JPH06167457A - 表面検査装置 - Google Patents
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- JPH06167457A JPH06167457A JP4075562A JP7556292A JPH06167457A JP H06167457 A JPH06167457 A JP H06167457A JP 4075562 A JP4075562 A JP 4075562A JP 7556292 A JP7556292 A JP 7556292A JP H06167457 A JPH06167457 A JP H06167457A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 表面の欠陥を全面にわたって非破壊的に光学
的に検査できる高感度装置を提供する。 【構成】 光源２と対物レンズ９の間のビーム通路に、
中間像３１を与える非点収差レンズ系５を配設し、中間
像に応じて表面１０を走査する時の送りが表面に投影さ
れた中間像の長さに相当する。ビーム通路に設けた暗視
野ビーム遮蔽構造群１８が照明ビーム１を正確に中心に
直角に偏向させた後、対物レンズ９を通過して表面に向
かう。表面から出射し、対物レンズによって集束された
光は光検出器１９に向かう。評価電子回路２１は光検出
器の増幅された出力信号を、点状、線状および面状欠陥
による測定値に分解する。評価電子回路は電算機ユニッ
ト２２を介して、一回の測定の全ての測定値の全体を表
示する周辺装置２３，２４，２５に接続している。
的に検査できる高感度装置を提供する。 【構成】 光源２と対物レンズ９の間のビーム通路に、
中間像３１を与える非点収差レンズ系５を配設し、中間
像に応じて表面１０を走査する時の送りが表面に投影さ
れた中間像の長さに相当する。ビーム通路に設けた暗視
野ビーム遮蔽構造群１８が照明ビーム１を正確に中心に
直角に偏向させた後、対物レンズ９を通過して表面に向
かう。表面から出射し、対物レンズによって集束された
光は光検出器１９に向かう。評価電子回路２１は光検出
器の増幅された出力信号を、点状、線状および面状欠陥
による測定値に分解する。評価電子回路は電算機ユニッ
ト２２を介して、一回の測定の全ての測定値の全体を表
示する周辺装置２３，２４，２５に接続している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、照明ビームが対物レ
ンズを通過して対象物体の検査すべき表面に垂直に向か
い、載置円板を駆動部に固定し、対象物体の表面を照明
ビームによってスパイラル状に走査し、対象物体の表面
から放射され、対物レンズに集束される光を受光する光
検出器を装備し、この検出器の出力端を増幅器に接続
し、照明ビームを発生させる光源と、対物レンズと、検
査ないしは調査すべき対象物体を載せる載置円板とを用
いて、特に表面の点状、線状および面状欠陥を高感度で
方向に無関係に測定する表面検査装置に関する。
ンズを通過して対象物体の検査すべき表面に垂直に向か
い、載置円板を駆動部に固定し、対象物体の表面を照明
ビームによってスパイラル状に走査し、対象物体の表面
から放射され、対物レンズに集束される光を受光する光
検出器を装備し、この検出器の出力端を増幅器に接続
し、照明ビームを発生させる光源と、対物レンズと、検
査ないしは調査すべき対象物体を載せる載置円板とを用
いて、特に表面の点状、線状および面状欠陥を高感度で
方向に無関係に測定する表面検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の装置を用いて、例えば超小型電
子回路装置でウェハ、磁気記憶媒体および／または光学
応用分野の基板を存在している欠陥に関して非破壊的に
検査あるいは調査できる。
子回路装置でウェハ、磁気記憶媒体および／または光学
応用分野の基板を存在している欠陥に関して非破壊的に
検査あるいは調査できる。
【０００３】米国特許第 4,314,763号明細書によれば、
上記構成の装置が知られている。この装置では、レーザ
ー光源である光源の照明ビームが二つのプリズムと対物
レンズを介して検査しようとする、あるいは調査しよう
とする物体の表面に投影され。この物体は平歯車の駆動
部の回転軸に連結しているベースの上に固定されてい
る。前記平歯車の駆動部はモータによって直線的に移動
できる板の上に組み込まれている。物体の表面を検査す
る場合、ベースの回転運動と前記板の並進運動とが重な
っているため、光学系を固定すると、調査すべき物体の
表面が照明ビームによってスパイラル状に走査される。
表面で散乱され回折されたビームは、対物レンズを経由
して光検出器に向かう。この検出器は欠陥を照明すると
電気信号を発生し、その信号が増幅器に導入される。こ
の増幅器には、一個の計数器と画像表示装置が後続して
いる。その場合、計数器では欠陥の数に相当する増幅さ
れた電気信号の数が計数され、その空間分布が画像表示
装置上に表示される。
上記構成の装置が知られている。この装置では、レーザ
ー光源である光源の照明ビームが二つのプリズムと対物
レンズを介して検査しようとする、あるいは調査しよう
とする物体の表面に投影され。この物体は平歯車の駆動
部の回転軸に連結しているベースの上に固定されてい
る。前記平歯車の駆動部はモータによって直線的に移動
できる板の上に組み込まれている。物体の表面を検査す
る場合、ベースの回転運動と前記板の並進運動とが重な
っているため、光学系を固定すると、調査すべき物体の
表面が照明ビームによってスパイラル状に走査される。
表面で散乱され回折されたビームは、対物レンズを経由
して光検出器に向かう。この検出器は欠陥を照明すると
電気信号を発生し、その信号が増幅器に導入される。こ
の増幅器には、一個の計数器と画像表示装置が後続して
いる。その場合、計数器では欠陥の数に相当する増幅さ
れた電気信号の数が計数され、その空間分布が画像表示
装置上に表示される。
【０００４】この種の装置は高感度を保有し、この感度
が、特に静止光学系によって僅かに照明されている表面
の散乱光のみを光検出器に結像させる必要があると言う
ことに起因していため、球状の粒子以外に直線状および
平面状の欠陥を約１μm 程度まで確認して識別できる。
校正された光学的に高価な対物レンズによって得られる
良好な結像特性のため、および照明された表面の散乱光
が光軸の周りで 360°の角度にわたって捕捉でき、光検
出器に結像できると言う状況のため、このような装置は
散乱光を捕捉する場合、高い効率を達成する。
が、特に静止光学系によって僅かに照明されている表面
の散乱光のみを光検出器に結像させる必要があると言う
ことに起因していため、球状の粒子以外に直線状および
平面状の欠陥を約１μm 程度まで確認して識別できる。
校正された光学的に高価な対物レンズによって得られる
良好な結像特性のため、および照明された表面の散乱光
が光軸の周りで 360°の角度にわたって捕捉でき、光検
出器に結像できると言う状況のため、このような装置は
散乱光を捕捉する場合、高い効率を達成する。
【０００５】しかし、この場合、表面をますます高い完
全度で作製する必要があり、品質に関する高度の要請が
設定される事実が考慮されていない。
全度で作製する必要があり、品質に関する高度の要請が
設定される事実が考慮されていない。
【０００６】事実、このことは、そのような調査すべき
表面の平坦な欠陥の散乱中心が必ず小さい不規則性を有
するため、前方散乱でますます顕著になり、これはその
ように形成された検査装置によって考慮できないことを
意味する。
表面の平坦な欠陥の散乱中心が必ず小さい不規則性を有
するため、前方散乱でますます顕著になり、これはその
ように形成された検査装置によって考慮できないことを
意味する。
【０００７】更に、小さい物理量の欠陥の数が増加する
（図１１）と言う状況を計算に入れてない。気体中の粒
子の既知の分布（図１０）に似て、表面上の欠陥の場合
には、欠陥の大きさが小さくなると欠陥の数の増加の同
じような対数的な形状が確認される。測定系の感度が向
上すると、測定系の感度が上昇すると共に、識別できる
個別欠陥（図８の LPDを参照）が必ずより密度が高くな
り、結局測定系の位置分解能が制限されているので直線
状の欠陥の並び（図９）あるいは平面状の欠陥領域（図
８の Haze を参照）にとなる。
（図１１）と言う状況を計算に入れてない。気体中の粒
子の既知の分布（図１０）に似て、表面上の欠陥の場合
には、欠陥の大きさが小さくなると欠陥の数の増加の同
じような対数的な形状が確認される。測定系の感度が向
上すると、測定系の感度が上昇すると共に、識別できる
個別欠陥（図８の LPDを参照）が必ずより密度が高くな
り、結局測定系の位置分解能が制限されているので直線
状の欠陥の並び（図９）あるいは平面状の欠陥領域（図
８の Haze を参照）にとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、関
連する散乱中心の寸法がますます小さくなると生じる作
用を計算に入れ、必要な高い測定感度のために生じる点
状欠陥の数と密度を検出でき、それに応じて表示でき、
従来の技術に比べて高い測定感度を可能にし、改善され
た結像特性を有する冒頭に述べた種類の表面検査装置を
提供することにある。
連する散乱中心の寸法がますます小さくなると生じる作
用を計算に入れ、必要な高い測定感度のために生じる点
状欠陥の数と密度を検出でき、それに応じて表示でき、
従来の技術に比べて高い測定感度を可能にし、改善され
た結像特性を有する冒頭に述べた種類の表面検査装置を
提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、冒頭に述べた種類の表面検査装置の場合、光源
２と対物レンズ９の間のビーム通路に、非点収差レンズ
系５を配設し、このレンズ系によって中間像３１を発生
させ、光源２と対物レンズ９の間のビーム通路に、調節
可能な暗視野偏向系８を有する暗視野ビーム遮蔽構造群
１８を配設し、その場合、照明ビーム１が偏向した後、
正確に中心に来て、垂直になって、対物レンズ９を通過
して対象物体１１に向かい、対物レンズ９、暗視野ビー
ム遮蔽構造群１８および暗視野ビーム遮蔽構造群１８と
光検出器１９の間に配設された少なくとも１個の絞り１
７が、光軸３４に対して回転対称の結像光学系を形成
し、電算機ユニット２２に接続する評価電子回路２１に
増幅器２０を接続し、前記評価電子回路が増幅器２０か
ら発生した出力信号を、調査した対象物体１１の表面の
点状、線状および面状の欠陥から生じる測定値に分解
し、各瞬時走査位置を求める装置を配設し、その場合、
前記走査位置がそれぞれ同じ時点で生じる測定値に付属
し、電算機ユニット２２に接続する周辺装置２３，２
４，２５を備え、これ等の周辺装置によって一回の測定
の全ての測定値全体を表示ないしは記憶させる、ことに
よって解決されている。
により、冒頭に述べた種類の表面検査装置の場合、光源
２と対物レンズ９の間のビーム通路に、非点収差レンズ
系５を配設し、このレンズ系によって中間像３１を発生
させ、光源２と対物レンズ９の間のビーム通路に、調節
可能な暗視野偏向系８を有する暗視野ビーム遮蔽構造群
１８を配設し、その場合、照明ビーム１が偏向した後、
正確に中心に来て、垂直になって、対物レンズ９を通過
して対象物体１１に向かい、対物レンズ９、暗視野ビー
ム遮蔽構造群１８および暗視野ビーム遮蔽構造群１８と
光検出器１９の間に配設された少なくとも１個の絞り１
７が、光軸３４に対して回転対称の結像光学系を形成
し、電算機ユニット２２に接続する評価電子回路２１に
増幅器２０を接続し、前記評価電子回路が増幅器２０か
ら発生した出力信号を、調査した対象物体１１の表面の
点状、線状および面状の欠陥から生じる測定値に分解
し、各瞬時走査位置を求める装置を配設し、その場合、
前記走査位置がそれぞれ同じ時点で生じる測定値に付属
し、電算機ユニット２２に接続する周辺装置２３，２
４，２５を備え、これ等の周辺装置によって一回の測定
の全ての測定値全体を表示ないしは記憶させる、ことに
よって解決されている。
【００１０】この発明による他の有利な構成は、特許請
求の範囲の従属請求項に記載されている。
求の範囲の従属請求項に記載されている。
【００１１】
【作用】この場合、光源と対物レンズの間のビーム通路
に非点収差のあるレンズ系が配設されている。このレン
ズ系はシガレット状の中間像を形成する。この中間像は
対物レンズによって表面に結像される。レンズ系と対物
レンズの間のビーム通路に配設された調節可能な暗視野
偏向部を備えた暗視野ビーム遮蔽構成部材は照明ビーム
を偏向後正確に中心合わせし、対物レンズを通して直角
に検査する物体に向ける。
に非点収差のあるレンズ系が配設されている。このレン
ズ系はシガレット状の中間像を形成する。この中間像は
対物レンズによって表面に結像される。レンズ系と対物
レンズの間のビーム通路に配設された調節可能な暗視野
偏向部を備えた暗視野ビーム遮蔽構成部材は照明ビーム
を偏向後正確に中心合わせし、対物レンズを通して直角
に検査する物体に向ける。
【００１２】測定データを処理するため、評価電子回路
が装備されている。この電子回路は入力側で光検出器に
後続する増幅器に接続されている。この評価電子回路
は、増幅器で生じたい出力信号を、検査ないしは調査す
る物体の表面の点状、線状および面状欠陥によって生じ
る測定値に分割する。
が装備されている。この電子回路は入力側で光検出器に
後続する増幅器に接続されている。この評価電子回路
は、増幅器で生じたい出力信号を、検査ないしは調査す
る物体の表面の点状、線状および面状欠陥によって生じ
る測定値に分割する。
【００１３】照明ビームが物体の表面を走査する瞬間位
置を定める装置は、周辺装置に接続している。この装置
によって、一回の測定の全ての測定値の全体を対応する
走査位置にして表示できる。
置を定める装置は、周辺装置に接続している。この装置
によって、一回の測定の全ての測定値の全体を対応する
走査位置にして表示できる。
【００１４】
【実施例】以下に、個々の図面に示す多数の実施例に基
づきこの発明をより詳しく説明する。
づきこの発明をより詳しく説明する。
【００１５】この発明による装置の第一実施例である図
１では、光源２の照明ビームに符号１が付けてある。こ
の場合、光源２は非常に短い波長、例えば 488または32
5 nmの光を出射させるレーザー源である。
１では、光源２の照明ビームに符号１が付けてある。こ
の場合、光源２は非常に短い波長、例えば 488または32
5 nmの光を出射させるレーザー源である。
【００１６】この照明ビーム１は、偏向用鏡ないしはプ
リズム３，４，非点収差レンズ系５，絞り６，７、暗視
野偏向系８と対物レンズ９を経由して、基板１１の形状
の物体の表面１０に垂直に向かい、そこに照明スポット
１２を結像する。この基板１１は、照明ビーム１に対し
て垂直に延びる平面内にある載置ディスク１３の上に配
設されている。表面１０から放射される散乱光ローブ
（図２ａ，２ｂ，２ｃ）に記号１４が付けてあり、対物
レンズ９によって集束される光円錐に記号１５が付けて
ある。光円錐１５は前方絞り１７と焦点面絞り１６を通
過して光検出器１９に向かう。この検出器は増幅器２０
を介して図５ａと５ｂに詳しく示してある評価電子回路
２１に接続している。この評価電子回路２１は、例えば
大容量記憶器２３，画面２４およびプリンター２５のよ
うな周辺機器に連結する電算機ユニット２２に接続して
いる。図３あるいは図４ａ〜４ｃにより詳しく説明する
暗視野ビーム遮蔽構造群に記号１８が付けてある。この
構造群には、暗視野偏向系８が配設されている。載置デ
ィスク１３は、連行体２７.2に固定されている回転モー
タ２７の回転軸２７.1に連結している。この連行体２
７.2はホルダー２８.1に支承されているスピンドル２
８.2の上に置かれていて、このスピンドルは並進モータ
２８によって駆動される。回転モータ２７の回転軸に連
結する回転パルス発生器２９と、並進モータ２８の回転
軸に連結する並進パルス発生器３０は、エンコーダーの
形状であり、電算機ユニット２２に接続するインターフ
ェース２６に連結している。部材２７，２７.1，２７.
2, ２８，２８.1，２８.2は、回転と並進運動から合成
される動きを発生する駆動部を形成する。非点収差レン
ズ系５によって発生する中間像に記号３１が、また対物
レンズ９の光軸に記号３４が付けてある。
リズム３，４，非点収差レンズ系５，絞り６，７、暗視
野偏向系８と対物レンズ９を経由して、基板１１の形状
の物体の表面１０に垂直に向かい、そこに照明スポット
１２を結像する。この基板１１は、照明ビーム１に対し
て垂直に延びる平面内にある載置ディスク１３の上に配
設されている。表面１０から放射される散乱光ローブ
（図２ａ，２ｂ，２ｃ）に記号１４が付けてあり、対物
レンズ９によって集束される光円錐に記号１５が付けて
ある。光円錐１５は前方絞り１７と焦点面絞り１６を通
過して光検出器１９に向かう。この検出器は増幅器２０
を介して図５ａと５ｂに詳しく示してある評価電子回路
２１に接続している。この評価電子回路２１は、例えば
大容量記憶器２３，画面２４およびプリンター２５のよ
うな周辺機器に連結する電算機ユニット２２に接続して
いる。図３あるいは図４ａ〜４ｃにより詳しく説明する
暗視野ビーム遮蔽構造群に記号１８が付けてある。この
構造群には、暗視野偏向系８が配設されている。載置デ
ィスク１３は、連行体２７.2に固定されている回転モー
タ２７の回転軸２７.1に連結している。この連行体２
７.2はホルダー２８.1に支承されているスピンドル２
８.2の上に置かれていて、このスピンドルは並進モータ
２８によって駆動される。回転モータ２７の回転軸に連
結する回転パルス発生器２９と、並進モータ２８の回転
軸に連結する並進パルス発生器３０は、エンコーダーの
形状であり、電算機ユニット２２に接続するインターフ
ェース２６に連結している。部材２７，２７.1，２７.
2, ２８，２８.1，２８.2は、回転と並進運動から合成
される動きを発生する駆動部を形成する。非点収差レン
ズ系５によって発生する中間像に記号３１が、また対物
レンズ９の光軸に記号３４が付けてある。
【００１７】この非点収差レンズ系５は、照明ビーム１
の中心にある二つの焦点を有する少なくとも一個のレン
ズで構成されている。その場合、前記レンズは非点収差
のある（シガレット状の）中間像３１を発生する。二つ
の焦点を有するこのレンズは好ましくは円柱レンズであ
る。
の中心にある二つの焦点を有する少なくとも一個のレン
ズで構成されている。その場合、前記レンズは非点収差
のある（シガレット状の）中間像３１を発生する。二つ
の焦点を有するこのレンズは好ましくは円柱レンズであ
る。
【００１８】非点収差レンズ系５は、表面に投影された
非点収差のある中間像３１が回転に関して半径方向に長
く延び、接線方向に短く延びているように照明ビーム中
に置かれている。歪んだ（シガレット状の）照明ビーム
１は、走査時により広い面積を撫でるので、２回転の間
により大きい送りとなる。測定感度に関して余り重要で
ない損失しかない場合、測定時間を短縮できる。
非点収差のある中間像３１が回転に関して半径方向に長
く延び、接線方向に短く延びているように照明ビーム中
に置かれている。歪んだ（シガレット状の）照明ビーム
１は、走査時により広い面積を撫でるので、２回転の間
により大きい送りとなる。測定感度に関して余り重要で
ない損失しかない場合、測定時間を短縮できる。
【００１９】図２ａによれば、物理的に大きな欠陥を有
する表面が、表面１０に平行に広がった広い散乱光強度
の分布を有するので、広い散乱光ローブ１４ａを呈す
る。これに反して図２ｂに示すように、物理的に小いさ
い密度の高い散乱中心を有する表面は近軸にある散乱光
ローブ１４ｂを呈する。この場合、散乱光ローブ１４
ａ，１４ｂは表面１０で回折し、散乱し、反射した照明
ビーム１の光で形成されている。張り出した広い散乱光
ローブ１４ａから近軸の散乱光ローブ１４ｂに移行する
ことは、完全度の高い、つまり散乱中心が必ず小さい寸
法を有する表面が前方散乱に大きい頻度を増加させるた
め、極端な場合（図２ｃ）、照明ビーム１の純粋な反射
が存在すると言う事実に起因する。
する表面が、表面１０に平行に広がった広い散乱光強度
の分布を有するので、広い散乱光ローブ１４ａを呈す
る。これに反して図２ｂに示すように、物理的に小いさ
い密度の高い散乱中心を有する表面は近軸にある散乱光
ローブ１４ｂを呈する。この場合、散乱光ローブ１４
ａ，１４ｂは表面１０で回折し、散乱し、反射した照明
ビーム１の光で形成されている。張り出した広い散乱光
ローブ１４ａから近軸の散乱光ローブ１４ｂに移行する
ことは、完全度の高い、つまり散乱中心が必ず小さい寸
法を有する表面が前方散乱に大きい頻度を増加させるた
め、極端な場合（図２ｃ）、照明ビーム１の純粋な反射
が存在すると言う事実に起因する。
【００２０】図３には、暗視野ビーム遮蔽構造群１８の
実施例が示してある。この構造群は二つの機能を有す
る。つまり、一方では照明ビーム１を偏向させ、他方で
は表面から反射した光を暗くし、光検出器１９に対して
遮蔽を行う。この実施例に示す暗視野ビーム遮蔽構造群
１８では、各機能に必要な部材が別々に調節できるよう
に配設されている。
実施例が示してある。この構造群は二つの機能を有す
る。つまり、一方では照明ビーム１を偏向させ、他方で
は表面から反射した光を暗くし、光検出器１９に対して
遮蔽を行う。この実施例に示す暗視野ビーム遮蔽構造群
１８では、各機能に必要な部材が別々に調節できるよう
に配設されている。
【００２１】照明ビーム１の偏向は、暗視野偏向系８
（図１）に相当する円筒体６９の傾斜面６９ａで生じ
る。この場合、傾斜面６９ａは鏡面仕上げされている。
円筒体は偏向鏡支持板６２ａに装着されている。この偏
向鏡支持板６２ａは、第一中間ホルダー６４.1を介して
第一ホルダー装置６４ａによって、光軸３４に対してそ
の位置を調節するため移動や回転が行えるように機械的
に保持されている。この調節は詳しく図示していない調
節ネジにそって行われる。最終位置決めは、この場合、
同じように図示していないクランプネジによって行われ
る。
（図１）に相当する円筒体６９の傾斜面６９ａで生じ
る。この場合、傾斜面６９ａは鏡面仕上げされている。
円筒体は偏向鏡支持板６２ａに装着されている。この偏
向鏡支持板６２ａは、第一中間ホルダー６４.1を介して
第一ホルダー装置６４ａによって、光軸３４に対してそ
の位置を調節するため移動や回転が行えるように機械的
に保持されている。この調節は詳しく図示していない調
節ネジにそって行われる。最終位置決めは、この場合、
同じように図示していないクランプネジによって行われ
る。
【００２２】図３によれば、暗視野ビーム遮蔽構造群１
８には、暗視野ビーム遮蔽支持板６２ｂに直接組み込ま
れている暗視野ビーム遮蔽部材６１がある。この暗視野
ビーム遮蔽部材は、ここでは照明ビーム１の波長に対し
て不透明な円形面で形成されている。この面は、例えば
暗視野ビーム遮蔽支持板６２ｂに部分的に被膜を付けて
作製できる。その場合、上記の面の大きさは、必ず（円
筒体６９の全体の移動通路内で）反射光を遮断すること
が行われるように選択されている。従って、円筒体６９
の縁で散乱した光が光検出器に達することが防止されて
いる。
８には、暗視野ビーム遮蔽支持板６２ｂに直接組み込ま
れている暗視野ビーム遮蔽部材６１がある。この暗視野
ビーム遮蔽部材は、ここでは照明ビーム１の波長に対し
て不透明な円形面で形成されている。この面は、例えば
暗視野ビーム遮蔽支持板６２ｂに部分的に被膜を付けて
作製できる。その場合、上記の面の大きさは、必ず（円
筒体６９の全体の移動通路内で）反射光を遮断すること
が行われるように選択されている。従って、円筒体６９
の縁で散乱した光が光検出器に達することが防止されて
いる。
【００２３】暗視野ビーム遮蔽支持板６２ｂも、同じよ
うに、図示していない方法で第二保持装置６４ｂを介し
て光軸に対して調節してロックできる。
うに、図示していない方法で第二保持装置６４ｂを介し
て光軸に対して調節してロックできる。
【００２４】偏向鏡支持板６２ａと暗視野ビーム遮蔽支
持板６２ｂは、照明光の波長に対して透過性の材料（例
えば、ガラスや石英ガラス）で作製される。透過を最適
にするため、偏向鏡支持板６２ａと暗視野ビーム遮蔽支
持板６２ｂの表面は光学コーティングされる。
持板６２ｂは、照明光の波長に対して透過性の材料（例
えば、ガラスや石英ガラス）で作製される。透過を最適
にするため、偏向鏡支持板６２ａと暗視野ビーム遮蔽支
持板６２ｂの表面は光学コーティングされる。
【００２５】図４によれば、暗視野ビーム遮蔽構造群は
二重機能を組み合わせて簡単に構成される。
二重機能を組み合わせて簡単に構成される。
【００２６】図４ａによれば、暗視野ビーム遮蔽構造群
１８には、暗視野ビーム遮蔽支持板６２に直接組み込ま
れ、暗視野偏向系８（図１）に相当する暗視野ビーム遮
蔽部材６１がある。暗視野ビーム遮蔽支持板の中心に
は、照明ビーム１の光を反射する材料が付着されてい
る。この場合、暗視野ビーム遮蔽部材６１の反射面の形
状は、暗視野ビーム遮蔽構造群１８の投影が光軸３４に
沿って円対称であるようにされている。傾斜角が＞０の
場合、反射面のこの形状は楕円状円板になる。暗視野ビ
ーム遮蔽支持板６２自体は、照明光の波長に対して透過
性の材料（例えば、ガラスや石英ガラス）で構成されて
いる。反射あるいは透過を最適にするため、暗視野ビー
ム遮蔽部材と暗視野ビーム遮蔽支持板の表面は光学コー
ティングされている。
１８には、暗視野ビーム遮蔽支持板６２に直接組み込ま
れ、暗視野偏向系８（図１）に相当する暗視野ビーム遮
蔽部材６１がある。暗視野ビーム遮蔽支持板の中心に
は、照明ビーム１の光を反射する材料が付着されてい
る。この場合、暗視野ビーム遮蔽部材６１の反射面の形
状は、暗視野ビーム遮蔽構造群１８の投影が光軸３４に
沿って円対称であるようにされている。傾斜角が＞０の
場合、反射面のこの形状は楕円状円板になる。暗視野ビ
ーム遮蔽支持板６２自体は、照明光の波長に対して透過
性の材料（例えば、ガラスや石英ガラス）で構成されて
いる。反射あるいは透過を最適にするため、暗視野ビー
ム遮蔽部材と暗視野ビーム遮蔽支持板の表面は光学コー
ティングされている。
【００２７】暗視野ビーム遮蔽支持板６２は、ビーム調
節のために移動ないしは回転ができるように保持装置６
４によって機械的に保持されている。この調節は図示し
ていない調節ネジによって行われる。最終位置は、この
場合、図示していないクランプネジによって定まる。
節のために移動ないしは回転ができるように保持装置６
４によって機械的に保持されている。この調節は図示し
ていない調節ネジによって行われる。最終位置は、この
場合、図示していないクランプネジによって定まる。
【００２８】図４ｂによれば、暗視野ビーム遮蔽部材６
１はプリズム６５で形成されている。この場合、照明ビ
ーム１は傾斜プリズム表面の全反射によって偏向する。
プリズム６５はプリズムホルダー６６で保持されてい
る。このプリズムホルダー６６は暗視野ビーム遮蔽支持
板６２.1のところに固定されている。プリズムホルダー
６６は円筒状であるので、結像光学系の光軸３４に沿っ
たホルダーの投影は円対称である。照明ビーム１はプリ
ズムホルダー６６の第一開口６７を通り抜けて進む。第
一開口６７と第二開口６８は、望ましくない光が照明ビ
ーム１の縁部分を通過するのを防止する。
１はプリズム６５で形成されている。この場合、照明ビ
ーム１は傾斜プリズム表面の全反射によって偏向する。
プリズム６５はプリズムホルダー６６で保持されてい
る。このプリズムホルダー６６は暗視野ビーム遮蔽支持
板６２.1のところに固定されている。プリズムホルダー
６６は円筒状であるので、結像光学系の光軸３４に沿っ
たホルダーの投影は円対称である。照明ビーム１はプリ
ズムホルダー６６の第一開口６７を通り抜けて進む。第
一開口６７と第二開口６８は、望ましくない光が照明ビ
ーム１の縁部分を通過するのを防止する。
【００２９】図４ｃによれば、照明ビーム１の偏向は円
筒体６９の傾斜面で生じる。その場合、この傾斜面は鏡
面仕上げされている。円筒体は暗視野ビーム遮蔽支持板
６２.2に固定されている。
筒体６９の傾斜面で生じる。その場合、この傾斜面は鏡
面仕上げされている。円筒体は暗視野ビーム遮蔽支持板
６２.2に固定されている。
【００３０】図４ｂと４ｃの暗視野ビーム遮蔽支持板６
２.1, ６２.2は同じように調節可能に支承されている。
第一実施例に比べてこの実施例の利点は、暗視野ビーム
遮蔽部材６１の反射面を対物レンズ９（図１）により近
づけて装着できる点にある。暗視野ビーム遮蔽部材６１
を対物レンズ９に対して最も近い位置にすると、散乱光
円錐中で小さい暗い面ができるので有利である。
２.1, ６２.2は同じように調節可能に支承されている。
第一実施例に比べてこの実施例の利点は、暗視野ビーム
遮蔽部材６１の反射面を対物レンズ９（図１）により近
づけて装着できる点にある。暗視野ビーム遮蔽部材６１
を対物レンズ９に対して最も近い位置にすると、散乱光
円錐中で小さい暗い面ができるので有利である。
【００３１】図４ａと４ｂでは、遮蔽装置に符号６０が
付けてある。この遮蔽装置によって、選択的に結像光学
系に非対称が生じる。この遮蔽装置６０を使用すると、
例えば二回の測定（一回目でこの遮蔽装置６０を使用
し、二回目にこの装置を使用しないで）整列した平面欠
陥組織 (Haze組織) を未整理平面欠陥組織と区別でき
る。一次元欠陥組織（例えば研磨疵のような組織）を識
別するため、この遮蔽装置６０の形状は棒状である。故
意に他の組織を抑制および／または選択するため、遮蔽
装置６０の他の形状も可能である。
付けてある。この遮蔽装置によって、選択的に結像光学
系に非対称が生じる。この遮蔽装置６０を使用すると、
例えば二回の測定（一回目でこの遮蔽装置６０を使用
し、二回目にこの装置を使用しないで）整列した平面欠
陥組織 (Haze組織) を未整理平面欠陥組織と区別でき
る。一次元欠陥組織（例えば研磨疵のような組織）を識
別するため、この遮蔽装置６０の形状は棒状である。故
意に他の組織を抑制および／または選択するため、遮蔽
装置６０の他の形状も可能である。
【００３２】この装置の上記説明による光学部品は以下
のように動作する。即ち、プリズム３，４によって偏向
した照明ビーム１は、非点収差レンズ系５と絞り６，７
を通過して暗視野偏向系８に入射する。ここで、ビーム
は再び偏向する。暗視野偏向系８あるいは暗視野ビーム
遮蔽部材６１は、偏向系によって偏向した照明ビーム１
が正確に中心に来て、直角に対物レンズ９を通過し、偏
向後に対物レンズと全体の結像光学系の光軸３４に正確
に進むように調節される。対物レンズ９は照明ビーム１
を基板表面１０に集束させるので、非点収差レンズ系５
によって形成された中間像３１が基板表面１０上に結像
される。照明ビーム１は基板表面１０に垂直に入射する
ので、反射光は入射する照明ビーム１に正確に沿って進
み、対物レンズを通過した後、新たに暗視野ビーム遮蔽
部材６１に当たる。この部材から光源２の方向に再び偏
向する。光１４の散乱ないしは屈折した成分は、対物レ
ンズ９の数値絞りの角度によって集束し、共焦点絞り１
６の中に結像する。表面１０と共焦点絞り１６の開口の
間の間隔は、表面１０からシガレット状の中間像３１の
間隔に等しい。
のように動作する。即ち、プリズム３，４によって偏向
した照明ビーム１は、非点収差レンズ系５と絞り６，７
を通過して暗視野偏向系８に入射する。ここで、ビーム
は再び偏向する。暗視野偏向系８あるいは暗視野ビーム
遮蔽部材６１は、偏向系によって偏向した照明ビーム１
が正確に中心に来て、直角に対物レンズ９を通過し、偏
向後に対物レンズと全体の結像光学系の光軸３４に正確
に進むように調節される。対物レンズ９は照明ビーム１
を基板表面１０に集束させるので、非点収差レンズ系５
によって形成された中間像３１が基板表面１０上に結像
される。照明ビーム１は基板表面１０に垂直に入射する
ので、反射光は入射する照明ビーム１に正確に沿って進
み、対物レンズを通過した後、新たに暗視野ビーム遮蔽
部材６１に当たる。この部材から光源２の方向に再び偏
向する。光１４の散乱ないしは屈折した成分は、対物レ
ンズ９の数値絞りの角度によって集束し、共焦点絞り１
６の中に結像する。表面１０と共焦点絞り１６の開口の
間の間隔は、表面１０からシガレット状の中間像３１の
間隔に等しい。
【００３３】非常に過密で、小さい表面欠陥（Haze) の
組織は、散乱光の外に一定成分の回折光を発生する。こ
れは、格子による回折と理解できる。その場合、格子は
欠陥から形成された組織（例えば、研磨疵）によって形
成される。このように発生した光の光円錐は場所的に一
様な強度分布を保有していない。それ故、暗視野ビーム
遮蔽構造群１８のところでは、光は光軸３４に対して回
転対称の強度分布を有する（例えば、プロペラ状あるい
は星形状）。この強度分布の方向は、表面１０の組織の
方向に厳密に関連がある。つまり、基板を回転すると、
強度パターンがそれに同期して回転する。
組織は、散乱光の外に一定成分の回折光を発生する。こ
れは、格子による回折と理解できる。その場合、格子は
欠陥から形成された組織（例えば、研磨疵）によって形
成される。このように発生した光の光円錐は場所的に一
様な強度分布を保有していない。それ故、暗視野ビーム
遮蔽構造群１８のところでは、光は光軸３４に対して回
転対称の強度分布を有する（例えば、プロペラ状あるい
は星形状）。この強度分布の方向は、表面１０の組織の
方向に厳密に関連がある。つまり、基板を回転すると、
強度パターンがそれに同期して回転する。
【００３４】欠陥によって形成される表面組織を方向に
無関係に測定できるには、暗視野ビーム遮蔽構造群１８
を光軸３４に対して完全に回転対称に構成する。更に、
近軸の散乱光もできる限り通すため、暗視野ビーム遮蔽
部材６１で遮断する散乱光円錐１４の成分をできる限り
少なくする必要がある。説明した装置を用いると、集め
た散乱光と遮断した散乱光の間の最も望ましい比を得る
ことができる。その場合、結像光の回転対称が完全に保
持されている。
無関係に測定できるには、暗視野ビーム遮蔽構造群１８
を光軸３４に対して完全に回転対称に構成する。更に、
近軸の散乱光もできる限り通すため、暗視野ビーム遮蔽
部材６１で遮断する散乱光円錐１４の成分をできる限り
少なくする必要がある。説明した装置を用いると、集め
た散乱光と遮断した散乱光の間の最も望ましい比を得る
ことができる。その場合、結像光の回転対称が完全に保
持されている。
【００３５】対物レンズ９は散乱光１４を共焦点絞り１
６の上に集束する。この共焦点絞り１６の開口は、大
体、基板表面上に集束した照明ビーム（照明スポット１
２）の形状である。この照明スポット１２は細長い形を
していることが知られている。長い照明スポットの径が
半径方向に延び、短い照明スポットの径が回転方向に対
して接線方向に延びている。共焦点絞り１６の開口は主
にスリットである。その寸法は大体結像光学径の拡大率
を掛けたスポットの寸法である。この利点は、照明ビー
ム１によって照らされた場所の散乱光のみが絞りの開口
を通過して光検出器１９に達する点にある。実際、これ
は周囲の光に対して鈍感で、所望のＳ／Ｎ比の点で注目
される。
６の上に集束する。この共焦点絞り１６の開口は、大
体、基板表面上に集束した照明ビーム（照明スポット１
２）の形状である。この照明スポット１２は細長い形を
していることが知られている。長い照明スポットの径が
半径方向に延び、短い照明スポットの径が回転方向に対
して接線方向に延びている。共焦点絞り１６の開口は主
にスリットである。その寸法は大体結像光学径の拡大率
を掛けたスポットの寸法である。この利点は、照明ビー
ム１によって照らされた場所の散乱光のみが絞りの開口
を通過して光検出器１９に達する点にある。実際、これ
は周囲の光に対して鈍感で、所望のＳ／Ｎ比の点で注目
される。
【００３６】結像部品の一個またはそれ以上の前方絞り
１７は、望ましくない余分な外来光、例えば構造部品か
らの反射による光を光検出器１９に入れない。これ等の
前方絞りも同じようにＳ／Ｎ比を改善するので、特別に
成形した共焦点絞り１６のように、系の測定感度を高め
る。
１７は、望ましくない余分な外来光、例えば構造部品か
らの反射による光を光検出器１９に入れない。これ等の
前方絞りも同じようにＳ／Ｎ比を改善するので、特別に
成形した共焦点絞り１６のように、系の測定感度を高め
る。
【００３７】光検出器１９では、光学信号が電気信号に
変換され、広帯域増幅器２０中で更に演算処理するため
に増幅される。増幅器の出力端に出力される信号は、面
状欠陥（Haze) 、点状欠陥 (LPD)および線状欠陥の信号
の和として検出される。この信号を以後の処理で個別信
号に分解する必要がある。電子信号の以後の演算処理
は、先ず評価電子回路２１で行われる。この場合、評価
電子回路は入力信号を Haze の信号と LPDの信号に分離
する。
変換され、広帯域増幅器２０中で更に演算処理するため
に増幅される。増幅器の出力端に出力される信号は、面
状欠陥（Haze) 、点状欠陥 (LPD)および線状欠陥の信号
の和として検出される。この信号を以後の処理で個別信
号に分解する必要がある。電子信号の以後の演算処理
は、先ず評価電子回路２１で行われる。この場合、評価
電子回路は入力信号を Haze の信号と LPDの信号に分離
する。
【００３８】図５ａによれば、評価電子回路２１には、
増幅器２０（図１）の出力端と、Hazeフィルター７１と
ピーク抑制回路７２から成る Haze チャンネルに接続す
る信号入力端７０がある。この信号入力端７０は、更に
引算回路７３とピーク検出器７４から成る粒子チャンネ
ルに接続されている。 Haze フィルター７１に接続して
いる帯域バイアス入力端に記号７６ａが、またピーク検
出器７４に接続する他の入力端に記号７６ｂが付けてあ
る。 Haze フィルターの出力端７７はアナログ・デジタ
ル変換器７８に接続し、この変換器の出力端に記号７９
ａが付けてある。ピーク検出器７４には、デジタル出力
端７９ｂがある。
増幅器２０（図１）の出力端と、Hazeフィルター７１と
ピーク抑制回路７２から成る Haze チャンネルに接続す
る信号入力端７０がある。この信号入力端７０は、更に
引算回路７３とピーク検出器７４から成る粒子チャンネ
ルに接続されている。 Haze フィルター７１に接続して
いる帯域バイアス入力端に記号７６ａが、またピーク検
出器７４に接続する他の入力端に記号７６ｂが付けてあ
る。 Haze フィルターの出力端７７はアナログ・デジタ
ル変換器７８に接続し、この変換器の出力端に記号７９
ａが付けてある。ピーク検出器７４には、デジタル出力
端７９ｂがある。
【００３９】図５ｂでは、 Haze チャンネルの最も重要
な構成要素７１，７２（図５ａ）である低域フィルター
に記号７５が付けてある。この低域フィルター７５はフ
ィルターコンデンサ７２２，抵抗７２４と第一および第
二スイッチング装置７２５ａ，７２５ｂで構成されてい
る。これ等の抵抗７２４は、一方の端部のところで、第
一および第二スイッチング装置７２５ａ，７２５ｂを経
由してフィルターコンデンサ７２２と Haze フィルター
出力端７７（図５ａ）に接続している。この Haze フィ
ルター出力端７７は、ピーク抑制回路７２として使用さ
れるダイオード７２１を経由して抵抗７２４の他方の端
に、また他の増幅器７２３の出力端に接続している。他
の増幅器７２３の入力端は信号入力端７０（図５ａ）
と、引算回路７３（図５ａ）として使用される第三増幅
器７２６の非反転入力端とに接続している。第三増幅器
７２６の反転入力端は Haze フィルター出力端７７に接
続し、その出力端はピーク検出器７４の入力端に接続し
ている。前記スイッチング装置７２５ａ，７２５ｂは帯
域バイアス入力端７６ａを介して操作できる。
な構成要素７１，７２（図５ａ）である低域フィルター
に記号７５が付けてある。この低域フィルター７５はフ
ィルターコンデンサ７２２，抵抗７２４と第一および第
二スイッチング装置７２５ａ，７２５ｂで構成されてい
る。これ等の抵抗７２４は、一方の端部のところで、第
一および第二スイッチング装置７２５ａ，７２５ｂを経
由してフィルターコンデンサ７２２と Haze フィルター
出力端７７（図５ａ）に接続している。この Haze フィ
ルター出力端７７は、ピーク抑制回路７２として使用さ
れるダイオード７２１を経由して抵抗７２４の他方の端
に、また他の増幅器７２３の出力端に接続している。他
の増幅器７２３の入力端は信号入力端７０（図５ａ）
と、引算回路７３（図５ａ）として使用される第三増幅
器７２６の非反転入力端とに接続している。第三増幅器
７２６の反転入力端は Haze フィルター出力端７７に接
続し、その出力端はピーク検出器７４の入力端に接続し
ている。前記スイッチング装置７２５ａ，７２５ｂは帯
域バイアス入力端７６ａを介して操作できる。
【００４０】上に説明した評価電子回路は以下のように
動作する。即ち、評価電子回路２１は、時間的な信号波
形（図６ａ，６ｂ）に基づき LPDと Haze を区別する。
Haze 信号８１は比較的ゆっくり変わる信号波形を有
し、LPD は短いパルス８２に特徴がある。低域フィルタ
ー７５は Haze の変化の低周波信号を通すが、LPD のパ
ルスは抑制される。パルス８２の振幅は LPDの大きさに
比例する。このようなパルスのパルス幅８３は、照明ス
ポットに比べて小さい LPDの場合、スポットの幅と、LP
D が照明スポット１２に対して移動する速度にイオンす
る。表面を調べようとする基板に一定の回転運動を与え
ると、照明スポット１２に対する表面の速度が半径と共
に変わる。この速度は基板１１の最外側で最も大きく、
基板の中心で零である。LPD のパルスは基板の中心に向
けて広がっている。このことは、事前に特別な処置を講
ずることなく、信号波形から基板の縁でそのようなもの
として識別される LPDが、中心では Haze の変化として
分類されるか、 Haze の変化が基板の表面内でまさしく
そのようなものとして識別できるが、基板の縁では同じ
Haze の変化が LPDとして測定されることを意味する。
上記のことは許容できない測定誤差に通じる。これ等の
誤差は調節可能な低域フィルター７５によって除去され
る。この場合、フィルター定数は半径位置と回転速度に
応じて設定される。この低域フィルター７５は基板の縁
で小さい時定数を有し、基板の中心で大きな時定数を有
する。回転速度が早くなると、この時定数は小さくな
り、遅くなると大きくなる。フィルター定数の調節は、
一方で回転速度を予備設定し、次いで測定中にフィルタ
ー定数を切り換えるか、あるいは連続的に可変んするこ
おによって行われる。その場合、フィルター定数と基板
の相対速度の間の一定の比率を求めることが狙いにな
る。この場合、フィルターの調節は帯域幅バイアス入力
端７６ａを介して行われる。
動作する。即ち、評価電子回路２１は、時間的な信号波
形（図６ａ，６ｂ）に基づき LPDと Haze を区別する。
Haze 信号８１は比較的ゆっくり変わる信号波形を有
し、LPD は短いパルス８２に特徴がある。低域フィルタ
ー７５は Haze の変化の低周波信号を通すが、LPD のパ
ルスは抑制される。パルス８２の振幅は LPDの大きさに
比例する。このようなパルスのパルス幅８３は、照明ス
ポットに比べて小さい LPDの場合、スポットの幅と、LP
D が照明スポット１２に対して移動する速度にイオンす
る。表面を調べようとする基板に一定の回転運動を与え
ると、照明スポット１２に対する表面の速度が半径と共
に変わる。この速度は基板１１の最外側で最も大きく、
基板の中心で零である。LPD のパルスは基板の中心に向
けて広がっている。このことは、事前に特別な処置を講
ずることなく、信号波形から基板の縁でそのようなもの
として識別される LPDが、中心では Haze の変化として
分類されるか、 Haze の変化が基板の表面内でまさしく
そのようなものとして識別できるが、基板の縁では同じ
Haze の変化が LPDとして測定されることを意味する。
上記のことは許容できない測定誤差に通じる。これ等の
誤差は調節可能な低域フィルター７５によって除去され
る。この場合、フィルター定数は半径位置と回転速度に
応じて設定される。この低域フィルター７５は基板の縁
で小さい時定数を有し、基板の中心で大きな時定数を有
する。回転速度が早くなると、この時定数は小さくな
り、遅くなると大きくなる。フィルター定数の調節は、
一方で回転速度を予備設定し、次いで測定中にフィルタ
ー定数を切り換えるか、あるいは連続的に可変んするこ
おによって行われる。その場合、フィルター定数と基板
の相対速度の間の一定の比率を求めることが狙いにな
る。この場合、フィルターの調節は帯域幅バイアス入力
端７６ａを介して行われる。
【００４１】LPD 信号の振幅は、 Haze 信号の振幅より
も高い桁になるので、 Haze 通路でパルスのある種の擾
乱を避けることができない。このような擾乱は、 Haze
の値を歪め、後で説明するように、本来のパルス振幅を
歪めることになる。ピークの抑制はダイオード７２１に
よって行われる。このダイオード７２１はパルスによる
電圧上昇をフィルターコンデンサ７２２によって他の増
幅器７２３の出力端の電圧降下後に短絡させる。従っ
て、他の増幅器７２３の出力端と Haze フィルターの出
力端７７の間の大きな電圧のずれが抑制される。 Haze
フィルターの出力端７７の Haze 信号は、アナログ・デ
ジタル変換器７８によってデジタル化される。実際の H
aze の変化は極度に小さい、信号振幅の１％より小さい
ので、アナログ・デジタル変換器７８が高分解能ある必
要がある。
も高い桁になるので、 Haze 通路でパルスのある種の擾
乱を避けることができない。このような擾乱は、 Haze
の値を歪め、後で説明するように、本来のパルス振幅を
歪めることになる。ピークの抑制はダイオード７２１に
よって行われる。このダイオード７２１はパルスによる
電圧上昇をフィルターコンデンサ７２２によって他の増
幅器７２３の出力端の電圧降下後に短絡させる。従っ
て、他の増幅器７２３の出力端と Haze フィルターの出
力端７７の間の大きな電圧のずれが抑制される。 Haze
フィルターの出力端７７の Haze 信号は、アナログ・デ
ジタル変換器７８によってデジタル化される。実際の H
aze の変化は極度に小さい、信号振幅の１％より小さい
ので、アナログ・デジタル変換器７８が高分解能ある必
要がある。
【００４２】粒子チャンネルの出力端７９ｂには、LPD
と線状欠陥の信号が出力する。このような欠陥の大きさ
は、振幅から突き止められる。その場合、前記振幅は純
粋のパルス振幅（即ち、 Haze 振幅８５を差し引いた振
幅）に相当する。特に LPDが小さい場合、 Haze 振幅８
５がパルス振幅８４よりしばしば大きい。重要なこと
は、LPD の振幅の値を演算処理する前に、正確な Haze
の値を入力信号から差し引く点にある。 Haze 振幅の正
確な値が、上に説明したように、 Haze フィルターの出
力端７７に出力する。従って、引算回路７３として使用
される第三増幅器７２６を用いて、入力端７０の信号と
出力端７７の信号を引き算すると、LPD 信号が求まる。
と線状欠陥の信号が出力する。このような欠陥の大きさ
は、振幅から突き止められる。その場合、前記振幅は純
粋のパルス振幅（即ち、 Haze 振幅８５を差し引いた振
幅）に相当する。特に LPDが小さい場合、 Haze 振幅８
５がパルス振幅８４よりしばしば大きい。重要なこと
は、LPD の振幅の値を演算処理する前に、正確な Haze
の値を入力信号から差し引く点にある。 Haze 振幅の正
確な値が、上に説明したように、 Haze フィルターの出
力端７７に出力する。従って、引算回路７３として使用
される第三増幅器７２６を用いて、入力端７０の信号と
出力端７７の信号を引き算すると、LPD 信号が求まる。
【００４３】ピーク検出器７４に関する要請は、系の中
でも極度に高い。同時に高い直線性、低雑音、高速性お
よび極端に短い回復時間も要求される。これ等の全ての
要請を維持する満たすため、デジタルピーク検出器が使
用される。これ等の構造部品は、アナログ入力端と、こ
の入力端の信号電圧のデジタル化された最大値が直接出
力するデジタル出力端７９ｂを保有する。
でも極度に高い。同時に高い直線性、低雑音、高速性お
よび極端に短い回復時間も要求される。これ等の全ての
要請を維持する満たすため、デジタルピーク検出器が使
用される。これ等の構造部品は、アナログ入力端と、こ
の入力端の信号電圧のデジタル化された最大値が直接出
力するデジタル出力端７９ｂを保有する。
【００４４】測定値が Haze の値であるか、LPD の値で
あるかは、ピーク値８４によって判別される。これに
は、評価電子回路がこのピーク値を基準値と比較する。
このピーク値が基準値以上であれば、この測定値が LPD
の値であり、フラグによってマークされる。
あるかは、ピーク値８４によって判別される。これに
は、評価電子回路がこのピーク値を基準値と比較する。
このピーク値が基準値以上であれば、この測定値が LPD
の値であり、フラグによってマークされる。
【００４５】評価電子回路７９ａ，７９ｂの出力端に
は、 Haze データおよび LPDデータとしてデジタル化さ
れた測定データが出力する。これ等の測定データの値
は、早い順に電算機ユニット２２によって読み取りさ
れ、記憶される。こうして、二つのデータ文、つまり H
aze データ文と LPDデータ文があることなる。
は、 Haze データおよび LPDデータとしてデジタル化さ
れた測定データが出力する。これ等の測定データの値
は、早い順に電算機ユニット２２によって読み取りさ
れ、記憶される。こうして、二つのデータ文、つまり H
aze データ文と LPDデータ文があることなる。
【００４６】本来の測定値データの外に、測定値に付属
する位置データも検出される。測定値データとこれに付
属する位置データから、基板の上の各位置の散乱光の値
を測定して再現することができる。
する位置データも検出される。測定値データとこれに付
属する位置データから、基板の上の各位置の散乱光の値
を測定して再現することができる。
【００４７】以下では、図１，７ａ，７ｂ，７ｃに基づ
き、位置データを求めることを説明する。即ち、測定値
は、測定期間中に所定の時間間隔で読み取られ、デジタ
ル化される。測定値の読取開始を行う装置は、回転モー
タ２７の回転軸に連結している回転パルス発生器２９で
ある。回転パルス発生器としては、例えば光学エンコー
ダを使用できる。
き、位置データを求めることを説明する。即ち、測定値
は、測定期間中に所定の時間間隔で読み取られ、デジタ
ル化される。測定値の読取開始を行う装置は、回転モー
タ２７の回転軸に連結している回転パルス発生器２９で
ある。回転パルス発生器としては、例えば光学エンコー
ダを使用できる。
【００４８】上記事項に関連する読取に反して、測定値
を連続的に読取必要性は系の Haze測定の有用性から生
じる。非常に小さい欠陥は、空間的に最早分解できない
Haze の原因となり、全表面にわたって生じる効果の原
因になる。これ等の欠陥を測定することは、全表面を隙
間無く調べる中間測定装置を必要とする。
を連続的に読取必要性は系の Haze測定の有用性から生
じる。非常に小さい欠陥は、空間的に最早分解できない
Haze の原因となり、全表面にわたって生じる効果の原
因になる。これ等の欠陥を測定することは、全表面を隙
間無く調べる中間測定装置を必要とする。
【００４９】回転パルス発生器２９を回転モータの回転
軸に連結する利点は、それによって測定値の読取時間が
回転速度に無関係になる点にある。従って、この系を任
意の回転速度の範囲にわたって駆動できる。更に、回転
駆動部の加速期間中にも測定値を求めることができる。
中心に対する測定値の周期の間の位置間隔は説明した装
置で何時も狭いので、一回転当たりのパルスの数は中心
に対する半径位置に応じてプログラム可能な周波数分割
回路によって低減される。これは、測定値を分析して記
憶するのに必要な記憶容量を低減する。
軸に連結する利点は、それによって測定値の読取時間が
回転速度に無関係になる点にある。従って、この系を任
意の回転速度の範囲にわたって駆動できる。更に、回転
駆動部の加速期間中にも測定値を求めることができる。
中心に対する測定値の周期の間の位置間隔は説明した装
置で何時も狭いので、一回転当たりのパルスの数は中心
に対する半径位置に応じてプログラム可能な周波数分割
回路によって低減される。これは、測定値を分析して記
憶するのに必要な記憶容量を低減する。
【００５０】回転パルス発生器２９は測定値に対して角
度情報９１を供給するが、並進パルス発生器３０は半径
位置情報９２（図７ａ，７ｂ）を供給する。この並進パ
ルス発生器３０は直線増分値発生器として、あるいはス
ピンドルの場合、直線駆動器として、並進モータ２８の
回転軸に連結しているエンコーダーである。前記回転パ
ルス発生器２９と並進パルス発生器３０は、極座標の測
定値の位置を供給する。測定結果は、コンピュータ画面
２４あるいはコンピュータ・プリンタ２５に表示される
か、大容量記憶器２３に記憶される。測定結果の全て
は、一方９４（ｘ）方向の第一の数の画素９９と他方９
５（ｙ）の第二の数の画素９９で構成される画素面９３
（図７ｃ）から合成される。どの画素９９も基板表面１
０の一定の面部分９０を表す。データの上記表示とソフ
トウェヤでの処理に対して、極座標を直交座標に変換す
る必要がある。
度情報９１を供給するが、並進パルス発生器３０は半径
位置情報９２（図７ａ，７ｂ）を供給する。この並進パ
ルス発生器３０は直線増分値発生器として、あるいはス
ピンドルの場合、直線駆動器として、並進モータ２８の
回転軸に連結しているエンコーダーである。前記回転パ
ルス発生器２９と並進パルス発生器３０は、極座標の測
定値の位置を供給する。測定結果は、コンピュータ画面
２４あるいはコンピュータ・プリンタ２５に表示される
か、大容量記憶器２３に記憶される。測定結果の全て
は、一方９４（ｘ）方向の第一の数の画素９９と他方９
５（ｙ）の第二の数の画素９９で構成される画素面９３
（図７ｃ）から合成される。どの画素９９も基板表面１
０の一定の面部分９０を表す。データの上記表示とソフ
トウェヤでの処理に対して、極座標を直交座標に変換す
る必要がある。
【００５１】更に、提起された測定値の数を大きくし、
測定時間を短くする必要があるので、測定値が非常に早
い順序で読取される。このことは、極度に早い座標変換
方法を必要する。位置の各値を三角関数で変換すること
による座標変換は、余りにも時間が掛かる。適当な早さ
の方法が必要である。それ故、使用される変換には、座
標変換に対するリスト９６が使用される。このリスト９
６は一定の大きさの基板に対して一回だけ計算し、記憶
しておく必要がある。このリストには記憶アドレス９７
のシーケンスが記入されている。どの記憶アドレスも、
画素９９を表す記憶個所を表示する。この場合、画素９
９は多数であるが、必ずリストに記入したものより多
い。
測定時間を短くする必要があるので、測定値が非常に早
い順序で読取される。このことは、極度に早い座標変換
方法を必要する。位置の各値を三角関数で変換すること
による座標変換は、余りにも時間が掛かる。適当な早さ
の方法が必要である。それ故、使用される変換には、座
標変換に対するリスト９６が使用される。このリスト９
６は一定の大きさの基板に対して一回だけ計算し、記憶
しておく必要がある。このリストには記憶アドレス９７
のシーケンスが記入されている。どの記憶アドレスも、
画素９９を表す記憶個所を表示する。この場合、画素９
９は多数であるが、必ずリストに記入したものより多
い。
【００５２】リストに記入された記憶アドレスの数は、
この場合、基板の表面１０を測定している間、回転パル
ス発生器２９のパルス（回転パルス９２）の数に等し
い。従って、この数は回転当たりの回転パルスの数と、
一回の測定当たりの並進パルスの数に依存している。指
針９８はリストの実際の記憶アドレス９７を示してい
る。この実際の記憶アドレスは、その位置が照明スポッ
ト１２の位置（９０，図７ａ）に相当する画素９９のア
ドレスを有する。指針９８の値は、各回転パルス９２が
入ってくると、１だけ大きくなる。こうして、指針は測
定の間に順次正確にリスト中の各記憶アドレス９７を一
回示す。リストの記憶アドレスは、この順番に必ず照明
スポット１２の位置に対応する画素のアドレスを指定す
るように、座標変換によって予め算出される。
この場合、基板の表面１０を測定している間、回転パル
ス発生器２９のパルス（回転パルス９２）の数に等し
い。従って、この数は回転当たりの回転パルスの数と、
一回の測定当たりの並進パルスの数に依存している。指
針９８はリストの実際の記憶アドレス９７を示してい
る。この実際の記憶アドレスは、その位置が照明スポッ
ト１２の位置（９０，図７ａ）に相当する画素９９のア
ドレスを有する。指針９８の値は、各回転パルス９２が
入ってくると、１だけ大きくなる。こうして、指針は測
定の間に順次正確にリスト中の各記憶アドレス９７を一
回示す。リストの記憶アドレスは、この順番に必ず照明
スポット１２の位置に対応する画素のアドレスを指定す
るように、座標変換によって予め算出される。
【００５３】測定値の二回の単読取サイクルの間で、照
明スポット１２が表面部分９０を撫でる。この表面部分
の大きさは、前記単読取サイクルの間に照明スポット１
２が回転方向９４（ｘ）の方向に進む距離９０１と、一
回の回転の間の基板の送り９０２とから合成される。表
面部分９０の前記大きさは、基板の表面１０に投影され
た画素９９の面より小さい。従って、各画素は測定する
間に一度以上アドレス指定される（重なり）。この重な
りは、基板の縁で基板の中心より小さく、評価に対して
以下のように考慮される。
明スポット１２が表面部分９０を撫でる。この表面部分
の大きさは、前記単読取サイクルの間に照明スポット１
２が回転方向９４（ｘ）の方向に進む距離９０１と、一
回の回転の間の基板の送り９０２とから合成される。表
面部分９０の前記大きさは、基板の表面１０に投影され
た画素９９の面より小さい。従って、各画素は測定する
間に一度以上アドレス指定される（重なり）。この重な
りは、基板の縁で基板の中心より小さく、評価に対して
以下のように考慮される。
【００５４】Hazeとして評価電子回路から出る全ての測
定値は、一つの画素の中で加算される。同時に、各画素
に対して一個の画素当たりに積算された測定値の数が記
憶される。測定値が取得されると、各画素に対して測定
値の和を収納した測定値の数で割算する（平均値の形
成）。従って、 Haze の値は Haze フィルターによって
電子的に平均してにより二回平均化される。粒子あるい
は LPDの値は Haze の値とは反対に最大にされる。その
場合、どの LPDの値も記憶する前に、対応する画素に既
にある LPDの値と比較される。新しい LPDの値が既に記
憶されている LPDの値より大きいなら、これを新しいも
のとして記入し、新しい LPDの値が記憶されている LPD
の値より小さいなら、この新しい値を捨てる。更に、電
子的にピーク値を形成するため、 LPDの値が二回最大に
される。
定値は、一つの画素の中で加算される。同時に、各画素
に対して一個の画素当たりに積算された測定値の数が記
憶される。測定値が取得されると、各画素に対して測定
値の和を収納した測定値の数で割算する（平均値の形
成）。従って、 Haze の値は Haze フィルターによって
電子的に平均してにより二回平均化される。粒子あるい
は LPDの値は Haze の値とは反対に最大にされる。その
場合、どの LPDの値も記憶する前に、対応する画素に既
にある LPDの値と比較される。新しい LPDの値が既に記
憶されている LPDの値より大きいなら、これを新しいも
のとして記入し、新しい LPDの値が記憶されている LPD
の値より小さいなら、この新しい値を捨てる。更に、電
子的にピーク値を形成するため、 LPDの値が二回最大に
される。
【００５５】測定値の収集後には、二つの測定値フィー
ルドがある。一つの測定値のフィールドは Haze の測定
値を含み、他の測定値のフィールドは LPDの測定値を含
む。これ等の測定値フィールドは、表示、印字あるいは
記憶される。
ルドがある。一つの測定値のフィールドは Haze の測定
値を含み、他の測定値のフィールドは LPDの測定値を含
む。これ等の測定値フィールドは、表示、印字あるいは
記憶される。
【００５６】測定値はカラー符号化された二次元グラフ
ィックで表示される。その場合、 Haze グラフィク（図
８）と LPDグラフィク（図９）の間を選択できる。カラ
ー符号は、一つのカラーを一定の散乱光振幅の範囲に割
り当てる。測定値の動的範囲は、利用されるカラーの数
より大きく、しかも特に Haze の不均一性が動的範囲に
比べて極度に小さいなるので、動的領域の実際に図示す
る部分４３を選択できる。図示した部分４３の選択性
は、一定の大きさの LPDのみを考慮する場合にも有効で
ある。図示している動的領域の下限４０と上限４１は、
この場合、プッシュボタン４２によって簡単に決めるこ
とができる。方向を決めるには、図示する領域が移動可
能なマーク４３ａとして窓に表示される（同じようにス
クロールできる）。
ィックで表示される。その場合、 Haze グラフィク（図
８）と LPDグラフィク（図９）の間を選択できる。カラ
ー符号は、一つのカラーを一定の散乱光振幅の範囲に割
り当てる。測定値の動的範囲は、利用されるカラーの数
より大きく、しかも特に Haze の不均一性が動的範囲に
比べて極度に小さいなるので、動的領域の実際に図示す
る部分４３を選択できる。図示した部分４３の選択性
は、一定の大きさの LPDのみを考慮する場合にも有効で
ある。図示している動的領域の下限４０と上限４１は、
この場合、プッシュボタン４２によって簡単に決めるこ
とができる。方向を決めるには、図示する領域が移動可
能なマーク４３ａとして窓に表示される（同じようにス
クロールできる）。
【００５７】Haze のグラフィック４５のカラー目盛４
４は、散乱光の振幅が大きいと明るい赤・黄色の色調に
相当し、散乱光の振幅が小さいと暗い青・褐色の色調に
相当する。測定値が図示する動的領域の上限以上になる
画素は白く表示される。
４は、散乱光の振幅が大きいと明るい赤・黄色の色調に
相当し、散乱光の振幅が小さいと暗い青・褐色の色調に
相当する。測定値が図示する動的領域の上限以上になる
画素は白く表示される。
【００５８】LPDのグラフィック46のカラー目盛は、 Ha
ze のグラフィックのカラー目盛を反転したものにな
る。従って、LPD 画像は白い背景になる。図示しする動
的領域の上限以上にあるLPD は、抑制されるか、あるい
は再び白で表示される。 Haze表示の場合のように、こ
こでも図示される動的領域は方向を付けるため窓に移動
可能なマークとして示される。
ze のグラフィックのカラー目盛を反転したものにな
る。従って、LPD 画像は白い背景になる。図示しする動
的領域の上限以上にあるLPD は、抑制されるか、あるい
は再び白で表示される。 Haze表示の場合のように、こ
こでも図示される動的領域は方向を付けるため窓に移動
可能なマークとして示される。
【００５９】カラー符号に加えて、カラー目盛に対して
一つのカラーに付属する測定値４７ａ，４８ａあるいは
４７ｂ，４８ｂが数値的に表示される。この場合、LPD
の単位はμmLSE (Micro Latex Sphere Equivalent: マ
イクロ・ラテックス球に等価) である。その場合、１μ
mLSEは１μm の大きさのレテックス球による散乱光振幅
である。
一つのカラーに付属する測定値４７ａ，４８ａあるいは
４７ｂ，４８ｂが数値的に表示される。この場合、LPD
の単位はμmLSE (Micro Latex Sphere Equivalent: マ
イクロ・ラテックス球に等価) である。その場合、１μ
mLSEは１μm の大きさのレテックス球による散乱光振幅
である。
【００６０】μmLSEの値は、表示する前に、補助値のあ
る表から内挿によって算出される。表中のこれ等の補助
値は既知の大きさのラテックス球で基板を測定して求ま
る。これ等の補助値は系当たりただ一回校正する必要が
ある。
る表から内挿によって算出される。表中のこれ等の補助
値は既知の大きさのラテックス球で基板を測定して求ま
る。これ等の補助値は系当たりただ一回校正する必要が
ある。
【００６１】表面の二次元グラフィック表示はヒストグ
ラム４９ａ，４９ｂによって補足される。このヒストグ
ラムには、欠陥の大きさが欠陥の数に対して、あるいは
散乱光振幅が欠陥の数に対して記入されている。このヒ
ストグラムは欠陥の種々の大きさの統計分布に関する情
報を与える。
ラム４９ａ，４９ｂによって補足される。このヒストグ
ラムには、欠陥の大きさが欠陥の数に対して、あるいは
散乱光振幅が欠陥の数に対して記入されている。このヒ
ストグラムは欠陥の種々の大きさの統計分布に関する情
報を与える。
【００６２】測定すべき基板表面は非常に異なってい
る。実際には、その散乱能は数十パーセントも変わり得
る。この変化は測定装置の動的領域を広げる。予測され
る Haze あるいは LPDの大きさの範囲が予知できない場
合では、測定感度を自動調節する装置が必要不可欠であ
る（プレスケール）。このプレスケールの狙いは、測定
値が常時分解可能な範囲内にあるように各基板に対する
測定感度を自動的に調節することにある。
る。実際には、その散乱能は数十パーセントも変わり得
る。この変化は測定装置の動的領域を広げる。予測され
る Haze あるいは LPDの大きさの範囲が予知できない場
合では、測定感度を自動調節する装置が必要不可欠であ
る（プレスケール）。このプレスケールの狙いは、測定
値が常時分解可能な範囲内にあるように各基板に対する
測定感度を自動的に調節することにある。
【００６３】説明した系では、上記の狙いは、本来の測
定データ収集を始める前に、基板を回転した時、照明ス
ポットが基板の縁部分に最早当たらないように基板を扱
うことによって達成される。規範を回転させている間に
は、最低の測定感度から始めて、測定感度を段階的に上
げる。これ等の測定値は、各段階毎に、一定の周期の
間、例えば一回の回転の間に収集され、次いで平均化さ
れる。得られた平均値が所定値以下であれば、測定感度
を高め、新たに平均化する測定を行う。この過程は、平
均化された測定値が所定値に一致するまで繰り返され
る。所定に達したら、本来の測定を開始する。
定データ収集を始める前に、基板を回転した時、照明ス
ポットが基板の縁部分に最早当たらないように基板を扱
うことによって達成される。規範を回転させている間に
は、最低の測定感度から始めて、測定感度を段階的に上
げる。これ等の測定値は、各段階毎に、一定の周期の
間、例えば一回の回転の間に収集され、次いで平均化さ
れる。得られた平均値が所定値以下であれば、測定感度
を高め、新たに平均化する測定を行う。この過程は、平
均化された測定値が所定値に一致するまで繰り返され
る。所定に達したら、本来の測定を開始する。
【００６４】測定データを収集し、処理した後には、図
示する領域の自動選択が簡単な操作のために必要である
（オートスケール）。図示する Haze 領域の上記選択は
下限と上限４０，４１を自動設定して実行される。この
場合、下限と上限は Haze データから算出される。平均
値を形成し、測定値の偏差値を求めて、測定値の一定成
分が図示する範囲４３内に落ちるように、下限と上限を
ずらしと目盛付けによって設定される。この成分を最適
に選択すると、この方法は基板に関する Hazeの波形の
表現力のある表示を与える。
示する領域の自動選択が簡単な操作のために必要である
（オートスケール）。図示する Haze 領域の上記選択は
下限と上限４０，４１を自動設定して実行される。この
場合、下限と上限は Haze データから算出される。平均
値を形成し、測定値の偏差値を求めて、測定値の一定成
分が図示する範囲４３内に落ちるように、下限と上限を
ずらしと目盛付けによって設定される。この成分を最適
に選択すると、この方法は基板に関する Hazeの波形の
表現力のある表示を与える。
【００６５】こうして、プレスケールを使用すると、非
常に異なった品質の基板を簡単に、しかも時間を節約し
て調べることができる。このプレスケールは測定を常時
有効な感度範囲で実行し、それ故に雑音がなく、過剰制
御とならないようにする。オートスケールは測定データ
の見通しの良い表示を与える。プレスケールとオートス
ケールは、系の操作性を容易にし、その自動化度を高め
る。
常に異なった品質の基板を簡単に、しかも時間を節約し
て調べることができる。このプレスケールは測定を常時
有効な感度範囲で実行し、それ故に雑音がなく、過剰制
御とならないようにする。オートスケールは測定データ
の見通しの良い表示を与える。プレスケールとオートス
ケールは、系の操作性を容易にし、その自動化度を高め
る。
【００６６】結局、ここに説明したタイプの系では、測
定結果の既知で不変の方向付けが重要である。基板表面
１０を縁領域以外で測定するには、測定結果の印字に基
づく測定の方向付けは最早行われない。
定結果の既知で不変の方向付けが重要である。基板表面
１０を縁領域以外で測定するには、測定結果の印字に基
づく測定の方向付けは最早行われない。
【００６７】ウェハには、方向付けのために基板の縁に
マークを付ける（フラットあるいはノッチ）。この方向
付けによって、ウェハは一義的に方向付けされる。ここ
に記載された系は測定の間に回転運動を行うので、少な
い経費で自動方向付け装置を形成できる。この方向付け
装置は基板の方位を知り、所望の方位の測定結果を表示
することができる。
マークを付ける（フラットあるいはノッチ）。この方向
付けによって、ウェハは一義的に方向付けされる。ここ
に記載された系は測定の間に回転運動を行うので、少な
い経費で自動方向付け装置を形成できる。この方向付け
装置は基板の方位を知り、所望の方位の測定結果を表示
することができる。
【００６８】基板の方位の確認を本来の測定前に行うと
最も効果的である。方位を知ると、方位マークの位置に
応じた一定の角度で測定を開始して、測定結果が常時所
望方位で行われる。
最も効果的である。方位を知ると、方位マークの位置に
応じた一定の角度で測定を開始して、測定結果が常時所
望方位で行われる。
【００６９】ここに説明した系は、基板の方位を知るた
め、照明スポット１２が基板の縁を越えた場合に発生す
る信号を利用する。基板の縁を照明した場合、系によっ
て識別される散乱光の非常に大きな振幅が生じる。
め、照明スポット１２が基板の縁を越えた場合に発生す
る信号を利用する。基板の縁を照明した場合、系によっ
て識別される散乱光の非常に大きな振幅が生じる。
【００７０】基板の方向付けを行うためには、照明スポ
ットが最早基板に当たらないまで基板を移動させる。基
板が回転している間、照明スポット１２が基板の表面が
最早離れないように、基板を移動させる。従って、全て
の縁部分を離れる。この場合基板の方位マーク（フラッ
トあるいはノッチ）は信号を発生する。この信号の幅は
小さくなる半径と共に減少する。方向マークの寸法、回
転速度および一回の回転当たりの移動距離が判るので、
信号の幅および回転当たりのその幅の減少から、方位マ
ークを一義的に識別でき、その位置が上記データから算
出される。
ットが最早基板に当たらないまで基板を移動させる。基
板が回転している間、照明スポット１２が基板の表面が
最早離れないように、基板を移動させる。従って、全て
の縁部分を離れる。この場合基板の方位マーク（フラッ
トあるいはノッチ）は信号を発生する。この信号の幅は
小さくなる半径と共に減少する。方向マークの寸法、回
転速度および一回の回転当たりの移動距離が判るので、
信号の幅および回転当たりのその幅の減少から、方位マ
ークを一義的に識別でき、その位置が上記データから算
出される。
【００７１】方位マークによって発生する信号の質を改
善するため、基板に対する位置を固定するように受光装
置３２（図１）が基板受けの下に装着できる。この受光
装置の受光面は、基板の縁部分を測定する場合、結像光
学系の光軸の近くにある。従って、照明スポットは、基
板の縁部分を測定する場合、方位マークを通過して受光
面に当たる。従って、基板の縁と方位マークは、受光面
に当たる照明ビーム１の光を変調する。
善するため、基板に対する位置を固定するように受光装
置３２（図１）が基板受けの下に装着できる。この受光
装置の受光面は、基板の縁部分を測定する場合、結像光
学系の光軸の近くにある。従って、照明スポットは、基
板の縁部分を測定する場合、方位マークを通過して受光
面に当たる。従って、基板の縁と方位マークは、受光面
に当たる照明ビーム１の光を変調する。
【００７２】種々の直径の基板でも機能するためには、
受光面を並進運動に平行に長い形状にする必要がある
か、あるいは各基板の直径に合わせた多数の個別部品で
構成する必要がある。
受光面を並進運動に平行に長い形状にする必要がある
か、あるいは各基板の直径に合わせた多数の個別部品で
構成する必要がある。
【００７３】受光装置によって発生される信号は電子信
号に変換され、上に説明された電子回路に導入される。
そこで、これ等の信号は上記方法によって処理される。
号に変換され、上に説明された電子回路に導入される。
そこで、これ等の信号は上記方法によって処理される。
【００７４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明による装
置を使用すると、下記の利点が得られる。 −この発明による装置は照明と散乱光の集束光学系の光
軸に対して絶対的な回転対称を保証する。従って、物理
的な伸びが優先方位を有する欠陥あるいは欠陥を有する
表面が方向に無関係に表示できる。 −この発明による装置によって、 0.01 ppm 以下の散乱
光成分を分解できる。 −表面および表面近くの領域で点状欠陥（光点欠陥、LP
D), 線状欠陥（線欠陥）および面欠陥（Haze) のような
全ての欠陥を非破壊的にしかも早く検出し、場所を特定
し、そして数量化できる。例えば、0.1 μm 以下の粒子
（LPD)を立証できる。 −例えばウェハ、光学応用基板、あるいは磁気記憶媒体
の表面を早く（例えば、10 〜 20 秒で) ただ一回の測
定で全面にわたって全ての欠陥に関して検査できる。 −評価電子回路によって、任意の密度の欠陥を記録し、
面状欠陥（Haze) として表示できる。 −更に、回転モータの回転軸に連結する回転パルス発生
器に測定値読取周期を結び付けて、データ捕捉と回転速
度の間の無関係が達成される。 −中心に対する半径位置に応じて回転当たりのパルスを
減らすと、測定値の解析と記憶に必要な記憶容量を低減
させる。 −非点収差レンズ系によって更に生じる非点収差を有す
る照明ビームが走査時により広い平面を撫でるので、連
続する二つの回転の間により大きい送りが可能になる。 −表面欠陥を測定するのに特に必要な測定感度調整が対
応する電子回路によって自動的に行われる。 −欠陥の表示は容易に理解できるカラーグラフィックに
よって行われる。 −経費の掛かる表示、特に面欠陥の表示は、測定を行っ
た後に操作員が介入することなく、自動的に規格化して
出力できる。 −基板を自動的に予備方位付けして、常時所望の方向の
測定結果を与える。同時に、基板は余分な予備方位付け
装置を用いることなしに、測定に応じて所望の方位に設
定できる。
置を使用すると、下記の利点が得られる。 −この発明による装置は照明と散乱光の集束光学系の光
軸に対して絶対的な回転対称を保証する。従って、物理
的な伸びが優先方位を有する欠陥あるいは欠陥を有する
表面が方向に無関係に表示できる。 −この発明による装置によって、 0.01 ppm 以下の散乱
光成分を分解できる。 −表面および表面近くの領域で点状欠陥（光点欠陥、LP
D), 線状欠陥（線欠陥）および面欠陥（Haze) のような
全ての欠陥を非破壊的にしかも早く検出し、場所を特定
し、そして数量化できる。例えば、0.1 μm 以下の粒子
（LPD)を立証できる。 −例えばウェハ、光学応用基板、あるいは磁気記憶媒体
の表面を早く（例えば、10 〜 20 秒で) ただ一回の測
定で全面にわたって全ての欠陥に関して検査できる。 −評価電子回路によって、任意の密度の欠陥を記録し、
面状欠陥（Haze) として表示できる。 −更に、回転モータの回転軸に連結する回転パルス発生
器に測定値読取周期を結び付けて、データ捕捉と回転速
度の間の無関係が達成される。 −中心に対する半径位置に応じて回転当たりのパルスを
減らすと、測定値の解析と記憶に必要な記憶容量を低減
させる。 −非点収差レンズ系によって更に生じる非点収差を有す
る照明ビームが走査時により広い平面を撫でるので、連
続する二つの回転の間により大きい送りが可能になる。 −表面欠陥を測定するのに特に必要な測定感度調整が対
応する電子回路によって自動的に行われる。 −欠陥の表示は容易に理解できるカラーグラフィックに
よって行われる。 −経費の掛かる表示、特に面欠陥の表示は、測定を行っ
た後に操作員が介入することなく、自動的に規格化して
出力できる。 −基板を自動的に予備方位付けして、常時所望の方向の
測定結果を与える。同時に、基板は余分な予備方位付け
装置を用いることなしに、測定に応じて所望の方位に設
定できる。
【図１】この発明による第一実施例の装置の模式図であ
る。
る。
【図２】種々の表面状態での散乱光強度の簡略化された
グラフであって、２ａ： Hazeレベルが高い場合、２
ｂ： Haze レベルが低い場合、２ｃ：欠陥がなく、純粋
な散乱を与える仮想的な表面である。
グラフであって、２ａ： Hazeレベルが高い場合、２
ｂ： Haze レベルが低い場合、２ｃ：欠陥がなく、純粋
な散乱を与える仮想的な表面である。
【図３】暗視野偏向系と暗視野ビーム遮蔽部材を別々に
調節できる暗視野ビーム遮蔽構造群の実施例を示す模式
図である。
調節できる暗視野ビーム遮蔽構造群の実施例を示す模式
図である。
【図４】図１による第一実施例の装置の暗視野ビーム遮
蔽構造群に対する三つの実施例である。
蔽構造群に対する三つの実施例である。
【図５】図１による第一実施例の装置の評価電子回路に
対する第一実施例（５ａ）と第二実施例（５ｂ）のブロ
ック図である。
対する第一実施例（５ａ）と第二実施例（５ｂ）のブロ
ック図である。
【図６】図１による第一実施例の装置の光検出器の典型
的な信号波形であって、６ａ：調査すべき対象物体の
縁、６ｂ：この物体の中心部である。
的な信号波形であって、６ａ：調査すべき対象物体の
縁、６ｂ：この物体の中心部である。
【図７】図７ａ：対象物体の一部と仮想測定面の区分を
示す模式図である。 図７ｂ：図７ａの仮想測定表面に対応するアドレスに対
するアドレス表の模式図である。 図７ｃ：図７ａの仮想測定表面に関連する測定結果を表
示するのに必要な画素面の区分を示す。
示す模式図である。 図７ｂ：図７ａの仮想測定表面に対応するアドレスに対
するアドレス表の模式図である。 図７ｃ：図７ａの仮想測定表面に関連する測定結果を表
示するのに必要な画素面の区分を示す。
【図８】面状に固まった非常に小いく緻密な欠陥に対す
る典型的な測定図である（Hazeを参照）。
る典型的な測定図である（Hazeを参照）。
【図９】大きな点状欠陥（LPD を参照) と線状欠陥に対
する典型的な測定図である。
する典型的な測定図である。
【図１０】気体中の粒子の物理寸法に応じた頻度を示す
典型的なグラフである。
典型的なグラフである。
【図１１】表面上の欠陥の物理寸法に応じた頻度を示す
典型的なグラフである。
典型的なグラフである。
１ 照明ビーム ２ 光源 ５ 非点収差レンズ系 ８ 暗視野偏向系 ９ 対物レンズ １０ 検査表面 １１ 検査物体 １３ 載置円板 １６ 共焦点絞り １７ 絞り １８ 暗視野ビーム遮蔽構造群 １９ 光検出器 ２０ 増幅器 ２１ 評価電子回路 ２２ 電算機ユニット ２３ 大容量記憶器 ２４ ディスプレー ２５ プリンター ３１ 中間像 ３４ 光軸 ６０ 遮蔽装置 ６１ 暗視野ビーム遮蔽部材 ６１ａ 調節領域 ６２.1, ６２.2 暗視野ビーム遮蔽部材の支持板 ６２ａ 偏向鏡支持板 ６３ 傾斜角度 ６４ 保持装置 ６４.1，６４.2 中間ホルダー ６４ａ，６４ｂ 保持装置 ６５ プリズム ６６ プリズムホルダー ６７，６８ 開口 ６９ 円筒体 ６９ａ 傾斜面 ７０ 信号入力端 ７１ Hazeフィルター ７２ ピーク抑制回路 ７３ 引算回路 ７４ ピーク検出器 ７７ Hazeフィルターの出力端 ７８ アナログ・デジタル変換器 ７９ａ アナログ・デジタル変換器の出力端 ７９ｂ ピーク検出器のデジタル出力端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス・ネーゼンゾーン オーストリア国、バチュンス、ラテルンゼ ルストラーセ、118 (72)発明者 ハリー・エル・ザワツキー リヒテンシユタイン国、シヤーン、イム・ パルデイール、55ベー (72)発明者 ハインリッヒ・アウダーセット スイス国、オイクスト・アー・アー、ブラ イテンストラーセ（番地無し)
Claims (28)
- 【請求項１】 照明ビーム１が対物レンズ９を通過して
対象物体１１の検査すべき表面１０に垂直に向かい、載
置円板１３を駆動部に固定し、対象物体１１の表面１０
を照明ビーム１によってスパイラル状に走査し、対象物
体１１の表面１０から放射され、対物レンズ９に集束さ
れる光を受光する光検出器１９を装備し、この検出器の
出力端を増幅器２０に接続し、照明ビーム１を発生させ
る光源２と、対物レンズ９と、検査ないしは調査すべき
対象物体１１を載せる載置円板１３とを用いて、特に表
面の点状、線状および面状欠陥を高感度で方向に無関係
に測定する表面検査装置において、 光源２と対物レンズ９の間のビーム通路に、非点収差レ
ンズ系５を配設し、このレンズ系によって中間像３１を
発生させ、 光源２と対物レンズ９の間のビーム通路に、調節可能な
暗視野偏向系８を有する暗視野ビーム遮蔽構造群１８を
配設し、その場合、照明ビーム１が偏向した後、正確に
中心に来て、垂直になって、対物レンズ９を通過して対
象物体１１に向かい、 対物レンズ９、暗視野ビーム遮蔽構造群１８および暗視
野ビーム遮蔽構造群１８と光検出器１９の間に配設され
た少なくとも１個の絞り１７が、光軸３４に対して回転
対称の結像光学系を形成し、 電算機ユニット２２に接続する評価電子回路２１に増幅
器２０を接続し、前記評価電子回路が増幅器２０から発
生した出力信号を、調査した対象物体１１の表面の点
状、線状および面状の欠陥から生じる測定値に分解し、 各瞬時走査位置を求める装置を配設し、その場合、前記
走査位置がそれぞれ同じ時点で生じる測定値に付属し、 電算機ユニット２２に接続する周辺装置２３，２４，２
５を備え、これ等の周辺装置によって一回の測定の全て
の測定値全体を表示ないしは記憶させる、ことを特徴と
する装置。 - 【請求項２】 非点収差レンズ系５は２焦点を有する少
なくとも１個のレンズで構成され、このレンズは照明ビ
ーム１に対して中心に配置され、シガレット状の中間像
３１を発生させることを特徴とする請求項１に記載の装
置。 - 【請求項３】 前記レンズは円柱レンズであることを特
徴とする請求項２に記載の装置。 - 【請求項４】 対象物体１１の表面１０に投影されるシ
ガレット状の中間像３１が載置円板１３の回転に対して
半径方向に長い延びを、また接線方向に短い延びを有す
るように非点収差レンズ系５を照明ビーム１の中に配設
し、対象物体１１の表面を走査する時、連続する２回の
回転の間でより大きい送りを選択できることを特徴とす
る請求項２に記載の装置。 - 【請求項５】 暗視野ビーム遮蔽構造群１８が照明ビー
ム１を偏向させる斜めにした円筒体６９を有し、傾斜面
６９ａが鏡面仕上げされ、円筒体６９は偏向鏡の支持板
６２ａに固定され、偏向鏡の支持板６２ａは、この支持
板の位置を光軸３４に対して調節するために第一保持装
置６４ａの中間ホルダー６４.1の上に配設され、 暗視野ビーム遮蔽構造群１８は、更に暗視野ビーム遮蔽
支持板６２ｂに直接組み込まれた暗視野ビーム遮蔽部材
６１を有し、この支持板は光軸３４に対してその位置を
調節するため第二保持装置６４ｂの第二中間ホルダー６
４.2の上に配設され、 暗視野ビーム遮蔽部材６１は照
明ビーム１の波長に対して不透明な円形の面によって形
成され、 暗視野ビーム遮蔽支持板６２ｂは、対物レンズ９から出
た光円錐１５に対して偏向鏡保持板６２ａの背後に配設
され、その場合、反射光の遮断を円筒体６９の最大調節
範囲６１ａ内で保証するように、暗視野ビーム遮蔽部材
６１の面の大きさを選択されている、ことを特徴とする
請求項１に記載の装置。 - 【請求項６】 暗視野ビーム遮蔽構造群１８は、暗視野
ビーム遮蔽支持板６２に直接組み込まれている暗視野ビ
ーム遮蔽部材６１を有し、前記支持板はビーム調節のた
め保持装置６４に回転可能に支承できることを特徴とす
る請求項１に記載の装置。 - 【請求項７】 暗視野ビーム遮蔽部材６１は、暗視野ビ
ーム遮蔽支持板６２の中心に配設された反射材料の層に
よって形成され、 反射材料の面の形状は、暗視野ビーム遮蔽構造群１８を
光軸３４に沿った投影が円対称になるようにされ、 暗視野ビーム遮蔽支持板６２は、照明光の波長に対して
透過性の材料で構成されている、ことを特徴とする請求
項６に記載の装置。 - 【請求項８】 暗視野ビーム遮蔽支持板６２の傾斜角度
６３が０°より大きい場合、反射材料の面の形状は楕円
であることを特徴とする請求項７に記載の装置。 - 【請求項９】 暗視野ビーム遮蔽構造群１８は、ブリズ
ム６５状の暗視野ビーム遮蔽部材６１を有し、このブリ
ズムはプリズムホルダー６６に固定されていて、その場
合、プリズムホルダー６６は円柱状であるため、結像光
学系の光軸３４に沿ったプリズムホルダーの投影が円対
称であり、プリズムホルダー６６は調節可能に支承され
ている暗視野ビーム遮蔽支持板６２.1に固定されてい
て、光入射用の第一開口６７と光出射用の第二開口６８
を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項１０】 暗視野ビーム遮蔽構造群１８は、斜め
切断された円筒体６９の形状の暗視野ビーム遮蔽部材６
１を有し、その場合、斜め切断された面は鏡面仕上げさ
れ、円筒体６９は調節可能に支承されている暗視野ビー
ム遮蔽支持板６２.2に固定されていることを特徴とする
請求項１に記載の装置。 - 【請求項１１】 長手方向に移動可能な棒状の遮断装置
６０が配設され、この装置によって結像に非対称を導入
できることを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項１２】 絞り１７と光検出器１９の間に共焦点
絞り１６を配設し、その場合、対象物体１１の表面１０
と共焦点絞り１６の開口の間の間隔は、対象物体１１の
表面１０の中間像３１の延びた間隔に等しいことを特徴
とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項１３】 評価電子回路２１は、増幅器２０の出
力端と、 Haze フィルター７１およびピーク抑制回路７
２から成る Haze チャンネルとに接続する信号入力端７
０を保有し、 信号入力端７０は、引算回路７３とデジタル出力端７９
ｂを有するピーク検出器７４とから成る粒子チャンネル
に接続し、 Haze フィルターの出力端７７は、出力端７９ａを有す
るアナログ・デジタル変換器７８に接続し、 Haze フィルター７１は帯域バイアス入力端７６ａに、
またピーク検出器７４は評価電子回路２１の他の入力端
７６ｂに接続し、 アナログ・デジタル変換器７８の出力端７９ａには、面
状欠陥（Haze）による測定値が、またピーク検出器７４
の出力端７９ｂには、点状欠陥（LPD)と線状欠陥による
測定値が出力し、これ等の測定値は電算機ユニット２２
によって読み取りされ、記憶されることを特徴とする請
求項１に記載の装置。 - 【請求項１４】 Haze チャンネル７１，７２は、フィ
ルターコンデンサ７２２，抵抗７２４と第一および第二
スイッチング装置７２５ａ，７２５ｂから成る低域フィ
ルター７５を保有し、 抵抗７２４の一端は、第一および第二スイッチング装置
７２５ａ，７２５ｂを介してフィルターコンデンサ７２
２と Haze フィルターの出力端７７とに接続していて、 Haze フィルターの出力端７７は、ピーク抑制回路７２
として使用されるダイオード７２１を介して抵抗７２４
の他端と、他の増幅器７２３の出力端に接続していて、 他の増幅器７２３の入力端は、信号入力端７０と、引算
回路７３として使用される第三増幅器７２６の非反転入
力端に接続し、 第三増幅器７２６の反転入力端は、 Haze フィルターの
出力端７７に接続し、第三増幅器の出力端はピーク検出
器７４の入力端に接続し、 スイッチング装置７２５ａ，７２５ｂは操作のために帯
域バイアス入力端７６ａに接続し、 スイッチング装置７２５ａ，７２５ｂによって、調査す
べき対象物体１１の回転速度と中心からの距離に応じ
て、低域フィルター７５の時定数がコンデンサ７２２と
抵抗７２４を遮断して低減される、ことを特徴とする請
求項１３に記載の装置。 - 【請求項１５】 走査位置を判定する装置は、駆動部の
回転モータ２７の回転軸に連結する回転パルス発生器２
９と、駆動部の並進モータ２８の回転軸に連結する並進
パルス発生器３０とを保有し、両発生器はインターフェ
ース２６を介して電算機ユニット２２に接続し、 回転パルス発生器２９は角度情報を、また並進パルス発
生器３０は半径方向情報を発生するので、走査位置を極
座標で決定でき、 一回の測定での回転パルス発生器２９の全てのパルス９
２の数に相当する記憶個所の数を有するリスト９６を設
け、その場合、記憶個所に直交座標系のｘｙ座標値を決
定できるアドレスを収納し、 アドレスレジスタの形にした指針９８を備え、指針は回
転パルス発生器２９ののパルス９２が入力する毎に、切
り換わり、指針９８がその都度リスト９６の実際のアド
レス９７を示し、 実際のアドレス９７はそれぞれ画素９９のアドレスであ
り、これ等のアドレスから全体の測定結果を表す画素面
９３が合成され、その場合、画素面９３の画素９９の位
置が表面１０上の照明スポット１２の位置に相当する、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項１６】 測定値は、回転パルス発生器２９のの
パルス９２が入力する毎に読取され、中心からの半径位
置に応じて回転当たりのパルスの数が換算されるプログ
ラム可能な周波数分割回路が設けてあることを特徴とす
る請求項１３または１５に記載の装置。 - 【請求項１７】 １個の画素９９内で面状欠陥（Haze)
による測定値の全ての和と当該画素９９の前記測定値の
数を記憶し、その場合、各画素９９に対して測定値を収
集した後に、その都度測定値の和をその数で割算して平
均値を形成することを特徴とする請求項１３または１５
に記載の装置。 - 【請求項１８】 点状欠陥（LPD)による測定値の各々を
記憶する前に、当該画素９９に対して既に記憶されてい
る測定値と比較し、 新しい測定値が既に記憶されていた測定値よりも大きい
場合、既に記憶されている測定値の代わりに記憶し、 新しい測定値が既に記憶されていた測定値よりも小さい
場合、新しい測定値を放棄する、 ことを特徴とする請求項１３または１５に記載の装置。 - 【請求項１９】 表面１０を中心から対象物体の縁に向
けて走査することを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項２０】 測定感度を自動調節する装置が設けて
あり、その場合、対象物体１１を回転している間に、測
定感度を最低値から始めて段階的に上げ、各段階毎に測
定を収集して平均化し、平均化された測定値が所定の値
に一致するまで測定感度の上昇を繰り返すことを特徴と
する請求項１３に記載の装置。 - 【請求項２１】 測定値の表示は、カラー符号化された
二次元グラフィクで行われ、 Haze グラフィク４５と L
PDグラフィク４６の間で選択できることを特徴とする請
求項１５に記載の装置。 - 【請求項２２】 測定値に対応する散乱光の一定の振幅
が一定のカラーに対応していることを特徴とする請求項
２１に記載の装置。 - 【請求項２３】 測定値の動的領域の選択可能な部分４
３はそれぞれカラー表示され、この部分でのカラーの対
応が有効であることを特徴とする請求項２２に記載の装
置。 - 【請求項２４】 前記選択可能な部分４３は、面状欠陥
（Haze) による測定値から算出される下限と上限４０，
４１を自動設定して決定され、測定値の平均値形成と偏
差値形成は、測定値の一定部分が図示された部分４３に
入るように、移動させたり目盛を変えて下限と上限４
０，４１を設定されることを特徴とする請求項２３に記
載の装置。 - 【請求項２５】 LPD グラフィック４６のカラースケー
ルは Haze グラフィック４５の反転されたカラースケー
ルに一致することを特徴とする請求項２１に記載の装
置。 - 【請求項２６】 一つのカラーに付属する測定値の各々
４８ａ，４８ｂ，４８ｃは更に数値的に表示できること
を特徴とする請求項２１に記載の装置。 - 【請求項２７】 選択に関して、表面１０の欠陥の数は
ヒストグラムで表示できることを特徴とする請求項１に
記載の装置。 - 【請求項２８】 基板載置部の下には、基板に対して固
定された受光装置３２が設けてあり、その受光面が基板
１０の縁領域を測定するとき、結像光学系の光軸の近く
にあることを特徴とする請求項１に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH2154/91-7 | 1991-07-20 | ||
| CH2154/91A CH685650A5 (de) | 1991-07-20 | 1991-07-20 | Einrichtung für Oberflächeninspektionen. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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