経路は前
記偏向器によって制御される角度αの光線の掃引であ
る。さらに、前記走査領域は、光線幅に関連するクロス
スキャン次元（cross-scan dimension）２６を含む。

【０００９】動作中は、通常、レーザがワークピース表
面のすべて、または実質的な部分を走査するように、ワ
ークピースまたはレーザが、光線に関連して移動する。
前記ワークピースが走査されるとき、前記暗チャネル検
出器及び明チャネル検出器は、該ワークピース表面から
反射された光信号を受信する。これらの光信号は、ワー
クピースが、欠陥を含むかどうか決定するために、信号
処理デバイス２８に送られる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】すでに述べたように、
これらの従来のシステムの多くに関連する問題は、前記
シリコンウエハ検査システムの暗チャネルに、ショット
ノイズが導入されるということである。このノイズは、
ワークピースの小さな欠陥を検出しにくくする可能性が
あり、そのために、該シリコンウエハ検査デバイスの感
度が減少する。例えば、図２は、従来の検査デバイスに
よってワークピースの一部分を走査した際に、電子増倍
管暗チャネル検出器によって受信されたデータ信号のプ
ロットである。該ワークピースのこの部分は、ピーク３
０によって走査中心が示された１００ｎｍのＰＳＬ欠陥
を含む。重要なことに、このプロットによって示された
ように、暗チャネル検出器によって受信される光信号
は、該ワークピースのより小さい欠陥を検出しにくくす
る、かなりの量のノイズを含む。特に、欠陥によって生
成される信号の振幅は、次式によって一般に欠陥の直径
Ｄに関係する。欠陥振幅∝直径⁶ （すなわち、欠陥振
幅は、直径の６乗に比例する） こうして、欠陥の直径が減少するにつれて、欠陥によっ
て生成される信号の振幅は劇的に減少し、その結果、ワ
ークピースにおけるより小さな欠陥の検出は、ノイズが
多い検査デバイスにおいて、いっそう問題となる。

【００１１】前記暗チャネル検出器及び明チャネル検出
器における、信号ノイズの導入に関連する問題を考慮し
て、シリコンウエハ検査システムは、受信した信号か
ら、少なくとも一部のノイズをフィルタするよう開発さ
れた。これらの従来の検査デバイスは、シリコンウエハ
スから受信した光信号のノイズ量を減らすための、信号
フィルタリング技術を使用している。これらのフィルタ
技術によれば、有利に検査デバイスの感度が増大する。
しかしながら、これらの従来の検査デバイスは、ＳＥＭ
Ｉガイドラインによって要求される６５ｎｍ範囲の欠陥
を、確実に検出できるほど十分な信号フィルタリングを
実現できない。

【００１２】特に、これらの従来の検査デバイスは、走
査領域のインスキャン方向２４において光信号をフィル
タする。信号処理デバイス２８内に位置するインスキャ
ン・フィルタは、一般に従来のアナログフィルタであっ
て、以下、さらに論じられるように、一般に光線Ｂの光
強度特性、例えば一般的な光強度のガウス分布にマッチ
するように設計される。図３に示されるように、インス
キャン・フィルタは、暗チャネル検出器及び明チャネル
検出器によって受信された光信号をフィルタして、効率
的に信号ノイズの導入を減少させる。特に、フィルタ後
に、暗チャネル検出器によって受信された信号を示して
いる図３のように、信号はより少ないノイズを含む。さ
らに、欠陥を示しているピーク３０は、背景ショットノ
イズと比較してよりずっと顕著である。

【００１３】図示されたように、ウエハ検査デバイス
は、効率的に、明チャネル検出器及び暗チャネル検出器
によって受信された信号の一部を減少させ、それによっ
てウエハ検査デバイスの感度をより敏感にさせる。しか
しながら、図３に示されたように、フィルタされた光信
号は、まだ、より小さい大きさの欠陥によって生成され
た光信号を検出しにくくする、かなりの光ショットノイ
ズを含んでいる。そこで、ノイズを減らして、それによ
って検査デバイスの感度を増大させた検査システムを提
供することが望まれていた。

【００１４】そこで本発明の課題は、従来技術と比べて
解像度及び感度が増大した、ワークピースの欠陥を見つ
けるために、該ワークピースを走査するための方法及び
装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し得る本
発明の方法及び装置では、光線を使って、繰り返しワー
クピースの異なった部分を走査し、そして反射された光
信号はクロススキャン方向、すなわち光線が走査される
方向に垂直な方向においてフィルタされる。そして、本
発明の方法及び装置は、前記クロススキャン方向におい
てフィルタすることによって、反射信号に含まれる重大
なノイズ部分を、効率的に取り除く。適切に、前記反射
信号をフィルタすることによって、本発明の方法及び装
置は、前記ワークピースの異なった部分を照射する光の
大きさの違いを、光強度分布に適合するように、前記ク
ロススキャン方向において反射信号をフィルタすること
によって、考慮することもできる。そして、本発明の方
法及び装置は、前記クロススキャン方向において前記反
射信号をフィルタすることによって、より高い精度でよ
り高い解像度で、該ワークピース内または上の欠陥を検
出することができる。このように、本発明の方法及び装
置は、該ワークピース表面上に存在する、より小さい粒
子または他のより小さい欠陥を、従来の欠陥検査技術よ
りも、より確実に検出することができる。

【００１６】ひとつの有利な実施例によれば、前記ワー
クピースは、初めに、走査領域を画成するインスキャン
次元及びクロススキャン次元を有する光線を提供する光
源によって照射される。特に、該ワークピースの複数の
異なった部分のそれぞれが、ある所定の走査方向に連続
的に照射され、それにより複数の走査が画成される。参
考として、光線の前記インスキャン次元は、前記所定の
走査方向に平行で、光線の前記クロススキャン次元は、
その所定の走査方向に垂直である。該ワークピースを照
射する光信号の少なくとも一部は、前記各走査の間に反
射される。その反射信号は、一般に受光器または検出器
によって受信され、集められる。次いで、デジタル・デ
ータセットが、該ワークピースの各走査に対して構成さ
れる。次いで、各走査の前記データセットは、一般に、
別の走査の間に、受信された光信号に対応する少なくと
も一つのデータセットに基づいて、光線の前記クロスス
キャン次元でのデジタル・クロススキャン・フィルタに
よって、フィルタされる。換言すれば、１つの走査の前
記データセットは、別の走査に対応する別のデータセッ
トに基づいて、前記クロススキャン次元においてフィル
タされる。

【００１７】他の有利な実施例によれば、ひとつのデー
タセットは、各それぞれの走査に対して構成され、前記
ワークピース上の走査方向に沿って異なったそれぞれの
ポジションから反射された光線を表す個別のデータポイ
ントを有する。そのデータセットをフィルタするため
に、走査のそれぞれのデータポイントは、好ましくは別
の走査の間に、受信器によって受信された光信号を表す
データセットの対応するデータポイントに基づいて、個
別的にフィルタされ、それによって、光線の前記クロス
スキャン次元において前記データセットがフィルタされ
る。

【００１８】さらに有利な実施例によれば、前記データ
セットの個別のデータポイントのそれぞれは、現在の走
査の前後に起きる、前記ワークピースの複数のそれぞれ
の走査の間に、受信された光信号を表す他の複数のデー
タセットに基づいて、光線の前記クロススキャン次元に
おいてフィルタされる。このとき、現在の走査の前記デ
ータセットの該個別のデータポイントは、現在の走査の
前後に起きる、前記ワークピースの走査に対応する前記
複数のデータセットの対応する個別のデータポイント
に、個別的に加えられ、それによって、光線の前記クロ
ススキャン次元において、それぞれの走査の前記データ
セットがフィルタされる。

【００１９】一般に、前記ワークピースは、それぞれの
走査において、前記インスキャン次元及びクロススキャ
ン次元において異なった強度を有する光によって、該ワ
ークピースの異なったポジションが照射されるよう、前
記クロススキャン次元において、ある所定の光強度分布
を有する光線によって照射される。前記クロススキャン
次元において、前記データセットをフィルタするため
に、そのフィルタは、光線の光強度分布に適合しなけれ
ばならない。光線に該フィルタを適合させるために、そ
れ故に、それぞれの走査に対して、光線の前記クロスス
キャン次元における光線の前記所定の光強度分布を考慮
した、調整されたデータセット（adjusteddata set）が
生成される。特に、その調整されたデータセットは、一
般に、前記クロススキャン・フィルタによって、前記デ
ータセットの個別のデータポイントに、前記クロススキ
ャン次元の中のそれぞれの走査における、該ワークピー
スの異なったポジションを照射する光の強度の違いを考
慮した、ある所定のクロススキャン係数を掛け合わせる
ことによって、生成できる。

【００２０】前記フィルタが、光線の光強度分布に適合
するように、データセットの前記個別のデータポイント
に、ある所定のクロススキャン係数を掛け合わせること
に加えて、それぞれの走査の該調整されたデータセット
の各データポイントも前記クロススキャン方向にフィル
タされる。その調整されたデータセットのデータポイン
トは、該調整されたデータセットの各データポイント
を、別の走査の間に受信器によって受信された光信号に
対応する、別の調整されたデータセットの対応するデー
タポイントに個別的に加えることによって、前記クロス
スキャン方向にフィルタされる。あるクロススキャン係
数によって調整された、現在の走査の前記調整されたデ
ータセットの前記個別のデータポイントを、別のクロス
スキャン係数によって調整された、別の走査の別の調整
されたデータセットの前記個別のデータポイントに加え
ることによって、光線の前記クロススキャン次元におい
て、フィルタされたそれぞれのフィルタ・データセット
が生成される。前記クロススキャン次元において、さら
に該データセットをフィルタするために、現在の走査の
前記調整されたデータセットの各データポイントは、所
定のクロススキャン係数によって、そのそれぞれが調整
された複数の調整されたデータセットの対応するデータ
ポイントに、個別的に加えられる。

【００２１】さらに有利な実施例によれば、前記ワーク
ピースは、ある所定のガウス分布の光強度を有する光線
によって照射される。そうすると、該走査の中心部分に
位置する該ワークピースの部分は、前記クロススキャン
次元において、その走査の互いに対向する側の縁部分に
位置する該ワークピース部分よりも、より強い光強度を
有する光で照射される。光線の光強度分布に、前記クロ
ススキャン・フィルタを適合させるために、データセッ
トの前記個別のデータポイントは、前記クロススキャン
次元におけるそれぞれの走査において、前記ワークピー
スの異なる部分を照射する光の強度の違いを考慮した、
ある所定のクロススキャン係数によって掛け合わされ
る。

【００２２】ひとつの有利な実施例によれば、前記フィ
ルタが、光線の光強度分布に適合するように、走査の前
記データセットを調整することに加えて、そのデータセ
ットは、光線の前記クロススキャン次元においてフィル
タされる。このとき、そのデータセットは、現在の走査
の前後に起きるワークピースの走査に対応する複数のデ
ータセットに基づいて、フィルタされる。前記クロスス
キャン・フィルタを適合させるために、複数の走査のそ
れぞれに対して、ある調整されたデータセットが、前記
クロススキャン次元における光線の、前記所定のガウス
分布の光強度を考慮して生成される。該調整されたデー
タセットのそれぞれは、それぞれのある所定のクロスス
キャンの係数によって、各走査の前記個別のデータセッ
トを掛け合わせることによって生成される。現在の走査
に、より時間的に近くの走査に対応するデータセット
は、現在の走査から時間的に、より離れた走査に対応す
るデータセットを表す前記個別のデータポイントより
も、より大きなクロススキャン係数を掛け合わされる。
前記複数のデータセットのそれぞれが調整された後、現
在の走査は、それぞれの走査の前後に起きる前記ワーク
ピースの走査に対応する、前記複数の調整されたデータ
セットの前記対応する個別のデータポイントを、現在の
走査の前記調整されたデータセットの前記個別のデータ
ポイントに加えることによって、光線の前記クロススキ
ャン次元においてフィルタされる。

【００２３】あるクロススキャン方向において、反射光
信号をフィルタすることに加えて、それぞれの走査の間
に受信された光信号を、一般にあるインスキャン・フィ
ルタを使って、光線の前記インスキャン次元においても
フィルタすることができる。前記クロススキャン・フィ
ルタリングと同じように、該インスキャン・フィルタ
は、前記インスキャン次元における、光線の前記所定の
光強度分布に基づいて、光信号をフィルタするよう適合
される。例えば、前記ワークピースが、ある所定のガウ
ス分布の光強度を持つ光線によって照射される場合に
は、走査の中心部分に位置する前記ワークピースの部分
は、前記インスキャン次元において、その走査の互い対
向する側の縁部分に位置する該ワークピース部分より
も、より強い光強度を有する光によって照射される。こ
のとき、該インスキャン・フィルタは、光線の光強度分
布に適合され、その結果、該インスキャン・フィルタ
が、それ相応に光信号をフィルタする。

【００２４】ひとつの有利な実施例によれば、本発明の
方法及び装置は、前記ワークピース表面の不規則性によ
って引き起こされる、走査の光ノイズを取り除くことも
できる。この点に関して、各それぞれの走査のあるデー
タセットは、一般に、プロセッサによって受信される。
前述されたように、該データセットは、走査方向に沿っ
て該ワークピースの異なったポジションから反射された
光線を表す、個別のデータポイントを有する。このと
き、ある所定数のデータポイントが、複数のそれぞれの
走査のそれぞれから選ばれる。次いで、ひとつ平均的な
走査が、一般にプロセッサによって生成される。その平
均的な走査は、複数の走査に対して、その走査方向に沿
った該ワークピースの異なったポジションから反射され
た、平均的な光線を表す個別のデータポイントを有す
る。次いで、該平均的な走査の個別のデータポイント
が、一般にプロセッサによって、前記複数の走査のそれ
ぞれに対するそれぞれのデータセットの、前記それぞれ
の個別のデータポイントから、差し引かれる。そうし
て、各データセットは、該ワークピース表面の不規則性
を補正することができる。

【００２５】本発明の他の実施例の方法及び装置は、前
記ワークピースが、欠陥を含んでいるかどうか決定する
ことができる。そこでは、前記それぞれの走査のそれぞ
れのデータポイントは、一般にプロセッサを使って、あ
るしきい値と比較される。その後、そのしきい値と、少
なくとも同じ大きさにある、該走査の対応するデータポ
イントを有する前記ワークピース部分が、潜在的な欠陥
として同一視される。

【００２６】本発明のさらに他の実施例の方法及び装置
は、光信号の強度の一貫した変動に対して補償すること
もできる。この点に関して、ひとつの反復的あるいはシ
ステマチックな符号データセットを、走査方向に沿った
該ワークピースの異なったポジションから反射された光
信号を表す、データセットから差し引くことができる。
一般に、該符号データセットは、光信号の強度の一貫し
た変動を表している個別のデータポイントを含む。こう
して、結果として生じる該データセットは、より正確に
前記ワークピース表面内また上のどんな欠陥も表すこと
ができる。

【００２７】本発明による方法及び装置は、前記クロス
スキャン次元において、反射された光信号をフィルタし
て、それよって、その反射された光信号からノイズを取
り除く。加えて、本発明による方法及び装置は、前記ク
ロススキャン次元において、光信号をフィルタすると
き、ある所定の光強度ガウス分布といった、光線の所定
の光強度分布を補償する。前記クロススキャン次元にお
いて、反射された光信号をフィルタすることによって、
結果として生じる該フィルタデータセット（filtered d
ata set）は、より正確に、該ワークピース表面内また
は上の欠陥を表し、その結果、より小さな欠陥が、従来
の欠陥検査システムよりも、より高精度に検査すること
が可能である。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を、図面を参照して詳細に説明する。しかしながら、
本発明は多くの異なった態様で実施でき、以下に記述さ
れる実施態様に限定されない。むしろ、これらの実施態
様は、開示が徹底かつ完全で、十分に発明の請求の範囲
を、当業者に明示することができるよう提供されてい
る。図中、同様の符号は、同様の要素に付加されてい
る。

【００２９】以下、詳細に説明するように、本発明は、
ウェハが欠陥を含むことを、光信号が示しているかどう
かを決定する前に、該光信号をフィルタすることによっ
て、ウエハ検査デバイスの感度を増大させるための、装
置及び方法を提供する。特に、すでに記述したように、
少なくとも一つの従来のウェハ検査システムは、光線の
走査方向に平行なインスキャン方向に、光信号をフィル
タする。本発明の装置及び方法は、該インスキャン方向
の代わりに、または該インスキャン方向に加えて更に、
該光線の走査に垂直なクロススキャン方向に該光信号を
フィルタすることによって、有利にウェハ検査デバイス
の感度及び解像度を増大させる。本発明の装置及び方法
は、クロススキャン方向に該光信号をフィルタすること
によって、ショットノイズを減少させることにより、該
光信号の信号対ノイズ（ＳＮＲ（signal-to-noise））
比を増大させる。この結果においても、ワークピースの
より小さな欠陥に対応する該光信号のより小さな振幅
が、ショットノイズによって影響されることを防止して
いる。

【００３０】ここに使用される欠陥とは、ワークピース
内のスクラッチ、ピットなどといった物理的欠陥だけで
はなく、該ワークピース表面上、または該ワークピース
表面内の粒子または他の異物も意味する。

【００３１】説明目的のために、本発明の種々な装置及
び方法を、クレメンチ（Clementi）氏等の米国特許第
５，７１２，７０１号のウエハ検査システムと共に、以
下説明する。ここで参照される該クレメンチ氏等の’７
０１号特許は、本願の譲受人に譲渡された。本発明の装
置及び方法は、該クレメンチ氏等の’７０１号特許の検
査システムと関連して例示されているが、本発明の装置
及び方法は、望むなら他の検査システムと独立、または
組み合わせて使用できることは明らかである。

【００３２】図１は、前記クレメンチ氏等の’７０１号
特許のウエハ検査システムのコンポーネントの多くを概
略的に示している。図１には、該クレメンチ氏等の’７
０１号特許のウエハ検査デバイスのより、重要な部分だ
けが示されていること、そして図１に示されていない
が、該ウェハ検査デバイスで使用されるレンズ、光線拡
張器、ストップ部材、電源、プロセッサ、制御装置など
といった、他のコンポーネントが存在する。該ウエハ検
査デバイスのこれらのコンポーネントと動作に関するよ
り詳細な情報については、該クレメンチ氏等の’７０１
号特許が参照になる。

【００３３】図１は、本発明の装置及び方法とが共に使
用できる、従来のウエハ検査デバイスを示している。そ
のウエハ検査システム１０は、他の多くの検査システム
に類似して、光線ＢをワークピースＷの表面Ｓに向ける
ための、レーザといった光源１２を備える。該シリコン
ウェハ検査システムは、異なる角度で該ワークピース表
面から反射された散乱光を検出するための、いくつかの
個別の検出器を含んでよい暗チャネル検出器システム１
８も備える。例えば、ある１つの実施態様では、該暗チ
ャネル検出器は光電子増倍管（ＰＭＴ）である。

【００３４】前記ウエハ検査システムは、明チャネル検
出器２０をも備える。該明チャネル検出器は、光線が該
ワークピースに対してなす角度βに対応する角度βで配
置される。該明チャネル検出器は、該ワークピースのス
クラッチが原因で、該ワークピース表面によって反射さ
れた反射光を検出する。該明チャネル検出器は、ＰＭ
Ｔ、方形セルシリコンフォトダイオード検出器（quad c
ell silicon photo diode detector）などでもよい。

【００３５】前記ウエハ検査デバイスは、偏向器１４と
光学レンズ１６も備える。該偏向器とレンズは、光線を
受光し、光線Ｂを偏向させて、該ワークピース表面上に
走査領域２２を形成するように配置される。該偏向器
は、一般に音響光学（ＡＯ（acousto-optical））偏向
器であり、それは、光線が一掃引で走査するように、光
源から放出された光線を振るわせる（dither）。その走
査領域は、光線の走査経路に関係するインスキャン次元
２４によって画成される。特に、走査経路は、該偏向器
によって制御される角度αにわたる光線の掃引である。
さらに、該走査領域は、光線幅に関連するクロススキャ
ン次元２６を含む。例えば、一般的な検査システムにお
いて、その走査領域は、該インスキャン方向または走査
掃引方向に４ｍｍである。もし、レーザのスポットサイ
ズが、５０ミクロン（１／ｅ²レベルで、全幅；単位は
μｍ，以下、単にミクロンという）で、かつβ＝６５度
であれば、その掃引の有効幅は、前記クロススキャン次
元で１１８ミクロン（１／ｅ ²レベルで、全幅）であ
る。

【００３６】図４を参照して説明すると、前記クレメン
チ氏等の’７０１号特許の検査デバイスは、光源がワー
クピースの異なった部分を走査するように、該ワークピ
ースを保持し、かつ該ワークピースを光源から放出され
た光線Ｂに対して移動させるための、ワークピース操作
デバイス３２も備える。重要なことに、該ワークピース
操作デバイスは、材料経路Ｐに沿ってワークピースＷを
並進移動させるための、並進トランスポータ３４を備え
る。その並進トランスポータは、ギア３６と、該ギア３
６を回転させるように配設されたシャフト４０を含むモ
ータ３８と，歯を有するガイド４２及び４４とを備え
る。前記モータ３８と、モータシャフト４０上に取り付
けられたギア３６とは、チャックを形成する。そのチャ
ックの前記モータは、好ましくは、ワークピースＷを受
けて上方に伸びた複数の突縁４６ａを有するステージ部
材４６に取り付けられる。

【００３７】前記ワークピース操作デバイスは、並進ト
ランスポータ３４に付随し、材料経路Ｐに沿って並進移
動する間に、ワークピースＷを回転させるように配設さ
れた回転体４８も備える。該回転体４８は、ある所定速
度でウェハを回転させるために、該ステージ部材の下側
に取り付けられたモータ５０を含む。該並進トランスポ
ータ３４と回転体４８は、同期させられ、かつ該ワーク
ピース表面の全面または一部分を検査できるように前記
偏向器１４と共に配設される。

【００３８】例えば、一実施態様において、前記並進ト
ランスポータ３４と前記回転体４８は同期させられ、か
つ前記ワークピースが材料経路Ｐに沿って回転及び並進
移動する間に、該ワークピース表面を、螺旋形状にされ
た狭い角度で走査するように、前記偏向器１４と共に配
設される。これは、図５に示されている。この螺旋形状
走査は、図５（Ａ）に示されている。従って、前記偏向
器は、螺旋走査パターンを実現するために、図４に示さ
れるように、回転運動と直線的、横断的もしくは並進的
運動Ｙをする間に、ラジアル方向θに光線を走査させ
る。

【００３９】前記走査経路の方向αは、前記ワークピー
スＷの並進移動Ｙの方向に対応する。前記狭い角度の走
査は、回転している該ワークピースの外側の半径から始
まり、該ワークピースは、ある所定速度で回転される。
該ワークピースＷが載置される前記ステージ部材は、滑
らかな螺旋を描くために、該ワークピースの回転と同期
して移動する。前記半径が減少するにつれ、並進速度と
共に回転速度は、前記偏向器１４の走査速度を実質的に
一定に保つために、次第に増大させられる。この走査過
程は、比較的一定の回転速度、すなわち約２００ｒｐ
ｍ、が維持される一番奥の５つ目の回転まで継続され
る。こうして、該ワークピース表面は、実質的に走査さ
れる。この走査は、一般性を損なうことなく、該ワーク
ピースの中央から開始されて、該ワークピースの外側の
縁に向かって、外向きに移動させられることが可能であ
る。

【００４０】本発明の装置及び方法は、前記ワークピー
スを検査するための螺旋走査経路と関連させて示されて
いるけれども、本発明は、この走査経路幾何学的形状に
限定されるものではない。特に、本発明の装置及び方法
は、該ワークピースの前後に増加される走査といった、
最も基本的な走査経路を含む、多くの走査経路の幾何学
的形状を使用することも考えられる。

【００４１】重要なことは、図５にも示されるように、
前記偏向器を経由する前記光線は、走査を実行するため
に、前記ワークピース上に光走査領域２２を形成する。
この走査領域は、光線の走査経路に関連するインスキャ
ン次元２４によって画成される。特に、該走査経路は、
該偏向器によって制御される、角度αにわたる光線の掃
引である。さらに、該走査領域は、光線幅に関連するク
ロススキャン次元２６を含む。図５と図５（Ａ）に示さ
れる前記螺旋走査経路において、該インスキャン次元
は、該ワークピースの中心に関して半径方向にあり、前
記クロススキャン次元は、螺旋走査経路の接線方向、ま
たは光線掃引の偏向方向に対して、垂直方向にある。

【００４２】上で論じられたように、多くのウエハ検査
デバイスの粒子感度についての制限は、該ウェハ検査デ
バイスの前記暗チャネル検出器におけるショットノイズ
である。このことを考慮して、本発明は、前記ワークピ
ースが欠陥を含むかどうかを決定する前に、前記検出器
によって受光された光信号をフィルタする装置及び方法
を提供する。特に、本発明の装置及び方法は、該光信号
のノイズを減らすために、該光検出器によって受光され
た光信号を、クロススキャン方向でフィルタする。さら
に、一部の実施態様において、本発明の装置及び方法
は、インスキャン方向でも光信号をフィルタする。この
ように、前記ワークピースにおける、より小さい欠陥を
表す光信号に影響する信号ノイズを、該光信号から有利
に消去している。

【００４３】図６は、ワークピースにおける欠陥を検出
するための、本発明の一実施態様による装置を示してい
る。図６には、図１に示される信号プロセッサ２８のコ
ンポーネントの若干部が示されている。そこに示さるよ
うに、本発明の装置は、暗チャネル検出器１８または明
チャネル検出器２０のいずれかからの、それぞれの暗チ
ャネル信号または明チャネル信号を使用している。該暗
チャネル検出器または明チャネル検出器のいずれかに
は、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器５４と、図５
に示される走査領域２２のクロススキャン次元２６に存
在する信号中のノイズをフィルタするクロススキャン・
フィルタ５８とが接続されている。

【００４４】この実施態様において、前記クロススキャ
ン・フィルタは、デジタル・フィルタで、Ａ／Ｄ変換器
は、フィルタリングに先立って、信号をデジタル化する
ために使用される。しかしながら、以下に記述される該
クロススキャン・フィルタは、デジタルまたはアナログ
・フィルタのいずれかとして実現され、いずれかの形に
限定されることはない。

【００４５】図５、図５（Ａ）と図７を参照して説明す
ると、動作中は、前記並進トランスポータ及び回転対と
協働する前記偏向器は、走査経路θに沿って、前記ワー
クピースを走査する。（ステップ１００参照）。 それ
ぞれのポジションにおいて、該偏向器は、光線を該ワー
クピース上で角度αにわたって振るわせて（dither）、
掃引６０を行う。（図５（Ａ）参照）。この掃引６０は
一度の走査を表す。さらに、各走査の間の距離は、掃引
の合間の前記ワークピースの移動と回転によって生じ、
一般に接線方向走査ピッチと呼ばれる。この接線方向走
査ピッチ（tangential scan pitch）は、該ワークピー
スの経路に関する走査の合間の接線方向の距離（tangen
tial distance）である。

【００４６】それぞれの走査について、前記Ａ／Ｄ変換
器は、初めに前記暗チャネル検出器または明チャネル検
出器のいずれかによって受光され、フィルタされた光信
号を、前記走査領域２２における、光線Ｂによる走査ま
たは掃引６０を表すデータポイントを有するデジタル信
号に変換する。（ステップ１２０参照）。次いで、デジ
タル信号は、前記クロススキャン・フィルタに送られ、
そこで信号は、該クロススキャン次元においてフィルタ
され、信号ノイズが取り除かれる。（ステップ１３０参
照）。

【００４７】前記クロススキャン・フィルタの動作を、
特に図５、図５（Ａ）、図８と図９を参照して詳細に説
明する。特に、図５を参照すれば、該クロススキャン・
フィルタは、前記走査ゾーン２２の該クロススキャン次
元２６に存在する信号ノイズをフィルタする。該クロス
スキャン次元におけるノイズをフィルタするために、該
クロススキャン・フィルタは、前記光信号の該クロスス
キャン次元におけるノイズの効果を減らすために、最適
な方法で効率的に一緒に、いくつかの連続的な走査の値
を平均する。特に、図５（Ａ）に示されているように、
前記光源と偏向器は、前記並進トランスポータと回転体
と一緒になって、走査経路θに沿っていくつかの走査７
２を実行する。これらの走査はそれぞれ、インスキャン
次元２４とクロススキャン次元２６を有する走査領域を
画成する。すでに言及したが、該インスキャン次元は走
査方向にあり、該ワークピースの中心に関して半径方向
にある。さらに、該クロススキャン次元は、該ワークピ
ースがそれに沿って走査される螺旋経路に接線方向にあ
る。

【００４８】図８と図９を参照すれば、各走査につい
て、前記Ａ／Ｄ変換器は、各走査をデジタル信号にデジ
タル化する。各デジタル化された走査信号は、次いで前
記クロススキャン・フィルタ５８の入力バッファ７４に
与えられる。（ステップ２００参照）。各走査は、ＡＯ
線番号（AO line)#１〜#ｎで記された走査線としてバッ
ファに積重ね（stack）られる。そして各走査線は、走
査からの該光信号をデジタル的に表現する、４００デー
タポイントといった設定数のデータポイントを含む。バ
ッファ内の各走査をクロススキャン・フィルタするため
に、該クロススキャン・フィルタは、ウィンドウ技術を
使用して、現在の走査の前後で発生する複数の走査にお
ける、対応するデータポイントを加算器７６によって合
計する。（ステップ２２０参照）。次いで前記プロセッ
サは、該ワークピースが欠陥を含むかどうかの決定に使
用するために、フィルタされた走査を出力バッファ７８
に出力する。（ステップ２３０参照）。

【００４９】重要なことには、現在の走査の前後で連続
的に発生する複数の走査の前記個別のデータポイントを
合計することによって、走査のノイズが減少する。特
に、ショットノイズはポアッソンノイズ統計を示すの
で、いくつかの走査の（乗数係数によって重みをかけら
れた）該データポイントを加えることによって、本発明
の前記クロススキャン・フィルタは、光線のそれぞれの
走査に含まれるノイズを効率的に減らすことができる。

【００５０】図８と図９を参照すると、前記クロススキ
ャン・フィルタの動作の一例として、前記クロススキャ
ン・フィルタは、現在の走査からノイズをクロススキャ
ン・フィルタするために、現在の走査前に生じる１０走
査と現在の走査後に生じる１０走査を使用するよう設計
されている。これらの走査は、それぞれ、ＡＯ線番号#
１〜#２１として、バッファ内で指定される。本発明の
この実施態様では、それぞれの走査に対して、前記クロ
ススキャン・フィルタは、現在の走査の前後の１０走査
についての、それらの対応する乗数係数によって重みを
かけられた上での個別の対応するデジタル値を加算機７
６を使用して合計し、現在の走査の個別のビットを得
る。（ステップ２２０参照）。次いで、現在のフィルタ
された走査は、前記ワークピースが欠陥を含むかどうか
の決定に使用するために、クロススキャン方向において
フィルタされた走査として、該出力バッファ７８に与え
られる。（ステップ２３０参照）。これらのステップ
は、それぞれのＡＯ線ポジションに対して実行される。

【００５１】上に論じられたように、次の走査をフィル
タするために、該クロススキャン・フィルタはウィンド
ウ処理技術（windowing technique）を使用する。特
に、前記入力バッファは、現在の走査前に生じる１０走
査と、現在の走査後に生じる１０走査を含む。現在の走
査がフィルタされるとき、現在の走査の前に生じる１０
走査の内の、最古の走査が該入力バッファからシフトア
ウトされ、新しい走査が該バッファの最上部に加えられ
る。（ステップ２４０参照）。その後、前記ステップ
が、次の走査に対して、その走査の前後に生じる１０走
査を使用して実行される。こうして、それぞれの走査
は、走査の前後の所定数の走査を使ってフィルタされ、
該フィルタされた信号が提供される。

【００５２】上に論じられたように、前記ウエハ検査シ
ステムは、前記ワークピースを走査して欠陥を見つける
ために光線を使用する。当該分野において知られている
ように、多くの光源は、不均一な光強度分布を有する光
線を出力する。例えば、多くの光源は、それを横切った
ときに、ガウス分布の光強度を有する光線を出力する。
換言すれば、該光線は、その縁よりもその中心におい
て、より大きな強度を示す傾向がある。この場合、該ク
ロススキャン・フィルタを、それが光源によって生成さ
れた光線の光強度分布に適合して、正しく光信号をフィ
ルタすることができるように構成すれば有利である。

【００５３】例えば、本発明のある一つの実施態様にお
いて、前記光源は、ガウス分布の光強度を有する光線を
生成する。この実施態様において、光線のスポットは、
ガウス分布であるので、該光線が前記ワークピースの欠
陥を横切って掃引され、検出器によって検出されるとき
に、ガウス型パルス形状が作り出される。前記クロスス
キャン方向において、適切に光信号をフィルタするため
に、前記クロススキャン・フィルタは、信号のガウス分
布の光強度に十分に適合するガウス型フィルタ特性を持
つべきで、その結果、該クロススキャン・フィルタは、
信号の異なる部分を、それ相応にフィルタする。

【００５４】前記光線のガウス分布の光強度に、前記ク
ロススキャン・フィルタを適合させるために、本発明の
一実施態様によれば、該クロススキャン・フィルタは、
現在の走査をフィルタするために、複数の走査のそれぞ
れに、適切に重みをかけるためのクロススキャン係数、
（ｃ１・・・ｃｎ）を使用する。（ステップ２１０参
照）。特に、現在の走査をフィルタするために、その現
在の走査の前後で生じる各走査の該個別の対応するデー
タポイントを加える前に（ステップ２２０参照）、前記
プロセッサは、最初に各走査に異なるクロススキャン係
数ｃｎを掛け合わせる。ここで、各クロススキャン係数
値は、走査が一緒に加えられたときに、複数の走査が、
光線のガウス分布の光強度に対応するように、それ相応
に重みをかけられるように選ばれる。換言すれば、該ク
ロススキャン係数は、現在の走査が、最も大きい係数値
によって掛け合わされ、そして現在の走査をフィルタす
るために使用される、その現在の走査を取り巻く残りの
走査が、より小さなクロススキャン係数によって掛け合
わされる、ようなものとなっている。それらの残りの走
査がより小さなクロススキャン係数によって掛け合わさ
れるにつれ、現在の走査からより引き離されることで、
クロススキャン方向におけるガウス分布の光強度が表現
される。（ステップ２１０参照）。

【００５５】図１０は、本発明のある１つの実施態様に
おいて、前記クロススキャン・フィルタに使用された前
記クロススキャン係数をグラフで示した図である。この
グラフからわかるように、該クロススキャン係数値は、
現在の走査の前後の複数の走査にわたってガウス分布を
表現するように選ばれ、そして現在の走査をフィルタす
るために使用される。本発明のある１つの実施態様によ
るこれらのクロススキャン係数を計算する式は、図５に
示された前記光線の該クロススキャン次元２６と、該ワ
ークピース表面に対して光線が成す角度βと、各走査間
の距離とに基づいている。各走査間の距離は、一般に接
線方向走査ピッチ（tangential scan pitch）と呼ば
れ、走査経路θに関する走査の合間の接線方向距離であ
る。その式は次式で与えられる。

【００５６】

【数１】

【００５７】ここで、ｗｙ＝パワーレベル１／ｅ²での
クロススキャン方向、すなわちクロススキャン次元２６
におけるレーザスポット半径、βは、光線Ｂがワークピ
ース表面に対して成す角度、ｙ＝（走査数）×（接線方
向走査ピッチ）で、走査数は−ｎから＋ｎまでの整数で
ある。この式において、ｎはｃｎ＜０．０５となるよう
に選ばれるべきである。

【００５８】本発明の一実施態様による、図１０に示さ
れる前記クロススキャン係数は、対称的であることに注
意する。この対称性は、該クロススキャン係数を決定す
るために、必要とされる乗数の数を減少させるために使
用できる。特に、前記式は、以下のように書き直すこと
ができる。

【００５９】

【数２】

【００６０】ここで、ｘｉは、ある与えられた出力値ｙ
のための、ある与えられたインスキャンデータポジショ
ンに対する、前記クロススキャン次元におけるデータ値
である。この乗法操作によって、信号プロセッサ２８で
必要とされるコンピュータハードウェア量を最小にする
ことができる。

【００６１】上に記述されたように、本発明の装置及び
方法は、クロススキャン方向に前記ワークピースから反
射された光信号をフィルタして、検出信号中のショット
ノイズを減少させ、検査デバイスの感度を増大させる。
一部の実施態様では、該クロススキャン方向において光
信号をフィルタすることに加えて、前記インスキャン方
向においても光信号をフィルタすることは有利である。
この理由から、図８を参照すれば、本発明の一実施態様
における装置は、さらに、該ワークピースから散乱また
は反射された光信号のノイズをフィルタするための、フ
ロントエンド回路（front end circuit）としばしば呼
ばれるインスキャン・フィルタ５２を備える。重要なこ
とは、図５と図５（Ａ）を参照すれば、該インスキャン
・フィルタは、走査経路αを通る光線の走査に平行な方
向２４で、本実施態様の場合においては、該ワークピー
ス中心に関して半径方向に現れる信号中の光ノイズをフ
ィルタするために使用される。

【００６２】前記クロススキャン・フィルタと同様に、
前記インスキャン・フィルタは、一般に、光源によって
生成された光線の光強度分布に適合して、光信号を最適
にフィルタすることがきるように構成される。例えば、
本発明の一実施態様において、光源は、ガウス分布の光
強度を有する光線を生成する。この実施態様では、該光
線のスポットはガウス分布であるので、該光線が、前記
ワークピースの欠陥を掃引して横切り光検出器によって
検出されるときに、ガウス分布パルス形状が作り出され
る。前記インスキャン方向において最小自乗の意味にお
いて、最適に光信号をフィルタするために、該インスキ
ャン・フィルタは、信号の異なった部分を、それ相応に
フィルタするよう、信号のガウス分布の光強度に十分に
適合したガウス型パルス応答を持つべきである。例え
ば、本発明の一実施態様において、前記インスキャン・
フィルタは、インスキャン方向において十分に、光線の
ガウス分布の光強度と適合する変更可能なアナログ・テ
ープ記録遅延線フィルタ係数（modifiable analog tapp
ed-delay line filter）を有する。変更可能アナログ・
テープ記録遅延線フィルタ係数を有するインスキャン・
フィルタは、ニュージャージ州クリフトンのデータ・デ
ィレイ・デバイス社（Data Delay Devices, Inc., Clif
ton, NJ）から、ＤＤＵ４Ｃといったものが商業的に入
手可能である。

【００６３】図７を参照すれば、動作中において、前記
インスキャン・フィルタは最初に、図２に示される光信
号に類似する前記明チャネル検出器または暗チャネル検
出器のいずれかから光信号を受光する。（ステップ１０
０参照）。イ該ンスキャン・フィルタは、インスキャン
方向において信号をフィルタし、ショットノイズを減ら
して、図３の信号に類似するフィルタ信号を生成する。
（ステップ１１０参照）。次いで、このフィルタされた
信号は、すでに述べたように、クロススキャン・フィル
タリングのために、前記Ａ／Ｄ変換器と前記クロススキ
ャン・フィルタに与えられる。

【００６４】上で論じられたように、本発明のこの実施
態様では、装置は、インスキャンとクロススキャンの両
方向において、前記ワークピースから反射された光信号
をフィルタして、それによって光信号のノイズを減らし
て、前記ウェハ検査システムの感度を増大させる。こう
して増大した検出感度は、図２、図３、図１１と図１２
のグラフからわかる。特に、本発明の前記インスキャン
・フィルタは、図２の光信号をフィルタして、図３に示
されたような、インスキャン方向においてフィルタされ
たフィルタ光信号を生成する。上に述べられたように、
前記クロススキャン・フィルタは、クロススキャン方向
においてこの信号をフィルタして、それによって信号中
のノイズを減少させる。特に、図１１は、一つのＡＯ線
ポジションに対する光信号を、データが前記インスキャ
ン・フィルタによってフィルタされ、前記Ａ／Ｄ変換器
によってデジタル化された後の、走査の横列数の関数と
して示している。図１１が示すように、この信号は、ま
だ重大なショットノイズ成分を含んでいる。

【００６５】しかしながら、図１２は、前記クロススキ
ャン・フィルタによってフィルタされた後の光信号を示
している。そこからわかるように、該光信号は、前記イ
ンスキャン・フィルタとクロススキャンフィルタの両方
によってフィルタされると、ノイズはかなり減少する。
さらに、欠陥を示すピーク３０はより、ずっと顕著であ
る。このノイズの減少は、前記検査デバイスのビジュア
ル・イメージによっても示される。図１３は、前記ワー
クピースの走査のイメージを示している。このイメージ
は、本発明の装置及び方法によって、検出された該ワー
クピースの欠陥７０を示している。

【００６６】ここに記述されたように、前記クロススキ
ャン・フィルタを加えることによって、前記ウエハ検査
デバイスの感度が増大した。次の表は、本発明による、
クロススキャン・フィルタリングの有る場合と無い場合
での、ウェハ検査デバイスの感度の改善を、接線方向走
査ピッチの関数として示している。

【００６７】

【表１】

【００６８】この表からわかることは、クロススキャン
・フィルタリングを使用すれば、前記ウェハ検査システ
ムの感度が増大して、その結果、該システムは、確実に
前記ワークピースのより小さな欠陥を検出することがで
きる。

【００６９】本発明の装置及び方法の、前記表に示され
たもう一つの重要なファクタは、走査ピッチが減少させ
られ、そしてスループット(throughput)が下げられる
と、感度が改善される、ということである。例えば、７
ミクロンの場合には、感知できる粒子直径は１．１７倍
小さい。信号対ノイズ比が効率的に２．６倍に増大する
（信号対ノイズ比はＰＳＬ直径の６乗の関数であるの
で）ので、このことは重要である。この増大した感度に
よれば、１２ミクロンの走査ピッチにおいて、ＳＥＭＩ
仕様を達成することが可能となる。

【００７０】前記ワークピースによって反射された光信
号をフィルタするために、インスキャン・フィルタとク
ロススキャン・フィルタを提供することに加えて、本発
明の装置及び方法は、一実施態様において、光源から発
せられた光信号の強度の一貫的、反復的な変動を補償す
る符号修正プロセッサ（signature correction process
or）５６をさらに備えている。特に、これらの変動は、
走査角の関数として前記偏向器の伝送効率（transmissi
on efficiency）よって引き起こされる可能性がある。
これらの変動は、該ワークピースの検査感度に影響を与
えるほどの大きさである場合がある。この場合、該符号
修正プロセッサ５６は、光信号のこれら周知の変動に対
して、前記光検出器によって受光された光信号を調節す
ることができる。該符号修正プロセッサは、一般に、信
号がクロススキャン・フィルタされる前に光信号を調整
する。

【００７１】例えば、一実施態様において、加重データ
ポイントを表す、ある所定の補償因子は、光源の既知の
履歴変動を表現する前記符号修正プロセッサに記憶され
ている。この場合、該符号修正プロセッサは、光信号の
個別のデジタル化されたデータポイトから、所定の補償
因子の個別のデータポイントを差し引いて、光信号を補
償する。別の実施態様では、前記符号修正プロセッサ
は、該ワークピースの走査を一緒に平均して、信号のど
の部分が、いくつかの走査にわたって一定の値を持って
いるかを決定することによって、該光線の既知の不整合
を表す補償因子を生成することができる。

【００７２】上に論じられたように、本発明の装置及び
方法は、前記インスキャン方向とクロススキャン方向の
両方向において、前記ワークピースから反射された光信
号を、該ワークピースに欠陥が存在するかどうかを決定
するために、光信号を分析する前に、フィルタする。本
発明の一実施態様における装置は、該ワークピースが、
欠陥を持っているかどうか決定するために、ヘーズ・プ
ロセッサ（haze processor）６２としきい値プロセッサ
（threshold processor）６４をさらに備える。

【００７３】このヘーズ・プロセッサは、前記ワークピ
ース表面からの背景散乱に基づく、背景基準信号を計算
するために使用される。この背景散乱は、いくつかのフ
ァクタが原因で存在する場合がある。例えば、背景散乱
の１つの原因は、該ワークピース表面の粗さである。該
ワークピース表面は、一般に製造中に磨かれるけれど
も、その表面は、まだ前記光検出器で検出されるレベル
の粗さを有する。本発明の前記ヘーズ・プロセッサは、
表面の粗い領域といった該ワークピースの不規則性に帰
因して、光信号に導入されるノイズまたはヘーズ（くも
り）を識別するために、一般に該ワークピース表面にわ
たって、ウィンドウ処理技術を使用する。

【００７４】例えば、本発明の一実施態様において、前
記ヘーズ・プロセッサは、現在走査の前後で生じる複数
の走査を記憶するバッファを含む。そのバッファは、そ
れぞれの走査から所定数のデジタル化されたポイントを
選び、これらのポイントに基づいて平均を計算する。こ
の平均は、時々、グレイレベル（gray level）と呼ばれ
る。それぞれの走査に対して、（それぞれの走査が）一
般にはインスキャン・フィルタリングとクロススキャン
・フィルタリングに続いて、該ワークピースが、誤差を
含むことを示すかどうかを決定するために処理されると
き、該ヘーズ・プロセッサは走査のデータポイントから
該グレイレベルを差し引く。

【００７５】前記走査が、前記ワークピースが欠陥を持
っていることを示しているかどうか決定するために、前
記しきい値プロセッサは、前記ヘーズ・プロセッサによ
って決定されたグレイレベルから差し引かれたときに、
正の値を有する走査のデータポイントを解析する。も
し、該走査が、限界値以上のデータポイントを含めば、
該データ値は、更なる処理と検出特性評価のために保持
される。欠陥に対応する前記走査のデータポイントは、
該ワークピース上のどこに欠陥が存在するかを、ユーザ
に表示するための該ワークピースの座標位置マップとの
後の、比較のために記憶される。

【００７６】図６を参照すれば、本発明の装置及び方法
は、前記ワークピースの欠陥を検出するために、インス
キャン・フィルタ及びクロススキャン・フィルタと、Ａ
／Ｄ変換器と、符号修正プロセッサと、ヘーズ・プロセ
ッサと、しきい値プロセッサとを備える。しかしなが
ら、これらすべてのコンポーネントがいかなる実施態様
にも必要とされるわけではない。特に、本発明の一実施
態様における装置は、該ワークピースの欠陥を検出する
ために、Ａ／Ｄ変換器と、クロススキャン検出器としき
い値プロセッサだけを含でもよい。他方、他の実施態様
では、該装置は、さらにインスキャン・フィルタを含ん
でもよい。

【００７７】ワークピースが欠陥を持っているかどうか
決定するために使用される、様々なフィルタとプロセッ
サに加えて、本発明の一実施態様における装置は、前記
検査システムをテストするための、任意関数発生器６６
も備えてよい。特に、この任意関数発生器は、該検査デ
バイスをテストするために、データ・ストリームをシミ
ュレートするバッファを備えてよい。該データ・ストリ
ームは、ワークピースの欠陥、ノイズ、及び／または較
正ランプ信号（calibratesd ramp signals）をシュミレ
ートできる。このデータ・ストリームは、前記光検出器
によって規則的に受光された光信号の代わりに、適用す
ることができ、該シュミレートされたストリームの結果
は、該検査システムが正しく動作しているかどうかを決
定するために、解析することができる。

【００７８】以上の説明及び図面において明らかにされ
た技術の利益を損なうことなく、当業者は、本発明の多
くの改良や他の実施態様を想到することができる。従っ
て、本発明は、ここに開示された実施の態様に限定され
ることなく、また改良や他の態様は、本発明の請求の範
囲内に含まれるよう意図されていることを理解された
い。また、特定の用語が、ここには使用されているけれ
ども、限定目的ではなく、一般的に説明する目的のため
に使用されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】ワークピースを走査して欠陥を見つけるため
に、光信号を使用する従来のワークピース検査装置のブ
ロック図である。

【図２】ワークピース表面の検査の間に、ワークピース
検査装置によって受光された光信号のグラフを示す図で
ある。

【図３】ワークピース表面の検査の間に、ワークピース
検査装置によって受光された光信号が、インスキャン方
向においてフィルタされた光信号のグラフを示す図であ
る。

【図４】従来のワークピース検査装置で使用されるウエ
ハ操作装置の斜視図である。

【図５】図５（Ａ）を含む両図とも、従来のワークピー
ス検査装置において、欠陥についてワークピース表面を
検査するために使用される走査経路を示す図である。

【図６】ワークピース表面の欠陥を検出するための本発
明の一実施態様における、ワークピース検査装置のブロ
ック図。

【図７】本発明の一実施態様における、ワークピース表
面の欠陥を検出するために、実行される動作のブロック
図である。

【図８】本発明の一実施態様における、クロススキャン
方向において検査装置によって受光された光信号をフィ
ルタするための装置の動作ブロック図である。

【図９】本発明の一実施態様における、クロススキャン
方向において検査装置によって受光された光信号をフィ
ルタするために、実行される動作のブロック図である。

【図１０】ワークピースを検査するために使用される光
信号の光強度分布を補償するために、本発明の一実施態
様において使用されるクロススキャン係数値のグラフを
示す図である。

【図１１】本発明の一実施態様において、ワークピース
表面の検査の間に、ワークピース検査装置によって受光
された光信号が、インスキャン方向においてフィルタさ
れ、かつデジタル化された信号のグラフを示す図であ
る。

【図１２】本発明の一実施態様において、ワークピース
表面の検査の間に、ワークピース検査装置によって受光
された光信号が、インスキャン方向においてフィルタさ
れ、かつデジタル化され、さらにクロスキャン方向にお
いてフィルタされた信号のグラフを示す図である。

【図１３】本発明の一実施態様において、光信号が、イ
ンスキャン方向とクロススキャン方向の両方においてフ
ィルタされた後に、検査装置によって検出、表示された
ワークピース欠陥のビジュアル・イメージを示す図であ
る。

【符号の説明】

１０ 欠陥検査装置 １２ 検出器 １４ 偏向器 １６ 光学レンズ １８ 暗チャネル検出器 ２０ 明チャネル検出器 ２２ ウェハ ２４ インスキャン次元 ２６ クロススキャン次元 ２８ 信号プロセッサ ３０ 欠陥ピーク ３２ ワークピース操作装置 ３４ 並進トランスポータ ３６ ギア ３８ 回転モータ ４２、４４ ガイド ４６ ステージ ４６ａ 突縁 ４８ 回転体 ５０ モータ ６０ 走査方向 ７２ 連続走査 ７４ 入力バッファ ７６ 加算器 ７８ 出力バッファ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958 G06T 1/00 - 9/40

Claims (48)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークピースを走査して欠陥について検
   査するための装置であって、 ある所定の走査方向に平行なインスキャン次元と該所定
   の走査方向に垂直なクロススキャン次元を有する光線を
   使って、前記所定の走査方向における前記ワークピース
   の複数の異なった部分のそれぞれを連続的に照射して、
   それによって複の走査を画成するようにされた光源であ
   るとともに、前記クロススキャン次元における、ある所
   定の光強度分布を有する光線を放射し、また、前記それ
   ぞれの走査において異なった強度を持つ光によって、前
   記ワークピースの異なったポジションに照射するように
   された前記光源と、 前記複数の走査のそれぞれの走査の間に、前記ワークピ
   ースから反射された光信号を受信するための受信器と、 前記複数の走査のそれぞれの走査の間に、前記受信器に
   よって受信された光信号に対応するデータセットを受信
   して、前記光線のクロススキャン次元における該それぞ
   れの走査のデータセットを、フィルタするようにされた
   クロススキャン・フィルタであるとともに、前記光線の
   前記クロススキャン次元における光線の前記所定の光強
   度分布を考慮した、前記それぞれの走査の調整されたデ
   ータセットを生成し、また前記データセットの個別のデ
   ータポイントに、前記クロススキャン次元における前記
   ワークピースの異なったポジションを照射する光の強度
   の違いを考慮した、ある所定のクロススキャン係数を掛
   け合わせることによって、調整されたデータセットを生
   成する前記クロススキャン・フィルタとを備えることを
   特徴とするワークピース表面の欠陥検査装置。
2. 【請求項２】 前記クロススキャン・フィルタは、 前記光源の各それぞれの走査について、前記光源の走査
   方向に沿って異なったそれぞれのポジションにおける前
   記ワークピースから反射された光線を表す個別のデータ
   ポイントを含むデータセットを受信し、 また、前記それぞれの走査の各データポイントを、別の
   走査の間に前記受信器によって受信された光信号を表す
   あるデータセットの対応するデータポイントに基づい
   て、個別的にフィルタして、それによって前記光線のク
   ロススキャン次元における前記それぞれの走査の前記デ
   ータセットをフィルタすることを特徴とする請求項１に
   記載のワークピース表面の欠陥検査装置。
3. 【請求項３】 前記クロススキャン・フィルタは、それ
   ぞれの走査の前記調整されたデータセットの各データポ
   イントを、別の所定のクロススキャン係数によって調整
   された、別の走査の間に前記受信器によって受信された
   光信号に対応して調整されたデータセットの対応するデ
   ーポイントに個別的に加え、それによって前記光線の前
   記クロススキャン次元における前記調整されたデータセ
   ットをフィルタすることを特徴とする請求項２に記載の
   ワークピース表面の欠陥検査装置。
4. 【請求項４】 前記光源は、ある所定のガウス型光強度
   分布を有する光線を放射して、それによって走査の中心
   部分に位置する前記ワークピースの部分に、該走査の互
   いに対向する側の縁部分に位置するワークピース部分よ
   りもより強い光強度を有する光で照射するようにされた
   ことを特徴とする請求項２に記載のワークピース表面の
   欠陥検査装置。
5. 【請求項５】 前記クロススキャン・フィルタは、光線
   の前記所定のガウス型光強度分布を考慮したそれぞれの
   走査の調整されたデータセットを生成し、また、前記デ
   ータセットの個別のデータポイントに、前記クロススキ
   ャン次元における前記ワークピースの異なる部分を照射
   する光の強度の違いを考慮した、ある所定のクロススキ
   ャン係数を掛け合わせることによって、前記調整された
   データセットを生成することを特徴とする請求項４に記
   載のワークピース表面の欠陥検査装置。
6. 【請求項６】 前記クロススキャン・フィルタは、 前記ワークピースの走査の前後に起きる走査に対応する
   複数のデータセットに基づいて、光線の前記クロススキ
   ャン次元におけるそれぞれの走査のデータセットをフィ
   ルタし、 また、各データセットの前記個別のデータポイントに、
   それぞれのある所定のクロススキャン係数を掛け合わせ
   ることによって、光線の前記所定のガウス型光強度分布
   を考慮するために、前記複数のデータセットのそれぞれ
   に対して調整されたデータセットを生成し、 また、それぞれの走査により時間的に近くに起きる走査
   に対応するデータセットの前記個別のデータポイント
   に、該それぞれの走査から時間的により離れて起きる走
   査に対応する前記データセットの個別のデータポイント
   よりもより大きなクロススキャン係数を使って掛け合わ
   せ、 さらに、前記光線の前記クロススキャン次元における、
   それぞれの走査の前記調整されたデータセットを、該そ
   れぞれの走査の前後に起きる、前記ワークピースの走査
   に対応する前記複数の調整されたデータセットの対応す
   る個別のデータポイントを該それぞれの走査の前記調整
   されたデータセットの前記個別のデータポイントに加え
   ることによって、フィルタするようにされた ことを特徴
   とする請求項５に記載のワークピース表面の欠陥検査装
   置。
7. 【請求項７】 それぞれの走査の間に前記受信器によっ
   て受信された光信号を、光線の前記インスキャン次元に
   おいてフィルタするようにされた、インスキャン・フィ
   ルタをさらに備えることを特徴とする請求項２記載のワ
   ークピース表面の欠陥検査装置。
8. 【請求項８】 前記インスキャン・フィルタは、前記イ
   ンスキャン次元における光線の前記所定の光強度分布に
   基づいて前記光信号をフィルタし、また、光線の前記所
   定の光強度分布のスペクトル特性に対応するスペクトル
   周波数特性を有することを特徴とする請求項７に記載の
   ワークピース表面の欠陥検査装置。
9. 【請求項９】 前記光源は、走査の中心部分に位置する
   前記ワークピースの部分に、該走査の互いに対向する側
   の縁部分に位置するワークピース部分よりも、より強い
   光強度を有する光で照射するように、ある所定のガウス
   型光強度分布を有する光線を放射し、 前記インスキャン・フィルタは、光線の前記所定のガウ
   ス型光強度分布に対応するガウス型周波数スペクトル特
   性を有し、光線の前記所定のガウス型光強度分布に基づ
   いて、該光信号をフィルタする ことを特徴とする請求項
   ８に記載のワークピース表面の欠陥検査装置。
10. 【請求項１０】 前記ワークピースの表面の不規則性に
    よって引き起こされる走査の光ノイズを取り除くための
    プロセッサを、さらに備え、 該プロセッサは、 前記光源の各それぞれの走査に対して、前記光源の走査
    方向に沿って異なったポジションにおける前記ワークピ
    ースから反射された光線を表す個別のデータポイントを
    有するデータセットを受信し、 また、前記光源のそれぞれの複数の走査の各々からの、
    ある所定数のデータポイントを選んで、前記複数の走査
    に対して、前記光源の該走査方向に沿って異なったポジ
    ションにおける前記ワークピースから反射された平均的
    な光線を表す個別のデータポイントを有する平均的な走
    査を生成し、 さらに、前記平均的な走査の個別のデータポイントを、
    前記複数の走査のそれぞれに対するそれぞれのデータセ
    ットのそれぞれの個別のデータビットから差し引いて、
    それによって前記ワークピース表面の不規則性につい
    て、各データセットを修正するようにされた ことを特徴
    とする請求項１に記載のワークピース表面の欠陥検査装
    置。
11. 【請求項１１】 前記ワークピースが欠陥を含んでいる
    かどうかを決定するためのプロセッサを、さらに備え、 該プロセッサは、 前記光源のそれぞれの走査について、前記光源の走査方
    向に沿って異なったポジションにおける前記ワークピー
    スから反射された光線を表す個別のデータポイントを有
    するデータセットをそれぞれ受信し、 また、前記走査の各データポイントを、ひとつのしきい
    値と比較し、 前記しきい値と少なくとも同じ大きさにある、前記走査
    の対応するデータポイントを有する前記ワークピースの
    部分を、潜在的な欠陥として識別するようにされた こと
    を特徴とする請求項１に記載のワークピース表面の欠陥
    検査装置。
12. 【請求項１２】 前記光源によって放射された光信号の
    強度の一貫性のある変動を補償するためのプロセッサ
    を、さらに備え、 該プロセッサは、 前記光源の各それぞれの走査について、前記光源の前記
    走査方向に沿って異なったポジションにおける前記ワー
    クピースから反射された光線を表す個別のデータポイン
    トを有するデータセットを受信し、 前記データセットから、前記光源によって放射された光
    信号の強度の一貫性の ある変動を表す個別のデータポイ
    ントを有する符号データセットを差し引くようにされた
    ことを特徴とする請求項１に記載のワークピース表面の
    欠陥検査装置。
13. 【請求項１３】 ワークピースを走査して欠陥について
    検査するための方法であって、 インスキャン次元とクロススキャン次元を有する光線を
    使って、前記ワークピースを照射することであって、該
    照射は、ある所定の走査方向で該ワークピースの複数の
    異なった部分のそれぞれを連続的に照射して、それによ
    って複数の走査を画成し、前記光線の前記インスキャン
    次元は、前記所定の走査方向に平行であり、前記光線の
    前記クロススキャン次元は、前記所定走査方向に垂直で
    あり、かつ前記光線は、前記クロススキャン次元におけ
    る、ある所定の光強度分布を有するとともに、それぞれ
    の走査における異なった強度を持つ光によって、前記ワ
    ークピースの異なったポジションに照射することと、 前記複数の走査のそれぞれの走査の間に、前記ワークピ
    ースから反射された光信号を受信することと、 それぞれの走査の間に、受信された前記光信号に対応す
    るデータセットを構成することと、 前記光線の前記クロススキャン次元における前記データ
    セットを、フィルタすることであり、かつ、前記フィル
    タすることが、あるデータセットの該個別のデータポイ
    ントに、前記クロススキャン次元における前記ワークピ
    ースの異なったポジションを照射する光の強度の違いを
    考慮した、ある所定のクロススキャン係数を掛け合わせ
    ることからなることを特徴とするワークピース表面の欠
    陥検査方法。
14. 【請求項１４】 前記データセットを構成することは、
    それぞれの走査について、前記走査方向に沿って異なっ
    たそれぞれのポジションにおける前記ワークピースから
    反射された光線を表す個別のデータポイントを有するデ
    ータセットを構成し、 前記フィルタすることは、前記走査の各データポイント
    を、別の走査の間に、受信された光信号を表す前記デー
    タセットの対応するデータポイントに基づいて、個別的
    に調整して、それによって前記光線の前記クロススキャ
    ン次元における 前記データセットをフィルタすることを
    特徴とする請求項１３に記載のワークピース表面の欠陥
    検査方法。
15. 【請求項１５】 前記個別の調整は、前記それぞれの走
    査の前記調整されたデータセットの各データポイント
    を、別のある所定のクロススキャン係数によって調整さ
    れた別の走査の間に、受信された光信号に対応して調整
    されたデータセットの対応するデータポイントに個別的
    に加え、それによって前記光線の前記クロススキャン次
    元における前記調整されたデータセットをフィルタする
    ことを特徴とする請求項１４に記載のワークピース表面
    の欠陥検査方法。
16. 【請求項１６】 前記ワークピースを照射することは、
    ある所定のガウス型光強度分布を有する光線を使って、
    走査の中心部分に位置する前記ワークピースの部分に、
    該走査の互いに対向する側の縁部分に位置するワークピ
    ース部分よりも、より強い光強度を持つ光で照射するこ
    とを特徴とする請求項１４に記載のワークピース表面の
    欠陥検査方法。
17. 【請求項１７】 前記フィルタすることは、前記光線の
    前記所定のガウス型光強度分布を考慮した、前記それぞ
    れの走査の調整されたデータセットを生成し、 前記調
    整されたデータセットを生成することは、前記データセ
    ットの前記個別のデータポイントに、前記クロススキャ
    ン次元における前記ワークピースの異なる部分を照射す
    る光の強度の違いを考慮した、ある所定のクロススキャ
    ン係数を掛け合わせることを特徴とする請求項１６に記
    載のワークピース表面の欠陥検査方法。
18. 【請求項１８】 前記フィルタすることは、 前記ワークピースの前記それぞれの走査の前後に起きる
    走査に対応する複数のデータセットに基づいて、前記光
    線の前記クロススキャン次元における該それぞれの走査
    のデータセットをフィルタし、 前記調整されたデータセットを生成することは、各デー
    タセットの前記個別のデータポイントに、それぞれのあ
    る所定のクロススキャン係数を掛け合わせ、 前記所定のクロススキャン係数を掛け合わせることは、
    前記それぞれの走査からより時間的に近くに起きる走査
    に対応する前記データセットの個別のデータポイント
    に、該それぞれの走査から時間的により離れて起きる走
    査に対応する前記 データセットの該個別のデータポイン
    トよりも、より大きなクロススキャン係数を使って掛け
    合わせ、 前記個別の調整は、それぞれの走査の前記調整されたデ
    ータセットの個別のデータポイントに、該それぞれの走
    査の前後に起きる走査に対応する前記複数の調整された
    データセットの対応する該個別のデータポイントを加え
    る ことを特徴とする請求項１７に記載のワークピース表
    面の欠陥検査方法。
19. 【請求項１９】 さらに、それぞれの走査の間に、受信
    された前記光信号を、前記光線の前記インスキャン次元
    において、フィルタすることを特徴とする請求項１４に
    記載のワークピース表面の欠陥検査方法。
20. 【請求項２０】 前記インスキャン次元においてフィル
    タすることは、前記インスキャン次元における光信号の
    前記所定の光強度分布を考慮した、調整された光信号を
    生成することを特徴とする請求項１９に記載のワークピ
    ース表面の欠陥検査方法。
21. 【請求項２１】 前記ワークピースへ照射することは、
    走査の中心部分に位置する前記ワークピースの部分に、
    該走査の互いに対向する側の縁部分に位置するワークピ
    ース部分よりも、より強い光強度を有する光で照射され
    るように、ある所定のガウス型光強度分布を有する光線
    で前記ワークピースに照射し、 前記調整された光信号を生成することは、前記インスキ
    ャン次元における光信号の前記所定のガウス型光強度分
    布を考慮した、該走査に対して、調整された光信号を生
    成する ことを特徴とする請求項２０に記載のワークピー
    ス表面の欠陥検査方法。
22. 【請求項２２】 前記ワークピースの表面の不規則性に
    よって引き起こされる走査の光ノイズを取り除くこと
    を、さらに備え、 該光ノイズを取り除くことは、 各それぞれの走査に対して、前記光源の走査方向に沿っ
    て異なったポジションにおける、前記ワークピースから
    反射された光線を表すデータポイントを有するデータセ
    ットを受信することと、 複数のそれぞれの走査の各々からのある所定数のデータ
    ポイントを選ぶことと、 前記複数の走査に対して、前記走査方向に沿って異なっ
    たポジションにおける、前記ワークピースから反射され
    た前記平均的な光線を表す個別のデータポイントを有す
    る平均的な走査を生成することと、 前記平均的な走査の前記個別のデータポイントを、前記
    複数の走査のそれぞれに対するそれぞれのデータセット
    のそれぞれの個別のデータビットから差し引くことから
    なり、 それによって前記ワークピース表面の不規則性について
    各データセットを修正するようにされた ことを特徴とす
    る請求項１３に記載のワークピース表面の欠陥検査方
    法。
23. 【請求項２３】 前記ワークピースが欠陥を含んでいる
    かどうかを決定することを、さらに備え、 該決定することは、 それぞれの走査について、前記走査方向に沿って異なっ
    たポジションにおける、前記ワークピースから反射され
    た光線を表す個別のデータポイントを有するデータセッ
    トをそれぞれ受信することと、 前記走査の各データポイントを、ひとつのしきい値と比
    較することと、 該しきい値と少なくとも同じ大きさにある走査の対応す
    るデータポイントを有する前記ワークピースの部分を、
    潜在的な欠陥として識別することとからなる ことを特徴
    とする請求項１３に記載のワークピース表面の欠陥検査
    方法。
24. 【請求項２４】 前記光信号の強度の一貫性のある変動
    を補償することを、さらに備え、 前記補正することは、 各それぞれの走査について、前記走査方向に沿って異な
    ったポジションにおける、前記ワークピースから反射さ
    れた光線を表す個別のデータポイントを有するデータセ
    ットを受信することと、 前記データセットから、前記光信号の強度の一貫性のあ
    る変動を表す個別のデータポイントを有する符号データ
    セットを差し引くことからなる ことを特徴とする請求項
    １３に記載のワークピース表面の欠陥検査方法。
25. 【請求項２５】 ワークピースを走査して欠陥について
    検査するための装置であって、 所定の走査方向に平行なインスキャン次元と該所定の走
    査方向に垂直なクロススキャン次元を有し、該クロスス
    キャン次元のなかで、ある所定の光強度分布を有する光
    線を使って、前記所定の走査方向における前記ワークピ
    ースの複数の異なった部分のそれぞれを連続的に照射し
    て、それによって複数の走査を画成するようにされた光
    源と、 前記複数の走査のそれぞれの走査の間に、前記ワークピ
    ースから反射された光信号を受信するための受信器と、 前記クロススキャン次元において、それぞれの走査の間
    に前記受信器によって受信された光信号に対応し、かつ
    前記光源の走査方向に沿って異なったそれぞれのポジシ
    ョンにおける、前記ワークピースから反射された光線を
    表す個別のデータポイントを有する、複数のデータセッ
    トをフィルタするためのクロススキャン・フィルタとを
    備え、 該クロススキャン・フィルタは、それぞれのデータセッ
    トの前記個別のデータポイントに、前記クロススキャン
    次元における前記ワークピースの異なったポジションを
    照射する光の強度の違いを考慮した、ある所定のクロス
    スキャン係数を掛け合わせることによって、前記クロス
    スキャン次元における前記光線の前記所定の光強度分布
    を考慮した、調整されたデータセットを生成し、また前
    記クロススキャン・フィルタは、前記それぞれの走査の
    前記調整されたデータセットの各データポイントを、別
    のある所定のクロススキャン係数によって調整された別
    の走査の間に、前記受信器によって受信された光信号に
    そのそれぞれが対応する複数の調整されたデータセット
    の対応するデーポイントに個別的に加え、それによっ
    て、前記光線の前記クロススキャン次元においてフィル
    タされたフィルタ・データセット（filtered data se
    t）を生成するするようにされたことを特徴とするワー
    クピース表面の欠陥検査装置。
26. 【請求項２６】 前記クロススキャン・フィルタは、前
    記光線の前記クロススキャン次元における、それぞれの
    走査の前記データセットを、該それぞれの走査の前後に
    起きる前記ワークピースの走査に対応する複数のデータ
    セットに基づ いて、フィルタすることを特徴とする請求
    項２５に記載のワークピース表面の欠陥検査装置。
27. 【請求項２７】 前記クロススキャン・フィルタは、前
    記それぞれの走査の前記データポイントの個別のデータ
    ポイントを、該それぞれの走査の前後に起きる前記ワー
    クピースの走査に対応する、前記複数のデータセットの
    対応する個別のデータポイントに加え、それによって、
    前記光線の前記クロススキャン次元における、前記それ
    ぞれの走査のデータセットをフィルタすることを特徴と
    する請求項２６に記載のワークピース表面の欠陥検査装
    置。
28. 【請求項２８】 前記光源は、ある所定のガウス型光強
    度分布を有する光線を放射して、それによって、走査の
    中心部分に位置する前記ワークピースの部分に、該走査
    の互いに対向する側の縁部分に位置するワークピース部
    分よりも、より強い光強度を持つ光を照射するようにさ
    れたことを特徴とする請求項２５に記載のワークピース
    表面の欠陥検査装置。
29. 【請求項２９】 前記クロススキャン・フィルタは、前
    記データセットの前記個別のデータポイントに、前記ク
    ロススキャン次元における、前記ワークピースの異なる
    部分を照射する光の強度の違いを考慮した、ある所定の
    クロススキャン係数を掛け合わせることによって、前記
    光線の前記所定のガウス型光強度分布を考慮した、前記
    走査の調整されたデータセットを生成することを特徴と
    する請求項２８に記載のワークピース表面の欠陥検査装
    置。
30. 【請求項３０】 前記クロススキャン・フィルタは、 それぞれの走査の前後に起きる前記ワークピースの走査
    に対応する複数のデータセットに基づいて、前記クロス
    スキャン次元において、それぞれの走査のデータセット
    をフィルタし、 また、各データセットの前記個別のデータポイントに、
    それぞれのある所定のクロススキャン係数を掛け合わせ
    ることによって、光線の前記所定のガウス型光強度分布
    を考慮するために、前記複数のデータセットのそれぞれ
    に対して調整されたデータセットを生成し、 また、前記それぞれの走査からより時間的に近くに起き
    る走査に対応する前記データセットの前記個別のデータ
    ポイントに、該それぞれの走査から時間的によ り離れて
    起きる走査に対応する前記データセットの前記個別のデ
    ータポイントよりも、より大きなクロススキャン係数を
    使って掛け合わせ、 また、前記それぞれの走査の前後に起きる前記ワークピ
    ースの走査に対応する前記複数の調整されたデータセッ
    トの前記対応する個別のデータポイントを、該それぞれ
    の走査の調整されたデータセットの個別のデータポイン
    トに加えることによって、前記光線の前記クロススキャ
    ン次元における、前記ワークピースのそれぞれの走査の
    調整されたデータセットをフィルタするようにされたこ
    とを特徴とする請求項２９に記載のワークピース表面の
    欠陥検査装置。
31. 【請求項３１】 それぞれの走査の間に、前記受信器に
    よって受信された光信号を、前記光信号の前記インスキ
    ャン次元においてフィルタするようにされたインスキャ
    ン・フィルタを、さらに備えたことを特徴とする請求項
    ２５に記載のワークピース表面の欠陥検査装置。
32. 【請求項３２】 前記インスキャン・フィルタは、前記
    インスキャン次元における前記光線の前記所定の光強度
    分布を考慮した、調整された光信号を生成し、また、前
    記光信号の前記所定の光強度分布のスペクトル特性に対
    応するスペクトル周波数特性を有することを特徴とする
    請求項３１に記載のワークピース表面の欠陥検査装置。
33. 【請求項３３】 前記光源は、走査の中心部分に位置す
    る前記ワークピースの部分に、該走査の互いに対向する
    側の縁部分に位置するワークピース部分よりも、より強
    い光強度を有する光で照射するように、ある所定のガウ
    ス型光強度分布を有する光線を放射し、 前記インスキャン・フィルタは、前記光線の前記所定の
    ガウス型光強度分布に対応するガウス型周波数スペクト
    ル特性を有し、また前記光線の前記所定のガウス型光強
    度分布を考慮した、前記走査の調整された信号を生成す
    ることを特徴とする請求項３２に記載のワークピース表
    面の欠陥検査装置。
34. 【請求項３４】 前記ワークピースの表面の不規則性に
    よって引き起こされる走査の光ノイズを取り除くための
    プロセッサを、さらに備え、 該プロセッサは、 前記光源の各それぞれの走査に対して、前記光源の前記
    走査方向に沿って異な ったポジションにおける、前記ワ
    ークピースから反射された光線を表すデータポイントを
    有する個別のデータセットを受信し、 前記光源の複数のそれぞれの走査の各々からの所定数の
    データポイントを選んで、前記複数の走査に対して前記
    光源の前記走査方向に沿って異なったポジションにおけ
    る、前記ワークピースから反射された平均的な光線を表
    す個別のデータポイントを含む平均的な走査を生成し、 前記平均的な走査の前記個別のデータポイントを、前記
    複数の走査のそれぞれに対する、それぞれのデータセッ
    トの前記それぞれの個別のデータビットから差し引い
    て、それによって、前記ワークピース表面の不規則性に
    ついて、各データセットを修正するようにされたことを
    特徴とする請求項２５に記載のワークピース表面の欠陥
    検査装置。
35. 【請求項３５】 前記ワークピースが欠陥を含んでいる
    かどうかを決定するためのプロセッサを、さらに備え、 前記プロセッサは、 前記光源のそれぞれの走査について、前記光源の前記走
    査方向に沿って異なったポジションにおける、前記ワー
    クピースから反射された光線を表す個別のデータポイン
    トを有するデータセットをそれぞれ受信し、 前記走査の各データポイントを、ひとつのしきい値と比
    較し、 前記しきい値と少なくとも同じ大きさにある前記走査の
    対応するデータポイントを有する前記ワークピースの部
    分を、潜在的な欠陥として識別するようにされたことを
    特徴とする請求項２５に記載のワークピース表面の欠陥
    検査装置。
36. 【請求項３６】 前記光源によって放射された光信号の
    強度の一貫性のある変動を補償するためのプロセッサ
    を、さらに備え、 前記プロセッサは、 前記光源の各それぞれの走査について、前記光源の前記
    走査方向に沿って異なったポジションにおける、前記ワ
    ークピースから反射された光線を表す個別のデータポイ
    ントを有するデータセットを受信し、 前記データセットから、前記光源によって放射された前
    記光信号の強度の一貫性のある変動を表す個別のデータ
    ポイントを有する符号データセットを差し引く ようにさ
    れたことを特徴とする請求項２５に記載のワークピース
    表面の欠陥検査装置。
37. 【請求項３７】 ワークピースを走査して欠陥について
    検査するための方法であって、 インスキャン次元とクロススキャン次元と、該クロスス
    キャン次元においてある所定の光強度分布を有する光線
    を使って、前記ワークピースを照射することであって、
    該照射は、ある所定の走査方向で該ワークピースの複数
    の異なった部分のそれぞれを連続的に照射して、それに
    よって複数の走査を画成し、前記光線の前記インスキャ
    ン次元は、前記所定の走査方向に平行であり、前記光線
    の前記クロススキャン次元は、前記所定走査方向に垂直
    であり、 前記複数の走査のそれぞれの走査の間に、前記ワークピ
    ースから反射された光信号を受信することと、 前記クロススキャン次元において、それぞれの走査の間
    に、受信された光信号にそれぞれが対応し、かつ前記走
    査方向に沿って異なったそれぞれのポジションにおけ
    る、前記ワークピースから反射された光信号を表す個別
    のデータポイントを有する、複数のデータセットをフィ
    ルタすることと、 前記フィルタすることは、前記クロススキャン次元にお
    ける前記光線の前記所定の光強度分布を考慮した、調整
    されたデータセットを生成することとからなり、 該調整されたデータセットを生成することは、 それぞれのデータセットの前記個別のデータポイント
    に、前記クロススキャン次元における、前記ワークピー
    スの異なったポジションを照射する光の強度の違いを考
    慮した、ある所定のクロススキャン係数を掛け合わせる
    ことと、 前記それぞれの走査の前記調整されたデータセットの各
    データポイントを、別の所定のクロススキャン係数によ
    って調整された、別の走査の間に、受信された光信号に
    対応する複数の調整されたデータセットの対応するデー
    タポイントに個別的に加えることとからなることを特徴
    とするワークピース表面の欠陥検査方法。
38. 【請求項３８】 前記フィルタすることは、前記それぞ
    れの走査の前後に起 きる前記ワークピースの走査に対応
    する複数のデータセットに基づいて、前記光線の前記ク
    ロススキャン次元における、それぞれの走査の前記デー
    タセットをフィルタすることからなることを特徴とする
    請求項３７に記載のワークピース表面の欠陥検査方法。
39. 【請求項３９】 前記フィルタすることにおいて、前記
    それぞれのデータポイントを加えることは、前記それぞ
    れの走査のデータポイントの個別のデータポイントを、
    該それぞれの走査の前後に起きる前記ワークピースの走
    査に対応する前記複数のデータセットの対応する個別の
    データポイントに加えることからなり、それによって、
    前記光線の前記クロススキャン次元において前記それぞ
    れの走査の前記データセットをフィルタすることを特徴
    とする請求項３８に記載のワークピース表面の欠陥検査
    方法。
40. 【請求項４０】 前記ワークピースを照射することは、
    さらに、ある所定のガウス型光強度分布を有する光線を
    使って、走査の中心部分に位置する前記ワークピースの
    部分に、該走査の互いに対向する側の縁部分に位置する
    ワークピース部分よりも、より強い光強度を持つ光で照
    射することからなることを特徴とする請求項３７に記載
    のワークピース表面の欠陥検査方法。
41. 【請求項４１】 前記調整されたデータセットを生成す
    ることは、光線の前記所定のガウス型光強度分布を考慮
    した、前記走査の調整されたデータセットを生成するこ
    とからなり、 前記クロススキャン係数を掛け合わせることは、データ
    セットの前記個別のデータポイントに、前記クロススキ
    ャン次元における前記ワークピースの異なる部分を照射
    する光の強度の違いを考慮した、ある所定のクロススキ
    ャン係数を掛け合わせることからなることを特徴とする
    請求項４０に記載のワークピース表面の欠陥検査方法。
42. 【請求項４２】 前記フィルタすることは、前記それぞ
    れの走査の前後に起きる前記ワークピースの走査に対応
    する複数のデータセットに基づいて、前記光線の前記ク
    ロススキャン次元において、該それぞれの走査のデータ
    セットをフィルタすることからなり、 前記所定のクロススキャン係数を掛け合わせることは、
    前記それぞれの走査か らより時間的に近くに起きる走査
    に対応する前記データセットの前記個別のデータポイン
    トに、該それぞれの走査から時間的により離れて起きる
    走査に対応する前記データセットの前記個別のデータポ
    イントよりも、より大きなクロススキャン係数を使って
    掛け合わせことからなり、 前記データポイントを個別的に加えることは、前記それ
    ぞれの走査の前記調整されたデータセットの前記個別の
    データポイントに、該それぞれの走査の前後に起きる前
    記ワークピースの走査に対応する前記複数の調整された
    データセットの前記対応する個別のデータポイントを加
    えることからなることを特徴とする請求項４１に記載の
    ワークピース表面の欠陥検査方法。
43. 【請求項４３】 さらに、それぞれの走査の間に、受信
    された光信号を、前記光線の前記インスキャン次元にお
    いてフィルタすることからなることを特徴とする請求項
    ３７に記載のワークピース表面の欠陥検査方法。
44. 【請求項４４】 前記インスキャン次元においてフィル
    タすることは、前記インスキャン次元における光線の前
    記所定の光強度分布を考慮した、調整された光信号を生
    成することからなることを特徴とする請求項４３に記載
    のワークピース表面の欠陥検査方法。
45. 【請求項４５】 前記ワークピースを照射することは、
    走査の中心部分に位置する前記ワークピースの部分に、
    該走査の互いに対向する側の縁部分に位置するワークピ
    ース部分よりも、より強い光強度を有する光で照射する
    ように、ある所定のガウス型光強度分布を有する光線で
    前記ワークピースに照射することからなり、 前記調整された光信号を生成することは、前記インスキ
    ャン次元における前記光線の前記所定のガウス型光強度
    分布を考慮した、調整された光信号を走査に対して生成
    することからなることを特徴とする請求項４４に記載の
    ワークピース表面の欠陥検査方法。
46. 【請求項４６】 前記ワークピースの表面の不規則性に
    よって引き起こされる走査の光ノイズを取り除くこと
    を、さらに備え、 該光ノイズを取り除くことは、 それぞれの走査に対して、前記走査方向に沿って異なっ
    たポジションにおける 、前記ワークピースから反射され
    た光線を表す前記データポイントを有するデータセット
    を受信することと、 複数のそれぞれの走査の各々からの、ある所定数のデー
    タポイントを選ぶことと、 前記複数の走査に対して、前記走査方向に沿って異なっ
    たポジションにおける、前記ワークピースから反射され
    た平均的な光線を表す個別のデータポイントを有する平
    均的な走査を生成することと、 前記平均的な走査の前記個別のデータポイントを、前記
    複数の走査のそれぞれに対するそれぞれのデータセット
    の前記それぞれの個別のデータビットから差し引くこと
    とからなり、 それによって、前記ワークピース表面の不規則性につい
    て各データセットを修正するように構成されたことを特
    徴とする請求項３７に記載のワークピース表面の欠陥検
    査方法。
47. 【請求項４７】 前記ワークピースが欠陥を含んでいる
    かどうかを決定することを、さらに備え、 該決定することは、前記光源のそれぞれの走査につい
    て、前記走査方向に沿って異なったポジションにおけ
    る、前記ワークピースから反射された光線を表す個別の
    データポイントを有するデータセットを受信すること
    と、 前記走査の各データポイントを、ひとつにしきい値と比
    較することと、 前記しきい値と少なくもと同じ大きさにある、前記走査
    の対応するデータポイントを有する前記ワークピースの
    部分を、潜在的な欠陥として識別することとからなるこ
    とを特徴とする請求項３７に記載のワークピース表面の
    欠陥検査方法。
48. 【請求項４８】 前記光源によって放射された光信号の
    強度の一貫性のある変動を補償することを、さらに備
    え、 該補償することは、各それぞれの走査について、前記走
    査方向に沿って異なったポジションにおける、前記ワー
    クピースから反射された光線を表す個別のデータポイン
    トを有するデータセットを受信することと、 該データセットから、前記光信号の強度の一貫性のある
    変動を表す個別のデータポイントを有する符号データセ
    ットを差し引くこととからなることを特徴と する請求項
    ３７に記載のワークピース表面の欠陥検査方法。