JPS5876809A - 光走査装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はレーザビーム等の光ビームを球面鏡に掃引・
投射しその反射光によるスポットにより対象面上を走査
する光走査装置に関するものである０ 最近、レーザ技術の進歩により、計測などの分野ニおい
て、レーザスポットによる被検物体の走査方式が用いら
れている。レーザビームは直径の小さいスポットに絞り
込むことができるとともに。

小さいパワーで光強度の大きいスポットを作ることがで
きることに利点があるからである。

第１図（ａ）、　（ｂ）および（Ｃ）は、半導体製品の
基板であるシリコンウェー八などの面板に存在する疵。

ゴイなどの欠陥を検出する面板欠陥検査装置に。

従来から使用されて詐る単純な走査レンズを用いたレー
ザスポットの走査方式を示すものである０レーザビーム
ｌは振動ミラーなどのスキャナ２によって走査角±θの
範囲に角度掃引され、走査レンズ３により集束されて、
被検物４ｓｃレーザスポットの走査線５を描く。走査方
向のＸ軸に対して。

被検物４をｙ軸方向に移動することにより、全面走査が
行なわれる。

さて２通常の光学レンズには球面収差などの収差が多少
に拘らず存在するものであり、これを走査レンズ３とし
て使用するときは、走査角θすなこのようなスポット径
の偏差の原因である像面彎曲収差を示すもので、走査角
θが大きくなるに伴って、レーザビームの焦点Ｑが被検
物４より離れて光源側に納置され、焦点Ｑの軌跡６は彎
曲する。

この結果、被検物４上のスボッ）Ｐの直径ｄ　は走査角
θ＝Ｏにおける値より大きくなり、すなわち、直径ｄに
偏差を生ずる。

以上は走査方向（Ｘ軸）Ｋおけるスポット径の偏差であ
るが、同様に走査方向と直角（ｙ軸）方向においても偏
差が生ずるものであり、被検＄４上にいわゆる錯乱円を
生ずる。ただし、一般的には（ｘ）、　（ｙ）軸の両方
向における偏差の程度が異なるので、錯乱円は非円形と
なることが通常である。

このようなスポット径の偏差は当然、光！Ｉｆの偏差を
もたらすことは明らかであり、欠陥により生ずる散些光
の強度を測定してこの欠陥の大きさを識別する方式にお
いては１面板４上のスポットの位置によって同一の大き
さの欠陥が異なった大きさとして検出される不合理が生
ずるわけである。

さて、シリコンウェーハなどの面板４の大きさは、当初
の数１０ｍｍψの段階から現在１００ｍｍφが主流であ
り、近−将来１２５ｍｍφとなは例えばスポット径１に
１５μｍ程度として、直径偏差が小さくて許容できる走
査範囲は高々２０ｍｍ程度に過ぎない。そこと、従来は
面板４上を複数の領域に分離して、各領域毎に順次に走
査を行ない、全域の走査、すなわち全面の検査を完了す
る分割方式が実用化されているが、このため検査時間が
かなり長くなることが欠点であり、流れ工程における一
つのネ、りとされている。

そこで、広−走査幅に亘ってスポット径の偏差が少ない
光学レンズが望まれている。ここで。

＠ｆθレンズと称される走査レンズがあるが、これはｆ
θ特性、すなわち走査角θに対するスボ。

ト位置の直線性を改善することに主眼がおかれたもので
あり、スポット径の偏差、錯乱円の形状については必ず
しも最適条件を具備するものではない。また、構成が複
雑であり、ｆθレンズに限らず光学レンズを複合したレ
ンズ系は高価であるので大口径を必要とする面板欠陥検
査装置には適当しないと考えられる。

以上に対して、凹面鏡を用いる走査方式が考えられる０
凹面鏡は同一直径の光学レンズに比べて瘉かに廉価であ
り、また、入射角など光学系の構成方式を適切に選定す
ることにより、スポット径ならびにその偏差が満足でき
る走査方式の実現が期待できる０この点に関しては既に
、凹面鏡の種類として放物面鏡（以下放物鏡という）を
用いて。

ヤ スキ章すを該放物鏡の焦点距離ｆを基準として特定の位
置に配設することにより錯乱円などの収差を極めて小さ
くすることを特徴とする提案（％公昭５５−３６１２７
号「光走査装置」）゛がなされている。

第２図（ａ）、　（ｂ）は上記提案にかがる光走査装置
の構成要因で、被検物４に対向して焦点距離ｆの放物鏡
７を設け〃、被検ｑ！！＋４と放物鏡７との間隔をｆと
し、放物鏡７と被検物４との中間の特定の位置にスキャ
ナ２を設けてなるものである＠レーザビームｌはスキャ
ナ２で角度掃引され、放＠ｌ鏡７で反射・集束されて、
被検物４６表面で錯乱円が極めて小さいスポットｐの走
査が行なわれるものである。

この場合、放１２１ｍ７よりの反射ビームの光路を。

スキャナ２が妨害しないため第２図（ｂ）に示すように
、ｙ軸断面において、スキャナ２から放物鏡７へ？光軸
を角°度Ω。傾斜することが行なわれる。

すなわち、スキャナ２を放物鏡７の中心軸（２＠）上に
おき、光軸を角度Ω。傾斜するもので、放物鏡７の有効
使用範囲は図示のように、放物鏡７の中心Ｏが除外され
た部分となる。これを軸外し方式という。

さて、光走査方式における光学収差または偏差（以下一
括して単に収差という）には檀々のものがらり前述した
像面彎曲収差（錯乱円）のほか。

ｆθレンズの対象である歪曲収差あるいはスボ。

ト軌跡の直線性などがあるｏしかし、実用上においては
、使用される応用機器または計測機器の目的、方法など
に応じて、これらの収差のうちのいづれか、またはすべ
てが要求される。例えば、ファクシミリ技術においては
画像品質の点から上記の３つのすべてが要求されており
、また、この発明の一つの対象である面板欠陥検査装置
においては、像面彎曲収差について厳格な要Ｘがあるが
。

歪曲改善とスボ、ト軌跡の直線性とについてはそれらが
甚だしくない限り、システムの構成によりカバーするこ
とができるものであり、必ずしも厳格に要求されるもの
ではない０ このような凹面鏡を用いる光走査系に生ずる収差問題に
ついて、凹面鏡として放物鏡に限定せず。

また、軸外し方式における凹面鏡への光軸の傾斜角Ωを
考・慮して各種の収差特性を検討し、要求される条件に
適合する走査光学系を選択゛して適用することが性能の
良好なレーザスボ、トの走査を行なうために必要なこと
を考えられる。

この発明においては、ｆｆ１ｉ板欠陥検査装置に適用す
るため、第２図（ａ）、　（ｂ）に示した走査光学系に
おいて、凹面鏡として球面鏡を用い、かつこの球面鏡に
対してスキャナを特定の位置に配設することにより像面
彎曲収差（錯乱円）が極めて小さくて特性が良好な光走
査装置を提供すると・とを目的とするものである。

上記目的”を達成するために、凹面鏡として球面鏡およ
び放物鏡を対象として、３次元の幾何光学手法により錯
乱円の考察を行なった。以下これについて詳述する。な
お、以下においてはレーザ光に限定せず通常の光ビーム
として取扱うものである０ 既述したように、一般に錯乱円の直径は方向によって異
なるものτ、直交する２方向１例えばｘ、ｙ軸方向を検
討Ｔることが必要であるが、ここではＸ方向と極座標に
おけるｙ方向とについてみるｏＹ方向は走査角θが小さ
いときｙ方向に一致する。

第３図（ａ）、　（ｂｌ、　（Ｃ）はｙ方向における錯
乱円径を考察するための座標図を示す０スキヤナ２はＺ
軸上の点ａの位置に設けられるが１点ａのＺ座標は。

凹面鏡７の焦点距離をｆとするときＺ＝ｋｆである。こ
こでｋは比例係数で（０〈ｋ≦１）ある０直径りの光ビ
ームｌ　は２軸と角度Ωをなして下方に向い、同図（ｂ
）に示すように走査角θの範囲に掃引される。ここで、
光ビーム１′の中心１ｕｌｌ”は黒星を通り、θ＝Ｏに
おける中心軸ｌ　とｙ軸の交点なり、また任意の走査角
θと中心軸ｌ　との交点をＣとする。ｆなわち、中心軸
ｌ　の角度掃引により振動子面ａｂＣが作られる０これ
に対して、凹面鏡７はその中心０が、ｘｙｚ座標の原点
０に一致しておかれており、この振動子面ａｂＣと凹面
鏡７との交線は曲線りである。走査角θに対する曲線り
上の点をｐとすると点ｐは、走査角θにおける中心軸１
　の反射点である。

ここで、ｘｙｚ座標における諸角を同図（ｂ）に示すよ
うに定める０すなわち。

／ｂａＣ＝θ（走査角）、ｊｏａｂ＝Ω。（軸外し角）
、１Ｏａｃ−Ω、ＺｂＯｃ＝θ′とする０走査角θと軸
外し角Ω。が与えられれば角Ωおよびθ′は簡単に計算
できるものである。

さて１点ｐにおける反射光の方向角度は、傾斜角Ωと点
ｐにおける反射面の切線がｘｙ軸となす角（以下単に切
線角という）篩によってきるものであり、同図（ｃ）Ｖ
Ｃおいて１反射光１　は、垂直方向に関して角ａ；Ω−
２ψ、たけ傾斜して上方に向い、凹面鏡７から焦点距離
ｆの位置にある走査面４・上の点Ｑに投射される。

ここで、錯乱円径な求める前の準備として中心軸ｌ　に
対する点Ｑの座標の求め方を説明する。

まず、凹面鏡７が放物鏡により構成されている場合につ
いてみると１反射点ｐの座標ｒ、は点ｐの高さＺに関す
る次の２つの式により求められるＯ すなわち、原点０と点ｐを結ぶ曲線ｈ′を放物線として
次式が成立する。

北　＝ｒ”／４ｆ　　　　　　−・・−・・・−（１）
ｐ　　　　　ｐ また同図（Ｃ）において次式が成立つ。

Ｚ＝ｋｆ−ｒｃｏｔΩ　　　　−−−−−−−（２）ｐ 式（１）、　（２）を上置して、かつｒｐ＃／ｃついて
２次方程式を解くと。

かえられる。式（３）は既述した提案に用いられた同一
趣旨の式を軸外し方式に適用したものである。

次に１点Ｑの座標を考える。この場合も極座標系につい
て考えると、放物鏡の円対称性により。

点Ｑの角度座標θ′は点ｐのそれと等しい。またｒ座標
値ｒ、は同図（Ｃ）により。

ｒＱ＝ｒ、＋（ｆ−ｚ、）ｔａｎδ。

δ＝Ω−２ψ、　・・・　（４） で求められる。ここで、切線角ψ、は曲線ｈ′の式（１
）をｒ÷微分して求められるものであ抄：さらに式（３
）を適用して次式かえられる。

ｔａｎψ＝””　）　　＝ｒ　／２ｆ ’ｄｒ’ｌ’９ 次に、凹面鏡７が球面鏡により構成されている場合につ
いて考える。この場合は９反射点ｐの座標値ｒＺはとも
に、放物鏡に対する値とは厳ｐＨｐ 密には一致しなｉｏ そこで、放物線の式（１）に代って１球面鏡に対する式
を用いて”　ｐ’、　ｚｐを求めることが必要である０
この場合１球面鏡においても円対称性により。

第４図に示すようにｒ、Ｚの２次元の取扱いができる。

球の半径なＲとし９球の中心θ′を原点とする球面の方
程式より、原点を球面鏡の中心０に座標変換を行なう。

次に焦点距離をｆとして。

Ｒ＝２ｆの関係にあることｖｃ注意し、さらに角Ωが小
さい範囲に対して高次項を省略することにより１反射点
ｐ１の座標ｒ、、Ｚｐの間に次式が成立つ０ 式（６）と式（２）によりｒｐおよび２．が計算される
◇さらに式（４）により球面鏡に対するτ９が求められ
る。

ただし、この場合１式（４）に用いる切線角ψ、は。

尚熱球面鏡に対する反射点Ｐ、の折線角をとることが必
要で、これは式（６）をｒについて微分して下記の式が
見られる。なお、放物鏡と球面鏡を区別するため、以下
球面％に対する記号に′を付して示すこととする。

−・−・−・　（７） さて１以上の準備ができたので、再び第３図に戻り、ｒ
方向の錯乱円の計算式′％：ｔｓ導する。第３図（ｂ）
において直径りの光ビームのｒ方向における外縁線を（
イ）、（ロ）とすると、これらは恰も２＠上の点ａ＋＞
よびａ（以下簡単のため１１４等゛と略記する）から発
生したものと与ることができる。ここで、外縁線（イ）
、（噂の反射点は点Ｐよのｒ座標は。

放物鏡については式（３）のｋの代妙に１恵与に対する
相当値Ｃｋ±Ｄ　／　２’　ｆ　ｓｉｎΩ）を用いてｒ
ｐよが見られる。このｒ、ヵより式（１）、　（４）、
　（５）などにより点Ｑ、に対する’Ｑｆ：かえられる
。そこで、ｒ方向における錯乱円径Δｒは Δ’　”　’Ｑ＋　−’Ｑ−””””　　（８）により
計算できる。

凹面鏡が球面鏡の場合には１曲面の式として式（１）の
代りに式（６）を用いるほか１式（２）におけるｋｆの
代りに１点ａカに対する相当値（ｋｆ±Ｄ／２山Ω）を
用いた式とによりｒ−カの値を求める。

ｒ−４に求める場合、角Ωが小さ一範囲では放物鏡と球
面鏡とに対するｒｐヤの値の差が極めて小さいので、近
似的に放物鏡の式（３）によるｒｐよの値を球面鏡に適
用することができる。このような　７．オにより１式（
７）により切線角ψ′を求め１式（４）により、　’Ｑ
ｆ’かえられる。これにより０球面鏡の場合のｒ方向の
錯乱円径Δｒ′は Δｒ＝ｒＱ十−ｒｑ−−・町・・　（９）で計算できる
。

第５図（ａ）、　（ｂ）は走査方向（Ｘ方向）の錯乱円
径を考察するための座標図で、光ビームの中心軸１′の
撮動平面ａｂｃが凹面鏡７と交る曲線をｈとし。

光ビームのＸ方向の外縁線（ハ）、に）と曲線りとの交
点町の座標を考える。中心軸１′に対する反射点ｐの座
標ｒ、は放物鏡１球面鏡ともにすでに求められている。

点ＲオのＸ座ＩＩは点ｐのＸ座標に（Ｄ÷２　ｃｏｓθ
）を加えるか、または減じたものである。すなわち１次
式で表わされる。

・・・・・・・・・（ｌＯ） さて、反射点Ｒカにおいて反射された外縁ＩＩＩ（／う
。

に）がｚ−７ｒ５ある走査面４と褪る点をＴよとする。

以下においてＸ方向の錯乱円径な求めるために。

点ＴｔｈのＸ座標値のみを考えることとする。まず。

反射点ＥＬ、：においては、Ｘ方向における切線角が必
要である０これは放物鏡については式（１）を、また球
面鏡については１式（６）をそれぞれＸについて偏微分
して見られる。すなわち。

ｔａｎ　ｔｐＲ±−Ｘｌｌ／　２　ｆ　、　（放物鏡）
　−（１１）−−−−−−（１２） 点Ｔ＋のＸ座標は１点几オと１点ＲカにおけるＸ軸方向
に対する反射角ａによってできるもので。

点Ｒカのｙ座標に無関係である。点）１カにおける反射
角δオは、＃！５図（ｂ）に示すように、振動子ｒ１ｊ
ＪａｂｅのｘＺ平面への投影平面ｄｂｃについて考えて
。

δ＝θ″−２＄Ｒカ、ａ；＝θ″−２＄Ｒカ′士 −・−・・・・（１３） とする。ここで、角θ　は角θのｘＺ平面への投影角で
あり９曲線りの同じ（ｘＺ平面への投影曲線である。

以上により１点Ｔオの座標Ｘ？よ、　ｘ’、ｒカおよび
Ｘ方向の錯乱円径ΔＸはそれぞれ次式により計算できる
。

・−・・・−・（１４） （１５） 以上見られた錯乱円径Δｒ、Δｒ′、ΔＸおよびΔＸ′
に対する時計算式は適当なる数値を与えた計算例を＠６
図ないし第８図（ａ）、　（ｂ）の曲線で示す０ただし
、基本数値として、ｆ’＝３５０ｍｍ、Ｄ＝７ｍｍをと
った０この点について証明は省略するが、錯乱内径はｆ
にほぼ無関係であり、またＤにほぼ比例するので、この
ような任意の数値例でも一般性を有するものである０な
お、第６〜８図（ａ）、　（ｂ）の計算例で、錯乱円径
の正、負については焦点が走査面の前方に結１家される
ときを負、後方が正である。

第６図は走査角０を一定値１２０とした場合。

比例係数ｋをパラメータとし、軸外し角Ω。の変化に対
するｒ方向の錯乱円径ｊｒ、Δｒ′の特性を示すもので
、全体としてみるとき、にの値を異にしながらも放物＠
に対する曲線群と球面鏡に対する曲線群とに相似性、が
認められる。特に放物鏡ではに中０．６７でΩ。の値に
拘らず、ｌｒが零となり、同様に球面鏡ではに岬０．８
５でΔｒ′がやはり零となることが著しい特徴である。

すなわち放物鏡９球面鏡に対してそれぞれ適当なｋの値
を選定して光学系を構成すれば１両者いづれも錯乱円径
（ここではｒ方向）を零とすることが可能であることが
知られる。さらにこの場合、軸外し角Ω。

の値に無関係に錯乱円径が零値をとることが広用±極め
て好都合である。

しかしながら、ｌｒまたはｌｒ’を零とするに値は、微
細にみるときは、走査角θに対しては無関係でなく、θ
の大きさによって若干の差がある〇これを第７図（ａ）
、　（ｂ）に示す。図示のように１球面鏡、放物鏡とも
にθが００より大きくなるに従って、零値を与えるｋは
小さい方に移動する性質がみられる。

一方、Ｘ方回の錯乱円径ΔＸ、ΔＸ′についても。

上記同様にそれぞれ適当なｋの値において零値となるこ
とが第８図（ａ）、　（ｂ）に示されている。ただしこ
の場合においてはＪ放＠鏡１球面鋭ともに、　ａが大声
いほど零値を与えるｋは、大きい方に移動することがみ
られ、これはｒ方向の錯乱円径の場合と逆方向である。

さらに、ｒ方向とＸ方向においては、同一の走査角θに
対して、錯乱円径な零とするｋの値がかなり相違するこ
とがあり、すなわち、放物鏡１球面鏡ともに一個のｋの
値で両方向の錯乱円径を同時に零とすることができない
ことが判る。例えば。

球面鏡においては、θ＝、１２°において、に＝０．８
３でｊ　ｒ　’＝キＯ１またに＝０．７８でΔｘＪ？Ｏ
である。辰吻鏡についても事情は同様である。

さて、第２図（ａ）、　（ｂ）で示した光ビーム走査系
を構成する場合、にの値は一個の値に特定されるべきで
あり、しかしながら上述のとおり、一つのに値ではΔ、
／、ΔＸ′をともに零とすることができない０ ここでこの発明の本来の目的に立ち戻って光スポットの
強度の一様性を満足する条件について考える◎Ｔなわち
、当初述べたように、スポットの面積に偏差があるとき
は、光強度が面積に反比例して変化するので、結局、錯
乱円の面積の偏差を問題とし、これが一様となることを
検討することが必要である。

さて、錯乱円はこの場合、非円形であるが近似的にこれ
を楕円形と仮定し、長径を２ｍ、短径を２ｂとすると１
面積はｇ（（ａ＋ｂ）＋２）”で表わされる。ここで（
）内は楕円の平均半径である。そこで、錯乱円径＋ｉｒ
＋と１Δｘ１の平均値をとれば、ｍｉ乱円な円形とした
ときの等価直径が見られ、光スポットの強度の偏差を示
す指標とすることができる〇 第９図は第７図（ａ）および第８図（ａ）のデータより
求めたもので、比例係数ｋを変数とする錯乱円の等価直
径Δの曲線群である。パラメータとして走査角を０−１
６°の範囲にとっである。

いま、走査角θを１２°（全走査角は＋０で２４°）以
下とするときは、ｋとして（０，７８くｒ＜ｏ、ｓ＋）
の範囲内の任意の値をとれば１等価直径Δの偏差は１０
％以内とすることができる。

θ＝０，８°、１２°に対する３曲線はに１〜０．７８
６およびに２〜０．８３０で一致しているから、これら
のに１．に、の値をとるように光学系の微細調整が可能
であれば、θ＝Ｏ＃１２ｏの範囲内で等価直径の偏差は
極めて小さくすることができ、したがりてスポットの光
強度な極めて均等に保つことができるものである０ また走査角θを１６°（全走査角３２ｏ）まで使用する
ときは、θ＝１６°で等価直径が急激に変化するので１
例えば図示のに、Ｉｑｏ、７９３またはに４〜０．８’
２５の点にｋの値を微細調整Ｔることが必要モある。な
お１図示しないが、走査角θが２０°または２４°の場
合においても、各走査角θに対する各曲線がほぼ一致す
る点かに＝０．７９の近傍にあることが知られている。

実用上走査角０として１２°までを使用する場合を対象
とすると、上述のｋの範囲外すなわち。

ｋ＜０．７８．ｋ＞０．８４では等価直径の偏差が大き
くなり、スポットの光強度の偏差は急激に増加する。例
えばに＝０．７６、または０．８５では強度偏差は大き
く、その比はほぼ２倍に達する。このような大きい変動
偏差は面板欠陥検査装置には不適当であり採用できない
ものである。

以上で説明したところにより、この発明においては、第
２図（ａ）、　（ｂ）に示した光スポットの走査光学系
において、凹面ｇ１７として球面鏡を用い、かつ比例係
数にの値として（０，７８くｋく０．８４）の範囲内の
一つの特定な数値をとることにより。

広い走査範囲において、錯乱円の等価直径の偏差を極め
て小さくできるもので、これにより強度偏差の少ない走
査スポットがえられることがこの発明の要点である。こ
の結果を９ｔｌえは面板欠陥検査装置のレーザスポット
の走査方式に適用することにより、スポット径の偏差に
もとづく感度むらの発生が防止できるものである。

なお参考として、上述したこの発明によるレーザスポッ
トの走査方式における、他の光学収差すなわち歪曲収差
およびスポット軌跡の直線性（円弧軌跡）の点について
簡単に触れておく。

まず歪曲収差は走査角θ＝０〜１６°の範囲内で０．５
　％以下であり面板欠陥検査装置では問題とならない。

この場合、歪曲収差は焦点距離ｆ、ビーム径りおよび軸
外し角Ω。には無関係で、比例係数ｋに依存するもので
ある。

スポット軌跡の直線性は、軸外し角Ω。に最も大きく依
存し５．比例係数にも関係する。例えばΩ。＝１００．
に＝０．８５でｆ＝３５０ｍｍの場合、走査幅３００ｍ
ｍで直線よりの偏りは２ｍｍ程度に過ぎず大きい問題で
はない。

第１Ｏ図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）はこの発明による
光走査装置を１面板欠陥検査装置に適用した実施例を示
すもので、レーザビームｌはスキャナ２により走査角θ
の範囲に掃引され、ミラー８で反射されて上方に向い、
球面鏡７′により１反射されて下方に向い、走査面４に
スポットＰを生ずる。球面鏡７′は１円板形状から、走
査に必要な面積範囲のみを切取った短冊形状とし、長手
方向が走査方向である。また同図ｂ）に示す軸外し角Ω
。を与えることにより、ミラー８が光路を防害すること
はなく。

さらに球面＠７’より下方に向うレーザビームが垂直と
なるように球面−７′を傾斜角１だけ水平面に対して傾
斜しである。

ここで１重要な点としてはスキャナ２と球面鏡７′との
間の光路長は１球面＠７’の焦点距離なｆとして、ｋｆ
　（０，７８＜ｋ＜０．８４　）の範囲と１さらに走査
角０の最大値に応じて最良のに値とするようにスキャナ
ｚｔ’矢印にで示す方向に微細調整できる機構を有する
ものである。

次に１球面＠７’と走査面４との間隔は球面鏡７′の焦
点距離ｆとすることが基本であるが１球面鏡７′に許さ
れるｆの公差の補正のため、走査面４と球面鏡７′との
距離間隔の微調機構を設けである。ただし、この微調機
構は図示しない。

次に、この実施例においては１球１ｆｉ銚７′と走査面
４との間の光路中く透明ガラス板９を装置して、走査レ
ーザビームの一部（４チ程度）を貴方に設けたボジシ冒
ンセンサ１０）に４きスポットの位置を検出するもので
ある０ポジ７冒ンセスサｌＯの検出備考により検出され
た欠陥の位置を特定することができ、欠陥検出データ処
理に有効に利用されるものであ、る〇 上述したようにこの発明においては１球面鏡とこの球面
鏡に対して特定の光路長の位置にスキャナを設けて走査
面上に強度変化の少ない光スボ。

トが得られる光走査装置を提供Ｔるものであり。

この目的のため２０行なわれた球面鏡に対する理論検討
の結果が利用さｎたｏｆなわち、スキャナの位置を特定
する比例係数ｋを導入して、錯乱円径を算出する計算式
を誘導し、ｋを度数としてＶｔ算した結果１球面−では
０．７８く０．８４をとれｉｊ錯乱円の等１１１１１［
Ｅ径の偏差が少ないこと、また最大の走査角に応じて、
上記範囲内の特定のｋの値をとれば特価直径の偏差を極
めて小さく押えることができるものである。

そこで、上部結果を利用した面板欠陥検査装置の実施例
においては凹面鏡として球面ｍを採用するものとし、か
つ上記最適のに値とするための微細調整機構が設けられ
ており、これらにより強度偏差が十分に小さい走査スポ
ットが広い範囲に見られるものである。

通常の複合レンズ構成による走査レンズは、大口径のも
のは極めて高価であるばかりでなく、錯乱円径について
は必ずしも偏差の少ない良好な特性が期待できるもので
はない。これに対して、この発明による球面鏡を用いた
走査方式は、比例常数ｋを適切に選定し、かつこれを忠
実Ｉ／ｃ５ｊ！現できる機構により、大きい直径１例え
ば１２５ｍｍψの面板に対して１強度変化が十分小さい
走査スポットを容易に、かつ経済的に有利に実現できる
ものでその効果は大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）、　（Ｃ）は従来の単レンズによ
るレーザスポット走査方式の構成略図と像面彎曲の説明
図、第２図（ａ）、　（ｂ）は凹面鏡を用いる光走査方
式の構成略図、＃！３図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）は
ｒ方向の錯乱円径の解析のための座標図、Ｗ、４図は球
面の方程式の誘導図、第５図（ａ）、　（ｂ）はＸ方向
の錯乱円径の解析のための座標図、第６図は球・面鏡と
放物鏡とにおける錯乱円角Δｒ（Δｒ′）対軸外し角Ω
。の特性曲線、第７図（ａ）、（ｂ）は錯乱円径Δｒ（
Δｒ′）対比例係数にの微細変化曲線、＠８図価＞、　
（ｂ）は錯乱円径Δｘ　（ｌｘ’　）対比例係数にの微
細変化曲縁、第９図は球面鏡におけるｒ方向の錯乱円径
の平均値（等価直径）のｋを変数とする曲線、第１Ｏ図
（ａ）。 （ｂ）、　（Ｃ）はこの発明による光走査装置の実施例
における光学構成略図で、同図（ａ）は正面図、同図（
ｂ）は１１４ｉ１面図、同図（Ｃ）は平面図であるＯｌ
：レーザビーム、２：スキャナ、３：走査レンズ、４：
被検物（走査面）、５：走査線、６：焦点の軌跡、７：
凹面鏡（放物鏡）、　７’：球面鏡。 ８：平面ミラー、９ニガラス板、ｌＯ：ボジシ嘗ンセン
サ、′θ：走査角、Ω。：軸外し角。 第１図 （（Ｌ）　　　　　　　　　（ｂ）　　　　　　　　　
ＣＣ）第Ｇ図 ’４　ｔｏ図 （Ｃ） 第１頁の続き ０発　明　者　高見勝己 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 ０発　明　者　須田匡 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 ■出　願　人　日立電子エンジニアリング株式％式％

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光スキャナで掃引された光ビームを凹面鏡に投射し
   、該凹面鏡により反射・集束された該光ビームのスポッ
   トで本って、上記凹面鏡に対向しており、かつ該凹面鏡
   から、該凹面鏡の焦点距離ｆｒｃ等しい距離の位置に設
   けられた被検物の表てなることを特徴とする光走査装置
   。 ２、上記光スキャナと上記球面鏡との光路中に３、上記
   光スキャナが上記光路長の徽細調整機構を具備している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光走査装
   置０