JPH0783840A

JPH0783840A - 回転型欠陥検査装置

Info

Publication number: JPH0783840A
Application number: JP5226866A
Authority: JP
Inventors: Tsuneyuki Hagiwara; 恒幸萩原
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1993-09-13
Filing date: 1993-09-13
Publication date: 1995-03-31

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な信号処理系を用いて且つ高速に、回路
パターン等が形成された基板の表面の欠陥検査を行う。【構成】光源２６からの光束２９をウエハ１の被検点
Ｐ上に照射する。被検点Ｐからの光束３２が、フーリエ
変換レンズ３１を経て後側焦点面３３上に被検点Ｐ上の
回路パターンのフーリエ変換スペクトルを形成する。そ
のフーリエ変換スペクトルから、空間フィルタ３４によ
り直線状パターンのフーリエ変換スペクトルを除去した
後の光束を、光電変換素子４０₁〜４０_Nで受光する。
ウエハ１をターンテーブル２１により回転すると共にｙ
方向に移動させながら、空間フィルタ３４をウエハ１と
同期して回転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば回路パターンが
形成された半導体素子等の表面の欠陥の検査を行う場合
に適用して好適な欠陥検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体素子等の表面に形成さ
れた回路パターンの欠陥の大きさ及びその位置を検出す
るため欠陥検査装置が使用されている。図２３は従来の
欠陥検査装置を示し、この図２３において、ウエハ１の
表面１ａに形成されている回路パターン２が検査対象で
あり、ウエハ１はＸＹステージ３上に載置されている。
ＸＹステージ３は２次元平面内で図２３の紙面に平行な
ｘ方向にウエハ１を移動するＸステージ、及び図２３の
紙面に垂直なｙ方向にウエハ１を移動するＹステージよ
り構成されている。

【０００３】ウエハ１の上方において、ハロゲンランプ
等の光源４から射出された光束５は、コリメータレンズ
６により集光されて光束７となってビームスプリッター
８に入射する。ビームスプリッター８で反射された光束
９が、ウエハ１の表面１ａの所定面積の照明領域を照明
する。ウエハ１の表面１ａからの反射光の内で、ビーム
スプリッター８を透過した光束１０は結像レンズ１１に
入射する。結像レンズ１１は、物体面がウエハ１の表面
１ａに一致するように配置され、結像レンズ１１の像面
１２上に、ウエハ１上の照明領域内の回路パターンの像
が結像される。

【０００４】像面１２には、撮像面が像面１２に一致す
るように２次元の撮像素子１２が設置され、撮像素子１
２は回路パターンの像を光電変換して得た撮像信号Ｓ１
を信号処理部１４に出力する。信号処理部１４には、デ
ータ格納部１５より欠陥が無い場合の回路パターン（無
誤り回路パターン）の設計データに対応する参照信号Ｓ
２が供給され、信号処理部１４は撮像信号Ｓ１と参照信
号Ｓ２とを比較することにより、ウエハ１の表面１ａ上
の回路パターンの欠陥の有無、欠陥の位置及びその欠陥
の大きさ等を求める。信号処理部１４のその回路パター
ンの欠陥の情報Ｓ３を表示部１６に供給し、表示部１６
はその回路パターンの欠陥の位置及び大きさ等を表示画
面上に表示する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
においては、信号処理部１４では回路パターンの欠陥の
位置及び大きさ等を求めるために複雑な画像処理を高速
で行う必要がある。従って、信号処置部１４としては高
速のコンピュータが必要となり、信号処理系が大がかり
なものになるという不都合があった。

【０００６】これに関して従来は、ウエハ１の表面１ａ
上の広い照明領域を一括して照明するのではなく、照明
光としてのレーザビームをウエハ１の表面上にスポット
状に集束し、光偏向器としてのオプティカルスキャナー
（ガルバノミラー等）を用いてそのスポット状に集束さ
れたレーザビームでウエハ１上を直線状に走査して欠陥
検査を行う装置も知られている。しかしながら、オプテ
ィカルスキャナーはミラーを振動させてレーザビームを
走査する方式であるため、スキャンレートの上限により
検査速度が制限され、ウエハ１の表面の全面の検査を行
うための検査時間が長いという不都合があった。

【０００７】本発明は斯かる点に鑑み、簡単な信号処理
系を用いて且つ高速に、回路パターン等が形成された基
板の表面の欠陥の検査を行うことができる欠陥検査装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による回転型欠陥
検査装置は、例えば図１に示すように、所定のパターン
が形成された基板（１）の表面の欠陥を検査する装置に
おいて、基板（１）の表面の所定面積の検査領域に検査
用の光束を照射する照明手段（２６，２８，３１）と、
基板（１）からの光束を空間周波数成分に分解するフー
リエ変換光学素子（３１）と、このフーリエ変換光学素
子により生成された空間周波数成分の光束を所定の大き
さの受光面で受光してそれぞれ光電変換する１組の光電
変換手段（４０₁,４０₂,…，４０_N)と、フーリエ変換光
学素子（３１）の光軸に平行な回転軸を中心として基板
（１）を回転するターンテーブル（２１）と、フーリエ
変換光学素子（３１）の光軸に垂直な面内で基板（１）
を移動させる移動手段（２３，２４）とを有し、ターン
テーブル（２１）及び移動手段（２３，２４）を介して
基板（１）に回転及び移動を行わせることにより、その
所定面積の検査領域で基板（１）の表面をスパイラル状
に走査し、それら１組の光電変換手段から出力される光
電変換信号の内の最小レベルの信号より基板（１）上の
所定のパターンの欠陥を検査するものである。

【０００９】この場合、フーリエ変換光学素子（３１）
によるフーリエ変換面（３３）の近傍に配置され、所定
の方向に沿った直線状パターンのフーリエ変換パターン
と一致する部分を遮光部として、他の領域を光透過部と
した空間フィルタ（３４）と、ターンテーブル（２１）
の回転に同期して空間フィルタ（３４）を所定の軸を中
心として回転するフィルタ回転手段（３５，３６）とを
設け、基板（１）の回転に同期してそのフィルタ回転手
段を介して空間フィルタ（３４）を回転した状態で、空
間フィルタ（３４）を通過した光束をそれら１組の光電
変換手段で光電変換することが望ましい。

【００１０】また、フィルタ回転手段（３５，３６）
は、その直線状パターンのフーリエ変換パターンの０次
光成分の位置を中心として空間フィルタ（３４）を回転
することが望ましい。また、フーリエ変換光学素子（３
４）により生成された空間周波数成分の各光束を、１組
の光ファイバ束（３８₁,３８₂,…，３８_N)を介してそれ
ら１組の光電変換手段に導くようにしても良い。

【００１１】更に、そのフーリエ変換光学素子を、例え
ば図２２に示すように、その所定面積の検査領域を中心
とする球面上にそれぞれ一端が配され、他端がそれら一
端の所定の平面上への正射影と相似な位置に配されてい
る複数の光ファイバ束（４７ ₁,４７₂,…，４７_N)を束ね
て形成しても良い。

【００１２】

【作用】斯かる本発明によれば、オプティカルスキャナ
ーを用いることなく、検査対象の基板（１）をターンテ
ーブル（２１）上に載置して高速に回転すると共に、移
動手段（２４，２５）を用いて基板（１）を移動するこ
とにより、所定の光スポットで基板（１）の表面を高速
に走査する。従って、検査速度がオプティカルスキャナ
ー等により制限されることがない。

【００１３】また、本発明においては、基板（１）から
の光束をフーリエ変換して得られた空間周波数成分の光
束を１組の光電変換手段（４０₁,４０₂,…，４０_N)で光
電変換している。この場合、基板（１）上の誤りが無い
場合の回路パターンからのスペクトルの明部は離散的に
分布するのに対して、基板（１）上の欠陥部からの光束
のスペクトルはほぼ均一なレベルで広く分布する。従っ
て、本発明ではそれら１組の光電変換手段の各光電変換
信号の内の最小レベルの信号が、例えば所定の閾値を超
えた場合に欠陥があると判定する。これにより、複雑な
信号処理を行うことなく、且つ高速に欠陥検出を行うこ
とができる。

【００１４】また、基板（１）からのフーリエ変換パタ
ーンから空間フィルタ（３４）で、所定の方向に沿った
直線状パターン（例えば欠陥が無い場合の無誤り基準パ
ターンの直線部分）のフーリエ変換パターンの成分を除
去した場合には、主に欠陥情報が光学的に抽出される。
即ち、１組の光電変換手段の全部の受光面が無誤り基準
パターンのフーリエ変換パターンにかかることが無くな
り、各光電変換信号の最小値から正確に欠陥検出が行わ
れる。この際に、基板（１）が回転すると、基板（１）
上のパターンのフーリエ変換パターンも回転するため、
空間フィルタ（３４）で主に欠陥情報を抽出するため、
基板（１）の回転に同期して空間フィルタ（３４）を回
転している。

【００１５】この場合、基板（１）が回転しても、その
基板（１）上のパターンのフーリエ変換パターンの０次
光成分の位置は不変である。従って、空間フィルタ（３
４）の回転軸はその０次光成分の位置であることが望ま
しい。また、フーリエ変換光学素子（３４）により生成
された空間周波数成分の各光束を、１組の光ファイバ束
（３８₁,３８₂,…，３８_N)を介してそれら１組の光電変
換手段に導く場合には、光電変換手段（４０₁,４０₂,
…，４０_N)として例えばフォトマルチプライアのような
大きな光電検出器を用いた上で、且つ空間周波数成分の
分解能を高く維持することができる。

【００１６】また、そのフーリエ変換光学素子を、例え
ば図２２に示すように、複数の光ファイバ束から形成し
た場合には、フーリエ変換光学素子を基板（１）に近づ
けることができ、基板（１）からの光束の集光効率が改
善される。

【００１７】

【実施例】以下、本発明による回転型欠陥検査装置の第
１実施例につき図１〜図４を参照して説明する。図１は
本例の回転型欠陥検査装置を示し、この図１において、
表面に回路パターンが形成されたウエハ１がターンテー
ブル２１上に真空吸着されている。移動回転部２３が、
回転軸２２を介してターンテーブル２１を回転する。図
１の紙面に平行な方向にｙ軸、図１の紙面に垂直な方向
にｘ軸を取り、ｘ軸及びｙ軸により定まるｘｙ平面にウ
エハ１の表面１ａが常に平行に保たれた状態で、ターン
テーブル２１はウエハ１を回転する。移動回転部２３
は、ローラ２４を介してｙ方向に伸びたレール２５上に
載置され、移動回転部２３がローラ２４を回転駆動する
ことにより、移動回転部２３はレール２５に沿ってｙ方
向に移動する。

【００１８】ターンテーブル２１の上方にＨｅ−Ｎｅレ
ーザ光源等のコヒーレントな光束（レーザビーム等）を
発生する光源２６が設置され、光源２６から射出された
光束２７は、ビームエクスパンダ２８により断面形状が
円形の平行光束２９となる。平行光束２９はミラー３０
で反射されてフーリエ変換レンズ３１に向かい、フーリ
エ変換レンズ３１により集光された光束２９Ａがウエハ
１上の被検点Ｐ上にスポット状に照射される。被検点Ｐ
上にスポット状に照射される光束２９Ａによる照明領域
の直径は例えば４０μｍであり、その照明領域の照度は
所望の値に設定される。

【００１９】また、フーリエ変換レンズ３１の実効中心
がウエハ１の表面１ａから焦点距離ｆの１倍の位置に来
るように、フーリエ変換レンズ３１が設置されている。
フーリエ変換レンズ３１の光軸ＡＸ１は、ｘｙ平面に垂
直なｚ軸に平行である。光束２９Ａの照射により被検点
Ｐから発生する光束３２はフーリエ変換レンズ３１に入
射し、フーリエ変換レンズ３１を通過した光束３２Ａに
より、フーリエ変換レンズ３１の後側焦点面（フーリエ
変換面）３３上に、ウエハ１上の被検点Ｐの回路パター
ンの選択的にフィルタリング可能なフーリエ変換パター
ン（フーリエスペクトル）が形成される。

【００２０】また、光束２９Ａの照射によりウエハ１の
表面１ａでそのまま反射された光束２９Ｂは、再びフー
リエ変換レンズ３１に入射し、ミラー３０で反射された
平行光束２９と断面形状が一致する光束２９Ｃとなる。
光束２９Ｃは、後側焦点面３３上において、点Ｑを中心
とした円形スペクトルを形成する。点Ｑは０次光成分の
位置でもある。その後側焦点面３３上に、回転式の空間
フィルタ３４を設置する。回転式の空間フィルタ３４は
円板状であり、回転軸３５を介して回転部３６に接続さ
れている。回転部３６は、回転軸３５を介して空間フィ
ルタ３４を後側焦点面３３内において点Ｑを中心に回転
する。空間フィルタ３４は、ウエハ１の回転運動と同期
して、且つ同一の角速度で回転する。回転の方向は、ウ
エハ１及び空間フィルタ３４共にそれぞれ常に同一方向
であればよく、両者の相対的な回転方向は同一又は逆の
どちらでもよい。

【００２１】回転式の空間フィルタ３４は、ウエハ１の
表面の回路パターンに欠陥が無い場合の無誤り回路パタ
ーン中の直線部分に光束２９Ａが照射された場合に、そ
の直線部分から発生する光束による後側焦点面３３上の
フーリエ変換パターンの明部と一致する部分が不透明部
分となり、それ以外の部分が透明部分となっている。即
ち、空間フィルタ３４は、無誤り回路パターン中の直線
部分のフーリエ変換パターン（フーリエスペクトル）を
阻止するものである。

【００２２】空間フィルタ３４の一例は、例えば図１０
に示すように、ガラス基板上に４５°間隔で帯状の遮光
帯５３Ａ〜５３Ｄを形成したものである。本例ではその
空間フィルタ３４を、種々の回路パターンに対して共通
に使用する。これにより、検査対象とする回路パターン
毎に空間フィルタ３４を製作する必要が無い。空間フィ
ルタ３４を、例えば液晶表示素子（ＬＣＤ）、又はエレ
クトロクロミック素子（ＥＣＤ）等のＳＬＭ素子を用い
て構成することもできる。これらを用いる場合、空間フ
ィルタ３４に書き込む不透明部分のパターンは例えば図
１０のパターンと同様である。空間フィルタ３４は、よ
り簡単には、透明のフィルムに周知のコンピュータ用の
プロッターを用いて所定のパターンを描画することでも
製作できる。

【００２３】図１において、移動回転部２３の動作によ
りウエハ１は、回転軸２２を中心に回転しながらｙ方向
に移動する。この動作により、光束２９Ａによる被検点
Ｐ上の円形の照明スポット光が、ウエハ１上を相対的に
スパイラル状に回転走査し、ウエハ１の表面の全面の欠
陥検査が高速に実行される。本実施例ではウエハ１を回
転走査した場合に後側焦点面３３上に形成されるフーリ
エスペクトルの０次光成分の位置Ｑを中心として、ウエ
ハ１の回転に同期して空間フィルタ３４を回転させるこ
とにより、ウエハ１を回転させながらフーリエスペクト
ルのフィルタリングを行って欠陥検査を行うようにして
いる。従って、空間フィルタ３４を通過する光束には、
ウエハ１上の被検点Ｐ上に２次元的に配列された回路パ
ターンに対応するフーリエ変換パターンと、回路パター
ンの欠陥に関与する光情報とが含まれている。

【００２４】本例では、空間フィルタ３４の上面に近接
して、且つフーリエ変換レンズ３１により形成されるフ
ーリエ変換パターンの領域を覆うように、１組の光ファ
イバ・バンドル３８₁,３８₂,…，３８_N(Ｎは所定の整
数）のそれぞれの一方の端面を配置し、これら光ファイ
バ・バンドル３８₁〜３８_Nを保持具３９で束ねる。そ
して、これら光ファイバ・バンドル３８₁,３８₂,…，３
８_Nの他方の端面をそれぞれ光電変換素子４０₁,４０₂,
…，４０_Nの受光面に密着させる。光電変換素子４０₁
〜４０_Nとしては、例えばフォトマルチプライア又はＰ
ＩＮ型のシリコンフォトダイオード等が使用される。

【００２５】空間フィルタ３４を通過する光束は、光フ
ァイバ・バンドル３８₁〜３８_Nの各受光端により波面
分割され、それぞれ光ファイバ・バンドル３８₁〜３８
_Nの内部を通過して光電変換素子４０₁〜４０_Nの受光
面に入射する。光電変換素子４０₁〜４０_Nはそれぞれ
受光した光を光電変換して検出信号Ａ１〜ＡＮを出力す
る。これら検出信号Ａ１〜ＡＮは図２の信号処理回路に
供給されて、欠陥の有無の弁別が行われる。

【００２６】図２は本例の信号処理回路中の欠陥弁別回
路を示し、この図２において、検出信号Ａ１〜ＡＮはそ
れぞれ増幅器４１₁〜４１_Nを経て検出信号Ｂ１〜ＢＮ
となって、コンパレータ４２₁〜４２_Nの非反転入力部
に供給される。コンパレータ４２₁〜４２_Nの反転入力
部にはそれぞれ基準電圧Ｖ１〜ＶＮが供給されている。
コンパレータ４２_i(ｉ＝１〜Ｎ）はそれぞれ、検出信号
Ｂｉと対応する基準電圧Ｖｉとを比較し、検出信号Ｂｉ
が基準電圧Ｖｉより大きい場合にハイレベル“１”とな
り、検出信号Ｂｉが基準電圧Ｖｉ以下である場合にロー
レベル“０”となる比較信号Ｃｉを出力する。これらコ
ンパレータ４２₁〜４２_Nから出力される比較信号Ｃ１
〜ＣＮをＮ入力のアンド回路４９の入力部に供給する。
アンド回路４９では、比較信号Ｃ１〜ＣＮの全てがハイ
レベル“１”のときにハイレベル“１”となり、それ以
外のときにはローレベル“０”となる欠陥弁別信号Ｓ５
を出力する。

【００２７】この場合、欠陥弁別信号Ｓ５がハイレベル
“１”のときに欠陥有りと判定し、欠陥弁別信号Ｓ５が
ローレベル“０”のときに欠陥無しと判定する。また、
検出した欠陥の大きさを次のように判別する。図３は本
例の信号処理回路の欠陥の大きさ検出回路を示し、この
図３において、図２の増幅器４１₁〜４１_Nから出力さ
れる検出信号Ｂ１〜ＢＮを、最小値抽出回路５０に供給
する。最小値抽出回路５０は、検出信号Ｂ１〜ＢＮ中の
値が最小の検出信号を最小値信号Ｓ６として出力する。
つまり、図２の欠陥弁別回路と図３の欠陥の大きさ検出
回路とは協調して動作し、欠陥弁別信号Ｓ５がハイレベ
ル“１”のときの最小値信号Ｓ６の値を欠陥の大きさを
示す信号とみなす。

【００２８】また、図１において、移動回転部２３は、
ウエハ１上の現在の被検点Ｐのｘｙ平面内の２次元座標
を示す位置情報Ｓ４を発生する。そこで、この位置情報
Ｓ４、図２の欠陥弁別信号Ｓ５、及び図３の最小値信号
Ｓ６を組み合わせて、図示省略されたディスプレイ装置
の表示画面上に、ウエハ１の表面の欠陥の位置及び大き
さマップ状に表示する。

【００２９】なお、図１の後側焦点面３３上でフーリエ
スペクトルに偏りがある場合等には、円板状の空間フィ
ルタ３４の回転により、空間フィルタ３４を通過する主
に欠陥部の情報を含む光束のエネルギーが変調を受ける
ことがある。斯かるエネルギー変調は欠陥の検出及び大
きさの弁別に影響を与える。このエネルギー変調は、空
間フィルタ３４の回転に同期しているため、次のように
してその影響を相殺することができる。即ち、欠陥の基
準となる校正用のサンプル（所定形状の微小なビーズ
等）を無地のウエハ上に散布するか、又は校正用の光源
を被検点Ｐと共役な位置に設置した状態で、実際に光電
変換素子４０₁〜４０_Nの検出信号を記録することによ
り、そのエネルギー変調を空間フィルタ３４の回転角の
関数として測定し、この測定結果を用いて図２の増幅器
４１₁〜４１_Nのゲインをそのエネルギー変調を相殺す
るように変調すれば良い。これにより、ウエハ１上を常
に同一の欠陥検出感度で検査できる。

【００３０】次に、ウエハ１上の被検点Ｐと発生するフ
ーリエスペクトルとの関係につき説明する。図４は、図
１のウエハ１上の検査対象領域を示し、この図４におい
て、ウエハ１の表面にはそれぞれ同一の回路パターンよ
りなる複数のダイ（パターンユニット）３７Ａ，３７
Ｂ，３７Ｃ，…がマトリックス状に形成されている。こ
の図４において、ウエハ１上の被検点Ｐ１を検査する場
合、ウエハ１上の多数のダイ３７Ａ，３７Ｂ，…の回路
パターンの描画時の基準となる直交座標系（以下、「基
準座標系」という）（ｘ´，ｙ´）と、図１に示す装置
の座標系（ｘ，ｙ）とは角度α₁ をなすものとする。こ
のとき、ウエハ１が回転軸２２を中心として回転して、
ウエハ１上の被検点が被検点Ｐ２及び被検点Ｐ３に移動
すると、基準座標系（ｘ´，ｙ´）と、装置の座標系
（ｘ，ｙ）とはそれぞれ角度α₂及び角度α₃をなすよ
うに変化する。

【００３１】図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図１のフ
ーリエ変換レンズ３１の後側焦点面（フーリエ変換面）
３３上で、フーリエ変換レンズ３１の開口により制限さ
れるスペクトル領域３３ａを示す。図５（ａ）において
ウエハ上の被検点Ｐ（実際には図１のフーリエ変換レン
ズ３１の物体面に位置する。）上の１つのダイ（パター
ンユニット）３７の基準座標系（ｘ´，ｙ´）と装置の
座標系（ｘ，ｙ）とは、角度α₁ をなす。このとき、ス
ペクトル領域３３ａ内で観察される空間周波数スペクト
ルは、基準座標系（ｘ´，ｙ´）と平行で且つ０次光成
分の位置Ｑを原点とした座標系（ｕ，ｖ）上の一部分の
領域となる。ダイ３７の基準座標系（ｘ´，ｙ´）と装
置の座標系（ｘ，ｙ）とがなす角度がα₁ 、α₂ 及びα
₃ と変化すると、観察可能なスペクトル領域３３ａは、
０次光成分の位置Ｑを中心に、座標系（ｕ，ｖ）上で回
転する。これを装置側（装置の座標系（ｘ，ｙ））から
見ると、図５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示すように、
スペクトル領域３３ａ内に観察される空間周波数スペク
トルが被検点Ｐを中心にダイ３７の回転に同期して回転
するように見える。

【００３２】従って、図４に示すようにウエハ１の回転
により、円周の走査線４３上を被検点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ
３，…が移動して多数のダイ（３７Ａ，３７Ｂ等）内の
回路パターンの欠陥を検査する場合、図６に示すよう
に、各ダイの回転に同期して回転する空間フィルタ３４
が必要となる。図６において、空間フィルタ３４の回転
中心は位置Ｑであり、空間フィルタ３４の半径Ｌは、ス
ペクトル領域３３ａ内で位置Ｑから最も遠い点４４まで
の距離により決定される。

【００３３】次に、図１の空間フィルタ３４と、波面分
割用の１組の光ファイバ・バンドル３８₁〜３８_Nの構
成について説明する。本実施例では、ウエハ上に形成さ
れる種々のダイ（パターンユニット）の内部の回路パタ
ーンについてそれぞれ最適な空間フィルタを製作するの
ではなく、種々のダイの回路パターンに対して１つの空
間フィルタ３４で対応する。そして、空間フィルタ３４
を通過した後の光束をフーリエ変換面の近傍で波面分割
し、複数の空間周波数成分を光電変換することにより空
間フィルタ３４を通過した後のフーリエスペクトルの強
度分布を測定し、この結果により欠陥の有無の弁別を行
う。

【００３４】ここで、図５（ａ）〜（ｃ）における装置
の座標系（ｘ，ｙ）に対してそれぞれ角度α₁,α₂ 及び
α₃ だけ回転しているダイ３７内の回路パターンが、図
７に示す直線パターン５２であるとする。この直線パタ
ーン５２は、ダイ３７上の基準座標系のｘ′軸に対して
角度β（図７ではβ＝４５°）で交差している。この条
件下で、スペクトル領域３３ａ内に観察されるフーリエ
スペクトルは、それぞれ図８（ａ）〜（ｃ）の斜線部で
示すように、ダイ内の基準座標系のｘ´軸、即ちフーリ
エ変換面上のｕ軸に対して角度βで交差する直線に対し
て垂直な帯状のパターンである。その帯状のパターンの
太さは、０次光成分の位置Ｑ上に形成される正反射光の
スペクトルＱ１により規定される。

【００３５】従って、図７に示されている角度β（これ
を４５゜とする）でｘ′軸に交差する直線パターン５２
により発生するフーリエスペクトルを阻止するために
は、図９に示すように、帯状の不透明部分よりなり、且
つフーリエ変換面のｕ軸（ダイ内の基準座標系のｘ´
軸）に角度１３５゜（＝９０゜＋β）で交差する遮光帯
５３Ａが必要となる。

【００３６】図７のパターン５２以外にもダイ内の回路
パターンには、ダイ３７内の基準座標系のｘ′軸に対し
てなす角度βが、０゜、９０゜、又は１３５゜等のパタ
ーンが存在する。これらの直線状の回路パターンに対応
するためには、図１０に示すように、フーリエ変換面の
ｕ軸（ダイ内の基準座標系のｘ´軸）に対してそれぞれ
−４５°、０゜、４５゜、及び９０゜で交差する遮光帯
５３Ａ〜５３Ｄよりなる空間フィルタ３４が必要とな
る。従って、本例の空間フィルタ３４を使用することに
より、通常の回路パターンに含まれている直線状パター
ンのフーリエ変換パターンはほぼ除去されるため、この
空間フィルタ３４を種々のウエハ上の回路パターンに対
して共通に使用することができる。

【００３７】本例の空間フィルタ３４を通過する光パタ
ーンには主に、欠陥部の光パターンと２次元の周期パタ
ーンに対応する光パターンとが含まれている。本実施例
ではこれらを弁別するために、図１における後側焦点面
３３の近傍に空間周波数成分を分割する光ファイバ・バ
ンドル３８₁〜３８_Nの端面を配置している。分割され
た空間周波数成分は各々独立に光電変換されて検出信号
Ａ１〜ＡＮとなる。

【００３８】図１１は、ダイ３７内の基準座標系（ｘ
´，ｙ´）に平行な方向に配列された２次元の周期パタ
ーンの一列としての回路パターン５４を示し、回路パタ
ーン５４を構成する矩形パターンの各々の一辺は１μｍ
〜０．３μｍ程度である。そのため、図１の被検点Ｐ上
の照明スポット光内に複数の矩形パターンが存在する。
この条件下で、ダイ３７内の基準座標系（ｘ´，ｙ´）
と装置の座標系（ｘ，ｙ）とが平行である場合、後側焦
点面３３上のスペクトル領域３３ａ内に観察される離数
的なフーリエスペクトル５４を図１３に示す。このと
き、０次光成分の位置Ｑを原点として、基準座標系のｘ
´軸及びｙ´軸にそれぞれ平行にフーリエ変換面上の空
間周波数成分のｕ軸及びｖ軸が定義されている。図４に
示すようにウエハ１の回転に伴い、ダイ内の基準座標系
（ｘ´，ｙ´）と装置の座標系（ｘ，ｙ）とがなす角度
αは変化する。その角度αがα₁ 、α₂ 及びα₃ の場合
にスペクトル領域３３ａ内に観察されるスペクトルは、
それぞれ図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、座標系
（ｕ，ｖ）と共に位置Ｑの原点を中心に角度αと同期し
て回転する。

【００３９】ダイ内の基準座標系（ｘ´，ｙ´）と装置
の座標系（ｘ，ｙ）とがなす角度αが０゜〜３６０゜の
全範囲で変化する場合に、スペクトル領域３３ａ内に観
察されるスペクトルは、図１３に示すように位置Ｑの原
点を中心として所定半径の円形の領域３４Ａ内のパター
ン５４である。図１３において、図１のウエハ１上の欠
陥部から発生する光束のスペクトルは、スペクトル領域
３３ａ内に略々均等に発生する。従って、欠陥がなく２
次元の周期的な配列を有する回路パターンのみが被検点
Ｐ上に存在する場合に発生するスペクトル（例えば図１
３に示すような離散的なパターン５４）に対して、スペ
クトル領域３３ａを分割して得られた複数のスペクトル
検出領域内の各光エネルギーから、図２に示す欠陥弁別
回路により欠陥が無いものと判定するためには、分割さ
れたスペクトル検出領域の内の少なくとも１つの検出領
域内に入射する光エネルギーが所定の閾値以下であれば
よい。

【００４０】このためには、スペクトル領域３３ａ内を
複数のスペクトル検出領域に分割した場合に、少なくと
も１つの検出領域に図１３のパターン５４が入らないよ
うにすれば良い。このような分割の方法は種々考えられ
る。図１４（ａ）は分割方法の一例を示す。この分割方
法は、装置の座標系（ｘ，ｙ）とダイ内の基準座標系
（ｘ´，ｙ´）との角度関係により、スペクトル領域３
３ａ内に観察されるフーリエスペクトルが、位置Ｑの原
点を中心に回転することに着目してなされたものであ
る。そのため、この分割方法では、スペクトル領域３３
ａを位置Ｑの原点を中心として、半径方向に等間隔に同
心円状のＮ個のスペクトル検出領域５４₁,５４₂,…，５
４_Nに分割する。そして、図１の光ファイバ・バンドル
３８₁,３８₂,…，３８_Nの一方の端面を、図１４（ａ）
の同心円状のスペクトル検出領域５４_N,５４_N-1,…，５
４₁上に配置する。これにより、スペクトル領域３３ａ
内の同心円状のＮ個のスペクトル検出領域５４₁,５４₂,
…，５４_Nのフーリエスペクトルが、それぞれ図１の光
電変換素子４０_N,４０_N-1,…，４０₁で光電変換され
る。

【００４１】図１４（ｂ）は装置の座標系（ｘ，ｙ，
ｚ）における空間フィルタ３４、回転軸３５、１組の光
ファイバ・バンドルの端面３８ａ、及び１組の光ファイ
バ・バンドルの保持具３９の関係を示す斜視図である。
この図１４（ｂ）において、端面３８ａ内に図１の光フ
ァイバ・バンドル３８₁〜３８_Nの端面が図１４（ａ）
のように配列されている。

【００４２】上述のように本例によれば、ウエハ１上で
被検点Ｐを相対的に高速に回転走査して、ウエハ１の全
面の欠陥検査を高速に実行している。また、ウエハ１の
回転によりウエハ１の回路パターンの直線部分のフーリ
エ変換パターンも回転するため、ウエハ１の回転に同期
して回転する空間フィルタ３４を用いて、その直線部分
のパターンからのフーリエ変換スペクトルを阻止し、空
間フィルタ３４を通過した主に欠陥情報を含む光束を検
出して欠陥検出を行っている。従って、信号処理系で
は、検出信号Ａ１〜ＡＮを増幅した信号Ｂ１〜ＢＮを所
定の閾値と比較すると共に、欠陥部でその信号Ｂ１〜Ｂ
Ｎの最小値を保持するだけで良く、大型のコンピュータ
等は必要でないため、信号処理系の構成が簡略であり、
且つ処理速度が高速である。

【００４３】また、図１４（ａ）に示すように、スペク
トル領域３３ａを同心円状のスペクトル検出領域５４₁
〜５４_Nに分割して、各スペクトル検出領域の光パター
ンを光電変換している。従って、スペクトル検出領域５
４₁〜５４_Nの中に直線状パターンのフーリエ変換パタ
ーンが含まれない領域が存在する確率が高くなり、欠陥
部の検出精度が向上する。また、空間フィルタ３４を種
々の回路パターンが形成されたウエハに対して共通に使
用できるため、空間フィルタ３４を作製する手間が省け
る利点がある。

【００４４】次に、本発明の第２実施例につき図１５を
参照して説明する。この図１５において図１に対応する
部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。図
１５はこの第２実施例の回転型欠陥検査装置を示し、こ
の図１５において、回路パターンが形成されたウエハ１
が、ターンテーブル２１上に載置され、ターンテーブル
２１が回転軸２２を介して移動回転部２３に接続されて
いる。移動回転部２３の動作によりウエハ１は、回転軸
２２を中心に回転しながらｙ方向に移動する。これによ
り第１実施例と同様に、被検点Ｐ上に照射されるスポッ
ト光が、ウエハ１上を相対的にスパイラル状に回転走査
し、ウエハ１の表面の全面の欠陥検査が高速に実行され
る。

【００４５】ターンテーブル２１の上方において、光源
２６から射出される光束２７は、ビームエクスパンダ２
８により断面が円形の平行光束２９となって集光レンズ
４５に入射する。集光レンズ４５により集束された光束
２９Ｄは、ウエハ１上の被検点Ｐ上に例えば直径３０μ
ｍ程度のスポット光として照射される。ウエハ１の上方
にフーリエ変換レンズ３１が配置され、フーリエ変換レ
ンズ３１の実効中心はウエハ１の表面１ａから焦点距離
ｆの１倍の面上に位置している。

【００４６】光束２９Ｄにより被検点Ｐから発生する光
束３２はフーリエ変換レンズ３１に入射し、フーリエ変
換レンズ３１を通過した光束３２Ａにより、フーリエ変
換レンズ３１の後側焦点面３３上に選択的にフィルタリ
ングしうるフーリエスペクトルが形成される。フーリエ
変換レンズ３１は、入射する光束による像高ｈと、その
光束と光軸ＡＸ１とがなす角度θとの関係が、像高ｈが
ｆｓｉｎθに比例する特性を有する。フーリエ変換レン
ズ３１は、例えばｈ＝ｆｓｉｎθで表わされる特性を有
するとする。ウエハ１からの光束３２は、光軸ＡＸ１と
角度θ₀をなしてフーリエ変換レンズ３１に入射し、後
側焦点面３３上の像高ｈ₀ がｆｓｉｎθ₀の点に光スポ
ットを形成する。光源２６及び集光レンズ４５を含む照
明系の光軸をＡＸ２として、光軸ＡＸ２が光軸ＡＸ１に
対して角度θ₁で交差するものとすると、光束２９Ｄに
よりウエハ１の表面からそのまま反射される光束２９Ｅ
の光軸ＡＸ３は、光軸ＡＸ１に対して角度θ₁で交差し
ている。

【００４７】本実施例ではフーリエ変換レンズ３１の開
口は、ウエハ１の表面からの光軸ＡＸ１に対して角度θ
₁の光束が入射できる程大きくないため、後側焦点面３
３上で光束２９Ｅの空間周波数スペクトルを測定するこ
とは不可能である。しかしながら、角度θ₁は既知であ
るため、光軸ＡＸ１からｈ₁(＝ｆｓｉｎθ₁)の位置Ｑが
反射する光束２９Ｅ（０次光）のスペクトル位置である
ことは自明である。従って、本実施例においては、図１
５の紙面内で後側焦点面３３上の像高ｈ₁の位置Ｑを中
心に空間フィルタ３４を回転する。回転式の空間フィル
タ３４の構成、及び回転動作は第１実施例と同様であ
る。空間フィルタ３４の遮光部により、無誤り回路パタ
ーン中の直線部分のフーリエ変換パターンが阻止され、
それ以外のウエハ１上に２次元的に配列された回路パタ
ーン、及び欠陥部から発生する光パターンが、空間フィ
ルタ３４の光透過部を透過する。

【００４８】本実施例においても、第１実施例と同様に
ウエハ１を回転走査しながら、ウエハ１の回転と同期し
て空間フィルタ３４を回転することにより、空間フィル
タ３４により無誤り回路パターンの直線部分のフーリエ
変換パターンを阻止している。従って、空間フィルタ３
４を通過する光束には、２次元的に配列された回路パタ
ーンに対応する光パターンと欠陥部に対応する光パター
ンとが含まれている。空間フィルタ９を通過する光束
は、後側焦点面３３の近傍で１組の光ファイバ・バンド
ル３８₁〜３８_M（Ｍは所定の整数）のそれぞれの一方
の端面により波面分割された後、光ファイバ・バンドル
３８₁〜３８_Mの他方の端面に対向して配置された光電
変換素子４０₁〜４０_Mの受光面に入射する。

【００４９】光電変換素子４０₁〜４０_Mで光電変換し
て得られた検出信号Ａ１〜ＡＭは、図２と同様の信号処
理系の欠陥弁別回路に供給され、第１実施例と同様に欠
陥の有無の判定、及び欠陥の大きさの検出が行われる。
その他の構成は第１実施例と同様であるため、その説明
を省略する。次に、本実施例における空間フィルタ３４
と波面分割用の光ファイバー・バンドル３８₁〜３８_M
の構成について説明する。

【００５０】第１実施例と同様に本実施例でも、ウエハ
上のあらゆるダイ内の回路パターンについてそれぞれ最
適な空間フィルタを製作するのではなく、種々の回路パ
ターンに対して１つの空間フィルタ３４で対応する。そ
のため、空間フィルタ３４を通過した後の光束をフーリ
エ変換面（後側焦点面３３）の近傍で波面分割し、分割
後の複数の空間周波数成分を光電変換し、この結果より
欠陥の有無の弁別を行う。

【００５１】ここで、図５（ａ）〜（ｃ）における装置
の座標系（ｘ，ｙ）に対してそれぞれ角度α₁,α₂ 及び
α₃ だけ回転しているダイ３７内の回路パターンが、図
７に示す直線パターン５２であるとする。この直線パタ
ーン５２は、ダイ３７上の基準座標系のｘ′軸に対して
角度β（図７ではβ＝４５°）で交差している。この条
件下で、スペクトル領域３３ａ内に観察されるフーリエ
スペクトルは、それぞれ図１６（ａ）〜（ｃ）の斜線部
で示すように、ダイ内の基準座標系のｘ´軸、即ちフー
リエ変換面上のｕ軸に対して角度βで交差する直線に対
して垂直な帯状のパターンである。その帯状のパターン
の太さは、０次光成分の位置Ｑ上に形成される正反射光
の楕円状のスペクトルＱ２により規定される。

【００５２】その正反射光のスペクトルＱ２は、図１５
のフーリエ変換レンズ３１によるスペクトル領域３３ａ
内には存在しないが、図１５のフーリエ変換レンズ３１
の開口を大きくして、スペクトル領域３３ａよりも広い
スペクトル領域３３ｂ内を観察できるようにすれば、そ
のスペクトルＱ２を観察できる。また、図１５では、断
面形状が円形の光束２９Ｄが斜めにウエハ１の表面に投
影されているため、図１６のスペクトルＱ２は楕円状に
なっている。

【００５３】従って、図７に示されている角度β（これ
を４５゜とする）でｘ′軸に交差する直線パターン５２
により発生するフーリエスペクトルを阻止するために
は、図１７に示すように、帯状の不透明部分よりなり、
且つフーリエ変換面のｕ軸（ダイ内の基準座標系のｘ´
軸）に角度１３５゜（＝９０゜＋β）で交差する遮光帯
５３Ａが必要となる。また、図１７において、正反射光
のスペクトル（０次光成分）Ｑ２の中心の位置Ｑからス
ペクトル領域３３ａの最も遠い点までの距離をＬ ₂とす
ると、位置Ｑを中心として半径Ｌ₂の円形の領域３４Ａ
を覆うように図１５の空間フィルタ３４の大きさが設定
される。

【００５４】また、図７のパターン５２以外にもダイ内
の回路パターンには、ダイ３７内の基準座標系のｘ′軸
に対してなす角度βが、０゜、９０゜、又は１３５゜等
のパターンが存在する。これらの直線状の回路パターン
に対応するためには、図１８に示すように、フーリエ変
換面のｕ軸（ダイ内の基準座標系のｘ´軸）に対してそ
れぞれ−４５°、０゜、４５゜、及び９０゜で交差する
遮光帯５３Ａ〜５３Ｄよりなる空間フィルタ３４が必要
となる。更に、それら各遮光帯５３Ａ〜５３Ｄの幅は、
それぞれ正反射光の楕円状のスペクトルＱ２の長径の幅
に一致させる。

【００５５】図１８の空間フィルタ３４を通過する光パ
ターンには主に、欠陥部の光パターンと２次元の周期パ
ターンに対応する光パターンとが含まれている。本実施
例ではこれらを弁別するために、図１５における後側焦
点面３３の近傍に空間周波数成分を分割する光ファイバ
・バンドル３８₁〜３８_Mの端面を配置している。分割
された空間周波数成分は各々独立に光電変換されて検出
信号Ａ１〜ＡＭとなる。

【００５６】図１１は、ダイ３７内の基準座標系（ｘ
´，ｙ´）に平行な方向に配列された２次元の周期パタ
ーンの一列としての回路パターン５４を示し、回路パタ
ーン５４を構成する矩形パターンの各々の一辺は１μｍ
〜０．３μｍ程度である。そのため、図１の被検点Ｐ上
の照明スポット光内に複数の矩形パターンが存在する。
この条件下で、ダイ３７内の基準座標系（ｘ´，ｙ´）
と装置の座標系（ｘ，ｙ）とが平行である場合、後側焦
点面３３上のスペクトル領域３３ａ内に観察される離数
的なフーリエスペクトル５５を図１９に示す。このと
き、０次光成分の位置Ｑを原点として、基準座標系のｘ
´軸及びｙ´軸にそれぞれ平行にフーリエ変換面上の空
間周波数成分のｕ軸及びｖ軸が定義されている。図４に
示すようにウエハ１の回転に伴い、ダイ内の基準座標系
（ｘ´，ｙ´）と装置の座標系（ｘ，ｙ）とがなす角度
αは変化する。その角度αがα₁ 、α₂ 及びα₃ の場合
にスペクトル領域３３ａ内に観察されるスペクトルは、
それぞれ図２０（ａ）〜（ｃ）に示すように、座標系
（ｕ，ｖ）と共に位置Ｑの原点を中心に角度αと同期し
て回転する。

【００５７】ダイ内の基準座標系（ｘ´，ｙ´）と装置
の座標系（ｘ，ｙ）とがなす角度αが０゜〜３６０゜の
全範囲で変化する場合に、スペクトル領域３３ａ内に観
察されるスペクトルは、図１７に示すように位置Ｑの原
点を中心として所定半径の円形の領域３４Ａ内のパター
ンである。図１７において、図１のウエハ１上の欠陥部
から発生する光束のスペクトルは、スペクトル領域３３
ａ内に略々均等に発生する。従って、欠陥がなく２次元
の周期的な配列を有する回路パターンのみが被検点Ｐ上
に存在する場合に発生するスペクトル（例えば図１９に
示すような離散的なパターン５５）に対して、スペクト
ル領域３３ａを分割して得られた複数のスペクトル検出
領域内の各光エネルギーから、図２に示す欠陥弁別回路
と同様の回路により欠陥が無いものと判定するために
は、分割されたスペクトル検出領域の内の少なくとも１
つの検出領域内に入射する光エネルギーが所定の閾値以
下であればよい。

【００５８】このためには、スペクトル領域３３ａ内を
複数のスペクトル検出領域に分割した場合に、少なくと
も１つの検出領域に図１９のパターン５５が入らないよ
うにすれば良い。このような分割の方法は種々考えられ
る。図２１（ａ）は分割方法の一例を示す。この分割方
法は、装置の座標系（ｘ，ｙ）とダイ内の基準座標系
（ｘ´，ｙ´）との角度関係によらずスペクトル領域３
３ａ内に観察される離散的なフーリエスペクトルが、常
にｘ方向に長手方向を有することに着目してなされたも
のであり、ｘ方向に長手方向を有する帯状の領域に分割
する。図２１（ａ）において、円形のスペクトル領域３
３ａを、ｙ方向に等間隔に帯状のＭ個のスペクトル検出
領域５６₁,５６₂,…，５６_Mに分割する。そして、図１
５の光ファイバ・バンドル３８₁,３８₂,…，３８_Mの一
方の端面を、図２１（ａ）の帯状のスペクトル検出領域
５６_M,５６_M-1,…，５６₁上に配置する。これにより、
スペクトル領域３３ａ内の帯状のＭ個のスペクトル検出
領域５６₁,５６₂,…，５６_Mのフーリエスペクトルが、
それぞれ図１５の光電変換素子４０_M,４０_M-1,…，４０
₁で光電変換される。

【００５９】図２１（ｂ）はスペクトル領域３３ａの分
割方法の他の例を示し、この図２１（ｂ）において、ス
ペクトル領域３３ａをｙ方向に所定間隔で帯状の領域に
分割し、これら帯状の領域をそれぞれ２個のスペクトル
検出領域５７₁,５８₁ 、５７ ₂,５８₂、…、５７_m,５８
_mに分割する。そして、図１５の光ファイバ・バンドル
３８₁〜３８_Mの個数Ｍは２ｍであり、図２１（ｂ）の
スペクトル検出領域５７₁ 〜５７_m,５８₁ 〜５８_mに図
１５の光ファイバ・バンドル３８₁〜３８_Mの一方の端
面を配置する。この場合、図１５の空間フィルタ３４に
より全く光の到達しない領域が出来ないような程度に、
スペクトル領域３３ａが２次元的に分割されている。

【００６０】この第２実施例によれば、第１実施例と同
様にウエハ１を回転走査しながら、ウエハ１の回転と同
期して空間フィルタ３４を回転することにより、空間フ
ィルタ３４により直線状パターンからのフーリエ変換パ
ターンを阻止している。そして、空間フィルタ３４を通
過した光束が光電変換素子４０₁〜４０_Mにより検出信
号に変換され、高速に欠陥の位置及び大きさ等の検出が
行われる。この際に本実施例では、第１実施例の場合よ
りも後側焦点面３３上で０次光成分から遠く離れたフー
リエ変換成分が検出される。また、無誤り回路パターン
からのフーリエ変換成分は一般に０次光成分の周辺で強
いため、本実施例のように０次光成分から離れた成分を
抽出ことにより、無誤り回路パターンの影響をより低減
させて、欠陥部の検出能力を高めることができる。

【００６１】次に、図１の実施例においてフーリエ変換
レンズ３１の代わりに１組の光ファイバ・バンドルを用
いた変形例につき図２２を参照して説明する。図２２は
この変形例の要部を示し、この図１に対応する部分に同
一符号を付した図２２において、ウエハ１上の被検点Ｐ
を中心とする球面４６上に光ファイバ・バンドル４７₁,
４７₂,…，４７_Nのそれぞれの一端を配置する。そし
て、それら光ファイバ・バンドル４７₁,４７₂,…，４７
_Nのそれぞれの他端を、ウエハ１の表面に対する法線に
沿ってウエハ１の表面に平行な面３３上に配置し、この
面３３上に空間フィルタ３４を配置する。

【００６２】また、集光レンズ４５により集光された光
束２９Ｄを、球面４６の一部の開口４８を介してウエハ
１上の被検点Ｐに照射し、被検点Ｐから発生する光束３
２をそれら光ファイバ・バンドル４７₁,４７₂,…，４７
_Nを介して面３３上に導く。この場合、球面４６の半径
をＲとすると、ウエハ１から法線に対して角度θで射出
される光束３２の像高ｈはＲｓｉｎθとなり、フーリエ
変換されるのと等価である。従って、１組の光ファイバ
・バンドル４７₁,４７₂,…，４７_Nは、図１のフーリエ
変換レンズ３１と同様にウエハ１上の回路パターンから
の光束をフーリエ変換する。

【００６３】また、光束２９Ｄによりウエハ１からその
まま反射される光束２９Ｅが面３３上で通過する位置
（０次光成分の位置）を中心として空間フィルタ３４を
回転する。これにより、ウエハ１からの無誤り回路パタ
ーンの直線部分のフーリエ変換成分と、空間フィルタ３
４上の直線状パターンのフーリエ変換成分に対応する遮
光部とがずれることが無い。その他の構成は図１の実施
例と同様である。

【００６４】この場合、ウエハ１の被検点Ｐから法線に
対して大きな角度θで射出される光束も光ファイバ・バ
ンドルを介して面３３に導かれるため、受光効率が良好
である。また、ウエハ１の表面と面３３とを近づけるこ
とができるため、装置が小型化される。なお、本発明は
上述実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、ターンテーブル及び移
動手段を用いて検査対象の基板を回転移動しているた
め、基板の全面の欠陥検査を高速に行うことができる。
また、１組の光電変換手段からの光電変換信号の内の最
小レベルの信号から欠陥の位置又は大きさ等を求めるよ
うにしているため、信号処理系の構成が簡略であり、且
つ信号処理速度も高速である利点がある。

【００６６】また、基板の回転と同期して空間フィルタ
を回転して、直線状パターンからのフーリエ変換成分を
阻止する場合には、基板上の本来の回路パターンからの
フーリエ変換成分がほとんど除去されるため、高いＳＮ
比で欠陥検出を行うことができる。また、フィルタ回転
手段が、無誤り基準パターンのフーリエ変換パターンの
０次光成分の位置を中心として空間フィルタを回転する
場合には、直線状パターンからのフーリエ変換成分が良
好に除去される。

【００６７】また、フーリエ変換光学素子により生成さ
れた空間周波数成分の各光束を、１組の光ファイバ束を
介して１組の光電変換手段に導く場合には、光電変換手
段としてフォトマルチプライアのような大きく且つ高感
度の光電検出器を使用することができる。また、フーリ
エ変換光学素子を、所定面積の検査領域を中心とする球
面上にそれぞれ一端が配され、他端がそれら一端の所定
の平面上への正射影と相似な位置に配されている複数の
光ファイバ束を束ねて形成した場合には、フーリエ変換
光学素子を基板に近づけることができ装置を小型化でき
ると共に、基板から大きな回折角で射出される光束も受
光でき受光効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による回転型欠陥検査装置の第１実施例
を示す構成図である。

【図２】実施例の信号処理系の欠陥弁別回路の一例を示
すブロック図である。

【図３】実施例の信号処理系の欠陥の大きさ判別回路の
一例を示すブロック図である。

【図４】図１のウエハ１上の検査領域を示す拡大平面図
である。

【図５】第１実施例において基準座標系（ｘ′，ｙ′）
と装置の座標系（ｘ，ｙ）とがなす角度が変化した場合
の、フーリエスペクトルの状態の説明図である。

【図６】第１実施例の空間フィルタ３４とスペクトル領
域３３ａとを示す平面図である。

【図７】ウエハ上のダイ内の直線状パターンの一例を示
す拡大平面図である。

【図８】基準座標系（ｘ′，ｙ′）（フーリエ変換面の
座標系（ｕ，ｖ））と装置の座標系（ｘ，ｙ）とがなす
角度が変化した場合の、図７の直線状パターンのフーリ
エスペクトルの状態の説明図である。

【図９】図７の直線状パターンのフーリエ変換パターン
を阻止するための遮光帯５３Ａを示す図である。

【図１０】種々の方向の直線状パターンのフーリエ変換
パターンを阻止するための遮光帯５３Ａ〜５３Ｄを有す
る空間フィルタ３４を示す図である。

【図１１】ウエハ上のダイ内の２次元的な周期パターン
の一例を示す拡大平面図である。

【図１２】基準座標系（ｘ′，ｙ′）（フーリエ変換面
の座標系（ｕ，ｖ））と装置の座標系（ｘ，ｙ）とがな
す角度が変化した場合の、図１１のパターンのフーリエ
スペクトルの状態の説明図である。

【図１３】図１のフーリエ変換面上における図１１のパ
ターンのフーリエスペクトルを示す図である。

【図１４】（ａ）は図１のフーリエ変換レンズ３１のフ
ーリエスペクトル領域３３ａの分割方法の一例を示す
図、（ｂ）は図１４（ａ）の分割方法を採用した場合の
図１の空間フィルタ３４と光ファイバ・バンドルの端面
との関係を示す斜視図である。

【図１５】本発明の第２実施例を示す構成図である。

【図１６】第２実施例において、基準座標系（ｘ′，
ｙ′）（フーリエ変換面の座標系（ｕ，ｖ））と装置の
座標系（ｘ，ｙ）とがなす角度が変化した場合の、図７
の直線状パターンのフーリエスペクトルの状態の説明図
である。

【図１７】第２実施例において、図７の直線状パターン
のフーリエ変換パターンを阻止するための遮光帯５３Ａ
を示す図である。

【図１８】第２実施例において、種々の方向の直線状パ
ターンのフーリエ変換パターンを阻止するための遮光帯
５３Ａ〜５３Ｄを有する空間フィルタ３４を示す図であ
る。

【図１９】第２実施例における図１１の周期パターンの
フーリエスペクトルを示す図である。

【図２０】第２実施例において、基準座標系（ｘ′，
ｙ′）（フーリエ変換面の座標系（ｕ，ｖ））と装置の
座標系（ｘ，ｙ）とがなす角度が変化した場合の、図１
１のパターンのフーリエスペクトルの状態の説明図であ
る。

【図２１】（ａ）は図１５のフーリエ変換レンズ３１の
フーリエスペクトル領域３３ａの分割方法の一例を示す
図、（ｂ）はフーリエスペクトル領域３３ａの分割方法
の他の例を示す図である。

【図２２】図１のフーリエ変換レンズ３１の代わりに１
組の光ファイバー・バンドルを用いた変形例の要部を示
す断面図である。

【図２３】従来の欠陥検査装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１ウエハ２１ターンテーブル２３移動回転部２４ローラ２６光源３１フーリエ変換レンズ３４空間フィルタ３６回転部３８₁〜３８_N 光ファイバ・バンドル４０₁〜４０_N 光電変換素子４１₁〜４０_N 増幅器４２₁〜４２_N コンパレータ４７₁,４７₂,…，４７_N 光ファイバ・バンドル５０最小値検出回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定のパターンが形成された基板の表面
の欠陥を検査する装置において、前記基板の表面の所定面積の検査領域に検査用の光束を
照射する照明手段と、前記基板からの光束を空間周波数成分に分解するフーリ
エ変換光学素子と、該フーリエ変換光学素子により生成された空間周波数成
分の光束を所定の大きさの受光面で受光してそれぞれ光
電変換する１組の光電変換手段と、前記フーリエ変換光学素子の光軸に平行な回転軸を中心
として前記基板を回転するターンテーブルと、前記フーリエ変換光学素子の光軸に垂直な面内で前記基
板を移動させる移動手段と、を有し、前記ターンテーブル及び前記移動手段を介して前記基板
に回転及び移動を行わせることにより、前記所定面積の
検査領域で前記基板の表面をスパイラル状に走査し、前
記１組の光電変換手段から出力される光電変換信号の内
の最小レベルの信号より前記基板上の所定のパターンの
欠陥を検査することを特徴とする回転型欠陥検査装置。
【請求項２】前記フーリエ変換光学素子によるフーリ
エ変換面の近傍に配置され、所定の方向に沿った直線状
パターンのフーリエ変換パターンと一致する部分を遮光
部として、他の領域を光透過部とした空間フィルタと、前記ターンテーブルの回転に同期して前記空間フィルタ
を所定の軸を中心として回転するフィルタ回転手段と、
を設け、前記基板の回転に同期して前記フィルタ回転手段を介し
て前記空間フィルタを回転した状態で、前記空間フィル
タを通過した光束を前記１組の光電変換手段で光電変換
することを特徴とする請求項１記載の回転型欠陥検査装
置。
【請求項３】前記フィルタ回転手段は、前記直線状パ
ターンのフーリエ変換パターンの０次光成分の位置を中
心として前記空間フィルタを回転することを特徴とする
請求項２記載の回転型欠陥検査装置。
【請求項４】前記フーリエ変換光学素子により生成さ
れた空間周波数成分の各光束を、１組の光ファイバ束を
介して前記１組の光電変換手段に導くことを特徴とする
請求項１、２、又は３記載の回転型欠陥検査装置。
【請求項５】前記フーリエ変換光学素子を、前記所定
面積の検査領域を中心とする球面上にそれぞれ一端が配
され、他端が前記一端の所定の平面上への正射影と相似
な位置に配されている複数の光ファイバ束を束ねて形成
したことを特徴とする請求項１、２、３、又は４記載の
回転型欠陥検査装置。