JPH06317533A - 異物検査方法及び異物検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】異物と検査光のスポットとの位置関係に影響さ
れることなく異物を正確に検査でき、信頼性の高い異物
検査装置を提供することにある。 【構成】試料を走査させながらスポット状の検査光を投
光し試料表面で生ずる散乱光を受光して得た散乱光信号
に基づいて異物の存在や大きさを検出する異物検査方法
において、検査光を半径分ずつ重ねて走査し、得られた
散乱光信号を離散化し、前後を含む３回分の散乱光信号
を加算して第ｎの走査信号とし、走査位置毎に第ｎの走
査信号と第（ｎ−１）及び第（ｎ＋１）の散乱光信号と
を比較して増加分のある信号成分を抽出し、第ｎの走査
信号に基づいて異物の存在や大きさを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体ウエハや
液晶パネル等の試料に付着したサブミクロン以下の微細
な異物を光の散乱現象を利用して検査する異物検査方法
及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェハ（以下、単にウェハとす
る。）や液晶基板等の試料表面上に存在する付着異物や
傷等の欠陥は、後のパターン形成工程において断線等の
不良の原因となる。したがって、製造工程前・間で、予
め検査して、欠陥を検出された試料に対し洗浄または排
除する等の適切な処置を施す必要がある。

【０００３】一般に、微細な異物を検査する装置には光
の散乱現象を利用したものがある。この種の装置におい
ては、例えばレ−ザ発振器から出力されたレ−ザ光（検
査光）が試料の表面に走査される。そして、試料に異物
が付着している場合には、異物からの散乱光が検出さ
れ、散乱光強度の最大値が電圧値に変換されて、異物の
有無及び大きさ等が判断される。

【０００４】図４２に、従来の異物検査装置１の例を示
す。同装置１の構成は、試料２を走査可能に載置する走
査部３と、試料を斜方照射する投光部４と、照射点の略
鉛直上方より散乱光５を受光してその光強度に応じた散
乱光信号を出力する受光部６と、この散乱光信号を演算
処理する電気回路系７とに大別される。

【０００５】投光部４には、ビ−ムエキスパンダやミラ
−等が備えられており、投光部４から発せられたレ−ザ
光８は、図４３に示すように集光レンズ系９を経て試料
２の表面１０に結像する。レ−ザ光８のスポット１１の
形状は略円形である。この他のスポット形状として、楕
円形や細長いシ−ト状（矩形）等がある。

【０００６】散乱光強度は異物の大きさの10² 乃至10⁶
に比例するので、散乱光信号レベルを所定の閾値と比較
することにより異物１２の存在やその大きさを検出する
ことができた。また、走査部３を駆動させるパルス信号
と散乱光信号との同期をとることによって異物１２の位
置を検出することができた。

【０００７】レ−ザ光８のスポット１１は、通常、ガウ
シアン曲線状の光強度分布を有しているので、図４４に
示すように、スポット１１のエネルギ分布は中心から外
側へ指数関数的に減少している。ここで、図４４はスポ
ットの形状が楕円の場合を示している。

【０００８】また、特開昭６３−８３６３３号公報には
粒子計測の技術が開示されており、この技術は、濃度フ
ィルタ、空間フィルタ、及び、半導体レ−ザを一次元的
に配列したり、屈折率分布型のスラブレンズを用いたり
して、台形状の強度分布を持つシ−ト状のビ−ムを形成
している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図４４のよ
うに光強度分布がガウス分布の形をしたスポット（ガウ
シアンスポット）を利用した場合、スポット１１内の光
強度が不均一であるため、異物とスポットとの位置関係
によって散乱光強度が異なる。すなわち、図４５（ａ）
及び（ｂ）に示すように同一の異物１２を対象にした場
合でも、異物１２がスポット１１の中央に存在する場合
には散乱光強度Ｖ₁ が大きく（図４５（ａ））、異物が
偏倚している場合には散乱光強度Ｖ₂ が小さい（同図
（ｂ））。このため、異物の径が同じであっても散乱光
強度に差が生じ、この差が検査精度に悪影響を及ぼす。

【００１０】このような不具合を解決するために、図４
６に示すようにスポットを一定の割合（例えば、スポッ
トの半分程度）で重ねて走査し、散乱光強度の差を低減
する検査方法が在る。図４６中の符号Ａはスポット径を
示しており、符号Ｂは走査ピッチを示している。さら
に、図４４中では、第ｎ回目〜第 (n+2)回目の走査時の
スポットの強度分布が同時に示されている。

【００１１】しかし、図４６に示すようにスポットを重
ねても、走査ピッチを限りなく零に近付けない限り、散
乱光強度の差を完全に解消することはできない。一方、
スポットを重ねると、ダブルカウンティング（一つの異
物を重複して計数すること）する場合が生じる。

【００１２】つまり、図４７（ａ）は異物１３、１４の
径ｄ₁ 、ｄ₂ が同じ場合（ｄ₁ ＝ｄ₂ ）を比較してい
る。同図 (a-1)の異物１３は第ｎ回目の走査時にスポッ
トの中央に位置し、第 (n+1)回目の走査時にはスポット
の周縁部に位置している。この場合、第ｎ回目の走査時
には散乱光強度の最大値Ｖ_n が大きな信号として表れる
が、第 (n+1)回目の走査時には散乱光強度の最大値Ｖ
_n+1 はＶ_n に比べて極く小さい。この結果、同一の異物
１３が検出対象であるのにも係わらず、径の異なる二つ
の異物が検出される。

【００１３】また、同図 (a-2)の異物１４は、第ｍ回目
の走査時のスポットと第 (m+1)回目の走査時のスポット
とが重なる部分の中央に位置している。この場合、散乱
光強度の最大値Ｖ_m 、Ｖ_m+1 は等しく表れるが、異物１
４の径ｄ₂ が先の異物１３の径ｄ₁ と同じであるのにも
係わらず、散乱光強度の最大値の関係はＶ_n ＞Ｖ_m ＝Ｖ
_m+1 ＞Ｖ_n+1 である。この結果、異物１４の径の判断が
困難になる。

【００１４】一方、図４５（ｂ）はｄ₁ とｄ₂ が異なる
場合を比較している。異物１３、１４とスポットとの位
置関係は同図 (a-1)、(a-2) と同じである。これらの場
合、異物１３の径ｄ₂ が異物１３の径ｄ₁ よりも大きい
のにも係わらず、散乱光強度の最大値の関係がＶ_n ＝Ｖ
_m ＝Ｖ_m+1 ＞Ｖ_n+1 になることがある。この結果、異物
１３、１４の径の判断が困難になる。

【００１５】これらのことをまとめると、ガウシアンス
ポットを用いた場合の不具合として以下のことが挙げら
れる。

【００１６】(1) 異物の大きさが同じであってもスポッ
トとの位置関係によって散乱光強度に差が生じる。

【００１７】(2) スポットを重ね合わせた場合には、一
つの異物をダブルカウンティングする場合がある。

【００１８】(3) スポットを重ね合わせることによっ
て、走査回数が多くなり、検査時間が長くなる。

【００１９】一方、特開昭６３−８３６３３号公報の技
術には以下のような不具合がある。

【００２０】(1) レ−ザ光がフィルタやレンズを透過す
る際にエネルギが損失するとともに、スポット形状がシ
−ト状であるため、スポットのパワ−密度を高めにく
い。

【００２１】(2) スポットの光強度を近似的に台形状に
分布させるため、スポットの外郭部分の強度分布が均一
になりにくい。

【００２２】(3) フィルタとレンズの組合せが複雑であ
るため、光学系が高価格化及び大型化する。

【００２３】また、ガウシアンスポットを利用した場合
の検査精度を高めるために、図４８に示すように試料２
の表面１０を区画する方法が在る。すなわち、この方法
は、図４９に示すように、デ−タ処理の段階で試料表面
１０を走査方向（ｘ、ｙ）に区割りし、多数の微小な基
本ユニット、即ちピクセル１５…を設定する。レ−ザ光
８は、前述の方法と同様に重ね合せて走査される。さら
に、図５０に示すように、ピクセル１５毎に散乱光強度
を最大値処理し、得られた最大値を異物の信号とする。
このようにして求められた最大値が集計され、図５１に
示すような波高値・異物個数のヒストグラムが作成され
る。

【００２４】図５１のヒストグラムには、径Ｄ₁ 、
Ｄ₂ 、Ｄ₃ の異物による散乱光信号Ｅ₁、Ｅ₂ 、Ｅ
₃ と、異物が存在しないピクセルのノイズレベルＥ₄ と
が表れている。さらに、この場合の径Ｄ₁ 、Ｄ₂ 、Ｄ₃
の大小関係は、Ｄ₁ ＜Ｄ₂ ＜Ｄ₃ である。波高値、散乱
光強度、及び、異物の径は相関を有しており、予め波高
値と異物の径との関係が標準粒子を用いたキャリブレ−
ションによって得られている。したがって、ヒストグラ
ムから異物の径と個数が判る。

【００２５】しかし、この方法にも以下のような不具合
がある。

【００２６】(1) ピクセル１５…毎に最大値処理が行わ
れるので、図５３中に示すように、一つのピクセル１５
ａに二つの異物１６、１６が存在している場合には、ミ
スカウンティングし易い。つまり、一つのピクセルに二
つ以上の異物が存在しないことが前提条件であり、異物
の付着濃度の高い試料に関しては検査精度が低い。

【００２７】(2) レ−ザ光８は重ね合せて走査されるの
で、図５３中に示すように異物１６がピクセル１５ｂ、
１５ｃを跨いでいる場合には、一つの異物１６が重複し
て検出される。つまり、ピクセルサイズを妥当に設定で
きなければ、ダブルカウンティングが生じ易い。

【００２８】(3) レ−ザ光８は重ね合せて走査され、ス
ポットの光強度分布はガウス分布の形をしているので、
図４５及び図４７に示す場合と同様に、散乱光強度の最
大値の差を完全に解消することはできない。そして、ス
ポットとの位置関係によっては、異なる径の異物から同
じ強度の散乱光が発生することがある。この結果、図５
２に示すように分離度が悪くなり、異なる径の異物によ
る散乱光信号Ｅ₅ 、Ｅ₆が重なり、重なった部分ｅがい
ずれの異物による信号なのか区別できない。

【００２９】(4) ピクセル１５…毎に最大値処理が行わ
れるので、デ−タ処理量が多く、処理時間が長い。

【００３０】すなわち、請求項１〜請求項９の発明は上
述の課題を解決するためになされたもので、これらの発
明の目的とするところは、異物と検査光のスポットとの
位置関係に影響されることなく異物を正確に検査でき、
信頼性の高い異物検査装置を提供することにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために請求項１の発明は、試料を走査させながら
スポット状の検査光を投光し試料表面で生ずる散乱光を
受光して得た散乱光信号に基づいて異物の存在や大きさ
を検出する異物検査方法において、第（ｎ−１）の走査
軌道で前記試料を走査させながら第（ｎ−１）の散乱光
信号を検出する第（ｎ−１）の走査工程と、前記第（ｎ
−１）の走査軌道から検査光のスポット半径分だけ移動
させた第ｎの走査軌道で前記試料を走査させながら第ｎ
の散乱光信号を検出する第ｎの走査工程と、前記第ｎの
走査軌道から検査光のスポット半径分だけ移動させた第
（ｎ＋１）の走査軌道で前記試料を走査させながら第
（ｎ＋１）の散乱光信号を検出する第（ｎ＋１）の走査
工程と、前記第（ｎ−１），第ｎ及び第（ｎ＋１）の散
乱光信号をそれぞれ所定時間ごとに離散的に抽出する信
号抽出工程と、対応する走査位置ごとに前記信号抽出工
程において抽出された第（ｎ−１），第ｎ及び第（ｎ＋
１）の散乱光信号を加算して第ｎの走査信号として出力
する加算工程と、対応する走査位置ごとに前記第ｎの走
査信号と前記第（ｎ−１）の散乱光信号とを大小比較し
て第（ｎ−１）の散乱光信号より大きくない第ｎの走査
信号を無効にする第１の比較工程と、対応する走査位置
ごとに前記第ｎの走査信号と前記第（ｎ＋１）の散乱光
信号とを大小比較して第（ｎ＋１）の散乱光信号より大
きくない第ｎの走査信号を無効にする第２の比較工程
と、前記第ｎの走査信号に基づいて異物の存在や大きさ
を検出する異物検出工程とを具備することを特徴とする
異物検査方法（但し、ｎは正の整数とする）である。

【００３２】また、請求項２の発明は、試料を全面走査
可能に載置する走査手段と、前記走査手段の走査位置を
検出して位置信号を出力する位置検出手段と、前記試料
表面にスポット状の検査光を投光する投光手段と、前記
試料表面で生ずる散乱光を受光してその光強度に応じた
散乱光信号を出力する受光手段と、前記散乱光信号を所
定時間ごとに離散的に抽出する信号抽出手段と、離散的
に抽出された散乱光信号を前記位置検出手段によって同
期的に出力される位置信号に対応する番地に順次格納す
る記憶保持手段と、前記記憶保持手段に格納される信号
値を逐次読み出して加算する加算手段と、前記加算手段
による加算値と前記記憶保持手段に格納される信号値と
を比較して信号値より大きくない加算値を無効にする比
較手段と、前記比較手段の出力に基づいて異物の大きさ
や存在位置を検出する異物検出手段とを具備することを
特徴とする異物検査装置である。

【００３３】また、請求項３の発明は、試料に検査光の
スポットを集光させ、試料に付着した異物からの散乱光
を検出して異物を検査する異物検査方法において、スポ
ットの直径を１ピッチとして検査光を走査する第１の工
程と、異物からの散乱光を検出して散乱光信号を得る第
２の工程と、散乱光信号のピ−ク値と検出時間とを検出
する第３の工程と、ピ−ク値と検出時間とを用いてピ−
ク値を補正する第４の工程とを具備したことを特徴とす
る異物検査方法である。

【００３４】また、請求項４の発明は、検査光を出射す
る光源と、検査光のスポットを試料に投光する投光系
と、スポットを試料に走査する走査系と、試料に付着し
た異物からの散乱光を検出して光電変換する散乱光検出
手段と、この散乱光検出手段の出力信号を処理する信号
処理系とを備えた異物検査装置において、信号処理系
が、散乱光信号のピ−ク値と検出時間とを検出する信号
処理回路部と、この信号処理回路部によって検出された
ピ−ク値と検出時間とを用いてピ−ク値を補正する演算
部とを備えたことを特徴とする異物検査装置である。

【００３５】また、請求項５の発明は、試料に検査光の
スポットを集光させ、試料に付着した異物からの散乱光
を検出して異物を検査する異物検査方法において、複数
のスポットを一定の位置関係を保ちながら直交走査する
第１の工程と、異物からの散乱光を検出して散乱光信号
を得る第２の工程と、各スポットの少なくとも２回の走
査によって得られた散乱光信号を各スポット毎に同期さ
せる第３の工程と、各スポット毎に散乱光信号の足し合
わせを行う第４の工程と、足し合わせられた散乱光信号
を足し合わせ前の散乱光信号と比較して増加分のある信
号成分を抽出する第５の工程とを具備した異物検査方法
である。

【００３６】また、請求項６の発明は、検査光を出射す
る光源と、検査光のスポットを試料に集光させる投光系
と、スポットを試料に走査する走査系と、試料に付着し
た異物からの散乱光を検出して光電変換する散乱光検出
手段と、この散乱光検出手段の出力信号を処理する信号
処理系とを備えた異物検査装置において、投光系が複数
のスポットを形成するとともに、これらのスポットの位
置が互いにずらされ、走査時に各スポットの一部が他の
スポットと重なることを特徴とする異物検査装置であ
る。

【００３７】また、請求項７の発明は、試料に検査光の
スポットを集光させ、試料に付着した異物からの散乱光
を検出して異物を検査する異物検査方法において、得ら
れた散乱光信号のデ−タ波形を一次微分して微分波形を
作成し、この微分波形を基にして異物の有無を判断する
第１の工程と、微分波形とデ−タ波形とを対応させて異
物の大きさを分類する第２の工程とを具備したことを特
徴とする異物検査方法である。

【００３８】また、請求項８の発明は、試料に検査光の
スポットを集光させ、試料に付着した異物からの散乱光
を検出して異物を検査する異物検査装置において、検査
光を強度分布矩形化手段に通してスポットの強度分布を
矩形化することを特徴とする異物検査装置である。

【００３９】そして、請求項９の発明は、検査光を出射
する光源と、検査光のスポットを試料に集光させる投光
系と、スポットを試料に走査する走査系と、試料に付着
した異物からの散乱光を検出して光電変換する散乱光検
出手段と、この散乱光検出手段の出力信号を処理する信
号処理系とを備えた異物検査装置において、信号処理系
が、散乱光検出手段によって検出されたデ−タ波形を一
次微分して微分波形を作成し、この微分波形を基にして
異物の有無を判断するとともに、微分波形とデ−タ波形
とを対応させて異物の大きさを分類することを特徴とす
る異物検査装置である。

【００４０】そして、これらの発明によれば、異物と検
査光のスポットとの位置関係に影響されることなく異物
を正確に検査でき、異物検査装置の信頼性を向上でき
る。

【００４１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。なお、従来の技術の項で説明したものと同様のも
のについては同一番号を付し、その説明は省略する。

【００４２】図１に本発明の第１実施例に係る異物検査
装置２１の概観構成を示す。同装置２１は、走査手段と
してのＲステージ２２及びθステージ２３、投光手段と
してのレーザ発振器２４、ビームエキスパンダ２５、反
射ミラー２６、集光レンズ系２７と、受光手段としての
ファイバプレ−ト２８、光電子増倍管２９と、信号抽出
手段、記憶保持手段、加算手段、比較手段としての機能
を備えた信号処理系３０とを備えている。以下、まず各
部の構成を詳解する。

【００４３】Ｒステージ２２は、パルスモータ３１と、
該パルスモータ３１に連結したボール捩子３２と、該ボ
ール捩子３２が螺挿された直進テーブル３３と、該直進
テーブル３３を進退自在に挿通するガイドレール３４と
から構成される。θステージ２３は、パルスモータ３４
と、該パルスモータ３５に連結し、かつ上記直進テーブ
ル３３上に回動自在に軸支される回転テーブル３６とか
ら構成されており、該回転テーブル３６は試料（主に半
導体ウェハ）２を搭載する機能も備えている。

【００４４】しかして、Ｒ，θ各ステ−ジ２２，２３
は、後述するパルス発生回路４５のパルス信号を制御イ
ンターフェース（図示しない）を介して入力し、同期的
に駆動して（具体的にはθテーブル２３の１回転につき
Ｒテーブル２２が所定ピッチずつ移動して）、搭載した
試料２を同心円状に全面走査するようになっている。

【００４５】レーザ発振器２４は、例えば TEM₀₀モ−ド
のＡｒ⁺ レーザ等の検査光を発するレーザ光源（出力30
mＶ，波長488nm ，Ｐ偏光成分）が用いられる。ビーム
エキスパンダ２５は、例えば凸レンズの組合せで構成さ
れる光学部材であり、入射光の径を10倍乃至20倍程度に
拡大させて、上記検査光を幾何光学的に集光容易にする
ため便宜上配設されるものである。

【００４６】反射ミラー２６は上記検査光を試料２方向
に偏向させ、集光レンズ系２７は試料２の表面１０に検
査光の略円形のスポット１１を結ばせるようなってい
る。しかして、試料２の所定の走査点には、直径Ｄ
_S （＝約 100μｍ程度）のスポット光が、鉛直に対し約
45°の方向から供給されるようになっている。

【００４７】ファイバプレ−ト２８は、通常の光ファイ
バの束で構成され、かつ入射口を上記試料２上の検査光
の正反射方向以外の所定の位置に配設され、出射口は後
続の光電子増倍管２９に連結されている。光電子増倍管
２９は、光電効果によって入射光を電子に変換するタイ
プの光検出器であり、ファイバプレ−ト２８の出力光を
電流信号として後続の信号処理系３０に送るようになっ
ている。

【００４８】信号処理系３０は、電流電圧（以下、Ｉ−
Ｖとする。）変換回路４１と、ノイズ除去回路４２と、
アナログ／デジタル（以下、Ａ／Ｄとする。）変換回路
４３と、シフトレジスタ４４と、パルス発生回路４５
と、計数回路４６と、記憶回路４７と、加算回路４８
と、第１の比較回路(49-a)と、第２の比較回路(49-b)
と、演算制御部５０とから構成される。

【００４９】Ｉ−Ｖ変換回路４１は、上記光電子増倍管
２９の出力をＩ−Ｖ変換するようになっている（以下、
変換後の信号を散乱光信号とする。）。ノイズ除去回路
４２は、通常のコンパレータ等で構成され、入力した散
乱光信号のうち予め設定された閾値未満の低レベル成分
（例えばセンサノイズ等）を遮断して高レベル成分のみ
を通過させるようになっている。

【００５０】Ａ／Ｄ変換回路４３は、アナログ状態の散
乱光信号を所定の階調からなるデジタル状の信号にＡ／
Ｄ変換し、試料２の１周の走査につきｍ個ずつ等間隔で
（すなわち、ｍ分の360 °回転するごとに）サンプリン
グして、離散的なデータとして出力するようになってい
る。シフトレジスタ４４は、逐次入力される散乱光信号
値を一旦保持し、パルス信号を受けとるごとに出力する
ようになっている。

【００５１】パルス発生回路４５は、所定の周期でパル
ス信号をＲ，θステ−ジ２２，２３やシフトレジスタ４
４等に出力して、試料２の走査と散乱光信号のサンプリ
ングとの同期をとるようになっている。計数回路４６は
上記パルス信号をカウントして、同期的に送られる散乱
光信号値に対応する番地を順次指定し、記憶回路４７は
指定された番地に散乱光信号値を記憶保持するようにな
っている。

【００５２】本実施例の記憶回路４７は、θステ−ジ２
３の３回転分、すなわち合計３ｍ個の番地を有してお
り、任意の第（ｎ−１）周目，第ｎ周目，第（ｎ＋１）
周目の走査でサンプリングされた散乱光信号をそれぞれ
番地０_h 乃至（ｍ−１）_h ，ｍ_h 乃至（２ｍ−１）_h ，
２ｍ_h 乃至（３ｍ−１）_h に順次格納するようなってい
る。そして、各番地ｋ，ｍ＋ｋ，２ｍ＋ｋ（但し、ｋは
０≦ｋ≦ｍ−１の整数）に格納されたデータ「ｋ」，
「ｍ＋ｋ」，「２ｍ＋ｋ」はθステ−ジ２３の回転位置
が一致しているものとする。

【００５３】加算回路４８は、記憶回路４７からθステ
−ジ２３の対応する３つのデータ「ｋ」，「ｍ＋ｋ」と
「２ｍ＋ｋ」を順次入力して加算処理し、これを第ｎ周
目でｋ番目にサンプリングされた走査信号値Σ_n,k （Σ
_n,k ＝「ｋ」＋「ｍ＋ｋ」＋「２ｍ＋ｋ」）（０≦ｋ≦
（ｍ−１）の走査信号値の集合を第ｎ周目の走査信号Σ
_n ということにする。）として出力するようになってい
る。

【００５４】第１の比較回路(49-a)は、通常のコンパレ
ータ等で構成されており、走査信号値Σ_n,k を第（ｎ−
１）周目の対応するデータ「ｋ」と大小比較して、
「ｋ」に比し増加分のないΣ_n,k を無効にする（０レベ
ルにクリアする）ようになっている。同様に、第２の比
較回路(49-b)は、Σ_n,k を第（ｎ＋１）周目の対応デー
タ「２ｍ＋ｋ」と大小比較して、「２ｍ＋ｋ」に比し増
加分のないΣ_n,k を無効にするようになっている。

【００５５】演算制御部５０は、最終的な走査信号値Σ
_n,k を入力し、これを所定の閾値Ｖ_T と比較して異物を
検出するようになっている。なお、閾値Ｖ_T は、コンピ
ュータ上のシミュレーションや標準粒子を用いたキャリ
ブレーションによって求めることができる。そして、散
乱光強度は異物の粒子径の10² 乃至10⁶ に比例している
ことが一般に知られており、上記閾値をＶ_T1，Ｖ_T2…
（Ｖ_T1＜Ｖ_T2＜…）のように多段設定して検出異物の大
きさを細分類化することができる。また、演算制御部５
０は上記各部に電気的に接続しており、装置２１全体の
動作を統御するようになっている。

【００５６】なお、演算制御部５０には、演算処理結果
を外部に表示するＣＲＴディスプレイ等の表示装置５
１、演算処理結果を出力するプリンタ等の出力装置５
２、検査条件を入力設定するためのコンソール等の入力
装置５３、及び、演算処理プログラムや演算処理結果を
格納するためのディスク装置等の補助記憶装置５４が接
続されて。そして、これらの表示装置５１、出力装置５
２、入力装置５３、及び、補助記憶装置５４として一般
的な種々のものを採用できる。

【００５７】次に、上記異物検査装置２１の動作ととも
に本実施例の作用について説明する。

【００５８】所定のアライメント作業を施した後、試料
２をθステ−ジ２３上に搭載し、装置２１を稼働させ
る。演算制御部５０の指令によりレーザ発振器２４が発
振して、検査を開始する。なお、本装置２１では、第ｎ
回転目の走査時の散乱光信号を、前後の第（ｎ−１）回
転目，第（ｎ＋１）回転目の走査時の散乱光信号との関
連で処理するようになっているので、以下、（ｎ−１）
回転目乃至第（ｎ＋１）回転目の走査に限定して説明を
行う（但しｎは正の整数）。また、Ｒステ−ジ２２はθ
ステ−ジ２３が１回転するごとに半径方向に検査光のス
ポット半径（Ｄ_S／２）分ずつ移動し、また１回転の間
に円周方向に等間隔でｍ個だけ散乱光信号をサンプリン
グするようになっている。

【００５９】Ｒステ−ジ２２が駆動して第（ｎ−１）周
目の半径位置に設定され、θステ−ジ２３が定速で回転
する。レーザ発振器２４の発した検査光は、ビームエキ
スパンダ２５，反射ミラー２６，集光レンズ系２７を介
してスポットが試料２の表面１０をスポット状に照射
し、その照射点は上記各ステ−ジ２２，２３の駆動に伴
って円周方向に走査する。

【００６０】照射点では光学的な作用により正反射光と
散乱光が生ずる。散乱光の一部は、図３に示すようにフ
ァイバプレ−ト２８で集められ、光電子増倍管２９に伝
達されて光強度に応じた電流信号に変換される。そし
て、電流信号は、Ｉ−Ｖ変換回路４１でＩ−Ｖ変換され
て図５に示すような電圧値でレベルが表現される散乱光
信号となり、ノイズ除去回路４２で低レベル信号がノイ
ズ除去されて図６に示すようなピークのみが鮮明に現れ
た信号となる。

【００６１】次いで、Ａ／Ｄ変換回路４３は、散乱光信
号をＡ／Ｄ変換し、１回転の走査ごとに等間隔にｍ回の
タイミングでサンプリングして、図７に示すような離散
的な信号として順次出力する。サンプリングされた各デ
ータ値は、シフトレジスタ４４で一旦保持された後、記
憶回路４７内の計数回路４６で指定された番地０_h 乃至
（ｍ−１）_h に順次格納される。

【００６２】次いで、Ｒステ−ジ２２がスポット１１の
半径分だけ試料２の半径方向に移動し、第ｎ周目を走査
する。上述と同様に、散乱光の一部が集光され、電気的
な散乱光信号に変換され、所定のタイミングでサンプリ
ングされて、各データ値が記憶回路４７内の指定された
番地ｍ_h 乃至（２ｍ−１）_h に格納される。

【００６３】さらに、Ｒステ−ジ２２がスポットの半径
分だけ半径方向に移動し、第（ｎ＋１）周目を走査す
る。上述と同様に、散乱光の一部が集光され、電気的な
散乱光信号に変換され、所定のタイミングでサンプリン
グされて、各データ値が記憶回路４７内の指定された番
地２ｍ_h 乃至（３ｍ−１）_h に格納される。

【００６４】このようにして、記憶回路４７には、３周
分の走査で得られた３ｍ個のデータが格納される。な
お、第（ｎ−１）周目乃至第（ｎ＋１）周目の検査光ス
ポットの走査の様子を図４に示してある。

【００６５】次いで、加算回路４８，第１の比較回路(4
9-a)，第２の比較回路(49-b)では、記憶回路４７に格納
されるデータを走査位置のうちθステ−ジ２３の回転成
分が一致するデータごとに処理が行われる。

【００６６】以下、各走査で円周方向にｋ番目にサンプ
リングされたデータ「ｋ」，「ｍ＋ｋ」，「２ｍ＋ｋ」
（但し、ｋは０≦ｋ≦（ｍ−１）の整数）の処理につい
てのみ説明することにする。

【００６７】まず、加算回路４８は、上記３個のデータ
を加算して、第ｎ周目で第ｋ番目の走査信号値Σ
_n,k （Σ_n,k ＝「ｋ」＋「ｍ＋ｋ」＋「２ｍ＋ｋ」）と
する。次いで、第１の比較回路(49-a)は、第ｎ周目の走
査信号Σ_n,k を第（ｎ−１）周目の対応するデータ
「ｋ」と大小比較して、Σ_n,k が「ｋ」に比し増加分が
ない場合はΣ_n,k の信号値を０レベルに書換える。次い
で、第２の比較回路(49-b)は、第ｎ周目の走査信号値Σ
_n,k を第（ｎ＋１）周目の対応するデータ「２ｍ＋ｋ」
と大小比較して、Σ_n,k が「２ｍ＋ｋ」に比し増加分が
ない場合はΣ_n,k の信号値を０レベルに書換える。

【００６８】このような処理を図８を用いて以下に例示
する。図８(a) において異物４は第（ｎ−１）周目の走
査領域内にしか存在しないので、図８(b) に示す第（ｎ
−１）周目の走査線上の散乱光信号にしか出現しない。
また、異物１２は、第（ｎ−１）周目及び第ｎ周目の走
査領域の重複部分に存在するので、図８(b) 及び(c)に
示すように、第（ｎ−１）周目及び第ｎ周目の走査線双
方の散乱光信号中に出現する。

【００６９】また、異物２は第ｎ周目及び第（ｎ＋１）
周目の走査領域の重複部分に存在するので、図８(c) 及
び(d) に示すように、第ｎ周目及び第（ｎ＋１）周目の
走査線双方の散乱光信号中に出現する。また、異物１は
第（ｎ＋１）周目の走査領域内にしか存在しないので、
図８(d) に示す第（ｎ＋１）周目の走査線上の散乱光信
号にしか出現しない。

【００７０】次いで、この３周分の散乱光信号を加算処
理して求めた第ｎ周目の走査信号Σ_n は図８(e) のよう
になる。上述の通り、異物１と異物４はそれぞれ第（ｎ
−１）周目，第（ｎ＋１）周目の走査領域上にしか存在
しないので、走査信号Σ上の異物１と異物４に係るピー
クは、第（ｎ−１）周目，第（ｎ＋１）周目の散乱光信
号に比し増加分がない。したがって、第１，第２の比較
回路(49-a)，(49-b)で比較処理された後の走査信号Σ_n
は、異物１と異物４に係るピークが無効にされ、図８
(f) に示すようなチャートとなる。

【００７１】次いで、演算制御部５０は、走査信号Σ_n
を所定の閾値Ｖ_T と大小比較し、走査信号値Σ_n,k がＶ
_T を越える場合は、ｋ番目のサンプリング点に対応する
走査位置に異物が存在するものと判断して検出信号を出
力する。

【００７２】以上の操作を繰り返して行えば、試料２の
全面について散乱光信号を得て、ひいては異物の検出を
行うことができる。そして、演算制御部５０は、検出し
た異物をその大きさごとに分類してその個数を計数し、
図１０に示すようなヒストグラムを形成することができ
る。

【００７３】ここで、図１０は４種類の大きさの径の異
物が検出された場合の一例を示している。

【００７４】搭載した試料２を全面走査して上記処理が
済めば、当該試料２の検査は完了となり、Ｒ，θテーブ
ル２２，２３の駆動やレーザの発振が停止する。そし
て、上記検査結果は、一旦演算制御部５０に内蔵される
メモリに保持され、必要に応じて表示装置５１や出力装
置５２を介して外部に出力され、または補助記憶装置５
４に格納される。さらに別の試料を検査したい場合は、
脱着交換して同様の動作を繰り返す。

【００７５】しかして、ガウシアン曲線状の強度分布を
持つスポット光を使用しても、異物がスポット中に置か
れる位置に関わらず、同一の大きさの異物から生じる散
乱光信号は必ず同じ値になることが確保され、検査の信
頼性を高めることができる。また、ピクセルごとに分割
して統計処理するという概念はなく、試料全面を検査す
る上でダブルカウントやミスカウントといった誤動作を
好適に排除することができる。

【００７６】なお、最初の測定周回と最後の測定周回に
おいては、検査光スポットを２個しか使用できないが、
それによる測定誤差は小さいものであるし、その測定部
分は、実際の素子には使用されないので差支えない。

【００７７】また、本発明の構成は、上記の実施例に限
定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で
変形可能である。

【００７８】例えば、検査光にはＡｒ⁺ レーザを用いた
が、充分な散乱光を得られるのであればＨｅ−Ｎｅレー
ザ（ 0.633μｍ），Ｈｅ−Ｃｄレーザ（ 0.442μｍ）や
半導体レーザ等であってもよい。

【００７９】レーザ発振器に付設されるビームエキスパ
ンダ，反射ミラー，集光レンズ系等の構成は、図１の態
様に特に限定されるものではなく、要は試料表面に検査
光の焦点を結ぶことができるものであればよい。勿論、
検査光の入射角度，偏光方向，スポット形状，レーザの
出力などの光学的パラメータは、充分な散乱光を得られ
るものであれば特に限定されない。

【００８０】また、実施例では、走査手段は回転ステ−
ジと直進ステ−ジの組合せによって試料を同心円状に走
査させているが、全面走査可能であれば方式はこれに限
定されない。例えば、図１１に示すようなＸＹテーブル
６６を用いた直交型走査方式を採用してもよい。駆動源
として、ＤＣモ−タやＡＣモ−タ等を採用することが考
えられる。

【００８１】回転走査の場合は、走査速度（角速度）を
一定とするか、１周の走査に要する時間を一定とするか
の選択が行われる。本実施例では、各回の走査の同期が
図られるので、１周の走査に要する時間が一定になるよ
うθステ−ジ２３が制御される。一方、直交走査の場合
は、走査速度（直線移動速度）が一定に設定される。

【００８２】しかし、回転走査・直交走査のいずれの場
合も、各走査線の始点の位置と走査速度との関係に基づ
いた一般的な演算を行うことにより、容易に異物の位置
検出を行うことが可能である。

【００８３】また、本実施例では走査ステ−ジ２２、２
３が用いられているが、図１２に示すように試料搭載ス
テージ６７を固定させてミラ−やレンズ等の光学的な走
査手段６８を使ってレーザ光の方を走査させる方式を採
用してもよい。光学的な走査手段６８として、ガルバノ
ミラー、ポリゴンミラー、及び、ｆθレンズ等が考えら
れる。図１３に示す走査手段６８はｆθレンズであり、
この場合は容易にスポット径を一定に保つことができ
る。

【００８４】また、受光手段では、ファイバプレ−トの
前方にレンズ等を配設して散乱光を集光するようにして
もよい。また、光電子増倍管以外に、フォトダイオード
等のフォトディテクタを使用してもよい。

【００８５】つぎに、本発明の第２実施例を図１４〜図
２３に基づいて説明する。なお、従来の技術の項や第１
実施例と同様の部分については同一番号を付し、その説
明は省略する。

【００８６】図１４は本発明の第２実施例を示してお
り、図中の符号７１は異物検査装置である。この異物検
査装置７１は第１実施例と同様に、走査系としてのＲス
テージ２２及びθステージ２３、光源としてのレーザ発
振器２４、投光系としてのビームエキスパンダ２５・反
射ミラー２６・集光レンズ系２７と、ファイバプレ−ト
２８、及び、散乱光検出手段としての光電子増倍管２９
を備えている。さらに、異物検査装置７１には信号処理
系７２が備えられている。

【００８７】これらのうち信号処理系７２は信号処理回
路部（以下、回路部と称する）７３、コンピュ−タ７
４、及び、信号処理回路部７３とコンピュ−タ７４とを
接続するインタフェ−ス７５を有している。回路部７３
は光電子倍増管２９に接続されており、コンピュ−タ７
４は回路部７３に接続されている。

【００８８】回路部７３は、電気・電子部品の組合せに
より構成されたハ−ドウエアであり、光電子倍増管２９
の出力信号を所望の情報を表す信号に変換する機能を有
している。

【００８９】つまり、回路部７３は、図１５に示すよう
に、Ｉ−Ｖ変換回路７７、ピ−クホ−ルド回路７８、掛
算器７９、コンパレ−タ８０、クロック発振器８１、Ａ
ＮＤ回路８２、カウンタ８３を有している。

【００９０】Ｉ−Ｖ変換回路７７は光電子倍増管２９に
接続されており、Ｉ−Ｖ変換回路７７にはピ−クホ−ル
ド回路７８が接続されている。さらに、ピ−クホ−ルド
回路７８には掛算器７９が接続されている。Ｉ−Ｖ変換
回路７７は光電子倍増管２９の電流信号を図１８（ａ）
に示すように電圧信号に変換する。さらに、ピ−クホ−
ルド回路７８は、得られた電圧信号のピ−ク値Ｖ_P を同
図（ｂ）に示すように保持して、掛算器７９に送る。

【００９１】ピ−クホ−ルド回路７８にはスイッチング
部８４が備えられており、スイッチング部８４には、微
分回路８５、スイッチドライバ８６、及び、スイッチ８
７が備えられている。微分回路８５にはＩ−Ｖ変換回路
７７の出力信号が入力され、微分回路８５の出力信号が
スイッチドライバ８６に入力される。スイッチドライバ
８６は微分回路８５の出力に基づいてスイッチ８７を駆
動する。そして、ピ−ク値Ｖ_P が検出されたときにスイ
ッチ８７がＯＦＦされ、ピ−クホ−ルド回路７８がＶ_P
を出力し、この値を保持する。

【００９２】ピ−クホ−ルド回路７８の出力は、掛算器
７９へ入力される一方で、Ａ／Ｄ変換回路８８にも送ら
れる。そして、Ｖ_P の値がディジタル信号に変換されて
コンピュ−タ７４に送られる。

【００９３】掛算器７９は、ピ−クホ−ルドされた電圧
値Ｖ_P を、図１８（ｄ）に示すように一定の値（ここで
は、0.135 （＝ｅ^-2）倍）を乗じてＶ_M （＝ 0.135
Ｖ_P ）を算出し、このＶ_M をコンパレ−タ８０へ送る。
コンパレ−タ８０にはＶ_M とともに、図１８（ｃ）、
（ｄ）に示すようにＩ−Ｖ変換回路７７の出力電圧Ｖも
入力される。そして、コンパレ−タ８０はＶとＶ_M とを
比較し、Ｖ≧Ｖ_M の場合を図１９（ａ）に示すように正
論理の“１”として出力する。コンパレ−タ８０に入力
されるＶはディレイ回路８９によって所定時間遅延され
ている。

【００９４】コンパレ−タ８０の出力は図１９（ｂ）に
示すクロックパルスとともにＡＮＤ回路８２へ入力さ
れ、同図（ｃ）に示すように両信号の論理和が求められ
る。ＡＮＤ回路８２の出力はカウンタ８３へ送られ、カ
ウンタ８３がパルス数をカウントして計数結果をコンピ
ュ−タ７４へ送る。カウンタ８３の出力はＶ≧Ｖ_M の関
係が成立している時間Ｔ_S をクロックパルスの数で表し
ている。

【００９５】また、コンピュ−タ７４には、読み込んだ
プログラムに従い、入力されたＶ_P、Ｔを用いて下式
（１）の演算を行う機能、及び、得られたＶ_C を記憶す
る機能、及び、記憶された複数のＶ_C を統計処理して
（波高値）対（異物個数）のヒストグラムを作成する機
能を有している。

【００９６】 Ｖ_C ＝Ｖ_P ｅｘｐ（−Ｔ_S ² ） …（１） さらに、コンピュ−タ７４には表示装置５１、出力装置
５２、入力装置５３、及び、補助記憶装置５４が接続さ
れている。そして、式（１）の演算を行うためのプログ
ラムは補助記憶装置５４からコンピュ−タ７４に読み出
される。

【００９７】つぎに、上述の異物検査装置７１の作用を
説明する。

【００９８】まず、第１実施例と同様にレ−ザ光８が試
料２の表面１０に照射され、θステ−ジ２３が回転駆動
されて、真円状のスポット１１が回転走査される。スポ
ット１１の１回の回転走査の後、Ｒステ−ジ２２がスポ
ット１１の直径Ｄ_S 分だけ試料２の半径方向に移動し、
再びスポット１１が回転走査される。任意の走査回数を
ｎ回とし、次の走査を（ｎ＋１）回と表すと、（ｎ＋
１）回目の走査は、スポット１１がｎ回目の走査時のス
ポットの走査経路に重ならないように行われる。さら
に、スポット１１の走査速度は一定に設定されている。

【００９９】ここで、スポット１１の直径は、図１７に
示すように、スポット１１の光強度に基づいて定義す
る。つまり、スポット１１の強度分布はガウシアン曲線
状であるので、光強度はスポット１１の中心から外側へ
いくほど徐々に弱まっている。したがって、スポット１
１の中心の光強度をＩ_C とし、光強度がＩ_C ・ｅ^-2（＝
0.135Ｉ_C ）以上である円形領域をスポット１１と見な
している。

【０１００】試料２の表面１０に発生した散乱光の一部
は、ファイバプレ−ト２８で集められて光電子増倍管２
９に伝達される。さらに、光電子倍増管２９が光強度に
応じた電流信号Ｉを回路部７３へ送る。

【０１０１】回路部７３は、光電子倍増管２９の電流信
号ＩをＩ−Ｖ変換回路７７で電圧信号Ｖに変換し、ピ−
クホ−ルド回路７８に入力する。スポット１１の強度分
布がガウシアン曲線状であるので、異物がスポット１１
に達して異物からの散乱光が発生すると、電圧信号Ｖの
波形は図１８（ａ）に示すようにガウス分布に近似す
る。ピ−クホ−ルド回路７８はＶの微分波形に基づいて
スイッチ８７を駆動し、Ｖのピ−ク値Ｖ_P をホ−ルドし
て出力する。本実施例では、Ｖ_P のホ−ルドは、少なく
とも微分回路８５の出力が正になるまで続けられる。

【０１０２】なお、Ｉ−Ｖ変換回路７７の前段にノイズ
除去回路を設けてもよい。

【０１０３】さらに、掛算器７９がＶ_P に定数を乗じて
Ｖ_M を算出し、コンパレ−タ８０がＶ_M を参照電圧値と
してＶ_M とＶとを比較する。この比較により、Ｖ_M を閾
値としてＶの時間幅Ｔ_w が設定される。閾値を13.5％と
したのは、前述したようにスポット１１の直径Ｄ_S を最
大光強度の13.5％を基準として設定したためである。

【０１０４】つぎに、コンパレ−タ８０の比較結果がク
ロック発振器８１のクロックパルスとともにＡＮＤ回路
８２に入力され、ＡＮＤ回路８２の演算結果がカウンタ
８３によりカウントされる。この結果、Ｖの検出時間Ｔ
_S が求められる。そして、検出時間Ｔ_S はコンピュ−タ
７４に入力されて記憶される。

【０１０５】検出時間Ｔ_S の他に、ホ−ルドされたＶ_P
がＡ／Ｄ変換回路８８を経てコンピュ−タ７４に送られ
て記憶されている。Ｖ_P 、Ｔ_S の記憶のために、コンピ
ュ−タ７４の補助記憶装置５４を用いてもよく、また、
コンピュ−タ７４の内蔵メモリを用いてもよい。

【０１０６】上述の動作が試料２の表面１０の全体につ
いて繰り返される。スポット１１の走査が完了すると、
コンピュ−タ７４が得られた各Ｖ_P について前述の式
（１）の演算を行い、各Ｖ_P を補正する。さらに、コン
ピュ−タ７４は複数の補正値Ｖ_C を統計処理し、図１０
に示したような、（波高値）対（異物個数）のヒストグ
ラムを作成する。そして、このヒストグラムは第１実施
例と同様に表示装置５１や出力装置５２に出力される。

【０１０７】上述のような異物検査装置７１において
は、散乱光信号Ｖのピ−ク値Ｖ_P が式（１）を利用して
補正されるので、異物とスポット１１との位置関係に関
係なく正確に異物の有無や大きさを正確に知ることがで
きる。このため、検査の信頼性を向上できる。

【０１０８】つまり、一般に、異物がスポット１１を横
切る際に、異物の径やスポット１１と異物との位置関係
に応じて、検出される散乱光の強度が変化する場合があ
る。したがって、散乱光信号の検出値を補正して統計処
理を行うことが望ましい。

【０１０９】（ケ−ス I）例えば、図２０（ａ）及び
（ｂ）に示すように、互いに径の等しい異物Ａと異物Ｂ
が存在し（ｄ_A ＝ｄ_B ）、異物Ａがスポット１１の中心
を通り、異物Ｂがスポット１１の中心を通らない場合を
考える。この場合、異物Ａの通過距離Ｘは異物Ｂの通過
距離Ｘ' よりも大きい。そして、両異物Ａ、Ｂの大きさ
が等しいにも関わらず、同図（ｃ）及び（ｄ）に示すよ
うに、スポット１１の中心を通った異物Ａのピ−ク値Ｖ
_P ^A は異物Ｂのピ−ク値Ｖ_P ^B よりも大きくなる。

【０１１０】しかし、前述したようにスポット１１の走
査速度が一定（Ｚ）であるので、検出時間Ｔ_S ^A （＝Ｚ
／Ｘ）、Ｔ_S ^B （＝Ｚ／Ｘ' ）の大小関係は、Ｔ_{S A} ＞
Ｔ_{S B} である。このため、式（１）のように、異物Ａ、
Ｂの散乱光信号をそれぞれ下式（２）、（３）のように
補正することにより、両散乱光信号の関係はＶ_{C A} ＝Ｖ
_{C B} となる。

【０１１１】 Ｖ_{S A} ＝Ｖ_P ^A ｅｘｐ（−（Ｔ_S ^A ）² ） …（２） Ｖ_{S B} ＝Ｖ_P ^B ｅｘｐ（−（Ｔ_S ^B ）² ） …（３） したがって、異物Ａ、Ｂとスポット１１との位置関係に
関係なく、異物Ａ、Ｂの大小関係に応じた強さの散乱光
信号を求めることができる。

【０１１２】なお、補正係数のｅｘｐ（−
（Ｔ_S ^A ）² ）、ｅｘｐ（−（Ｔ_S ^B ）² ）は各々の通
過距離Ｘ、Ｘ' と走査速度Ｚのみによって決定されるの
で、相互のパラメ−タに関りがない。このため、Ｖ_{C A}
とＶ_{C B} は異物Ａ、Ｂの大きさを略正確に表していると
考えられる。

【０１１３】（ケ−スII）また、図２１（ａ）及び
（ｂ）に示すように、互いに径の異なる異物Ｃと異物Ｄ
がスポット１１の同じ位置を通った場合には（ｄ_C ＞ｄ
_D ）、散乱光信号のピ−ク値Ｖ_P ^C 、Ｖ_P ^D の大小関係
は、異物Ｃ、Ｄの大小関係に対応してＶ_P ^C ＞Ｖ_P ^D に
なる。このため式（１）を用いて補正する必要はない
が、補正を行っても互いの比率は変わらず、補正値Ｖ_C
^C 、Ｖ_C ^D は異物Ｃ、Ｄの大きさを表す。

【０１１４】（ケ−ス III）さらに、図２０（ａ）及び
（ｂ）に示すように、互いに径の異なる異物Ｅと異物Ｆ
が存在し（ｄ_E ＞ｄ_F ）、大きい異物Ｅがスポット１１
の中心を通らず、小さい異物Ｆがスポット１１の中心を
通った場合、検出時間の関係はＴ_S ^E ＜Ｔ_S ^F である
が、場合によっては、散乱光信号のピ−ク値Ｖ_P ^E 、Ｖ
_P ^F の大小関係がＶ_P ^E ＝Ｖになる。したがって、この
ケ−スでは式（１）の補正が有効である。

【０１１５】さらに、本実施例においては、スポット１
１が重ねられずに走査されるので、走査時間を短縮でき
る。

【０１１６】また、試料表面１０をピクセルで区切る検
査方法を採用していないので、ミスカウンティングやダ
ブルカウンティングを防止できる。

【０１１７】また、本実施例では、信号処理のための手
段がハ−ドウエア（信号処理回路部７３）とソフトウエ
ア（コンピュ−タ７４に読み込まれたプログラム）とに
分けられており、ピ−ク値Ｖ_P と検出時間Ｔ_S の検出が
ハ−ドウエア（信号処理回路部７３）によって行われる
ので、走査を行いながらＶ_P 、Ｔ_S をリアルタイムで検
出できる。このため、検査時間が短い。

【０１１８】つまり、全ての演算をソフトウエアで行う
場合には、試料表面１０の全体について走査を完了した
後に、得られたデ−タをメモリから読み出して演算を行
う必要があるが、本実施例ではＶ_P 、Ｔ_S がリアルタイ
ムで演算されるので、走査完了後の演算時間が短くな
り、検査時間が短縮される。

【０１１９】なお、本発明は上述の実施例に限定され
ず、第１実施例と同様に種々に変更することが可能であ
る。

【０１２０】例えば、光電子倍増管２９によって検出さ
れた電流信号をＡ／Ｄ変換及び離散化してコンピュ−タ
７４に取込み、信号処理回路部７３を経ずにＶ_P の補正
値Ｖ_C を求めてもよい。つまり、コンピュ−タ７４に取
込まれた離散信号について最大値及び最大値の13.5％に
相当する値ついて個数をカウントすれば、ヒストグラム
の作成のためのするデ−タを得ることができる。

【０１２１】つぎに、本発明の第３実施例を図２４〜図
２８に基づいて説明する。なお、従来の技術の項や前述
の各実施例と同様の部分については同一番号を付し、そ
の説明は省略する。

【０１２２】図２４は本発明の第３実施例を示してお
り、図中の符号１０１は異物検出装置である。この異物
検出装置１０１は、二組のレ−ザ発振器１０４、１０４
（光源）、二組の投光系１０２、１０２、二組の散乱光
検出手段としての光電子倍増管１０３、１０４、一組の
走査系６６、及び、信号処理系１０５を備えている。こ
れらのうち走査系６６は直交型のもので、円板状の試料
２を上向きに保持している。また、各光電子倍増管１０
３、１０４は試料表面１０に対して所定角度で斜めに向
けられている。

【０１２３】また、各投光系１０２には、ビ−ムエキス
パンダ１０７、反射ミラ−１０８、及び、集光レンズ系
１０９が備えられている。レ−ザ発振器１０６から出射
されたレ−ザ光１１０は、ビ−ムエキスパンダ１０７に
よって拡大された後、反射ミラ−１０８及び集光レンズ
系１０９を経て試料表面１０に斜めに集光される。二本
のレ−ザ光１１０、１１０は互いに平行に試料２へ入射
する。ここで、ビ−ムエキスパンダ１０７がレ−ザ発振
器１０６に組込まれていてもよい。

【０１２４】各レ−ザ光１１０は、 TEM₀₀モ−ドのAr⁺
レ−ザ（波長 0.488μｍ）であり、このレ−ザ光１１０
の試料表面１０への入射角度は例えば約20°である。さ
らに、レ−ザ光１１０は、試料表面１０では、パワ−が
例えば約70ｍＷのｐ偏光である。両レ−ザ光１１０、１
１０のスポット１１１、１１２はガウシアンスポットで
あり、その形状は図２５に示すように等しい大きさの楕
円形である。また、両スポット１１１、１１２の位置は
ずれているが、両スポット１１１、１１２の向きは等し
い。

【０１２５】ここで、図２５中の符号Ｊはスポット１１
１、１１２の長径の長さを表しており、符号Ｋは短径の
長さを表している。また、符号Ｌは両スポット１１１、
１１２の長径方向の距離（オ−バラップ量）を表してお
り、符号Ｍは短径方向の距離を表している。そして、こ
れらの値は、例えば、Ｊ＝70μｍ、Ｋ＝10μｍ、Ｌ＝35
μｍ、Ｍ＝10ｍｍに設定されている。さらに、スポット
１１１、１１２の長径は走査方向のＹ軸に平行に向けら
れており、短径はＸ軸に平行に向けられている。

【０１２６】走査系６６の駆動に伴って、両スポット１
１１、１１２は試料表面１０上で互いの大きさ及び位置
関係を保ったまま直線走査される。さらに、両スポット
１１１、１１２はＸ軸方向に走査された後、Ｙ軸方向に
シフトされて再びＸ軸方向に走査される。そして、Ｙ軸
方向の走査ピッチは、図２６中に示すように、スポット
１１１（及び１１２）の長径寸法（ここでは70μｍ）と
等しく設定されている。ここで、図２６中の実線はｎ回
目の走査時のスポットを表しており、二点鎖線は (n+1)
回目のスポットを表している。

【０１２７】第１のスポット１１１からの散乱光は第１
の光電子倍増管１０３によって検出され、第２のスポッ
ト１１２からの散乱光は第２の光電子倍増管１０４によ
って検出される。そして、各光電子倍増管１０３、１０
４の出力信号は信号処理系１０５に送られる。

【０１２８】前記信号処理系１０５は、図２４中に示す
ように、信号処理回路部１１３、インタフェ−ス１１
４、コンピュ−タ１１５を有している。コンピュ−タ１
１５には、前述の各実施例と同様に表示装置５１、出力
装置５２、入力装置５３、及び、補助記憶装置５４が接
続されている。信号処理回路部１１３においては、アン
プ回路１１６、１１７とコンパレ−タ回路１１８、１１
９とが接続されており、アンプ回路１１６、１１７には
光電子倍増管１０３、１０４が接続されている。

【０１２９】各光電子倍増管１０３、１０４から出力さ
れた信号はそれぞれアンプ回路１１６、１１７を経たの
ちコンパレ−タ回路１１８、１１９に送られる。各コン
パレ−タ回路１１８、１１９の出力はインタフェ−ス１
１４を経てコンピュ−タ１１５へ送られ、コンピュ−タ
１１５では所定の信号処理が行われる。そして、処理結
果が表示装置５１及び出力装置５２に出力される。

【０１３０】つぎに、コンピュ−タ１１５によって行わ
れる信号処理を説明する。

【０１３１】例えば、図２６中に示すように第１〜第４
の異物１２１〜１２４が存在している場合を考える。第
１のスポット１１１が第２のスポット１１２よりも走査
方向の前方に位置し、ｎ回目の走査時に第１〜第３の異
物１２１〜１２３が両スポット１１１、１１２がオ−バ
ラップする部分１２５に存在するとする。そして、第４
の異物１２４は、ｎ回目の走査時に第２のスポット１１
２の走査経路中に位置し、 (n+1)回目の走査時に第１の
スポット１１１の走査経路上に位置する。

【０１３２】異物１２１〜１２４からの散乱光は両光電
子倍増管１０３、１０４によって光電変換される。両光
電子倍増管１０３、１０４の出力信号はアンプ回路１１
６、１１７によって増幅されてコンパレ−タ回路１１
８、１１９に送られる。この際、アンプ回路１１６、１
１７においてはＡＣカップリングが行われてＤＣ成分の
ノイズが除去され、コンパレ−タ回路１１８、１１９に
おいてはＡＣ成分のノイズが除去される。

【０１３３】二つのスポット１１１、１１２のｎ回目及
び (n+1)回目の走査によって、図２７に示す（ア）〜
（エ）の信号が得られる。（ア）及び（ウ）はｎ回目及
び (n+1)回目の走査時の第１のスポット１１１に関する
信号を示しており、（イ）及び（エ）は第２のスポット
１１２に関する信号を示している。ｎ回目の走査時に
は、（ア）の信号に第１〜第３の異物１２１〜１２３を
表す信号成分Ｖ₁₂₁ （ア）〜Ｖ₁₂₃ ア）が生じ、（イ）
の信号に第１〜第４の異物１２１〜１２４を表す信号成
分Ｖ₁₂₁ （イ）〜Ｖ₁₂₄ （イ）が生じる。また、 (n+1)
回目の走査時には、（ウ）の信号に第４の異物１２４を
表す信号成分Ｖ₁₂₄ （ウ）が生じ、（エ）の信号には異
物に関わる信号成分は生じない。

【０１３４】つぎに、（イ）と（エ）の信号を所定時間
シフトさせて、（イ´）と（エ´）の信号を得る。第１
のスポット１１１と第２のスポット１１２とはＸ軸方向
に10ｍｍずれているので、シフト時間を10ｍｍ／（走査
速度）とすれば、（イ´）は（ア）に同期し、（エ´）
は（ウ）に同期する。

【０１３５】さらに、（ア）と（イ´）とを足し合わせ
て（オ）の信号を得る。そして、この（オ）の信号を
（ア）及び（イ´）とそれぞれ比較し、増加分の有る信
号成分（ここではＶ₁₂₁ （オ）〜Ｖ₁₂₃ （オ））を残
し、増加分のない信号成分（ここではＶ₁₂₄ （オ））を
零とする。比較の結果として得られた信号が（カ）であ
り、この（カ）には第１〜第３の異物１２１〜１２３に
関わる信号Ｖ₁₂₁ （カ）〜Ｖ₁₂₃ （カ）が表れている。

【０１３６】一方、（ウ）と（イ´）が足し合わされて
（キ）の信号が得られる。そして、この（キ）の信号を
（ウ）及び（イ´）としてそれぞれ比較し、増加分の有
る信号成分（ここではＶ₁₂₄ （キ））を残し、増加分の
ない信号成分（ここではＶ_{12 1} （キ）〜Ｖ₁₂₃ （キ））
を零とする。比較の結果として得られた信号が（ク）で
あり、この（ク）には第４の異物１２４に関わる信号Ｖ
₁₂₄ （ク）のみが表れている。

【０１３７】このようにして得られた信号（カ）、
（ク）が試料表面１０の全域について集計され、例えば
図１０と同様なヒストグラムが得られる。このヒストグ
ラムにおいては、同じ径の異物の散乱光強度が拡がらず
に一本の柱として表れるので、信頼性の高い検査を行う
ことが可能になる。

【０１３８】なお、本実施例においてはAr⁺ レ−ザが用
いられているが、これ以外にHe−Neレ−ザ（ 0.633μ
ｍ）、He−Cdレ−ザ（ 0.442μｍ）、或いは、半導体レ
−ザなどを使用してもよい。

【０１３９】また、レ−ザ光１１０、１１０の入射角
度、偏光方向、パワ−、及び、スポット１１１、１１２
の形状、寸法等は本実施例に限られず、許容できる検出
結果が得られる範囲で適宜変更することが可能である。

【０１４０】また、両レ−ザ光１１０、１１０の間に遮
光板を配置すれば、正反射光等を原因とする光ノイズを
低減できる。

【０１４１】さらに、本実施例では走査系として直交走
査方式を採用しているが、第１実施例及び第２実施例と
同様に回転走査方式を採用してもよい。直交走査方式の
場合も回転走査方式の場合も、異物の位置検出は一般的
な技術を利用して行うことが可能である。

【０１４２】つぎに、本発明の第４実施例を図２９〜図
４１に基づいて説明する。なお、従来の技術の項や前述
の各実施例と同様の部分については同一番号を付し、そ
の説明は省略する。

【０１４３】図２９は本発明の第４実施例を示すもの
で、図中の符号１３１は異物検査装置を示している。こ
の異物検査装置１３１は、検査光としてのレ−ザ光１３
２ａを出射するレ−ザ発振器１３３（光源）、レ−ザ光
１３２ａを導く投光系１３４、及び、試料２を保持した
走査系１３６を備えている。さらに、異物検査装置１３
１は、散乱光を検出する散乱光検出手段としての光電子
倍増管１３７、及び、光電子倍増管１３７の出力信号を
処理する信号処理系１３８を備えている。

【０１４４】これらのうち投光系１３４は、反射ミラ−
１３９、第１の集光レンズ系１４０、強度分布矩形化手
段としてのビ−ムホモジナイザ１４１、及び、第２の集
光レンズ１４２を備えている。そして、この投光系１３
４においては、レ−ザ光１３２ａが反射ミラ−１３９で
反射し、第１の集光レンズ１４０により集光されて、ビ
−ムホモジナイザ１４１に入射する。さらに、ビ−ムホ
モジナイザ１４１を通過したレ−ザ光１３２ｂは第２の
集光レンズ１４２によって再び集光され、試料２の表面
１０に垂直に照射される。そして、図３０に示すよう
に、試料表面１０に所定の直径の真円形のスポット１４
４が結像する。

【０１４５】ここで、試料２は円板状のもので、その表
面１０は平坦に加工されている。また、レ−ザ光１３２
ａは、 TEM₀₀モ−ドのAr⁺ レ−ザ（波長 0.488μｍ）で
ある。

【０１４６】ビ−ムホモジナイザ１４１は、石英やガラ
ス等のような光透過性の材質からなるもので、細い円柱
状に加工されている。さらに、ビ−ムホモジナイザ１４
１の一端は入射面１４５であり、他端は出射面１４６で
ある。ビ−ムホモジナイザ１４１は第１の集光レンズ１
４０の後段に配置されており、第１の集光レンズ１４０
によって小さく絞られたレ−ザ光１３２ａが、入射面１
４５に適当な角度で入射する。

【０１４７】図３０に示すように、ビ−ムホモジナイザ
１４１に入射したレ−ザ光１３２ａは、ビ−ムホモジナ
イザ１４１の内部で全反射を数回繰り返したのち、出射
面１４６から出射する。入射前のレ−ザ光１４２ａの断
面における光強度分布は、図中に符号１４７で指示する
ようにガウス分布の形をしているが、出射したレ−ザ光
１４２ｂの光強度分布は符号１４８で指示するように矩
形である。そして、試料２に結像したスポット１４４の
光強度分布は、図３２に示すようにスポット１４４内の
位置に関わらず均一である。

【０１４８】ここで、ビ−ムホモジナイザ１４１として
一般的なものを採用することができる。また、図３１及
び図３２には、三つのスポット及びこれらの光強度分布
が同時に示されている。

【０１４９】前記走査系１３６は、直線移動ステ−ジ１
４９と回転ステ−ジ１５０とを有している。直線移動ス
テ−ジ１４９は本体１５１上で、矢印Ｆで示すように、
一方向に自在に変位する。また、回転ステ−ジ１５０は
直線移動ステ−ジ１４９によって支持されており、試料
２を水平に且つ同心的に保持している。さらに、回転ス
テ−ジ１５０は、試料２を保持したまま、回転モ−タ１
５２（パルスモ−タ等）により回転駆動される。試料２
は回転ステ−ジ１５０によって矢印Ｇで示すように回転
させられる。

【０１５０】試料２の回転に伴って試料２スポット１４
４が相対変位し、スポット１４４は試料２に同心的に移
動する。スポット１４４が一周した後、直線移動ステ−
ジ１４９がピッチ駆動され、スポット１４４が試料２の
径方向に相対移動する。図３２中に示すように、スポッ
ト１４４の直線移動のピッチＨはスポット１４４の直径
に一致している。そして、これらの動作の結果、スポッ
ト１４４が試料表面１４３の全体に走査される。

【０１５１】ここで、直線移動ステ−ジ１４９及び回転
ステ−ジ１５０の変位量は図示しない位置検出器によっ
て検出されており、両ステ−ジ１４９、１５０の位置に
基づいてスポット１４４と試料２との位置関係が常に認
識されている。また、本実施例では、スポット径（及び
走査ピッチＨ）は約10μｍに設定されている。

【０１５２】前記光電子倍増管１３７は散乱光をとらえ
て光電変換するもので、受光する部分を試料２に向けて
いる。さらに、光電子倍増管１３７は試料２の表面１０
に対して所定の角度で傾斜している。そして、光電子倍
増管１３７の出力は信号処理系１３８へ送られる。な
お、光電子倍増管として一般的なものを採用することが
可能である。

【０１５３】信号処理系１３８には、信号処理回路部１
５３、インタ−フェ−ス１５４、及び、コンピュ−タ１
５５が備えられている。さらに、コンピュ−タ１５５に
は、前述の各実施例と同様に表示装置５１、出力装置５
２、入力装置５３、及び、補助記憶装置５４が接続され
ている。

【０１５４】信号処理回路部１５３は、光電子倍増管１
３７の出力信号に対して増幅、整形、及び、雑音除去等
の処理を行う。信号処理回路部１５３の出力はインタ−
フェ−ス１５４を経てコンピュ−タ１５５に送られる。
コンピュ−タ１５５では所定の信号処理（後述する）が
実行され、波高値と異物の個数との関係が求められる。
そして、処理結果の数値や図１０に示すようなヒストグ
ラムが表示装置５１及び出力装置５２に出力される。

【０１５５】図３３及び図３４はコンピュ−タ１５５に
よって行われる信号処理を示している。つまり、図３４
に示すように、初期設定（ステップα₁ ）の後、散乱光
強度のデ−タが読み込まれる（α₂ ）。この際、例えば
図３１（ａ）に示すようなデ−タ波形が作成される。図
３３（ａ）のグラフの横軸はサンプリング時間を示して
おり、縦軸は散乱光強度を示している。そして、デ−タ
波形のピ−クの高さは異物の大きさを示している。

【０１５６】さらに、デ−タ波形は一次微分され
（α₄ ）、デ−タ波形の傾きが求められる。そして、一
次微分操作の結果、図３３（ｂ）に示すような微分波形
が得られる。こののち、微分波形から、微分値が正から
負に変化している点、即ちゼロクロス点が検出され（α
₅ 、α₆ ）、ゼロクロス点のデ−タ値が検出されて記憶
される（α₇ ）。

【０１５７】デ−タの読み込みが完了すると（α₃ ）、
ゼロクロス点のデ−タ値が分類され、ヒストグラム処理
される（α₈ ）。つまり、デ−タ波形からピ−ク値のみ
が抽出されてヒストグラム処理される。

【０１５８】すなわち、上述のような投光系１３４を備
えた異物検査装置１３１においては、投光系１３４がビ
−ムホモジナイザ１４１を有しており、ビ−ムホモジナ
イザ１４１を通過したレ−ザ光１４２ｂが試料２の表面
１０に照射されている。レ−ザ光の光強度分布の形は、
ビ−ムホモジナイザ１４１を通過することによって、ガ
ウス分布形から矩形に変化するので、試料表面１０に結
像したスポット１４４内の光強度分布は、図３２に示す
ようにスポット１４４内の位置に係わらず一定である。

【０１５９】したがって、異物からの散乱光信号は、ス
ポット１４４との位置関係に因ることなく一定である。
さらに、同じ大きさの異物からは常に同じ大きさの散乱
光強度信号を得ることができる。そして、異物検査の信
頼性が向上する。

【０１６０】また、異物の大きさに応じた散乱光強度信
号を安定して得ることができるので、異物とスポット１
４４との位置関係に基づく光強度の差を考慮する必要が
なくなる。したがって、スポット１４４の走査の際に、
スポット１４４を重ねる必要がない。そして、スポット
１４４の走査ピッチをスポット１４４の大きさに一致さ
せることが可能になり、試料表面１０の全体の走査に要
する時間を短縮できる。この結果、検査時間が短縮され
る。

【０１６１】さらに、スポット１４４を重ね合わせない
ので、ダブルカウンティングの発生を防止できる。

【０１６２】また、ビ−ムホモジナイザ１４１には石英
やガラス等の透明な材質が用いられているので、ビ−ム
ホモジナイザ１４１の透過率が良く、エネルギ−ロスが
少ない。したがって、高パワ−密度を得ることができ、
サブミクロン以下の大きさの異物を精度良く検出するこ
とができる。

【０１６３】また、投光系１３４が集光レンズ１４０、
１４２やビ−ムホモジナイザ１４１によって構成されて
いるので、投光系１３４の構成が簡略である。そして、
例えば特開昭６３−８３６３３号公報等の従来の技術に
比べて、投光系１３４を大型化及び高価格化することな
く、均一で高いパワ−密度のスポット１４４を形成でき
る。

【０１６４】なお、レ−ザ光１３２ａの全反射の回数は
ビ−ムホモジナイザ１４１の長さに応じて設定できる。
一般的に、全反射が５回以上繰り返されれば、光強度分
布の均一さは９９％以上に達するので、近似度は大変高
い。

【０１６５】また、前述のような信号処理系１３８を備
えた異物検査装置１３１においては、得られたデ−タ波
形（生デ−タ）が一次微分され、デ−タ波形のピ−ク値
を基にして異物の存在及び径が求められる。そして、ピ
クセルの区画や最大値処理を行うことなく、異物が検査
される。したがって、異物のミスカウンティングやダブ
ルカウンティングの発生を防止することができ、検査の
信頼性を向上することができる。

【０１６６】また、ビ−ムホモジナイザ１４１によって
光強度分布が均一化されたスポットを用いているので、
異物からの散乱光の強度は一定であり、散乱光の強度信
号は高精度に異物の径を表している。このため、ヒスト
グラムには、図５１や図５２に示すような山状の拡がり
が表れず、図１０に示すように同じ径の異物の散乱光強
度が一本の柱として表れる。つまり、異物の径と散乱光
強度とが一対一の関係にあるので、検査の信頼性が高
い。

【０１６７】さらに、前述したようにデ−タ波形から直
接に異物を判別するので、ピクセル毎の最大値処理が不
要であり、処理時間が短い。

【０１６８】なお、本発明は上述の実施例に限定される
ことなく、要旨を逸脱しない範囲で種々に変形が可能で
ある。

【０１６９】例えば、本実施例においてはAr⁺ レ−ザが
用いられているが、これ以外にHe−Neレ−ザ（ 0.633μ
ｍ）、He−Cdレ−ザ（ 0.442μｍ）、或いは、半導体レ
−ザなどを使用してもよい。

【０１７０】また、本実施例ではビ−ムホモジナイザ２
１の形状が円柱状であるが、図３６に示すように四角柱
状のビ−ムホモジナイザ１６１を用いてもよい。この場
合も、レ−ザ光１３２ａの入射角とビ−ムホモジナイザ
１６１の寸法を適切に設定することによって、均一な光
強度分布を得ることができる。さらに、図示しないが、
多角柱状の透明光学素子であっても、入射角と寸法の設
定次第でビ−ムホモジナイザとして利用できる。

【０１７１】また、本実施例では、走査系１３６が回転
走査型であるが、例えば図３７に示すように、Ｘ軸ステ
−ジ６９ａとＹ軸ステ−ジ６９ｂとを組合わせたＸＹテ
ーブル６６のような直交走査型の走査系を用いることも
可能である。この場合、図３６に示すように、スポット
１４４は直交した二方向に直線走査される。駆動源とし
て、ＤＣモ−タやＡＣモ−タ等を採用することが考えら
れる。

【０１７２】さらに、図３７に示すように、試料２を固
定し、レ−ザ光１３２ｂを変位させてもよい。この場
合、ｆθレンズ６８を用いれば、スポット１４４の径を
変化せることなくスポット１４４を走査することが可能
である。

【０１７３】また、本実施例の信号処理系１３８のよう
にデ−タ波形を直に利用する場合には、デ−タ波形に雑
音成分の影響による多数のピ−クが現れる可能性があ
る。この場合、微分波形に異物の有無に無関係なゼロク
ロス点が現れるので、検査精度に悪影響が及ぶことが考
えられる。したがって、一次微分操作の際に適当な平滑
化処理を併用すれば、異物に無関係なピ−クを除去する
ことができる。

【０１７４】平滑化処理には、図４０（ａ）〜（ｄ）に
示すように、単純移動平均法、２次・３次多項式適合法
（Savitzky-Golay法）、４次・５次多項式適合法、及
び、疑似ＲＣフィルタ法等が在る。これらはいずれも一
般的な方法であるが、測定波形のピ−ク検出には（ｂ）
の２次・３次多項式適合法（Savitzky-Golay法）が主に
用いられている。

【０１７５】さらに、図４１に示すように、しきい値を
設定し、しきい値以下のピ−クを雑音と見なして無視す
ることも考えられる。この場合、図中に円Ｉで囲った部
分のピ−クが雑音として無視される。

【０１７６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１〜請求項９
の発明によれば、異物と検査光のスポットとの位置関係
に影響されることなく異物を正確に検査でき、異物検査
装置の信頼性を向上できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る異物検査装置の概観
構成を示す図である。

【図２】異物検査装置の信号処理系の構成を示す図であ
る。

【図３】本発明の第１実施例の作用を示す図であり、具
体的にはファイバプレ−トが散乱光の一部を検出する様
子を示す図である。

【図４】本発明の第１実施例の作用を示す図であり、具
体的には試料表面上の検査光スポットの走査の様子を示
す図である。

【図５】本発明の第１実施例の作用を示す図であり、具
体的にはＩ−Ｖ変換回路出力後の散乱光信号のチャート
を示す図である。

【図６】本発明の第１実施例の作用を示す図であり、具
体的にはノイズ除去回路出力後の散乱光信号のチャート
を示す図である。

【図７】本発明の第１実施例の作用を示す図であり、具
体的にはＡ／Ｄ変換回路出力後の離散化された散乱光信
号のチャートを示す図である。

【図８】本発明の第１実施例の作用を示す図であり、同
図(a) は第（ｎ−１）周乃至第（ｎ＋１）周目の走査領
域上の異物の存在の例示、同図(b) は同図(a) に示す第
（ｎ−１）周目の走査線上の散乱光信号のチャート（Ａ
／Ｄ変換後）を示す図、同図(c) は同図(a) に示す第ｎ
周目の走査線上の散乱光信号のチャート（Ａ／Ｄ変換
後）を示す図、同図(d) は同図(a) に示す第（ｎ＋１）
周目の走査線上の散乱光信号のチャート（Ａ／Ｄ変換
後）を示す図、同図(e) は第ｎ周目の走査信号のチャー
トを示す図、同図(f) は第１及び第２の比較回路(149-
a) ，(149-b)を通過後の第ｎの走査信号のチャートを示
す図である。

【図９】本発明の第１実施例の異物検査方法を示すフロ
−チャ−ト。

【図１０】本発明の第１実施例の作用を示す図であり、
具体的には演算制御部にて検出結果を統計処理して得た
ヒストグラムを示す図である。

【図１１】本発明の第１実施例の変形例を示す図。

【図１２】変形例の走査方法を示す説明図。

【図１３】本発明の第１実施例の他の変形例を示す図。

【図１４】本発明の第２実施例の異物検査装置を示す構
成図。

【図１５】信号処理回路部を示す構成図。

【図１６】スポットの走査方法を示す説明図。

【図１７】スポットの直径の定義を示す説明図。

【図１８】（ａ）はＩ−Ｖ変換回路から出力された散乱
光信号の一例を示すグラフ、（ｂ）はピ−クホ−ルド回
路の出力信号を示すグラフ、（ｃ）は掛算回路の入力信
号を示すグラフ、（ｄ）は掛算回路の出力信号を示すグ
ラフ。

【図１９】（ａ）はコンパレ−タの出力信号を示すグラ
フ、（ｂ）はクロックパルスを示すグラフ、（ｃ）はＡ
ＮＤ回路の出力信号を示すグラフ。

【図２０】スポット及び異物の位置関係と散乱光信号と
の関係を示す説明図。

【図２１】スポット及び異物の位置関係と散乱光信号と
の関係を示す説明図。

【図２２】スポット及び異物の位置関係と散乱光信号と
の関係を示す説明図。

【図２３】本発明の第２実施例の異物検査方法を示すフ
ロ−チャ−ト。

【図２４】本発明の第３実施例の異物検査装置を示す構
成図。

【図２５】二つのスポットの位置関係を示す説明図。

【図２６】二つのスポットの走査の様子を示す説明図。

【図２７】（ア）〜（ク）はコンピュ−タの信号処理を
示す波形図。

【図２８】本発明の第３実施例の異物検査方法を示すフ
ロ−チャ−ト。

【図２９】本発明の第４実施例の異物検査装置を示す構
成図。

【図３０】ビ−ムホモジナイザの作用を示す説明図。

【図３１】レ−ザスポットの回転走査の様子を示す説明
図。

【図３２】スポットの強度分布を三次元表示した図。

【図３３】コンピュ−タの信号処理を示しており、
（ａ）はデ−タ波形のグラフ、（ｂ）は微分波形のグラ
フである。

【図３４】コンピュ−タの信号処理を示すフロ−チャ−
ト。

【図３５】検査結果の一例を示すヒストグラム。

【図３６】ビ−ムホモジナイザの変形例を示す説明図。

【図３７】走査系の変形例を示す構成図。

【図３８】レ−ザスポットの直交走査の様子を示す説明
図。

【図３９】投光系の変形例を示す構成図。

【図４０】（ａ）〜（ｄ）は信号処理の変形例を示すグ
ラフ。

【図４１】（ａ）及び（ｂ）は信号処理の変形例を示す
グラフ。

【図４２】従来の異物検査装置の概観構成を示す図。

【図４３】従来技術における検査光スポットの走査方法
を示す図である。

【図４４】一般的な楕円形ガウシアンスポットの強度分
布を三次元表示した図。

【図４５】（ａ）及び（ｂ）はスポットと異物との位置
関係が信号強度に及ぼす影響を示す説明図。

【図４６】スポットの重ね合わせを示す説明図。

【図４７】（ａ）及び（ｂ）はスポットと異物との位置
関係及び異物の大小が信号強度に及ぼす影響を示す説明
図。

【図４８】試料表面に設定されたピクセルの様子を示す
図。

【図４９】ピクセルを設定した場合の走査方法の一例を
示す説明図。

【図５０】一つのピクセル内における最大値処理の様子
を示す図である。

【図５１】従来の検査装置による検査結果の一例を示す
ヒストグラム。

【図５２】従来の検査装置による検査結果の他の一例を
示すヒストグラム。

【図５３】ピクセルを設定した場合の不具合を示す説明
図。

【符号の説明】

２１…異物検査装置、２２…Ｒステージ、２３…θステ
ージ、２４…レーザ発振器、２５…ビームエキスパン
ダ、２６…反射ミラー、２７…集光レンズ系、２８…フ
ァイババンド、２９…光電子増倍管、４１…Ｉ−Ｖ変換
回路、４２…ノイズ除去回路、４３…Ａ／Ｄ変換回路、
４４…シフトレジスタ、４５…パルス発生回路、４６…
計数回路、４７…記憶回路、４８…加算回路、49-a…第
１の比較回路、49-b…第２の比較回路、５０…演算制御
部、５１…表示装置、５２…出力装置、５３…入力装
置、５４…補助記憶装置、７１…異物検査装置、７２…
信号処理系、７３…信号処理回路部、７４…コンピュ−
タ、７７…Ｉ−Ｖ変換回路、７８…ピ−クホ−ルド回
路、７９…掛算器、８０…コンパレ−タ、８１…クロッ
クパルス発振器、８２…ＡＮＤ回路、８３…カウンタ、
８４…スイッチング部、８５…微分回路、８６…スイッ
チドライバ、８７…スイッチ、１０１…異物検査装置、
１０２、１０２…投光系、１０３…第１の散乱光検出手
段、１０４…第２の散乱光検出手段、１０５…信号処理
系、１０６、１０６…レ−ザ発振器（光源）、１１０、
１１０…レ−ザ光（検査光）、１１１…第１のスポッ
ト、１１２…第２のスポット、１１５…コンピュ−タ、
１２１〜１２４…異物、１３１…異物検査装置、１３２
ａ、１３２ｂ…レ−ザ光（検査光）、１３３…レ−ザ発
振器（光源）、１３４…投光系、１３５…試料、１３６
…走査系、１３７…光電子倍増管（散乱光検出手段）、
１３８…信号処理系、１４１…ビ−ムホモジナイザ（強
度分布矩形化手段）、１５５…コンピュ−タ。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試料を走査させながらスポット状の検査光
   を投光し試料表面で生ずる散乱光を受光して得た散乱光
   信号に基づいて異物の存在や大きさを検出する異物検査
   方法において、第（ｎ−１）の走査軌道で前記試料を走
   査させながら第（ｎ−１）の散乱光信号を検出する第
   （ｎ−１）の走査工程と、前記第（ｎ−１）の走査軌道
   から検査光のスポット半径分だけ移動させた第ｎの走査
   軌道で前記試料を走査させながら第ｎの散乱光信号を検
   出する第ｎの走査工程と、前記第ｎの走査軌道から検査
   光のスポット半径分だけ移動させた第（ｎ＋１）の走査
   軌道で前記試料を走査させながら第（ｎ＋１）の散乱光
   信号を検出する第（ｎ＋１）の走査工程と、前記第（ｎ
   −１），第ｎ及び第（ｎ＋１）の散乱光信号をそれぞれ
   所定時間ごとに離散的に抽出する信号抽出工程と、対応
   する走査位置ごとに前記信号抽出工程において抽出され
   た第（ｎ−１），第ｎ及び第（ｎ＋１）の散乱光信号を
   加算して第ｎの走査信号として出力する加算工程と、対
   応する走査位置ごとに前記第ｎの走査信号と前記第（ｎ
   −１）の散乱光信号とを大小比較して第（ｎ−１）の散
   乱光信号より大きくない第ｎの走査信号を無効にする第
   １の比較工程と、対応する走査位置ごとに前記第ｎの走
   査信号と前記第（ｎ＋１）の散乱光信号とを大小比較し
   て第（ｎ＋１）の散乱光信号より大きくない第ｎの走査
   信号を無効にする第２の比較工程と、前記第ｎの走査信
   号に基づいて異物の存在や大きさを検出する異物検出工
   程とを具備することを特徴とする異物検査方法（但し、
   ｎは正の整数とする）。
2. 【請求項２】試料を全面走査可能に載置する走査手段
   と、前記走査手段の走査位置を検出して位置信号を出力
   する位置検出手段と、前記試料表面にスポット状の検査
   光を投光する投光手段と、前記試料表面で生ずる散乱光
   を受光してその光強度に応じた散乱光信号を出力する受
   光手段と、前記散乱光信号を所定時間ごとに離散的に抽
   出する信号抽出手段と、離散的に抽出された散乱光信号
   を前記位置検出手段によって同期的に出力される位置信
   号に対応する番地に順次格納する記憶保持手段と、前記
   記憶保持手段に格納される信号値を逐次読み出して加算
   する加算手段と、前記加算手段による加算値と前記記憶
   保持手段に格納される信号値とを比較して信号値より大
   きくない加算値を無効にする比較手段と、前記比較手段
   の出力に基づいて異物の大きさや存在位置を検出する異
   物検出手段とを具備することを特徴とする異物検査装
   置。
3. 【請求項３】試料に検査光のスポットを集光させ、上記
   試料に付着した異物からの散乱光を検出して上記異物を
   検査する異物検査方法において、上記スポットの直径を
   １ピッチとして上記検査光を走査する第１の工程と、上
   記異物からの散乱光を検出して散乱光信号を得る第２の
   工程と、上記散乱光信号のピ−ク値と検出時間とを検出
   する第３の工程と、上記ピ−ク値と上記検出時間とを用
   いて上記ピ−ク値を補正する第４の工程とを具備したこ
   とを特徴とする異物検査方法。
4. 【請求項４】検査光を出射する光源と、上記検査光のス
   ポットを試料に投光する投光系と、上記スポットを上記
   試料に走査する走査系と、上記試料に付着した異物から
   の散乱光を検出して光電変換する散乱光検出手段と、こ
   の散乱光検出手段の出力信号を処理する信号処理系とを
   備えた異物検査装置において、上記信号処理系が、上記
   散乱光信号のピ−ク値と検出時間とを検出する信号処理
   回路部と、この信号処理回路部によって検出された上記
   ピ−ク値と上記検出時間とを用いて上記ピ−ク値を補正
   する演算部とを備えたことを特徴とする異物検査装置。
5. 【請求項５】試料に検査光のスポットを集光させ、上記
   試料に付着した異物からの散乱光を検出して上記異物を
   検査する異物検査方法において、複数の上記スポットを
   一定の位置関係を保ちながら直交走査する第１の工程
   と、上記異物からの散乱光を検出して散乱光信号を得る
   第２の工程と、上記各スポットの少なくとも２回の走査
   によって得られた上記散乱光信号を各スポット毎に同期
   させる第３の工程と、上記各スポット毎に散乱光信号の
   足し合わせを行う第４の工程と、足し合わせられた上記
   散乱光信号を足し合わせ前の上記散乱光信号と比較して
   増加分のある信号成分を抽出する第５の工程とを具備し
   た異物検査方法。
6. 【請求項６】検査光を出射する光源と、上記検査光のス
   ポットを試料に集光させる投光系と、上記スポットを上
   記試料に走査する走査系と、上記試料に付着した異物か
   らの散乱光を検出して光電変換する散乱光検出手段と、
   この散乱光検出手段の出力信号を処理する信号処理系と
   を備えた異物検査装置において、上記投光系が複数のス
   ポットを形成するとともに、これらのスポットの位置が
   互いにずらされ、走査時に各スポットの一部が他のスポ
   ットと重なることを特徴とする異物検査装置。
7. 【請求項７】試料に検査光のスポットを集光させ、上記
   試料に付着した異物からの散乱光を検出して上記異物を
   検査する異物検査方法において、得られた散乱光信号の
   デ−タ波形を一次微分して微分波形を作成し、この微分
   波形を基にして上記異物の有無を判断する第１の工程
   と、上記微分波形と上記デ−タ波形とを対応させて上記
   異物の大きさを分類する第２の工程とを具備したことを
   特徴とする異物検査方法。
8. 【請求項８】試料に検査光のスポットを集光させ、上記
   試料に付着した異物からの散乱光を検出して上記異物を
   検査する異物検査装置において、上記検査光を強度分布
   矩形化手段に通して上記スポットの強度分布を矩形化す
   ることを特徴とする異物検査装置。
9. 【請求項９】検査光を出射する光源と、上記検査光のス
   ポットを試料に集光させる投光系と、上記スポットを上
   記試料に走査する走査系と、上記試料に付着した異物か
   らの散乱光を検出して光電変換する散乱光検出手段と、
   この散乱光検出手段の出力信号を処理する信号処理系と
   を備えた異物検査装置において、上記信号処理系が、上
   記散乱光検出手段によって検出されたデ−タ波形を一次
   微分して微分波形を作成し、この微分波形を基にして上
   記異物の有無を判断するとともに、上記微分波形と上記
   デ−タ波形とを対応させて上記異物の大きさを分類する
   ことを特徴とする異物検査装置。
10. 【請求項１０】 上記投光系が、上記スポットの強度分
    布を矩形化する強度分布矩形化手段を有することを特徴
    とする請求項９記載の異物検査装置。