JPS58109805A - 光路の微小偏角検出装置 - Google Patents
光路の微小偏角検出装置Info
- Publication number
- JPS58109805A JPS58109805A JP20807881A JP20807881A JPS58109805A JP S58109805 A JPS58109805 A JP S58109805A JP 20807881 A JP20807881 A JP 20807881A JP 20807881 A JP20807881 A JP 20807881A JP S58109805 A JPS58109805 A JP S58109805A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- sample
- optical system
- shielding plate
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
- G01B11/306—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces for measuring evenness
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体シリコンウェハー等のように鏡面仕上
げされた物体゛表面“の平滑性や完全性を検査する場合
に使用される光路の微小偏角を検出するための偏角検出
装置に関するものである。
げされた物体゛表面“の平滑性や完全性を検査する場合
に使用される光路の微小偏角を検出するための偏角検出
装置に関するものである。
このような物体表面からの光路偏角を高精度で検出する
方法として、第１図に示されたいわゆる魔鏡なるものが
知られている。すなわち、試料１０の表面に点光源１１
からの光を斜めに照射し、この試料１０の表面で反射さ
れた光を投光面１２に投影するもので、試料ｌＯの表面
が完全ならば投光面１２には何らの照度の変化は見られ
ないが、例えば凹部１４が存在するととの凹部が凹面鏡
のごとき作用をするので、同図俤）に見られるように投
光面１２に照度差が表われる。このような方法によれば
光路長を３〜６ｎ＊に取ると、長さ１〜３■に亘って存
在する０、１〜３／＃ＦＩ程度の凹凸を検出することも
可能ではあるが、投影像であるため輪隔が不明瞭であり
、また強力な点光源もしくは暗室が必要であり、さらに
は光路を形成している空間のゆらぎの影響を受けやすい
という問題があり、実験室用を除いては実用化されてい
ない。
方法として、第１図に示されたいわゆる魔鏡なるものが
知られている。すなわち、試料１０の表面に点光源１１
からの光を斜めに照射し、この試料１０の表面で反射さ
れた光を投光面１２に投影するもので、試料ｌＯの表面
が完全ならば投光面１２には何らの照度の変化は見られ
ないが、例えば凹部１４が存在するととの凹部が凹面鏡
のごとき作用をするので、同図俤）に見られるように投
光面１２に照度差が表われる。このような方法によれば
光路長を３〜６ｎ＊に取ると、長さ１〜３■に亘って存
在する０、１〜３／＃ＦＩ程度の凹凸を検出することも
可能ではあるが、投影像であるため輪隔が不明瞭であり
、また強力な点光源もしくは暗室が必要であり、さらに
は光路を形成している空間のゆらぎの影響を受けやすい
という問題があり、実験室用を除いては実用化されてい
ない。
また、他の方法としては、第２図に示されるようなシュ
リーレン装置を用いる方法もある。すなわち、点光源２
１からの光を凹面鏡２２で完全な平行光として試料２０
に投光し、この試料２０からの光を他の凹面鏡２３で収
束されてナイフニップ２４に当てられる。このナイフニ
ップ２４の位置は試料２０が存在しないときの焦点で、
この光を完全に遮断するように設定されている。このた
め、結像レンズ２５を介して受光面２６には何らの光も
投光されない。一方、試料２０が存在しその表面に不規
則性が存在すると光が偏向されるので、凹面鏡２３から
の光はナイフニップ２４の位置で焦点を結ばない。この
とき、第゛２図における下側にわずかに偏向された光は
、ナイフニップ２４の手前に集束されてこのナイフニッ
プ２４で完全に遮断されるが、上側にわずかに偏光され
た光は、ナイフニップ２４より後方で焦点を結ぶので、
ナイフニップ２４の上部を通過し、結像レンズ２５を介
して受光面２６に達する。このとき、結像レンズ２５を
適当に調整しておくことにより偏光した光のみによる試
料２０の実像を観察することができるが、平均的には上
方側に偏光した光しか観察できず、試料２０の不規則性
の一部を見逃すという問題がある。
リーレン装置を用いる方法もある。すなわち、点光源２
１からの光を凹面鏡２２で完全な平行光として試料２０
に投光し、この試料２０からの光を他の凹面鏡２３で収
束されてナイフニップ２４に当てられる。このナイフニ
ップ２４の位置は試料２０が存在しないときの焦点で、
この光を完全に遮断するように設定されている。このた
め、結像レンズ２５を介して受光面２６には何らの光も
投光されない。一方、試料２０が存在しその表面に不規
則性が存在すると光が偏向されるので、凹面鏡２３から
の光はナイフニップ２４の位置で焦点を結ばない。この
とき、第゛２図における下側にわずかに偏向された光は
、ナイフニップ２４の手前に集束されてこのナイフニッ
プ２４で完全に遮断されるが、上側にわずかに偏光され
た光は、ナイフニップ２４より後方で焦点を結ぶので、
ナイフニップ２４の上部を通過し、結像レンズ２５を介
して受光面２６に達する。このとき、結像レンズ２５を
適当に調整しておくことにより偏光した光のみによる試
料２０の実像を観察することができるが、平均的には上
方側に偏光した光しか観察できず、試料２０の不規則性
の一部を見逃すという問題がある。
本発明の目的は、このような問題を解決するために簡便
で検出感度の高い微小偏角検出装置を提供することであ
る。
で検出感度の高い微小偏角検出装置を提供することであ
る。
次に、本発明に係る微小偏角検出装置を、第３図に示さ
れた実施例に基づいて説明する。点光源３１からの光束
は、第１の集束光学系３２で平行光にされて試料３０に
照射される。この試料３０で反射された光は第２の集束
光学系３３で集束される。このとき、試料３０の完全鏡
面による反射光を第１次光とし、試料の不規則部分によ
って光路を少し曲げられ偏向した光を第２次光とし、前
記第１次光が焦点を結ぶ箇所に遮光板３４が配置されて
いる。
れた実施例に基づいて説明する。点光源３１からの光束
は、第１の集束光学系３２で平行光にされて試料３０に
照射される。この試料３０で反射された光は第２の集束
光学系３３で集束される。このとき、試料３０の完全鏡
面による反射光を第１次光とし、試料の不規則部分によ
って光路を少し曲げられ偏向した光を第２次光とし、前
記第１次光が焦点を結ぶ箇所に遮光板３４が配置されて
いる。
この遮光板３４は、第４図に示されるように、例えばガ
ラス板のような透明板４１０表面に、蒸着等の方法で金
属薄膜４２を円形状に形成したものである。この金属薄
膜４２の直径ｄは１０〜３００ａｍ程度で検出感度に応
じて変えられる。また、透明板４１の表面には反射防止
膜をコーティングして透過光量の減衰を小さくしておく
のが望ましい。
ラス板のような透明板４１０表面に、蒸着等の方法で金
属薄膜４２を円形状に形成したものである。この金属薄
膜４２の直径ｄは１０〜３００ａｍ程度で検出感度に応
じて変えられる。また、透明板４１の表面には反射防止
膜をコーティングして透過光量の減衰を小さくしておく
のが望ましい。
この遮光板３４の後方には、遮光板上に焦点を有する結
像レンズ３５が配置され、受光面３６に像を形成するよ
うに構成されている。
像レンズ３５が配置され、受光面３６に像を形成するよ
うに構成されている。
このような構成において、試料３０の完全鏡面部からの
光は遮光板３４によりて遮ぎられるため、受光面３６に
は結像しない。一方、試料３０の不規則部分からの光で
ある第２次光は偏光され、ているため、その偏光の度合
が遮光板３４の直径により設定される角度以上のものは
、遮光されず結像レンズ３５を介して受光面３６に結像
する。この場合、遮光板３４の形状が円形に構成されて
いるため、全周に対して同一条件となるので、全ての方
向の偏光がその偏光の度合による制限を受けるのみで結
像される。
光は遮光板３４によりて遮ぎられるため、受光面３６に
は結像しない。一方、試料３０の不規則部分からの光で
ある第２次光は偏光され、ているため、その偏光の度合
が遮光板３４の直径により設定される角度以上のものは
、遮光されず結像レンズ３５を介して受光面３６に結像
する。この場合、遮光板３４の形状が円形に構成されて
いるため、全周に対して同一条件となるので、全ての方
向の偏光がその偏光の度合による制限を受けるのみで結
像される。
そして、遮光板３４の大きさによる検出感度は、例えば
第２集束光学系３３の焦点距離を１ｍとすると、遮光板
３４の直径が１０μｍのものでは０．１μｍの凹みが検
出でき、遮光板３４の直径が３０μｍのものでは０．２
μｍの凹みが検出できるが、さらに遮光板の直径が１０
０ｔＩｊｎになると０．８μｍの凹さえ検出できなくな
るというように変化する。
第２集束光学系３３の焦点距離を１ｍとすると、遮光板
３４の直径が１０μｍのものでは０．１μｍの凹みが検
出でき、遮光板３４の直径が３０μｍのものでは０．２
μｍの凹みが検出できるが、さらに遮光板の直径が１０
０ｔＩｊｎになると０．８μｍの凹さえ検出できなくな
るというように変化する。
第５図は、本発明の他の実施例であって、図において第
３図と同じ機能を有する素子にはそれと同一の番号を付
し、その詳しい説明は省略する。
３図と同じ機能を有する素子にはそれと同一の番号を付
し、その詳しい説明は省略する。
この実施例においては、点光源３１からの光をハーフミ
ラ−５１で集束光学系５２に入射させ、平行光にして試
料３０に照射し、また試料３０からの反射光は前述の集
束光学系５２で収束された後、ハーフミラ−５１を通っ
て遮光板３４に焦点を結ぶように構成されている。この
ため、集束光学系を１つにすることができ構造が簡単化
される。この実施例において、集束光学系４２を焦点距
離が１ｍで直径１００ｍの凸レンズを鏡面状のシリコン
ウェハーの前面５０−の箇所に設置すると共に、点光源
３１を凸レンズの焦点よりも少し凸レンズ寄り側に設置
した。すなわち、試料３０には平行度の不完全な光が照
射されている。また遮光板３４の直径を３０１Ｍｎとし
て、二次光のみをモニターカメラを介してブラウン管上
に表示した。このときの儂を第６図（ａ）に、また比較
用として前述の従来法で同一の試料を観察したものを第
６図（ｂ）に示す。図からも明らかなように、第６図（
、）では、雲状にみえる試料裏面の歪むら６０や、０．
２μｍの縞状の凹凸６１、ウェー・−上の附着している
ゴミ６２さらにはウェハー周辺の肩部６３、表面の試料
番号６４も明白に識別できる。これに対して第６図（ｂ
）に示された従来法による像では、試料裏面の歪むら６
０が認識できる程度で、縞状の凹凸。
ラ−５１で集束光学系５２に入射させ、平行光にして試
料３０に照射し、また試料３０からの反射光は前述の集
束光学系５２で収束された後、ハーフミラ−５１を通っ
て遮光板３４に焦点を結ぶように構成されている。この
ため、集束光学系を１つにすることができ構造が簡単化
される。この実施例において、集束光学系４２を焦点距
離が１ｍで直径１００ｍの凸レンズを鏡面状のシリコン
ウェハーの前面５０−の箇所に設置すると共に、点光源
３１を凸レンズの焦点よりも少し凸レンズ寄り側に設置
した。すなわち、試料３０には平行度の不完全な光が照
射されている。また遮光板３４の直径を３０１Ｍｎとし
て、二次光のみをモニターカメラを介してブラウン管上
に表示した。このときの儂を第６図（ａ）に、また比較
用として前述の従来法で同一の試料を観察したものを第
６図（ｂ）に示す。図からも明らかなように、第６図（
、）では、雲状にみえる試料裏面の歪むら６０や、０．
２μｍの縞状の凹凸６１、ウェー・−上の附着している
ゴミ６２さらにはウェハー周辺の肩部６３、表面の試料
番号６４も明白に識別できる。これに対して第６図（ｂ
）に示された従来法による像では、試料裏面の歪むら６
０が認識できる程度で、縞状の凹凸。
コ９ミ、屑部、試料番号等は偏光角が大きいために観察
されない。
されない。
以上説明したように、本発明に係る光路の微小偏角検出
装置では、試料面の凹凸等の不規則性に基づく偏光だけ
を全方向に亘って検出し得ると共に、遮光板の直径を変
更することにより検出感度を調節し得るという効果もめ
る。
装置では、試料面の凹凸等の不規則性に基づく偏光だけ
を全方向に亘って検出し得ると共に、遮光板の直径を変
更することにより検出感度を調節し得るという効果もめ
る。
第１図は、魔鏡による試料面の不規則性検出方法（、）
およびその検出特性（ｂ）を示す図、第２図は、従来の
シェリーシン法によるものを示す図、第３図は、本発明
に係る微小偏角検出装置の第１実施例を示す図、第４図
は、遮光板の構成を示す断面図、第５図は、本発明の第
２実施例を示す図、第６図は、本発明の装置による試料
の不規則性の観察像（，３と、従来法による同一試料の
観察像（ｂ）とを示す図である。 ３０・・・試料、３ゝ１・・・点光源、３２．３３・・
・集束光学系、３４・・・遮光板、３５・・・結像レン
ズ、３６・・・受光面、４１・・・透明板、４２・・・
金属薄膜、５１・・・ハーフミラ−１５２・・・集束光
学系。 第１図 （６） （Ａｌ 第２図 第３図 第４図
およびその検出特性（ｂ）を示す図、第２図は、従来の
シェリーシン法によるものを示す図、第３図は、本発明
に係る微小偏角検出装置の第１実施例を示す図、第４図
は、遮光板の構成を示す断面図、第５図は、本発明の第
２実施例を示す図、第６図は、本発明の装置による試料
の不規則性の観察像（，３と、従来法による同一試料の
観察像（ｂ）とを示す図である。 ３０・・・試料、３ゝ１・・・点光源、３２．３３・・
・集束光学系、３４・・・遮光板、３５・・・結像レン
ズ、３６・・・受光面、４１・・・透明板、４２・・・
金属薄膜、５１・・・ハーフミラ−１５２・・・集束光
学系。 第１図 （６） （Ａｌ 第２図 第３図 第４図
Claims (3)
- （１） 点光源からの光を第１の集束光学系で平行光
として試料面に照射し、試料面からの反射光を第２の集
束光学系で収束し、試料の鏡面部からの一次光が焦点′
を結ぶ箇所に円形の遮光板を設けて試料の不規則性部分
からの二次光のみを通過せしめ、この二次光を結像レン
ズにより受光面に結像せしめることを特徴とする光路の
微小偏角検出装置。 - （２） 点光源からの光をハーフミラ−で集束光学系
に入射して平行光として試料面に照射し、試料面からの
反射光を前記集束光学系に入射して収束せしめると共に
、前記ハーフミラ−を通過させて一次光を円形の遮光板
に焦点を結ばせ、二次−光のみを結像レンズによシ受光
面に結像せしめることを特徴とする特許請求の範囲第（
１）項記載の光路の微小偏角検出装置。 - （３） 該遮光板の直径が検出感度に応じて変更せし
められることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項ま
たは第（２）項記載された光路の微小偏角検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20807881A JPS58109805A (ja) | 1981-12-24 | 1981-12-24 | 光路の微小偏角検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20807881A JPS58109805A (ja) | 1981-12-24 | 1981-12-24 | 光路の微小偏角検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58109805A true JPS58109805A (ja) | 1983-06-30 |
Family
ID=16550272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20807881A Pending JPS58109805A (ja) | 1981-12-24 | 1981-12-24 | 光路の微小偏角検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58109805A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6170405A (ja) * | 1984-09-13 | 1986-04-11 | Toshiba Glass Co Ltd | 球面形状の測定装置 |
| JPS6180009A (ja) * | 1984-09-28 | 1986-04-23 | Hitachi Ltd | 磁気デイスクの表面欠陥検査方法および装置 |
| JPS61271406A (ja) * | 1985-05-27 | 1986-12-01 | Agency Of Ind Science & Technol | 表面検査方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51117538A (en) * | 1975-04-07 | 1976-10-15 | Canon Inc | Object image recognizing method and device |
-
1981
- 1981-12-24 JP JP20807881A patent/JPS58109805A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51117538A (en) * | 1975-04-07 | 1976-10-15 | Canon Inc | Object image recognizing method and device |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6170405A (ja) * | 1984-09-13 | 1986-04-11 | Toshiba Glass Co Ltd | 球面形状の測定装置 |
| JPS6180009A (ja) * | 1984-09-28 | 1986-04-23 | Hitachi Ltd | 磁気デイスクの表面欠陥検査方法および装置 |
| JPH0414282B2 (ja) * | 1984-09-28 | 1992-03-12 | Hitachi Ltd | |
| JPS61271406A (ja) * | 1985-05-27 | 1986-12-01 | Agency Of Ind Science & Technol | 表面検査方法 |
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