JPH04307358A - 表面検査装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク等の試料
表面上に存在する微細な凹凸欠陥などの欠陥検出装置及
び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンピュ−タ−に使われる外部記
憶装置の磁気ディスク等においては、その表面に存在す
る凹凸や傷などの欠陥によって製品の品質が大きく左右
されるため、これらの欠陥を検出することによって製品
の品質管理を行う必要がある。この様な表面欠陥検出装
置としては種々の装置が提案されているが、非破壊検査
として代表的なものは光学方式の検出方式であり、デ・
ア−ル・オスワ−ド：レーザスキャンテクニークフォエ
レクトロニックマティリアルス　　サーフェイスエバリ
ューション、ジェ・オフ・エレクトロニクスマティリア
ルス第６巻第１号１９７４−１（Ｄ・Ｒ・Ｏｓｗａｌｄ
：Ａ　Ｌａｓｒｅ　Ｓｃａｎ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｆ
ｏｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｍａｔｅｒｉａｌｅｓ　
Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　，　Ｊ．ｏｆ
　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｍａｔｅｒｉａｌｅｓ　，
　Ｖｏｌ．３．Ｎｏ．１　１９７４−１）等がある。

【０００３】これらの原理を図２１〜図２３に示す。落
射照明光学系は、レーザ光源４０、集光レンズ４１、偏
光プリズム４２、フィールドレンズ４３、１／４波長板
４４、対物レンズ４５より成る。検出光学系は遮光板４
７、結像レンズ４８、検出器４９より成る。次に各部の
機能を詳しく説明する。

【０００４】図２２において、レーザ光源４０より出力
されたレーザ光５０はｓ偏光であり、偏光プリズム４２
を通過し、フィールドレンズ４３の絞り４３ａ内でレー
ザスポット５０ａとなる。フィールドレンズを通過した
レーザ光５０は１／４波長板４４を通過し対物レンズ４
５により試料４６上にレーザスポット５０ｃを形成する
。　　　　試料４６上に欠陥が存在していない場合には
試料表面からのレーザ反射光（０次回折光）５０は再度
対物レンズ４５、１／４波長板４４、フィールドレンズ
４３を通過し、偏光プリズム４２で１００％反射した後
、遮光板４７の遮光部４７ａで遮光される。ここで、フ
ィールドレンズ４３は、絞り４５ａにおけるレーザ光５
０の広がり５０ｂを遮光板４７ａに投影している。遮光
板４７は例えば透明ガラス板上の中心部に不透体を付け
て遮光部４７ａを形成している。ここで１／４波長板４
４をレーザ照明光５０が通過し、更にレーザ反射光５０
が通過すると、照明光５０のｓ偏光が反射光５０ではｐ
偏光に変化するので、偏光プリズム４２により反射光５
０は１００％反射される。

【０００５】図２３に示すように、試料４６上に欠陥５
２が存在する場合には、照明光５０が欠陥５２を照射す
ると欠陥５２からの散乱光（高次回折光）５１が発生し
、これは対物レンズ４５の絞り４５ａ内の全面に広がり
、前述した反射光５０と同一の光路を戻る。欠陥５２は
表面が微小な凹凸を呈しているので、散乱光５１の偏光
成分はｓとｐの両方を有する。散乱光５１のｐ偏光成分
５１ｂは偏光プリズム４２で反射した後、遮光板４７の
遮光部４７ａより外側の透明部を通過して、結像レンズ
４８で集光されて検出されるようになっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術では
、以下の点について配慮がされておらず、欠陥検査装置
の性能に問題があった。■　　欠陥種による散乱、反射
の状態は、２つのパターンがあり散乱性欠陥すなわち入
射光を各方向へと散乱させるような欠陥と偏向性欠陥つ
まり入射光を特定の方向に偏向させた反射を生じあまり
散乱光を生じないような欠陥（たとえば食い込み状の欠
陥のような滑らかな欠陥）が試料表面に存在する場合に
は、これを上記のような装置で検出することは不可能で
あった。この散乱性欠陥と偏向性欠陥とを合わせて検出
するためには、それぞれについての検出装置を別個に設
けなければならないことになり、コストアップを招くほ
か、光学系のアライメントの調整が複雑になるという問
題があった。■　　レーザスポット５０ｃは点状である
ので試料４６を２次元的に走査し検査時間の短縮を計る
ためには落射照明光学系光路中にレーザ走査手段を設け
る必要があり、光学系の複雑さを招いていた。　　■　
　ｓ偏光５１ａは偏光プリズム４２と集光レンズ４１を
通過した後、レーザ光源４０に戻り、集光するが、これ
はレーザ光源４０への雑音となりレーザ発振モードに悪
影響を及ぼし、この結果、レーザ寿命の低下やレーザ出
力の不安定（揺らぎ現象）等を招き、欠陥検査装置の信
頼性を低下させていた。本発明の第１の目的は、上記問
題を解決し、欠陥検出時間の短縮を計るようにした欠陥
検査方法及びその装置である。本発明の第２の目的は、
偏向性欠陥の検出を可能にし、散乱性欠陥の検出のｓ／
ｎ比を向上させるようにした欠陥検査方法及びその装置
である。本発明の第３の目的は、装置構成を簡素化した
欠陥検出装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、落射照明
系にアナモフィックプリズム等の一次元的に集束する光
学系を設置して試料上に線状落射照明を行うようにした
ことにある。

【０００８】第２の発明は、試料上に光を照明する照明
光学系と、試料表面で反射された光を集光する集光レン
ズ系と、該集光レンズ系から得られる光の偏向性反射光
を含んだ第１の反射光と、散乱性反射光を含んだ第２の
反射光とに分離する光分離手段を設けて、分離された反
射光のうち、第１の反射光は、複数並んだ受光位置検出
手段の受光面で受光される。これらの受光位置検出手段
は、偏向性反射光の上記受光面上での受光位置に応じた
受光位置信号をそれぞれ出力する手段であり、この信号
にもとずいて偏向性欠陥がそれぞれ検出される。一方、
第２の反射光は、散乱性反射光を検出する散乱性反射光
検出手段で受光され、その検出出力に於いて散乱性欠陥
が検出される。この散乱性反射光検出手段は、一行複数
列の受光素子の並びで構成されこの散乱光を光電変換す
る検出光学系と、該検出光学系からの出力信号を増幅さ
せる手段と、予め設定された基準値と比較し、該検出信
号が基準値を越えたときに欠陥信号として出力する比較
手段とを備え付けたことにある。

【０００９】第３の発明は、レーザ散乱光を遮光板で遮
光させ、レーザ光源に戻らないようにしたことを特徴と
する欠陥検出装置にある。

【００１０】本発明は欠陥検出に於いて、落射照明によ
り試料上に線状落射照明を行うことにより機械的な走査
手段を不要にして簡素化するようにしたことにある。ま
た、本発明は試料から反射してくる光をことなった特性
に分岐してそれぞれ２行複数列に並んだ受光素子の構成
の受光位置検出手段で反射光の変位位置を電気信号に変
換する検出光学系と一行複数列に並んだ受光素子で散乱
光を電気信号に変換する検出光学系とを備え付けたので
従来技術では捕らえられなかった欠陥を検出することが
でき、また、欠陥の検出感度を著しく向上させることが
出来る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図１〜図２０に示す一実施例
に基いて説明する。試料に対して線状落射照明を行う落
射照明系Ａは、レーザ光源１、集光レンズ２、アナモフ
ィックプリズム３、倍率変更レンズ４、中央部にスリッ
トを有する遮光板５、フィールドレンズ６、偏光プリズ
ム７、１／４波長板８、及び対物レンズ９より構成され
る。検出系は、試料１０からの反射光をふたつに分離す
るプリズム１１、散乱性欠陥検出光学系Ｂ及び偏光性欠
陥光学系Ｃから成る。前記散乱性欠陥検出光学系Ｂは、
０次回折光を遮光する遮光部を有する遮光板１３、結像
レンズ１２及び１行複数列の受光素子（散乱光検出素子
１４）から構成される。また、前記偏光性欠陥検出光学
系Ｃは、０次回折光以外の高次回折光を遮光する中央部
にスリットを有する遮光板１６、結像レンズ１５及び２
行複数列の受光素子（偏位検出素子１７）から構成して
いる。

【００１２】前記構成により、試料１０表面からのレー
ザ散乱光は遮光板５に遮光され、レーザ光源１に至らな
いようになっており、レーザ出力が安定となる。また、
落射照明系Ａには、一次元に集束させる光学素子である
アナモフィックプリズム３を設置し、レーザ照明光を試
料１０上で線状スポットに絞るので、Ｙ方向の走査手段
が不要となる。

【００１３】まず、前記第２の反射光に基く散乱性欠陥
検出について説明する。前記落射照明系Ａではレーザ光
源１、集光レンズ２、アナモフィックプリズム３を経た
レーザ光は倍率変更レンズ４を通過すると、線状レーザ
スポットを遮光板５のスリット部に形成する。ここでス
リットの幅はスポットの幅より僅かに広くする。更にレ
ーザ光はフィールドレンズ６の絞り内に線状スポットを
形成し、対物レンズ９の絞り内に線状スポットを形成す
る。対物レンズ９を通過後、試料１０に線状スポットが
集光される。この様子を図２及び図３に示す。

【００１４】試料１０上に欠陥がない場合、反射光２０
は照明光と同一の光路を戻り偏光プリズム７に至る。こ
こで前述の理由により偏光プリズム７を透過し、更にハ
ーフミラー１１、結像レンズ１２を通過した反射光２０
は光路に設置された遮光板１３の線状遮光部で遮光され
る。試料１０上の欠陥が線状スポットの端部に存在する
場合、この欠陥からの散乱光の結像を図４及び図５に説
明する。

【００１５】散乱光１９は絞り９ａ内に全面に広がり、
対物レンズ９を通過する。散乱光１９で偏光プリズム７
、ハーフプリズム１１、結像レンズ１２を透過した散乱
光は遮光板１３を通過した後、結像により検出器１４上
に結像となる。ここで全ての散乱光１９は遮光板１３の
線状遮光部１３ａより外側の透明部を通過する。これは
、散乱光は１次回折光以上の高次回折光であるので、そ
の広がりは０次回折光（試料からの反射光）の分布より
外側に分布するからである。散乱光１９で偏光プリズム
７によって反射した散乱光は、遮光板５で遮光される。 ここで、前記理由により全ての散乱光は遮光板５で遮光
するので、光源へ戻るレーザ光はない。

【００１６】図１〜図５の照明光、反射光、散乱光の偏
光を図６に整理する。落射照明光はｓ偏光（Ｘ方向に直
線偏光）であり、試料１０表面からの反射光はｐ偏光（
Ｙ方向に直線偏光）となる。このときの１／４波長板８
の作用は前述した。散乱光はｓ偏光とｐ偏光と混合であ
り、偏光プリズム７を透過した散乱光は散乱光検出器１
４に至る。図７を用いて上述の要点を整理する。落射照
明光による試料１０からの反射光２０を実線で示し、欠
陥からの散乱光２０ｃを破線で示す。反射光２０は遮光
板１３により完全に遮光され、全ての散乱光２０ｃは検
出器１４に至る。

【００１７】次に図８及び図１を用いて、本装置の試料
表面の走査方法を説明する。線状レーザスポット１８ａ
の長手方向を試料の半径方向に一致させて、試料をｏ方
向に螺旋状送りを行う。このように、従来の点状レーザ
スポット走査の場合に比べてｏ方向の走査回数を低減で
きるので、高速に欠陥検出が可能となる。制御回路１０
８は検出器用駆動回路１０９と送りステージ用駆動回路
１１０に指令を送る。送りステージ用駆動回路１１０に
はエンコーダー１１２が搭載されており、試料１０の座
標位置を欠陥座標メモリ回路１０６に送る。散乱光検出
素子１４からの信号は増幅器１０１で信号が増幅され比
較器１０３で所定の基準値と比較される。所定の基準値
は、試料１０に欠陥の存在しないときに得られる信号よ
り僅かに大きな値である。したがって、試料１０表面上
に欠陥が存在すると検出される散乱光は多くなり所定の
基準値を上回ることとなり欠陥検出信号が欠陥座標メモ
リ回路１０６に出力される。欠陥検出信号が発生すると
、エンコーダー１１２の座標出力がメモリー回路１０６
に記憶され、試料１０全面の走査が終了すると、欠陥座
標が出力されて、欠陥マップが欠陥表示回路１０７によ
って表示される。

【００１８】次に、前記第１の反射光に基く偏向性欠陥
検出について説明する。図９は、図１の内、偏向性欠陥
検出の説明に必要な部分のみを取り出したものに相当す
る部分図である。したがって、この図には散乱性反射光
は描かれておらず、また、入射レーザビーム２１や偏向
性反射光２０は、便宜上、幅を有しない直線として描か
れている。更に、試料１０表面には、その一部分を拡大
して示す図１０のように、偏向性欠陥の一例である滑ら
かな傾斜をもつ凹状欠陥が存在しているものとする。た
だし、基準面１０ａは、入射レーザビーム２１に対して
直角な面を示す。

【００１９】すると、レーザビームがこの凹状欠陥の傾
斜面２２において反射される場合には、この傾斜面２２
が基準面１０ａとなす傾斜角をθとすると、偏向性反射
光の偏向角は２θとなる。そして、対物レンズ９を通過
したのちの偏向性反射光は入射レーザビームに対して平
行となるが、そこでは、入射レーザビームに対して、　
　　　　　　　　　　　　　Δｘ＝ｆ・ｔａｎ（２θ）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）だけの偏
位を生じている。ここで、ｆは対物レンズ９の焦点距離
である。したがって、この場合には、偏位検出器１７の
受光面上の基準位置ｘ０からｆｍ・Δｘだけ偏位した位
置に偏向性反射光２０が入射することになる。 ただし、ｆｍは、結像レンズ１５の光学的倍率を示し、
基準位置ｘ０には、試料１０表面が基準面１０ａに一致
し、かつ欠陥が存在しないときの偏向性反射光２０（つ
まり正反射光）の受光位置である。このため、このΔｘ
を検出することによって、（１）式から傾斜角θを求め
ることが可能となる。なお、精密加工面上の微細で滑ら
かな傾斜を持つ凹状、凸状欠陥ではその傾斜角θは微小
であるため、上記（１）式の近似式として、　　　　　
　　　　　　　　　Δｘ≒ｆ・２θ　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２）を用い
ることができる。この様に、偏位量Δｘは凹状欠陥の傾
斜面２２の傾斜角θを反映した量となっているため、こ
の偏位量Δｘが所定位置を越えた場合に、偏向性欠陥が
存在すると判定することが可能となる。

【００２０】上記判定を具体的に行うためには、まず、
前記偏位検出器１７において受光した輝点の偏位量Δｘ
を、このΔｘに比例した電気信号レベルへと変換する。 その際、偏位量Δｘの微細な変化を可能な限り精密にと
らえ得るように、この偏位検出器１７としては、その受
光面が連続なひろがりを有する受光面となっているもの
を使用することが望ましい。そこで、この実施例では、
偏位検出器１７として、分割フォトダイオードという名
称で知られているセンサを使用する。図１１はこの様な
分割フォトダイオードの内、２行複数列で構成された偏
位検出器１７の受光面Ｓｕ，Ｓｄ等を示しており、各検
出器Ｓｕ、Ｓｄのそれぞれから取り出される光電流値の
和と差の比（以下、差動値と称す）を取ることにより、
受光された輝点の偏位量Δｘに応じた信号を、図１の信
号レベルとして出力する。

【００２１】ここで、Ｓｕ，Ｓｄの差動値を求めるため
、結像レンズ１５によって、検出器１７に結像される輝
点の明るさが均一であると仮定し、輝点の半径をｒとす
る。いま、試料１０面上に欠陥がなく、基準面１０ａと
試料面が一致しているとき、この輝点が検出器１７のＳ
ｕ，Ｓｄに同じ光量が入射されているように設定されて
いるものとすると、凹状欠陥の傾斜面２２によって偏位
ｆｍ・Δｘが生じたときの各検出素子Ｓｕ，Ｓｄの光量
は、 　　　　　　　　Ｓｕ＝πｒ２／２＋２ｒΔｘ　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（
３）　　　　　　　　Ｓｄ＝πｒ２／２−２ｒΔｘ　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　（４）で表される。（３）（４）式より、求められる
差動値（Ｓｕ−Ｓｄ）／（Ｓｕ＋Ｓｄ）は、 　　　　　　　　（Ｓｕ−Ｓｄ）／（ｓｕ＋Ｓｄ）＝（
４／πｒ）・Δｘ　　　　（５）となり、この差動値は
、偏位量Δｘに比例した関係を持つ検出量となることが
説明できる。

【００２２】これら検出器Ｓｕ，Ｓｄ等の信号レベルは
、図１の偏向性欠陥検出回路内に設けられた前記差動値
を増幅器１０１によって増幅され、後述する理由で設け
られたバンドパスフィルタ１０２を介して偏位検出信号
となる。この信号は次段の比較器１０３に於いて所定の
基準値と比較され、この基準値による弁別処理が行われ
る。そして、偏位検出信号（したがって、傾斜角θ）が
前記基準値を越えるときに欠陥検出信号が出力される。

【００２３】そこで、以下では、この比較、弁別動作を
中心にしてこの装置の動作をより詳しく説明する。まず
、レーザ光源１からのレーザビーム２１を試料１０表面
に照射しつつ、前記レーザビーム走査機構（図８に説明
）を用いて、試料１０表面を順次走査する。この様なス
キャンを行いつつ前記偏向性反射光の入射位置を偏位検
出器１７で検出すると、偏位検出信号Ｖは図１２及び図
１３のように変化する。ここで、Ｖ＝（Ｓｕ−Ｓｄ）／
（Ｓｕ＋Ｓｄ）である。この図１２は、試料表面が平坦
な場合であり、図１３は偏向性欠陥が存在する場合をそ
れぞれ示す。ただし、この実施例では、偏向性反射光の
受光位置が図９の基準位置ｘ０となっているときの信号
レベルが０となるように構成している。この図１２及び
図１３から判るように、試料１０表面に偏向性欠陥が存
在する場合には、偏位検出信号Ｖがこの欠陥の傾斜角θ
に応じた振幅で変動する。

【００２４】図１４は、この様な偏向性欠陥によって生
ずる偏位検出信号Ｖの変動を、単一の凹状欠陥の場合に
ついてモデル化して示した図である。この図に示すよう
に、試料１０表面に欠陥が存在すると、偏位検出信号Ｖ
は一度（＋）または（−）方向に変動した後、これと反
対符号方向に変動して基準レベルへと戻る。それは、図
１０中に示したように、欠陥に於いて一つの方向に傾斜
した傾斜面２２が存在すれば、反対の方向に傾斜した傾
斜面２３がこれにともなって存在するため、偏位検出器
の受光面に於ける輝点位置は、（＋）（−）の双方向に
順次変動した後にｘ０へと戻るためである。

【００２５】そこで、この実施例では、図１の比較器１
０３に設定する基準値として、図１４に示すようなＶｈ
，Ｖｌの２つの値を用いる。ただし、これらの基準値Ｖ
ｈ，Ｖｌは、Ｖｈ＞０、Ｖｌ＜０であって、許容される
欠陥の限界値に応じて定められる値である。そして、偏
位検出信号ＶがＶｈ以上となるか、またはＶｌ以下とな
ったときには欠陥検出信号として出力する。

【００２６】次に、図１５に示すように、試料１０表面
が全体として基準面１０ａから角度φだけ傾いている場
合の処理を説明する。このときは、欠陥が存在しないと
きでも、レーザビーム２１がこの角度φに応じた反射角
で反射され、受光面上の偏向性反射光の受光位置がｘ０
からずれたものとなる。このため、偏位検出信号Ｖは図
１６のようなオフセットレベルＶｏｆｆをもったものと
なり、このオフセットレベルＶｏｆｆが大きくなると、
前記基準値Ｖｈ，Ｖｌによる欠陥の存在の判定が困難と
なる。そこで、この様な場合には、図１の比較器１０３
の前段に微分器（図示せず）を設け、偏位検出信号Ｖの
時間微分ΔＶ／Δｔを求める。この装置においては試料
１０表面を走査しつつ検出信号を取り込んでいることを
考慮すれば、これは、図１７中に示した微小走査区間Δ
ｓについての差分ΔＶ／Δｓをとっていることと等価で
ある。

【００２７】この様にして得られる信号が図１７に示さ
れており、この図から判るように、試料１０表面の内欠
陥が存在しない位置では、傾きの有無に関わらずΔＶ／
Δｓ＝０となるため、欠陥が存在する位置のみにおいて
信号レベルが（＋）（−）に変動する。したがって、こ
れを基準値Ｖｈ，Ｖｌによって弁別することによって欠
陥検出が可能となる。つまり、この発明における偏向性
欠陥の検出は、受光位置の偏位そのものだけでなく、こ
の例における差分ΔＶ／Δｓのように、偏位に応じた量
を求めることによって一般に実現可能である。

【００２８】さらに、図１８のように、試料１０表面を
回転させて走査を行うような場合には、試料１０表面が
、図中矢印Ｅで示すような面振れを起こし、それによっ
て偏向性反射光の反射方向が図中の範囲Ｒｔ〜Ｒｔ´で
動揺してしまう。この場合、図１の偏位検出器１７の出
力を増幅してそのまま偏位検出信号Ｖとすると、図１９
のように試料１０表面の回転周期に応じた周期をもった
変動が生ずることになる。このため、基準値Ｖｈ，Ｖｌ
による欠陥検出がやはり困難となる。

【００２９】これに対応するために、図１の欠陥検出回
路１００にはバンドパスフィルタ１０２が設けられてお
り、このバンドパスフィルタ１０２によって試料の回転
周期に応じた周波数成分を除去する。こうすることによ
って、図２０のような適正な偏位検出信号Ｖが得られる
ことになる。この様に、バンドパスフィルタ１０２を設
けることにより、無用の低周波数成分がカットされるが
、更に、これによって欠陥検出帯域以上の高周波成分も
カットされるため、製品の品質に影響しないような極め
て小さな凹凸やほこりによる信号、それに種々のノイズ
等の影響も防止されることになる。なお、このバンドパ
スフィルタ１０２は、図１６のオフセットレベル（直流
成分）Ｖｏｆｆを除去する効果もある。この様に、偏位
検出信号の変動補正手段を設けることにより、種々の状
況に対処可能な装置となる。

【発明の効果】以上説明したように、本発明により機械
的に走査する機構を簡素化することができる。また、従
来検出できなかった偏向性欠陥を検出することができ、
従来検出されていた散乱性欠陥を高感度で検出すること
ができる。したがって、磁気ディスク用素材に代表され
る鏡面加工された表面上の微細欠陥が検出可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による表面欠陥検出装置の一実施例を示
す斜視図

【図２】図１に示す照明光学系Ａの光路を示す側面図及
び一部断面図

【図３】図１に示す照明光学系Ａの光路を示す平面図及
び一部断面図

【図４】図１に示す検出光学系Ｂの光路を示す側面図及
びその散乱の広がりを示す一部断面図

【図５】図１に示す検出光学系Ｂの光路を示す平面図及
びその散乱の広がりを示す一部断面図

【図６】図２〜図５に示す光路における偏向状態を示す
光路図

【図７】欠陥からの散乱光を検出する場合の良さを説明
するための図

【図８】図１に示す装置に置いて試料の送り方を示す図

【図９】偏向性欠陥検出に付いての説明図で、図１の一
部分図

【図１０】偏向性欠陥検出に付いての説明図で、図９の
部分図

【図１１】偏向性欠陥検出に付いての説明図で、検出器
１７の構成図

【図１２】偏向性欠陥検出の原理を説明するための図

【
図１３】偏向性欠陥検出の原理を説明するための図

【図
１４】偏向性欠陥検出の原理を説明するための図

【図１
５】偏向性欠陥検出の原理を説明するための図

【図１６
】偏向性欠陥検出の原理を説明するための図

【図１７】
偏向性欠陥検出の原理を説明するための図

【図１８】偏
向性欠陥検出の原理を説明するための図

【図１９】偏向
性欠陥検出の原理を説明するための図

【図２０】偏向性
欠陥検出の原理を説明するための図

【図２１】従来の検
出光学系の構成を示す斜視図

【図２２】従来の検出光学
系での試料からの反射光を示す光路図

【図２３】従来の検出光学系での欠陥からの散乱光を示
す光路図

【符号の説明】

１　　　　光源 ２　　　　コリメータレンズ ３　　　　アナモフィックプリズム ４　　　　倍率変更レンズ ５　　　　遮光板 ６　　　　フィールドレンズ ７　　　　偏光ビームスプリッタ ８　　　　１／４波長板 ９　　　　対物レンズ １０　　　　試料 １１　　　　ハーフプリズム １２　　　　結像レンズ １３　　　　遮光板 １４　　　　散乱光検出器 １５　　　　結像レンズ １６　　　　ピンホール １７　　　　偏位検出器 ２０　　　　試料からの反射光 ２１　　　　光源からのレーザビーム ２２　　　　偏向性欠陥の傾斜面 ２３　　　　偏向性欠陥の傾斜面 １００　　欠陥検出回路 １０１　　偏位検出器用増幅回路 １０２　　バンドパスフィルタ回路 １０３　　比較器回路 １０４　　散乱光検出器用増幅回路 １０５　　比較器回路 １０６　　欠陥座標メモリ回路 １０７　　欠陥表示回路 １０８　　制御回路 １０９　　検出系駆動回路 １１０　　送りステージ駆動回路 １１１　　送りステージ機構 １１２　　エンコーダー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光源のビーム光で線状照明を行う線状
   光学系手段で試料に照射して、前記試料表面からの前記
   線状照明領域の反射光を検出することによって前記試料
   表面に存在する微細な欠陥を検出する装置であって、前
   記試料からの前記線状照明領域の反射光を、偏向性反射
   光を含んだ第１の反射光と、散乱性反射光を含んだ第２
   の反射光とに分離するハーフミラーを設けて二つに分離
   する光分離手段と、前記第１の反射光の散乱光を遮光す
   る遮光手段と、前記遮光手段を通過した前記反射光を受
   光する複数の受光面をもち、かつ前記偏向性反射光の前
   記受光面上での受光位置（偏位）検出信号を前記受光面
   の数だけ出力する受光位置（偏位）検出手段と、前記第
   ２の反射光の正反射光を遮光する遮光手段と、前記遮光
   手段を通過した反射光を受光する複数の受光面をもち、
   前記散乱性反射光を前記受光面の数だけ検出する散乱性
   反射光検出手段とを備え、前記試料表面に存在する欠陥
   の内、偏向性欠陥を前記偏位（位置）検出信号に基いて
   検出し、散乱性欠陥を前記散乱性反射光検出手段の検出
   出力に基いて検出することを特徴とする表面検査装置。
2. 【請求項２】　　前記試料と前記検出手段との間に、前
   記線状集光光学素子からの照明光を反射させ、前記試料
   の反射光を通過させるハーフミラーを設けたことを特徴
   とする請求項１記載の表面検査装置。
3. 【請求項３】　　前記偏向性反射光検出手段は単位光電
   変換素子の受光面が所定の規則にしたがって空間的に配
   列され、前記反射光の空間的強度分布の基準位置からの
   ずれ（変位）量を検出する光電変換素子アレイを設けた
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の表面検
   査装置。
4. 【請求項４】　　光源と線状集光光学系とを有する落射
   照明光学系と、複数の受光素子と試料からの反射光を二
   組の該受光素子上に結像する集光レンズと遮光光学系と
   を有する検出光学系と、上記受光素子から得られる信号
   を演算して欠陥を検出する演算手段とを備え付けたこと
   を特徴とする表面検査装置。