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JP2024140964A - Surface inspection method and surface inspection device - Google Patents

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JP2024140964A
JP2024140964A JP2023052361A JP2023052361A JP2024140964A JP 2024140964 A JP2024140964 A JP 2024140964A JP 2023052361 A JP2023052361 A JP 2023052361A JP 2023052361 A JP2023052361 A JP 2023052361A JP 2024140964 A JP2024140964 A JP 2024140964A
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JP
Japan
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light
wavelengths
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inspected
rate
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Pending
Application number
JP2023052361A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
秀毅 原
Hidetaka Hara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kitagawa Gress Tech Co Ltd
Original Assignee
Kitagawa Gress Tech Co Ltd
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Publication date
Application filed by Kitagawa Gress Tech Co Ltd filed Critical Kitagawa Gress Tech Co Ltd
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Abstract

To improve performance of a surface inspection method.SOLUTION: A surface inspection device 1 comprising a storage part and a control part is used, for a method for inspecting, foreign objects on an inspected surface SF on an inspected object W1. The method comprises the steps of: (a) radiating light of multiple wavelengths to the inspected surface SF of the inspected object W1; (b) detecting reflection intensity for multiple wavelengths, by detecting the reflection light 3 from the foreign objects for each of the multiple wavelengths; and (c) comparing, by the control part, a value which is stored in the storage part in advance and is a value of a second change ratio between reflection intensities between light of two wavelengths on a reference material, with a value of a first change ratio between reflection intensities of the light of the two wavelengths out of the multiple wavelengths, for determining whether the reference material and a material of the foreign objects match.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、表面検査方法および表面検査装置に適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to technology that is effective when applied to a surface inspection method and a surface inspection device.

ハードディスク基板などを被検査物として、これの表面にレーザ光を照射して表面を検査する技術が開発されている。 Technology has been developed to inspect the surface of a hard disk substrate or other object by irradiating it with laser light.

特許文献1(特開2020-204579号公報)は、半導体ウェハの表面にレーザ光を照射し、表面からの反射光に基づいて異物の有無を判定し、異物が金属であるか非金属であるかを判定する表面検査方法を開示している。 Patent Document 1 (JP Patent Publication No. 2020-204579) discloses a surface inspection method in which a laser beam is irradiated onto the surface of a semiconductor wafer, and the presence or absence of foreign matter is determined based on the light reflected from the surface, and whether the foreign matter is metallic or non-metallic.

特許文献2(特開2022-39137号公報)は、半導体ウェハの表面にレーザ光を照射し、表面からの散乱光に基づいて、凹凸欠陥が存在するか否かを検出する凹凸欠陥の検出方法を開示している。 Patent Document 2 (JP Patent Publication No. 2022-39137) discloses a method for detecting irregular defects in which a laser beam is irradiated onto the surface of a semiconductor wafer, and the presence or absence of irregular defects is detected based on the light scattered from the surface.

特開2020-204579号公報JP 2020-204579 A 特開2022-39137号公報JP 2022-39137 A

ハードディスク基板の表面に異物が付着するなどの欠陥が生じる場合は、異物の材料を特定することが、異物発生の原因解明および製造過程の見直しに寄与し、製造における歩留まりの向上、および、製品の信頼性向上に繋がる。このため、特許文献1のように異物が金属であるか非金属であるかのみを判定するのではなく、さらに詳しく材料を判定できる技術が求められている。 When defects such as foreign matter adhering to the surface of a hard disk substrate occur, identifying the material of the foreign matter can help clarify the cause of the foreign matter and review the manufacturing process, leading to improved manufacturing yields and improved product reliability. For this reason, there is a demand for technology that can determine the material in more detail, rather than simply determining whether the foreign matter is metallic or non-metallic, as in Patent Document 1.

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 Other objects and novel features will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される実施の形態のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 A brief overview of the representative embodiments disclosed in this application is as follows:

一実施の形態である表面検査方法は、制御部と記憶部とを備えた表面検査装置を用いて、被検査物の被検査面における異物を検査する表面検査方法であって、(a)前記被検査物の前記被検査面に複数の波長の光を照射する工程、(b)前記複数の波長の光のそれぞれについて、前記異物からの反射光を検出することで、前記複数の波長毎に反射強度を検出する工程、(c)前記制御部が、前記複数の波長のうちの2つの波長の光の反射強度同士の間での第1変化割合の値を、前記記憶部に予め記憶された値であって、基準とする材料の前記2つの波長の光の反射強度同士の間での第2変化割合の値と比較することで、前記基準とする材料と前記異物の材料との一致・不一致を判定する工程、を有するものである。 A surface inspection method according to one embodiment is a surface inspection method for inspecting a surface of an object to be inspected for foreign bodies using a surface inspection device having a control unit and a memory unit, and includes the steps of: (a) irradiating the surface of the object to be inspected with light of multiple wavelengths; (b) detecting the reflection intensity for each of the multiple wavelengths of light by detecting the reflected light from the foreign body; and (c) determining whether the reference material and the material of the foreign body match by the control unit comparing a value of a first rate of change between the reflection intensities of light of two wavelengths among the multiple wavelengths with a value of a second rate of change between the reflection intensities of light of the two wavelengths of a reference material, the value being stored in advance in the memory unit.

一実施の形態によれば、表面検査方法の性能を向上できる。 According to one embodiment, the performance of the surface inspection method can be improved.

実施の形態1に係る表面検査装置を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a surface inspection device according to a first embodiment. 実施の形態1に係る信号処理システムを示すブロック図である。1 is a block diagram showing a signal processing system according to a first embodiment; 実施の形態1に係る表面検査方法を示すフローである。3 is a flow diagram showing a surface inspection method according to the first embodiment. 実施の形態1において、基準とする材料の波長と反射率との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between wavelength and reflectance of a reference material in the first embodiment. 実施の形態1において、基準とする材料の波長と反射強度を示す表である。4 is a table showing wavelengths and reflection intensities of reference materials in the first embodiment. 実施の形態1において、基準とする材料の波域における反射強度の変化割合を示す表である。1 is a table showing the rate of change in reflection intensity in the waveband of a reference material in the first embodiment. 実施の形態1において、比較対象の材料の波長と反射率との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between wavelength and reflectance of comparative materials in the first embodiment. 実施の形態1において、比較対象の材料の波長と反射強度を示す表である。1 is a table showing the wavelength and reflection intensity of comparative materials in the first embodiment. 実施の形態1において、比較対象の材料の波域における反射強度の変化割合を示す表である。1 is a table showing the change rate of reflection intensity in the waveband of comparison materials in the first embodiment. 実施の形態1において、閾値を±3とした場合の、変化割合の基準値(c)と比較値(d)とを比較・判定した結果を示す表である。13 is a table showing the results of comparing and judging a reference value (c) and a comparative value (d) of the rate of change when the threshold value is set to ±3 in the first embodiment. 実施の形態1において、閾値を±4とした場合の、変化割合の基準値(c)と比較値(d)とを比較・判定した結果を示す表である。13 is a table showing the results of comparing and judging the reference value (c) and the comparative value (d) of the rate of change when the threshold value is set to ±4 in the first embodiment. ニッケルにおける波長と反射率との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between wavelength and reflectance in nickel. アルミニウムにおける波長と反射率との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between wavelength and reflectance in aluminum. 鉄における波長と反射率との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between wavelength and reflectance for iron. 酸化マグネシウムにおける波長と反射率との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between wavelength and reflectance in magnesium oxide. カーボングラファイトにおける波長と反射率との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between wavelength and reflectance in carbon graphite. 酸化鉄における波長と反射率との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between wavelength and reflectance in iron oxide. シリコンにおける波長と反射率との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between wavelength and reflectance in silicon. PETにおける波長と反射率との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between wavelength and reflectance in PET. PMMAにおける波長と反射率との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between wavelength and reflectance in PMMA. 実施の形態1の変形例1に係る表面検査装置を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a surface inspection device according to a first modified example of the first embodiment. 実施の形態1の変形例2に係る表面検査装置の光の走査方法を示す模式図である。13 is a schematic diagram showing a light scanning method of a surface inspection device according to a second modification of the first embodiment. FIG. 実施の形態2において、波長間出力の回帰直線の傾き係数を求める式である。13 is an equation for calculating the slope coefficient of the regression line of the inter-wavelength output in the second embodiment. 酸化シリコンにおける波長と反射率との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between wavelength and reflectance in silicon oxide. ニッケルにおける波長と反射率との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between wavelength and reflectance in nickel. 銅における波長と反射率との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between wavelength and reflectance in copper. 酸化シリコン、ニッケルおよび銅のそれぞれの各波長における反射率を示す表である。1 is a table showing the reflectance of silicon oxide, nickel, and copper at each wavelength. 酸化シリコン、ニッケルおよび銅のそれぞれの各波長における傾き係数を示す表である。1 is a table showing the slope coefficients at each wavelength for silicon oxide, nickel, and copper. 実施の形態2において、各材料同士の間での傾き係数の一致率と、一致・不一致の判定結果を示す表である。13 is a table showing the matching rate of the slope coefficient between each material and the result of the match/mismatch determination in the second embodiment.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、実施の形態では、特に必要なときを除き、同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。 The following describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the drawings. In all drawings used to explain the embodiment, the same reference numerals are used for components having the same functions, and repeated explanations will be omitted. In addition, in the embodiment, explanations of the same or similar parts will not be repeated as a general rule, unless particularly necessary.

ここでは、被検査物に異なる波長の光を2以上照射して反射光を受光して反射強度(散乱強度)を検知し、予め装置に記憶された所定の材料の反射強度と比較することで、被検査物の表面に存在する物質の材料を判別することについて説明する。なお、ここでいう材料とは、特定の物質の種類若しくは組成のいずれか一方またはそれら両方を指す。 Here, we explain how to determine the material of the substance present on the surface of the object by irradiating the object with two or more beams of light with different wavelengths, receiving the reflected light, detecting the reflection intensity (scattering intensity), and comparing it with the reflection intensity of a specific material pre-stored in the device. Note that the term "material" here refers to either a specific type or composition of substance, or both.

(実施の形態1)
<表面検査装置の構造>
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。一実施の形態である異物検出用の表面検査装置1は、図1に示されるように、例えば、ニッケル(Ni)製のサブストレート、つまりニッケル基板を被検査物W1とし、その金属製の表面つまり被検査面SFにおけるめっきの剥がれ若しくは凹凸形状の欠陥、または、被検査面SF上の付着物を検出するために使用される。また、表面検査装置1は、異物の材料を判定することに使用される。本願でいう材料は、物質の組成も含む。被検査物W1は、例えばハードディスクまたは半導体ウェハ、ガラス基板などであり、本実施の形態では被検査物W1の表面および表面上の付着物のみでなく、当該表面を構成する膜の中の異物を検査することも可能である。また、ガラスの表面若しくは内部の異物も検査できる。つまり、透明または半透明な被検査物W1の内部の異物を検査可能である。さらに、被検査物W1の表面が変質した箇所、つまり局所的に異質な組成なども検査できる。本願では、被検査面SFにおけるめっき剥がれおよび凹凸形状欠陥、被検査面SF上の付着物、被検査面SFの下に埋め込まれた物体、並びに、被検査面SFの部分的な変質箇所などを、まとめて異物と呼ぶ。
(Embodiment 1)
<Structure of Surface Inspection Device>
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a surface inspection device 1 for detecting foreign matter according to one embodiment is used to detect, for example, a nickel (Ni) substrate, i.e., a nickel board, as an object W1 to be inspected, for example, peeling of plating or defects of uneven shape on the metallic surface, i.e., the surface SF to be inspected, or adhesions on the surface SF to be inspected. The surface inspection device 1 is also used to determine the material of the foreign matter. The material in this application also includes the composition of the substance. The object W1 to be inspected is, for example, a hard disk, a semiconductor wafer, a glass substrate, etc., and in this embodiment, it is possible to inspect not only the surface of the object W1 to be inspected and adhesions on the surface, but also foreign matters in the film that constitutes the surface. Furthermore, foreign matters on the surface or inside of glass can also be inspected. In other words, it is possible to inspect foreign matters inside the transparent or semi-transparent object W1 to be inspected. Furthermore, it is possible to inspect the portion of the surface of the object W1 to be inspected that has been altered, i.e., the composition of the locally heterogeneous composition. In this application, peeling plating and uneven shape defects on the inspected surface SF, adhesions on the inspected surface SF, objects embedded under the inspected surface SF, and partially altered areas of the inspected surface SF are collectively referred to as foreign matter.

表面検査装置1は、支持台11に配置される移動ステージ12を有し、移動ステージ12は、図1の左右方向(X軸方向)に移動自在に支持台11上に配置されている。移動ステージ12は、水平面に沿ってX軸方向に移動自在である。Y軸方向およびX軸方向は、平面視において互いに垂直に交差する方向である。移動ステージ12には回転モータ13が装着され、回転モータ13により回転駆動される回転軸14には、被検査物W1を保持するチャック15が設けられている。被検査物W1である円板形状のニッケル基板の中央部には貫通孔が設けられており、チャック15は貫通孔の内周面に係合する図示しないコレットを備えている。 The surface inspection device 1 has a moving stage 12 arranged on a support table 11, and the moving stage 12 is arranged on the support table 11 so as to be movable in the left-right direction (X-axis direction) in FIG. 1. The moving stage 12 is movable in the X-axis direction along a horizontal plane. The Y-axis direction and the X-axis direction are directions that perpendicularly intersect each other in a plan view. A rotary motor 13 is attached to the moving stage 12, and a chuck 15 that holds the inspection object W1 is provided on a rotary shaft 14 that is rotated by the rotary motor 13. A through hole is provided in the center of the inspection object W1, a disc-shaped nickel substrate, and the chuck 15 has a collet (not shown) that engages with the inner surface of the through hole.

表面検査装置1は光源16を有し、光源16は被検査面SFの斜め上方に配置され、被検査面SFに向けて光を照射する。光源16には、複数の短波長レーザ光を照射可能なレーザ発振器、複数の短波長LED光を照射可能なLED(Light Emitting Diode)、または、高輝度白色光源を用いることができる。これらの光源は、いずれにしても、複数の波長の光を同時に同じ方向へ照射可能なものである。ここでは、光源16から照射される光は、少なくとも3波長の光を照射するレーザ光であるものとして説明を行う。レーザ光の光路上にはフォーカスレンズ(集光レンズ)17が配置され、光源16から照射されたレーザ光はフォーカスレンズ17により被検査面SFで集光されてビームスポットを形成する。ここではレーザ光をフォーカスレンズ17により集光し、極力1塊の物質をターゲットとする。照射範囲の大きい光で同時に複数個の物質を対象とすると、様々な組成の異物からの反射光が混ざるので、異物の材料の判別が困難となり、検査精度が低下する虞があるためである。また、照射範囲が大きいと、反射強度または検出感度が低下し、かつ異物が存在する位置の正確な把握も困難となる。レーザ光は、例えば、400nm、480nmおよび560nmの3種類の波長のレーザ光を含んでいる。 The surface inspection device 1 has a light source 16, which is disposed diagonally above the surface SF to be inspected and irradiates light toward the surface SF to be inspected. The light source 16 can be a laser oscillator capable of irradiating multiple short-wavelength laser beams, an LED (Light Emitting Diode) capable of irradiating multiple short-wavelength LED beams, or a high-brightness white light source. In any case, these light sources can irradiate multiple wavelengths of light simultaneously in the same direction. Here, the light irradiated from the light source 16 is described as a laser beam irradiating light of at least three wavelengths. A focus lens (condensing lens) 17 is disposed on the optical path of the laser beam, and the laser beam irradiated from the light source 16 is condensed by the focus lens 17 on the surface SF to be inspected to form a beam spot. Here, the laser beam is condensed by the focus lens 17 to target a single lump of material as much as possible. This is because if multiple materials are targeted at the same time with light having a large irradiation range, reflected light from foreign objects of various compositions will be mixed, making it difficult to distinguish the material of the foreign object, and there is a risk of reducing the inspection accuracy. In addition, if the irradiation range is large, the reflection intensity or detection sensitivity decreases, and it becomes difficult to accurately determine the location of the foreign object. The laser light includes laser light of three wavelengths, for example, 400 nm, 480 nm, and 560 nm.

被検査面SFからの反射光3を集光するために、被検査面SFに対向して集光部材としての集光レンズ18a、18bが配置されている。集光レンズ18a、18bに代えて集光ミラーなども集光部材とすることもできる。集光レンズ18a、18bを順に通って集光された反射光3は、受光系の光軸に配置されたハーフミラー19Cにより2つの光路に分けられる。一方の光路の反射光3は、光検出器(受光部)2Cに入射し、他方の光路の反射光3はハーフミラー19Bに入射する。ハーフミラー19Bに入射した反射光3は、光軸に配置されたハーフミラー19Bにより2つの光路に分けられる。一方の光路の反射光3は、光検出器(受光部)2Bに入射し、他方の光路の反射光3は光検出器(受光部)2Aに入射する。 In order to collect the reflected light 3 from the surface SF to be inspected, the condensing lenses 18a and 18b are arranged as condensing members facing the surface SF to be inspected. Instead of the condensing lenses 18a and 18b, a condensing mirror or the like can also be used as the condensing member. The reflected light 3 collected by passing through the condensing lenses 18a and 18b in order is split into two optical paths by the half mirror 19C arranged on the optical axis of the light receiving system. The reflected light 3 on one optical path is incident on the photodetector (light receiving section) 2C, and the reflected light 3 on the other optical path is incident on the half mirror 19B. The reflected light 3 incident on the half mirror 19B is split into two optical paths by the half mirror 19B arranged on the optical axis. The reflected light 3 on one optical path is incident on the photodetector (light receiving section) 2B, and the reflected light 3 on the other optical path is incident on the photodetector (light receiving section) 2A.

ハーフミラー19Cには、例えば、単一の波長Cの光のみを45度反射するプリズムが用いられる。ハーフミラー19Bには、例えば、単一の波長Bの光のみを45度反射するプリズムが用いられる。ハーフミラー19Cと光検出器2Cとの間には、正反射光を遮蔽する板4Cが配置されている。ハーフミラー19Bと光検出器2Bとの間には、正反射光を遮蔽する板4Bが配置されている。ハーフミラー19Bと光検出器2Aとの間には、正反射光を遮蔽する板4Aが配置されている。3つの光検出器2A、2Bおよび2Cでは、同時に検知を行うことで、より正確な比較を行うことができる。 For example, a prism that reflects only light of a single wavelength C at 45 degrees is used for the half mirror 19C. For example, a prism that reflects only light of a single wavelength B at 45 degrees is used for the half mirror 19B. Between the half mirror 19C and the photodetector 2C, a plate 4C that blocks specularly reflected light is placed. Between the half mirror 19B and the photodetector 2B, a plate 4B that blocks specularly reflected light is placed. Between the half mirror 19B and the photodetector 2A, a plate 4A that blocks specularly reflected light is placed. By performing detection simultaneously with the three photodetectors 2A, 2B, and 2C, a more accurate comparison can be made.

ハーフミラー19Bと光検出器2Aとの間には、所望の波長以外波長の光が光検出器2Aに入射するのを遮断するために光学フィルター23が配置されている。光学フィルター23、単一波長Aの光のみを透過する。ハーフミラー19Bと光検出器2Bとの間、または、ハーフミラー19Cと光検出器2Cとの間に、同様に光学フィルターを配置してもよい。例えば、光検出器2Aは反射光3のうち波長400nmの光を受光し、光検出器2Bは反射光3のうち波長480nmの光を受光し、光検出器2Cは反射光3のうち波長560nmの光を受光する。これらの3つの波長の光のそれぞれは、光検出器2A、2Bおよび2Cのいずれが検知してもよい。 Between the half mirror 19B and the photodetector 2A, an optical filter 23 is arranged to block light of wavelengths other than the desired wavelength from entering the photodetector 2A. The optical filter 23 transmits only light of a single wavelength A. A similar optical filter may be arranged between the half mirror 19B and the photodetector 2B, or between the half mirror 19C and the photodetector 2C. For example, the photodetector 2A receives light of a wavelength of 400 nm from the reflected light 3, the photodetector 2B receives light of a wavelength of 480 nm from the reflected light 3, and the photodetector 2C receives light of a wavelength of 560 nm from the reflected light 3. Each of these three wavelengths of light may be detected by any of the photodetectors 2A, 2B, and 2C.

光検出器2A、2Bおよび2Cには、光の強度に応じて信号電圧に変換することができる機器が使用できる。光検出器2A、2Bおよび2Cとしては、例えばPMT(Photomultiplier Tube、光電子増倍管)系、APD(Avalanche Photodiode)系、またはPD(Photodiode)系を用いることができる。ここでは光検出器2A、2Bおよび2CにCCD(Charge Coupled Device、電荷結合素子)またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などのカメラ素子は使用しない。 For the photodetectors 2A, 2B, and 2C, devices that can convert light into a signal voltage according to its intensity can be used. For example, the photodetectors 2A, 2B, and 2C can be a PMT (Photomultiplier Tube) system, an APD (Avalanche Photodiode) system, or a PD (Photodiode) system. Here, camera elements such as CCD (Charge Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) are not used for the photodetectors 2A, 2B, and 2C.

レーザ光は被検査面SFの所定の照射位置に向けて照射される。一方、被検査物W1は回転モータ13により高速で回転駆動されるとともに、移動ステージ12により被検査物W1の外周面の法線方向(径方向。ここではX軸方向)に沿って移動される。このように、被検査物W1を走査移動することにより、レーザ光は被検査面SFをスパイラルスキャンする。ただし、被検査物を固定支持し、レーザ光を被検査面に対して走査移動させるようにしてもよい。つまり、レーザ光の被検査面SFに対する照射位置の走査移動は相対的であればよい。移動ステージ12と回転モータ13は、レーザ光(光源16から照射された複数の波長の光)の被検査面に対する照射位置を相対的に走査移動する走査機を構成している。 The laser light is irradiated toward a predetermined irradiation position on the surface SF to be inspected. Meanwhile, the object W1 to be inspected is rotated at high speed by the rotary motor 13, and is moved by the moving stage 12 along the normal direction (radial direction; here, the X-axis direction) of the outer circumferential surface of the object W1 to be inspected. In this way, by scanning and moving the object W1 to be inspected, the laser light performs a spiral scan of the surface SF to be inspected. However, the object to be inspected may be fixed and supported, and the laser light may be scanned and moved relative to the surface to be inspected. In other words, the scanning movement of the irradiation position of the laser light on the surface SF to be inspected need only be relative. The moving stage 12 and the rotary motor 13 constitute a scanner that relatively scans and moves the irradiation position of the laser light (light of multiple wavelengths irradiated from the light source 16) on the surface to be inspected.

図2は、本実施の形態の比較判定処理部39を含む信号処理システムを示すブロック図である。信号処理システムは、図1を用いて説明した光検出器2A、2Bおよび2Cと、信号処理回路(信号処理部)31とを有している。光検出器2Aの出力信号は、I/V変換器32により電圧信号に変換され、増幅器33により増幅された後に、A/D変換器34によりデジタル信号に変換されて、信号処理回路31に送られる。同様に、光検出器2B、2Cのそれぞれの出力信号は、I/V変換器32、増幅器33およびA/D変換器34を順に介して信号処理回路31に送られる。 Figure 2 is a block diagram showing a signal processing system including a comparison and judgment processing unit 39 according to this embodiment. The signal processing system has the photodetectors 2A, 2B, and 2C described with reference to Figure 1, and a signal processing circuit (signal processing unit) 31. The output signal of the photodetector 2A is converted into a voltage signal by the I/V converter 32, amplified by the amplifier 33, and then converted into a digital signal by the A/D converter 34 and sent to the signal processing circuit 31. Similarly, the output signals of the photodetectors 2B and 2C are sent to the signal processing circuit 31 via the I/V converter 32, the amplifier 33, and the A/D converter 34 in that order.

表面検査装置1は、走査時における回転モータ13または回転軸14の回転角度を検出するための回転エンコーダである走査用エンコーダ35とを有し、それぞれのエンコーダ信号は信号処理回路31に送られる。信号処理回路31は、異物の反射光3を光検出器2A、2Bおよび2Cのそれぞれが受光して出力した検出信号に基づいて、異物が存在しているか否かを演算する。 The surface inspection device 1 has a scanning encoder 35, which is a rotary encoder for detecting the rotation angle of the rotary motor 13 or the rotary shaft 14 during scanning, and each encoder signal is sent to a signal processing circuit 31. The signal processing circuit 31 calculates whether or not a foreign object is present based on the detection signals output by the photodetectors 2A, 2B, and 2C upon receiving the reflected light 3 from the foreign object.

本願でいう反射光は、正反射光若しくは散乱光(拡散反射光)のいずれか一方、または両方を含むものである。異物が存在しない正常な被検査物W1の表面を検査した場合、散乱光はほぼ発生せず、正反射光のみが光検出器に届く。図1に示す形態のように、板4A、4Bおよび4Cなどにより正反射光を検出器に届く前に遮る場合、正反射光からはスペクトルを得ることができない。つまり、反射光からスペクトルが得られない場合は異常がないと判断できる。異物が存在する場合、反射光は散乱光を含む。ただ、正反射光であっても反射物による光の吸収が起これば波長スペクトルの違いは生じるため、板4A、4Bおよび4Cなどの遮蔽物がなければ正反射光からスペクトルを得られる。図21を用いて後述する変形例1のように回折格子を用いる場合は、正反射光も回折格子で反射されるため、正反射光のスペクトルを得られる。 Reflected light in this application includes either specular reflected light or scattered light (diffuse reflected light), or both. When inspecting the surface of a normal inspection object W1 without any foreign matter, almost no scattered light is generated, and only specular reflected light reaches the photodetector. As shown in FIG. 1, if the specular reflected light is blocked by plates 4A, 4B, and 4C before it reaches the detector, a spectrum cannot be obtained from the specular reflected light. In other words, if no spectrum can be obtained from the reflected light, it can be determined that there is no abnormality. If a foreign matter is present, the reflected light includes scattered light. However, even with specular reflected light, differences in wavelength spectrum occur if light is absorbed by the reflector, so if there are no obstructions such as plates 4A, 4B, and 4C, a spectrum can be obtained from the specular reflected light. When a diffraction grating is used as in Modification 1 described later with reference to FIG. 21, the specular reflected light is also reflected by the diffraction grating, so the spectrum of the specular reflected light can be obtained.

信号処理システムは、例えばPC(Personal Computer)からなる比較判定処理部39を有している。比較判定処理部39は、基準反射強度、制御プログラム、演算式およびマップデータなどが格納される記憶部(メモリ)30と、制御信号を演算する制御部(プロセッサ)などを有する。当該制御部は、比較判定部29、マッピング部37および欠陥個数判定部38を有している。つまり、比較判定処理部39は、比較判定部29、記憶部30、マッピング部37および欠陥個数判定部38により構成されている。比較判定部29は信号処理回路31、記憶部30およびマッピング部37に接続され、マッピング部37は欠陥個数判定部38に接続されている。 The signal processing system has a comparison and judgment processing unit 39 consisting of, for example, a PC (Personal Computer). The comparison and judgment processing unit 39 has a storage unit (memory) 30 in which the reference reflection intensity, a control program, an arithmetic expression, map data, etc. are stored, and a control unit (processor) that calculates a control signal. The control unit has a comparison and judgment unit 29, a mapping unit 37, and a defect number judgment unit 38. In other words, the comparison and judgment processing unit 39 is composed of the comparison and judgment unit 29, the storage unit 30, the mapping unit 37, and the defect number judgment unit 38. The comparison and judgment unit 29 is connected to the signal processing circuit 31, the storage unit 30, and the mapping unit 37, and the mapping unit 37 is connected to the defect number judgment unit 38.

比較判定部29は、反射光3から光検出器2A~2Cにより検出された検出信号である反射強度と、記憶部30に予め記憶された基準反射強度とを比較し、被検査面SFの異物の有無および異物の材料を判定する。また、比較判定部29により異物が存在することが判定された場合、比較判定部29は、異物の検出信号と、回転エンコーダである走査用エンコーダ35から信号処理回路31を介して得られたエンコーダ信号とに基づいて、異物の被検査面SFにおける位置信号のデータを演算する。当該位置信号のデータおよび検出信号のデータは、マッピング部37に送られ、異物の被検査面SFにおけるマップが作られる。異物の位置はマッピング部37に設けられたディスプレイに表示される。位置信号のデータ(位置情報)と検出信号のデータとに基づいて、最終的に欠陥として判定された異物は、被検査面SFにおける位置を、欠陥個数判定部38に設けられた総合マップのディスプレイに表示される。マッピング部37および欠陥個数判定部38は、比較判定処理部39のソフトウェアにより構成されている。 The comparison and judgment unit 29 compares the reflection intensity, which is the detection signal detected by the photodetectors 2A to 2C from the reflected light 3, with a reference reflection intensity previously stored in the memory unit 30, and judges the presence or absence of a foreign object on the inspection surface SF and the material of the foreign object. If the comparison and judgment unit 29 judges that a foreign object is present, the comparison and judgment unit 29 calculates the position signal data of the foreign object on the inspection surface SF based on the foreign object detection signal and the encoder signal obtained from the scanning encoder 35, which is a rotary encoder, via the signal processing circuit 31. The position signal data and the detection signal data are sent to the mapping unit 37, and a map of the foreign object on the inspection surface SF is created. The position of the foreign object is displayed on a display provided in the mapping unit 37. For foreign objects that are finally judged to be defects based on the position signal data (position information) and the detection signal data, the position on the inspection surface SF is displayed on a comprehensive map display provided in the defect number judgment unit 38. The mapping unit 37 and the defect number judgment unit 38 are configured by the software of the comparison and judgment processing unit 39.

<表面検査装置を用いた表面検査方法>
次に、上述した表面検査装置1による表面検査方法について、図3のフローを参照しつつ、図4~図11を用いて説明する。図3は判定手順のアルゴリズムを示すフローである。
<Surface inspection method using a surface inspection device>
Next, a surface inspection method using the above-mentioned surface inspection device 1 will be described with reference to the flow of Fig. 3 and with reference to Fig. 4 to Fig. 11. Fig. 3 is a flow chart showing an algorithm of a judgment procedure.

ここでは、表面検査を開始する前に、検査前準備を行う。すなわち、基準とする材料(物質または組成)の反射強度データを、比較用の基準値として、図2に示す記憶部30に登録する(図3のステップS21)。基準とする材料は、後の検査工程(図3のステップS1以後)で検査する被検査物W1の、異物が存在しない場合の表面の材料であってもよく、被検査面SF上における存在が推測される付着物などの異物の材料であってもよい。 Here, before starting the surface inspection, pre-inspection preparation is performed. That is, reflection intensity data of a reference material (substance or composition) is registered in the memory unit 30 shown in FIG. 2 as a reference value for comparison (step S21 in FIG. 3). The reference material may be the material of the surface of the inspection object W1 to be inspected in a later inspection process (step S1 onward in FIG. 3) when no foreign matter is present, or it may be the material of a foreign matter such as an attachment whose presence is suspected on the inspection surface SF.

ステップS21では、図4に示すように3種類の波長における反射率から反射強度を算出し、その反射強度の値から変化割合を算出し、当該変化割合を記憶する。図4は、基準とする材料(例えばニッケル(Ni))における反射率のグラフであり、横軸は、基準とする材料に照射する光の波長を示し、縦軸は反射率を示している。 In step S21, the reflection intensity is calculated from the reflectance at three different wavelengths as shown in FIG. 4, the change rate is calculated from the reflection intensity value, and the change rate is stored. FIG. 4 is a graph of the reflectance of a reference material (e.g., nickel (Ni)), where the horizontal axis indicates the wavelength of light irradiated onto the reference material, and the vertical axis indicates the reflectance.

ただし、図4のグラフは実測して得られたものではなく、ステップS21において、基準とする材料に光を照射しなくとも図4のグラフは得られる。つまり、光波が物質に当たると、所定の波長の光は吸収され易く、他の所定の波長の光は反射され易い。つまり、物質によって反射光の色(スペクトル)が違う。反射光を波長毎に分けると、図4に示すようなグラフ、つまりスペクトルパターンが得られる。物質の反射率(R)は、物質固有の誘電率によって説明され、屈折率(n)と消衰係数(k)から求められる。消衰係数kは物質中での光のエネルギーの損失を表しており、物質による光の吸収率に関係している。このように、図4に示すグラフは、実測ではなく算出により得られたものである。 However, the graph in FIG. 4 was not obtained by actual measurement, and the graph in FIG. 4 can be obtained without irradiating the reference material with light in step S21. In other words, when light waves hit a material, light of a certain wavelength is easily absorbed, and light of other certain wavelengths is easily reflected. In other words, the color (spectrum) of the reflected light differs depending on the material. If the reflected light is divided by wavelength, a graph like that shown in FIG. 4, that is, a spectral pattern, is obtained. The reflectance (R) of a material is explained by the dielectric constant specific to the material, and is calculated from the refractive index (n) and extinction coefficient (k). The extinction coefficient k represents the loss of light energy in the material, and is related to the light absorption rate by the material. In this way, the graph shown in FIG. 4 was obtained by calculation, not by actual measurement.

ここでは、図4において丸で囲んだ3箇所、すなわち、400nm、480nmおよび560nmのそれぞれの波長の光を、基準とする材料からなる被照射物に照射した場合の3つの反射率に対し、10を掛けた値を反射強度として記憶する。つまり、図5に示すように、400nm、480nmおよび560nmのそれぞれの波長の光を照射した場合の反射光の3つの反射率×10の値(反射強度)がそれぞれ得られる。つまり、反射強度は反射率に比例する。このような反射強度の算出は比較判定部29が行う。比較判定部29が算出を行わず、予め反射強度の値を記憶部30に記憶させてもよい。なお、反射率の最大値は1である。また、図4のようにグラフの横軸が波長であり縦軸が反射率である点は、この後の説明で用いるいずれのグラフにおいても同様である。なお、ここでは反射率に10を掛けた値を反射強度としているが、10で無くとも反射強度が整数であればよいので、100または1000などを掛けてもよい。検出した値を整数化することで、比較判定部29による数値の扱いが容易となる。 Here, the three reflectances obtained by irradiating the object made of the reference material with light of wavelengths of 400 nm, 480 nm, and 560 nm at the three points circled in FIG. 4, that is, the values obtained by multiplying the three reflectances by 10 are stored as the reflection intensity. That is, as shown in FIG. 5, the three reflectances x 10 values (reflection intensity) of the reflected light when irradiating the object made of the reference material with light of wavelengths of 400 nm, 480 nm, and 560 nm are obtained. That is, the reflection intensity is proportional to the reflectance. The calculation of such reflection intensity is performed by the comparison and judgment unit 29. The comparison and judgment unit 29 may not perform the calculation, and the reflection intensity value may be stored in the storage unit 30 in advance. The maximum value of the reflectance is 1. Also, the horizontal axis of the graph in FIG. 4 is the wavelength, and the vertical axis is the reflectance, which is the same for all graphs used in the following explanation. Here, the value obtained by multiplying the reflectance by 10 is the reflection intensity, but since the reflection intensity does not have to be 10 and may be an integer, it may be multiplied by 100 or 1000. Converting the detected value into an integer makes it easier for the comparison and judgment unit 29 to handle the numerical values.

続いて、比較判定部29は、各波長間における信号強度(反射強度)の変化割合を算出する。つまり、複数の波長のうちの2つの波長の光の反射強度同士の間での変化割合の値を算出する。ここでは、3つの反射強度(出力)のうち、最も短い波長での出力と中間の波長での出力との間の変化割合を算出し、さらに、中間の波長での出力と最も長い波長での出力との間の変化割合を算出する。短波長側出力÷長波長側出力×100の式により、図6に示すように、波長400nmおよび波長480nmの間での反射強度の変化割合として、例えば86.065が算出される。同様に、波長480nmおよび波長560nmの間での反射強度の変化割合として、例えば89.994が算出される。当該式は、記憶部30に記憶されている。ステップS21では、この2つの変化割合が基準反射強度登録値(基準値c)として記憶される。 Next, the comparison and judgment unit 29 calculates the rate of change of the signal intensity (reflection intensity) between each wavelength. That is, the value of the rate of change between the reflection intensity of light of two wavelengths among the multiple wavelengths is calculated. Here, the rate of change between the output at the shortest wavelength and the output at the intermediate wavelength among the three reflection intensities (outputs) is calculated, and further, the rate of change between the output at the intermediate wavelength and the output at the longest wavelength is calculated. As shown in FIG. 6, for example, 86.065 is calculated as the rate of change of the reflection intensity between the wavelengths of 400 nm and 480 nm by the formula of short wavelength side output ÷ long wavelength side output × 100. Similarly, for example, 89.994 is calculated as the rate of change of the reflection intensity between the wavelengths of 480 nm and 560 nm. This formula is stored in the storage unit 30. In step S21, these two rate of change are stored as the reference reflection intensity registration value (reference value c).

なお、図4のように波長が大きくなるにつれて反射率が大きくなるグラフでは変化割合は正の値となり、逆に波長が大きくなるにつれて反射率が小さくなるグラフでは変化割合は負の値となる。以上により、検査前準備が完了する。また、上記のように比較判定部29が反射強度の算出および反射強度の変化割合の算出などの演算を行わず、そのような演算は外部のコンピュータで行い、その演算結果(所定の波長間での反射強度の変化割合の値)を記憶部30に記憶させてもよい。 In addition, in a graph in which the reflectance increases as the wavelength increases as in FIG. 4, the rate of change is a positive value, and conversely, in a graph in which the reflectance decreases as the wavelength increases, the rate of change is a negative value. With the above, pre-inspection preparation is completed. Also, instead of the comparison and judgment unit 29 performing calculations such as calculation of reflection intensity and calculation of the rate of change in reflection intensity as described above, such calculations may be performed by an external computer and the calculation results (values of the rate of change in reflection intensity between specified wavelengths) may be stored in the memory unit 30.

次に、被検査物の検査について説明する。 Next, we will explain how to inspect the test object.

ここでは、被検査物W1を表面検査装置1に載置して検査を行う。被検査物W1は、その被検査面SFに異物の存在の疑いがあるもの、または、異物の存在が確認されているものである。表面検査装置1が起動されると、信号処理システムは、検査条件などの初期設定が行われる。これにより、移動ステージ12および光源16などの機器は駆動可能な状態に設定される。表面検査装置1に設けられた図示しない操作盤のスタートスイッチがステップS1において使用者により操作されると、回転モータ13と移動ステージ12が駆動されるとともに光源16が点灯され、少なくとも3種類の波長の光を含む光(ここではレーザ光)が被検査面SFに向けて照射される。これにより、走査移動工程が実行されて、レーザ光の被検査面に対する照射位置が走査移動され、被検査面SFにおける3波長(波長A~C)のそれぞれの反射率および被検査面SFにおけるレーザ光の照射位置データが信号処理回路31に読み込まれる(図3のステップS2)。 Here, the inspection object W1 is placed on the surface inspection device 1 and inspected. The inspection object W1 is an object suspected of having a foreign object on its inspection surface SF, or the presence of a foreign object has been confirmed. When the surface inspection device 1 is started, the signal processing system performs initial settings such as inspection conditions. As a result, devices such as the moving stage 12 and the light source 16 are set to a drivable state. When the start switch of the operation panel (not shown) provided on the surface inspection device 1 is operated by the user in step S1, the rotary motor 13 and the moving stage 12 are driven and the light source 16 is turned on, and light containing at least three types of wavelengths (here, laser light) is irradiated toward the inspection surface SF. As a result, a scanning movement process is executed, the irradiation position of the laser light on the inspection surface is scanned and moved, and the reflectance of each of the three wavelengths (wavelengths A to C) on the inspection surface SF and the irradiation position data of the laser light on the inspection surface SF are read into the signal processing circuit 31 (step S2 in FIG. 3).

被検査面SFに異物が存在していると、ステップS2において、光検出器2A、2Bおよび2Cは、異物(比較物質)からの散乱光(反射光3)を受光する。つまり、互いに異なる波長の光を光検出器2A、2Bおよび2Cのそれぞれで検出する。光検出器2A、2Bおよび2Cのそれぞれで検出された検出信号は、図2に示すI/V変換器32により電圧信号に変換され、増幅器33により増幅された後に、A/D変換器34によりデジタル信号に変換されて、信号処理回路31に送られる。このようにして、光検出器から送られた信号を検出する。その後、それらのデジタル信号は、波長A反射強度、波長B反射強度および波長C反射強度のデータとして比較判定部29に送られる。これらの反射強度のデータは、記憶部30に記憶されてもよい。 If a foreign substance is present on the surface SF to be inspected, in step S2, the photodetectors 2A, 2B, and 2C receive scattered light (reflected light 3) from the foreign substance (comparison material). That is, light of different wavelengths is detected by the photodetectors 2A, 2B, and 2C, respectively. The detection signals detected by the photodetectors 2A, 2B, and 2C are converted into voltage signals by the I/V converter 32 shown in FIG. 2, amplified by the amplifier 33, and then converted into digital signals by the A/D converter 34 and sent to the signal processing circuit 31. In this way, the signals sent from the photodetectors are detected. After that, these digital signals are sent to the comparison and judgment unit 29 as data on the reflection intensity of wavelength A, the reflection intensity of wavelength B, and the reflection intensity of wavelength C. These reflection intensity data may be stored in the memory unit 30.

例として、ステップS2では、光検出器2A、2Bおよび2Cで反射光3を受光することで、図7に示すように3種類の波長における反射率を測定する。図7は、比較物質の材料における反射率のグラフである。図7において丸で囲んだ3箇所、すなわち、400nm、480nmおよび560nmのそれぞれの波長の光を被検査物W1に照射した場合の、各波長毎の反射率を測定(検出)する。この3つの波長は、ステップS21で検出した光の3つの波長のそれぞれと同じとする必要がある。図8に示すように、400nm、480nmおよび560nmのそれぞれの波長の光を照射した結果、3つの反射率×10の値がそれぞれ得られる。このような反射強度の算出は比較判定部29が行う。 For example, in step S2, the reflected light 3 is received by the photodetectors 2A, 2B, and 2C, and the reflectance at three wavelengths is measured as shown in FIG. 7. FIG. 7 is a graph of the reflectance of a material of a comparative substance. When the object W1 is irradiated with light of wavelengths of 400 nm, 480 nm, and 560 nm at three points circled in FIG. 7, the reflectance for each wavelength is measured (detected). These three wavelengths must be the same as the three wavelengths of the light detected in step S21. As shown in FIG. 8, the result of irradiating the object W1 with light of wavelengths of 400 nm, 480 nm, and 560 nm is three reflectances x 10. The reflection intensity is calculated by the comparison and judgment unit 29.

次に、比較判定部29は、各波長間における信号強度(反射強度)の変化割合を算出する(図3のステップS3)。つまり、複数の波長のうちの2つの波長の光の反射強度同士の間での変化割合の値を算出する。ここでは、3つの反射強度(出力)のうち、最も短い波長での出力と中間の波長での出力との間の変化割合を算出し、さらに、中間の波長での出力と最も長い波長での出力との間の変化割合を算出する。短波長側出力÷長波長側出力×100の式により、図9に示すように、400nmと480nmとの間での反射強度の変化割合として、例えば81.972が算出される。同様に、480nmと560nmとの間での反射強度の変化割合として、例えば93.336が算出される。ステップS3では、この2つの変化割合が比較反射強度値(比較値d)として演算により算出される。 Next, the comparison and judgment unit 29 calculates the rate of change of the signal intensity (reflection intensity) between each wavelength (step S3 in FIG. 3). That is, the value of the rate of change between the reflection intensity of light of two wavelengths among the multiple wavelengths is calculated. Here, the rate of change between the output at the shortest wavelength and the output at the intermediate wavelength among the three reflection intensities (outputs) is calculated, and further, the rate of change between the output at the intermediate wavelength and the output at the longest wavelength is calculated. As shown in FIG. 9, for example, 81.972 is calculated as the rate of change of the reflection intensity between 400 nm and 480 nm by the formula of short wavelength side output ÷ long wavelength side output × 100. Similarly, for example, 93.336 is calculated as the rate of change of the reflection intensity between 480 nm and 560 nm. In step S3, these two rate of change are calculated by calculation as a comparative reflection intensity value (comparison value d).

次に、比較判定部29は、同じ波長域における基準値cと比較値dとを比較演算し、一致または不一致の判定を行う(図3のステップS4)。すなわち、基準値cを基準として増減させる幅として閾値を設けて、比較値dが一致範囲内の値であるか否かを判定する。つまり、比較値dである変化割合の値が、基準値cである変化割合の値を中心とする所定の一致範囲内である場合(一致範囲に含まれる場合)に一致であると判定し、比較値dである変化割合の値が、当該一致範囲外である場合(一致範囲に含まれない場合)に不一致であると判定する。 Next, the comparison and determination unit 29 performs a comparison operation between the reference value c and the comparison value d in the same wavelength range to determine whether they match or not (step S4 in FIG. 3). That is, a threshold is set as a range by which the reference value c is increased or decreased, and it is determined whether the comparison value d is within the matching range. In other words, if the value of the change rate which is the comparison value d is within a predetermined matching range centered on the value of the change rate which is the reference value c (if it is included in the matching range), it is determined that there is a match, and if the value of the change rate which is the comparison value d is outside the matching range (if it is not included in the matching range), it is determined that there is a mismatch.

図10に示すように、400nmと480nmとの間の波長域における基準値cは86.065であり、閾値が±3に設定されている場合には、異物(比較物質)が基準とする材料と一致するとみなされる反射強度の変化割合の一致範囲は、83.065以上、89.065以下である。閾値(ここでは±3)は記憶部30に記憶されている。閾値は使用者の操作によって変更可能である。比較値dは81.972であり、当該一致範囲の範囲外である。したがって、比較判定部29は、異物は基準とする材料(ここではニッケル)と一致しない旨を判定する。つまり、異物は基準とする材料とは異なる材料(基準とする材料とは似ていない材料)により構成されている。 As shown in FIG. 10, the reference value c in the wavelength range between 400 nm and 480 nm is 86.065, and when the threshold is set to ±3, the matching range of the change rate of the reflection intensity in which the foreign object (comparison material) is deemed to match the reference material is 83.065 or more and 89.065 or less. The threshold (here ±3) is stored in the memory unit 30. The threshold can be changed by the user's operation. The comparison value d is 81.972, which is outside the matching range. Therefore, the comparison judgment unit 29 judges that the foreign object does not match the reference material (nickel in this case). In other words, the foreign object is made of a material different from the reference material (a material dissimilar to the reference material).

図10に示すように、ここでは上記と同様に、480nmと560nmとの間の波長域における基準値cと比較値dとを比較演算している。この波長域でも、判定結果は不一致となっている。 As shown in Figure 10, here, as in the above, a comparison is made between the reference value c and the comparison value d in the wavelength range between 480 nm and 560 nm. Even in this wavelength range, the judgment result is a mismatch.

閾値は、被検査物W1の使用目的、または、存在が推定される異物の材料と基準とする材料との性質の類似性、存在が許容される異物の種類など、様々な要素によって決められる。図11には他の例として、閾値を±4に設定した場合の比較判定結果が記載されている。ここでは、400nmと480nmとの間の波長域の判定結果は不一致となっているのに対し、480nmと560nmとの間の波長域では、比較値dが一致範囲内の値となっているため、判定結果は一致となっている。しかし、複数の波長域のそれぞれの判定結果のうち、1つでも不一致の判定がなされている場合は、総合判定は不一致となる。よって、図11の場合でも、被検査面SFに存在する異物は基準とする材料とは異なる材料(基準とする材料とは似ていない材料)により構成されるものと判断される。 The threshold value is determined based on various factors, such as the purpose of use of the object W1 to be inspected, the similarity of the properties of the material of the foreign object whose presence is estimated to be present and the reference material, and the type of foreign object whose presence is permitted. As another example, FIG. 11 shows the comparison judgment result when the threshold value is set to ±4. Here, the judgment result in the wavelength range between 400 nm and 480 nm is a mismatch, whereas the judgment result in the wavelength range between 480 nm and 560 nm is a match because the comparison value d is within the matching range. However, if any one of the judgment results in the multiple wavelength ranges is a mismatch, the overall judgment is a mismatch. Therefore, even in the case of FIG. 11, the foreign object present on the inspection surface SF is judged to be made of a material different from the reference material (a material not similar to the reference material).

複数の波長域のそれぞれの判定結果の全てにおいて一致の判定がなされている場合、総合判定は一致となる。よって、被検査面SFに存在する異物は基準とする材料と同じ材料、または似ている材料であると判定される。 If the judgment results for all of the multiple wavelength ranges are judged to be a match, the overall judgment is a match. Therefore, the foreign matter present on the inspected surface SF is judged to be the same material as the reference material or a similar material.

被検査物W1に欠陥がない場合における被検査面SFの材料が基準とする材料と同じならば、検査の結果、基準とする材料と被検査面SFの材料とが総合的に一致と判断される場合には、被検査物W1は良品と判定することができる。言い換えれば、被検査面は基準とする材料と同じ材料からなると判定できる。逆に、検査の結果、基準とする材料と被検査面SFの材料とが総合的に不一致と判断される場合には、被検査物W1は不良品と判定することができる。言い換えれば、被検査面に基準とする材料とは異質な材料が存在すると判定できる。 If the material of the surface SF to be inspected when the object W1 is free of defects is the same as the reference material, and the inspection results indicate that the reference material and the material of the surface SF to be inspected are overall the same, then the object W1 can be determined to be a good product. In other words, it can be determined that the surface to be inspected is made of the same material as the reference material. Conversely, if the inspection results indicate that the reference material and the material of the surface SF to be inspected are overall inconsistent, then the object W1 can be determined to be a defective product. In other words, it can be determined that the surface to be inspected contains a material that is different from the reference material.

また、基準とする材料が、存在が予測できる付着物の材料であるならば、検査の結果、基準とする材料と被検査面SFの材料とが総合的に一致と判断される場合には、被検査物W1は不良品と判定することができる。言い換えれば、被検査面に基予測された異物が存在すると判定できる。逆に、検査の結果、基準とする材料と被検査面SFの材料とが総合的に不一致と判断される場合には、被検査物W1は良品である可能性がある。言い換えれば、被検査面に基予測された異物は存在しないと判定できる。 Furthermore, if the reference material is a material of an attachment whose presence can be predicted, and the inspection results indicate that the reference material and the material of the inspected surface SF are overall identical, then the inspected object W1 can be determined to be a defective product. In other words, it can be determined that the predicted foreign matter is present on the inspected surface. Conversely, if the inspection results indicate that the reference material and the material of the inspected surface SF are overall inconsistent, then the inspected object W1 may be a good product. In other words, it can be determined that the predicted foreign matter is not present on the inspected surface.

正確には、異物や材料の組成が基準と異なる可能性があると判定したとしても、その判定だけで良品/不良品と判定するとは限らない。例えば、反射強度が予め設けられた信号閾値よりも低いものは良品とする場合、または、被検査面SFの全体の欠陥の個数に応じて良品/不良品とする場合などがあり、良品/不良品の判定基準は適宜変更され得る。つまり、被検査物W1を良品/不良品とするか否かは、1つの判別・判定結果だけで判断可能であるとは限らない。本実施の形態の表面検査装置は、基準とする材料が存在しているか否かの可能性を判別するものであり、これにより示された可能性を、良品/不良品を判定するための要素の1つとすることができる。 To be precise, even if it is determined that there is a possibility that a foreign object or material composition differs from the standard, that determination alone does not necessarily determine whether the item is good or bad. For example, an object with a reflection intensity lower than a predefined signal threshold may be determined to be good, or a good or bad item may be determined depending on the total number of defects on the surface SF to be inspected, and the criteria for determining whether a product is good or bad may be changed as appropriate. In other words, it is not necessarily possible to determine whether the inspected object W1 is good or bad based on only one discrimination/determination result. The surface inspection device of this embodiment determines the possibility of whether the reference material is present, and the possibility indicated by this can be used as one of the elements for determining whether a product is good or bad.

次に、被検査面SFにおける異物の位置情報(上記エンコーダ信号、図3のステップS9の走査位置データ)が信号処理回路31に読み込まれ、比較判定部29は異物の欠陥位置データを演算し、その結果を記憶部30に記憶する(図3のステップS5)。また、当該欠陥位置データから、マッピング部37は異物の被検査面SFにおけるマップを作成する(図3のステップS6)。 Next, the position information of the foreign object on the surface SF to be inspected (the encoder signal, the scanning position data in step S9 in FIG. 3) is read into the signal processing circuit 31, and the comparison and judgment unit 29 calculates defect position data of the foreign object and stores the result in the memory unit 30 (step S5 in FIG. 3). In addition, from the defect position data, the mapping unit 37 creates a map of the foreign object on the surface SF to be inspected (step S6 in FIG. 3).

次に、欠陥個数判定部38は、上記マップの画像を参照し、異物の数から良・不良の判定を行う(図3のステップS7)。つまり、異物の数が基準値より少なければ被検査物W1は良品であると判定し、基準値より多ければ被検査物W1は不良品であると判定する。以上により、1枚の被検査物W1に対する検査を終了する(図3のステップS8)。 Next, the defect number determination unit 38 refers to the image of the map and determines whether the object is good or bad based on the number of foreign objects (step S7 in FIG. 3). In other words, if the number of foreign objects is less than a reference value, the object W1 is determined to be good, and if the number of foreign objects is more than the reference value, the object W1 is determined to be bad. This completes the inspection of one object W1 (step S8 in FIG. 3).

検査対象の例として、被検査物W1はアルミニウム(Al)からなり、その表面上の異物の材料はニッケル(Ni)であることが考えられる。他の例として、被検査物W1は銅(Cu)からなり、その表面上の異物の材料はアルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)または鉄(Fe)などであることが考えられる。 As an example of an object to be inspected, the object to be inspected W1 may be made of aluminum (Al) and the material of the foreign matter on its surface may be nickel (Ni). As another example, the object to be inspected W1 may be made of copper (Cu) and the material of the foreign matter on its surface may be aluminum (Al), nickel (Ni), or iron (Fe), etc.

本実施の形態では、光源16にレーザ発振器を用いた場合、例えば直径が0.6μm程度の異物であっても検出し、材料の違いを判別することができる。また、検査機構と各種条件によっては、直径が0.3μm以下の異物であっても検査可能である。判定の精度を高めるため、異物に照射する光は照射範囲を絞り、これにより異物以外を照射しないようにすることが望ましい。 In this embodiment, when a laser oscillator is used for the light source 16, foreign objects with a diameter of, for example, about 0.6 μm can be detected and the difference in material can be determined. Furthermore, depending on the inspection mechanism and various conditions, foreign objects with a diameter of 0.3 μm or less can be inspected. To increase the accuracy of the judgment, it is desirable to narrow the irradiation range of the light irradiated on the foreign object so that only the foreign object is irradiated.

分光による分析器または検査機器としては、数mmから数(十)cmの広い視野を有するため、視野内に複数の異なる材料の異物が存在するとそれらのスペクトルが重なる、または混ざるなどの理由により、一点あたりの判別精度が悪くなる。また一点に当たる光の強度が低下(単位面積あたりの光エネルギーが低下)する。加えて、位置分解能も曖昧になり、小さな異物の分析には向いていない。一方で、小さな金属系異物の分析においては、SEM(Scanning Electron Microscope、走査型電子顕微鏡)、または、プラズマなどのスパーク発光と分光とを組み合わせた分析装置などが用いられている。しかし、これらはいずれも広い検査対象の全面を走査することは困難であり、また、分析箇所に何らかのダメージを与えるため、生産ラインで用いるには不向きである。 As a spectroscopic analyzer or inspection device, it has a wide field of view of several millimeters to several (tens) centimeters, so if there are multiple foreign objects of different materials within the field of view, their spectra will overlap or mix, resulting in poor discrimination accuracy per point. Also, the intensity of the light hitting a single point will decrease (light energy per unit area will decrease). In addition, the position resolution will be unclear, making it unsuitable for analyzing small foreign objects. On the other hand, to analyze small metallic foreign objects, SEMs (Scanning Electron Microscopes) or analytical devices that combine spark emission from plasma, etc. with spectroscopy are used. However, these methods have difficulty scanning the entire surface of a large inspection target, and they cause some damage to the analysis points, making them unsuitable for use on production lines.

本実施の形態の表面検査装置1は、非破壊で素早くリアルタイムで被検査物W1を検査することができる。また、広い検査対象の全面を走査しながら検査できる。よって、表面検査装置1は、例えば被検査物W1が生産されているライン工程に設けられ使用されることが可能である。 The surface inspection device 1 of this embodiment can inspect the object W1 quickly and non-destructively in real time. It can also inspect a wide object while scanning the entire surface. Therefore, the surface inspection device 1 can be installed and used, for example, in the production line where the object W1 is manufactured.

<本実施の形態の効果>
所定の材料からなる基板などの表面に異物が生じる場合、異物の種類(材料)を特定することで、製造過程の見直し(フィードバック)が容易となり、製造における歩留まりの向上、および、製品の信頼性向上が実現できる。異物の種類としては、めっきの破れ、または、表面上の付着物などが考えられる。ここで、物質によって所定の波長の光の反射強度(反射率)が異なることを利用して、反射強度を基準値と比較して物質の判別を行うことが考えられる。つまり、例えば単波長の光を照射し、反射光の強弱(反射強度の大小)により被検査物の表面の異物の検出を行うことが考えられる。
<Effects of this embodiment>
When a foreign object occurs on the surface of a substrate or the like made of a certain material, identifying the type (material) of the foreign object makes it easier to review (feedback) the manufacturing process, improving the manufacturing yield and improving the reliability of the product. Possible types of foreign object include broken plating or surface deposits. Here, it is possible to distinguish the material by comparing the reflection intensity (reflectance) of light of a certain wavelength with a reference value, taking advantage of the fact that the reflection intensity (reflectance) differs depending on the material. That is, it is possible to detect foreign objects on the surface of the object to be inspected by irradiating light of a single wavelength, for example, and detecting the strength of the reflected light (the strength of the reflection intensity).

この場合、例えばめっきの破れが大きい場合には強い反射光(大きい反射強度)を検知し、当該破れが小さい場合には弱い反射光(小さい反射強度)を検知する。また、被検査物の表面上に特定の材料からなる付着物が存在するとき、付着物が大きい場合には強い反射光(大きい反射強度)を検知し、付着物が小さい場合には弱い反射光(小さい反射強度)を検知する。つまり、反射強度は異物の材料の違いのみでなく、大きさの違いによっても数値が変動する。このため、測定した反射強度のみを、予め記憶部に記憶された反射強度と比較して判別を行おうとしても、物質の判別を正確に行うことは困難である。また、検出した反射光からは、欠陥が異物(異なる材料からなる物)によるものなのか、めっきの破れによるものなのかを判断することが難しい。 In this case, for example, if the break in the plating is large, strong reflected light (high reflection intensity) is detected, and if the break is small, weak reflected light (low reflection intensity) is detected. Also, if there is an attachment made of a specific material on the surface of the object being inspected, strong reflected light (high reflection intensity) is detected if the attachment is large, and weak reflected light (low reflection intensity) is detected if the attachment is small. In other words, the reflection intensity varies not only depending on the material of the foreign object, but also on its size. For this reason, it is difficult to accurately identify the material by comparing only the measured reflection intensity with the reflection intensity stored in advance in the memory unit. Also, it is difficult to determine from the detected reflected light whether the defect is due to a foreign object (an object made of a different material) or a break in the plating.

また、異物(例えば付着物)を構成しているのは単元素のみに限らず、複数種類の元素が複合した状態で存在していることが多い。 In addition, foreign matter (e.g., deposits) are often not limited to being made up of a single element, but are often made up of a mixture of multiple elements.

これに対し、本実施の形態では、所定の材料の反射強度の変化割合を予め記憶し、この変化割合と、被検査物の反射強度の変化割合とを比較して、被検査物の材料を判別する。ここでは、3種類の波長の光を被検査物の表面に照射し、2つの波長間における反射強度の変化割合を2つ算出し、それらの変化割合と、予め記憶された当該2つの波長間における反射強度の基準の変化割合2つのそれぞれとを比較している。より具体的には、所定の波長域の基準の変化割合に±の閾値を設けた範囲(一致範囲)内に、被検査物の変化割合の値が入っているか否かで、材料の一致・不一致を判定する。被検査物の変化割合の値が閾値以内であれば、被検査物の表面の材料は基準の材料と同物質とみなし、閾値外であれば、異なる物質とみなす。 In contrast, in this embodiment, the rate of change in reflection intensity of a specified material is stored in advance, and this rate of change is compared with the rate of change in reflection intensity of the test object to determine the material of the test object. Here, light of three wavelengths is irradiated onto the surface of the test object, two rate of change in reflection intensity between two wavelengths is calculated, and these rate of change are compared with two pre-stored reference rate of change in reflection intensity between the two wavelengths. More specifically, whether the materials match or not is determined based on whether the value of the rate of change of the test object falls within a range (matching range) in which a ± threshold is set for the reference rate of change in a specified wavelength range. If the value of the rate of change of the test object is within the threshold, the material on the surface of the test object is considered to be the same material as the reference material, and if it is outside the threshold, it is considered to be a different material.

異物の大小に起因して反射光の反射強度が大きくても小さくても、反射強度の変化割合に影響はない。つまり、反射強度の変化割合は材料が同じであれば異物の大きさに関わらず一定である。本実施の形態では、反射強度の変化割合を登録された基準の変化割合と比べる。このため、異物の大小に関わらず、上記のように単波長の光を照射し、反射光の強弱により被検査物の表面の異物の検出を行う場合に比べて精度よく異物の材料を判定できる。すなわち、表面検査装置および表面検査方法の性能を向上できる。 Whether the reflection intensity of the reflected light is large or small due to the size of the foreign object does not affect the rate of change in reflection intensity. In other words, the rate of change in reflection intensity is constant regardless of the size of the foreign object if the material is the same. In this embodiment, the rate of change in reflection intensity is compared to a registered standard rate of change. Therefore, regardless of the size of the foreign object, the material of the foreign object can be determined with greater accuracy than when a single-wavelength light is irradiated as described above and foreign objects on the surface of the object are detected based on the strength of the reflected light. In other words, the performance of the surface inspection device and surface inspection method can be improved.

本実施の形態の検査は、金属、非金属、合金、有機物、酸化・還元物、有機物などには限らず、また、特定の種類の元素を同定するものではなく、予め区別したい材料の波長毎の反射強度のパターン(変化割合)を記録(登録)し、そのパターンと一致するものと一致しないものとを分けて判定するものである。このため、区別したい材料の反射強度のパターンを検査前に登録する必要がある(図3のステップS21)。 The inspection in this embodiment is not limited to metals, nonmetals, alloys, organic matter, oxidized/reduced matter, organic matter, etc., and does not identify a specific type of element. Rather, the reflection intensity pattern (rate of change) for each wavelength of the material to be distinguished is recorded (registered) in advance, and materials that match this pattern are distinguished from those that do not. For this reason, the reflection intensity pattern of the material to be distinguished must be registered prior to inspection (step S21 in Figure 3).

登録する反射強度のパターンは1つとは限らず、特異的な反射強度を示す材料であれば複数の登録も可能である。また、所定の基準とする材料と一致するか否かを検査するとき、検査時に照射・測定する光の波長の種類は限定する必要はない。つまり、照射・測定する光は、上記のような400nm、480nmおよび560nmとせず、例えば450nm、520nmおよび600nmのように、適宜変更可能である。例えば、LEDなどの白色光を照射した場合であっても、検出器側で2つ以上の波長を選択して比較判定しても、同じ効果が得られる。すなわち、入射波長を限定しなくとも、受光器側で受ける光の波長を選択してもよい。 The reflection intensity pattern to be registered is not limited to one, and multiple patterns can be registered as long as the material shows a unique reflection intensity. In addition, when checking whether the material matches a specified reference material, it is not necessary to limit the type of wavelength of light to be irradiated and measured during the inspection. In other words, the light to be irradiated and measured can be changed appropriately, for example, to 450 nm, 520 nm, and 600 nm, rather than 400 nm, 480 nm, and 560 nm as described above. For example, even if white light such as an LED is irradiated, the same effect can be obtained by selecting two or more wavelengths on the detector side and comparing and judging. In other words, the wavelength of light received on the receiver side can be selected without limiting the incident wavelength.

製造現場で使用されている物質が特定できていれば、異物として混入し得ない材料も特定できる。このため、全ての材料のスペクトルと比較する必要はなく、そのような膨大な種類のスペクトルをデータベースに記憶する必要もない。すなわち、異物として付着し得る材料は、表面検査をする前からある程度予測可能である。その場合、異物の材料を特定し易くなる。予め存在する異物の材料がある程度予測可能な場合、光検出器で検出する光の波長は、基準とする材料の反射強度のパターンが特徴的な範囲に設定することが最も効果的である。また、予め存在する異物の材料がある程度予測可能な場合には、光検出器で検出する光の波長を、当該材料の反射強度のパターンが特徴的な範囲に設定することも効果的である。 If the substances used at the manufacturing site can be identified, materials that cannot be mixed in as foreign bodies can also be identified. For this reason, there is no need to compare with the spectra of all materials, and there is no need to store such a huge variety of spectra in a database. In other words, materials that can adhere as foreign bodies can be predicted to some extent before surface inspection is performed. In that case, it becomes easier to identify the material of the foreign body. When the material of the foreign body that exists in advance can be predicted to some extent, it is most effective to set the wavelength of light detected by the photodetector to a range that has a characteristic pattern of the reflection intensity of the reference material. Also, when the material of the foreign body that exists in advance can be predicted to some extent, it is also effective to set the wavelength of light detected by the photodetector to a range that has a characteristic pattern of the reflection intensity of the material in question.

異物の種類が判別または予測できている場合でもそうでない場合でも、異物が確実に存在することが判明している場合に、異物に対し照射・測定を行い、不良と判断されるスペクトルを記憶することで、次の検査からは、不良(欠陥あり)と判断できる材料(データベース)として活用できる。この場合、異物を構成しているのが単元素のみでなく複数種類の元素が複合した状態であっても、データベースを活用して欠陥の検知ができる。固有の反射率(反射強度のパターン)が仕分け条件に適するならば、複数種類の物質を同時に区別することもできる。 Regardless of whether the type of foreign matter can be identified or predicted or not, if it is known for certain that a foreign matter is present, the foreign matter can be irradiated and measured, and the spectrum that is judged to be defective can be stored and used as a material (database) that can be judged as defective (defective) from the next inspection onwards. In this case, even if the foreign matter is not made up of a single element but of a combination of multiple types of elements, the database can be used to detect defects. If the unique reflectance (pattern of reflection intensity) is suitable for the sorting conditions, multiple types of substances can also be distinguished simultaneously.

図12~図20に、各材料の反射強度のパターン(スペクトル)の例を示す。図12には、ニッケル(Ni)のパターンを示す。図13には、アルミニウム(Al)のパターンを示す。図14には、鉄(Fe)のパターンを示す。図15には、酸化マグネシウム(MgO)のパターンを示す。図16には、カーボングラファイトのパターンを示す。図17には、酸化鉄(Fe)のパターンを示す。図18には、シリコン(Si)のパターンを示す。図19には、PET(ポリエチレンテレフタラート)のパターンを示す。図20には、PMMA(Poly Methyl Methacrylate、アクリル樹脂)のパターンを示す。図12~図20の各図の横軸の波長の範囲は同じである。各図の縦軸の反射率の値は同じではないが、1目盛りの幅(数値範囲)は揃えてある。 12 to 20 show examples of reflection intensity patterns (spectra) of each material. FIG. 12 shows a nickel (Ni) pattern. FIG. 13 shows an aluminum (Al) pattern. FIG. 14 shows an iron (Fe) pattern. FIG. 15 shows a magnesium oxide (MgO) pattern. FIG. 16 shows a carbon graphite pattern. FIG. 17 shows an iron oxide (Fe 2 O 3 ) pattern. FIG. 18 shows a silicon (Si) pattern. FIG. 19 shows a PET (polyethylene terephthalate) pattern. FIG. 20 shows a PMMA (Poly Methyl Methacrylate, an acrylic resin) pattern. The wavelength range of the horizontal axis of each of the figures in FIG. 12 to FIG. 20 is the same. The reflectance values of the vertical axis of each figure are not the same, but the width of one scale (numerical range) is the same.

図12~図20に示すように、反射強度のパターンは材料によって異なる。金属と有機物とでは反射強度のパターンの傾きが大きく異なるため、判別が容易である。「金属ではない」という判定は、特に容易である。ただし、図19および図20のような類似した反射率の傾向を示す材料同士の場合は、判別は困難である。 As shown in Figures 12 to 20, the reflection intensity pattern differs depending on the material. Metals and organic materials are easy to distinguish because the slope of the reflection intensity pattern is significantly different. It is particularly easy to determine that something is "not a metal." However, in the case of materials that show similar reflectance trends, as in Figures 19 and 20, it is difficult to distinguish between them.

異物がめっきの破れであって、検出された異物の材料が、被検査物W1の表面のめっきの下地の材料と一致すると判定された場合、被検査物W1の表面にめっき破れの欠陥が存在すると推定できる。 If it is determined that the foreign matter is a break in the plating and that the material of the detected foreign matter matches the material of the plating base on the surface of the inspection object W1, it can be inferred that a plating break defect exists on the surface of the inspection object W1.

本実施の形態において光検出器で受光する反射光の波長は複数、つまり2つ以上であればよく、2つよりも3つまたは4つと増やすことで判別の精度も高くなる。光検出器で受光する反射光の波長を2つとする場合、例えば図1に示す光検出器2C、板4Cおよびハーフミラー19Cは不要である。このとき、図4および図5で比較のために用いる反射率および反射強度、図7および図8で測定および算出により得る反射率および反射強度は、それぞれ2つのみとなる。したがって、基準とする反射強度の変化割合と、図3のステップS3で算出する反射強度の変化割合(図6および図9参照)は、1つのみとなる。反射強度のパターンの傾き(変化割合)が局所的に互いに類似する材料もあるため、光検出器で受光する反射光の波長は3つ以上であることが特に好ましい。 In this embodiment, the wavelengths of the reflected light received by the photodetector may be multiple, that is, two or more, and the accuracy of the discrimination is improved by increasing the number of wavelengths from two to three or four. When the wavelengths of the reflected light received by the photodetector are two, for example, the photodetector 2C, the plate 4C, and the half mirror 19C shown in FIG. 1 are not necessary. In this case, the reflectance and reflection intensity used for comparison in FIG. 4 and FIG. 5, and the reflectance and reflection intensity obtained by measurement and calculation in FIG. 7 and FIG. 8 are only two, respectively. Therefore, there is only one change rate of the reference reflection intensity and one change rate of the reflection intensity calculated in step S3 of FIG. 3 (see FIG. 6 and FIG. 9). Since there are materials in which the slopes (change rates) of the reflection intensity patterns are locally similar to each other, it is particularly preferable that the wavelengths of the reflected light received by the photodetector are three or more.

光検出器で受光する反射光の波長を4つとする場合、例えば図1に示す光検出器2C、板4Cおよびハーフミラー19Cと同様の構成の検出機構を設ける。新たに設けるハーフミラーは、例えばハーフミラー19Cと集光レンズ18bとの間に配置する。このとき、図4および図5で比較のために用いる反射率および反射強度、図7および図8で測定および算出により得る反射率および反射強度は、それぞれ4つとなる。したがって、基準とする反射強度の変化割合と、図3のステップS3で算出する反射強度の変化割合(図6および図9参照)は、3つとなる。 When the reflected light received by the photodetector has four wavelengths, a detection mechanism having the same configuration as the photodetector 2C, plate 4C, and half mirror 19C shown in FIG. 1 is provided. The newly provided half mirror is placed, for example, between the half mirror 19C and the condenser lens 18b. In this case, the reflectances and reflection intensities used for comparison in FIG. 4 and FIG. 5, and the reflectances and reflection intensities obtained by measurement and calculation in FIG. 7 and FIG. 8 each have four values. Therefore, the change rate of the reference reflection intensity and the change rate of the reflection intensity calculated in step S3 of FIG. 3 (see FIG. 6 and FIG. 9) have three values.

<変形例1>
図1では、反射光の分光手段として、ハーフミラー(例えばプリズム)を用いることを示した。これに対し、反射光の分光手段としては、図21に示すように、回折格子40を用いてもよい。すなわち、照射されて被検査面SFで反射した反射光3は、集光レンズ18a、18bを順に通って集光され、受光系の光軸に配置された回折格子40の表面で反射される際、波長毎に異なる光路に分けられる。こうして分光された各波長の光を、光検出器2A、2Bおよび2Cがそれぞれ検出する。なお、図21では、被検査物W1の下の構造(移動ステージ12など)の図示を省略している。
<Modification 1>
In Fig. 1, a half mirror (e.g., a prism) is used as a means for dispersing reflected light. Alternatively, as shown in Fig. 21, a diffraction grating 40 may be used as a means for dispersing reflected light. That is, the reflected light 3 reflected by the surface SF to be inspected passes through the condenser lenses 18a and 18b in order and is collected. When the reflected light 3 is reflected by the surface of the diffraction grating 40 arranged on the optical axis of the light receiving system, it is split into different optical paths for each wavelength. The light of each wavelength thus split is detected by the photodetectors 2A, 2B, and 2C, respectively. Note that the structure (moving stage 12, etc.) below the object W1 to be inspected is not shown in Fig. 21.

<変形例2>
図1を用いて説明した表面検査装置1は、被検査物W1を回転させて、レーザ光を被検査面SFに照射し、移動ステージ12をX軸方向に移動させるスパイラルスキャンものである。これに対し、被検査物W1を回転させずに、例えばレーザ光を被検査面SF上で直線状または円弧状に走査し、かつ、移動ステージ12をX軸方向に移動させることで、被検査面SFを検査してもよい。
<Modification 2>
1 is a spiral scan type in which the inspection object W1 is rotated, the inspection surface SF is irradiated with laser light, and the moving stage 12 is moved in the X-axis direction. In contrast, the inspection surface SF may be inspected without rotating the inspection object W1 by, for example, scanning the inspection surface SF with laser light in a linear or arc shape and moving the moving stage 12 in the X-axis direction.

図22に、レーザ光を被検査面SF上でY軸方向において直線状に走査し、かつ、移動ステージ12をX軸方向に移動させることで、被検査面SFを検査する本変形例の態様を模式図として示す。図22に示すように、レーザ光の照射範囲L1は、平面視においてX軸方向に延在する線状の範囲である。レーザ光を走査する際には、レーザ光の照射範囲L1をY軸方向において直線状に走査した後、移動ステージ12をX軸方向に移動させ、他の領域においてレーザ光の照射範囲L1をY軸方向において再度直線状に走査させる。これにより、被検査面SFを走査することができる。被検査面SFを広範囲に検査するために折返しが必要な場合は、さらに移動ステージ12をY軸方向に移動させてもよい。 Figure 22 is a schematic diagram showing an embodiment of this modified example in which the surface SF to be inspected is inspected by linearly scanning the surface SF with laser light in the Y-axis direction and moving the moving stage 12 in the X-axis direction. As shown in Figure 22, the irradiation range L1 of the laser light is a linear range extending in the X-axis direction in a plan view. When scanning the laser light, the irradiation range L1 of the laser light is scanned linearly in the Y-axis direction, and then the moving stage 12 is moved in the X-axis direction, and the irradiation range L1 of the laser light is scanned linearly again in the Y-axis direction in another area. This makes it possible to scan the surface SF to be inspected. If turning around is required to inspect a wide area of the surface SF to be inspected, the moving stage 12 may be further moved in the Y-axis direction.

ここで用いるレーザ光の走査方式は、所謂ラインレーザではなく、レーザ光が特定の距離を線状に移動する走査方式である。このY軸方向におけるレーザ光の走査は、例えばミラーを用い、ミラーの角度を変更して行うことができる。レーザ光の走査方式は、ラスター式またはプログレッシブ式のいずれでもよい。 The laser light scanning method used here is not a so-called line laser, but a scanning method in which the laser light moves linearly over a specific distance. This laser light scanning in the Y-axis direction can be performed, for example, by using a mirror and changing the angle of the mirror. The laser light scanning method may be either a raster type or a progressive type.

ここでは、レーザ光をY方向に走査させ、移動ステージ12をX軸方向に移動させることについて説明したが、走査ユニットをX軸とY軸の両方向に移動させ、ステージは移動させなくてもよい。つまり、被検査物W1を固定してレーザ走査ラインが移動(Y軸方向)と折返し(X軸方向)を行ってもよい。また、レーザ光の照射位置自体は動かさず、被検査物W1を載せた移動ステージ12のX軸とY軸の両方向において移動させて検査を行ってもよい。 Here, we have described scanning the laser light in the Y direction and moving the movable stage 12 in the X-axis direction, but it is also possible to move the scanning unit in both the X-axis and Y-axis directions without moving the stage. In other words, the object to be inspected W1 may be fixed and the laser scanning line may move (in the Y-axis direction) and turn around (in the X-axis direction). Also, the irradiation position of the laser light itself may not be moved, but the movable stage 12 carrying the object to be inspected W1 may be moved in both the X-axis and Y-axis directions to perform the inspection.

本変形例のように、移動ステージ12が被検査物W1を回転させない場合、図2の走査用エンコーダ35は、レーザビーム走査用のリニアエンコーダとなる。ここでは、走査用エンコーダ35は走査時における移動ステージ12の移動距離を検出し、信号処理回路31にエンコーダ信号を送る。 When the moving stage 12 does not rotate the object W1 to be inspected, as in this modified example, the scanning encoder 35 in FIG. 2 becomes a linear encoder for laser beam scanning. Here, the scanning encoder 35 detects the moving distance of the moving stage 12 during scanning and sends an encoder signal to the signal processing circuit 31.

(実施の形態2)
<表面検査装置の構造およびこれを用いた表面検査方法>
予め登録しておいた基準とする材料の波長間の散乱強度の回帰直線の傾きに対して、新たな検査によって得られた材料の最初に登録された同じ波長間の散乱強度の回帰直線の傾きとの一致率を比較して同じ物質か或いは異なる物質かの可能性を示して判定する方法または装置を用いてもよい。本実施の形態は、上記実施の形態1のように、反射強度の変化割合を比較するのではなく、各波長間出力値の回帰直線の傾きにより一致率を求めてその一致率に閾値を設けて一致・不一致を判定するものである。本実施の形態でいう反射率は、反射強度であってもよい。
(Embodiment 2)
<Structure of Surface Inspection Device and Surface Inspection Method Using the Same>
Alternatively, a method or device may be used that compares the rate of agreement between the slope of the regression line of the scattering intensity between wavelengths of a previously registered reference material and the slope of the regression line of the scattering intensity between the same wavelengths of a material obtained by a new test that was initially registered, and indicates whether the material is the same or different. In this embodiment, instead of comparing the rate of change in reflection intensity as in the first embodiment, a matching rate is calculated from the slope of the regression line of each wavelength output value, and a threshold value is set for the matching rate to determine whether the material matches or does not match. The reflectance in this embodiment may be reflection intensity.

本実施の形態の表面検査装置の構成は、図1および図2を用いて説明したものと同様である。上記実施の形態1と異なり、反射強度の算出(反射率×10)は行わず、図23に示す式(1)を用いて傾き係数(傾き)bを求める。ここで、bは波長間出力の回帰直線の傾き係数、xは波長、yは反射率(反射強度、出力)である。回帰直線を引くとき、y=bx+aの式を得ることができる。aは切片である。 The configuration of the surface inspection device of this embodiment is the same as that described with reference to Figures 1 and 2. Unlike the above-mentioned embodiment 1, the reflection intensity is not calculated (reflectance x 10), and the slope coefficient (slope) b is obtained using equation (1) shown in Figure 23. Here, b is the slope coefficient of the regression line of the inter-wavelength output, x is the wavelength, and y is the reflectance (reflection intensity, output). When drawing the regression line, the equation y = bx + a can be obtained. a is the intercept.

本実施の形態における表面検査工程では、3種類の波長の光を含む光を光源16から照射し、被検査面SFで反射した反射光3を分光して光検出器2A、2Bおよび2Cにてそれぞれ受光する点は、上記実施の形態1と同じである。 The surface inspection process in this embodiment is the same as in embodiment 1 above in that light containing three types of wavelengths is irradiated from light source 16, and reflected light 3 reflected from the surface SF to be inspected is separated and received by photodetectors 2A, 2B, and 2C, respectively.

ここで、図24、図25および図26に、酸化シリコン(SiO)、ニッケル(Ni)および銅(Cu)のそれぞれについて、波長と反射率との関係をグラフで示す。本実施の形態では、これらのグラフに示す3つの波長のそれぞれ(各図の丸で囲んだ値)における反射率を測定する。つまり、例として400nm、480nmおよび560nmの3種類の波長の光の反射率を測定する。その測定結果を、図27に示す。ただし、基準とする材料については測定する必要はない。図27は、酸化シリコン、ニッケルおよび銅のそれぞれの各波長における反射率を示す表である。ここで示す各波長の値は一例であり、これに限られない。 Here, the relationship between wavelength and reflectance is shown in graphs in Fig. 24, Fig. 25 and Fig. 26 for silicon oxide (SiO 2 ), nickel (Ni) and copper (Cu). In this embodiment, the reflectance is measured at each of the three wavelengths shown in these graphs (values circled in each figure). That is, the reflectance of light at three types of wavelengths, 400 nm, 480 nm and 560 nm, is measured as an example. The measurement results are shown in Fig. 27. However, it is not necessary to measure the reference material. Fig. 27 is a table showing the reflectance at each wavelength for silicon oxide, nickel and copper. The values of each wavelength shown here are examples and are not limited to these.

次に、比較判定部29は、式(1)を用いて、各波長間における出力(反射率)の回帰直線の傾き係数bを算出する。つまり、3つの反射率のうち、最も短い波長での出力と中間の波長での出力との間の傾き係数bを算出し、さらに、中間の波長での出力と最も長い波長での出力との間の傾き係数bを算出する。図28に示すように、例えば酸化シリコンの波長400nmおよび波長480nmの間での反射率の傾き係数は、-0.0000145である。また、酸化シリコンの波長480nmおよび波長560nmの間での反射率の傾き係数は、-0.0000083である。ニッケルおよび銅についても同様に傾き係数bの算出を行う。なお、図25のように波長が大きくなるにつれて反射率が大きくなるグラフでは傾き係数bは正の値となり、逆に波長が大きくなるにつれて反射率が小さくなるグラフでは傾き係数bは負の値となる。 Next, the comparison and judgment unit 29 calculates the slope coefficient b of the regression line of the output (reflectance) between each wavelength using formula (1). That is, among the three reflectances, the slope coefficient b between the output at the shortest wavelength and the output at the intermediate wavelength is calculated, and the slope coefficient b between the output at the intermediate wavelength and the output at the longest wavelength is calculated. As shown in FIG. 28, for example, the slope coefficient b of the reflectance of silicon oxide between the wavelengths of 400 nm and 480 nm is -0.0000145. Also, the slope coefficient b of the reflectance of silicon oxide between the wavelengths of 480 nm and 560 nm is -0.0000083. The slope coefficient b is calculated similarly for nickel and copper. Note that in a graph in which the reflectance increases as the wavelength increases as in FIG. 25, the slope coefficient b is a positive value, and conversely, in a graph in which the reflectance decreases as the wavelength increases, the slope coefficient b is a negative value.

図28には、酸化シリコン、ニッケルおよび銅のそれぞれの各波長における傾き係数bを示している。このうち、基準とする材料の傾き係数bは、検査開始前から予め記憶部30に記憶されているものである。 Figure 28 shows the slope coefficient b for each wavelength of silicon oxide, nickel, and copper. Among these, the slope coefficient b for the reference material is stored in the memory unit 30 before the start of the test.

次に、2つの材料同士の間での各波長範囲における一致率を算出する。基準とする材料の傾き係数をb1、比較する材料(検査対象の材料)の傾き係数をb2とすると、一致率は次の式(2)で求められる。 Next, the match rate between the two materials in each wavelength range is calculated. If the slope coefficient of the reference material is b1 and the slope coefficient of the comparison material (material to be inspected) is b2, the match rate can be calculated using the following formula (2).

一致率=(|b2-b1|)/|b1| ・・・・(2)
図29に、各材料同士の間での傾き係数の一致率と、一致・不一致の判定結果とを表で示す。図29に示すように、例えば、基準とする材料である酸化シリコンと、比較対象の材料であるニッケルとの間において、波長480nmおよび波長560nmの間の波長域における傾き係数の一致率は、-86666.73%が算出されている。一致率の値は100%に近い程一致の程度が高い。基準とする材料の回帰直線の傾きと比較対象の材料の回帰直線の傾きとが正と負で逆の傾きを有するときは、一致率が負の値となる。ここでは一致率が負の値となっているため、波長480nmおよび波長560nmの間の波長域における比較結果(波長別比較の判定)は不一致となっている。
Match rate = (|b2-b1|)/|b1| ...(2)
29 shows a table of the coincidence rate of the slope coefficient between each material and the result of the coincidence/non-coincidence judgment. As shown in FIG. 29, for example, silicon oxide, which is a reference material, and The coincidence rate of the slope coefficient between the target material, nickel, in the wavelength range between 480 nm and 560 nm is calculated to be -86666.73%. The closer the coincidence rate is to 100%, the higher the coincidence rate is. The degree of agreement is high. When the slope of the regression line of the reference material and the slope of the regression line of the comparison material are positive and negative, and have opposite slopes, the agreement rate is a negative value. Since the coincidence rate is a negative value, the comparison result in the wavelength region between the wavelengths of 480 nm and 560 nm (determination of wavelength-specific comparison) is a mismatch.

また、基準とする材料である酸化シリコンと、比較対象の材料であるニッケルとの間において、波長400nmおよび波長480nmの間の波長域における傾き係数の一致率は、-6984.42%が算出されている。一致率が負の値となっているため、波長400nmおよび波長480nmの間の波長域における比較結果(波長別比較の判定)は不一致となっている。 The coincidence rate of the slope coefficient between the reference material, silicon oxide, and the comparison material, nickel, in the wavelength range between 400 nm and 480 nm is calculated to be -6984.42%. Because the coincidence rate is a negative value, the comparison results in the wavelength range between 400 nm and 480 nm (judgment of the wavelength-specific comparison) are not consistent.

波長480nmおよび波長560nmの間の波長域の比較結果と、波長400nmおよび波長480nmの間の波長域の比較結果のうち、少なくとも1つが不一致となっているため、総合判定は不一致となる。 At least one of the results of the comparison of the wavelength range between 480 nm and 560 nm and the results of the comparison of the wavelength range between 400 nm and 480 nm is inconsistent, so the overall judgment is inconsistent.

上記と同様にして、図29には、酸化シリコンと銅の比較結果、ニッケルと銅の比較結果をそれぞれ示している。なお、図29の表では酸化シリコン、ニッケルおよび銅のうち2つの材料を比べた場合について記載しているが、その2つの材料のうちいずれが基準とする材料であってもよい。 Similarly to the above, FIG. 29 shows the results of comparing silicon oxide with copper, and the results of comparing nickel with copper. Note that the table in FIG. 29 shows a comparison of two materials, silicon oxide, nickel, and copper, but either of the two materials can be the reference material.

ニッケルおよび銅のうち2つの材料を比べた場合において、一方の波長域では一致率が48%であり他方の波長域では一致率が90%となっている。この場合、総合判定の一致率は、各波長域における一致率のうち、小さい値の一致率となる。よって、ここでの総合判定は、48%の一致という結論となる。 When comparing two materials, nickel and copper, the match rate is 48% in one wavelength range and 90% in the other wavelength range. In this case, the overall match rate is the smaller of the match rates in each wavelength range. Therefore, the overall judgment here is a 48% match.

次に、基準とする材料と比較対象の材料とが同じ材料であるか、または異なる材料であるかを最終的に判定する。ここでは、図29に示す表の総合判定の一致率の値が、例えば60%以上であれば、基準とする材料と比較対象の材料とが同一の材料、または似ている材料であると判定する。ニッケルおよび銅のうち2つの材料は総合判定の一致率が48%であり、これは60%以上ではないから、基準とする材料と比較対象の材料とは異なる材料であると最終的に判定できる。この60%という基準値は、適宜変更可能である。 Next, a final determination is made as to whether the reference material and the comparison material are the same material or different materials. Here, if the overall judgment match rate value in the table shown in FIG. 29 is, for example, 60% or higher, it is determined that the reference material and the comparison material are the same material or similar materials. Of the two materials, nickel and copper, the overall judgment match rate is 48%, which is not 60% or higher, so it can be ultimately determined that the reference material and the comparison material are different materials. This standard value of 60% can be changed as appropriate.

このように、本実施の形態では、基準とする材料について、複数の波長間における反射率の回帰直線の傾き係数を記憶部30に記憶(登録)する。そして、検査工程において、被検査物W1の表面に当該複数の波長の光を照射し、複数の波長の反射光を受光し、それらの波長間における反射率の回帰直線の傾き係数を、比較判定部29において式(1)により算出する。その後、比較判定部29は、予め記憶されていた傾き係数と、検査により得られた傾き係数との一致率を式(2)により算出し、各波長域における一致率の判定と、各波長域の一致率を総合した一致率の判定とを行う。続いて、総合判定の一致率が基準値以上であれば、基準とする材料と比較対象の材料とが同じ材料である、または似ている材料であると判定し、総合判定の一致率が基準値未満であれば、基準とする材料と比較対象の材料とが異なる材料であると判定する。 In this manner, in this embodiment, the slope coefficient of the regression line of the reflectance between multiple wavelengths for the reference material is stored (registered) in the storage unit 30. Then, in the inspection process, the surface of the inspection object W1 is irradiated with light of the multiple wavelengths, the reflected light of the multiple wavelengths is received, and the slope coefficient of the regression line of the reflectance between those wavelengths is calculated by the comparison judgment unit 29 using formula (1). After that, the comparison judgment unit 29 calculates the agreement rate between the pre-stored slope coefficient and the slope coefficient obtained by the inspection using formula (2), and judges the agreement rate in each wavelength range and the agreement rate obtained by combining the agreement rates in each wavelength range. Next, if the agreement rate of the overall judgment is equal to or greater than a reference value, it is judged that the reference material and the comparison material are the same material or similar materials, and if the agreement rate of the overall judgment is less than the reference value, it is judged that the reference material and the comparison material are different materials.

<実施の形態の効果>
本実施の形態では、上記実施の形態1と同様に、異物の大小に起因して反射光の反射強度が大きくても小さくても、反射率の変化割合に影響はない。よって、異物の大小に関わらず、精度よく異物の材料を判定できる。すなわち、表面検査装置および表面検査方法の性能を向上できる。
<Effects of the embodiment>
In this embodiment, as in the first embodiment, the rate of change in reflectance is not affected even if the reflection intensity of the reflected light is large or small depending on the size of the foreign matter. Therefore, the material of the foreign matter can be determined with high accuracy regardless of the size of the foreign matter. In other words, the performance of the surface inspection device and the surface inspection method can be improved.

本実施の形態の検査は、金属、非金属、合金、有機物、酸化・還元物、有機物などには限らず、また、特定の種類の元素を同定するものではなく、予め区別したい材料の波長毎の反射率の回帰直線の傾き係数を記録(登録)し、そのパターンと一致するものと一致しないものとを分けて判定するものである。このため、区別したい材料の反射率の回帰直線の傾き係数を検査前に登録する必要がある。予め存在する異物の材料がある程度予測可能な場合には、光検出器で検出する光の波長を、当該材料の反射強度のパターンが特徴的な範囲に設定することも効果的である。 The inspection in this embodiment is not limited to metals, nonmetals, alloys, organic matter, oxidized/reduced matter, organic matter, etc., and does not identify a specific type of element, but rather records (registers) the slope coefficient of the regression line of the reflectance for each wavelength of the material to be distinguished in advance, and judges whether it matches that pattern or not. For this reason, it is necessary to register the slope coefficient of the regression line of the reflectance of the material to be distinguished before inspection. If the material of the foreign matter that is present in advance can be predicted to some extent, it is also effective to set the wavelength of light detected by the photodetector to a range that has a characteristic pattern of the reflection intensity of the material.

本実施の形態において光検出器で受光する反射光の波長は複数、つまり2つ以上であればよく、2つよりも3つまたは4つと増やすことで判別の精度も高くなる。反射率の回帰直線の傾きが局所的に互いに類似する材料もあるため、光検出器で受光する反射光の波長は3つ以上であることが特に好ましい。 In this embodiment, the wavelengths of the reflected light received by the photodetector need only be multiple, i.e., two or more, and increasing the number of wavelengths from two to three or four increases the accuracy of discrimination. Since there are materials in which the slopes of the regression lines of reflectance are locally similar to each other, it is particularly preferable that the wavelengths of the reflected light received by the photodetector are three or more.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 The invention made by the inventor has been specifically described above based on the embodiment, but it goes without saying that the invention is not limited to the above embodiment and can be modified in various ways without departing from the gist of the invention.

その他、実施の形態に記載された内容の一部を以下に記載する。 Some of the other contents described in the embodiments are described below.

(付記1)制御部と記憶部とを備えた表面検査装置を用いて、被検査物の被検査面における異物を検査する表面検査方法であって、
(a)前記被検査物の前記被検査面に複数の波長の光を照射する工程、
(b)前記複数の波長の光のそれぞれについて、前記異物からの反射光を検出することで、前記複数の波長毎に反射強度を検出する工程、
(c)前記制御部が、前記複数の波長のうちの2つの波長の光の反射強度同士の間での第1変化割合の値を、前記記憶部に予め記憶された値であって、基準とする材料の前記2つの波長の光の反射強度同士の間での第2変化割合の値と比較することで、前記基準とする材料と前記異物の材料との一致・不一致を判定する工程、
を有し、
前記複数の波長の数は、3以上であり、
前記(c)工程は、
(c1)前記2つの波長の光の反射強度同士の間での前記第1変化割合の値を、前記記憶部に予め記憶された値であって、基準とする材料の前記2つの波長の光の反射強度同士の間での前記第2変化割合の値と比較する工程、
(c2)前記複数の波長のうち、前記2つの波長とは異なる組合せである他の2つの波長の光の反射強度同士の間での第3変化割合の値を、前記記憶部に予め記憶された値であって、前記基準とする材料の前記他の2つの波長の光の反射強度同士の間での第4変化割合の値と比較する工程、
を有し、
(c3)前記(c1)工程および前記(c2)工程のそれぞれの比較結果から、前記基準とする材料と前記異物の材料との一致・不一致を総合的に判定する、表面検査方法。
(Supplementary Note 1) A surface inspection method for inspecting a surface of an object to be inspected for foreign particles using a surface inspection device having a control unit and a storage unit, comprising:
(a) irradiating the inspection surface of the inspection object with light of a plurality of wavelengths;
(b) detecting a reflection intensity for each of the plurality of wavelengths of light by detecting a reflected light from the foreign matter;
(c) a step in which the control unit compares a value of a first change rate between the reflection intensities of light of two wavelengths among the plurality of wavelengths with a value of a second change rate between the reflection intensities of light of the two wavelengths of a reference material, the value being a value stored in advance in the storage unit, thereby determining whether the reference material and the material of the foreign matter match;
having
the number of the plurality of wavelengths is three or more;
The step (c) comprises:
(c1) comparing the value of the first rate of change between the reflection intensities of the light at the two wavelengths with a value of the second rate of change between the reflection intensities of the light at the two wavelengths of a reference material, the value being stored in advance in the storage unit;
(c2) comparing a value of a third change rate between the reflection intensities of light of other two wavelengths, which is a combination different from the two wavelengths among the plurality of wavelengths, with a value of a fourth change rate between the reflection intensities of light of the other two wavelengths of the reference material, which is a value stored in advance in the storage unit;
having
(c3) A surface inspection method for comprehensively determining whether the reference material and the material of the foreign matter match or not based on the comparison results of the (c1) step and the (c2) step.

(付記2)被検査物の被検査面における異物を検査する表面検査装置であって、
前記被検査面に複数の波長の光を照射する光源と、
前記複数の波長の光が照射された前記異物からの反射光を検出する光検出器と、
前記光検出器に接続された制御部と、
前記制御部に接続された記憶部と、
を有し、
前記制御部は、前記光検出器が検出した反射光から、前記複数の波長のそれぞれに対応する反射強度を算出し、前記複数の波長のうちの2つの波長の光の反射強度同士の間での第1変化割合の値を、前記記憶部に予め記憶された値であって、基準とする材料の前記2つの波長の光の反射強度同士の間での第2変化割合の値と比較することで、前記基準とする材料と前記異物の材料との一致・不一致を判定し、
前記複数の波長の数は、3以上であり、
前記制御部は、前記2つの波長の光の反射強度同士の間での前記第1変化割合の値を、前記記憶部に予め記憶された値であって、前記基準とする材料の前記2つの波長の光の反射強度同士の間での前記第2変化割合の値と比較し、前記複数の波長のうち、前記2つの波長とは異なる組合せである他の2つの波長の光の反射強度同士の間での第3変化割合の値を、前記記憶部に予め記憶された値であって、前記基準とする材料の前記他の2つの波長の光の反射強度同士の間での第4変化割合の値と比較し、これらにより得られた2つの比較結果から、前記基準とする材料と前記異物の材料との一致・不一致を総合的に判定する、表面検査装置。
(Appendix 2) A surface inspection apparatus for inspecting a surface of an object to be inspected for foreign matter, comprising:
a light source that irradiates the surface to be inspected with light of a plurality of wavelengths;
a photodetector for detecting reflected light from the foreign object irradiated with light of the plurality of wavelengths;
A control unit connected to the photodetector;
A storage unit connected to the control unit;
having
the control unit calculates reflection intensities corresponding to the respective wavelengths from the reflected light detected by the photodetector, and compares a value of a first rate of change between the reflection intensities of light of two wavelengths among the plurality of wavelengths with a value of a second rate of change between the reflection intensities of light of the two wavelengths of a reference material, the second rate of change being a value stored in advance in the storage unit, the second rate of change being a value of a reference material; and
the number of the plurality of wavelengths is three or more;
The control unit compares the value of the first change rate between the reflection intensities of the light of the two wavelengths with the value of the second change rate between the reflection intensities of the light of the two wavelengths of the reference material, which is a value pre-stored in the memory unit, and compares the value of a third change rate between the reflection intensities of the light of other two wavelengths, which is a combination different from the two wavelengths among the multiple wavelengths, with a value pre-stored in the memory unit and a fourth change rate between the reflection intensities of the light of the other two wavelengths of the reference material, and makes a comprehensive judgment on whether the reference material and the material of the foreign matter match from the two comparison results obtained by these two comparisons.

1 表面検査装置
2A、2B、2C 光検出器
3 反射光
4A、4B、4C 板
11 支持台
12 移動ステージ
13 回転モータ
15 チャック
16 光源
17 フォーカスレンズ
18a、18b 集光レンズ
19B、19C ハーフミラー
23 光学フィルター
29 比較判定部
30 記憶部
31 信号処理回路
32 I/V変換器
33 増幅器
34 A/D変換器
35 走査用エンコーダ
37 マッピング部
38 欠陥個数判定部
39 比較判定処理部
40 回折格子
SF 被検査面
W1 被検査物
1 Surface inspection device 2A, 2B, 2C Photodetector 3 Reflected light 4A, 4B, 4C Plate 11 Support table 12 Moving stage 13 Rotation motor 15 Chuck 16 Light source 17 Focus lens 18a, 18b Condenser lens 19B, 19C Half mirror 23 Optical filter 29 Comparison judgment unit 30 Memory unit 31 Signal processing circuit 32 I/V converter 33 Amplifier 34 A/D converter 35 Scanning encoder 37 Mapping unit 38 Defect number judgment unit 39 Comparison judgment processing unit 40 Diffraction grating SF Inspected surface W1 Inspected object

Claims (8)

制御部と記憶部とを備えた表面検査装置を用いて、被検査物の被検査面における異物を検査する表面検査方法であって、
(a)前記被検査物の前記被検査面に複数の波長の光を照射する工程、
(b)前記複数の波長の光のそれぞれについて、前記異物からの反射光を検出することで、前記複数の波長毎に反射強度を検出する工程、
(c)前記制御部が、前記複数の波長のうちの2つの波長の光の反射強度同士の間での第1変化割合の値を、前記記憶部に予め記憶された値であって、基準とする材料の前記2つの波長の光の反射強度同士の間での第2変化割合の値と比較することで、前記基準とする材料と前記異物の材料との一致・不一致を判定する工程、
を有する、表面検査方法。
A surface inspection method for inspecting a surface of an object to be inspected for foreign matter using a surface inspection device having a control unit and a storage unit, comprising:
(a) irradiating the inspection surface of the inspection object with light of a plurality of wavelengths;
(b) detecting a reflection intensity for each of the plurality of wavelengths of light by detecting a reflected light from the foreign matter;
(c) a step in which the control unit compares a value of a first change rate between the reflection intensities of light of two wavelengths among the plurality of wavelengths with a value of a second change rate between the reflection intensities of light of the two wavelengths of a reference material, the value being a value stored in advance in the storage unit, thereby determining whether the reference material and the material of the foreign matter match;
A surface inspection method comprising the steps of:
請求項1記載の表面検査方法において、
前記(c)工程では、前記第1変化割合の値が、前記第2変化割合の値を中心とする一致範囲に含まれる場合に一致であると判定し、前記第1変化割合の値が、前記一致範囲に含まれない場合に不一致であると判定する、表面検査方法。
2. The surface inspection method according to claim 1,
In the step (c), a match is determined when the value of the first change rate is within a matching range centered on the value of the second change rate, and a mismatch is determined when the value of the first change rate is not within the matching range.
制御部と記憶部とを備えた表面検査装置を用いて、被検査物の被検査面における異物を検査する表面検査方法であって、
(a)前記被検査物の前記被検査面に複数の波長の光を照射する工程、
(b)前記複数の波長の光のそれぞれについて、前記異物からの反射光を検出することで、前記複数の波長毎に反射率を検出する工程、
(c)前記制御部が、前記複数の波長のうちの2つの波長の光の反射率同士の間での回帰直線の傾きと、前記記憶部に予め記憶された値であって、前記基準とする材料の前記2つの波長の光の反射率同士の間での回帰直線の傾きとの一致率を求め、前記一致率から、前記基準とする材料と前記異物の材料との一致・不一致を判定する工程、
を有する、表面検査方法。
A surface inspection method for inspecting a surface of an object to be inspected for foreign matter using a surface inspection device having a control unit and a storage unit, comprising:
(a) irradiating the inspection surface of the inspection object with light of a plurality of wavelengths;
(b) detecting a reflectance for each of the plurality of wavelengths of light by detecting reflected light from the foreign matter;
(c) the control unit calculates a rate of agreement between a slope of a regression line between the reflectances of light at two wavelengths among the plurality of wavelengths and a value stored in advance in the storage unit, the slope of a regression line between the reflectances of light at the two wavelengths of the reference material, and determines whether the reference material and the material of the foreign matter match based on the rate of agreement;
A surface inspection method comprising the steps of:
被検査物の被検査面における異物を検査する表面検査装置であって、
前記被検査面に複数の波長の光を照射する光源と、
前記複数の波長の光が照射された前記異物からの反射光を検出する光検出器と、
前記光検出器に接続された制御部と、
前記制御部に接続された記憶部と、
を有し、
前記制御部は、前記光検出器が検出した反射光から、前記複数の波長のそれぞれに対応する反射強度を算出し、前記複数の波長のうちの2つの波長の光の反射強度同士の間での第1変化割合の値を、前記記憶部に予め記憶された値であって、基準とする材料の前記2つの波長の光の反射強度同士の間での第2変化割合の値と比較することで、前記基準とする材料と前記異物の材料との一致・不一致を判定する、表面検査装置。
A surface inspection device for inspecting a surface of an object to be inspected for foreign matter, comprising:
a light source that irradiates the surface to be inspected with light of a plurality of wavelengths;
a photodetector for detecting reflected light from the foreign object irradiated with light of the plurality of wavelengths;
A control unit connected to the photodetector;
A storage unit connected to the control unit;
having
The control unit calculates reflection intensities corresponding to each of the multiple wavelengths from the reflected light detected by the photodetector, and compares the value of a first change rate between the reflection intensities of light of two of the multiple wavelengths with a value stored in advance in the memory unit, which is a second change rate between the reflection intensities of light of the two wavelengths of a reference material, thereby determining whether the reference material and the material of the foreign matter match.
請求項4記載の表面検査装置において、
前記制御部は、前記第1変化割合の値が、前記第2変化割合の値を中心とする一致範囲に含まれる場合に一致であると判定し、前記第1変化割合の値が、前記一致範囲に含まれない場合に不一致であると判定する、表面検査装置。
5. The surface inspection apparatus according to claim 4,
The control unit determines that there is a match when the value of the first change rate is within a matching range centered on the value of the second change rate, and determines that there is a mismatch when the value of the first change rate is not within the matching range.
請求項4記載の表面検査装置において、
前記光源から照射された前記複数の波長の光の前記被検査面に対する照射位置を相対的に走査移動する走査機をさらに有する、表面検査装置。
5. The surface inspection apparatus according to claim 4,
The surface inspection apparatus further comprises a scanner that relatively scans an irradiation position of the light of the plurality of wavelengths irradiated from the light source on the surface to be inspected.
請求項6記載の表面検査装置において、
前記制御部は、前記走査機からの位置情報に基づいて前記異物の前記被検査面における位置を表示する、表面検査装置。
7. The surface inspection apparatus according to claim 6,
The control unit displays the position of the foreign matter on the inspected surface based on position information from the scanner.
被検査物の被検査面における異物を検査する表面検査装置であって、
前記被検査面に複数の波長の光を照射する光源と、
前記複数の波長の光が照射された前記異物からの反射光を検出する光検出器と、
前記光検出器に接続された制御部と、
前記制御部に接続された記憶部と、
を有し、
前記制御部は、前記複数の波長のうちの2つの波長の光の反射率同士の間での回帰直線の傾きと、前記記憶部に予め記憶された値であって、前記基準とする材料の前記2つの波長の光の反射率同士の間での回帰直線の傾きとの一致率を求め、前記一致率から、前記基準とする材料と前記異物の材料との一致・不一致を判定する、表面検査装置。
A surface inspection device for inspecting a surface of an object to be inspected for foreign matter, comprising:
a light source that irradiates the surface to be inspected with light of a plurality of wavelengths;
a photodetector for detecting reflected light from the foreign object irradiated with light of the plurality of wavelengths;
A control unit connected to the photodetector;
A storage unit connected to the control unit;
having
The control unit calculates a rate of agreement between the slope of a regression line between the reflectance of light at two of the multiple wavelengths and the slope of a regression line between the reflectance of light at the two wavelengths of the reference material, the value being pre-stored in the memory unit, and determines whether the reference material and the material of the foreign matter match based on the rate of agreement.
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