JPH09138364A - 光走査装置及び異物検査装置 - Google Patents

光走査装置及び異物検査装置

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JPH09138364A
JPH09138364A JP7317130A JP31713095A JPH09138364A JP H09138364 A JPH09138364 A JP H09138364A JP 7317130 A JP7317130 A JP 7317130A JP 31713095 A JP31713095 A JP 31713095A JP H09138364 A JPH09138364 A JP H09138364A
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angle
light
light flux
optical axis
incident
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JP7317130A
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English (en)
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Tsuneyuki Hagiwara
恒幸 萩原
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Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、被光束照射物に対して物理的に安定
した光走査を行い得る光走査装置及び異物検査装置を実
現するものである。 【解決手段】回転軸と平行な第一の光軸に沿つて入射さ
れる入射光束を、第一の光軸に対して第一の角度をなす
第一の光束と第一の光軸に対して第二の角度をなす第二
の光束とに波面分割すると共に、波面分割の中心位置を
基準とした回転軸の回転方向に第一の光束及び第二の光
束をそれぞれ偏向して被光束照射物(被検査物)に入射
させ、回転軸と第一の光軸との相対的な角度偏差に基づ
いて第一の角度及び第二の角度の両方又はいずれか一方
が変化して生じる面振れ誤差を補償して第一の角度及び
第二の角度を一定値に維持する光偏向手段を設けたこと
により、回転駆動手段の回転軸に静的又は動的な軸振れ
が生じた場合においても、被光束照射物に対して物理的
に安定して走査させ得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 発明の属する技術分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 発明の実施の形態 (1)第1実施例 (1−1)原理(図1(A)〜図3) (1−2)第1実施例による異物検査装置の構成(図4
〜図6) (1−3)第1実施例の動作 (1−4)第1実施例の効果 (2)第2実施例 (2−1)原理(図7(A)〜図9) (2−2)第2実施例による異物検査装置の構成(図1
0) (2−3)第2実施例の動作 (2−4)第2実施例の効果 (3)他の実施例 発明の効果
【0002】
【発明の属する技術分野】本発明は、光走査装置及び異
物検査装置に関し、例えば液晶製造用のマスク等の大型
基板の表面に付着した異物の有無を検出する装置に適用
して好適なものである。
【0003】
【従来の技術】従来、この種の異物検査装置における基
板上の異物の有無を検出する光学的手段として図11
(A)及び(B)に示すような光走査装置1が用いられ
ている。なお、図11(A)は正面図であり、図11
(B)は下面図である。光走査装置1は、装置内に固定
されたモータ2と当該モータ2の駆動軸2Aと一体に矢
印aで示す方向に回転されるロータリミラー3から構成
されている。ロータリミラー3は2つの平面ミラーでな
る第1及び第2の反射面3A及び3Bを有し、当該第1
及び第2の反射面3A及び3Bはモータ2の駆動軸2A
と平行な光軸nに対してそれぞれ角度b1 及びb2 をな
す。
【0004】この場合、光軸nに沿つて入射される入射
光束I0 は、ロータリミラー3の第1及び第2の反射面
3A及び3Bによつて2等分に波面分割されると共に反
射されて、第1及び第2の反射光束I1 及びI2 に分離
して進行する。これら第1及び第2の反射光束I1 及び
I2 は、光軸nとモータ2の駆動軸2Aとが平行関係に
あるとき、光軸nに対してそれぞれ角度θ1 及びθ2 を
なし、これらは次式
【数1】
【数2】 で表される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで光走査装置1
において、モータ2の駆動軸2Aが光軸nに対して静的
又は動的に軸振れを生じるおそれがある。この結果、駆
動軸2Aが矢印cで示す方向に偏移して当該駆動軸2A
と光軸nとの相対的な角度偏差がδとなる場合には、第
1及び第2の反射光束I1 及びI2 の光軸nに対する角
度θ1 及びθ2 はそれぞれ角度θ1 ′、角度θ2 ′と変
化し、これらは次式
【数3】
【数4】 で表される。
【0006】このようにモータ2の駆動軸2Aが静的又
は動的な軸振れが生じた場合、当該駆動軸2Aが光軸n
に対して偏移するに伴つてロータリミラー3の反射角3
A及び3Bも面振れが生じることとなる。この結果、第
1及び第2の反射光束I1 及びI2 の光軸nに対する角
度も変化して基板(図示せず)上に照射し得なくなるお
それがあり、かくして基板上の異物の有無を検出するこ
とが困難となる問題があつた。
【0007】また第1及び第2の反射光束I1 及びI2
をそれぞれモータ2の駆動軸2Aに対して同一角度に反
射させる場合、例えば式(1)及び式(2)においてθ
1 =θ2 となるような条件で反射させる場合には、第1
及び第2の反射面3A及び3Bの光軸nに対する角度精
度をそれぞれ独立して向上させる必要があつた。
【0008】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、被光束照射物(被検査物)に対して物理的に安定し
た光走査を行うと共に、被光束照射物(被検査物)が大
きい場合にも対応でき、かつ精度良く異物を検出するこ
とができる光走査装置及び異物検査装置を提案しようと
するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、回転軸2Aを有する回転駆動手段
2と、回転軸2Aと平行な第一の光軸nに沿つて入射さ
れる入射光束I0 を、第一の光軸nに対して第一の角度
をなす第一の光束I1 と第一の光軸nに対して第二の角
度をなす第二の光束I2 とに波面分割すると共に、波面
分割の中心位置を基準とした回転軸2Aの回転方向に第
一の光束I1 及び第二の光束I2 をそれぞれ偏向して被
光束照射物32に入射させ、さらに回転軸2Aと第一の
光軸nとの相対的な角度偏差に基づいて第一の角度及び
第二の角度の両方又はいずれか一方が変化して生じる面
振れ誤差を補償して第一の角度及び第二の角度を一定値
に維持する光偏向手段11、91とを設け、回転駆動手
段2は、光偏向手段11、91によつて波面分割され偏
向された第一の光束I1 及び第二の光束I2 が被光束照
射物32を走査するように、回転軸2Aを中心として光
偏向手段11、91を一体に回転させるようにした。
【0010】また本発明においては、被検査物32の被
検査面32Aに付着した異物の有無を検査する異物検査
装置20、100において、光束L1を発射する光源2
5と、回転軸2Aを有する回転駆動手段2と、光束L1
の光路上に配置され、回転軸2Aと平行な第一の光軸n
に沿つて入射される入射光束I0 を、第一の光軸nに対
して第一の角度をなす第一の光束I1 と第一の光軸nに
対して第二の角度をなす第二の光束I2 とに波面分割す
ると共に、波面分割の中心位置を基準とした回転軸2A
の回転方向に第一の光束I1 及び第二の光束I2 をそれ
ぞれ偏向して被検査物32の被検査面32Aに入射さ
せ、さらに回転軸2Aと第一の光軸nとの相対的な角度
偏差に基づいて第一の角度及び第二の角度の両方又はい
ずれか一方が変化して生じる面振れ誤差を補償して第一
の角度及び第二の角度を一定値に維持する光偏向手段1
1、91と、被検査物32の被検査面32Aに付着した
異物により発生される第一の光束I1 及び第二の光束I
2 の散乱光を受光し、受光した散乱光の強度に応じた電
気信号を出力する受光手段51〜67と、受光手段51
〜67から供給される電気信号に基づいて異物を検出す
る信号処理手段40、41とを設け、回転駆動手段2
は、光偏向手段11、91によつて波面分割され偏向さ
れた第一の光束I1 及び第二の光束I2 が被検査物32
の被検査面32Aを走査するように、回転軸2Aを中心
として光偏向手段11、91を一体に回転させるように
した。
【0011】さらに本発明においては、光走査装置2
1、101は、光偏向手段11、91によつて偏向され
た入射光束I0 が被光束照射物(被検査物)32に対し
て一定の偏光状態となるように入射光束I0 の偏光状態
を調整する偏光状態調整手段23を設け、回転駆動手段
2は、光偏向手段11、91によつて波面分割され偏向
された第一の光束I1 及び第二の光束I2 が被光束照射
物(被検査物)32を走査するように、回転軸2Aを中
心として光偏向手段11、91及び偏光状態調整手段2
3を一体に回転させるようにした。
【0012】このように回転軸2Aと平行な第一の光軸
nに沿つて入射される入射光束I0を、第一の光軸nに
対して第一の角度をなす第一の光束I1 と第一の光軸n
に対して第二の角度をなす第二の光束I2 とに波面分割
すると共に、波面分割の中心位置を基準とした回転軸2
Aの回転方向に第一の光束I1 及び第二の光束I2 をそ
れぞれ偏向して被光束照射物32に入射させ、回転軸2
Aと第一の光軸nとの相対的な角度偏差に基づいて第一
の角度及び第二の角度の両方又はいずれか一方が変化し
て生じる面振れ誤差を補償して第一の角度及び第二の角
度を一定値に維持する光偏向手段11、91を設けたこ
とにより、回転駆動手段2の回転軸2Aに静的又は動的
な軸振れが生じた場合においても、第1及び第2の光束
I1 及びI2 は当該軸振れによる影響を受けることなく
被光束照射物(被検査物)32に対して物理的に安定し
て走査させることができる。さらに光偏向手段11、9
1によつて偏向された入射光束I0 が被光束照射物(被
検査物)32に対して一定の偏光状態となるように入射
光束I0 の偏光状態を調整する偏光状態調整手段23を
光走査装置21、101に設けたことにより、被光束照
射物(被検査物)が大きい場合にも対応でき、かつ精度
良く異物を検出することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下図面について本発明の一実施
例を詳述する。
【0014】(1)第1実施例 (1−1)原理 図11(A)及び(B)との対応部分に同一符号を付し
て示す図1(A)及び(B)において、光走査装置10
は従来の光走査装置1と異なり、ロータリミラー11の
2つの平面ミラーでなる第1及び第2の反射面11A及
び11Bは、モータ2の駆動軸2Aと平行な光軸nに対
して共に同一の角度dをなす。
【0015】図2は、モータ2の駆動軸2Aが光軸nに
対して軸振れを生じていない場合において、光軸nに沿
つて入射される入射光束I0 と第2の反射光束I2 との
関係を示す。この場合、入射光束I0 は第1の反射面1
1Aに反射した後、さらに第2の反射面11Bに反射し
て第2の反射光束I2 として進行する。
【0016】入射光束I0 は光軸nと平行でなるため第
1の反射面11Aに対して角度dをなし、これにより第
2の反射光束I2 が第2の反射面11Bに対してなす角
度をeとした場合、幾何学的に角度eは次式
【数5】 で表される。従つて第2の反射光束I2 が光軸nに対し
てなす角度をθとした場合、角度θは次式
【数6】 で表される。
【0017】ここで図3は、モータ2の駆動軸2Aが光
軸nに対して静的又は動的に軸振れを生じ、当該駆動軸
2Aが光軸nに対して角度δだけ傾いた場合を示す。こ
の場合、光軸nと平行でなる入射光束I0 は第1の反射
面11Aに対して角度d1 をなし、光軸nと第2の反射
面11Bとのなす角度をd2 とした場合に、角度d1 及
び角度d2 の関係は、次式
【数7】 で表される。また第2の反射光束I2 が第2の反射面1
1Bに対してなす角度をe1 とした場合、幾何学的に角
度e1 は、式(7)を代入して得られる次式
【数8】 で表され、さらに第2の反射光束I2 の光軸nに対する
角度θは、式(7)及び式(8)を代入して得られる次
式
【数9】 で表される。
【0018】このように第2の反射光束I2 の光軸nに
対する角度θは、モータ2の駆動軸2Aが光軸nに対し
て傾いた場合の当該傾き角度δの値にかかわらず常に一
定値を示すことがわかる。この結果、モータ2の駆動軸
2Aが光軸nに対して静的又は動的に軸振れを生じて
も、第2の反射光束I2 は第2の反射面11Bの面振れ
による影響を受けずに済む。また上述の場合と同様にし
て、入射光束I0 が第1の反射面11Aに入射する場合
においても、第1の反射光束I1 は第1の反射面11A
の面振れによる影響を受けずに済む。
【0019】(1−2)第1実施例による異物検査装置
の構成 次に、この光走査装置10を適用した異物検査装置につ
いて説明する。図4に示す異物検査装置20において、
光走査装置21は光走査装置10と異なり、ロータリミ
ラー11、箱体22及びλ/4波長板23でなる光学ユ
ニツト24がモータ2の駆動軸2Aと一体に回転し得る
ように設けられている。光学ユニツト24において、箱
体22の上端内側面にはロータリミラー11が固着され
ると共に、箱体22の下側面には駆動軸2Aと同軸上に
形成された窓を覆うように外側からλ/4波長板23が
固着されている。
【0020】この異物検査装置20では、レーザ光源2
5から射出された直線偏光波でなる光ビームL1を、λ
/4波長板26を介して円偏光波に位相変調した後、反
射ミラー27に反射してビームエキスパンダレンズ系2
5に入射し、当該ビームエキスパンダレンズ系25にお
いて拡大された後、レンズ29を介して所定の開口角α
で集束される入射光束I0 として装置内に固定された反
射ミラー30を介して光学ユニツト24に入射する。
【0021】光学ユニツト24に入射された入射光束I
0 は、λ/4波長板23によつて、電気ベクトルの振動
方向が光軸nと第1又は第2の反射面11A及び11B
とを含む平面Zn1 又はZn2 に直交するような直線偏
光波に位相変調される。
【0022】この後ロータリミラー11の第1及び第2
の反射面11A及び11Bにおいて反射され、第1及び
第2の反射光束I1 及びI2 としてそれぞれ箱体22の
下側面に形成された窓を介してステージ31上に載置さ
れた被検査基板32の被検査面32Aに対してS偏光波
として入射する。このとき第1及び第2の反射光束I1
及びI2 は、モータ2の駆動に伴う光学ユニツト24の
回転に応じて被検査基板32の被検査面32Aを円弧状
に走査する。
【0023】この被検査基板32が載置されたステージ
31においては、モータ33と同期して駆動するアクチ
ユエータ34により、光学ユニツト24が180 〔°〕回
転する毎にステージ31を矢印xで示す方向に移動し得
るようになされ、かくして第1及び第2の反射光束I1
及びI2 が被検査基板32の被検査面32Aを全面に亘
つて走査し得るようになされている。
【0024】またステージ31の周囲には、図5に示す
ように、第1及び第2の反射光束I1 及びI2 が被検査
基板32の被検査面32Aを走査する際に当該被検査面
32Aに発生した散乱光を互いに異なる空間方向から受
光し得るように、集光レンズ及び受光素子からなる受光
部51〜67が光走査線Cを斜め上から見込むように等
間隔で円弧状に複数並設されている。さらにこれら各受
光部51〜67の受光結果を処理するための信号処理部
40及び制御部41が設けられている。
【0025】このときこれら各受光部51〜67の配設
位置には、第1及び第2の反射光束I1 及びI2 が被検
査基板32の被検査面32Aに形成されたパターンのエ
ツジを照射した場合に発生する散乱光が強い指向性を伴
うのに対して、異物による散乱光は当該異物からあらゆ
る方向に広がることを考慮して、被検査基板32の被検
査面32Aに形成されたパターンのエツジからの散乱光
を受光しないように選定されている。
【0026】これら各受光部51〜67の出力信号は、
図6に示すように、信号処理部40内に設けられた信号
切換部70に供給される。信号切換部70は、制御部4
1から与えられた光学ユニツト24の回転角度を表す角
度情報信号S1に基づいて、17個の受光部のうち回転
角度に対応する検査点からの散乱光を受光することので
きる3つの受光部を選択し、当該選択した3つの受光部
からの電気信号S2〜S4をそれぞれゲイン可変アンプ
71〜73に供給する。
【0027】因みに実際上、受光部51〜67のうち光
走査線上のある1点(検査点)からの散乱光を同時に受
光することができるのは、3つの隣接する受光部のみで
ある。従つて、光学ユニツト24の回転角度に依存する
検査点の位置に応じて、検査点からの光を同時に受光す
ることができる3つの隣接する受光部が17個の受光部
から適宜選択される。
【0028】ここで実験結果によれば、電気信号S2〜
S4は、光学ユニツト24の回転角度すなわち光走査線
C上の第1又は第2の反射光束I1 又はI2 の位置に依
存して変動する。このためゲイン可変アンプ71〜73
は、制御部41から与えられた角度情報信号S5〜S7
に基づいて電気信号S2〜S4をゲイン補正することに
より、光学ユニツト24の回転角度に依存することなく
ほぼ一定の信号レベルを有する電気信号S8〜S10を
得る。
【0029】ゲイン補正後の電気信号S8〜S10は、
それぞれゲイン可変アンプ71〜73から最小値選択器
74に供給され、当該最小値選択器74において電気信
号S8〜S10の各信号レベルのうち最小の信号レベル
を求め、これを最小値信号S15として制御部41に供
給する。制御部41は、最小値信号S15に基づいて被
検査基板32の被検査面32Aにおける異物の大きさを
特定する。なお異物の大きさを特定するのに最小値を用
いたことにより、パターンのエツジと異物とが共存して
いる場合に当該エツジからのノイズを消すことができ
る。
【0030】一方、ゲイン補正後の電気信号S8〜S1
0は、それぞれゲイン可変アンプ71〜73からコンパ
レータ75〜77に供給される。コンパレータ75〜7
7は、電気信号S8〜S10を基準電圧78に基づく電
気的ノイズや光学的ノイズのレベルから見て十分に高い
所定の閾値と比較することにより、各電気信号S8〜S
10を2値化し、これらをそれぞれ2値化信号S11〜
S13としてアンド(AND)回路79に供給する。
【0031】アンド回路79は、2値化信号S11〜S
13が全て論理「H」となるとき、すなわち全て基準電
圧78に基づく所定の閾値を越えたとき、異物検出信号
S14を制御部41に出力する。制御部41は、この異
物検出信号S1をトリガとして最小値選択器74から最
小値信号S15を取り込み、当該最小値信号S15から
得られる最小の信号レベルに基づいて異物の大きさを決
定し、さらに被検査面32Aの異物の位置と共に異物の
大きさ及び形状等でなる異物表示信号S16を外部に設
けられたデイスプレイ80に送出して表示させる。
【0032】(1−3)第1実施例の動作 以上の構成において、この異物検査装置20では、レー
ザ光源25から射出された直線偏光波でなる光ビームL
1をλ/4波長板26によつて円偏光波に位相変調した
後、これを反射ミラー27、ビームエキスパンダレンズ
系25、レンズ29及び反射ミラー30でなる光学系を
介して光走査装置21の光学ユニツト24にモータ2の
駆動軸2Aと光軸nを一致させて入射させる。
【0033】次いでこの入射光束I0 を光学ユニツト2
4のλ/4波長板23により直線偏光波でなる光ビーム
に変換し、これをロータリミラー11の第1及び第2の
反射面11A及び11Bにおいて被検査基板32の被検
査面32Aに向けて発射すると共に、この際モータ2を
駆動して光学ユニツト24を回転させることにより、第
1及び第2の反射光束I1 及びI2 に被検査基板32の
被検査面32Aを走査させる。
【0034】さらにこのとき被検査基板32の被検査面
32Aに発生する散乱光を複数の受光素子を有する受光
部51〜67によつて受光し、これら受光部51〜67
の出力に基づいて信号処理部40において異物の有無を
検出する。
【0035】さらにこの異物検査装置20では、上述の
ように、光走査装置21から発射される入射光束I0 の
電気ベクトルの振動方向が光軸nと第1又は第2の反射
面11A及び11Bとを含む平面Zn1 又はZn2 に直
交するような直線偏光波に位相変調され、従つて第1及
び第2の反射光束I1 及びI2 が光走査装置21の光学
ユニツト24の回転角に関わらず常にS偏光波として被
検査基板32の被検査面32Aに入射する。
【0036】この場合、例えば被検査基板32が液晶基
板などのようにガラス材から形成されている場合にはS
偏光波よりもP偏光波の方が反射率が高く、また被検査
基板32の被検査面32Aに金属材からなるパターンが
形成されている場合には、このパターンのエツジにおい
てS偏光波よりもP偏光波の散乱光の方が多く発生し易
いことが知られている。従つてこの異物検査装置20で
は、被検査基板32の被検査面32Aに入射させる光ビ
ームの偏光状態を考慮していなかつた従来の異物検査装
置に比べて、より精度良く異物を検査することができ
る。
【0037】またロータリミラー11を互いに非直角で
なる第1及び第2の反射面11A及び11Bの2つの平
面ミラーから構成したことにより、モータ2の駆動軸2
Aに静的又は動的な軸振れが生じた場合、第1及び2の
反射光束I1 及びI2 が光軸nに対してなす角度は、共
に第1及び第2の反射面11A及び11Bのなす角度に
よつて決定され、従つて駆動軸2Aの光軸nに対する偏
移の度合いに関わらず常に一定値を示す。この結果、モ
ータ2の駆動軸2Aが光軸nに対して静的又は動的に軸
振れを生じても、第1及び第2の反射光束I1 及びI2
は共に第1及び第2の反射面11A及び11Bの面振れ
による影響を受けることなく光走査され得る。
【0038】(1−4)第1実施例の効果 以上の構成によれば、円偏光波でなる入射光束I0 をλ
/4波長板26において偏光状態が一定の直線偏光波の
第1及び第2の反射光束I1 及びI2 に変換すると共
に、当該第1及び第2の反射光束I1 及びI2 を被検査
基板32の被検査面32Aに入射するようにロータリミ
ラー11で偏向すると共にこれらλ/4波長板23及び
ロータリミラー11をモータ2によつて入射光束I0 の
光軸nを回転軸2Aとして回転させるようにして第1及
び第2の反射光束I1 及びI2 を被検査基板32の被検
査面32Aに走査させるようにしたことにより、被検査
基板32が大きい場合にも対応できると共に、精度良く
異物を検出することができる。
【0039】さらにロータリミラー11を互いに非直角
でなる第1及び第2の反射面11A及の2つの平面ミラ
ーから構成したことにより、モータ2の駆動軸2Aに静
的又は動的な軸振れが生じた場合においても、第1及び
第2の反射光束I1 及びI2は共に第1及び第2の反射
面11A及び11Bのなす角度によつて決定され、従つ
て第1及び第2の反射面11A及び11Bの面振れによ
る影響を受けることなく光走査され得る異物検査装置を
実現することができる。
【0040】(2)第2実施例 (2−1)原理 図1(A)及び(B)との対応部分に同一符号を付して
示す図7(A)及び(B)において、光走査装置90は
第1実施例の光走査装置10と異なり、ロータリミラー
11は4つの平面ミラーでなる第1〜第4の反射面91
A〜91Dから構成され、第1及び第2の反射面91A
及び91Bはモータ2の駆動軸2Aと平行な光軸nに対
して共に同一の角度pをなすと共に、第3及び第4の反
射面91C及び91Dは光軸nに直交する同一平面を形
成している。
【0041】図8は、モータ2の駆動軸2Aが光軸nに
対して軸振れを生じていない場合において、光軸nに沿
つて入射される入射光束I0 と第1の反射光束I1 との
関係を示す。この場合、入射光束I0 は第1の反射面9
1Aに反射した後、さらに第3の反射面91Cに反射し
て第1の反射光束I1 として進行する。
【0042】入射光束I0 は光軸nと平行でなるため第
1の反射面11Aに対して角度pをなし、これにより第
1の反射光束I1 が第3の反射面91Cに対してなす角
度をqとした場合、幾何学的に角度qは次式
【数10】 で表される。従つて第1の反射光束I1 が光軸nに対し
てなす角度をθとした場合、角度θは次式
【数11】 で表される。
【0043】ここで図9は、モータ2の駆動軸2Aが光
軸nに対して静的又は動的に軸振れを生じ、当該駆動軸
2Aが光軸nに対して角度δだけ傾いた場合を示す。こ
の場合、光軸nと平行でなる入射光束I0 が第1の反射
面91Aに対してなす角度をp1 とした場合に、角度p
1 は次式
【数12】 で表される。また第1の反射光束I1 と第3の反射面9
1Cとのなす角度をq1とした場合に、角度q1 は次式
【数13】 で表される。さらに第1の反射光束I1 の光軸nに対す
る角度θは、式(12)及び式(13)を代入して得ら
れる次式
【数14】 で表される。
【0044】このように第1の反射光束I1 の光軸nに
対する角度θは、モータ2の駆動軸2Aが光軸nに対し
て傾いた場合の当該傾き角度δの値にかかわらず常に一
定値を示すことがわかる。この結果、モータ2の駆動軸
2Aが光軸nに対して静的又は動的に軸振れを生じて
も、第1の反射光束I1 は第1及び第3の反射面91A
及び91Cの面振れによる影響を受けずに済む。また上
述の場合と同様にして、入射光束I0 が第2の反射面9
1Bに入射する場合においても、第2の反射光束I2 は
第2及び第4の反射面91B及び91Dの面振れによる
影響を受けずに済む。
【0045】(2−2)第2実施例による異物検査装置
の構成 次に、この光走査装置90を適用した異物検査装置につ
いて説明する。図4との対応部分に同一符号を付した図
10に示す異物検査装置100において、光走査装置1
01は光走査装置90と異なり、ロータリミラー91、
箱体102及びλ/4波長板23でなる光学ユニツト1
03がモータ2の駆動軸2Aと一体に回転し得るように
設けられている。
【0046】光学ユニツト103において、箱体102
の上端内側面にはロータリミラー91が固着されると共
に、箱体102の下側面には駆動軸2Aと同軸上に形成
された窓を覆うように外側からλ/4波長板23が固着
されている。
【0047】この異物検査装置100では、レーザ光源
25から射出された直線偏光波でなる光ビームL1を、
λ/4波長板26を介して円偏光波に位相変調した後、
反射ミラー27に反射してビームエキスパンダレンズ系
25に入射し、当該ビームエキスパンダレンズ系25に
おいて拡大された後、レンズ29を介して所定の開口角
αで集束される入射光束I0 として装置内に固定された
反射ミラー30を介して光学ユニツト103に入射す
る。
【0048】光学ユニツト103に入射された入射光軸
I0 は、λ/4波長板23によつて、電気ベクトルの振
動方向が光軸nと第3又は第4の反射面91C及び91
Dとを含む平面Zn3 又はZn4 に直交するような直線
偏光波に位相変調される。
【0049】この後ロータリミラー91の第3又は第4
の反射面91C及び91Dにおいて反射され、第1及び
第2の反射光束I1 及びI2 としてそれぞれ箱体102
の下側面に形成された窓を介してステージ31上に載置
された被検査基板32の被検査面32Aに対してS偏光
波として入射する。このとき第1及び第2の反射光束I
1 及びI2 は、モータ2の駆動に伴う光学ユニツト10
3の回転に応じて被検査基板32の被検査面32Aを円
弧状に走査する。
【0050】この被検査基板32が載置されたステージ
31においては、モータ33と同期して駆動するアクチ
ユエータ34により、光学ユニツト24が180 〔°〕回
転する毎にステージ31を矢印xで示す方向に移動し得
るようになされ、かくして第1及び第2の反射光束I1
及びI2 が被検査基板32の被検査面32Aを全面に亘
つて走査し得るようになされている。
【0051】また上述した第1実施例の場合と同様に、
ステージ31の周囲には、第1及び第2の反射光束I1
及びI2 が被検査基板32の被検査面32Aを走査する
際に当該被検査面32Aに発生した散乱光を互いに異な
る空間方向から受光し得るように、集光レンズ及び受光
素子からなる受光部(図示せず)が光走査線を斜め上か
ら見込むように等間隔で円弧状に複数並設されている。
さらにこれら各受光部の受光結果を処理するための信号
処理部及び制御部(共に図示せず)が設けられている。
【0052】(2−3)第2実施例の動作 以上の構成において、この異物検査装置100では、レ
ーザ光源25から射出された直線偏光波でなる光ビーム
L1をλ/4波長板26によつて円偏光波に位相変調し
た後、これを反射ミラー27、ビームエキスパンダレン
ズ系25、レンズ29及び反射ミラー30でなる光学系
を介して光走査装置21の光学ユニツト103にモータ
2の駆動軸2Aと光軸nを一致させて入射させる。
【0053】次いでこの入射光束I0 を光学ユニツト1
03のλ/4波長板23により直線偏光波でなる光ビー
ムに変換し、これをロータリミラー91の第3及び第4
の反射面91C及び91Dにおいて被検査基板32の被
検査面32Aに向けて発射すると共に、この際モータ2
を駆動して光学ユニツト103を回転させることによ
り、第1及び第2の反射光束I1 及びI2 に被検査基板
32の被検査面32Aを走査させる。
【0054】さらにこのとき被検査基板32の被検査面
32Aに発生する散乱光を複数の受光素子を有する受光
部51〜67によつて受光し、これら受光部51〜67
の出力に基づいて信号処理部40において異物の有無を
検出する。
【0055】さらにこの異物検査装置100では、上述
のように、光走査装置101から発射される入射光束I
0 の電気ベクトルの振動方向が光軸nと第3又は第4の
反射面91C及び91Dとを含む平面Zn3 又はZn4
に直交するような直線偏光波に位相変調され、従つて第
1及び第2の反射光束I1 及びI2 が光走査装置101
の光学ユニツト103の回転角に関わらず常にS偏光波
として被検査基板32の被検査面32Aに入射する。
【0056】従つてこの異物検査装置100では、被検
査基板32の被検査面32Aに入射させる光ビームの偏
光状態を考慮していなかつた従来の異物検査装置に比べ
て、より精度良く異物を検査することができる。
【0057】またロータリミラー11を互いに非直角で
なる第1及び第2の反射面91A及び91Bと同一平面
を形成する第3及び第4の反射面91C及び91Dとで
なる4つの平面ミラーから構成したことにより、モータ
2の駆動軸2Aに静的又は動的な軸振れが生じた場合、
第1及び2の反射光束I1 及びI2 が光軸nに対してな
す角度は、共に第1及び第2の反射面91A及び91B
のなす角度によつて決定され、従つて駆動軸2Aの光軸
nに対する偏移の度合いに関わらず常に一定値を示す。
この結果、モータ2の駆動軸2Aが光軸nに対して静的
又は動的に軸振れを生じても、第1及び第2の反射光束
I1 及びI2 は共に第1〜第4の反射面91A〜91D
の面振れによる影響を受けることなく光走査され得る。
【0058】(2−4)第2実施例の効果 以上の構成によれば、円偏光波でなる入射光束I0 をλ
/4波長板26において偏光状態が一定の直線偏光波の
第1及び第2の反射光束I1 及びI2 に変換すると共
に、当該第1及び第2の反射光束I1 及びI2 を被検査
基板32の被検査面32Aに入射するようにロータリミ
ラー91で偏向すると共にこれらλ/4波長板23及び
ロータリミラー91をモータ2によつて入射光束I0 の
光軸nを回転軸2Aとして回転させるようにして第1及
び第2の反射光束I1 及びI2 を被検査基板32の被検
査面32Aに走査させるようにしたことにより、被検査
基板32が大きい場合にも対応できると共に、精度良く
異物を検出することができる。
【0059】さらにロータリミラー11を互いに非直角
でなる第1及び第2の反射面91A及び91Bと同一平
面を形成する第3及び第4の反射面91C及び91Dと
でなる4つの平面ミラーから構成したことにより、モー
タ2の駆動軸2Aに静的又は動的な軸振れが生じた場合
においても、第1及び第2の反射光束I1 及びI2 は共
に第1及び第2の反射面91A及び91Bのなす角度に
よつて決定され、従つて第1〜第4の反射面91A〜9
1Dの面振れによる影響を受けることなく光走査され得
る異物検査装置を実現することができる。
【0060】(3)他の実施例 なお上述の実施例においては、ステージ31の周囲に1
7個の受光部51〜67を設けた場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、17個以外の所定数の受光
部を設けるようにしても良い。この場合、被検査基板3
2の被検査面32Aにおいて光学ユニツト24の 180
〔°〕回転分に相当する走査線Cを形成する第1及び第
2の反射光束I1 及びI2 を受光し得るように、所定数
の受光部を並設するようにする。
【0061】また上述の実施例においては、ロータリミ
ラー11、91をそれぞれ光軸nを中心とする平面に対
して面対称でなる形状とした場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、このような面対称でなる形状でな
くとも良い。要は、光軸nに対して第1及び第2の反射
光束I1 及びI2 が第1及び第2の角度をなすように波
面分割されると共に、波面分割の中心位置を基準とした
回転軸2Aの回転方向に第1及び第2の反射光束I1 及
びI2 をそれぞれ偏向して被検査基板32の被検査面3
2Aに入射させ、回転軸2Aと光軸nとの相対的な角度
偏差に基づいて第1及び第2の角度の両方又はいずれか
一方が変化して生じる面振れ誤差を補償して第1及び第
2の角度を一定値に維持し得るように形成されたもので
あれば種々の形状のものを適用し得る。
【0062】さらに上述の実施例においては、偏光状態
調整手段としてλ/4波長板23を用いた場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、ロータリミラー1
1、91によつて偏向された入射光束I0 が被検査基板
32の被検査面32Aに対して一定の偏向状態となるよ
うに入射光束I0 の偏光状態を調整し得るのもであれば
種々のものを適用し得る。
【0063】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、回転軸と
平行な第一の光軸に沿つて入射される入射光束を、第一
の光軸に対して第一の角度をなす第一の光束と第一の光
軸に対して第二の角度をなす第二の光束とに波面分割す
ると共に、波面分割の中心位置を基準とした回転軸の回
転方向に第一の光束及び第二の光束をそれぞれ偏向して
被光束照射物(被検査物)に入射させ、回転軸と第一の
光軸との相対的な角度偏差に基づいて第一の角度及び第
二の角度の両方又はいずれか一方が変化して生じる面振
れ誤差を補償して第一の角度及び第二の角度を一定値に
維持する光偏向手段を設けたことにより、回転駆動手段
の回転軸に静的又は動的な軸振れが生じた場合において
も、第1及び第2の光束は当該軸振れによる影響を受け
ることなく被光束照射物(被検査物)に対して物理的に
安定して走査させることができる光走査装置及び異物検
査装置を実現し得る。
【0064】さらに光偏向手段によつて偏向された入射
光束が被光束照射物(被検査物)に対して一定の偏光状
態となるように入射光束の偏光状態を調整する偏光状態
調整手段を光走査装置に設けたことにより、被光束照射
物(被検査物)が大きい場合にも対応でき、かつ精度良
く異物を検出することができる光走査装置及び異物検査
装置を実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例による光走査装置の構成を
示す側面図及び下面図である。
【図2】図1の光走査装置について正常時における反射
光束の様子を示す側面図である。
【図3】図1の光走査装置について軸振れ時における反
射光束の様子を示す側面図である。
【図4】本発明の第1実施例による異物検査装置の全体
構成を示す側面図である。
【図5】本発明の第1実施例による異物検査装置の全体
構成を示す平面図である。
【図6】信号処理部の構成を示すブロツク図である。
【図7】本発明の第2実施例による光走査装置の構成を
示す側面図及び下面図である。
【図8】図7の光走査装置について正常時における反射
光束の様子を示す側面図である。
【図9】図1の光走査装置について軸振れ時における反
射光束の様子を示す側面図である。
【図10】本発明の第1実施例による異物検査装置の全
体構成を示す側面図である。
【図11】従来の光走査装置の構成を示す側面図及び下
面図である。
【符号の説明】
1、10、21、90、101……光走査装置、2……
モータ、2A……駆動軸、3、11、91……ロータリ
ミラー、20、100……異物検査装置、22、102
……箱体、23、26……λ/4波長板、24、103
……光学ユニツト、25……レーザ光源、31……ステ
ージ、32……被検査基板、32A……被検査面、40
……信号処理部、41……制御部、51〜67……受光
部。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転軸を有する回転駆動手段と、 前記回転軸と平行な第一の光軸に沿つて入射される入射
    光束を、前記第一の光軸に対して第一の角度をなす第一
    の光束と前記第一の光軸に対して第二の角度をなす第二
    の光束とに波面分割すると共に、前記波面分割の中心位
    置を基準とした前記回転軸の回転方向に前記第一の光束
    及び前記第二の光束をそれぞれ偏向して被光束照射物に
    入射させ、さらに前記回転軸と前記第一の光軸との相対
    的な角度偏差に基づいて前記第一の角度及び前記第二の
    角度の両方又はいずれか一方が変化して生じる面振れ誤
    差を補償して前記第一の角度及び前記第二の角度を一定
    値に維持する光偏向手段とを具え、前記回転駆動手段
    は、前記光偏向手段によつて波面分割され偏向された前
    記第一の光束及び前記第二の光束が前記被光束照射物を
    走査するように、前記回転軸を中心として前記光偏向手
    段を一体に回転させることを特徴とする光走査装置。
  2. 【請求項2】前記光偏向手段は、前記第一の光軸に対し
    て第一の角度をなす第一の平面鏡と前記第一の光軸に対
    して第二の角度をなす第二の平面鏡との2枚の平面鏡か
    ら構成され、 前記第一の角度及び前記第二の角度は同一角度でなるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  3. 【請求項3】前記光偏向手段は、前記第一の光軸に対し
    て第一の角度をなす第一の平面鏡と、前記第一の光軸に
    対して第二の角度をなす第二の平面鏡と、前記回転軸に
    直交する反射面を有する第三の平面鏡との3枚の平面鏡
    の組合せにより構成され、 前記第一の角度は前記第一の光束の前記第一の平面鏡及
    び前記第三の平面鏡による反射角に基づいて決定される
    と共に、前記第二の角度は前記第一の光束の前記第二の
    平面鏡及び前記第三の平面鏡による反射角に基づいて決
    定されることを特徴とする請求項1に記載の光走査装
    置。
  4. 【請求項4】前記光走査装置は、前記光偏向手段によつ
    て偏向された前記入射光束が前記被光束照射物に対して
    一定の偏光状態となるように前記入射光束の偏光状態を
    調整する偏光状態調整手段を具え、前記回転駆動手段
    は、前記光偏向手段によつて波面分割され偏向された前
    記第一の光束及び前記第二の光束が前記被光束照射物を
    走査するように、前記回転軸を中心として前記光偏向手
    段及び前記偏光状態調整手段を一体に回転させることを
    特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  5. 【請求項5】前記偏光状態調整手段は、前記入射光束が
    入射する前記光偏向手段の入射面と平行かつ前記回転軸
    と直交する直線に対して、前記入射光束の偏光状態に応
    じた所定角度だけ前記光偏向手段の前記入射面内におい
    て光学軸が傾けられた波長板でなることを特徴とする請
    求項4に記載の光走査装置。
  6. 【請求項6】被検査物の被検査面に付着した異物の有無
    を検査する異物検査装置において、 光束を発射する光源と、 回転軸を有する回転駆動手段と、 前記光束の光路上に配置され、前記回転軸と平行な第一
    の光軸に沿つて入射される入射光束を、前記第一の光軸
    に対して第一の角度をなす第一の光束と前記第一の光軸
    に対して第二の角度をなす第二の光束とに波面分割する
    と共に、前記波面分割の中心位置を基準とした前記回転
    軸の回転方向に前記第一の光束及び前記第二の光束をそ
    れぞれ偏向して前記被検査物の前記被検査面に入射さ
    せ、さらに前記回転軸と前記第一の光軸との相対的な角
    度偏差に基づいて前記第一の角度及び前記第二の角度の
    両方又はいずれか一方が変化して生じる面振れ誤差を補
    償して前記第一の角度及び前記第二の角度を一定値に維
    持する光偏向手段と、 前記被検査物の前記被検査面に付着した前記異物により
    発生される前記第一の光束及び前記第二の光束の散乱光
    を受光し、受光した散乱光の強度に応じた電気信号を出
    力する受光手段と、 前記受光手段から供給される前記電気信号に基づいて前
    記異物を検出する信号処理手段とを具え、前記回転駆動
    手段は、前記光偏向手段によつて波面分割され偏向され
    た前記第一の光束及び前記第二の光束が前記被検査物の
    前記被検査面を走査するように、前記回転軸を中心とし
    て前記光偏向手段を一体に回転させることを特徴とする
    異物検査装置。
  7. 【請求項7】前記光偏向手段は、前記第一の光軸に対し
    て第一の角度をなす第一の平面鏡と前記第一の光軸に対
    して第二の角度をなす第二の平面鏡との2枚の平面鏡か
    ら構成され、 前記第一の角度及び前記第二の角度は同一角度でなるこ
    とを特徴とする請求項6に記載の異物検査装置。
  8. 【請求項8】前記光偏向手段は、前記第一の光軸に対し
    て第一の角度をなす第一の平面鏡と、前記第一の光軸に
    対して第二の角度をなす第二の平面鏡と、前記回転軸に
    直交する反射面を有する第三の平面鏡との3枚の平面鏡
    の組合せにより構成され、 前記第一の角度は前記第一の光束の前記第一の平面鏡及
    び前記第三の平面鏡による反射角に基づいて決定される
    と共に、前記第二の角度は前記第一の光束の前記第二の
    平面鏡及び前記第三の平面鏡による反射角に基づいて決
    定されることを特徴とする請求項6に記載の異物検査装
    置。
  9. 【請求項9】前記光走査装置は、前記光偏向手段によつ
    て偏向された前記入射光束が前記被光束照射物に対して
    一定の偏光状態となるように前記入射光束の偏光状態を
    調整する偏光状態調整手段を具え、前記回転駆動手段
    は、前記光偏向手段によつて波面分割され偏向された前
    記第一の光束及び前記第二の光束が前記被光束照射物を
    走査するように、前記回転軸を中心として前記光偏向手
    段及び前記偏光状態調整手段を一体に回転させることを
    特徴とする請求項6に記載の異物検査装置。
  10. 【請求項10】前記偏光状態調整手段は、前記入射光束
    が入射する前記光偏向手段の入射面と平行かつ前記回転
    軸と直交する直線に対して、前記入射光束の偏光状態に
    応じた所定角度だけ前記光偏向手段の前記入射面内にお
    いて光学軸が傾けられた波長板でなることを特徴とする
    請求項9に記載の異物検査装置。
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