JPH07198622A - テレセントリック走査光学系とテレセントリックコン デンサーレンズとを組合せた検査用光学系。 - Google Patents
テレセントリック走査光学系とテレセントリックコン デンサーレンズとを組合せた検査用光学系。Info
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- JPH07198622A JPH07198622A JP35484493A JP35484493A JPH07198622A JP H07198622 A JPH07198622 A JP H07198622A JP 35484493 A JP35484493 A JP 35484493A JP 35484493 A JP35484493 A JP 35484493A JP H07198622 A JPH07198622 A JP H07198622A
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、液晶ディスプレイ用ガラス板、半
導体ウェーハ、レチクルないしマスク用ガラスブランク
ス、等の、キズ、泡、ゴミ、異物等を、高速、高Ｓ／Ｎ
比で検出するために使用される光学系を提供するもので
ある。 【構成】 レーザを光源とし、テレセントリック走査光
学系を配置し、当該光学系の焦点位置に検査対象物が置
かれ、つぎにテレセントリックコンデンサーレンズを、
その焦点面を第一のテレセントリック走査光学系の焦点
面に向け、かつ一致させて配置し、当該コンデンサーレ
ンズの後側射出瞳において、０次回折光がフィルタリン
グにより取りこぼされ、散乱光のみ取り込む、テレセン
トリック走査光学系とテレセントリックコンデンサーレ
ンズとを組み合わせた検査用光学系。
導体ウェーハ、レチクルないしマスク用ガラスブランク
ス、等の、キズ、泡、ゴミ、異物等を、高速、高Ｓ／Ｎ
比で検出するために使用される光学系を提供するもので
ある。 【構成】 レーザを光源とし、テレセントリック走査光
学系を配置し、当該光学系の焦点位置に検査対象物が置
かれ、つぎにテレセントリックコンデンサーレンズを、
その焦点面を第一のテレセントリック走査光学系の焦点
面に向け、かつ一致させて配置し、当該コンデンサーレ
ンズの後側射出瞳において、０次回折光がフィルタリン
グにより取りこぼされ、散乱光のみ取り込む、テレセン
トリック走査光学系とテレセントリックコンデンサーレ
ンズとを組み合わせた検査用光学系。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶ディスプレイ用ガ
ラス板、半導体ウェーハ、レチクルないしマスク用ガラ
スブランクス、等の、きず、泡、ゴミ、異物等を、高
速、高Ｓ／Ｎ比で検出するために使用される光学系に関
するものである。
ラス板、半導体ウェーハ、レチクルないしマスク用ガラ
スブランクス、等の、きず、泡、ゴミ、異物等を、高
速、高Ｓ／Ｎ比で検出するために使用される光学系に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の検査法では、顕微鏡対物レンズで
拡大して検査するため、微小な視野しか一時に検査でき
ず、そのため、検査対象物をＸＹステージに載せ、ステ
ージをＸＹに駆動して対象物全面を検査していた。
拡大して検査するため、微小な視野しか一時に検査でき
ず、そのため、検査対象物をＸＹステージに載せ、ステ
ージをＸＹに駆動して対象物全面を検査していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来法の問題点は、大
きなものが二つある。第一は、検査スピードが遅いこ
と、すなわち検査に時間がかかりすぎる点である。検査
を大幅にスピードアップすることにより、生産性を格段
にアップし、トータルコストをさげることが、緊急の課
題である。第二は、顕微鏡で拡大しても、検出したいキ
ズ、異常、異物、ゴミ、等によるシグナルのＳ／Ｎ比が
低く、誤検出や検出漏れが起きやすい点である。すなわ
ち、Ｓ／Ｎ比の改善がもとめられている。本発明は、こ
れらの問題点を解決するという課題にこたえるものであ
る。
きなものが二つある。第一は、検査スピードが遅いこ
と、すなわち検査に時間がかかりすぎる点である。検査
を大幅にスピードアップすることにより、生産性を格段
にアップし、トータルコストをさげることが、緊急の課
題である。第二は、顕微鏡で拡大しても、検出したいキ
ズ、異常、異物、ゴミ、等によるシグナルのＳ／Ｎ比が
低く、誤検出や検出漏れが起きやすい点である。すなわ
ち、Ｓ／Ｎ比の改善がもとめられている。本発明は、こ
れらの問題点を解決するという課題にこたえるものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】まず、検出の原理を従来
法とは根本的に改める。レーザビームをコリメータレン
ズにより拡大した平行光とし、これをスキャナーとテレ
セントリックＦ−θレンズにより絞り込んだスポット
を、対象物上を高速にスキャンする。レーザ光は、指向
性が高く極めて高輝度なスポットに絞り込めるため、対
象物上のキズ、異物、ゴミ等による散乱光は、十分高い
Ｓ／Ｎ比で検出し得る。ここでスキャンレンズをテレセ
ントリックとしておく理由は、主光線が常に対象物に子
午断面内で垂直に入射させるためである。またスキャン
レンズを、同時にＦ−θレンズとしておくほうが、スキ
ャンの直前のトリガー信号からの経過時間の計測によっ
て、キズ等の位置を特定するにあったて、位置精度が高
まるため、より好ましい。こうして対象物上に形成され
たスポット光は、キズ等により一部が散乱し、残部は透
過する。この散乱光を、つぎに置くテレセントリックコ
ンデンサーレンズによって集光する。このコンデンサー
レンズは、逆向きにおき、焦点面を先のテレセントリッ
クＦ−θレンズの焦点面に重ねる。コンデンサーレンズ
の開口数ＮＡ（Ｃ）は、Ｆ−θレンズのＮＡ（Ｆ）より
相当程度大きくしておく。すなわち、 ＮＡ（Ｃ）＞＞ＮＡ（Ｆ） として、対象物上のキズ等による散乱光を拾い込む。ま
た、Ｆ−θレンズ、コンデンサーレンズ、ともにテレセ
ントリックにしてあるので、レーザスポットが光軸上に
あっても軸外にあっても、スキャン範囲のどこにあって
も、レーザビームは対象物に光学系の子午面内で垂直に
入射し、コンデンサーレンズに拾い込まれた光も、主光
線は、コンデンサーレンズを通過後、その後側瞳面の中
心を通る。従ってこの位置に、０次回折光を遮断する輪
帯状の絞りを置き、散乱光のみを後方に通すことが可能
となる。または、輪帯状の絞りのかわりに、輪帯状のガ
ラスファイバー束によって、散乱光のみを拾い込む方法
もある。
法とは根本的に改める。レーザビームをコリメータレン
ズにより拡大した平行光とし、これをスキャナーとテレ
セントリックＦ−θレンズにより絞り込んだスポット
を、対象物上を高速にスキャンする。レーザ光は、指向
性が高く極めて高輝度なスポットに絞り込めるため、対
象物上のキズ、異物、ゴミ等による散乱光は、十分高い
Ｓ／Ｎ比で検出し得る。ここでスキャンレンズをテレセ
ントリックとしておく理由は、主光線が常に対象物に子
午断面内で垂直に入射させるためである。またスキャン
レンズを、同時にＦ−θレンズとしておくほうが、スキ
ャンの直前のトリガー信号からの経過時間の計測によっ
て、キズ等の位置を特定するにあったて、位置精度が高
まるため、より好ましい。こうして対象物上に形成され
たスポット光は、キズ等により一部が散乱し、残部は透
過する。この散乱光を、つぎに置くテレセントリックコ
ンデンサーレンズによって集光する。このコンデンサー
レンズは、逆向きにおき、焦点面を先のテレセントリッ
クＦ−θレンズの焦点面に重ねる。コンデンサーレンズ
の開口数ＮＡ（Ｃ）は、Ｆ−θレンズのＮＡ（Ｆ）より
相当程度大きくしておく。すなわち、 ＮＡ（Ｃ）＞＞ＮＡ（Ｆ） として、対象物上のキズ等による散乱光を拾い込む。ま
た、Ｆ−θレンズ、コンデンサーレンズ、ともにテレセ
ントリックにしてあるので、レーザスポットが光軸上に
あっても軸外にあっても、スキャン範囲のどこにあって
も、レーザビームは対象物に光学系の子午面内で垂直に
入射し、コンデンサーレンズに拾い込まれた光も、主光
線は、コンデンサーレンズを通過後、その後側瞳面の中
心を通る。従ってこの位置に、０次回折光を遮断する輪
帯状の絞りを置き、散乱光のみを後方に通すことが可能
となる。または、輪帯状の絞りのかわりに、輪帯状のガ
ラスファイバー束によって、散乱光のみを拾い込む方法
もある。
【０００５】
【作用】レーザ光は、指向性が高く、極めて高い輝度に
絞り込むことができる。従って対象物上のキズ、ゴミ、
異物等により散乱した光も、十分に高いＳ／Ｎ比のレベ
ルで、信号光として取り出すことができることは、知ら
れていた。ただ、検査対象を一点ではなく、レーザスポ
ットをある範囲スキャンし一本の線にした時、信号光の
みを取り出す、光学系の工夫が知られていなっかた。本
発明では、上記のごとく、スキャンレンズをテレセント
リックＦ−θレンズとし、かつ、コンデンサーレンズを
テレセントリックコンデンサーレンズとすることによっ
て、コンデンサーレンズの後側瞳位置で、散乱光のみを
取り出す、フィルタリングが可能となった。また、スキ
ャンにより線上の検査を可能としたため、スキャン方向
の直角方向に、対象物を載せたステージを移動すること
によって、二次限平面上の検査が可能となった。さら
に、これによって、高いＳ／Ｎ比を保持したまま検査ス
ピードが格段に向上できることになった。
絞り込むことができる。従って対象物上のキズ、ゴミ、
異物等により散乱した光も、十分に高いＳ／Ｎ比のレベ
ルで、信号光として取り出すことができることは、知ら
れていた。ただ、検査対象を一点ではなく、レーザスポ
ットをある範囲スキャンし一本の線にした時、信号光の
みを取り出す、光学系の工夫が知られていなっかた。本
発明では、上記のごとく、スキャンレンズをテレセント
リックＦ−θレンズとし、かつ、コンデンサーレンズを
テレセントリックコンデンサーレンズとすることによっ
て、コンデンサーレンズの後側瞳位置で、散乱光のみを
取り出す、フィルタリングが可能となった。また、スキ
ャンにより線上の検査を可能としたため、スキャン方向
の直角方向に、対象物を載せたステージを移動すること
によって、二次限平面上の検査が可能となった。さら
に、これによって、高いＳ／Ｎ比を保持したまま検査ス
ピードが格段に向上できることになった。
【０００６】
【実施例】本発明の実施例としての光学系を図１および
表１、表２に示す。図１において２は、テレセントリッ
ク走査レンズである。本実施例では、これは、テレセン
トリックＦ−θレンズとしてある。１は、当該レンズの
入射瞳をしめす。３は、検査対象物。本実施例では、透
過物体の場合を示す。４は、テレセントリックコンデン
サーレンズ。５は、当該レンズの後側瞳位置を示す。
表１、表２に示す。図１において２は、テレセントリッ
ク走査レンズである。本実施例では、これは、テレセン
トリックＦ−θレンズとしてある。１は、当該レンズの
入射瞳をしめす。３は、検査対象物。本実施例では、透
過物体の場合を示す。４は、テレセントリックコンデン
サーレンズ。５は、当該レンズの後側瞳位置を示す。
【０００７】本実施例ではテレセントリックＦ−θレン
ズ２は波長：λ＝０．６３２８μｍ、焦点距離：ｆ＝４
００ｍｍ、Ｆｎｏ＝１１．７、であり、１／ｅ２での直
径が、３２ｍｍのガウスビームをなすレーザ光を入射さ
せたとき、１０μｍのスポットを焦点面上に結ぶ。この
ときレーザ光の実効Ｆｎｏは、１２．５である。このス
ポットが検査対象物、３のうえを走査する。走査幅は、
Ｗ＝３００ｍｍである。一方、テレセントリックコンデ
ンサーレンズ、４は、焦点距離：ｆ＝２８０ｍｍ、後側
瞳、５の直径は２００ｍｍ、であり、Ｆｎｏは、１．４
である。
ズ２は波長：λ＝０．６３２８μｍ、焦点距離：ｆ＝４
００ｍｍ、Ｆｎｏ＝１１．７、であり、１／ｅ２での直
径が、３２ｍｍのガウスビームをなすレーザ光を入射さ
せたとき、１０μｍのスポットを焦点面上に結ぶ。この
ときレーザ光の実効Ｆｎｏは、１２．５である。このス
ポットが検査対象物、３のうえを走査する。走査幅は、
Ｗ＝３００ｍｍである。一方、テレセントリックコンデ
ンサーレンズ、４は、焦点距離：ｆ＝２８０ｍｍ、後側
瞳、５の直径は２００ｍｍ、であり、Ｆｎｏは、１．４
である。
【０００８】本発明の原理については、上記、手段と作
用のところで概略を述べたが、ここで原理をしめす模式
図、図３を用いて、詳細に説明する。図３において、１
は、テレセントリック走査レンズ２の入射瞳で、実際に
はここでポリゴンミラー等の反射面が回転する。３は、
検査対象物。ここでは、透過物体の場合を示す。２は、
再三述べるように、テレセントリックであるため、２か
ら射出するビームの主光線は、軸上であれ軸外であれ、
常に焦点面に垂直に入射する。次に、本発明では、コン
デンサーレンズ４も、テレセントリックとしてあるた
め、検査ビームの０次回折光は、対象物を垂直に通り抜
け、軸上を通る光も、軸外を通る光も、その主光線はコ
ンデンサーレンズ４を通過後は、その後側瞳５の中心を
通る。後側瞳５の中心付近、０次回折光の範囲を、マス
キングするか、ないしは、リング状のファイバー束１６
によって、取りこぼし、対象物上のキズ、異物等による
散乱光のみ受光する。こうして、高速、高Ｓ／Ｎ比での
検査が可能となった。
用のところで概略を述べたが、ここで原理をしめす模式
図、図３を用いて、詳細に説明する。図３において、１
は、テレセントリック走査レンズ２の入射瞳で、実際に
はここでポリゴンミラー等の反射面が回転する。３は、
検査対象物。ここでは、透過物体の場合を示す。２は、
再三述べるように、テレセントリックであるため、２か
ら射出するビームの主光線は、軸上であれ軸外であれ、
常に焦点面に垂直に入射する。次に、本発明では、コン
デンサーレンズ４も、テレセントリックとしてあるた
め、検査ビームの０次回折光は、対象物を垂直に通り抜
け、軸上を通る光も、軸外を通る光も、その主光線はコ
ンデンサーレンズ４を通過後は、その後側瞳５の中心を
通る。後側瞳５の中心付近、０次回折光の範囲を、マス
キングするか、ないしは、リング状のファイバー束１６
によって、取りこぼし、対象物上のキズ、異物等による
散乱光のみ受光する。こうして、高速、高Ｓ／Ｎ比での
検査が可能となった。
【０００９】図２で、未説明の番号につき説明する。６
は、レーザ光源、７は、所望の直径までビームを広げる
ための、コリメータレンズ、８は、ビームを走査するた
めのポリゴンミラー、９は、たとえばリング状のファイ
バー束と光電変換素子、１０は、ミラー、１１は、光を
受けた瞬間パルス信号をだすための、受光素子で、この
パルス信号からの経過時間によって、対象物上の走査位
置を特定する。主走査方向に直角な方向には、対象物３
を載せたステージ（図には描いていない）を、移動さ
せ、対象物の全面を検査する。
は、レーザ光源、７は、所望の直径までビームを広げる
ための、コリメータレンズ、８は、ビームを走査するた
めのポリゴンミラー、９は、たとえばリング状のファイ
バー束と光電変換素子、１０は、ミラー、１１は、光を
受けた瞬間パルス信号をだすための、受光素子で、この
パルス信号からの経過時間によって、対象物上の走査位
置を特定する。主走査方向に直角な方向には、対象物３
を載せたステージ（図には描いていない）を、移動さ
せ、対象物の全面を検査する。
【００１０】次に、実施例のレンズデータを表１、表２
にしめす。
にしめす。
【表１】
【００１１】
【００１２】コンデンサーレンズのレンズデータについ
ては、面番号の順序を、後側瞳（図１の５）に近い側か
ら付番し、検査対象物（図１の３）にちかずくにつれ
て、面番号が大きくなる方向でしめす。
ては、面番号の順序を、後側瞳（図１の５）に近い側か
ら付番し、検査対象物（図１の３）にちかずくにつれ
て、面番号が大きくなる方向でしめす。
【表２】
【００１３】
【００１４】上記、表１、表２のレンズは、単波長で用
いるため本来色消しの必要は全く無いが、それにも係わ
らず色消しの効果をもたせてあるのは、使用波長をより
短くすると、散乱効果は著しく大きくなるので、より短
波長のレーザ光への応用性を考慮してのことである。
いるため本来色消しの必要は全く無いが、それにも係わ
らず色消しの効果をもたせてあるのは、使用波長をより
短くすると、散乱効果は著しく大きくなるので、より短
波長のレーザ光への応用性を考慮してのことである。
【００１５】
【発明の効果】本光学系の発明により、Ｆ−θレンズ等
の走査光学系の軸上から軸外にわたって、全像面につい
て、高輝度レーザスポットを走査しながらのフィルタリ
ングが可能となった。それによって、検査対象物の、高
速、高Ｓ／Ｎ比での検査を可能とする検査装置の開発が
可能となった
の走査光学系の軸上から軸外にわたって、全像面につい
て、高輝度レーザスポットを走査しながらのフィルタリ
ングが可能となった。それによって、検査対象物の、高
速、高Ｓ／Ｎ比での検査を可能とする検査装置の開発が
可能となった
【図１】本発明の光学系の配置を、実施例の光学系を用
いてしめす断面図である。
いてしめす断面図である。
【図２】本発明の光学系を用いた検査装置の、光学系配
置図である。
置図である。
【図３】本発明の原理を説明するための、光学系の模式
図である。
図である。
１ テレセントリック走査レンズの入射瞳位置 ２ テレセントリック走査レンズ ３ 検査対象物（透過物体の例） ４ テレセントリックコンデンサーレンズ ５ テレセントリックコンデンサーレンズの後側瞳位置 ６ レーザ光源 ７ コリメータレンズ ８ ポリゴンミラー ９ フィルタリング部材（例えばリング状のファイバー
束）と光電変換素子 １０ ミラー １１ 受光素子 １２ 走査用レーザビーム（軸上位置） １３ 散乱光の光束（軸上） １４ 走査用レーザビーム（軸外位置） １５ 散乱光の光束（軸外） １６ リング状ファイバー束
束）と光電変換素子 １０ ミラー １１ 受光素子 １２ 走査用レーザビーム（軸上位置） １３ 散乱光の光束（軸上） １４ 走査用レーザビーム（軸外位置） １５ 散乱光の光束（軸外） １６ リング状ファイバー束
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザを光源とし、テレセントリック走
査光学系を配置し、当該光学系の焦点位置に、検査対象
物が置かれ、検査対象物を透過した光、ないしは正反射
した光を、走査光学系の開口数より大なる開口数を有す
るテレセントリックコンデンサーレンズを、その焦点面
を第一のテレセントリック走査光学系の焦点面に向け、
かつ一致させて配置し、当該テレセントリックコンデン
サーレンズの後側射出瞳に於て、０次回折光は、マスキ
ングにより遮断されるか、ないしは、リング状のガラス
ファイバー束により取りこぼされ、散乱光のみ取り込
む、テレセントリック走査光学系とテレセントリックコ
ンデンサーレンズとを組合せた検査用光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35484493A JPH07198622A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | テレセントリック走査光学系とテレセントリックコン デンサーレンズとを組合せた検査用光学系。 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35484493A JPH07198622A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | テレセントリック走査光学系とテレセントリックコン デンサーレンズとを組合せた検査用光学系。 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07198622A true JPH07198622A (ja) | 1995-08-01 |
Family
ID=18440294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35484493A Pending JPH07198622A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | テレセントリック走査光学系とテレセントリックコン デンサーレンズとを組合せた検査用光学系。 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07198622A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5898492A (en) * | 1997-09-25 | 1999-04-27 | International Business Machines Corporation | Surface inspection tool using reflected and scattered light |
| JP2008514958A (ja) * | 2004-09-28 | 2008-05-08 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | テレセントリック光学素子を有するサイトメータ |
| US8462328B2 (en) | 2008-07-22 | 2013-06-11 | Orbotech Ltd. | Efficient telecentric optical system (ETOS) |
| CN110767563A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-02-07 | 上海华力集成电路制造有限公司 | 检测晶圆完整性的方法、rtp机台 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP35484493A patent/JPH07198622A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5898492A (en) * | 1997-09-25 | 1999-04-27 | International Business Machines Corporation | Surface inspection tool using reflected and scattered light |
| JP2008514958A (ja) * | 2004-09-28 | 2008-05-08 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | テレセントリック光学素子を有するサイトメータ |
| US8462328B2 (en) | 2008-07-22 | 2013-06-11 | Orbotech Ltd. | Efficient telecentric optical system (ETOS) |
| CN110767563A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-02-07 | 上海华力集成电路制造有限公司 | 检测晶圆完整性的方法、rtp机台 |
| CN110767563B (zh) * | 2019-10-25 | 2022-05-27 | 上海华力集成电路制造有限公司 | 检测晶圆完整性的方法、rtp机台 |
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