JPS6240656B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6240656B2 JPS6240656B2 JP54162758A JP16275879A JPS6240656B2 JP S6240656 B2 JPS6240656 B2 JP S6240656B2 JP 54162758 A JP54162758 A JP 54162758A JP 16275879 A JP16275879 A JP 16275879A JP S6240656 B2 JPS6240656 B2 JP S6240656B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- inspected
- mirror
- reflected
- laser beam
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/94—Investigating contamination, e.g. dust
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体ウエハやマスク上に在する異
物を高信頼度をもつて検出する異物自動検出装置
に関するものである。
物を高信頼度をもつて検出する異物自動検出装置
に関するものである。
従来より半導体や磁気バルブ等のウエハやホト
マスクに生じる欠陥の大部分は製造過程において
混入された異物に起因しているところから、これ
まで異物を自動的に検出する装置が数多く提案さ
れているのが実状である。しかしながら、パター
ンが付されていない平坦なウエハ(ブランクウエ
ハ)やマスクとそうではないウエハやマスクとで
は事情が明らかに異なつているから、これまでに
提案されているものは殆ど特殊な事情を考慮した
ものであつて、汎用的ではないという欠点をもつ
ている。
マスクに生じる欠陥の大部分は製造過程において
混入された異物に起因しているところから、これ
まで異物を自動的に検出する装置が数多く提案さ
れているのが実状である。しかしながら、パター
ンが付されていない平坦なウエハ(ブランクウエ
ハ)やマスクとそうではないウエハやマスクとで
は事情が明らかに異なつているから、これまでに
提案されているものは殆ど特殊な事情を考慮した
ものであつて、汎用的ではないという欠点をもつ
ている。
第1図a,bは、パターンが付されていない平
担なウエハやマスク用に提案されている異物検出
装置の原理を示したものである。この種の異物検
出装置には既に特願昭52―21555号が、特願昭53
―35997号に係るものなどが提案されているが、
これらに要約抽出された原理は以下のように説明
される。即ち、第1図a,bに示す如く対物レン
ズ2によつて集光されたレーザ光1を被検査面3
上に照射し、レーザ光1のスポツトが照射された
被検査面3より果たして散乱光が生じるか否かと
いうものである。もしも被検査面3上に異物4が
存在すれば、レーザ光1は散乱されて散乱光5を
生じるようになり、これら散乱光は照射点4を焦
点とする抛物面鏡6によつて平行光線とされた
後、分岐鏡8、コンデンサレンズ9を介して光電
変換素子10によつて検出されるようにしたもの
である。この方法によれば、被検査面上に存在す
る0.5μm以下の微小異物も検出可能であるがパ
ターン付被検査面に適用する場合はパターンと異
物を区別することができないという欠点をもつて
いる。
担なウエハやマスク用に提案されている異物検出
装置の原理を示したものである。この種の異物検
出装置には既に特願昭52―21555号が、特願昭53
―35997号に係るものなどが提案されているが、
これらに要約抽出された原理は以下のように説明
される。即ち、第1図a,bに示す如く対物レン
ズ2によつて集光されたレーザ光1を被検査面3
上に照射し、レーザ光1のスポツトが照射された
被検査面3より果たして散乱光が生じるか否かと
いうものである。もしも被検査面3上に異物4が
存在すれば、レーザ光1は散乱されて散乱光5を
生じるようになり、これら散乱光は照射点4を焦
点とする抛物面鏡6によつて平行光線とされた
後、分岐鏡8、コンデンサレンズ9を介して光電
変換素子10によつて検出されるようにしたもの
である。この方法によれば、被検査面上に存在す
る0.5μm以下の微小異物も検出可能であるがパ
ターン付被検査面に適用する場合はパターンと異
物を区別することができないという欠点をもつて
いる。
一方、パターン付被検査面上に存する異物を検
出する方法としては第2図に示す如くのものがあ
る。図示の如く被検査面11上にはパターン12
と異物13が存在するが、パターン12を検出す
ることなく異物13のみを検出せんとしたもので
ある。即ち、ほぼ被検査面11に平行な方向から
S偏向(光の波面が被検査面11に平行となつて
いる光)レーザ14を照射すれば、パターン12
のエツジでの反射光15の偏光方向は偏光方向を
乱されることなくそのまま反射することから、こ
れをS偏光レーザ光を遮断する偏光板16に通す
ことによつて偏光板16でS偏光の反射光15を
全て遮断することができる。しかしながら、異物
13に照射されたS偏光レーザ14は偏光成分が
乱され、P偏光成分をも含んだ反射光17とな
り、上方に向つた反射光17の成分のうちP偏光
成分は偏光板16を介し、光電変換素子19によ
つて検出され得、その光電変換素子19の出力電
圧より異物13の存在を知り得るというものであ
る。この方法によれば比較的大きな異物を検出し
得ても、極微小のものは検出し得ないという欠点
をもつている。
出する方法としては第2図に示す如くのものがあ
る。図示の如く被検査面11上にはパターン12
と異物13が存在するが、パターン12を検出す
ることなく異物13のみを検出せんとしたもので
ある。即ち、ほぼ被検査面11に平行な方向から
S偏向(光の波面が被検査面11に平行となつて
いる光)レーザ14を照射すれば、パターン12
のエツジでの反射光15の偏光方向は偏光方向を
乱されることなくそのまま反射することから、こ
れをS偏光レーザ光を遮断する偏光板16に通す
ことによつて偏光板16でS偏光の反射光15を
全て遮断することができる。しかしながら、異物
13に照射されたS偏光レーザ14は偏光成分が
乱され、P偏光成分をも含んだ反射光17とな
り、上方に向つた反射光17の成分のうちP偏光
成分は偏光板16を介し、光電変換素子19によ
つて検出され得、その光電変換素子19の出力電
圧より異物13の存在を知り得るというものであ
る。この方法によれば比較的大きな異物を検出し
得ても、極微小のものは検出し得ないという欠点
をもつている。
以上述べたように従来における異物検出装置に
おいては、被検査面の状態に応じて専用の異物検
出装置を使い分ける必要があつて異物検出が経済
的に行ない得ないばかりか、パターン付被検査面
用の異物検出装置にあつては被検出光量が少ない
ことから、極微小異物を検出し得ないという欠点
をもつている。
おいては、被検査面の状態に応じて専用の異物検
出装置を使い分ける必要があつて異物検出が経済
的に行ない得ないばかりか、パターン付被検査面
用の異物検出装置にあつては被検出光量が少ない
ことから、極微小異物を検出し得ないという欠点
をもつている。
本発明の目的は、検出光学系を切り換えるだけ
で、ブランク被検査面と回路パターン付被検査面
とに最も適する形で被検査面に存在する微細な異
物を高感度でもつて検出できるようにした異物自
動検出装置を供するにある。
で、ブランク被検査面と回路パターン付被検査面
とに最も適する形で被検査面に存在する微細な異
物を高感度でもつて検出できるようにした異物自
動検出装置を供するにある。
即ち、本発明は、上記目的を達成するために、
直線偏向成分を有するレーザ光を照射するレーザ
光照射手段と、該レーザ光照射手段によつて照射
された偏向レーザ光を被検査面の検出点にほぼ垂
直に集光させる対物レンズと、上記被検査面の検
出点からの乱反射光を上方に向けて反射して平行
光に変換する抛物面鏡と、該抛物面鏡のX軸方向
の左右部分の各々において反射された平行光の
各々をX軸方向の外側に向けて反射する分岐鏡
と、該分岐鏡によつて外側に向けて反射された各
光を集光する対なるコンデンサレンズと、該コン
デンサレンズの各々において集光された光を受光
する対なる光電変換素子と、上記被検査面の検出
点から反射した光の内、上記X軸方向の狭い範囲
でしかも被検査面に対して低い角度でもつて得ら
れる反射光を上方に向ける対なる第1の反射鏡
と、該第1の反射鏡の各において上方に向けて反
射された光の内、上記直線偏光成分を遮光すべく
設けられた対なる偏向フイルタと、該偏向フイル
タの各々を通過した光を上記コンデンサレンズに
入射すべく設けられた対なる第2の反射鏡と、上
記抛物面鏡からの反射光と上記第1の反射鏡から
の反射光とを上記コンデンサレンズに切り換えて
入射させる切り換え手段と、上記各光電変換素子
から得られる信号を加算する加算手段とを備え付
け、該加算手段から得られる信号によつて被検査
面に存在する異物を検出するように構成したこと
を特徴とする異物自動検出装置である。
直線偏向成分を有するレーザ光を照射するレーザ
光照射手段と、該レーザ光照射手段によつて照射
された偏向レーザ光を被検査面の検出点にほぼ垂
直に集光させる対物レンズと、上記被検査面の検
出点からの乱反射光を上方に向けて反射して平行
光に変換する抛物面鏡と、該抛物面鏡のX軸方向
の左右部分の各々において反射された平行光の
各々をX軸方向の外側に向けて反射する分岐鏡
と、該分岐鏡によつて外側に向けて反射された各
光を集光する対なるコンデンサレンズと、該コン
デンサレンズの各々において集光された光を受光
する対なる光電変換素子と、上記被検査面の検出
点から反射した光の内、上記X軸方向の狭い範囲
でしかも被検査面に対して低い角度でもつて得ら
れる反射光を上方に向ける対なる第1の反射鏡
と、該第1の反射鏡の各において上方に向けて反
射された光の内、上記直線偏光成分を遮光すべく
設けられた対なる偏向フイルタと、該偏向フイル
タの各々を通過した光を上記コンデンサレンズに
入射すべく設けられた対なる第2の反射鏡と、上
記抛物面鏡からの反射光と上記第1の反射鏡から
の反射光とを上記コンデンサレンズに切り換えて
入射させる切り換え手段と、上記各光電変換素子
から得られる信号を加算する加算手段とを備え付
け、該加算手段から得られる信号によつて被検査
面に存在する異物を検出するように構成したこと
を特徴とする異物自動検出装置である。
以下、本発明を第3図から第6図により説明す
る。
る。
先ず第3図によりパターン付被検査面上におけ
る異物の検出原理を説明する。ブランク被検査面
上における異物の検出原理については第1図a,
bによつて既に述べたところである。
る異物の検出原理を説明する。ブランク被検査面
上における異物の検出原理については第1図a,
bによつて既に述べたところである。
この原理は図示の如くレーザ光21をコンデン
サレンズ22、対物レンズ24を介して被検査面
20上に垂直に集光照射させるようにするもの
で、レーザ光21の偏光方向がz―z′軸、x―
x′軸を含む平面に垂直である(S偏光)として、
x―x′軸方向、y―y′軸方向に特定偏光成分が存
するか否かを検出するものである。例えばx―
x′軸に着目した場合、点oから反射される反射光
のうち、角度∠Aox′29を約5゜、を軸とした
見込み角30(≒2∠ox′)を約10゜とする範囲内
のものをS遮断偏光板31を介して集光検出する
ものとすれば、被検査面20上に異物が存しない
場合は反射光にはP偏光成分が生じなく、したが
つてS遮断偏光板31を通過するP偏光成分は存
しない。しかし、異物が存する場合はS遮断偏光
板31を通過するP偏光成分が生じ、これを検出
することによつて異物の存在を検出し得るわけで
ある。この検出y―y′軸方向より行なう場合はP
遮断偏光板28,32をS遮断偏光板31の場合
と同様にして配置すればよい。即ち、異物が存し
ない場合合点oからの反射光z―z′軸、y―y′軸
を含む平面に平行であるので、P遮断偏光板2
8,32を図示の如くに配置し、P遮断偏光板2
8,32を通過するS偏光成分を検出することに
よつて異物の存在を知り得るものである。符号2
5,27はそれぞれ異物が存しない場合のS偏光
反射レーザ光、P偏光反射レーザ光を示し、ま
た、S遮断偏光板26はS遮断偏光板31と同様
にx―x′軸方向より異物を検出するために設けら
れたものである。このように4方向より異物を検
出する場合は被検出光量が多いので、検出精度の
向上を期待することができるが、場合によつては
そのうちの2方向あるいは3方向のみで十分であ
る。
サレンズ22、対物レンズ24を介して被検査面
20上に垂直に集光照射させるようにするもの
で、レーザ光21の偏光方向がz―z′軸、x―
x′軸を含む平面に垂直である(S偏光)として、
x―x′軸方向、y―y′軸方向に特定偏光成分が存
するか否かを検出するものである。例えばx―
x′軸に着目した場合、点oから反射される反射光
のうち、角度∠Aox′29を約5゜、を軸とした
見込み角30(≒2∠ox′)を約10゜とする範囲内
のものをS遮断偏光板31を介して集光検出する
ものとすれば、被検査面20上に異物が存しない
場合は反射光にはP偏光成分が生じなく、したが
つてS遮断偏光板31を通過するP偏光成分は存
しない。しかし、異物が存する場合はS遮断偏光
板31を通過するP偏光成分が生じ、これを検出
することによつて異物の存在を検出し得るわけで
ある。この検出y―y′軸方向より行なう場合はP
遮断偏光板28,32をS遮断偏光板31の場合
と同様にして配置すればよい。即ち、異物が存し
ない場合合点oからの反射光z―z′軸、y―y′軸
を含む平面に平行であるので、P遮断偏光板2
8,32を図示の如くに配置し、P遮断偏光板2
8,32を通過するS偏光成分を検出することに
よつて異物の存在を知り得るものである。符号2
5,27はそれぞれ異物が存しない場合のS偏光
反射レーザ光、P偏光反射レーザ光を示し、ま
た、S遮断偏光板26はS遮断偏光板31と同様
にx―x′軸方向より異物を検出するために設けら
れたものである。このように4方向より異物を検
出する場合は被検出光量が多いので、検出精度の
向上を期待することができるが、場合によつては
そのうちの2方向あるいは3方向のみで十分であ
る。
第4図a,bは、本発明による自動異物検出装
置の基本的構成を示したものである。図示の如く
S偏光レーザ光33を対物レンズ34を介し、被
検査面35上に垂直に照射するが、この場合ブラ
ンク被検査面上に存する異物を検出するには、第
1図a,bの場合と同様に異物の存在によつて生
じる照射点36からの乱反射光を抛物面鏡37を
介し分岐鏡(四角錐形状)38で4方向に分岐せ
しめた後、コンデンサレンズ39〜42を介し光
電変換素子43〜46によつて検出するものであ
る。一方、パターン付被検査面上に存する異物を
検出するには、照射点36からの反射光47を一
旦反射鏡48〜51で反射させた後、特定遮断特
性をもつた偏光板52〜55、反射鏡56,5
7、コンデンサレンズ39〜42を介し、光電変
換素子43〜46で検出するものである。即ち、
反射鏡56,57、又は分岐鏡38、又は抛物面
鏡37を切り換え手段により挿入・引抜可として
配置しておき、これらを適当に挿入したり、引き
抜くことによつてブランク被検査面、パターン付
被検査面に存する異物が精度良好にして検出され
るようになるものである。
置の基本的構成を示したものである。図示の如く
S偏光レーザ光33を対物レンズ34を介し、被
検査面35上に垂直に照射するが、この場合ブラ
ンク被検査面上に存する異物を検出するには、第
1図a,bの場合と同様に異物の存在によつて生
じる照射点36からの乱反射光を抛物面鏡37を
介し分岐鏡(四角錐形状)38で4方向に分岐せ
しめた後、コンデンサレンズ39〜42を介し光
電変換素子43〜46によつて検出するものであ
る。一方、パターン付被検査面上に存する異物を
検出するには、照射点36からの反射光47を一
旦反射鏡48〜51で反射させた後、特定遮断特
性をもつた偏光板52〜55、反射鏡56,5
7、コンデンサレンズ39〜42を介し、光電変
換素子43〜46で検出するものである。即ち、
反射鏡56,57、又は分岐鏡38、又は抛物面
鏡37を切り換え手段により挿入・引抜可として
配置しておき、これらを適当に挿入したり、引き
抜くことによつてブランク被検査面、パターン付
被検査面に存する異物が精度良好にして検出され
るようになるものである。
第5図は、本発明による自動異物検出装置の具
体的構成例を示したものである。但し、第4図に
おける反射鏡48〜51、56,57、偏光板5
2〜55などに相当するものは図示を省略してい
る。
体的構成例を示したものである。但し、第4図に
おける反射鏡48〜51、56,57、偏光板5
2〜55などに相当するものは図示を省略してい
る。
これによると、レーザ発振器58からのレーザ
光は回転多面鏡59によつて一方向に走査された
後、反射鏡60によつて被検査面62に垂直に照
射されるべく下方に反射され、更に対物レンズ6
1によつて絞られ、被検査面62にはレーザスポ
ツトとして照射される。このレーザスポツトは第
6図に示す如く前述の回転多面鏡59によつて実
線表示矢印で示される如くに被検査面62上を走
査するから、XYテーブル66を介して被検査面
62を点線表示の如くに移動させれば、レーザス
ポツトは被検査面62全面を走査し得ることとな
る。この場合ブランク被検査面上に存する異物を
検出するには反射鏡56,57などを引き抜いた
状態で抛物面鏡63で集光した異物からの乱反射
光を分岐鏡67、コンデンサレンズ64を介し、
光電変換素子65によつて検出することにより行
なわれる。また、パターン付被検査面上に存する
異物を検出するには抛物面鏡63などを引き抜く
とともに、既に述べたところの反射鏡56,57
などを挿入することによつて可能となる。
光は回転多面鏡59によつて一方向に走査された
後、反射鏡60によつて被検査面62に垂直に照
射されるべく下方に反射され、更に対物レンズ6
1によつて絞られ、被検査面62にはレーザスポ
ツトとして照射される。このレーザスポツトは第
6図に示す如く前述の回転多面鏡59によつて実
線表示矢印で示される如くに被検査面62上を走
査するから、XYテーブル66を介して被検査面
62を点線表示の如くに移動させれば、レーザス
ポツトは被検査面62全面を走査し得ることとな
る。この場合ブランク被検査面上に存する異物を
検出するには反射鏡56,57などを引き抜いた
状態で抛物面鏡63で集光した異物からの乱反射
光を分岐鏡67、コンデンサレンズ64を介し、
光電変換素子65によつて検出することにより行
なわれる。また、パターン付被検査面上に存する
異物を検出するには抛物面鏡63などを引き抜く
とともに、既に述べたところの反射鏡56,57
などを挿入することによつて可能となる。
以上詳細に説明したように本発明は、レーザ照
射・走査系を同一にして、ブランク被検査面と回
路パターン付被検査面とに最も適する検出光学系
を選択して被検査面に存在する微細な異物を高感
度でもつて検出できる効果を奏する。
射・走査系を同一にして、ブランク被検査面と回
路パターン付被検査面とに最も適する検出光学系
を選択して被検査面に存在する微細な異物を高感
度でもつて検出できる効果を奏する。
第1図a,bは、ブランク被検査面用の異物検
出装置の原理図と平面図、第2図は、パターン付
被検査面上に存する異物を検出するための原理説
明図、第3図は、本発明に係るパターン付被検査
面上における異物の検出原理の説明図、第4図
a,bは、本発明による自動異物検出装置の一例
での構成図とそのA―A線に係る平面図、第5図
は、本発明による自動異物検出装置の一例での具
体的構成図、第6図は、その装置における走査方
法の説明図である。 33…偏光レーザ光、34…対物レンズ、37
…抛物面鏡、38…分岐鏡、39〜42…コンデ
ンサレンズ、43〜46…光電変換素子、48〜
51…反射鏡、52〜55…偏光板、56,57
…反射鏡。
出装置の原理図と平面図、第2図は、パターン付
被検査面上に存する異物を検出するための原理説
明図、第3図は、本発明に係るパターン付被検査
面上における異物の検出原理の説明図、第4図
a,bは、本発明による自動異物検出装置の一例
での構成図とそのA―A線に係る平面図、第5図
は、本発明による自動異物検出装置の一例での具
体的構成図、第6図は、その装置における走査方
法の説明図である。 33…偏光レーザ光、34…対物レンズ、37
…抛物面鏡、38…分岐鏡、39〜42…コンデ
ンサレンズ、43〜46…光電変換素子、48〜
51…反射鏡、52〜55…偏光板、56,57
…反射鏡。
Claims (1)
- 1 直線偏向成分を有するレーザ光を照射するレ
ーザ光照射手段と、該レーザ光照射手段によつて
照射された偏向レーザ光を被検査面の検出点にほ
ぼ垂直に集光させる対物レンズと、上記被検査面
の検出点からの乱反射光を上方に向けて反射して
平行光に変換する抛物面鏡と、該抛物面鏡のX軸
方向の左右部分の各々において反射された平行光
の各々をX軸方向の外側に向けて反射する分岐鏡
と、該分岐鏡によつて外側に向けて反射された各
光を集光する対なるコンデンサレンズと、該コン
デンサレンズの各々において集光され光を受光す
る対なる光電変換素子と、上記被検査面の検出点
から反射した光の内、上記X軸方向の狭い範囲で
しかも被検査面に対して低い角度でもつて得られ
る反射光を上方に向ける対なる第1の反射鏡と、
該第1の反射鏡の各々において上方に向けて反射
された光の内、上記直線偏向成分を遮光すべく設
けられた対なる偏向フイルタと、上記第1の反射
鏡の各々で反射された光を上記コンデンサレンズ
に入射すべく設けられた対なる第2の反射鏡と、
上記抛物面鏡からの反射光と上記第1の反射鏡か
らの反射光とを上記コンデンサレンズに切り換え
て入射させる切り換え手段と、上記各光電変換素
子から得られる信号を加算する加算手段とを備え
付け、該加算手段から得られる信号によつて被検
査面に存在する異物を検出するように構成したこ
とを特徴とする異物自動検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16275879A JPS5686340A (en) | 1979-12-17 | 1979-12-17 | Automatic detector for foreign matter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16275879A JPS5686340A (en) | 1979-12-17 | 1979-12-17 | Automatic detector for foreign matter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5686340A JPS5686340A (en) | 1981-07-14 |
| JPS6240656B2 true JPS6240656B2 (ja) | 1987-08-29 |
Family
ID=15760674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16275879A Granted JPS5686340A (en) | 1979-12-17 | 1979-12-17 | Automatic detector for foreign matter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5686340A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009113478A1 (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-17 | 株式会社アルバック | 表面検査装置、表面検査方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1979
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| WO2009113478A1 (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-17 | 株式会社アルバック | 表面検査装置、表面検査方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5686340A (en) | 1981-07-14 |
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