JPH02213710A

JPH02213710A - 表面検査装置

Info

Publication number: JPH02213710A
Application number: JP3549989A
Authority: JP
Inventors: Kunio Iba; 邦夫射場
Original assignee: SEMITETSUKUSU KK
Current assignee: SEMITETSUKUSU KK
Priority date: 1989-02-15
Filing date: 1989-02-15
Publication date: 1990-08-24
Anticipated expiration: 2010-01-18
Also published as: JPH073332B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】発明の目的；（産業上の利用分野）この発明は、表面検査装置に関し、例えば光ディスク、
半導体ウェハー等の鏡面物体を試料の対象とした表面検
査装置に関する。

（従来の技術）従来より、例えば光ディスク、半導体ウェハー等の鏡面
物体の表面を検査する装置はｚｍ々実用化されている。

第５図（＾）及びＣＢ）は、表面検査装置を説明するた
めの原理図である。

同図（Ａ）は、試料表面にへこみが存在する場合であり
、その形状を球面と仮定すると、このへこみは球面の凹
面鏡として振舞い、平行光線を照射した場合に反射光線
は焦点ｆｌに集光される。また、同図（Ｂ）は試料表面
に突起が存在する場合であり、反射光線は凸面鏡の焦点
−ｆ２からの発散光となる。尚、球面の場合、曲率半径
ｒと焦点距離ｆの間には次の関係がある。

ｆ場ｒ　／　２第４図は、従来における代表的な表面検査装置δを示す
図である。

同図において、点光源からの光は、レンズ２１で平行光
線となり試料３に照射される。試料３からの反射光はレ
ンズ２．を通過し、そのレンズ２．の焦点ｆ０に集光さ
れる。ところが、この焦点ｆ０を通過する光線は、試料
３の表面における凹凸のない完全な平面からの反射光成
分のみであり、この図に示すような凹面で反射した光成
分は、焦点ｆ０よりも内側のｆｕ″ｒ−集光される。ま
た、図示しないが凸面を有する場合は、その凸面で反射
した光成分は焦点ｆ。よりも外側で集光される。

そこで、このとき焦点ｆｕ付近に受光面目を設置すると
、試料３の表面が完全に平面であれば受光面での照度は
均一であるが、例えば図のように凹面を有する場合には
、受光面１４での照度分布は同図（Ｂ）　に示すように
なる。また、凸面を有する場合でも、受光面１４の位置
に応じて照度分布は均一ではなくなる。

従って、このように従来においては、試料からの反射光
の川口ａを観測することにより試料の凹凸を検査してい
た。

（発明が解決しようとする課題）ところで、試料表面の凹凸は実際には球面ではなく？１
９＋１な形状をしており、集光位置において完全な点に
はならずボケが生ずる。故に、上述したような羽口ｒＪ
観測による従来の表面検査装置では、検査試料が完全な
表面に近づくに従って表面の凹凸による明０１１比が小
さくなり、その観測が困難になるという問題点があった
。

この発明は上述したような事情から成されたものであり
、この発明の目的は、微細な凹凸を高精度に検出できる
表面検査装置を提供することにある。

発明の構成；（課題を解決するための手段）この発明は、例えば光ディスク、半導体ウェハー等の鏡
面物体を試料の対象とした表面検査装置に関し、この発
明の上記目的は、２波以上の波長成分を含む光を発光す
る発光手段と、その発光手段からの光を集光して試料に
照射し、その試料からの反射光を集光する光学系と、そ
の集光された反射光をカラー投影する投影手段とを備え
、前記投影手段に投影された前記反射光について前記波
長成分による色彩の変化を観測することによって達成さ
れる。

（作用）この発明にあっては、２波長以上の波長成分を含む光を
集光して試料に照射し、その試料からの反射光を集光し
てカラー投影し、その投影された反射光について波長成
分による色彩の変化を観測することにより、微細な凹凸
を高精度に検出できる。

（実施例）以下、図面に基づいてこの発明の実施例について詳細に
説明する。

第１図は、この発明の表面検査装置の一実施例を示す図
である。第２図は、この発明の詳細な説明するための図
である。

先ず、第２図に基づいてこの発明の基本となる原理を説
明すると、試料３の凹面に照射された白熱球からの平行
光線（図示せず）は、反射してレンズ２で集光される。

そのとき白熱球からの白色光のうち、屈折率の小さい赤
色光は焦点距離が長くなり（４点）、屈折率の大きい青
色光は焦点距離が短くなる（Ｂ点）、従って、同図（ｂ
）に示すようにＢ点での像を観測すれば、中心部に紫が
現われてその外側に円形状に赤が現われる。尚、このよ
うに白色光を用いた場合でも、色彩の変化として現われ
るのは長波長側の赤と短波長側の紫だけである。

ところで、人間の視見は明暗に対しては信置上の光度差
がないと識別が不可能とされているが、色彩の変化に対
しては非常に敏感である。このことから、上述した原理
に基づいてこの発明はより微細な凹凸を感度よく識別す
るために、従来の明暗の変化を観測する替わりに色彩の
変化を観測しようとするものである。

そこで、第１図の実施例に基づいて以下説明を行なう、
先ず、点光源としての白熱球１からの光は、レンズ２に
よりほぼ平行光線となり試料３に照射される。試料３か
らの反射光はレンズ２で集光される。このとき、同図に
示すように例えば試才４３の表面にくぼみがあれば、こ
の凹面からの反射光はレンズ２の焦点よりも内側で集光
される。

従って、このとき図のＡ点の近傍にピントを合せたカラ
ーのテレビカメラ４を配置することにより、このくぼみ
を第２図に示したような色彩の変化として観測すること
ができる。

尚、光源は白熱球に限られることはなく、最低２柿類の
波長成分を含むものであればよい。従って、白熱球の替
わりに、例えば赤と緑の２色同時発光のＬＥＤを使用す
ることも可能である。また第３図に、赤と緑の２つのＬ
ＥＤ５１．　ＬＥＤ５２を用いて、ハーフミラ−６で２
つの波長の光を合成するようにした装置の例を示した。

（発明の効果）以上のようにこの発明の表面検査装置によれば、試料に
２波長以上の波長成分を含む光を照射し、その反射光を
カラー投影して前記波長成分による色彩の変化を観測す
ることにより、従来の明ｏ１の変化の観測では識別が不
可能であった微細な凹凸面を高精度に検出できるので、
実用的には極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の表面検査装置の一実施例を示す図、
第２図はこの発明の詳細な説明するための図、第３図は
他の実施例を示す図、第４図は従来の表面検査装置を示
す図、第５図（Ａ）及び（Ｂ）は表面検査装置を説明す
るための原理図である。１・・・白熱球、２・・・レンズ、３・・・試料、４・
・・テレビカメラ、５・・・ＬＥＤ、６・・・ハーフミ
ラ−１１４・・・受光面。

Claims

【特許請求の範囲】１、２波長以上の波長成分を含む光を発光する発光手段
と、その発光手段からの光を集光して試料に照射し、そ
の試料からの反射光を集光する光学系と、その集光され
た反射光をカラー投影する投影手段とを備え、前記投影
手段に投影された前記反射光について前記波長成分によ
る色彩の変化を観測するようにしたことを特徴とする表
面検査装置。２、前記投影手段はカラーのテレビカメラ及びモニター
から成る請求項１に記載の表面検査装置。