JPH0763689A

JPH0763689A - 回転型欠陥検査装置

Info

Publication number: JPH0763689A
Application number: JP5211245A
Authority: JP
Inventors: Tsuneyuki Hagiwara; 恒幸萩原
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1993-08-26
Filing date: 1993-08-26
Publication date: 1995-03-10

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な信号処理系を用いて且つ高速に、回路
パターン等が形成された基板の表面の欠陥検査を行う。【構成】光源２６からの光束２９をウエハ１の被検点
Ｐ上に照射する。被検点Ｐからの光束３２が、フーリエ
変換レンズ３１を経て後側焦点面３３上に被検点Ｐ上の
回路パターンのフーリエ変換スペクトルを形成する。そ
のフーリエ変換スペクトルから、空間フィルタ３４によ
り誤りが無い場合のフーリエ変換スペクトルを除去した
後の光束を、光電変換素子４１で受光する。ウエハ１を
ターンテーブル２１により回転すると共にｙ方向に移動
させながら、空間フィルタ３４をウエハ１と同期して回
転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体素子の表
面に形成された回路パターン等の欠陥の検査を行う場合
に適用して好適な欠陥検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体素子等の表面に形成さ
れた回路パターンの欠陥の大きさ及びその位置を検出す
るため欠陥検査装置が使用されている。図７は従来の欠
陥検査装置を示し、この図７において、ウエハ１の表面
１ａに形成されている回路パターン２が検査対象であ
り、ウエハ１はＸＹステージ３上に載置されている。Ｘ
Ｙステージ３は２次元平面内で図７の紙面に平行なｘ方
向にウエハ１を移動するＸステージ、及び図７の紙面に
垂直なｙ方向にウエハ１を移動するＹステージより構成
されている。

【０００３】ウエハ１の上方において、ハロゲンランプ
等の光源４から射出された光束５は、コリメータレンズ
６により集光されて光束７となってビームスプリッター
８に入射する。ビームスプリッター８で反射された光束
９が、ウエハ１の表面１ａの所定面積の照明領域を照明
する。ウエハ１の表面１ａからの反射光の内で、ビーム
スプリッター８を透過した光束１０は結像レンズ１１に
入射する。結像レンズ１１は、物体面がウエハ１の表面
１ａに一致するように配置され、結像レンズ１１の像面
１２上に、ウエハ１上の照明領域内の回路パターンの像
が結像される。

【０００４】像面１２には、撮像面が像面１２に一致す
るように２次元の撮像素子１２が設置され、撮像素子１
２は回路パターンの像を光電変換して得た撮像信号Ｓ１
を信号処理部１４に出力する。信号処理部１４には、デ
ータ格納部１５より欠陥が無い場合の回路パターン（無
誤り回路パターン）の設計データに対応する参照信号Ｓ
２が供給され、信号処理部１４は撮像信号Ｓ１と参照信
号Ｓ２とを比較することにより、ウエハ１の表面１ａ上
の回路パターンの欠陥の有無、欠陥の位置及びその欠陥
の大きさ等を求める。信号処理部１４のその回路パター
ンの欠陥の情報Ｓ３を表示部１６に供給し、表示部１６
はその回路パターンの欠陥の位置及び大きさ等を表示画
面上に表示する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
においては、信号処理部１４では回路パターンの欠陥の
位置及び大きさ等を求めるために複雑な画像処理を高速
行う必要がある。従って、信号処置部１４としては高速
のコンピュータが必要となり、信号処理系が大がかりな
ものになるという不都合があった。

【０００６】これに関して従来は、ウエハ１の表面１ａ
上の広い照明領域を一括して照明するのではなく、照明
光としてのレーザビームをウエハ１の表面上にスポット
状に集束し、光偏向器としてのオプティカルスキャナー
（ガルバノミラー等）を用いてそのスポット状に集束さ
れたレーザビームでウエハ１上を直線状に走査して欠陥
検査を行う装置も知られている。しかしながら、オプテ
ィカルスキャナーはミラーを振動させてレーザビームを
走査する方式であるため、スキャンレートの上限により
検査速度が制限され、ウエハ１の表面の全面の検査を行
うための検査時間が長いという不都合があった。

【０００７】本発明は斯かる点に鑑み、簡単な信号処理
系を用いて且つ高速に、回路パターン等が形成された基
板の表面の欠陥の検査を行うことができる欠陥検査装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による回転型欠陥
検査装置は、例えば図１に示すように、所定のパターン
が形成された基板（１）の表面の欠陥を検査する装置に
おいて、基板（１）の表面の所定面積の検査領域に検査
用の光束を照射する照明手段（２６，２８，３１）と、
基板（１）からの光束をフーリエ変換するフーリエ変換
光学素子（３１）と、このフーリエ変換光学素子による
フーリエ変換面（３３）の近傍に配置され、基板（１）
上の所定のパターンに欠陥が無い場合の無誤り基準パタ
ーンのフーリエ変換パターンの明部と一致する部分を遮
光部とした空間フィルタ（３４）と、空間フィルタ（３
４）を通過した光束を光電変換する光電変換手段（４
１）とを有する。

【０００９】更に本発明は、フーリエ変換光学素子（３
４）の光軸に平行な回転軸を中心として基板（１）を回
転するターンテーブル（２１）と、このターンテーブル
の回転に同期して空間フィルタ（３４）を所定の軸を中
心として回転するフィルター回転手段（３５，３６）
と、フーリエ変換光学素子（３１）の光軸に垂直な面内
で基板（１）を移動する移動手段（２４，２５）とを有
し、ターンテーブル（２１）及び移動手段（２４，２
５）を介して基板（１）に回転及び移動を行わせること
により、その所定面積の検査領域で基板（１）の表面を
スパイラル状に走査し、基板（１）の回転に同期してフ
ィルター回転手段（３５，３６）を介して空間フィルタ
（３４）を回転して、光電変換手段（４１）から出力さ
れる光電変換信号より基板（１）上の所定のパターンの
欠陥を検査するものである。

【００１０】この場合、フィルター回転手段（３５，３
６）は、その無誤り基準パターンのフーリエ変換パター
ンの０次光成分の位置を中心として空間フィルタ（３
４）を回転することが望ましい。また、そのフーリエ変
換光学素子を、例えば図６に示すように、その所定面積
の検査領域を中心とする球面（４６）上にそれぞれ一端
が配され、他端がそれら一端の所定の平面（３３）上へ
の正射影と相似な位置に配されている複数の光ファイバ
ー束（４７₁,４７₂,…，４７_N)を束ねて形成しても良
い。

【００１１】

【作用】斯かる本発明によれば、オプティカルスキャナ
ーを用いることなく、検査対象の基板（１）をターンテ
ーブル（２１）上に載置して高速に回転すると共に、移
動手段（２４，２５）を用いて基板（１）を移動するこ
とにより、所定の光スポットで基板（１）の表面を高速
に走査する。従って、検査速度がオプティカルスキャナ
ー等により制限されることがない。

【００１２】また、本発明においては、基板（１）から
の光束をフーリエ変換し、そのフーリエ変換パターンか
ら空間フィルタ（３４）で、欠陥が無い場合の無誤り基
準パターンのフーリエ変換パターンの成分を除去するこ
とにより、欠陥情報のみを光学的に抽出している。従っ
て、光電変換後の電気信号の信号処理系の負担が軽減さ
れ、信号処理系の構成が簡略化され、且つ信号処理系の
処理速度で検査速度が制限されることもない。この際
に、基板（１）が回転すると、基板（１）上のパターン
のフーリエ変換パターンも回転するため、空間フィルタ
（３４）で常に欠陥情報のみを抽出するため、基板
（１）の回転に同期して空間フィルタ（３４）を回転し
ている。

【００１３】この場合、基板（１）が回転しても、その
基板（１）上のパターンのフーリエ変換パターンの０次
光成分の位置は不変である。従って、空間フィルタ（３
４）の回転軸はその０次光成分の位置であることが望ま
しい。また、そのフーリエ変換光学素子を、例えば図６
に示すように、複数の光ファイバー束から形成した場合
には、フーリエ変換光学素子を基板（１）に近づけるこ
とができ、基板（１）からの光束の集光効率が改善され
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明による回転型欠陥検査装置の第
１実施例につき図１〜図４を参照して説明する。図１は
本例の回転型欠陥検査装置を示し、この図１において、
表面に回路パターンが形成されたウエハ１がターンテー
ブル２１上に真空吸着されている。移動回転部２３が、
回転軸２２を介してターンテーブル２１を回転する。図
１の紙面に平行な方向にｙ軸、図１の紙面に垂直な方向
にｘ軸を取り、ｘ軸及びｙ軸により定まるｘｙ平面にウ
エハ１の表面１ａが常に平行に保たれた状態で、ターン
テーブル２１はウエハ１を回転する。移動回転部２３
は、ローラ２４を介してｙ方向に伸びたレール２５上に
載置され、移動回転部２３がローラ２４を回転駆動する
ことにより、移動回転部２３はレール２５に沿ってｙ方
向に移動する。

【００１５】ターンテーブル２１の上方にＨｅ−Ｎｅレ
ーザ光源等のコヒーレントな光束（レーザビーム等）を
発生する光源２６が設置され、光源２６から射出された
光束２７は、ビームエクスパンダ２８により断面形状が
円形の平行光束２９となる。平行光束２９はミラー３０
で反射されてフーリエ変換レンズ３１に向かい、フーリ
エ変換レンズ３１により集光された光束２９Ａがウエハ
１上の被検点Ｐ上にスポット状に照射される。被検点Ｐ
上にスポット状に照射される光束２９Ａによる照明領域
の直径は例えば４０μｍであり、その照明領域の照度は
所望の値に設定される。

【００１６】また、フーリエ変換レンズ３１の実効中心
がウエハ１の表面１ａから焦点距離ｆの１倍の位置に来
るように、フーリエ変換レンズ３１が設置されている。
フーリエ変換レンズ３１の光軸ＡＸ１は、ｘｙ平面に垂
直なｚ軸に平行である。光束２９Ａの照射により被検点
Ｐから発生する光束３２はフーリエ変換レンズ３１に入
射し、フーリエ変換レンズ３１を通過した光束３２Ａに
より、フーリエ変換レンズ３１の後側焦点面（フーリエ
変換面）３３上に、ウエハ１上の被検点Ｐの回路パター
ンの選択的にフィルタリング可能なフーリエ変換パター
ン（フーリエスペクトル）が形成される。

【００１７】また、光束２９Ａの照射によりウエハ１の
表面１ａでそのまま反射された光束２９Ｂは、再びフー
リエ変換レンズ３１に入射し、ミラー３０で反射された
平行光束２９と断面形状が一致する光束２９Ｃとなる。
光束２９Ｃは、後側焦点面３３上において、点Ｑを中心
とした円形スペクトルを形成する。点Ｑは０次光成分の
位置でもある。その後側焦点面３３上に、回転式の空間
フィルタ３４を設置する。回転式の空間フィルタ３４は
円板状であり、回転軸３５を介して回転部３６に接続さ
れている。回転部３６は、回転軸３５を介して空間フィ
ルタ３４を後側焦点面３３内において点Ｑを中心に回転
する。空間フィルタ３４は、ウエハ１の回転運動と同期
して、且つ同一の角速度で回転する。回転の方向は、ウ
エハ１及び空間フィルタ３４共にそれぞれ常に同一方向
であればよく、両者の相対的な回転方向は同一又は逆の
どちらでもよい。

【００１８】回転式の空間フィルタ３４は、ウエハ１の
表面の回路パターンに欠陥が無い場合の無誤り回路パタ
ーンに光束２９Ａが照射された場合に、その無誤り回路
パターンから発生する光束による後側焦点面３３上のフ
ーリエ変換パターンの明部と一致する部分が不透明部分
となり、それ以外の部分が透明部分となっている。即
ち、空間フィルタ３４は、無誤り回路パターンのフーリ
エ変換パターン（フーリエスペクトル）を阻止するもの
である。

【００１９】空間フィルタ３４は、例えば写真乾板を後
側焦点面３３上に配置し、無誤り回路パターンが形成さ
れたマスターウエハをターンテーブル２１上に載置し、
そのマスターウエハと写真乾板とを同期して回転させな
がら、マスターウエハから発生するフーリエ変換パター
ンでその写真乾板を感光させて作製することができる。
無誤り回路パターンを得ることが困難である場合には以
下のようにする。

【００２０】即ち、図２に示すようにウエハ１の表面に
は、多くのそれぞれ同一回路を有するダイ（パターンユ
ニット）３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，…が存在するが、こ
れら全てのダイにそれぞれ欠陥が存在しているとして
も、欠陥部の位置は互いに異なると共に、欠陥部の面積
の割合は全てのダイの無欠陥の回路部分の面積に比較し
て著しく小さいとみなせる。従って、欠陥部にウエハ１
の光束２９Ａが入射して発生する光パターンに対して、
写真乾板が感光しないように光束２９Ａのエネルギーを
十分に低下させて、ウエハ１上の複数のダイに順次光束
２９Ａを照射し、多くの面積の無誤り回路パターンから
光パターンを発生させ、結果的に無誤り回路パターンか
らの光パターンのみで写真乾板を感光させればよい。こ
の方法によれば当然に、照明領域をウエハ１上で移動す
る速度を制御することでも、写真乾板への露光量を制御
できる。無誤り回路パターンから発生する光パターンで
露光した写真乾板は現像処理により空間フィルタ３４と
なる。作製した空間フィルタ３４は、ウエハ１との相対
的な角度関係が露光時（作製時）と同一となるように後
側焦点面３３に取り付けられる。

【００２１】空間フィルタ３４は、写真乾板以外にも既
存の例えば液晶表示素子（ＬＣＤ）、又はエレクトロク
ロミック素子（ＥＣＤ）等のＳＬＭ(Spatial Light Mod
ulator) 素子（空間光変調素子）を用いて構成すること
もできる。これらを用いる場合、空間フィルタ３４に書
き込む無誤り回路パターンのフーリエ変換パターンに対
応する不透明部分を、予め後側焦点面３３内に２次元の
撮像素子を配置して計測しておくことが望ましいが、回
路パターンのデザインデータをコンピュータによりフー
リエ変換してシミュレーションによって求めることも可
能である。空間フィルタ３４は、より簡単には、透明の
フィルムに周知のコンピュータ用のプロッターを用いて
所定のパターンを描画することでも製作できる。この場
合も、上述した方法で描画データを得ることができる。

【００２２】図１において、移動回転部２３の動作によ
りウエハ１は、回転軸２２を中心に回転しながらｙ方向
に移動する。この動作により、光束２９Ａによる被検点
Ｐ上の円形の照明スポット光が、ウエハ１上を相対的に
スパイラル状に回転走査し、ウエハ１の表面の全面の欠
陥検査が高速に実行される。本実施例ではウエハ１を回
転走査した場合に後側焦点面３３上に形成されるフーリ
エスペクトルの０次光成分の位置Ｑを中心として、ウエ
ハ１の回転に同期して空間フィルタ３４を回転させるこ
とにより、ウエハ１を回転させながらフーリエスペクト
ルのフィルタリングを行って欠陥検査を行うようにして
いる。従って、空間フィルタ３４を通過する光束である
欠陥情報搬送光束３８には、ウエハ１上の被検点Ｐ上の
回路パターンの欠陥に関与する情報のみが含まれてい
る。欠陥情報搬送光束３８は集光レンズ３９により、光
電変換素子４１の受光面に集光される。光電変換素子４
１により光電変換されて得られた欠陥信号Ｓ４が信号処
理不４２に供給され、信号処理部４２には、移動回転部
２３からウエハ１上の被検点Ｐの２次元座標を表す位置
情報Ｓ５も供給されている。

【００２３】信号処理部４２は、電気的及び光学的な雑
音レベルよりも大きなレベルの閾値を有し、欠陥信号Ｓ
４の内のその閾値以上の信号レベルを欠陥として抽出す
る。本例では空間フィルタ３４により無誤り基準パター
ンのフーリエ変換パターンが阻止されているため、空間
フィルタ３４を通過した光束を欠陥部からの光束及び光
学的なノイズ光であるとみなし、欠陥信号Ｓ４の信号レ
ベルがその閾値以上である場合に、被検点Ｐの回路パタ
ーンが欠陥部であるとみなしている。それと共に信号処
理部４２は、欠陥部の信号レベルの大きさを検知してこ
れを欠陥の大きさとする。また、上述の位置情報Ｓ５に
基づいて、信号処理部４２はウエハ１の欠陥の存在箇所
を検出する。信号処理部４２は、ウエハ１上の欠陥の位
置及び大きさを示す表示情報Ｓ６を表示部１６に供給
し、表示部１６では、マップ表示により欠陥の存在箇所
が表示されると共に、対応する欠陥の大きさも表示され
る。

【００２４】この際に、ウエハ１上の回路パターンによ
っては、無誤り回路パターンのフーリエ変換スペクトル
が、円板状の空間フィルタ３４上に偏って存在する場合
もある。この場合に空間フィルタ３４を回転させると、
光電変換素子４１に照射される欠陥情報搬送光束３８の
光エネルギーが変調される。このエネルギー変調は、欠
陥の検出及び大きさの弁別に影響を与える。このエネル
ギー変調は、空間フィルタ３４の回転に同期しているた
め、そのエネルギー変調の影響を除去するためにターン
テーブル２１上に無地のウエハを載置し、この無地のウ
エハ上に基準となる塵等の欠陥部の校正用のサンプルを
散布するか、又は校正用の光源をウエハ１と共役な位置
に設置する。そして、光電変換素子４１の出力信号のエ
ネルギー変調を、空間フィルタ３４の回転角の関数とし
て測定し、この測定結果を用いて信号処理部４２におい
て、そのエネルギー変調を相殺するように欠陥信号Ｓ４
を強度変調する。これにより、ウエハ１上の全周を同一
感度で検査できる。

【００２５】次に、ウエハ１上の被検点Ｐと発生するフ
ーリエスペクトルとの関係につき説明する。図２におい
て、ウエハ１上の被検点Ｐ１を検査する場合、ウエハ１
上の多数のダイ３７Ａ，３７Ｂ，…の回路パターンの描
画時の基準となる直交座標系（以下、「基準座標系」と
いう）（ｘ´，ｙ´）と、図１に示す装置の座標系
（ｘ，ｙ）とは角度α₁ をなすものとする。この場合、
ウエハ１が回転軸２２を中心として回転すると、ウエハ
１上の被検点が被検点Ｐ２及び被検点Ｐ３に移動する
と、基準座標系（ｘ´，ｙ´）と、装置の座標系（ｘ，
ｙ）とはそれぞれ角度α₂及び角度α₃をなすように変
化する。

【００２６】図３（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図１のフ
ーリエ変換レンズ３１の後側焦点面（フーリエ変換面）
３３上で、フーリエ変換レンズ３１の開口により制限さ
れるスペクトル領域３３ａを示す。図３（ａ）において
ウエハ上の被検点Ｐ（実際には図１のフーリエ変換レン
ズ３１の物体面に位置する。）上の１つのダイ（パター
ンユニット）３７の基準座標系（ｘ´，ｙ´）と装置の
座標系（ｘ，ｙ）とは、角度α₁ をなす。このとき、ス
ペクトル領域３３ａ内で観察される空間周波数スペクト
ルは、基準座標系（ｘ´，ｙ´）と平行で且つ０次光成
分の位置Ｑを原点とした座標系（ｕ，ｖ）上の一部分の
領域となる。ダイ３７の基準座標系（ｘ´，ｙ´）と装
置の座標系（ｘ，ｙ）とがなす角度がα₁ 、α₂ 及びα
₃ と変化すると、観察可能なスペクトル領域３３ａは、
０次光成分の位置Ｑを中心に、座標系（ｕ，ｖ）上で回
転する。これを装置側（装置の座標系（ｘ，ｙ））から
見ると、図３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示すように、
スペクトル領域３３ａ内に観察される空間周波数スペク
トルが被検点Ｐを中心にダイ３７の回転に同期して回転
するように見える。

【００２７】従って、図２に示すようにウエハ１の回転
により、円周の走査線４３上を被検点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ
３，…が移動して多数のダイ（３７Ａ，３７Ｂ等）内の
回路パターンの欠陥を検査する場合、図４に示すよう
に、各ダイの回転に同期して回転する空間フィルタ３４
が必要となる。図４において、空間フィルタ３４の回転
中心は位置Ｑであり、空間フィルタ３４の半径Ｌは、ス
ペクトル領域３３ａ内で位置Ｑから最も遠い点４４まで
の距離により決定される。

【００２８】上述のように本例によれば、ウエハ１上で
被検点Ｐを相対的に高速に回転走査して、ウエハ１の全
面の欠陥検査を高速に実行している。また、ウエハ１の
回転によりウエハ１の回路パターンのフーリエ変換パタ
ーンも回転するため、ウエハ１の回転に同期して回転す
る空間フィルタ３４を用いて、無誤り基準パターンから
のフーリエ変換スペクトルを阻止し、空間フィルタ３４
を通過した欠陥情報搬送光束３８を検出して欠陥検出を
行っている。従って、信号処理系では、欠陥信号Ｓ４を
所定の閾値と比較すると共に、欠陥部でその欠陥信号Ｓ
４の値を保持するだけで良く、大型のコンピュータ等は
必要でないため、信号処理系の構成が簡略であり、且つ
処理速度が高速である。

【００２９】次に、本発明の第２実施例につき図５を参
照して説明する。この図５において図１に対応する部分
には同一符号を付してその詳細説明を省略する。図５は
この第２実施例の回転型欠陥検査装置を示し、この図５
において、回路パターンが形成されたウエハ１が、ター
ンテーブル２１上に載置され、ターンテーブル２１が回
転軸２２を介して移動回転部２３に接続されている。移
動回転部２３の動作によりウエハ１は、回転軸２２を中
心に回転しながらｙ方向に移動する。これにより第１実
施例と同様に、被検点Ｐ上に照射されるスポット光が、
ウエハ１上を相対的にスパイラル状に回転走査し、ウエ
ハ１の表面の全面の欠陥検査が高速に実行される。

【００３０】ターンテーブル２１の上方において、光源
２６から射出される光束２７は、ビームエクスパンダ２
８により断面が円形の平行光束２９となって集光レンズ
４５に入射する。集光レンズ４５により集束された光束
２９Ｄは、ウエハ１上の被検点Ｐ上に例えば直径３０μ
ｍ程度のスポット光として照射される。ウエハ１の上方
にフーリエ変換レンズ３１が配置され、フーリエ変換レ
ンズ３１の実効中心はウエハ１の表面１ａから焦点距離
ｆの１倍の面上に位置している。

【００３１】光束２９Ｄにより被検点Ｐから発生する光
束３２はフーリエ変換レンズ３１に入射し、フーリエ変
換レンズ３１を通過した光束３２Ａにより、フーリエ変
換レンズ３１の後側焦点面３３上に選択的にフィルタリ
ングしうるフーリエスペクトルを形成する。フーリエ変
換レンズ３１は、入射する光束による像高ｈと、その光
束と光軸ＡＸ１とがなす角度θとの関係が、像高ｈがｆ
ｓｉｎθに比例する特性を有する。フーリエ変換レンズ
３１は、例えばｈ＝ｆｓｉｎθで表わされる特性を有す
るとする。ウエハ１からの光束３２は、光軸ＡＸ１と角
度θ₀をなしてフーリエ変換レンズ３１に入射し、後側
焦点面３３上の像高ｈ₀ がｆｓｉｎθ₀の点に光スポッ
トを形成する。光源２６及び集光レンズ４５を含む照明
系の光軸をＡＸ２として、光軸ＡＸ２が光軸ＡＸ１に対
して角度θ₁で交差するものとすると、光束２９Ｄによ
りウエハ１の表面からそのまま反射される光束２９Ｅの
光軸ＡＸ３は、光軸ＡＸ１に対して角度θ₁で交差して
いる。

【００３２】本実施例ではフーリエ変換レンズ３１の開
口は、ウエハ１の表面からの光軸ＡＸ１に対して角度θ
₁の光束が入射できる程大きくないため、後側焦点面３
３上で光束２９Ｅの空間周波数スペクトルを測定するこ
とは不可能である。しかしながら、角度θ₁は既知であ
るため、光軸ＡＸ１からｈ₁(＝ｆｓｉｎθ₁)の位置Ｑが
反射する光束２９Ｅ（０次光）のスペクトル位置である
ことは自明である。従って、本実施例においては、図５
の紙面内で後側焦点面３３上の像高ｈ₁の位置Ｑを中心
に空間フィルタ３４を回転する。回転式の空間フィルタ
３４の構成、及び回転動作は第１実施例と同様である。
空間フィルタ３４の遮光部により、無誤り回路パターン
のフーリエ変換パターンが阻止され、それ以外のウエハ
１上の欠陥部から発生する光パターンが、空間フィルタ
３４の光透過部を透過して欠陥搬送光束３８になる。そ
の他の構成は第１実施例と同様である。

【００３３】本実施例においても、第１実施例と同様に
ウエハ１を回転走査しながら、ウエハ１の回転と同期し
て空間フィルタ３４を回転することにより、空間フィル
タ３４により無誤り回路パターンからのフーリエ変換パ
ターンを阻止している。そして、空間フィルタ３４を通
過した欠陥情報搬送光束３８を光電変換素子４１により
欠陥信号Ｓ４に変換して、高速に欠陥の位置及び大きさ
等の検出が行われる。この際に本実施例では、第１実施
例の場合よりも後側焦点面３３上で０次光成分から遠く
離れたフーリエ変換成分が検出される。また、無誤り回
路パターンからのフーリエ変換成分は一般に０次光成分
の周辺で強いため、本実施例のように０次光成分から離
れた成分を抽出ことにより、無誤り回路パターンの影響
をより低減させて、欠陥部の検出能力を高めることがで
きる。

【００３４】なお、本実施例においてもウエハ１上の回
路パターンによっては、無誤り回路パターンのフーリエ
スペクトルが空間フィルタ３４上に偏って存在する場合
もあり、空間フィルタ３４を回転させると光電変換素子
４１に入射する欠陥情報搬送光束３８の光エネルギーが
変調される。この変調は第１実施例と同様な手法により
相殺することが可能である。

【００３５】次に、図５の実施例においてフーリエ変換
レンズ３１の代わりに１組の光ファイバー束を用いた変
形例につき図６を参照して説明する。図６はこの変形例
の要部を示し、この図５に対応する部分に同一符号を付
した図６において、ウエハ１上の被検点Ｐを中心とする
球面４６上に光ファイバー束４７₁,４７₂,…，４７_Nの
それぞれの一端を配置する。そして、それら光ファイバ
ー束４７₁,４７₂,…，４７_Nのそれぞれの他端を、ウエ
ハ１の表面に対する法線に沿ってウエハ１の表面に平行
な面３３上に配置し、この面３３上に空間フィルタ３４
を配置する。

【００３６】また、集光レンズ４５により集光された光
束２９Ｄを、球面４６の一部の開口４８を介してウエハ
１上の被検点Ｐに照射し、被検点Ｐから発生する光束３
２をそれら光ファイバー束４７₁,４７₂,…，４７_Nを介
して面３３上に導く。この場合、球面４６の半径をＲと
すると、ウエハ１から法線に対して角度θで射出される
光束３２の像高ｈはＲｓｉｎθとなり、フーリエ変換さ
れるのと等価である。従って、１組の光ファイバー束４
７₁,４７₂,…，４７_Nは、図５のフーリエ変換レンズ３
１と同様にウエハ１上の回路パターンからの光束をフー
リエ変換する。

【００３７】また、光束２９Ｄによりウエハ１からその
まま反射される光束２９Ｅが面３３上で通過する位置
（０次光成分の位置）を中心として空間フィルタ３４を
回転する。これにより、ウエハ１からの無誤り回路パタ
ーンのフーリエ変換成分と、空間フィルタ３４上の無誤
り回路パターンのフーリエ変換成分に対応する遮光部と
がずれることが無い。その他の構成は図５の実施例と同
様である。

【００３８】この場合、ウエハ１の被検点Ｐから法線に
対して大きな角度θで射出される光束も光ファイバー束
を介して面３３に導かれるため、受光効率が良好であ
る。また、ウエハ１の表面と面３３とを近づけることが
できるため、装置が小型化される。なお、本発明は上述
実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の構成を取り得ることは勿論である。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、ターンテーブル及び移
動手段を用いて検査対象の基板を回転移動しているた
め、基板の全面の欠陥検査を高速に行うことができる。
また、基板の回転と同期して空間フィルタを回転して、
無誤りの基準パターンからのフーリエ変換成分を阻止し
ているため、光電変換手段からの光電変換信号を例えば
所定の閾値と比較するだけで欠陥検査を行うことがで
き、信号処理系の構成が簡略であり、且つ信号処理速度
も高速である利点がある。

【００４０】また、フィルター回転手段が、無誤り基準
パターンのフーリエ変換パターンの０次光成分の位置を
中心として空間フィルタを回転する場合には、無誤り基
準パターンからのフーリエ変換成分が良好に除去され
る。また、フーリエ変換光学素子を、所定面積の検査領
域を中心とする球面上にそれぞれ一端が配され、他端が
それら一端の所定の平面上への正射影と相似な位置に配
されている複数の光ファイバー束を束ねて形成した場合
には、フーリエ変換光学素子を基板に近づけることがで
き装置を小型化できると共に、基板から大きな回折角で
射出される光束も受光でき受光効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による回転型欠陥検査装置の第１実施例
を示す構成図である。

【図２】図１のウエハ１上の検査領域を示す拡大平面図
である。

【図３】第１実施例において基準座標系（ｘ′，ｙ′）
と装置の座標系（ｘ，ｙ）とがなす角度が変化した場合
の、フーリエスペクトルの状態の説明図である。

【図４】第１実施例の空間フィルタ３４とスペクトル領
域３３ａとを示す平面図である。

【図５】本発明の第２実施例を示す構成図である。

【図６】フーリエ変換レンズ３１の代わりに１組の光フ
ァイバー束を用いた変形例の要部を示す断面図である。

【図７】従来の欠陥検査装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１ウエハ２１ターンテーブル２３移動回転部２４ローラ２６光源３１フーリエ変換レンズ３４空間フィルタ３６回転部３９集光レンズ４１光電変換素子４２信号処理部４７₁,４７₂,…，４７_N 光ファイバー束

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定のパターンが形成された基板の表面
の欠陥を検査する装置において、前記基板の表面の所定面積の検査領域に検査用の光束を
照射する照明手段と、前記基板からの光束をフーリエ変換するフーリエ変換光
学素子と、該フーリエ変換光学素子によるフーリエ変換面の近傍に
配置され、前記基板上の所定のパターンに欠陥が無い場
合の無誤り基準パターンのフーリエ変換パターンの明部
と一致する部分を遮光部とした空間フィルタと、該空間フィルタを通過した光束を光電変換する光電変換
手段と、前記フーリエ変換光学素子の光軸に平行な回転軸を中心
として前記基板を回転するターンテーブルと、該ターンテーブルの回転に同期して前記空間フィルタを
所定の軸を中心として回転するフィルター回転手段と、前記フーリエ変換光学素子の光軸に垂直な面内で前記基
板を移動する移動手段と、を有し、前記ターンテーブル及び前記移動手段を介して前記基板
に回転及び移動を行わせることにより、前記所定面積の
検査領域で前記基板の表面をスパイラル状に走査し、前
記基板の回転に同期して前記フィルター回転手段を介し
て前記空間フィルタを回転して、前記光電変換手段から
出力される光電変換信号より前記基板上の所定のパター
ンの欠陥を検査することを特徴とする回転型欠陥検査装
置。
【請求項２】前記フィルター回転手段は、前記無誤り
基準パターンのフーリエ変換パターンの０次光成分の位
置を中心として前記空間フィルタを回転することを特徴
とする請求項１記載の回転型欠陥検査装置。
【請求項３】前記フーリエ変換光学素子を、前記所定
面積の検査領域を中心とする球面上にそれぞれ一端が配
され、他端が前記一端の所定の平面上への正射影と相似
な位置に配されている複数の光ファイバー束を束ねて形
成したことを特徴とする請求項１又は２記載の回転型欠
陥検査装置。