TW201447282A - 檢查方法及檢查裝置 - Google Patents

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Toshiyuki Nakao
Masahiro Watanabe
Yasuhiro Yoshitake
Bahram Jalali
Keisuke Goda
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Univ California
Hitachi High Tech Corp
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Abstract

本發明的課題係在於以較簡單的結構，高速且高感度地檢查被連續地高速搬運且在高度方向上容易產生較大的位置變動之薄片狀樣品上的缺陷。用以解決課題之手段為，本發明之檢查裝置係構成為因應波長改變脈衝雷射的延遲量，再因應波長，將因應該波長改變了延遲量的脈衝雷射空間地擴大，再從前述第1方向將因應此波長而被空間地擴大之脈衝雷射照射至樣品，將來自於此照射有該脈衝雷射的樣品之散射光中朝與第1方向不同的方向散射的光予以聚光，將被聚光的散射光進行光電變換，處理每個因應此被光電變換後的波長而改變了延遲量之散射光的檢測訊號，抽出樣品上的缺陷資訊。

Description

檢查方法及檢查裝置
本發明係關於使用脈衝雷射，高速地檢查試料之方法及檢查裝置。
有機EL電視、觸控面板等，各種電子面板的薄型化正在進行中，以捲式製造方式所製造的製品增加。在捲式製造方式，例如對捲成滾子狀的長度數百m、寬度1m左右的大薄片印刷電路圖案，與捲繞於滾子的密封膜等貼合後，再次捲繞於滾子。至今，以個別切離的基板單位進行處理，故在搬送上費時，又需要針對每個裝置設置搬入、搬出部，因此也造成必須增大裝置的規模。但，在捲式製造方式，基板(薄片)在裝置之間連續地移動。又，製造裝置相互地連結，能夠縮短搬送時間，且亦可縮小裝置規模。不僅可提升製造速度，亦可大幅地降低製造成本。
隨著捲式製造方式推廣，與其相對應的檢查方法之開發也行進中。市面上的檢查裝置，多數是使用複數台線型感測器，一邊高速地捲取薄片一邊進行攝像，藉此檢查表 面的附著異物、傷痕等。為了檢查速度的高速化，存在有使線型感測器的讀取速度提升、畫素數量增加、或增加線型感測器的台數等的方法，但，在線型感測器的開發上需要膨大的時間、費用，且即使為市面販售品，高性能的線型感測器非常的昂貴，無法使高速化與低成本同時存在。因此，被開發出不使用線型感測器之新型的檢查方法STEAM(Serial Time-Encoded Amplified Microscopy)(專利文獻1)。
使用圖1，說明專利文獻1所揭示的STEAM之概要。
STEAM之結構為具備光源1、單模光纖2、循環器3、準直器4、繞射格子5、Fθ透鏡6、激發LD7、WDM耦合器8、放大光纖9、波長延遲部10、發光二極體11、A/D變換器12、訊號處理部13、及輸出部14。
在這樣的結構中，自光源1所射出的雷射係在單模光纖2的內部傳播。雷射光束係經由循環器3，從準直器4射出至外部。被射出至外部的雷射100照射於繞射格子5，因應雷射的波長、朝繞射格子的射入角度、刻劃於繞射格子的周期構造之間距，朝多數的方向進行繞射。雷射100與繞射格子5的接觸點係為Fθ透鏡6的焦點位置，繞射的雷射藉由Fθ透鏡6罩設置樣品110。
圖2顯示準直器4、繞射格子5、Fθ透鏡6、樣品110的放大圖。藉由繞射格子5所繞射之雷射係在每個波長被分離，例如被分離成波長為λA之雷射101、波長為 λB之雷射102、波長為λC之雷射103。由於每個波長之繞射角度不同，故，在每個波長照射至樣品110的座標會改變。在圖2的例子，樣品110的座標A地點是以波長λA進行照明，樣品110的座標B地點是以波長λB進行照明，樣品110的座標C地點是以波長λC進行照明。
來自於樣品110的反射光係再次在Fθ透鏡6聚光，被位於焦點位置的繞射格子5所匯合。反射光係藉由繞射格子5變換成準直光，透過準直器4，導光至單模光纖2。反射光進一步經由循環器3，導光至WDM耦合器(Wavelength Division Multiplexing)8。從激發LD(Laser Diode)7所射出的激發光經由WDM耦合器8與來自於樣品的反射光匯集，激發光被放大光纖9所吸收。
藉由來自於樣品的反射光通過吸收有激發光的放大光纖9，使得能量被放大。被放大的反射光進一步朝波長延遲部10導引。波長延遲部為將數km左右的長度之單模光纖等加以束集。由於玻璃具有折射率的波長相依性，依據波長，速度會有所不同，故，在通過數km左右的長度之光纖的期間，在每個波長，單一脈衝被分離。亦即，藉由通過波長延遲部10，脈衝寬度擴大，能夠針對每個波長分離訊號。
使用圖3說明通過波長延遲部10之前、後的脈衝波形。在圖3所示的結構，通過放大光纖9的反射光係在單模光纖2朝箭號所示的方向行進。通過波長延遲部10之前的反射光係如圖3的圖形301所示，反射光的脈衝寬度 未擴大，來自於樣品110的座標A地點、B地點、C地點之反射光存在於同一時間軸上。
在波長延遲部10，由於依據波長λA、λB、λC，進行速度不同，故，通過波長延遲部10之後的反射光如圖形302所示般，波長λA、λB、λC的訊號被空間地分離。藉由以發光二極體11時間分割檢測空間的分離該波長後的脈衝波形，成為可將來自於各樣品110的座標A地點、B地點、C地點之訊號加以分離並進行檢測。以發光二極體11所檢測到的光訊號變換成電氣訊號，進一步以A/D變換器12變換成數位訊號。在訊號處理部13，將時間系列的取得資料變換成座標資料，在輸出部14座為圖像資料等被輸出。
在專利文獻1，雖記載有檢測透過樣品100光之方式，但該檢測原理使與使用圖1至圖3進行說明之原理相同。
高性能的線型感測器的線路速率為數十kHz左右，但若使用前述技術，則可達到數MHz程度的高速化。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特表2011-529230號公報
在STEAM，由於對來自於樣品的反射光，進行放 大、脈衝寬度伸張，故，需要將反射光再次回到光纖的芯部。若樣品的高度變動小，容易將反射光聚光於光纖的芯部，但，在捲式製造方式，即使數十μm，也會產生樣品的高度改變，故，不易使反射光返回到光纖的芯部。亦即，在捲式製造方式，為了使反射光返回到光纖的芯部，必須要有自動對焦。且，由於STEAM具有數MHz之線路速率，故，需要進行能夠追隨該線路速率之自動對焦。
且，在捲式製造方式，為了檢測附著於被搬送的樣品表面之微小的異物(垃圾)等、細微的傷痕，比起檢測來自於樣品的正反射光，更能高感度地檢測到散射光。但，在專利文獻1，未記載有關檢測來自於樣品之散射光。
本發明之目的係在於提供能夠以較簡單的結構，高速且高感度地檢查被連續地高速搬運且在高度方向上容易產生較大的位置變動之薄片狀樣品上的缺陷之檢查方法及檢查裝置。
為了解決前述課題，在本發明，一種檢查方法，係具有：用來產生脈衝雷射之脈衝雷射生成製程；將在此脈衝雷射生成製程所生成的脈衝雷射因應波長改變延遲量之脈衝寬度伸長製程；因應波長，將在此脈衝寬度伸長製程因應波長改變了延遲量之脈衝雷射空間地展開之擴張製程；從第1方向將在此擴張製程因應波長空間地展開的脈衝雷射照射至樣品之照射製程；將來自於在此照射製程照射有 脈衝雷射的樣品之散射光中之朝與前述第1方向不同的方向散射的光予以聚光的聚光製程；將在此聚光製程所聚光的散射光進行光電變換之光電變換製程；及處理因應在此光電變換製程進行了光電變換後的波長改變延遲量之每個散射光的檢測訊號，抽出缺陷資訊之缺陷資訊抽出製程。
又，為了解決前述課題，在本發明，一種檢查裝置，係具備有：用來產生脈衝雷射之光源；將在此光源所生成的脈衝雷射因應波長，使延遲量改變之脈衝寬度伸長部；將在此脈衝寬度伸長部因應波長改變了延遲量之脈衝雷射空間地展開之繞射元件；從第1方向將因應藉由此繞射元件空間地展開的波長使延遲量改變之脈衝雷射照射至樣品之照明光學系統；將來自於在此照明光學系統照射有脈衝雷射的樣品之散射光中之朝與前述第1方向不同的方向散射的光予以聚光的聚光光學系統；將此聚光光學系統所聚光之來自於樣品的散射光進行光電變換之光電變換部；及處理在此光電變換部進行了光電變換後的檢測訊號之訊號處理部。
藉由本發明，能夠提供對樣品的高度變動可進行健全的捲式製造對應檢查裝置。
又，若依據本發明，能夠以較簡單的結構，高速且高感度地檢查被連續地高速搬運且在高度方向上容易產生較大的位置變動之薄片狀樣品上的缺陷。
1、20、70‧‧‧光源
2、120、121‧‧‧單模光纖
3‧‧‧循環器
4、26、73、77‧‧‧準直器
5、28、79‧‧‧繞射格子
6、29、80‧‧‧Fθ透鏡
7、23、74‧‧‧激發LD
8、24、75‧‧‧WDM耦合器
9‧‧‧放大光纖
10、22、76‧‧‧波長延遲部
11、34‧‧‧發光二極體
12、35‧‧‧A/D變換器
13‧‧‧訊號處理部
14、38‧‧‧輸出部
21、71‧‧‧脈衝拾取器
25‧‧‧摻鉺光纖
27、78‧‧‧擴束器
30‧‧‧旋轉滾子
31、40、42、44、46、49、81‧‧‧圓筒透鏡
32、41、43、45、47、50、82‧‧‧纖維束陣列
33、72、83‧‧‧透鏡
36‧‧‧記憶體
37‧‧‧缺陷資訊抽出部
48‧‧‧半反射鏡
84‧‧‧光電子倍增管
100、105、106‧‧‧雷射
101‧‧‧波長λA之雷射光束
102‧‧‧波長λB之雷射光束
103‧‧‧波長λC之雷射光束
110‧‧‧樣品
200、201‧‧‧反射繞射光檢測光學系統
202、203‧‧‧透過散射光檢測光學系統
204‧‧‧透過光檢測光學系統
205‧‧‧正反射光檢測光學系統
θ1、θ2、θ3、θ4‧‧‧檢測仰角
圖1係顯示以往技術的專利文獻1所記載之STEAM的概略結構的方塊圖。
圖2係顯示對專利文獻1所記載的STEAM之樣品照射雷射的雷射照射部之概略結構的雷射照射部之正面放大圖。
圖3係顯示在專利文獻1所記載的STEAM之波長延遲部使脈衝寬度展開之狀態的波長延遲部的方塊圖、及顯示波長延遲部的前後之脈衝雷射的波形之圖表。
圖4係顯示本發明的第一實施例之檢查裝置的概略結構的方塊圖。
圖5係顯示本發明的第一實施例之檢測光學系統的概略結構的方塊圖。
圖6係顯示本發明的第二實施例之檢查裝置的概略結構的方塊圖。
本發明係關於在於提供能夠以較簡單的結構，高速且高感度地檢查被連續地高速搬運且在高度方向上容易產生較大的位置變動之薄片狀樣品上的缺陷之檢查方法及檢查裝置。
亦即，在本發明，因應波長改變脈衝雷射的延遲量，再因應波長，將因應該波長改變了延遲量的脈衝雷射空間 地擴大，再從第1方向將因應此波長而被空間地擴大之脈衝雷射照射至樣品，將來自於照射有該脈衝雷射的樣品之散射光中朝與第1方向不同的方向散射的光予以聚光，將被聚光的散射光進行光電變換，處理每個因應被光電變換後的波長而改變了延遲量之散射光的檢測訊號，抽出樣品上的缺陷資訊。
其次，使用圖面，說明關於本發明的實施例。
[實施例1]
以下，使用圖4，說明本發明的第一實施形態。
圖4所示的第1實施例之檢查裝置，係具備有：用來發射雷射的光源20、單模光纖120、脈衝拾取器21、波長選擇部22、激發LD23、WDM耦合器24、摻鉺光纖25、準直器26、擴束器27、繞射格子28、Fθ透鏡29、圓筒透鏡31、纖維束陣列32、透鏡33、發光二極體34、A/D變換器35、記憶體36、缺陷資訊抽出部37、輸出部38，一邊將捲繞於一對旋轉滾子30中的一方之樣品110以另一方的旋轉滾子予以捲，一邊檢查樣品110的表面。
在這樣的結構中，自光源20所射出的雷射(脈衝雷射)係透過單模光纖120進行傳播。光源20的中心波長為1550nm，頻譜寬為在半波寬呈50nm，反復頻率為80MHz。雷射係以脈衝拾取器21將反復頻率變化成期望的頻率。脈衝拾取器21為音響光學元件，依據來自於外部脈衝發生器(未圖示)的訊號，將雷射的脈衝列遮斷、 通過，藉此使雷射的反復頻率改變。脈衝拾取器21使用Gooch&Housego公司的T-M200-0.1C2J-3-F2S等即可。
其次，反復頻率改變後的雷射在波長延遲部22進行脈衝寬度的伸張。波長延遲部22使用三菱電線公司的分散補償光纖模組：DC-M1U/2-1700(分散的尺寸：1700ps/nm)等即可。當自光源20發射的雷射之頻譜寬度為50nm時，藉由通過波長延遲部22，可使脈衝寬度伸張至85ns(1700ps/nm×50nm=85ns)。
自激發LD23射出激發光。自激發LD23所射出的激發光係藉由WDM耦合器24，與自光源20射出的雷射結合。激發光是被摻雜有(Er)之摻鉺光纖25吸收，將自光源20射出的雷射予以放大。激發LD23的振盪波長為976nm，在WDM耦合器24，將波長1550nm與976nm的波長結合。由於在對樣品照射雷射之前，進行脈衝寬度的伸張，故，不需要如圖1所示的以往技術的結構將來自於樣品的返回光再次返回至光纖。
透過摻鉺光纖25進行脈衝寬度伸張、放大之雷射係自準直器26作為雷射光束105射出至自由空間。雷射光束105藉由擴束器27，將與光軸垂直之剖面擴大成期望的直徑。擴束器27使用Sill Optics公司的S6EXP0100/008(倍率：10倍)等即可。被擴束器27擴大直徑後的雷射100係射入到繞射格子28，以與圖2所說明的相同原理，朝因應波長之角度方向繞射。繞射格子28使用堀場製作所之530 66 110(周期構造的條數：900條/mm)等即 可。
被繞射格子28所繞射之雷射105射入至Fθ透鏡29。此射入的雷射係藉由Fθ透鏡29對樣品110從垂直方向聚光成線狀而照明樣品110。樣品110上的照明範圍係100mm×50μm。Fθ透鏡29係使用Sill Optics公司的S4LFT1330/008(焦點距離：345mm、掃描角度：±24.1度)等即可。樣品110係為例如三醋酸纖維素等的透明薄膜，寬度為1.5m。樣品110係自一對旋轉滾子30中的一方送出，再以另一方一邊捲取一邊移動。將此樣品110的移動方向設為y方向。
從樣品110的被照射有雷射的部分所產生之散射光中朝圓筒透鏡31的方向散射的光係藉由圓筒透鏡31聚集，被纖維束陣列32的受光部所聚光。圓筒透鏡31的光軸係存在於YZ面內，圓筒透鏡31、纖維束陣列之受光面是並列配置於X軸方向。圓筒透鏡31係使用Sigma光機(股)的CLB-30100-130PM(焦點距離：130mm)，纖維束陣列32則使用Moritex公司的MKG180-1500S(受光面尺寸：180mm×1mm)等即可。
纖維束陣列32的受光部321係配置於線上，但，由於在終端部322，光纖被聚集於一部位，故，能夠容易將來自於樣品110上的線狀的照射部之散射光聚集於一點。自纖維束陣列32的終端部322射出的散射光經由透鏡33聚光於發光二極體34的受光面341而被檢測並進行光電變換。透鏡33係使用Sigma光機(股)的DLB-20-30PM ，而發光二極體34則使用New Focus公司的1567-A-M(頻帶：12GHz)即可。
以發光二極體34進行了光電變換之訊號再以A/D變換器35進行數位取樣。A/D變換器35使用Tektronix公司的DPO7354C(取樣速度：40GS/s)等即可。進行數位取樣的數位訊號蓄積於記憶體36，每蓄積到一定數量的線資訊，依次以缺陷資訊抽出部37抽出缺陷資訊。
在缺陷資訊抽出部37，進行例如一具來自於缺陷的散射光量推定缺陷尺寸的大小之[由散射光的分佈來特定缺陷的座標等的處理]。將在缺陷資訊抽出部37所抽出的缺陷資訊傳送至輸出部38，顯示並輸出於例如未圖示的顯示畫面上。
(變形例1)
在圖4中，以檢測散射光的檢測系統(從圓筒透鏡31至輸出部38為止的結構)僅有1個為例進行說明，但，亦可如圖5所示，存在有複數個光學系統。
在圖5所示的結構，存在有反射繞射光檢測光學系統200、201、透過散射光檢測光學系統202、302、透過光檢測光學系統204、正反射光檢測光學系統205。在繞射格子28的上游，與圖4說明同樣地，具有光源20、脈衝拾取器21、波長延遲部22、激發LD23、WDM耦合器24、摻鉺光纖25、準直器26、擴束器27(這些的結構是與在圖4所說明的結構相同，因此，在圖5中省略其說 明)，又，在反射繞射光檢測光學系統200、201、透過散射光檢測光學系統202、302、透過光檢測光學系統204、正反射光檢測光學系統205，於圓筒透鏡31、40、42、44、46、49和纖維束陣列32、41、43、45、47、50之後段，相當於在圖4作過說明的發光二極體34、A/D變換器35、記憶體36、缺陷資訊抽出部37、輸出部38之結構分存在各個檢測光學系統(這些結構是與在圖4所說明的結構相同，因此，在圖5中省略圖示)。
反射繞射光檢測光學系統200的檢出仰角θ1為20度，反射繞射光檢測光學系統201的檢出仰角θ2為40度。具有以下傾向，亦即，從因雷射105的照射造成從樣品110表面的凸缺陷所產生的散射光係在低仰角側大量產生，從凹缺陷所產生的散射光在高仰角側大量產生。因此，藉由將各別的反射繞射光檢測光學系統配置在不同的檢測仰角位置，能夠捕捉到來自於更多種類的缺陷之散射光。
透過散射光檢測光學系統202的檢出仰角θ3為40度，透過散射光檢測光學系統203的檢出仰角θ4為60度。由於來自於樣品110的透過散射光也因缺陷的凹凸，造成強的散射光產生之仰角方向不同，故，藉由將各別的透過散射光檢測光學系統配置在不同的檢測仰角位置，能夠捕捉到來自於更多種類的缺陷之散射光。
透過光檢測光學系統204係配置於透過了樣品110之雷射105的行進方向，檢測來自於樣品110的透過光。在 正反射光檢測光學系統205，經由配置於樣品110與Fθ透鏡29之間的半反射鏡(Half mirror)48檢測來自於樣品110之正反射光。由於自樣品110所產生的正反射光、透過光等的大小是取決於樣品110的材質，故，能藉由同時地檢測出正反射光與透過光，檢查各種種類的材質之樣品。
亦可構成為在各檢測光學系統共同具有缺陷資訊抽出部37，將在各自的檢測光學系統所檢測到的所有訊號予以相加，再以缺陷資訊抽出部37進行處理。藉由相加再處理，能夠使檢測光量增加，故，能夠進行更細微的缺陷之檢測。又，亦可構成為各自的檢測光學系統所檢測到的訊號以個別設置之缺陷資訊抽出部37進行處理後，再以未圖示的統合處理部進行統合。由於依據缺陷的形狀，造成正反射光、透過光、散射光的產生方式上會出現偏倚，藉由比較各別的訊號之大小，可精度更佳地進行缺陷形狀的分類。
在圖5所示的結構中，以反射繞射光檢測光學系統200的檢出仰角θ1為20度，反射繞射光檢測光學系統201的檢出仰角θ2為40度，透過散射光檢測光學系統202的檢出仰角θ3為40度，透過散射光檢測光學系統203的檢出仰角θ4為60度的例子進行了說明，但不限於此。由於依據缺陷的形狀、尺寸等，造成在散射光的產生方式之偏倚上會產生變化，故，在聚光效率最高的檢測仰角配置檢測光學系統即可。
由於依據缺陷的大小、形狀，會有反射光、透過光、散射光朝特定的方向偏光之情況，故，亦可在各別的檢測系統上組裝偏光器(未圖示)。藉由將偏光器的偏光透過軸予以最適當化，能夠抑制成為雜訊之背景光，可僅使來自於缺陷的反射光、透過光、散射光有效率地透過。偏光器的偏光透過軸，在各別的檢測光學系統可獨立控制，亦可統一控制。
在圖5所示的結構，以反射繞射光檢測光學系統的數量為2個、透過散射光檢測光學系統的數量為2個的例子進行了說明，但本發明不限於此。藉由增加檢測光學系統的數量，可期望達到散射光的聚光效率的提升、缺陷分類性能的提升。又，亦可增大檢測光學系統的NA，減少檢測光學系統的數量。藉此，既可抑制檢測感度的降低，亦可達到降低裝置成本，又可進行調整順序的簡單化。
在本實施例，關於光源20，以中心波長為1550nm、頻譜寬為50nm的例子進行了說明，但不限於此。例如，在使用中心波長為1030nm的光源之情況，反射鏡、透鏡等的塊狀光學元件的種類豐富，價格低廉，因此，能夠抑制裝置成本。
在本實施例，以在波長延遲部22的分散之大小為-1700ps/nm、激發LD23的振盪波長為976nm、擴束器27的倍率為10倍、繞射格子28的周期構造的間距為900條/mm、Fθ透鏡29的焦點距離為345mm、掃描角度為±24.1度、圓筒透鏡31的焦點距離為130mm、發光二極體34的 反應速度為12GHz、A/D變換器35的取樣比率為40GHz的例子進行了說明，但不限於此。
在本實施例，以被測定對象為三醋酸纖維素等的透明薄膜、寬度1.5m之薄膜的例子進行了說明，但不限於此。例如，能以XY載置台保持半導體晶圓、玻璃基板，進行光柵掃描，亦可藉由Rθ載置台予以保持，再進行旋轉掃描。或亦可將前述裝置安裝於電車、車輛等，一邊行走，一邊進行軌道的傷痕、道路的凹陷等之檢查。
[實施例2]
使用圖6說明本發明的第二實施例。
在圖6所示的第2實施例之檢查裝置的結構，對於與圖4作過說明的第1實施例之檢查裝置相同的構件賦予相同圖號。
圖6所示的第2實施例之檢查裝置的結構為具備：光源70、脈衝拾取器71、透鏡72、準直器73、激發LD74、WDM耦合器75、波長延遲部76、準直器77、擴束器78、繞射格子79、Fθ透鏡80、圓筒透鏡81、纖維束陣列82、透鏡83、光電子倍增管84、A/D變換器35、記憶體36缺陷資訊抽出部37、輸出部38。
在這樣的結構，自光源70對自由空間射出雷射106。光源70的中心波長為780nm，頻譜寬為在半波寬呈60nm，反復頻率為80MHz。由於照明波長較第1實施形態短，故，能夠檢測到更小的缺陷、對象物的構造。雷射 106係以脈衝拾取器71將反復頻率變化成期望的頻率。脈衝拾取器71為音響光學元件，依據來自於外部脈衝發生器(未圖示)的訊號，將雷射的脈衝列遮斷、通過，藉此使雷射的反復頻率改變。脈衝拾取器71使用Gooch&Housego公司的17389-93-FOA-SMF等即可。以透鏡72將通過脈衝拾取器71之雷射106聚光於準直器73，將雷射導光至單模光纖121的芯部。
射入到單模光纖121的雷射到達WDM耦合器75。另外，自激發LD74所射出的激發光也到達WDM耦合器75，在WDM耦合器與自光源70射出的雷射結合。激發LD74的振盪波長為750nm，在WDM耦合器75，將波長780nm與750nm的波長結合。自激發LD74所射出的激發光被波長延遲部76所吸收，藉由激發拉曼放大(Stimulated Raman amplification)將自光源70所射出的雷射予以放大。
在波長延遲部76，進行脈衝寬度的伸張。波長延遲部76為捲繞有長距離的單模光纖者，其長度為3.3km。波長780nm之單模光纖的分散之大小約為120ps/nm/km，藉由通過波長延遲部76，使得脈衝寬度被伸張至23.8ns(120ps/nm/km×60nm×3.3km=23.8ns)。
以波長延遲部76進行了脈衝寬度伸張、放大之雷射係自準直器77朝自由空間射出。自準直器77射出至自由空間之雷射106射入至擴束器78並被擴大至期望的直徑而射出。擴束器78使用Sigma光機公司的LBE-3L(倍 率：3倍)等即可。直徑被擴大後的雷射106射入到繞射格子79，依據圖2所說明的原理，朝因應波長之角度繞射。繞射格子79使用堀場製作所之530 50 110(周期構造的條數：1200條/mm)等即可。繞射之雷射106以Fθ透鏡80從垂直方向朝與X軸平行的方向呈線狀聚光於樣品110。Fθ透鏡80係使用Sill Optics公司的S4LFT0089/094(焦點距離：88.4mm)等即可。樣品110係為三醋酸纖維素等的透明薄膜，寬度為1.5m。樣品110係自一對旋轉滾子30中的一方送出，再以另一方的旋轉滾子一邊捲取一邊移動。
從樣品110的線狀之雷射照射部所產生之散射光中朝圓筒透鏡81的方向散射的光係藉由圓筒透鏡81聚集，聚光於纖維束陣列82的受光部。圓筒透鏡81的光軸係存在於YZ面內，圓筒透鏡81、纖維束陣列82之受光面是並列配置於X軸方向。圓筒透鏡81係使用Sigma光機(股)的CLB-30100-130PM(焦點距離：130mm)，纖維束陣列82則使用Moritex公司的MKG180-1500S(受光面尺寸：180mm×1mm)等。
纖維束陣列82的受光部821為線狀，但由於在終端822，光纖被聚集於一部位，故，能夠以纖維束陣列82的射出部將來自於被圓筒透鏡81所聚光的樣品110之線狀雷射照射部的散射光聚集於一點。自纖維束陣列82的終端所射出的散射光經由透鏡83，聚光於光電子倍增管84。透鏡83使用Sigma光機公司的DLB-20-30PM，光電 子倍增管84使用Hamamatsu Photonics公司的R3809U-51(啟動時間：150ps)等即可。
依據射入到光電子倍增管84而被光電變換之散射光的訊號藉由A/D變換器35進行數位取樣。A/D變換器35使用Tektronix公司的DPO7354C(取樣速度：40GS/s)等即可。進行數位取樣的數位訊號蓄積於記憶體36，每蓄積到一定數量的線資訊，依次從記憶體36傳送至缺陷資訊抽出部37，再以缺陷資訊抽出部37抽出缺陷資訊。在缺陷資訊抽出部37，進行例如一具來自於缺陷的散射光量推定缺陷尺寸的大小之[由散射光的分佈來特定缺陷的座標等的處理]。將在缺陷資訊抽出部37所抽出的缺陷資訊傳送至輸出部38，顯示並輸出於例如未圖示的顯示畫面上。
在本實施例，關於光源70，以中心波長為780nm、頻譜寬為60nm的例子進行了說明，但不限於此。
在本實施例，以在波長延遲部76的分散之大小為120ps/km/nm、激發LD74的振盪波長為750nm、擴束器78的倍率為3倍、繞射格子79的周期構造的間距為1200條/mm、Fθ透鏡80的焦點距離為88.4mm、光電子倍增管84的啟動時間為150ps的例子進行了說明，但不限於此。
在本實施例，以僅檢測來自於樣品110的散射光為例進行了說明，但亦可如在實施例1中使用圖5所作過的說明，存在有複數個檢測光學系統、正反射光檢測光學系統、透過光檢測光學系統。藉由增加檢測光學系統的數 量，能夠達到總檢測光量的增加，或藉由將各檢測光學系統的檢測訊號個別地進行比較處哩，能夠達到缺陷分類性能的提升。
在本實施例，以被測定對象為三醋酸纖維素等的透明薄膜、寬度1.5m之薄膜的例子進行了說明，但本實施例之被測定對象不限於此。例如，能以XY載置台保持半導體晶圓、玻璃基板，進行光柵掃描，亦可藉由Rθ載置台予以保持，再進行旋轉掃描。或亦可將前述裝置安裝於電車、車輛等，一邊行走，一邊進行軌道的傷痕、道路的凹陷等之檢查。
以上，依據實施形態具體地說明了本發明者開發完成的發明，但，本發明不限於前述實施例，在不超出其技術思想範圍內可進行各種變更。
20‧‧‧光源
21‧‧‧脈衝拾取器
22‧‧‧波長延遲部
23‧‧‧激發LD
24‧‧‧WDM耦合器
25‧‧‧摻鉺光纖
26‧‧‧準直器
27‧‧‧擴束器
28‧‧‧繞射格子
29‧‧‧Fθ透鏡
30‧‧‧旋轉滾子
31‧‧‧圓筒透鏡
32‧‧‧纖維束陣列
33‧‧‧透鏡
34‧‧‧發光二極體
35‧‧‧A/D變換器
36‧‧‧記憶體
37‧‧‧缺陷資訊抽出部
38‧‧‧輸出部
100、105‧‧‧雷射
110‧‧‧樣品
120‧‧‧單模光纖
321‧‧‧受光部
322‧‧‧終端部
341‧‧‧受光面

Claims (14)

  1. 一種檢查方法，其特徵為具有：用來產生脈衝雷射之脈衝雷射生成製程；將在此脈衝雷射生成製程所生成的脈衝雷射因應波長改變延遲量之脈衝寬度伸長製程；將在此脈衝寬度伸長製程因應波長改變了延遲量之脈衝雷射因應前述波長予以空間地展開之擴張製程；從對樣品呈垂直的方向將在此擴張製程因應前述波長空間地展開的脈衝雷射照射至樣品之照射製程；將來自於在此照射製程照射有脈衝雷射的樣品之散射光中之朝與前述垂直的方向不同的方向散射的光予以聚光的聚光製程；將在此聚光製程所聚光的散射光進行光電變換之光電變換製程；及處理在此光電變換製程進行了光電變換後的因應前述波長改變延遲量之每個散射光的檢測訊號，並抽出缺陷資訊之缺陷資訊抽出製程。
  2. 如申請專利範圍第1項之檢查方法，其中，在前述聚光製程，對前述樣品，從複數個仰角方向將散射光予以聚光，在前述光電變換製程，將在前述複數個仰角方向聚光後的散射光分別進行光電變換。
  3. 如申請專利範圍第1項之檢查方法，其中，在前述聚光製程，分別將來自於前述樣品的反射光和透過光予以聚光，在前述光電變換製程，將前述聚光後的反射光和 透過光分別進行光電變換。
  4. 如申請專利範圍第2或3項之檢查方法，其中，在前述缺陷資訊抽出製程，將在前述光電變換製程進行了光電變換後的複數個檢測訊號個別進行處理。
  5. 如申請專利範圍第2或3項之檢查方法，其中，在前述缺陷資訊抽出製程，將在前述光電變換製程進行了光電變換後的複數個檢測訊號予以統合並進行處理。
  6. 如申請專利範圍第1項之檢查方法，其中，在前述脈衝雷射生成製程所生成的脈衝雷射為近紅外線區域、或可見區域之脈衝雷射。
  7. 如申請專利範圍第1項之檢查方法，其中，進一步具有將在前述脈衝寬度伸長製程因應波長改變延遲量之脈衝雷射進行光放大之光放大製程，在前述照射製程，將在該光放大製程放大後的脈衝雷射照射至前述樣品。
  8. 一種檢查裝置，其特徵為具備有：用來產生脈衝雷射之光源；將在此光源所生成的脈衝雷射因應波長，使該脈衝雷射的延遲量改變之脈衝寬度伸長部；將在此脈衝寬度伸長部因應波長改變了延遲量之脈衝雷射空間地展開之繞射元件；從對樣品呈垂直的方向，將因應藉由此繞射元件空間地展開的波長使延遲量改變之脈衝雷射照射至樣品之照明光學系統； 將來自於在此照明光學系統照射有前述脈衝雷射的樣品之散射光中之朝與前述垂直的方向不同的方向散射的光予以聚光的聚光光學系統；將此聚光光學系統所聚光之來自於前述樣品的散射光進行光電變換之光電變換部；及處理在此光電變換部進行了光電變換後的的檢測訊號之訊號處理部。
  9. 如申請專利範圍第8項之檢查裝置，其中，前述聚光光學系統係具有複數個聚光部，用來將朝與前述垂直的方向不同的複數個方向散射之光分別進行聚光。
  10. 如申請專利範圍第8項之檢查裝置，其中，前述聚光光學系統具有複數個聚光部，其包含有：用來檢測來自於藉由照明光學系統照射前述脈衝雷射之樣品的反射光的反射光聚光部；及用來檢測透過前述樣品的透過光之透過光聚光部。
  11. 如申請專利範圍第9或10項之檢查裝置，其中，前述光電變換部係具有將藉由前述聚光光學系統的複數個聚光部分別所聚光之來自於前述的樣品的反射光或透過光分別進行光電變換之複數個光電變換器，前述訊號處理部係將藉由前述光電變換部的前述複數個光電變換器進行了光電變換之檢測訊號個別地進行處理。
  12. 如申請專利範圍第9或10項之檢查裝置，其中，前述光電變換部係具有將藉由前述聚光光學系統的複數個聚光部分別所聚光之來自於前述的樣品的反射光或透 過光分別進行光電變換之複數個光電變換器，前述訊號處理部係將藉由前述光電變換部的前述複數個光電變換器進行了光電變換之檢測訊號予以統合並進行處理。
  13. 如申請專利範圍第8項之檢查裝置，其中，前述光源係生成近紅外線區域或可見區域的脈衝雷射。
  14. 如申請專利範圍第8項之檢查方法，其中，進一步具有將在前述脈衝寬度伸長部因應波長改變延遲量之脈衝雷射進行光放大之光放大部，經由前述照射光學系統，將在該光放大部放大後的脈衝雷射照射至前述樣品。
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