JPH0989796A - 光走査装置及び異物検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】大面積を高速かつ常に一定の偏光状態の光ビー
ムで走査することのできる光走査装置及び異物検査装置
を実現し難かつた。 【解決手段】光源から発射された光束が被照射物に入射
するように光束に偏向を与える光偏向手段と、被照射物
に入射する光束が被照射物に対して一定の偏光状態とな
るように光束の偏光状態を調整する偏光状態調整手段
と、光偏向手段によつて偏向された光束が被照射物を走
査するように光偏向手段及び偏光状態調整手段を一体に
回転させる回転駆動手段とで光走査装置を構成するよう
にしたことにより、被照射物に対して光束を高速走査さ
せながら常に一定の偏光状態で入射させることができ、
かくして大面積を一定の偏光状態の光束に高速走査させ
得る光走査装置を実現できる。またこの光走査装置を用
いて異物検査装置を構築することにより大面積を一定の
偏光状態の光束で高速走査し得る異物検査装置を実現で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光走査装置及び異物
検査装置に関し、例えば液晶製造用マスク等の大型基板
の表面における異物の有無等を検査する異物検査装置に
適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、異物検査装置においては、集光し
た光ビームに被検査基板の被検査面を走査させ、この際
この被検査面上に付着した異物が発生させる散乱光を周
囲に配設された複数の受光素子によつて受光し得るよう
になされており、かくしてこれら各受光素子の出力に基
づいて被検査基板の被検査面における異物の有無等を検
出し得るようになされている。

【０００３】この場合このような異物検査装置では、集
光した光ビームに被検査基板の被検査面を走査させる方
法として、レーザ光源から発射された光ビームをガルバ
ノミラーやポリゴンミラー等のスキヤナによつて被検査
基板の被検査面に向けて偏向すると共に、これをｆθレ
ンズやｆsin ^-1θレンズ等の集光レンズを介して被検査
基板の被検査面上に集光する方法が広く用いられてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが異物検査装置
の光学系をこのように構成した場合、被検査基板が大型
化すると集光レンズとして画角の大きなものが必要にな
る。しかしながら大画角の集光レンズを光学的に小さい
収差で設計し、製造することは、非常に困難な問題があ
つた。またかかる構成の異物検査装置では、集光した光
ビームに被検査基板の被検査面を走査させる方法として
上述のようにガルバノミラーやポリゴンミラーを用いて
いるが、ガルバノミラーは往復運動によりスキヤン周波
数の上限が決定されるため検査速度が制限され、またポ
リゴンミラーは面間の面倒れ補正が非常に困難な問題が
あるなど、理想的な光学性能を達成することが難しい問
題があつた。

【０００５】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、大面積を高速に走査することのできる光走査装置及
び異物検査装置を提供することを目的とする。

【０００６】さらに例えばガラス基板などではＳ偏光波
よりもＰ偏光波の方が反射率が高く、また金属材からな
るパターンが形成された基板では入射光がＰ偏光波の方
がＳ偏光波のときよりもパターンエツジにおいて散乱光
が発生し易いことが知られている。従つて上述のような
異物検査装置では、被検査基板の被検査面を常にＳ偏光
波でなる光ビームによつて走査するようにした方がより
精度良く異物検査を行い得るものと考えられる。

【０００７】従つて例えば大面積を高速かつ入射面に対
して常に一定の偏光状態の光ビームで走査させ得るよう
な光学系を構築することができれば、従来の異物検査装
置に比べてより検査効率が良く、検査精度の良い異物検
査装置を構成し得るものと考えられる。

【０００８】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、大面積を高速かつ常に一定の偏光状態の光ビームで
走査することのできる光走査装置及び異物検査装置を提
案しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め第１の発明においては、光源（１）から発射された光
束（Ｌ１１）が被照射物（２１）に入射するように光束
（Ｌ１１）に偏向を与える光偏向手段（４）、（４４）
と、被照射物（２１）に入射する光束（Ｌ１１）が被照
射物（２１）に対して一定の偏光状態となるように光束
（Ｌ１１）の偏光状態を調整する偏光状態調整手段
（３）、（４１）と、光偏向手段（４）、（４４）によ
つて偏向された光束（Ｌ１１）が被照射物（２１）を走
査するように光偏向手段（４）、（４４）及び偏光状態
調整手段（３）、（４１）を一体に回転させる回転駆動
手段（１、２）、（１、４０）とで光走査装置を構成す
るようにした。

【００１０】また第２の発明においては、被検査物（２
１）の被検査面（２１Ａ）に付着した異物の有無を検査
する異物検査装置において、光束（Ｌ１１）を発射する
光源（１１）と、光源（１１）から発射された光束（Ｌ
１１）が被検査物（２１）の被検査面（２１Ａ）に入射
するように光束（Ｌ１１）に偏向を与える光偏向手段
（４）、（４４）と、被検査物（２１）の被検査面（２
１Ａ）に入射する光束（Ｌ１３）が被検査物（２１）の
被検査面（２１Ａ）に対して一定の偏光状態となるよう
に光束（Ｌ１１）の偏光状態を調整する偏光状態調整手
段（３）、（４１）と、光偏向手段（４）、（４４）に
よつて偏向された光束（Ｌ１１）が被検査物（２１）の
被検査面（２１Ａ）を走査するように光偏向手段
（４）、（４４）及び偏光状態調整手段（３）、（４
１）を一体に回転させる回転駆動手段（１、２）、
（１、４０）と、被検査物（２１）の被検査面（２１
Ａ）に付着した異物により発生される光束（Ｌ１３）の
散乱光（Ｓ）を受光し、受光した散乱光（Ｓ）の強度に
応じた電気信号（Ｓ１０〜Ｓ２６）を出力する受光手段
（６０〜７６）と、受光手段（６０〜７６）から供給さ
れる電気信号（Ｓ１０〜Ｓ２６）に基づいて異物を検出
する信号処理手段（８０、８２）とを設けるようにし
た。

【００１１】この場合第１の発明においては、被照射物
（２１）に対して光束（Ｌ１３）を常に一体の偏光状態
で入射させると共に、この光束（Ｌ１３）に被照射物
（２１）を高速で走査させることができる。

【００１２】同様に第２の発明においても、被検査物
（２１）の被検査面（２１Ａ）に対して光束（Ｌ１３）
を常に一体の偏光状態で入射させ得ると共に、この光束
（Ｌ１３）に被検査物（２１）の被検査面（２１Ａ）を
高速で走査させることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施例を詳述する。

【００１４】（１）第１実施例 （１−１）原理 図１（Ａ）及び（Ｂ）のように、モータ１の駆動軸１Ａ
に箱体２、λ／４波長板３及び反射鏡４からなる光学ユ
ニツト５が固定された光走査装置６に、右回りの円偏光
の光ビームＬ１をｚ方向と平行な回転軸Ｋ１に沿つて、
入射させる場合を考える。ここで、図１（Ａ）は光走査
装置６の正面図を示し、図１（Ｂ）は、光走査装置６の
側面図を示す。

【００１５】この場合モータ１は、駆動軸１Ａを介して
光学ユニツト５を回転軸Ｋ１を中心として矢印ＣＷで示
す方向に回転させるものとする。また光学ユニツト５に
おいてλ／４波長板３は、箱体２の底面に形成された窓
２Ａを覆うように当該箱体２Ａの下側面に固定されると
共に、反射鏡４は、回転軸Ｋ１に対して45〔°〕傾いた
反射面４Ａが箱体２の周側面に形成された窓２Ｂと対向
するように箱体２内部に固定配置される。

【００１６】このときこの光走査装置６の光学ユニツト
５に入射する光ビームＬ１は、λ／４波長板３により位
相変調を受けて直線偏光の光ビームＬ２に変換され、箱
体２の窓２Ａを通過して反射鏡４の反射面４Ａに入射
し、当該反射面４Ａにおいて反射され、光ビームＬ３と
して箱体２の窓２Ｂを通過して光学ユニツト５の外部に
出射する。

【００１７】この場合図１（Ａ）において、反射鏡４の
反射面４Ａの法線ｎ（以下、これを単に法線ｎと呼ぶ）
及び当該反射面４Ａに入射する光ビームＬ２は両者とも
ｙｚ平面内にあるため、反射鏡４の反射面４Ａから出射
する光ビームＬ３もｙｚ平面内にある。このとき法線ｎ
は、モータ１による光学ユニツト５の回転に同期して回
転軸Ｋ１を中心に回転するが、反射鏡４の反射面４Ａに
対する光ビームＬ２の入射面が常にｚｎ平面と一致する
ため、反射の法則により光ビームＬ３も常にｚｎ平面内
に存在する。

【００１８】従つてこの光走査装置６に入射する光ビー
ムＬ１は、法線ｎと常に45〔°〕の角度をなす方向に光
学ユニツト５の回転に追随して回転軸Ｋ１を中心に出射
方向が回転するように偏向されて当該光学ユニツト５か
ら出射する。ここでこの光走査装置６を上方から透視し
て見た図２に示すように、この光走査装置６においてλ
／４波長板３を、反射鏡４の反射面４Ａと平行でかつ回
転軸Ｋ１と垂直な直線Ｍ１に対して、当該直線Ｍ１を含
み回転軸Ｋ１と垂直な平面内においてθ₁ （＝45
〔°〕）だけλ／４波長板３の光学軸Ｋ２が傾くように
配置するものとする。

【００１９】この場合光学ユニツト５に入射する光ビー
ムＬ１は、λ／４波長板３によつて位相変調されること
により電気ベトクルの振動面が常にｚｎ平面（図１
（Ａ））に直交する直線偏光の光ビームＬ２（図１
（Ａ））に変換され、この後反射鏡４によつて回転軸Ｋ
１（図１（Ａ））と垂直な方向に偏向される。

【００２０】従つてこの光走査装置６では、反射鏡４か
ら出射する光ビームＬ３の電気ベクトルの振動方向も光
学ユニツト５の回転角度に関わらず常にｚｎ平面（図１
（Ａ））に直交するため、光ビームＬ３の光路を遮るよ
うに光学ユニツト５の周囲に配置された被照射物の被照
射面を常にほぼ一定の偏光状態の光ビームＬ３で走査す
ることができる。また、反射鏡４に入射する円偏光の光
ビームＬ１の回転方向を逆転させれば、出射される光ビ
ームＬ３の直線偏光の偏波面が90〔°〕回転し、ｚｎ平
面に平行となることは言うまでもない。

【００２１】（１−２）第１実施例による異物検査装置
の構成 図１との対応部分に同一符号を付して示す図３におい
て、１０は全体として第１実施例による異物検査装置を
示し、レーザ光源１１から発射された直線偏向波の光ビ
ームＬ１０をλ／４波長板１２で位相変調することによ
り右回りの円偏光の光ビームＬ１１を形成する。この光
ビームＬ１１は、反射ミラー１３を介してエキスパンダ
ＥＸに入射し、このエキスパンダＥＸにおいて拡大され
た後、レンズ１４及び反射ミラー１５を順次介して軸Ｋ
１に沿つて光走査装置６に入射する。

【００２２】このとき光走査装置６では、図２に示すよ
うに、反射鏡４の反射面４Ａと平行でかつ回転軸Ｋ１と
垂直な直線Ｍ１に対して、当該直線Ｍ１を含み回転軸Ｋ
１と垂直な平面内においてθ₁ （＝45〔°〕）だけλ／
４波長板３の光学軸Ｋ２が傾くようにλ／４波長板３が
配置されている。かくしてこの光走査装置６に入射した
光ビームＬ１１は、光学ユニツト５のλ／４波長板３に
よつて電気ベトクルの振動面が常にｚｎ平面と直交する
直線偏向波の光ビームＬ１２に位相変調され、この後反
射鏡４の反射面４Ａにおいて反射されることにより電気
ベトクルの振動面が常にｚｎ平面と直交する光ビームＬ
１３として当該光走査装置６から出射する。

【００２３】この光ビームＬ１３は、テーブル２０上に
載置された被検査基板２１の被検査面２１Ａに斜めに入
射し、光走査装置６のモータ１の駆動に伴う光学ユニツ
ト５の回転に応じて（具体的には反射鏡４の回転に応じ
て）当該被検査基板２１の被検査面２１Ａを直線的に走
査する。この場合テーブル２０の周囲には、図４に示す
ように、被検査基板２１の被検査面２１Ａを光ビームＬ
１３が走査する際に発生した散乱光を互いに異なる空間
方向から受光し得るように集光レンズ２２Ａ〜２２Ｃ及
び受光素子２３Ａ〜２３Ｃからなる受光部２４Ａ〜２４
Ｃが複数配設されている。

【００２４】実際上これら各受光部２４Ａ〜２４Ｃは、
光ビームＬ１３が被検査基板２１の被検査面２１Ａに形
成されたパターンのエツジを照射した場合に発生する散
乱光が強い指向性を伴うのに対し、異物による散乱光が
当該異物からあらゆる方向に広がることを考慮して、被
検査基板２１の被検査面２１Ａに形成されたパターンの
エツジからの散乱光を全ての受光素子２２Ａ〜２２Ｃが
受光しないようにその配置位置が選定されている。

【００２５】さらに図５に示すように、これら各受光素
子２２Ａ〜２２Ｃの出力は、散乱光量検出信号Ｓ１Ａ〜
Ｓ１Ｃとしてそれぞれ信号処理部３０の対応する増幅器
３１Ａ〜３１Ｃを介して対応する差動増幅器３２Ａ〜３
２Ｃに供給され、それぞれ各差動増幅器３２Ａ〜３２Ｃ
において基準電圧供給部３３から供給される基準電圧Ｖ
_ref1と比較される。

【００２６】これら各差動増幅器３２Ａ〜３２Ｃによる
比較結果は、それぞれ比較信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｃとして論
理回路３４に供給される。このとき論理回路３４は、供
給される比較信号３２Ａ〜３２Ｃに基づいて例えば論理
積（ＡＮＤ）演算等の所定の演算処理を行い、各受光素
子２２Ａ〜２２Ｃが全て十分なレベルの散乱光量検出信
号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃを出力したときに異物検出信号Ｓ３を
出力するようになされている。

【００２７】これによりこの異物検査装置１０において
は、異物検出信号Ｓ３に基づいて、このとき光ビームＬ
１３が被検査基板２１の被検査面２１Ａに形成した走査
線２５（図４）上における異物の有無を検出し得るよう
になされている。また図３及び図４においてテーブル２
０は、光走査装置６のモータ１と同期して駆動するアク
チユエータ２６によつて、光ビームＬ１３が被検査基板
２１の被検査面２１Ａを走査し終えるごとに当該光ビー
ムＬ１３の走査方向と垂直な矢印ａで示す方向に移動す
るようになされ、これにより光ビームＬ１３が被検査基
板２１の被検査面２１Ａを全面に亘つて走査し得るよう
になされている。これによりこの異物検査装置１０で
は、被検査基板２１の被検査面２１Ａの全面に亘つて異
物の有無を検査し得るようになされている。

【００２８】（１−３）第１実施例の動作 以上の構成において、この異物検査装置１０では、レー
ザ光源１１から発射された直線偏光の光ビームＬ１０を
λ／４波長板１２によつて円偏光波でなる光ビームＬ１
１に変換した後、これを反射ミラー１３、エキスパンダ
ＥＸ、レンズ１４及び反射ミラー１５でなる光学系を介
して光走査装置６の光学ユニツト５に回転軸Ｋ１に沿つ
て入射させる。

【００２９】次いでこの光ビームＬ１１を、光学ユニツ
ト５のλ／４波長板３によつてその電気ベクトルの振動
面がｚｎ平面と垂直な直線偏光波でなる光ビームＬ１３
に変換し、これを反射鏡４の反射面４Ａにおいて被検査
基板２１の被検査面２１Ａに入射するように、かつ回転
軸Ｋ１を中心として出射方向が回転するように偏向する
ことにより、光ビームＬ１３に被検査基板２１の被検査
面２１Ａを走査させる。さらにこのとき被検査基板２１
の被検査面２１Ａにおいて発生する散乱光を複数の受光
素子２２Ａ〜２２Ｃによつて受光し、これら受光素子２
２Ａ〜２２Ｃの出力に基づいて信号処理部３０において
異物の有無を検出する。

【００３０】従つてこの異物検査装置１０では、従来の
異物検査装置のように光学系にガルバノミラーやポリゴ
ンミラーを用いない分、検査速度が制限されたり、光学
性能が低下することがない。またこのように光学系にガ
ルバノミラーやポリゴンミラーを用いない分、大画角の
集光レンズを必要とせず、集光レンズとして画角につい
て制約を受けないレンズ１５を使用することにより光学
系の設計や製造が容易となる。

【００３１】さらにこの異物検査装置１０では、上述の
ように、光走査装置６の光学ユニツト５から出射する光
ビームＬ１３の電気ベクトルの振動面が光学ユニツト５
の回転位置に関わらず常にｚｎ平面に直交するため、光
ビームＬ１３を常にＳ偏光波として被検査基板２１の被
検査面２１Ａに入射させることができる。従つてこの異
物検査装置１０では、被検査基板２１の被検査面２１Ａ
に入射させる光ビームの偏光状態を考慮していなかつた
従来の異物検査装置に比べて、より精度良く異物を検出
することができる。

【００３２】（１−４）第１実施例の効果 以上の構成によれば、モータ１の駆動軸１Ａにλ／４波
長板３及び反射鏡４が一体に固定されてなる光走査装置
６を設け、当該光走査装置６に入射する円偏光の光ビー
ムＬ１１をλ／４波長板３によつてその電気ベクトルの
振動方向がｚｎ平面と垂直な光ビームＬ１２に変換し、
当該光ビームＬ１２を反射鏡４の反射面４Ａで被検査基
板２１の被検査面２１Ａに入射するように偏向するよう
にしたことにより、被検査基板２１の被検査面２１Ａを
高速に、かつ常にＳ偏向波でなる光ビームＬ１３で走査
することができ、かくして大面積を高速かつ常に一定の
偏光状態の光ビームで走査することのできる光走査部及
び異物検査装置を実現できる。かくするにつき検査効率
及び検査精度の良い大型基板に対応し得る異物検査装置
を得ることができる。

【００３３】（２）第２実施例 （２−１）原理 図６のように、モータ１の駆動軸１Ａに箱体４０、λ／
４波長板４１及び反射鏡４２からなる光学ユニツト４３
が固定された光走査装置４４にｚ方向と平行な軸Ｋ１０
に沿つて右回りの円偏光の光ビームＬ２０を入射させる
場合を考える。

【００３４】この場合モータ１は、駆動軸１Ａを介して
光学ユニツト４３を回転軸Ｋ１０を中心として矢印ＣＷ
で示す方向に回転させるものとする。また光学ユニツト
４３においてλ／４波長板４１は、箱体４０の底面に形
成された窓４０Ａを覆うように当該箱体４０の下側面に
固定され、かつ反射鏡４２は回転軸Ｋ１０に対して第１
及び第２の反射面４２Ａ、４２Ｂの各法線ｎ₁ 、ｎ₂ が
それぞれ所定角θ₁₀、θ₁₁（この実施例ではθ₁₀＝θ₁₁
＝22.5〔°〕）傾くように箱体４０内部に固定配置され
ているものとする。

【００３５】このときこの光走査装置４４の光学ユニツ
ト４３に入射する光ビームＬ２０は、λ／４波長板４１
により位相変調を受けて直線偏光波でなる光ビームＬ２
１に変換され、箱体４０の窓４０Ａを通過して反射鏡４
１の第１及び第２の反射面４１Ａ、４１Ｂにそれぞれ入
射し、これら第１及び第２の反射面４１Ａ、４１Ｂにお
いて第１及び第２の光ビームＬ２２Ａ、Ｌ２２Ｂに分割
される。これら第１及び第２の光ビームＬ２２Ａ、Ｌ２
２Ｂは、それぞれ反射鏡４２の対応する第１又は第２の
反射面４２Ａ、４２Ｂの各法線ｎ₁ 、ｎ₂ とθ₁₂（＝θ
₁₀）、θ₁₃（＝θ₁₁）の角度をなす方向に反射され、そ
れぞれ箱体４０の底面に形成された第１又は第２の窓４
２Ｂ、４２Ｃを通過して光学ユニツト４３から外部に出
射する。

【００３６】従つてこの光走査装置４４においても第１
及び第２の光ビームＬ２２Ａ、Ｌ２２Ｂは、第１実施例
の原理の欄において説明した場合と同様に、モータ１の
駆動に伴う光学ユニツト４３（具体的には反射鏡４２）
の回転に追随して回転軸Ｋ１０を中心として出射方向を
回転させながら光学ユニツト４３から出射する。ここで
この光走査装置４４において、反射鏡４２の第１の反射
面４２Ａを含む第１の平面と第２の反射面４２Ｂを含む
第２の平面との交線（以下、これを第１の交線Ｋ１１
（図６（Ａ））と呼ぶ）を含みかつ回転軸Ｋ１０と垂直
な第３の平面を考え、当該第３の平面内において第１の
交線Ｋ１１とλ／４波長板４１の光学軸Ｋ１２が45
〔°〕の角度をもつようにλ／４波長板４１を配置する
ものとする。

【００３７】この場合、軸Ｋ１０に沿つて光走査装置４
４の光学ユニツト４３に入射する光ビームＬ２０は、λ
／４波長板４１により図６（Ａ）においてｘｚ平面内に
電気ベクトルの振動方向を有する直線偏光の光ビームＬ
２１に変換され、この後上述のように反射鏡４２の第１
及び第２の反射面４２Ａ、４２Ｂにおいて反射すること
により第１及び第２の光ビームＬ２２Ａ、Ｌ２２Ｂに分
割される。このとき第１の光ビームＬ２２Ａの出射方向
は、光学ユニツト４３（具体的には反射鏡４２）の回転
に伴つて回転軸Ｋ１０を中心として回転するが、この際
反射鏡４２及びλ／４波長板４１が一体に回転するた
め、当該光ビームＬ２２Ａの電気ベクトルの振動面は常
にｚｎ₁ 平面と直交する。

【００３８】同様に、第２の光ビームＬ２２Ｂの出射方
向も光学ユニツト４３（具体的には反射鏡４２）の回転
に伴つて回転軸Ｋ１０を中心として回転するが、この際
反射鏡４２及びλ／４波長板４１が一体に回転するた
め、当該光ビームＬ２２Ｂの電気ベクトルの振動面は常
にｚｎ₂ 平面と直交する。従つてこの光走査装置４４で
は、例えば被検査面が回転軸Ｋ１０と垂直に配置された
被検査基板の当該被検査面を常に一定の偏光状態（Ｓ偏
光）の第１及び第２の光ビームＬ２２Ａ、Ｌ２２Ｂで走
査させることができる。

【００３９】（２−２）第２実施例による異物検査装置
の構成 図３及び図６との対応部分に同一符号を付して示す図７
において、５０は全体として第２実施例による異物検査
装置を示し、レーザ光源１１から発射された光ビームＬ
１０をλ／４波長板１２において位相変調することによ
り形成された円偏光の光ビームＬ１１を、ｚ方向と平行
な軸Ｋ１０に沿つて光走査装置４４の光学ユニツト４３
に入射させる。この場合光走査装置４４のλ／４波長板
４１は、図６（Ｂ）に示すように、第１の交線Ｋ１１を
含みかつ回転軸Ｋ１０と垂直な第３の平面の平面内にお
いて第１の交線Ｋ１１と光学軸Ｋ１２が45〔°〕の角度
をもつように配置されている。

【００４０】かくして光走査装置４４の光学ユニツト４
３に入射した光ビームＬ１１は、λ／４波長板４１によ
つてｘ軸方向に電気ベクトルの振動方向を有する直線偏
光の光ビームＬ３０に変換され、この後反射鏡４２の第
１及び第２の反射面４２Ａ、４２Ｂにおいて第１及び第
２の光ビームＬ３１Ａ、Ｌ３１Ｂに分割された後箱体４
０の対応する窓４０Ｂ、４０Ｃを介して光学ユニツト４
３の外部に出射する。

【００４１】この光走査装置４４から出射した第１及び
第２の光ビームＬ３１Ａ、Ｌ３１Ｂは、被検査面２１Ａ
がｘｙ平面と平行に（すなわち回転軸Ｋ１０と垂直に）
位置するようにテーブル２０上に配置された被検査基板
２１の当該被検査面２１Ａにそれぞれ入射し、それぞれ
光学ユニツト４３の回転に追随してこの被検査基板２１
の被検査面２１Ａに図８に示すような円弧状の走査線５
１を交互に形成する。なお実際には第１及び第２の光ビ
ームＬ３１Ａ、Ｌ３１Ｂは被検査基板２１の被検査面２
１Ａを円周状に走査するが、この異物検査装置５０では
異物検出時にはこのうちの図８に示す180 〔°〕の円弧
部分しか用いないため、以下においても第１及び第２の
光ビームＬ３１Ａ、Ｌ３１Ｂが被検査基板２１の被検査
面２１Ａに交互に円弧状の走査線５１を形成するものと
して説明する。

【００４２】この場合テーブル２０は、アクチユエータ
２６により第１又は第２の光ビームＬ３１Ａ、Ｌ３１Ｂ
が被検査基板２１の被検査面２１Ａに走査線５１を形成
し終えるごとにｙ方向に僅かな距離ずつ順次移動するよ
うになされている。これによりこの異物検査装置５０で
は、第１及び第２の光ビームＬ３１Ａ、Ｌ３１Ｂが被検
査基板２１の被検査面２１Ａの全面に亘つて交互に走査
線５１を形成し得るようになされている。

【００４３】一方テーブル２０の上方には、図８及び図
９に示すように、第１及び第２の光ビームＬ３１Ａ、Ｌ
３１Ｂが交互に検査基板２１の被検査面２１Ａに形成す
る走査線５１を斜め上方から見込むようにフオトマルチ
プライヤ等からなる複数の受光素子６０〜７６が等間隔
に配置されている。このとき各受光素子６０〜７６の受
光面６０Ａ〜７６Ａは、走査線５１の一部からの散乱光
Ｓ（図９）を受光することができるように、走査線５１
に対向して円弧状に配置されていると共に、これら各受
光素子６０〜７６の観測視野（測光領域）はそれぞれ両
隣の受光素子６０〜７６の観測視野と重複しており、こ
れにより走査線５１上のいかなる点からの散乱光Ｓも隣
接する３つの受光素子６０〜７６により受光することが
できるようになされている。

【００４４】さらにこれら各受光素子６０〜７６からそ
れぞれ出力される受光光量に応じた信号レベルの散乱光
量検出信号Ｓ１０〜Ｓ２６は、図１０のように構成され
た信号処理部８０の信号切替回路８１に供給される。信
号切替回路８１においては、図示しないロータリーエン
コーダから主制御部８２を介して供給される光走査装置
４４（図７）の光学ユニツト４３（図７）の回転角度情
報Ｓ３０に基づいて、１７個の受光素子６０〜７６のう
ちの回転角度に対応する検査点からの散乱光Ｓを受光す
ることのできる３つの受光素子６０〜７６を選択し、選
択した３つの受光素子６０〜７６からそれぞれ出力され
た散乱光量検出信号Ｓ１０〜Ｓ２６をそれぞれ選択信号
Ｓ３１〜Ｓ３３として個別に第１〜第３のゲイン可変ア
ンプ８３〜８５に送出する。

【００４５】この場合これら選択された３つの受光素子
６０〜７６から出力される散乱光量検出信号Ｓ１０〜Ｓ
２６の信号レベルは、測光領域内において発生する散乱
光Ｓの光量が一定である場合にも当該散乱光Ｓの発生位
置すなわち光ビームＬ３１Ａ、Ｌ３１Ｂ（図７）の走査
位置（光学ユニツト４３の回転角度ともいえる）に依存
して変化する。

【００４６】このため第１〜第３のゲイン可変アンプ８
３〜８５は、隣接する３つの受光素子６０〜７６のうち
中央の受光素子６１〜７５の測光領域内において発生す
る散乱光の光量が一定であるときには光学ユニツト４３
の回転角度に依存することなくこの３つの受光素子６０
〜７６から供給される散乱光量検出信号Ｓ１０〜Ｓ２７
の信号レベルが同じになるように、主制御部８２から供
給される光学ユニツト４３の回転角度情報Ｓ３４〜Ｓ３
６に基づいてそれぞれ個別に増幅率を変化させ、かくし
て得られる補正信号Ｓ３７〜Ｓ３９を最小値選択回路８
６に送出する。

【００４７】このとき最小値選択回路８６は、供給され
る補正信号Ｓ３７〜Ｓ３９のなかから最も小さい信号値
を求め、これを最小値信号Ｓ４０として主制御部８２に
送出する。また主制御部８２は、この最小値に基づいて
異物の大きさを特定する。この場合異物の大きさの特定
に最小値を用いるのは、パターンエツジと異物とが共存
しているような場合にエツジからのノイズを消すためで
ある。

【００４８】一方第１〜第３のゲイン可変アンプ８３〜
８５からそれぞれ出力される各補正信号Ｓ３７〜Ｓ３９
は、それぞれ対応する第１〜第３のコンパレータ８７〜
８９にも並列に供給される。これら第１〜第３の各コン
パレータ８７〜８９は、それぞれ電気的ノイズや光学的
ノイズのレベルからみて十分に高いレベルの閾値Ｖ_ref2
との比較により補正信号Ｓ３７〜Ｓ３９を２値化し、こ
れを２値化補正信号Ｓ４１〜Ｓ４３としてアンドゲート
回路９０に送出する。

【００４９】このときアンドゲート回路９０は、供給さ
れる各２値化補正信号Ｓ４１〜Ｓ４３が全て閾値Ｖ_ref2
を越えたときに異物検出信号Ｓ４４を主制御部８２に送
出する。また主制御部８２は、この異物検出信号Ｓ４４
をトリガとして、最小値選択回路８６からの最小値を取
り込み、この最小値に基づいて異物の大きさを決定し、
さらに被検査基板２１の被検査面２１Ａ上の異物の位置
とともに異物の大きさ及び形状などをデイスプレイ９１
に表示させる。

【００５０】このようにしてこの異物検査装置５０は、
テーブル２０上に載置された被検査基板２１の被検査面
２１に付着した異物の位置やその形状等を検出し、表示
し得るようになされている。

【００５１】（２−３）第２実施例の動作 以上の構成において、この異物検査装置５０では、レー
ザ光源１１から発射された光ビームＬ１０をλ／４波長
板１２で円偏光の光ビームＬ１１に変換した後、これを
反射ミラー１３、エキスパンダＥＸ、レンズ１４及び反
射ミラー１５でなる光学系を介して回転軸Ｋ１０に沿つ
て光走査装置４４の光学ユニツト４３に入射させる。

【００５２】この光ビームＬ１１は、光学ユニツト４３
のλ／４波長板４１によりその電気ベクトルの振動方向
が反射鏡４２の第１及び第２の反射面４２Ａ、４２Ｂの
両方と平行な直線偏光の光ビームＬ３０に変換され、こ
の後これら反射鏡４２の第１及び第２の反射面４２Ａ、
４２Ｂにおいて反射して被検査基板２１の被検査面２１
Ａに入射することにより、光学ユニツト４３の回転に追
随して円弧状の走査線５１を形成する。

【００５３】さらにこのとき被検査基板２１の被検査面
２１Ａにおいて発生した散乱光Ｓを走査線５１に沿つて
円弧状に配設された複数の受光素子６０〜７６により受
光し、当該受光素子６０〜７６から出力される散乱光量
検出信号Ｓ１０〜Ｓ２６に基づき信号処理部８０及び主
制御部８２において異物の有無を検出し、検出結果をデ
イスプレイ９１に表示する。従つてこの異物検査装置５
０では、第１実施例の異物検査装置１０（図３）と同様
に、光学系にガルバノミラーやポリゴンミラーを用いな
い分、検査速度が制限されたり、光学性能が低下するこ
とがない。

【００５４】またこの異物検査装置５０では、上述のよ
うに、光走査装置４４の光学ユニツト４３から出射する
第１及び第２の光ビームＬ３１Ａ、Ｌ３１Ｂの電気ベク
トルの振動面が光学ユニツト４３の回転位置に関わらず
常にそれぞれｚｎ₁ 平面又はｚｎ₂ 平面に直交するた
め、これら第１及び第２の光ビームＬ３１Ａ、Ｌ３１Ｂ
を常にＳ偏光波として被検査基板２１の被検査面２１Ａ
に入射させることができる。従つてこの異物検査装置５
０では、第１実施例の異物検査装置１０（図３）と同様
により精度良く異物を検出することができる。

【００５５】さらにこの異物検査装置５０では、光学ユ
ニツト４３に入射する光ビームＬ１１を第１及び第２の
光ビームＬ３１Ａ、Ｌ３１Ｂの２つに分割し、これら第
１及び第２の光ビームＬ３１Ａ、Ｌ３１Ｂで交互に被検
査基板２１の被検査面２１Ａを走査するため、第１実施
例の異物検査装置１０（図３）に比べてより高速に異物
検査を行うことができる。

【００５６】（２−４）第２実施例の効果 以上の構成によれば、モータ１の駆動軸１Ａにλ／４波
長板４１と、第１及び第２の反射面４２Ａ、４２Ｂをも
つ反射鏡４２とを一体に固定した光走査装置４４を設
け、当該光走査装置４４に入射する円偏光の光ビームＬ
１１をλ／４波長板によつてその電気ベクトルの振動方
向がｚｎ₁ 平面（及びｚｎ₂ 平面）と直交する光ビーム
Ｌ３０に変換し、当該光ビーム３０を反射鏡４２の第１
及び第２の反射面４２Ａ、４２Ｂによつて第１及び第２
の光ビームＬ３１Ａ、Ｌ３１Ｂに分割すると共にこれら
第１及び第２の光ビームＬ３１Ａ、Ｌ３１Ｂが被検査基
板２１の被検査面２１Ａに入射するように偏向するよう
にしたことにより、被検査基板２１の被検査面２１Ａに
入射する第１及び第２の光ビームＬ３１Ａ、Ｌ３１Ｂの
偏光状態を当該被検査面２１Ａに対して常にＳ偏光とす
ると共に、これら第１及び第２の光ビームＬ３１Ａ、Ｌ
３１Ｂに被検査基板２１の被検査面２１Ａを高速走査さ
せることができ、かくして大面積を高速かつ常に一定の
偏光状態の光ビームで走査することのできる光走査装置
及び異物検査装置を実現できる。かくするにつき検査効
率及び検査精度の高い、大型基板に実用上十分に対応し
得る異物検査装置を実現できる。

【００５７】（３）他の実施例 なお上述の第１及び第２実施例においては、本発明によ
る光走査装置６、４４を異物検査装置１０、５０に適用
するようにした場合について述べたが、本発明はこれに
限らず、この他偏光状態が一定の光ビームを被照射物の
被照射面（又は被検査物の被検査面）に入射させる必要
があるような種々の装置に適用することができる。

【００５８】また上述の第１及び第２実施例において
は、レーザ光源１から発射され、光走査装置６、４４に
入射する光ビームＬ１１が被検査基板２１の被検査面２
１Ａに入射するように当該光ビームＬ１１に偏向を与え
る光偏向手段として反射鏡４、４４を適用するようにし
た場合について述べたが、本発明はこれに限らず、反射
鏡に代えて回折格子を適用するようにしても良く、光ビ
ームＬ１１が被検査基板２１の被検査面２１Ａに入射す
るように当該光ビームＬ１１に偏向を与える偏向手段と
しては、この他種々の偏向手段を適用できる。

【００５９】さらに上述の第１実施例においては、光走
査装置６に入射する円偏光の光ビームＬ１１をλ／４波
長板３によつてその電気ベクトルの振動方向がｚｎ平面
と垂直な光ビームＬ１２に変換することにより、被検査
基板２１の被検査面２１Ａに入射する光ビームＬ１３が
当該被検査面２１Ａに対して一定の偏光状態となるよう
に調整するようにすると共に、第２実施例においては、
光走査装置４４に入射する円偏光の光ビームＬ１１をλ
／４波長板４１によつてその電気ベクトルの振動方向が
ｚｎ₁ 平面（及びｚｎ₂ 平面）と直交する光ビームＬ３
１に変換することにより、被検査基板２１の被検査面２
１Ａに入射する第１及び第２の光ビームＬ３１Ａ、Ｌ３
１Ｂが当該被検査面２１Ａに対して常に一定の偏光状態
となるように調整するようにした場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、被検査基板２１の被検査面
２１Ａに入射する光ビームＬ１３又はＬ３１Ａ、Ｌ３１
Ｂが当該被検査面２１Ａに対して常に一定の偏光状態と
なるように光ビームＬ１１の偏光状態を調整する偏光状
態調整手段としては、この他種々の偏光状態調整手段を
適用できる。

【００６０】さらに上述の第１及び第２実施例において
は、光走査装置６、４４から出射する光ビームＬ１３又
はＬ３１Ａ、Ｌ３１Ｂが被検査基板２１の被検査面２１
Ａを走査するように反射鏡４、４４とλ／４波長板３、
４１とを一体に回転させる回転駆動手段としてモータ１
及び箱体２、４０を適用するようにした場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の回転駆動
手段を適用できる。さらに上述の第１実施例において
は、光ビームＬ１３を被検査基板２１の被検査面２１Ａ
に対して斜め方向から入射させるようにした場合につい
て述べたが、本発明はこれに限らず、光ビームＬ１３が
被検査基板２１の被検査面２１Ａにほぼ垂直に入射する
ように被検査基板２１を配置するようにしても良い。

【００６１】

【発明の効果】上述のように第１の発明によれば、光源
から発射された光束が被照射物に入射するように光束に
偏向を与える光偏向手段と、被照射物に入射する光束が
被照射物に対して一定の偏光状態となるように光束の偏
光状態を調整する偏光状態調整手段と、光偏向手段によ
つて偏向された光束が被照射物を走査するように光偏向
手段及び偏光状態調整手段を一体に回転させる回転駆動
手段とで光走査装置を構成するようにしたことにより、
被照射物に対して光束を常に一定の偏光状態で入射させ
ると共に、この光束に被照射物を高速で走査させること
ができ、かくして大面積を一定の偏光状態の光束に高速
走査させ得る光走査装置を実現できる。

【００６２】また第２の発明によれば、異物検査装置に
おいて、光源から発射された光束が被検査物の被検査面
に入射するように光束に偏向を与える光偏向手段と、被
検査物の被検査面に入射する光束が被検査物の被検査面
に対して一定の偏光状態となるように光束の偏光状態を
調整する偏光状態調整手段と、光偏向手段によつて偏向
された光束が被検査物の被検査面を走査するように光偏
向手段及び偏光状態調整手段を一体に回転させる回転駆
動手段とを設けるようにしたことにより、被検査物の被
検査面に対して光束を常に一体の偏光状態で入射させ得
ると共に、この光束に被検査物の被検査面を高速で走査
させることができ、かくして大面積を一定の偏光状態の
光束に高速走査させ得る異物検査装置を実現できる。か
くするにつき検査速度が速くかつ検査精度の高い、大型
基板に実用上十分に対応し得る異物検査装置を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の異物検査装置に適用する光走査装
置の構成を示す正面図及び側面図である。

【図２】図１の光走査装置を上方から透視したときの様
子を示す透視図である。

【図３】第１実施例による異物検査装置の構成を示す側
面図である。

【図４】図３の異物検査装置の構成を示す略線的な斜視
図である。

【図５】第１実施例の異物検査装置に適用する信号処理
部の構成を示すブロツク図である。

【図６】第２実施例の異物検査装置に適用する光走査装
置の構成を示す正面図及び下面図である。

【図７】第２実施例による異物検査装置の構成を示す側
面図である。

【図８】第２実施例による異物検査装置の構成を示す側
面図である。

【図９】第２実施例による異物検査装置の構成を示す側
面図である。

【図１０】第２実施例の異物検査装置に適用する信号処
理部の構成を示すブロツク図である。

【符号の説明】

１……モータ、１Ａ……駆動軸、２、４０……箱体、
３、４１……λ／４波長板、４、４２……反射鏡、４
Ａ、４２Ａ、４２Ｂ……反射面、５、４３……光学ユニ
ツト、６、４４……光走査装置、２１……被検査基板、
２１Ａ……被検査面、２２Ａ〜２２Ｃ、６０〜７６……
受光素子、３０、８０……信号処理部、８２……主制御
部、Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｃ、Ｓ１０〜Ｓ２６……散乱光量検出
信号、Ｌ１０〜Ｌ１３、Ｌ３０〜Ｌ３１Ｂ……光ビー
ム。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源から発射された光束が被照射物に入射
   するように前記光束に偏向を与える光偏向手段と、 前記被照射物に入射する前記光束が前記被照射物に対し
   て一定の偏光状態となるように前記光束の偏光状態を調
   整する偏光状態調整手段と、 前記光偏向手段によつて偏向された前記光束が前記被照
   射物を走査するように前記光偏向手段及び前記偏光状態
   調整手段を一体に回転させる回転駆動手段とを具えるこ
   とを特徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】前記偏光状態調整手段は、前記光束が入射
   する前記光偏向手段の入射面と平行かつ前記偏光状態調
   整手段の回転軸と直交する直線に対して、当該直線を含
   み前記回転軸と直交する平面内において前記光束の偏向
   状態に応じた所定角度だけ光学軸が傾けられた波長板で
   なることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 【請求項３】前記光偏向手段は、入射する前記光束を前
   記回転駆動手段による回転方向に対して少なくとも２つ
   の光束に分割する光学部材を有することを特徴とする請
   求項１に記載の光走査装置。
4. 【請求項４】被検査物の被検査面に付着した異物の有無
   を検査する異物検査装置において、 光束を発射する光源と、 前記光源から発射された前記光束が前記被検査物の被検
   査面に入射するように前記光束に偏向を与える光偏向手
   段と、 前記被検査物の前記被検査面に入射する前記光束が前記
   被検査物の被検査面に対して一定の偏光状態となるよう
   に前記光束の偏光状態を調整する偏光状態調整手段と、 前記光偏向手段によつて偏向された前記光束が前記被検
   査物の前記被検査面を走査するように前記光偏向手段及
   び前記偏光状態調整手段を一体に回転させる回転駆動手
   段と、 前記被検査物の前記被検査面に付着した前記異物により
   発生される前記光束の散乱光を受光し、受光した散乱光
   の強度に応じた電気信号を出力する受光手段と、 前記受光手段から供給される前記電気信号に基づいて前
   記異物を検出する信号処理手段とを具えることを特徴と
   する異物検査装置。
5. 【請求項５】前記光偏向手段は、前記光束が前記被検査
   物の前記被検査面を円弧状に走査するように前記光束を
   偏向し、 前記受光手段は、前記光束の前記被検査物の前記被検査
   面における走査位置に沿つて円弧状に配設された複数の
   受光素子からなることを特徴とする請求項４に記載の異
   物検査装置。