JPS6321854B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6321854B2 JPS6321854B2 JP55075583A JP7558380A JPS6321854B2 JP S6321854 B2 JPS6321854 B2 JP S6321854B2 JP 55075583 A JP55075583 A JP 55075583A JP 7558380 A JP7558380 A JP 7558380A JP S6321854 B2 JPS6321854 B2 JP S6321854B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- box
- laser beam
- face plate
- scanning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- 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)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体素子製造用ウエハなどの面板
の表面に存在する傷などの欠陥を、光学的に、高
いＳ／Ｎ比で検出できる面板検査用受光器に関す
る。
の表面に存在する傷などの欠陥を、光学的に、高
いＳ／Ｎ比で検出できる面板検査用受光器に関す
る。
シリコンウエハなどの素材または塗膜された面
板上に存在する微小欠陥検査法として、目視法に
替えて、レーザ光を照射し欠陥による散乱光を検
出する方法が開発されている。
板上に存在する微小欠陥検査法として、目視法に
替えて、レーザ光を照射し欠陥による散乱光を検
出する方法が開発されている。
レーザビームの投射、走査、散乱光の受光方式
などには種々あるが、第１図ａはXY走査方式を
用いた従来の装置の一例の光学系の概略構成図を
示す。レーザ発振器１から放射されたレーザビー
ム２は、回転軸３′を中心に角振動する振動ミラ
ー３によりほぼ直角に方向を変えて反射され、途
中の走査レンズ４により直径を絞られて、面板５
の表面上を微小スポツトになつてＸ方向に移動し
主走査を行う。主走査にほぼ直交するＹ方向の副
走査は面板５を移動させて行う。表面に欠陥のな
いビーム照射点では、ビーム照射方向に対し特定
方向にのみビームが反射されるのに対し、表面に
欠陥がある部位では特定方向以外へも散乱した反
射が行われる。この散乱反射光の受光側では、集
光レンズ６によつて欠陥からの散乱光が集めら
れ、集光レンズの焦点の後方におかれた光電変換
素子８に入射して散乱光強度に比例した電気信号
が出力される。集光レンズ６の焦点位置には散乱
光のみを通し、投光、受光系の周辺に随伴する迷
光をしや断するようにスリツト板７を配置して
Ｓ／Ｎ比の向上を計つている。
などには種々あるが、第１図ａはXY走査方式を
用いた従来の装置の一例の光学系の概略構成図を
示す。レーザ発振器１から放射されたレーザビー
ム２は、回転軸３′を中心に角振動する振動ミラ
ー３によりほぼ直角に方向を変えて反射され、途
中の走査レンズ４により直径を絞られて、面板５
の表面上を微小スポツトになつてＸ方向に移動し
主走査を行う。主走査にほぼ直交するＹ方向の副
走査は面板５を移動させて行う。表面に欠陥のな
いビーム照射点では、ビーム照射方向に対し特定
方向にのみビームが反射されるのに対し、表面に
欠陥がある部位では特定方向以外へも散乱した反
射が行われる。この散乱反射光の受光側では、集
光レンズ６によつて欠陥からの散乱光が集めら
れ、集光レンズの焦点の後方におかれた光電変換
素子８に入射して散乱光強度に比例した電気信号
が出力される。集光レンズ６の焦点位置には散乱
光のみを通し、投光、受光系の周辺に随伴する迷
光をしや断するようにスリツト板７を配置して
Ｓ／Ｎ比の向上を計つている。
近年シリコンウエハなどの面板は、原料精製技
術などの進歩と共に大径化し、５インチの物の規
格が制定されるまでに到つている。これに対し上
述の従来例の場合、Ｘ方向主走査線Ａの長さを大
きくすることは困難である。この理由は、走査レ
ンズ４の収差により走査線上の位置によつてビー
ムスポツト径が変化し、散乱光強度が変化するか
らである。また集光レンズ６は散乱光を極力広範
囲にとらえることが望ましいので、大口径レンズ
を走査線Ａに接近させて配置し受光立体角が大き
くなるようにしたいが、これは走査線Ａの全範囲
にわたつて受光感度を均等にするという条件と相
反し、制約を受ける。上記の様な理由で、通常の
走査レンズ４および集光レンズ６を用いた従来の
光学系では走査線Ａの長さは最大長30mm程度に過
ぎない。したがつて前記した様な大径の面板の検
査は、面板を多数の走査域に分割して行わなけれ
ばならなくなり、検査時間が長くなり、検出結果
の処理が繁雑になるなどの問題が生じていた。か
かる問題の対策として、投光側の走査レンズに収
差の小さい高級レンズを用いたり、放物線鏡によ
る走査を用いたり、また受光側に、例えば本出願
人による特願昭54−94299号の如く、光フアイバ
を用いて受光立体角を十分大きくし、かつ受光感
度を均等化する提案などがあるが、高原価となる
ことをさけられない。
術などの進歩と共に大径化し、５インチの物の規
格が制定されるまでに到つている。これに対し上
述の従来例の場合、Ｘ方向主走査線Ａの長さを大
きくすることは困難である。この理由は、走査レ
ンズ４の収差により走査線上の位置によつてビー
ムスポツト径が変化し、散乱光強度が変化するか
らである。また集光レンズ６は散乱光を極力広範
囲にとらえることが望ましいので、大口径レンズ
を走査線Ａに接近させて配置し受光立体角が大き
くなるようにしたいが、これは走査線Ａの全範囲
にわたつて受光感度を均等にするという条件と相
反し、制約を受ける。上記の様な理由で、通常の
走査レンズ４および集光レンズ６を用いた従来の
光学系では走査線Ａの長さは最大長30mm程度に過
ぎない。したがつて前記した様な大径の面板の検
査は、面板を多数の走査域に分割して行わなけれ
ばならなくなり、検査時間が長くなり、検出結果
の処理が繁雑になるなどの問題が生じていた。か
かる問題の対策として、投光側の走査レンズに収
差の小さい高級レンズを用いたり、放物線鏡によ
る走査を用いたり、また受光側に、例えば本出願
人による特願昭54−94299号の如く、光フアイバ
を用いて受光立体角を十分大きくし、かつ受光感
度を均等化する提案などがあるが、高原価となる
ことをさけられない。
本発明は受光立体角が十分大きく、かつ受光感
度の偏差が少なく、しかも高いＳ／Ｎ比が得ら
れ、原価上昇も比較的少ない面板検査用受光器を
提供することを目的とする。
度の偏差が少なく、しかも高いＳ／Ｎ比が得ら
れ、原価上昇も比較的少ない面板検査用受光器を
提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明においては、
内面に黒色粗面の無反射塗装などを施して内壁面
の反射を少なくした密閉した箱のふたと底平面と
に、それぞれレーザビームの入射用と射出投光用
として、レーザビームによる主走査方向に伸びた
スリツトを設け、この箱の内部に、シリンドリカ
ルレンズ、受光用スリツト、線状光電変換素子よ
りなる散乱光検出器２組を、これら検出器の光軸
面の交線が、箱の底平面に設けたレーザビーム射
出投光用スリツトの中心線に一致するように配設
した受光器を用いることとした。レーザビーム
を、例えば第１図に示した様な振動ミラーによつ
て主走査方向に振らせながら、密閉箱の入射用ス
リツトと射出投光用スリツトを通して、密閉箱底
平面に極めて近く平行に副走査方向に移動する対
象面板へ照射する。面板表面の欠陥部位からの散
乱光は、シリンドリカルレンズと線状光電変換素
子を組合せた、長いレーザビーム走査線長に対し
ても十分な感度、均等性をもつ検出器でとらえ
る。箱の内壁面では反射がなく、箱にはレーザビ
ーム入射と射出投光に必要な最小限のスリツトし
かないから、迷光すなわちノイズ原因は極めて少
なく抑制され、高いＳ／Ｎ比が得られる。
内面に黒色粗面の無反射塗装などを施して内壁面
の反射を少なくした密閉した箱のふたと底平面と
に、それぞれレーザビームの入射用と射出投光用
として、レーザビームによる主走査方向に伸びた
スリツトを設け、この箱の内部に、シリンドリカ
ルレンズ、受光用スリツト、線状光電変換素子よ
りなる散乱光検出器２組を、これら検出器の光軸
面の交線が、箱の底平面に設けたレーザビーム射
出投光用スリツトの中心線に一致するように配設
した受光器を用いることとした。レーザビーム
を、例えば第１図に示した様な振動ミラーによつ
て主走査方向に振らせながら、密閉箱の入射用ス
リツトと射出投光用スリツトを通して、密閉箱底
平面に極めて近く平行に副走査方向に移動する対
象面板へ照射する。面板表面の欠陥部位からの散
乱光は、シリンドリカルレンズと線状光電変換素
子を組合せた、長いレーザビーム走査線長に対し
ても十分な感度、均等性をもつ検出器でとらえ
る。箱の内壁面では反射がなく、箱にはレーザビ
ーム入射と射出投光に必要な最小限のスリツトし
かないから、迷光すなわちノイズ原因は極めて少
なく抑制され、高いＳ／Ｎ比が得られる。
以下本発明を図面によつて更に詳細に説明す
る。
る。
従来の受光光学系は第１図ａ，ｃに示す様に、
線状の走査線Ａを円形の集光レンズ６で集光する
のであるから、走査線長Ａが長い場合に受光感度
に不均等が生ずるのは当然で、本発明はこの対策
としてシリンドリカルレンズを用い、その円筒軸
を走査線Ａに平行に配置し、走査線Ａの長さを長
くできるようにした。シリンドリカルレンズは円
筒軸方向には集光能力はないが円筒軸に直交する
平面上では２次元の結像ができるので、Ｓ／Ｎ比
向上のために受光スリツトを使用できる。しかし
シリンドリカルレンズ１枚を用いる単純な構成で
は収差が大きく、受光スリツト幅も十分狭くでき
ず、Ｓ／Ｎ比を余り大きく向上できない。この対
策として本発明は受光光学系を内壁面に黒色無反
射塗装をした密閉箱内に収納し、必要最小限のス
リツトだけを設け、主として投光側で発生する迷
光の侵入を阻止してＳ／Ｎ比向上を計つた。第２
図ａ，ｂは上記本発明に係る面板検査用受光器の
構成原理図で、光学系全体を箱１０内に収納し、
レーザビーム２を通過させるために箱１０のふた
と底にスリツト１１が設けてある。シリンドリカ
ルレンズ９を、その円筒軸をスリツトに平行に、
なるべく走査線Ａに近付けて角θ、従つて受光立
体角が大きくなるように配置し、感度向上を計
る。いま第２図ａに示す様に、シリンドリカルレ
ンズ９の幅と、走査線Ａとシリンドリカルレンズ
９との間隔を、共にｄとした時の受光立体角は、
第１図ｂに示した同様な条件で円形レンズを用い
た場合のほぼ３倍に達する。第２図ｂは走査線Ａ
の長さh1に対する各部必要寸法を示し、h1に対し
てシリンドリカルレンズ９の長さh2、および受光
スリツト１２、線状光電変換器８ａの長さh3が大
きいほど、欠陥部位の位置による受光感度の偏差
を小さくできる。なお線状光電変換器８ａには高
感度で比較的長寸法の市販品のあるSi−pinホト
ダイオードを用いる。第２図ａは原理図であつて
検出用光学系の数を１組に限定する理由はないか
ら、本発明では実際には散乱光検出器を２組、密
閉した箱内に収納することとした。第３図ａは本
発明一実施例の断面構造図、同図ｂはその外観斜
視図である。図ａに示す様に、シリンドリカルレ
ンズ９と受光スリツト板１２と線状光電変換器８
ａとよりなる散乱光検出器２組をそれぞれケース
１３に組込み、走査線Ａ（実際には走査線Ａをほ
ぼ中心線とするようにベース１５に設けたレーザ
ビーム射出投光用スリツト１１）の両側に平行に
対向して、支持板１４によりベース１５に固定
し、これら２組のケース１３を箱１０で覆つて密
閉する。箱１０のふたと底とに設けたスリツト１
１の幅はレーザビーム２を通過させるのに必要な
最小限の寸法にする。なお既述の如く、ベース１
５は検査対象面板５に極めて近く平行に設置し、
走査線Ａが実質的に投光用スリツトの中心線とな
るようにする。面板検査装置としてはこの様な配
置で、面板５をスリツト１１の長手方向に直角に
移動させ、Ｙ方向に副走査を行う。
線状の走査線Ａを円形の集光レンズ６で集光する
のであるから、走査線長Ａが長い場合に受光感度
に不均等が生ずるのは当然で、本発明はこの対策
としてシリンドリカルレンズを用い、その円筒軸
を走査線Ａに平行に配置し、走査線Ａの長さを長
くできるようにした。シリンドリカルレンズは円
筒軸方向には集光能力はないが円筒軸に直交する
平面上では２次元の結像ができるので、Ｓ／Ｎ比
向上のために受光スリツトを使用できる。しかし
シリンドリカルレンズ１枚を用いる単純な構成で
は収差が大きく、受光スリツト幅も十分狭くでき
ず、Ｓ／Ｎ比を余り大きく向上できない。この対
策として本発明は受光光学系を内壁面に黒色無反
射塗装をした密閉箱内に収納し、必要最小限のス
リツトだけを設け、主として投光側で発生する迷
光の侵入を阻止してＳ／Ｎ比向上を計つた。第２
図ａ，ｂは上記本発明に係る面板検査用受光器の
構成原理図で、光学系全体を箱１０内に収納し、
レーザビーム２を通過させるために箱１０のふた
と底にスリツト１１が設けてある。シリンドリカ
ルレンズ９を、その円筒軸をスリツトに平行に、
なるべく走査線Ａに近付けて角θ、従つて受光立
体角が大きくなるように配置し、感度向上を計
る。いま第２図ａに示す様に、シリンドリカルレ
ンズ９の幅と、走査線Ａとシリンドリカルレンズ
９との間隔を、共にｄとした時の受光立体角は、
第１図ｂに示した同様な条件で円形レンズを用い
た場合のほぼ３倍に達する。第２図ｂは走査線Ａ
の長さh1に対する各部必要寸法を示し、h1に対し
てシリンドリカルレンズ９の長さh2、および受光
スリツト１２、線状光電変換器８ａの長さh3が大
きいほど、欠陥部位の位置による受光感度の偏差
を小さくできる。なお線状光電変換器８ａには高
感度で比較的長寸法の市販品のあるSi−pinホト
ダイオードを用いる。第２図ａは原理図であつて
検出用光学系の数を１組に限定する理由はないか
ら、本発明では実際には散乱光検出器を２組、密
閉した箱内に収納することとした。第３図ａは本
発明一実施例の断面構造図、同図ｂはその外観斜
視図である。図ａに示す様に、シリンドリカルレ
ンズ９と受光スリツト板１２と線状光電変換器８
ａとよりなる散乱光検出器２組をそれぞれケース
１３に組込み、走査線Ａ（実際には走査線Ａをほ
ぼ中心線とするようにベース１５に設けたレーザ
ビーム射出投光用スリツト１１）の両側に平行に
対向して、支持板１４によりベース１５に固定
し、これら２組のケース１３を箱１０で覆つて密
閉する。箱１０のふたと底とに設けたスリツト１
１の幅はレーザビーム２を通過させるのに必要な
最小限の寸法にする。なお既述の如く、ベース１
５は検査対象面板５に極めて近く平行に設置し、
走査線Ａが実質的に投光用スリツトの中心線とな
るようにする。面板検査装置としてはこの様な配
置で、面板５をスリツト１１の長手方向に直角に
移動させ、Ｙ方向に副走査を行う。
以上説明したように本発明によれば、従来より
もレーザビームによる走査幅を、均等感度を保持
しながら大幅に拡大することができ、面板検査の
際に走査幅上限の制約から生ずる分割走査方式に
おける分割数を減少して検査時間が格段に短縮さ
れる、また密閉箱内に散乱光検出器を収納してほ
ぼ完全に迷光を排除して高Ｓ／Ｎ比としたこと
は、シリンドリカルレンズを用いた受光立体角の
大きい散乱光検出用光学系を２組用いたことによ
る感度向上、欠陥部位や散乱光の方向による検出
感度偏差の低減などと相まつて、従来よりも微小
な欠陥を安定に検出できるようになるなどの効果
が得られる。
もレーザビームによる走査幅を、均等感度を保持
しながら大幅に拡大することができ、面板検査の
際に走査幅上限の制約から生ずる分割走査方式に
おける分割数を減少して検査時間が格段に短縮さ
れる、また密閉箱内に散乱光検出器を収納してほ
ぼ完全に迷光を排除して高Ｓ／Ｎ比としたこと
は、シリンドリカルレンズを用いた受光立体角の
大きい散乱光検出用光学系を２組用いたことによ
る感度向上、欠陥部位や散乱光の方向による検出
感度偏差の低減などと相まつて、従来よりも微小
な欠陥を安定に検出できるようになるなどの効果
が得られる。
第１図ａ，ｂ，ｃは従来のXY方式面板検査装
置の一例の受光光学系説明図、第２図ａ，ｂは本
発明に係る受光器の構成原理図、第３図ａは本発
明一実施例の断面構造図、第３図ｂはその外観斜
視図である。 ２……レーザビーム、３……振動ミラー、４…
…走査レンズ、５……面板、８ａ……線状光電変
換器、９……シリンドリカルレンズ、１０……
箱、１１……スリツト、１２……受光スリツト、
１３……ケース、１４……支持板、１５……ベー
ス、Ａ……走査線。
置の一例の受光光学系説明図、第２図ａ，ｂは本
発明に係る受光器の構成原理図、第３図ａは本発
明一実施例の断面構造図、第３図ｂはその外観斜
視図である。 ２……レーザビーム、３……振動ミラー、４…
…走査レンズ、５……面板、８ａ……線状光電変
換器、９……シリンドリカルレンズ、１０……
箱、１１……スリツト、１２……受光スリツト、
１３……ケース、１４……支持板、１５……ベー
ス、Ａ……走査線。
Claims (1)
- １ 精密な平面仕上げを施した面板表面をレーザ
ビームで照射した際、表面に傷、ごみ等が存在す
る部位だけが散乱反射を行うことを利用した面板
検査法に用いる受光器において、密閉した箱のふ
たと底とに、それぞれレーサビームの入射用と射
出投光用として、レーザビームによる主走査方向
に伸びたスリツトを設け、この箱の反射の少ない
内壁面に囲まれた内部に、それぞれシリンドリカ
ルレンズ、受光用スリツト、線状光電変換素子よ
りなる２組の散乱光検出器を、これらの検出器の
光軸面の交線が、前記箱の底に設けられたレーザ
ビーム射出投光用スリツトの中心線に一致するよ
うに配設したことを特徴とする面板検査用受光
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7558380A JPS571955A (en) | 1980-06-06 | 1980-06-06 | Light receiving device for inspecting plate surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7558380A JPS571955A (en) | 1980-06-06 | 1980-06-06 | Light receiving device for inspecting plate surface |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS571955A JPS571955A (en) | 1982-01-07 |
| JPS6321854B2 true JPS6321854B2 (ja) | 1988-05-09 |
Family
ID=13580352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7558380A Granted JPS571955A (en) | 1980-06-06 | 1980-06-06 | Light receiving device for inspecting plate surface |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS571955A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58158937A (ja) * | 1982-03-17 | 1983-09-21 | Hitachi Ltd | 表面の欠陥検査装置 |
| JPS62105038A (ja) * | 1985-11-01 | 1987-05-15 | Hitachi Electronics Eng Co Ltd | ガラス基板表面検査装置受光系 |
| JPH02269938A (ja) * | 1989-04-11 | 1990-11-05 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | 分析装置 |
-
1980
- 1980-06-06 JP JP7558380A patent/JPS571955A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS571955A (en) | 1982-01-07 |
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