JPH0427497B2

JPH0427497B2 -

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Publication number: JPH0427497B2
Application number: JP56178099A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Imamura; Shoichi Tanimoto; Nobutoshi Abe
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1981-11-06
Filing date: 1981-11-06
Publication date: 1992-05-12
Also published as: JPS5879144A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、レーザ光等の散乱現象を利用して、
被検査物上に付着した微小なゴミ等の異物を検出
する装置に関し、特に、LSI用フオトマスクやレ
チクル上の異物検出において、レーザ光等を入射
したときに生じる不必要な光いわゆる迷光を防止
する機構を備えた異物検出装置に関するものであ
る。

LSI用フオトマスクやレチクル等の異物検出装
置においてレーザ光等を走査して異物から生じる
散乱光を、フオトダイオード光電子増倍管等の光
電手段により電気信号にかえて、検出を行なう装
置が考えられる。

一般に、フオトマスクやレチクルの如き被検査
物上にレーザ光を照射したときには、被検査物上
に付着した異物からは無指向に散乱光が生じ、被
検査物上に密着したパターン、いわゆる回路パタ
ーンのエツジ（クロム等の遮光部のエツジ）から
は指向性をもつた散乱光が生じる。そこで、パタ
ーンのエツジによつて生じる散乱光を考慮して、
レーザ光の被照射部を異なる方向から見込むよう
に複数の光電手段を配置し、各光電手段が全て何
らかの散乱光を受光したときのみ、その光電信号
に基づいて異物が存在するものとして検査するこ
とが考えられる。

このような検査装置では、レーザ光を被検査物
に垂直に照射するか、斜めに照射するかによつ
て、検査時間、異物の検出精度などが異なつてく
る。例えば、レーザ光を斜入射で走査すれば、比
較的短時間で検査ができる。ところが、フオトマ
スクやレチクルのようにガラス板をベースとした
被検査物にレーザ光を斜入射すると、入射角度に
よつては、レーザ光の一部がガラス板の内部を進
み、再びガラス板の表面から迷光として出射す
る。この現象について詳しくは後述するが、光電
手段の受光角によつては、この迷光を受光してし
てしまうことがある。この迷光の強さは、異物か
らの散乱光とほぼ同等か、それ以上に達すること
があり、異物の検出能力の低下や誤検出という欠
点を招いていた。

そこで、この欠点を解消するためになされた本
発明は、光電手段に達する迷光を簡単に防止した
異物検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明において
は、光透過性の被検査基板を光ビームで走査し、
該被検査基板から生じる散乱光を光電検出するこ
とによつて、前記被検査基板に付着した異物を検
出する装置において、前記光ビームを前記被検査
基板の表面と成す角度を鋭角にして前記被検査基
板に照射する照射手段と；前記光ビームを前記被
検査基板上でほぼ一次元に走査するビーム走査手
段と；前記光ビームのほぼ一次元の走査による軌
跡に対して前記光ビームの入射側の空間に、前記
被検査基板に対して斜め方向から、前記走査軌跡
を所定の受光角で見込むように配置するととも
に、前記走査軌跡上から生じる散乱光を検出する
第１の光電手段と；前記被検査基板に対して前記
光ビームの入射側の空間に、前記走査軌跡を含
み、前記被検査基板と垂直な平面にほぼ沿つた方
向から、前記走査軌跡を所定の受光角で見込むよ
うに配置するとともに、前記走査軌跡上から生じ
る散乱光を検出する第２の光電手段と；前記第１
の光電手段と第２の光電手段のそれぞれから出力
される光電信号の大きさに基づいて前記異物を検
出する検出回路と；前記走査軌跡近傍に配置され
た直線的なエツジ部を有し、前記光ビームが前記
被検査基板の内部を伝播して前記被検査基板の端
面で生じる散乱光のうち、前記第１の光電手段に
向かう散乱光は前記エツジ部で遮光し、かつ前記
走査軌跡上の異物から生じる散乱光は前記エツジ
部で遮光することなく前記第１の光電手段と前記
第２の光電手段の各々に入射するように配置され
た遮光手段と；を備えたのである。

次に本発明の実施例を説明するが、その前に、
公知ではないが本発明の基礎となる技術を第１
図，第２図により説明する。

第１図はレチクルやフオトマスク上に付着した
異物の有無を検出する検出装置の斜視図である。
第１図において、レーザ光１は走査のためのスキ
ヤナ２によつて光路を曲げられつつ振動される。
振動されたレーザ光１は、光路を切替えるための
可動ミラー３によつて反射された後、固定ミラー
４によつて再び反射され、被検査物としてのフオ
トマスクやレチクル（以後、両者を単に「マスク
６」として代表する）の上面に斜めに入射する。

今、マスク６は第１図中の座標系xyzのｘ−ｙ
平面上に広がつているものと定め、スキヤナ２に
よつて、レーザ光１がマスク６上を走査した軌跡
Ｌは、座標系xyzのｘ軸方向にマスク６のパター
ン描画領域に沿つて延びているものとする。また
マスク６は不図示の送り機構によつて、ｘ−ｙ平
面上をｙ軸方向に矢印７の如く移動可能である。

前述の可動ミラー３は、スキヤナ２によるレー
ザ光１の振動光路から、ｘ−ｙ平面と平行に第１
図中点線の位置まで退避しするように可動であ
る。この可動ミラー３が退避した状態では、スキ
ヤナ２からのレーザ光１は、固定ミラー５によつ
て反射されて、マスク６の下面に斜めに入射して
走査する。

レーザ光１は、マスク６の上面及び下面に対し
て斜めに入射するが、これは、レーザ光１を垂直
に入射させるよりもマスク６上のレーザ光１の照
射面積を大きくできるからである。これにより、
レーザ光１を走査する時間が短かくなり、検査時
間を短縮することができる。また、レーザ光１が
斜めに入射することによつて、パターンのエツジ
部からの散光乱が進む方向と、異物からの散乱光
が進む方向とをよりはつきり分離させることがで
きる。さらに、レーザ光１の軌跡Ｌ上に空間がで
きるので、ここに観察用光学系（顕微鏡等）を配
置して、異物検出の様子を目視で観察することも
できる。このような点を考慮して、レーザ光１は
マスク６の上面及び下面に対して10゜〜30゜（入射
角にして80゜〜60゜）前後で定めるとよい。

レーザ光１がマスク６上を軌跡Ｌの如く走査し
たとき、軌跡Ｌ上に回路パターンのエツジや、異
物が存在すると、そこから散乱光が生じる。この
散乱光の生じる方向は、前述のようにパターンの
エツジと異物とでは異なるため、マスク６上の軌
跡Ｌの中心部Ｃを異なる方向から見込むように２
つの光電手段A₁，B₁を設ける。この光電手段
A₁，B₁は、軌跡Ｌ上から生じる散乱光を集光す
るためのレンズと、集光された散乱光の強さを電
気信号に変えるためのフオトダイオード、光電子
増倍管等から構成されている。

ここで各光電手段A₁，B₁の位置関係を明確に
すると、光電手段B₁のレンズの光軸は、中心部
Ｃを通ると共に、マスク６の上面（すなわちｘ−
ｙ平面）と小さな角度、例えば10゜〜30゜前後で交
わる。さらにこのレンズの光軸は、レーザ光の走
査の軌跡Ｌを真横から見込むように（すなわち、
ｘ−ｚ面と平行になる）ように定められている。
一方、光電手段A₁のレンズの光軸は軌跡Ｌの中
心部Ｃを通ると共に、マスク６の上面と小さな角
度、例えば10゜〜30゜前後で交わる。さらに、この
レンズの光軸は、光電手段B₁の光軸（又は軌跡
Ｌ）と30〜60前後の角度を成すように定められて
いる。尚、中心部Ｃから光電手段A₁，B₁までの
各距離は等しいものとする。

光電手段A₁，B₁をこのように配置すると、マ
スク６の上面すなわちレーザ光１の入射側の面に
回路パターンが存在する場合、軌跡Ｌ上に異物が
付着していれば、光電手段A₁，B₁は共にほぼ等
しい大きさの光電信号を同時に発生する。また、
レーザ光１が軌跡Ｌ上のエツジを照射したとき
は、そのエツジからの散乱光の指向性によつて、
各光電手段A₁，B₁の各光電信号の大きさは異な
るものとなる。そこで、光電手段A₁，B₁の各光
電信号の大きさを比較すれば、軌跡Ｌ上から生じ
る散乱光が異物によるものか、パターンのエツジ
によるものかを判別することができる。

しかしながら、このようにして異物を検出する
場合、その異物がマスク６の表側と裏側のどちら
に付着しているのかを区別して検査することがで
きない。すなわち、レーザ光１がマスク６の光透
過部を照射したとき、その裏側に異物が存在すれ
ば、異物で生じる散乱光は再び光透過部を通つて
光電手段A₁，B₁に達してしまう。このためマス
ク６のレーザ光入射側の面上と、この面の裏面で
マスク６の光透過部上とに付着した異物を共に検
出してしまい、はなはだ不都合である。

また、回路パターンのクロム等の遮光部上の異
物は、マスク６を用いて、ウエハ上にパターンを
焼き付ける際、焼き付けられたパターンには何ら
影響をおよぼさない。そこで、マスク６の回路パ
ターン上の異物と、光透過部上の異物とを判別し
て、光透過部上に付着した異物のみを検出すれ
ば、検査の効率は極めて良くなる。このため、第
１図に示すように、光電手段A₁，B₁の他に、さ
らに光電手段A₂，B₂を設ける。光電手段A₂，B₂
は、マスク６の上面又は下面を含むｘ−ｙ平面に
対してそれぞれ光電手段A₁，B₁と面対称の関係
に配置されている。もちろん光電手段A₂，B₂は
光電手段A₁，B₁と同様にレンズを含むフオトダ
イオードや光電子増倍管等によつて構成されてい
る。そして、各光電手段A₂，B₂の各光軸は、マ
スク６の下面側から軌跡Ｌの中心部Ｃに向けら
れ、軌跡Ｌ上で、マスク６の下面へ生じる散乱光
を受光するように受光角が定められている。

この光電手段A₂，B₂によりマスク６の下面側
に生じる散乱光を検出して、光電手段A₁，B₁の
検出結果と比較することにより、異物の付着状態
に応じた検査が可能となる。

次に、各光電手段A₁，A₂，B₁，B₂の光電信号
を処理するための回路ブロツクを第２図により説
明する。ここで、光電手段A₁，A₂，B₁，B₂は、
共に同じ強さの光を受光したとき、同一の大きさ
の光電信号を発生するものとし、可動ミラー３は
レーザ光１の振動光路中に入つているものとす
る。第２図において、マスク６のレーザ光入射側
の面を見込む光電手段A₁，B₁の各光電信号はア
ンプ１００、アンプ１０１によつてそれぞれAV
倍に増幅される。また光電手段A₂，B₂の各光電
信号はアンプ１０２、アンプ１０３によつてそれ
ぞれｋ・AV倍に増幅される。アンプ１００，１
０１の各出力信号e₁，e₂は比較器１０４に入力す
る。比較器１０４は所定の基準電圧Erと信号e₁，
e₂を比較して、信号e₁，e₂が共に基準電圧Erより
も大きいときのみ、例えば論理値「１」を出力す
る。一方、アンプ１０２の出力信号e3と信号e1は
比較器１０５に入力する。比較器１０５はe1＞e3
のときのみ、例えば論理値「１」を出力する。同
様に、アンプ１０３の出力信号e4と信号e2は比較
器１０６に入力する。比較器１０６はe₂＞e₄のと
きのみ、例えば論理値「１」を出力する。そし
て、各比較器１０４，１０５，１０６の出力はア
ンド回路１０７（以下、単に「AND１０７」と
する）に入力し、このAND１０７は、その入力
が共に「１」になつたとき、異物を検出したもの
として、「１」を出力する。

尚、上述の基準電圧Erは、光電手段A₁，B₁か
ら中心部Ｃまでの距離や、フオトダイオード、光
電子増倍管等の変換効率、アンプ１００，１０１
の増幅率AV等の条件の他に、異物の大きさも考
慮して決定される。特に異物の大きさにより、散
乱光の強度も変化するので、検出しようとする最
小の異物の大きさに応じて、基準電圧Erを定め
ればよい。換言するなら、基準電圧Erの大きさ
によつて、異物の検出感度が決まつてくる。

この回路構成において、アンプ１０２，１０３
の増幅率がｋ・AVであることについて述べると
共に、動作を説明する。今、異物が軌跡Ｌの中心
部Ｃで、且つ光透過部上に付着しているものとす
ると、この異物にレーザ光１が照射されたとき、
光電手段A₁，B₁に受光される散乱光の強度に対
して、光電手段A₂，B₂に受光される散乱光（マ
スク６の光透過部を通つて下面側へ進む散乱光）
の強度は1/3〜1/8程度になる。また、異物がレー
ザ光入射側と反対側の面すなわち下面で中心部Ｃ
に付着しているものとすると、レーザ光１は中心
部Ｃを照射したとき、光透過部を通過して下面の
異物を照射する。この場合、異物から生じる散乱
光のうち、光電手段A₂，B₂に達する散乱光の強
度の方が、光電手段A₁，B₁に達する散乱光の強
度よりも大きくなる。さらに、レーザ光１が軌跡
Ｌ上のパターンのエツジを照射したとき、エツジ
から生じる散乱光は、レーザ光入射側の面とその
反対側の面とにほぼ同程度の強さで生じ、光電手
段A₁，A₂の光電信号又は光電手段B₁，B₂の光電
信号はほぼ同じ大きさになる。以上の状態を考慮
して、レーザ光入射側の上面で、光透過部上に付
着した異物のみを検出するのに、ｋの大きさを
1.5〜３程度にする。ところで、レーザ光１がパ
ターンのエツジを照射したとき、エツジからの散
乱光の指向性によつては信号e₁，e₂が共に基準電
圧Erよりも大きくなることがある。この場合、
比較器１０４は論理値「１」を出力する。ところ
が、このとき、光電手段A₁又はB₁と光電手段A₂
又はB₂の光電信号はほぼ同じになる。従つて、
前述のようにｋを1.5〜３に定めると、e₁＜e₃且
つe₂＜e₄となり、比較器１０５，１０６は共に
「０」を出力するから、AND１０７は「０」を出
力する。つまり、エツジからの散乱光は、ｋを
1.5〜３に定めることによつて、異物からの散乱
光として誤検出されることはない。また、異物が
レーザ光入射側の上面に付着していたときはe₁＞
e₃且つe₂＞e₄となり、しかも信号e₁，e₂も基準電
圧Erより大きくなるから、AND１０７は異物を
検出したものとして「１」を出力する。また、第
２図の回路構成で、光電手段A₁又はB₁の光電信
号が光電手段A₂又はB₂の光電信号よりも極めて
大きい場合、例えば８倍以上のときは、異物がマ
スク６の遮光部上に付着したものとして、AND
１０７が「０」を出力するような比較器を付加す
ることもできる。

このように、マスク６の表側と裏側とで生じる
散乱光の強度を比較することによつて、異物の付
着状態に応じた検査、すなわちマスク６の上面、
下面のどちらかに付着しているのか、又遮光部
上、光透過部上のどちらに付着しているのかを判
別した検査が、極めて正確に行なわれる。また、
この第１図，第２図に示した異物検出装置では、
前述の可動ミラー３を退避させるだけで、マスク
６の下面にのみ付着した異物を検出できる。この
ために、例えば可動ミラー３の退避動作に応答し
て、第２図に示した光電手段A₁又はB₁と光電手
段A₂又はB₂との各アンプへの接続を切替えたり、
基準電圧Erを変化させたりすればよい。このよ
うにすれば可動ミラー３の移動のみで、マスク６
を裏返すという操作を必要とせず、マスク６の両
面に付着した異物が極めて短時間に検査できる。

以上、本発明の基礎となる技術を説明したが、
このようにレーザ光１の如く、エネルギー密度の
高い光ビームを、マスク６のように透明板材（平
行平面ガラス等）をベースとする被検査物に照射
して、異物の検出を行なう場合、光電手段に受光
される迷光の発生原因として、２つのことが考え
られる。これについて、第３図により説明する。
第３図は、レーザ光１がマスク６に斜入射する様
子を横から見たものである。レーザ光１がマスク
６の上面に角度βで入射したとき、入射した部分
Ｃ一部は正反射光１ａとなつて進み、入射した部
分に回路パターンがなければ、一部はマスク６を
透過した透過光１ｂとして進む。正反射光１ａ、
透過光１ｂの強さは、レーザ光１のマスク６に対
する角度βによつて変化するが、いずれにせよ正
反射光１ａ、もしくは透過光１ｂの一方又はその
両方が生じることには変わりはない。この正反射
光１ａ及び透過光１ｂが迷光発生の第１の原因で
ある。つまり、正反射光１ａ、透過光１ｂはその
まま進むと、かならず装置内部で反射又は散乱し
て、迷光となつて光電手段に受光されてしまうの
である。また、第２の原因はレーザ光１をマスク
６に斜入射していることである。このようにレー
ザ光１をマスク６の光透過部に角度β（10゜〜30゜
前後）で照射すると、第３図の如く、レーザ光１
の一部は、マスク６の透明板材の内部を反射をく
り返して進み、端面６ａまで達する。そして、こ
の端面６ａで反射して再びマスク６の上面及び下
面から出射する光１ｄとなる。この光１ｄは、端
面６ａに近い部分の上面、下面で最も強く出射す
る。また、この光１ｄは、レーザ光１の入射側へ
戻つてくるため、マスク６上の軌跡Ｌをレーザ光
１の入射側から見込む光電手段A₁には迷光とし
て受光されることになる。

これについて、さらに第４図を用いて説明す
る。第４図は、第１図に示した装置を上方より見
たときのレーザ光１、マスク６、光電手段A₁の
配置を示す平面図である。レーザ光１がマスク６
上を斜入射で走査するとき、その軌跡Ｌの中心部
Ｃに、光電手段A₁のレンズの光軸ｌが向いてい
る。前述のように、この軌跡Ｌとその光軸ｌとが
成す角度は、30゜〜60゜に定められている。光電
手段A₁は、中心部Ｃで生じた散乱光のみを受光
するのではなく、軌跡Ｌ上のいかなる位置で生じ
た散乱光も受光しなければならない。そこで第１
図で定めた座標系xyzのｘ−ｙ平面上で、軌跡Ｌ
を全て見込むように受光角θを設定すれば、当然
端面６ａも見込むことになる。この状態で、レー
ザ光１がマスク６を走査すると、マスク６の内部
を進み端面６ａで反射して出射してきた光１ｄは
レーザ光１の走査に応じて光電手段A₁に達する。
特に軌跡Ｌが端面６ａに近づけば近づく程、光電
手段A₁は光１ｄを強く受光することになる。

次に、本発明の実施例を第５図及び第６図によ
り説明する。第５図は、本発明の実施例による迷
光防止機構を設けた検出装置の斜視図であり、第
６図は、これを横から見た側面図である。もちろ
ん、検査装置全体は、外部から光を遮光するよう
なケース内に収納されている。

第５図及び第６図において、レーザ光１、スキ
ヤナ２、マスク６、光電手段A₁，A₂，B₁，B₂等
の配置は第１図に示したのと同様であるが、可動
ミラー３、固定ミラー４，５については以後の説
明と直接関係がないので省略してある。また、第
６図では説明上、光電手段B₁，B₂も省略してあ
る。

まず、初めに、第３図で示した正反射光１ａ、
透過光１ｂを装置内部で散乱、又は反射させない
ように吸収する機構について説明する。マスク６
の上面に入射したレーザ光１のうち、軌跡Ｌから
の正反射光１ａは光学部材１０により減衰される
とともに、反射により光路を曲げられる。この光
学部材１０の反射面は、ここでは、マスク６の上
下面（ｘ−ｙ平面）と垂直になつており、且つ、
マスク６の板幅程度の長さで軌跡Ｌと平行に延び
ている。尚、光学部材１０の材質として、レーザ
光は透過せずに大部分吸収し、わずかに正反射す
るものがよい。また、マスク６を透過した透過光
１ｂは、光学部材１０と同一の材質及び形状の光
学部材１１によつてわずかに正反射される。この
ようにして光学部材１０，１１によつて反射され
たレーザ光１の強度は十分小さくなり、さらに、
光を吸収するための吸収体１４，１５に各々入射
する。各吸収体１４，１５は、光学部材１０，１
１と平行に位置した円筒形状であり、光学部材１
０，１１からの反射光を内部を取り込むように、
円筒の母線方向に開口スリツト１４ａ，１５ａが
設けられている。また、吸収体１４，１５の内部
には、各開口スリツト１４ａ，１５ａから入射し
た光をわずかに反射し、大部分を吸収する板材１
２，１３が開口スリツト１４ａ，１５ａに沿つて
設けられている。この板材１２，１３は、開口ス
リツト１４ａ，１５ａから入つてきた光を、吸収
体１４，１５の内周壁に向けて反射するように設
定されている。

尚、吸収体１４，１５の円壁はほぼ完全な散乱
面となるように加工されており、また開口スリツ
ト１４ａ，１５ａの幅は、光学部材１０１１で反
射したレーザ光が、そのスリツト１４ａ，１５ａ
の端面やエツジ部を照射しない程度にできるだけ
小さな寸法に加工されている。また、吸収体１
４，１５の外壁は光を散乱せずにほとんど吸収す
るような低反射率面になるように処理されてい
る。

次に、前記マスク６の端面６ａで反射した光１
ｄを遮光する機構について説明する。第４図に示
したように、光１ｄは光電手段A₁，A₂に受光さ
れ、レーザ光のマスク６上の軌跡Ｌを横から見込
む光電手段B₁，B₂には受光されない。すなわち、
光１ｄが迷光として作用するのは光電手段A₁，
A₂だけである。そこで第５図及び第６図に示す
ように、マスク６の上面側と下面側に遮光板２
０，２１を設ける。この遮光板２０，２１はマス
ク６に対して互いに面対称に、且つ、マスク６の
上下面に対して斜めに配置されている。その傾き
は、レーザ光１の進行を防げることのない範囲で
できるだけレーザ光１の光路に近づけるように定
められている。すなわち前述の如く、レーザ光１
はマスク６の面が広がるｘ−ｙ平面に対して10゜
〜30゜前後で入射するから、遮光板２０はｘ−ｙ
平面からｚ軸の正方向に10゜〜30゜、遮光板２１は
ｘ−ｙ平面からｚ軸の負方向に10゜〜30゜の傾きで
配置される。ただし、その傾きはレーザ光１とマ
スク６とが成す角度よりもわずかに大きく定めら
れる。また、遮光板２０，２１の端部２０ａ，２
１ａは、マスク６上の軌跡Ｌの近傍に、平行にな
るように定められており、且つその幅（ｘ軸方向
の長さ）は、第４図で示した光電手段A₁，A₂の
受光光路を覆うような寸法に決められている。

具体的に遮光板２０について第４図を用いて説
明すれば、その端部２０ａは軌跡Ｌと平行になる
ように、且つ少なくとも光電手段A₁の受光角θ
による受光路（第４図中点線の領域内）を覆うよ
うな大きさに定められている。尚、各遮光板２
０，２１の端部２０ａ，２１ａは、それぞれ鋭角
になるように加工されており、レーザ光１の光路
に極めて近づくように配置されている。

尚、第６図に示すように、各遮光板２０，２１
の端部２０ａ，２１ａは軌跡Ｌ上まで延ばすこと
はできない。それは、第６図では不図示である
が、光電手段B₁，B₂も軌跡Ｌ上からの散乱光を
受光するために設けられているからである。但
し、もし、光電手段B₁，B₂が第５図に示した位
置以外の所、例えば、レーザ光１の入射側におい
て、マスク６の面と垂直で、且つ軌跡Ｌと垂直に
中心部Ｃを通る面に関して光電手段A₁，A₂と面
対称な位置に配置したとすると、遮光板２０，２
１は、例えば、レーザ光１の軌跡Ｌを含むマスク
６と垂直な面に沿つて設ければよい。もちろんこ
の場合にも、各端部２０ａ，２１ａはマスク６に
なるべく近づけるようにする。

ところで、遮光板２０，２１の内側面２０ｃ，
２１ｃは、ほとんどの光を吸収すると共に、一部
は正反射するように非散乱で低反射率の材質で加
工されている。これはレーザ光１の光束が広がり
を持つことにより、内側面２０ｃ又は２１ｃをわ
ずかでもレーザ光１が照射したとき、そこで散乱
を起さないようにするためである。つまり内側面
２０ｃ又は２１ｃでレーザ光１の散乱が生じる
と、その散乱光は光電手段A₁，A₂に受光されて
しまうのである。

また、レーザ光１の光束の広がりによつて内側
面２０ｃ、２１ｃが照射されないように、レーザ
光１の光束の広がりそのものを遮ぎることも考え
られる。そのためには、第６図に示すようにスキ
ヤナ２を経て、不図示の結像レンズの後で、遮光
板２０又は２１に向うレーザ光１の光路上に遮光
板３３を設ければ良い。この遮光板３３は、レー
ザ光１の走査方向（ｘ軸方向）にはレーザ光１の
光束を遮ぎらず、且つ走査方向と垂直な方向で、
レーザ光１の広がりをおさえる。すなわち、遮光
板３３は、レーザ光１の走査方向に延びた板材
に、走査方向にスリツトを設けたものでよい。そ
して、そのスリツトの幅は、レーザ光の強度がガ
ウス分布３２の場合、例えば、強度が１／e²（た
だしｅは自然対数の底）に低下した所から外側の
光束を遮ぎるように定めるとよい。

次に、迷光防止の動作を説明する。マスク６に
斜入射したレーザ光１は、正反射光１ａ、透過光
１ｂとなつて光学部材１０，１１に達する。この
正反射光１ａ、透過光１ｂは光学部材１０，１１
で大部分が吸収され、数％のみが反射されて吸収
体１４，１５へ入射する。さらに、吸収体１４，
１５の内部の板材１２，１３で大部分が吸収さ
れ、数％のみが反射されて、吸収体１４，１５の
内壁に達する。その内壁でレーザ光は散乱する
が、このとき開口スリツト１４ａ，１５ａから出
射する散乱光は、異物やパターンのエツジ部から
の散乱光に比して極めてエネルギが小さくなる。
このため正反射光１ａ、透過光１ｂによつて生じ
る迷光は、光電手段A₁，A₂；B₁，B₂に受光され
ず、完全に防止される。

一方、マスク６の端面６ａで反射して、マスク
６の上面及び下面から出射する光１ｄは、遮光板
２０，２１の外側面２０ｂ，２１ｂに達する。然
るに、この外側面２０ｂ，２１ｂは光を散乱させ
ずにわずかに正反射するような材質で成形されて
いる。このため、光１ｄは外側面２０ｂ，２１ｂ
によつてほとんど吸収され、光電手段A₁，A₂に
は達しない。さらにB₁，B₂による異物検出機能
も損なうことはない。

以上の実施例において、光学部材１０，１１と
しては、レーザ光１の波長帯域を吸収する色ガラ
スフイルタや、ニユートラル・テンシテイ
（ND）フイルタ等に反射防止膜を蒸着したもの
が、安価に、且つ簡単に利用できる。また、板材
１２，１３吸収体１４，１５及び遮光板２０，２
１は光学部材１０，１１と同一のものでもよい
が、アルミニウム合金等の金属板に黒アルマイト
のつやのある塗装を処しただけのものでも十分に
利用できる。そして、吸収体１４，１５の内壁
は、黒色のつや消し塗装を施すだけで十分であ
る。

尚、第６図からも明らかなように、吸収体１
４，１５は正反射光１ａ、透過光１ｂが外壁に照
射されないように配置されているが、軌跡Ｌ上の
回路パターンのエツジ部からの散乱光を受けるこ
ともある。すると、光電手段A₁，A₂は吸収体１
４，１５の外壁にあたつた散乱光の反射光を受光
することになる。しかしながら、第７図に示すよ
うに円筒形状の吸収体１４又は１５の一部を平面
８に加工して、エツジ部からの散乱光１ｅの一部
をマスク６から遠ざかるように反射させて大部分
を吸収すると、迷光の防止はより完全となる。
尚、平面８からの光は、遮光板２０の外側面２０
ｂに向うようにすれば良い。

本発明では、走査軌跡に対して光ビームの入射
側の空間に配置された第１の光電手段A₁（又は
A₂）と、被検査基板に対して光ビームの入射側
の空間に、走査軌跡を含み、被検査基板と垂直な
平面にほぼ沿つた方向から走査軌跡を所定の受光
角で見込むように配置された第２の光電手段B₁
（またはB₂）とに対し、光ビームの走査軌跡より
も遠方の被検査基板から生じる光、例えば光ビー
ムが被検査基板の内部を伝播して被検査基板の端
面で生じる散乱光のうち、第１の光電手段に向か
う散乱光は、走査軌跡近傍に配置された直線的な
エツジ部で遮光し、かつ走査軌跡上の異物から生
じる散乱光はエツジ部で遮光されることなく第１
の光電手段と第２の光電手段の各々に入射するよ
うに遮光手段を配置している。このため、第１の
光電手段による異物検出能力が向上するととも
に、誤検出も防止できる。また、第２の光電手段
には構成上、上記端面からの散乱光が入射するこ
とがなく、第２の光電手段による異物検出能力も
低下することがない。

また、第２の光電手段を、走査軌跡に対して光
ビームの入射側の空間に、被検査基板に対して第
１の光電手段を異なる斜め方向から、走査軌跡Ｌ
を所定の受光角で見込むように配置したときに
も、上記端面で生じる散乱光のうち、第１の光電
手段と第２の光電手段の各々に向かう散乱光はエ
ツジ部で遮光し、かつ走査軌跡上の異物から生じ
る散乱光はエツジ部で遮光することなく第１の光
電手段と第２の光電手段の各々に入射するように
遮光手段を配置することにより、同様に第１，第
２の光電手段の異物検出能力の低下を防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基礎となる技術による異物検
出装置の斜視図、第２図は本発明の基礎となる技
術による処理回路のブロツク図、第３図及び第４
図は迷光の発生を説明するための原理図、第５図
は本発明の実施例による迷光防止機構の斜視図、
第６図は第５図を横から見た側面図、第７図は吸
収体の変形例を示す正面図である。〔主要部分の符号の説明〕、A₁，A₂；B₁，B₂
……光電手段、A₁……第１の光電素子、A₂……
第２の光電素子、２０，２１……遮光手段、２０
……第１の遮光板、２１……第２の遮光板。

Claims

【特許請求の範囲】１光透過性の被検査基板を光ビームで走査し、
該被検査基板から生じる散乱光を光電検出するこ
とによつて、前記被検査基板に付着した異物を検
出する装置において、前記光ビームを前記被検査基板の表面と成す角
度を鋭角にして前記被検査基板に照射する照射手
段と；前記光ビームを前記被検査基板上でほぼ一次元
に走査するビーム走査手段と；前記光ビームのほぼ一次元の走査による軌跡に
対して前記光ビームの入射側の空間に、前記被検
査基板に対して斜め方向から、前記走査軌跡を所
定の受光角で見込むように配置するとともに、前
記走査軌跡上から生じる散乱光を検出する第１の
光電手段と；前記被検査基板に対して前記光ビームの入射側
の空間に、前記走査軌跡を含み、前記被検査基板
と垂直な平面にほぼ沿つた方向から、前記走査軌
跡を所定の受光角で見込むように配置するととも
に、前記走査軌跡上から生じる散乱光を検出する
第２の光電手段と；前記第１の光電手段と第２の光電手段のそれぞ
れから出力される光電信号の大きさに基づいて前
記異物を検出する検出回路と；前記走査軌跡近傍に配置された直線的なエツジ
部を有し、前記光ビームが前記被検査基板の内部
を伝播して前記被検査基板の端面で生じる散乱光
のうち、前記第１の光電手段に向かう散乱光は前
記エツジ部で遮光し、かつ前記走査軌跡上の異物
から生じる散乱光は前記エツジ部で遮光すること
なく前記第１の光電手段と前記第２の光電手段の
各々に入射するように配置された遮光手段と；を
備えたことを特徴とする異物検出装置。２前記遮光手段は、前記直線的なエツジ部が前
記走査軌跡に沿つてほぼ平行に延びているととも
に、前記光ビームの入射側の空間に、前記光ビー
ムの前記被検査基板への入射路を避けて配置され
た遮光板であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の異物検出装置。３前記遮光板を前記光ビームの前記被検査基板
への入射路にほぼ沿つて斜めに設けるとともに、
前記遮光板の前記光ビームと対向する面を非散乱
性の低反射率面にしたことを特徴とする特許請求
の範囲第２項記載の異物検出装置。４光透過性の被検査基板を光ビームで走査し、
該被検査基板から生じる散乱光を光電検出するこ
とによつて、前記被検査基板に付着した異物を検
出する装置において、前記光ビームを前記被検査基板の表面と成す角
度を鋭角にして前記被検査基板に照射する照射手
段と；前記光ビームを前記被検査基板上でほぼ一次元
に走査するビーム走査手段と；前記光ビームのほぼ一次元の走査による軌跡に
対して前記光ビームの入射側の空間に、前記被検
査基板に対して斜め方向から、前記走査軌跡を所
定の受光角で見込むように配置するとともに、前
記走査軌跡上から生じる散乱光を検出する第１の
光電手段と；前記走査軌跡に対して前記光ビームの入射側の
空間に、前記被検査基板に対して前記第１の光電
手段と異なる斜め方向から、前記走査軌跡を所定
の受光角で見込むように配置するとともに、前記
走査軌跡上から生じる散乱光を検出する第２の光
電手段と；前記第１の光電手段と第２の光電手段のそれぞ
れから出力される光電信号の大きさに基づいて前
記異物を検出する検出回路と；前記走査軌跡近傍に配置された直線的なエツジ
部を有し、前記光ビームが前記被検査基板の内部
を伝播して前記被検査基板の端面で生じる散乱光
のうち、前記第１の光電手段と第２の光電手段の
各々に向かう散乱光は前記エツジ部で遮光し、か
つ前記走査軌跡上の異物から生じる散乱光は前記
エツジ部で遮光することなく前記第１の光電手段
と前記第２の光電手段の各々に入射するように配
置された遮光手段と；を備えたことを特徴とする
異物検出装置。