JPH08210989A

JPH08210989A - 微小欠陥検出方法及びその装置

Info

Publication number: JPH08210989A
Application number: JP1948995A
Authority: JP
Inventors: Masataka Shiba; 正孝芝; Hiroshi Morioka; 洋森岡; Kazuhiko Nagayama; 和彦永山; Toshiaki Yanai; 俊明谷内; Tetsuya Watanabe; 哲也渡辺; Ryoji Matsunaga; 良治松永; Minoru Noguchi; 稔野口
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1995-02-07
Filing date: 1995-02-07
Publication date: 1996-08-20
Anticipated expiration: 2019-11-24
Also published as: JP3593375B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、光を透過する薄膜が形成され
た基板上に存在する０．３〜０．８μｍ或いはそれ以下
の微小異物等の微小欠陥を安定して高感度で検出できる
ようにした微小欠陥検出方法及びその装置を提供するこ
とにある。【構成】本発明は、基板１上に形成された薄膜１ｂから
発生する反射光の強度を平滑化または平均化するよう
に、半導体レーザ発振器５から出射されたレーザ光を、
互いに非干渉な複数の光束にして、異なる入射角Ｔ１〜
Ｔｎで実効的に同時に、光を透過する薄膜１ｂが形成さ
れた基板１上に集光照射し、該照射光によって前記基板
上に存在する微小異物等の微小欠陥３から生じる散乱光
を集光レンズ１１で集光して検出器１４で検出するもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ、プリン
ト基板、ＴＦＴ液晶表示装置、あるいは磁気ディスク基
板等の基板上に存在する微小異物等の微小欠陥を、高速
に、且つ高感度に検出する微小欠陥検出方法及びその装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】年々微細化あるいは複雑化する半導体ウ
エハ、プリント基板、ＴＦＴ液晶表示装置、あるいは磁
気ディスク基板等の基板の歩留まりを確保するために
は、基板上に存在する微小異物等の微小欠陥を、高速
に、且つ高感度に検出することが要求されている。

【０００３】この基板上に存在する微小異物を、高速
に、且つ高感度に検出する従来技術としては、例えば、
特開昭５５−１４９８２９号公報（従来技術１）、特開
昭５９−６５４２８号公報（従来技術２）および特開平
６−１０２１８９号公報（従来技術３）が知られてい
る。即ち、従来技術１においては、基板上の回路パター
ンと微小異物の分離をするために、直線偏光レーザを浅
い角度で基板上に照射し、回路パターンのエッジと微小
異物から発生する散乱光を基板上方に設けた検出光学系
で集光した後、検光子を通して微小異物から発生する散
乱光成分のみを検出器にて抽出する方法が示されてい
る。また、従来技術２においては、基板上の回路パター
ンと微小異物の分離をするために、直線偏光レーザを浅
い角度で基板に照射し、回路パターンのエッジと微小異
物から発生する散乱光を基板上方に設けた検出光学系で
集光した後、検出光学系における基板のフーリエ変換面
に設けた空間フィルタにより、規則的な回路パターン形
成角度あるいは配置を有する特定の回折光成分を遮光
し、微小異物から発生する散乱光成分のみを検出器にて
抽出する方法が示されている。また、従来技術３におい
ては、回路パターンの存在しない鏡面状態の上に薄膜を
形成した膜付きのウエハに対してレーザビームを傾斜し
た方向から照射した際、前記薄膜層の厚さや屈折率の違
いにより反射率が大きく変化して薄膜上に存在する異物
からの散乱光強度が大きく変動することに基づいて、前
記反射率が所定値以上になるように膜付きのウエハに対
して照射するレーザビームの入射角度を選択して膜付き
のウエハ上に存在する異物からの散乱光強度を一定にし
て膜付きのウエハ上に存在する異物を安定して検出する
方法が示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】半導体ウエハ、薄膜多
層基板（プリント基板）、ＴＦＴ液晶表示装置、あるい
は磁気ディスク基板等の基板上には、一般的に、微細な
回路パターンあるいは情報記録用の溝等の規則的あるい
は不規則的なパターンが形成されており、基板上に存在
する異物、異物をこれらのパターンからいかに分離して
抽出できるかが重要な開発課題になってきている。

【０００５】上記従来技術１および２においては、半導
体基板上に形成された回路パターンの如く幾何学的な形
状の規則性による散乱光の乱れや回折に着目して異物か
らの散乱光を抽出しようと試みている。しかしながら、
例えば、半導体の高集積化に伴い、より微小な異物等の
微小欠陥を検出しようとする場合には、これだけでは十
分な性能を達成できなくなってきている。即ち、半導体
基板上に絶縁膜、保護膜、レジスト膜等の薄膜が形成さ
れており、この単層あるいは多層の薄膜が形成された半
導体基板の反射率や薄膜も含め半導体基板上の表面の微
小凹凸（粗さ）等の違い又は変動に影響を受けることな
く半導体基板上の表面に付着したより微小な異物等の微
小欠陥を検出することが必要となってきている。上記従
来技術３においては、薄膜が形成された半導体ミラーウ
エハからの反射率が所定の値以上になるように照射する
レーザビームの照射角度を制御しようとしているが、実
際のパターン付の半導体基板を考えると一枚の半導体基
板においても、中心部と周辺部において薄膜の膜厚等が
変動してしまうと共に１つのロット内の各半導体基板の
間においても前記薄膜の膜厚等の変動が生じ、しかも前
記薄膜の下に存在する回路パターンの形状も場所によっ
て異なるため、照射するレーザビームの最適な照射角度
を求めにくい状況になってしまい、安定して微小異物等
の微小欠陥を検出することが難しくなる課題を有するも
のである。このように、従来技術においては、基板上に
形成された光を透過する薄膜の膜厚等の変動による基板
からの反射率の変動や基板上の表面に存在する微小凹凸
による影響を受けることなく、基板上に存在する微小異
物等の微小欠陥を安定して確実に検出しようとする課題
について考慮されていなかった。

【０００６】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決すべく、半導体ウエハ、薄膜多層基板（プリント基
板）、ＴＦＴ液晶表示装置、あるいは磁気ディスク基板
等の基板の如く、光を透過する薄膜が形成された基板上
に存在する０．３〜０．８μｍ或いはそれ以下の微小異
物等の微小欠陥を、安定した高い検出感度で、且つ高速
に検出できるようにして基板の歩留まりを向上するよう
にした微小欠陥検出方法及びその装置を提供することに
ある。

【０００７】また、本発明の他の目的は、半導体基板の
如く、回路パターンが形成され、光を透過する薄膜が形
成され、更に微小凹凸の表面を有する半導体基板上に存
在する０．３〜０．８μｍ或いはそれ以下の微小異物等
の微小欠陥を、安定した高い検出感度で、且つ高速に検
出できるようにした微小欠陥検出方法及びその装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、薄膜が形成された基板から得られる反射
光の強度が平均化または平滑化されるように、前記基板
上の所望の箇所に対して、互いに異なる入射角度を持
ち、且つ互いに可干渉性を低減した指向性を有する光を
斜め方向から照射し、前記基板上の微小欠陥から生じる
散乱光を検出光学系で集光して光電変換手段で受光して
該光電変換手段から得られる信号により前記基板上の微
小欠陥を検出することを特徴とする微小欠陥検出方法で
ある。また本発明は、前記微小欠陥検出方法において、
前記指向性を有する光は、レーザ光であることを特徴と
する。また本発明は、薄膜が形成された基板から得られ
る反射光の強度が平均化または平滑化されるように、前
記基板上の所望の箇所に対して、互いに異なる入射角度
を持ち、且つ互いに空間的に可干渉性を低減した指向性
を有するレーザ光を斜め方向から照射し、前記基板上の
微小欠陥から生じる散乱光を検出光学系で集光して光電
変換手段で受光して該光電変換手段から得られる信号に
より前記基板上の微小欠陥を検出することを特徴とする
微小欠陥検出方法である。

【０００９】また本発明は、薄膜が形成された基板から
得られる反射光の強度が平均化または平滑化されるよう
に、前記基板上の所望の箇所に対して、互いに異なる入
射角度を持ち、且つ互いに時間的に可干渉性を低減した
指向性を有するレーザ光を斜め方向から照射し、前記基
板上の微小欠陥から生じる散乱光を検出光学系で集光し
て光電変換手段で受光して該光電変換手段から得られる
信号により前記基板上の微小欠陥を検出することを特徴
とする微小欠陥検出方法である。また本発明は、薄膜が
形成された基板から得られる反射光の強度が平均化また
は平滑化されるように、前記基板上の所望の箇所に対し
て、互いに異なる入射角度を持ち、且つ互いに可干渉性
を低減した指向性を有する光を斜め方向から照射し、前
記基板上の微小欠陥および回路パターンのエッジから生
じる散乱光を検出光学系で集光して前記回路パターンの
エッジから生じる散乱光を遮光する遮光手段を通して得
られる散乱光を光電変換手段で受光して該光電変換手段
から得られる信号により前記基板上の微小欠陥を検出す
ることを特徴とする微小欠陥検出方法である。また本発
明は、互いに可干渉性を低減した複数の光束を、基板面
上に投影したときほぼ同一方向となるように互いに異な
る傾斜した入射角度で基板面上の所望の個所に実効的に
ほぼ同時に照射し、前記基板上の微小欠陥から生じる散
乱光を検出光学系で集光して光電変換手段で受光して該
光電変換手段から得られる信号により前記微小欠陥を検
出することを特徴とする微小欠陥検出方法である。

【００１０】また本発明は、薄膜が形成された基板から
得られる反射光の強度が平均化または平滑化されるよう
に、前記基板上の所望の箇所に対して、互いに異なる入
射角度を持ち、且つ互いに可干渉性を低減した指向性を
有する光を斜め方向から照射する照射光学系と、該照射
光学系で照射された光によって前記基板上の微小欠陥か
ら生じる散乱光を集光して検出する検出光学系と、該検
出光学系で集光して検出される散乱光を受光して信号に
変換する光電変換手段とを備え、該光電変換手段から得
られる信号により前記基板上の微小欠陥を検出するよう
に構成したことを特徴とする微小欠陥検出装置である。
また本発明は、前記微小欠陥検出装置における前記照射
光学系において、指向性を有する光を出射するレーザ光
源を有することを特徴とする。また本発明は、薄膜が形
成された基板から得られる反射光の強度が平均化または
平滑化されるように、前記基板上の所望の箇所に対し
て、互いに異なる入射角度を持ち、且つ互いに空間的に
可干渉性を低減した指向性を有するレーザ光を斜め方向
から照射する照射光学系と、該照射光学系で照射された
光によって前記基板上の微小欠陥から生じる散乱光を集
光して検出する検出光学系と、該検出光学系で集光して
検出される散乱光を受光して信号に変換する光電変換手
段とを備え、該光電変換手段から得られる信号により前
記基板上の微小欠陥を検出するように構成したことを特
徴とする微小欠陥検出装置である。また本発明は、前記
微小欠陥検出装置における前記照射光学系において、互
いの光路長を異ならしめて互いに空間的に可干渉性を低
減する光学系を備えたことを特徴とする。

【００１１】また本発明は、薄膜が形成された基板から
得られる反射光の強度が平均化または平滑化されるよう
に、前記基板上の所望の箇所に対して、互いに異なる入
射角度を持ち、且つ互いに時間的に可干渉性を低減した
指向性を有するレーザ光を斜め方向から照射する照射光
学系と、該照射光学系で照射された光によって前記基板
上の微小欠陥から生じる散乱光を集光して検出する検出
光学系と、該検出光学系で集光して検出される散乱光を
受光して信号に変換する光電変換手段とを備え、該光電
変換手段から得られる信号により前記基板上の微小欠陥
を検出するように構成したことを特徴とする微小欠陥検
出装置である。また本発明は、前記微小欠陥検出装置に
おいて、前記光電変換手段を、ＴＤＩセンサで構成した
ことを特徴とする。また本発明は、薄膜が形成された基
板から得られる反射光の強度が平均化または平滑化され
るように、前記基板上の所望の箇所に対して、互いに異
なる入射角度を持ち、且つ互いに可干渉性を低減した指
向性を有する光を斜め方向から照射する照射光学系と、
該照射光学系で照射された光によって前記基板上の微小
欠陥および回路パターンのエッジから生じる散乱光を集
光して検出し、前記回路パターンのエッジから生じる散
乱光を遮光する遮光手段を有する検出光学系と、該検出
光学系で集光して検出される散乱光を受光して信号に変
換する光電変換手段とを備え、該光電変換手段から得ら
れる信号により前記基板上の微小欠陥を検出するように
構成したことを特徴とする微小欠陥検出装置である。

【００１２】また本発明は、互いに可干渉性を低減した
複数の指向性を有する光束を、基板面上に投影したとき
ほぼ同一方向となるように互いに異なる傾斜した入射角
度で基板面上の所望の個所に実効的にほぼ同時に照射す
る照射光学系と、該照射光学系によって照射された光束
により前記基板上の微小欠陥から生じる散乱光を集光し
て検出する検出光学系と、該検出光学系で集光して検出
される散乱光を受光して信号に変換する光電変換手段と
を備え、該光電変換手段から得られる信号により前記基
板上の微小欠陥を検出するように構成したことを特徴と
する微小欠陥検出装置である。また本発明は、互いに干
渉性を有しない複数の光束を、同一方向から異なる入射
角度で基板に実効的に同時に照射し、この際に基板上の
パターンや異物から発生する散乱光を偏光や空間フィル
タを用いたパターン散乱光の遮断手段を介し異物からの
散乱光のみを抽出して検出器で検出することを特徴とす
る微小欠陥検出方法及びその装置である。また本発明
は、前記微小欠陥検出方法及びその装置において、前記
パターン散乱光の遮断手段に偏光を用いることを特徴と
する。また本発明は、前記微小欠陥検出方法及びその装
置において、パターン散乱光の遮断手段に空間フィルタ
を用いることを特徴とする。また本発明は、前記微小欠
陥検出方法及びその装置において、対象とする基板が半
導体ウエハ、プリント基板、ＴＦＴ液晶表示装置、ある
いは磁気ディスク基板等であることを特徴とする。また
本発明は、前記微小欠陥検出方法及びその装置におい
て、パターン散乱光の遮断手段である空間フィルタが、
短冊上のパターンを平行、等間隔に並べた形状であるこ
とを特徴とする。また本発明は、前記微小欠陥検出方法
及びその装置において、互いに干渉性を有しない複数の
光束を、単一のレーザ光源を分割後、互いの光路長を可
干渉距離以上変化させて形成することを特徴とする。ま
た本発明は、前記微小欠陥検出方法及びその装置におい
て、お互いに干渉性を有しない複数の光束を、複数の異
なるレーザを設置して形成することを特徴とする。また
本発明は、前記微小欠陥検出方法及びその装置におい
て、複数の異なるレーザの波長が、検出光学系の許容色
収差量を満足する範囲で用いられることを特徴とする。
また本発明は、前記微小欠陥検出方法及びその装置にお
いて、互いに干渉性を有しない複数の光束を、基板面に
投影したときに同一方向となるような複数の異なる入射
角度で基板に実効的に同時に照射するように、単一のレ
ーザ光源からの光を、基板から離れた位置に集光させ、
微小欠陥から発生する散乱光を検出光学系で集光させて
ＴＤＩ（Time Delayed Integration）センサによって受
光して検出することを特徴とする。

【００１３】

【作用】年々微細化あるいは複雑化するＬＳＩ用若しく
はＴＦＴ液晶表示用の半導体基板、コンピュータ用薄膜
多層基板、または磁気ディスク用基板において、歩留ま
りを確保するために、０．３〜０．８μｍの微小な異物
若しくは０．３μｍより小さな極微小な異物等の微小欠
陥を、高速に、且つ高感度で検出することが必要になっ
てきた。一方、この微小な異物等の微小欠陥を検出する
対象とする基板は、スパッタリングによってＡｌ等の配
線層を形成した後、またはその後露光してエッチングを
施した後（レジストが残った状態）、またはその後例え
ばＣＶＤでＳｉＯ₂等の絶縁膜を形成した後など様々な
状態が存在することになる。このように、光を透過する
絶縁層、保護層若しくはレジスト層が、基板上に形成さ
れた状態で、また、スパッタリングによってＡｌ等が成
膜されて表面に微小な凹凸が存在する状態で、０．３〜
０．８μｍの微小な異物等の微小欠陥を、高速に、且つ
高感度で検出することが必要となる。他方、このような
状態において、基板上に存在する０．３〜０．８μｍの
微小な異物等の微小欠陥を、高速に、且つ高感度で検出
するためには、微小欠陥の表面積が微小になるため、微
小異物等の微小欠陥に照射する強度を高くして、微小欠
陥の表面側及び裏面側から照射してこの微小欠陥から発
生する散乱光を多くしてその強度を高くする必要があ
る。そのためには、基板の表面に対してエネルギー密度
の高い指向性を有するレーザ光を集光させて照射し、該
照射によって微小欠陥の表面側に直接照射し、且つ上記
の如く絶縁膜、保護膜、レジスト膜等の薄膜を有する基
板から高い反射率で反射させた高い強度の反射光を上記
微小欠陥の裏面側に照射することが必要となる。

【００１４】ところが、上記薄膜の膜厚が、基板の周辺
部と中心部で異なったりする場合が多く存在し、また基
板の間若しくはロットの間または工程の間においても薄
膜の膜厚が変動することになる。即ち、例えば、図１１
に示すように、屈折率がｎ０〜ｎ３、膜厚がｄ１〜ｄ３
からなる薄膜多層構造を有する基板１を対象として、
０．３〜０．８μｍの微小な異物等の微小欠陥を検出す
る必要がある。このような対象基板１に対して、図１１
に示すように、レーザ光４０を入射角度Ｔｈａで入射す
ると、境界面Ａ０〜Ａ３において屈折と反射を繰り返
し、いわゆる多重干渉光として出射光（微小異物３の裏
側から照射される光）４１が発生する。出射光４１と入
射光４０との光強度の比が基板の反射率となるが、基板
１上の微小異物３にレーザ光４０が照射されたときの散
乱光強度を増大させるには、この基板１からの反射率を
大きくする、即ち微小異物３の裏側から照射される多重
干渉光（反射光、出射光）４１を増大させることが重要
である。しかし、上記薄膜の厚さが変動すると、図１３
に示すように、多重干渉光の強度（反射率）も、４４で
示すように大幅に変動することになる。実際、多重干渉
光の強度がほぼ最大を示す薄膜の膜厚と多重干渉光の強
度がほぼ最小を示す薄膜の厚さとを有することが、例え
ば一枚の基板において存在し、そのため、０．３〜０．
８μｍの微小な異物３の検出感度に大幅な違いが生じて
しまうことになる。そこで、本発明は、前記の如く構成
することにより、微小異物等の微小欠陥に影響を与える
基板からの多重干渉強度を、薄膜の膜厚変動に対して平
滑化又は平均化してほぼ一定にし、しかも基板上に表面
に存在する微小凹凸によって発生するスペックル干渉に
よるランダムな高輝度成分もを平滑化してスペックル模
様を消去して、０．３〜０．８μｍ若しくはそれ以下の
微小異物等の微小欠陥を高速度で、且つ安定して高感度
で検出することができる。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例について、図面を用いて具体
的に説明する。

【００１６】まず、本発明に係る微小異物等の微小欠陥
を検査する検査対象について説明する。即ち、検査対象
とされる半導体ウエハ等の基板１は、図１１（回路パタ
ーン２は図示せず）及び図１２に示すように例えばＳｉ
基板１ａ上に回路パターン２とＳｉＯ₂等の絶縁膜、保
護膜等の光を透過する薄膜１ｂが形成されている。また
上記半導体ウエハ等の基板１には、レジスト膜等の光を
透過する薄膜が形成されている場合もある。このよう
に、１枚の基板１において、回路パターン２との関係
で、絶縁膜、保護膜等の光を透過する薄膜１ｂの厚さが
０．０１〜０．５μｍ異なると共に、製造プロセスによ
って周辺部と中央部との間においても０．０１〜０．１
μｍ程度のバラツキが存在することになる。また半導体
ウエハ内で回路パターン２の構造が異なる際にも、０．
０１〜０．１μｍ程度の薄膜の厚さ変動が生じる。また
半導体ウエハ等の基板１においては、多層の配線構造を
有している関係で、どの段階で薄膜上又は薄膜内におい
て微小異物等の微小欠陥３を検査するかに応じて薄膜の
層数においても変動するものである。一方、回路パター
ン２は、スパッタリング等により基板１の全面にＡｌ等
の金属薄膜が形成され、その後、露光してエッチングを
施すことによって基板１ａ上に形成される。従って、金
属薄膜２の表面には、０．０１〜０．２μｍ或いはこれ
以下の微小凹凸が存在する。そして、本発明において
は、上記基板１上に形成された薄膜上又は薄膜内に存在
する微小異物等の微小欠陥３を検査するものである。と
ころで、上記検査対象となる基板１としては、半導体ウ
エハ以外の、例えば計算機等に用いられる多層薄膜基板
やプリント配線基板、またＴＦＴ液晶表示装置に用いら
れるＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板、また磁気デ
ィスク基板においても、同様な現象が生じており、本発
明を適用することができる。

【００１７】図１は、本発明に係る検査対象基板上に存
在する微小異物等の微小欠陥を検査する装置における第
１の実施例の構成を示したものである。即ち、この実施
例では、高出力の半導体レーザ発振器の発振波長が約数
ｎｍの幅を持つマルチ発振状態で作動することに着目
し、その可干渉距離が極めて短い（たとえば０．２６ｍ
ｍ以下）ため、同一の半導体レーザ発振器から出た、例
えば８００ｎｍ近傍の近赤外のエネルギー密度の高い指
向性をもったレーザ光を、光軸方向にずらして配置した
多段ミラーにより可干渉距離以上の光路長差を持たせ
て、非干渉の複数の光束を作る方式である。すなわち、
高出力の半導体レーザ発振器５等から出た指向性を有す
るレーザ光を、コリメートレンズ６でＺ軸方向に関して
平行光に変換した後、円筒レンズ７、レンズ８により、
Ｚ軸方向には平行光束に、Ｙ軸方向にはＣ点に半導体レ
ーザ発振器５の光源像が結像するように整形する。半導
体レーザ発振器５の光の、光源を出てＡ面にいたるまで
の光路長は、どこをとっても等しく、干渉性を有する
が、多段ミラー９により分割された光束は、各々、可干
渉距離以上の光路差をＢ面に到るまでに持つようにな
り、お互いの光束は非干渉になる。ＸＺ平面内で放物線
を形成し、その焦点がＣ点を結びＹ軸に平行な直線とな
る放物ミラー１０によりＺ軸方向に集光すると、Ｃ点に
おいて集光する入射角度Ｔ１からＴｎまでの、お互いに
非干渉で、しかも基板１に対して傾斜した入射角度の異
なる複数の光束を形成することができる。上記のよう
に、基板１上のＣ点に集光させる光にレーザ光のように
指向性をもたせるのは、Ｃ点において入射するエネルギ
ー密度を高めて、Ｃ点から反射して得られる多重干渉光
の強度を高めて、表面積が小さい０．３〜０．８μｍ若
しくはそれ以下の微小異物からの散乱光の強度を強める
ためである。また、上記多段ミラー９と放物ミラー１０
とを用いて、互いに可干渉距離以上の光路差をもたせて
非干渉にしてＣ点に対して傾斜した入射角度の異なる複
数の光束を形成したのは、、上記多段ミラー９と放物ミ
ラー１０とも反射形の光学素子であるため、光の照射エ
ネルギーの減衰を最小限に抑えてＣ点に照射するエネル
ギー密度を高めることができる。

【００１８】回路パターン２のエッジや０．３〜０．８
μｍ若しくはそれ以下の微小異物等の微小欠陥３から発
生する散乱光４は、集光レンズ１１にて集められ、その
フーリエ変換面に設けられた空間フィルタ１３により、
規則的な回路パターン２からの散乱光を低減した後に、
結像レンズ１２によりリニアセンサ等の検出器１４によ
り検出される。１５は検出器１４を搭載した基板であ
る。図２は、図１の光学系をＺ軸上方から展開したもの
である。半導体レーザ発振器５等から出た指向性を有す
るレーザ光は、焦点距離ｆ１のコリメートレンズ６、円
筒レンズ７、焦点距離ｆ２のレンズ８、多段ミラー９、
放物ミラー１０を介して基板１上に傾斜した方向から照
射される。高出力の半導体レーザは、点光源ではなく、
線状の光源であるため、光源の長さをＷ２としたとき、
次に示す（数１）式で示す関係で拡大され、基板１上に
長さＷ１の線状の照明光１８を形成する。

【００１９】

【数１】

【００２０】ここで、半導体レーザ発振器５とコリメー
トレンズ６との距離Ｌ３は、ｆ１と等しく（Ｌ３＝ｆ
１）、また、コリメートレンズ６とレンズ８との距離Ｌ
２は、ｆ１＋ｆ２と等しく（Ｌ２＝ｆ１＋ｆ２）、さら
に、レンズ８と基板との距離Ｌ１は、ｆ２にほぼ等しく
とることにより、半導体レーザ発振器の光源像はテレセ
ントリックに基板１に投影され、微小異物等が存在する
際に発生する散乱光は、集光レンズ１１の後に置かれた
空間フィルタ１３（図１）により基板１上の回路パター
ン２等と十分に分離された後に、結像レンズ１２を介し
てリニアセンサ等の検出器１４によって検出される。図
３は空間フィルタ１３の例を示したものである。図２の
ような線状照明の場合、基板１上の繰り返し回路パター
ン２のエッジからの回折光は図４に示すような原理で形
成される。ここで、Ｓ１からＳ７は実空間の情報を、Ｆ
１からＦ７はフーリエ空間の情報を示している。たとえ
ば、基板１としてメモリ素子等の半導体ウエハを考える
とき、Ｓ７に示すように半導体ウエハ上にはメモリセル
２０が複数個等間隔で配置されたセル群２１が、等間隔
で複数個形成されている。このようなモデルを展開する
と以下のようになる。すなわち、Ｓ７はセル群パターン
Ｓ５が、Ｓ６のシャー関数で示される等間隔で配置して
いる。セル群パターンＳ５は無限遠に広がるセルパター
ンＳ３に領域限定Ｓ４を施したものである。そして、無
限遠に広がるセルパターンＳ３は、Ｓ１に示す単一のセ
ルパターン２０が、Ｓ２のシャー関数で示される等間隔
で配置されたものと考えられる。次に示す（数２）式は
これを示したものである。

【００２１】

【数２】

【００２２】さて、Ｆ１からＦ７は実空間情報Ｓ１から
Ｓ７の各々を光学的にフーリエ変換したものである。フ
ーリエ変換の場合、実空間でのコンボリューション、掛
け算は、フーリエ空間でそれぞれ掛け算、コンボリュー
ションに変換される。従って、Ｆ７は（数２）式を用い
て次に示す（数３）式の形で表現される。

【００２３】

【数３】

【００２４】Ｆ７において、正反射光成分に相当する０
次回折光成分２３が強力であり、図３の空間フィルタ１
３においても、中央の０次光遮光のパターン２６は太く
なっている。高次の回折光に関しては、メモリセル２０
の間隔に依存する成分２４（矢印あり）とメモリセル群
２１の間隔に依存する成分２５（矢印なし）があり、図
１の集光レンズ１１の開口数（ＮＡ（Numerical Apertu
re））に応じてメモリセル又はメモリセル群の間隔に依
存する回折光を遮光するパターン２７が設けられる。と
ころで、照明光はＸＹ平面内では常にＸ軸と平行に照射
されるために、図１の様に、基板１への入射角度がＴ１
からＴｎへと変化しても、その回折パターンのＹ軸方向
の位置に変化がなく、回折パターンは常にＸ軸に平行に
移動する。従って、図３において、回折光を遮光するパ
ターン２６、２７をＸ軸と平行な短冊状にすれば、入射
角度に依存しない空間フィルタのパターンを提供するこ
とができる。

【００２５】一方、放物ミラー１０から基板１上のＣ点
に集光照射された入射角度がＴ１〜Ｔｎの多数の光束の
内、１つの光束（入射光）４０を、図１１に示すよう
に、例えば屈折率がｎ０〜ｎ３、膜厚がｄ１〜ｄ３から
なる薄膜構造を有する基板１に対して入射角度Ｔｈａで
入射すると、境界面Ａ０〜Ａ３において屈折と反射を繰
り返し、いわゆる多重干渉光としての反射光４１が発生
する。上記入射光４０と反射光４１との光強度の比が基
板の反射率となる。上記薄膜上又は薄膜内に存在する表
面積が小さい０．３〜０．８μｍ若しくはそれ以下の微
小異物からの散乱光の強度を強めるためには、前記に説
明したように、微小異物の裏側から照射される光の強度
となる多重干渉光としての反射光４１の強度、即ち上記
基板の反射率（入射光４０と反射光４１との光強度の
比）を高めることが必要となる。一方、この基板の反射
率（多重干渉光の強度）は、図１３に示すように基板１
上に形成された光を透過する薄膜の厚さに応じて周期的
に変動することになる。ところで、前記に説明したよう
に、本発明に係る検査対象の基板１においては、薄膜の
変動が１枚の基板においても生じ、また基板の種類に応
じて変化することになり、そのため、図１３に示すよう
に基板の反射率（多重干渉光の強度）に変動が生じ、微
小異物の裏側から照射される光の強度に変動が生じて微
小異物から発生する散乱光強度にも大幅な変動が生じ、
検出感度が大幅に変動することになる。

【００２６】他方、基板１に対して、集光照射する入射
角度を変えると、図１３に示す基板の反射率（多重干渉
光の強度）が薄膜の厚さに対して矢印で示すように移動
することになる。そこで、図１に示すように、放物ミラ
ー１０から基板１上のＣ点に、互いに非干渉な多数の光
束を、互いに異なる入射角度Ｔ１〜Ｔｎで実効的に同時
に集光照射することによって、基板１上に形成された薄
膜から図１４に示すように薄膜の厚さに関係なくほぼ一
定の反射率をもった合成された多重干渉光（反射光）が
出射され、薄膜１ｂ上に存在する微小異物３に裏面側か
ら照射され、微小異物３から薄膜１ｂの厚さ変動に関係
なく、一定の散乱光を得ることができる。また上記の如
く、微小異物３の表面側から直接集光照射された多数の
光束によっても散乱光を得ることができる。図１４にお
いては、入射角度Ｔ１，Ｔｋ，Ｔｎの各々の場合におけ
る薄膜の厚さに対する基板の反射率（多重干渉光の強
度）を示す。しかし、上記の如く、これらの入射角度Ｔ
１，Ｔｋ，Ｔｎをもった複数の光束が基板１上のＣ点に
実行的に同時に集光照射されるため、図１５に示すよう
に薄膜１ｂの厚さがＨａ，Ｈｂの各々の場合において、
各入射角度Ｔ１，Ｔｋ，Ｔｎによって微小異物から発生
する散乱光が合成されて平滑化または平均化されて集光
レンズ１１に入射することになり、検出器１４により薄
膜の厚さの変動に関係なくほぼ一定の出力信号５０を検
出することができる。なお、入射角度Ｔｎで照射された
光束によって、基板１の表面で正反射した多重干渉光
が、集光レンズ１１の入射瞳に入らないようにすること
が必要である。このように、一枚の基板内で薄膜の厚さ
に変化があっても、また基板によって層数も含めて薄膜
の厚さに変化があっても、常に薄膜から微小異物に対し
て照射される多重干渉光の強度をほぼ一定にすることが
でき、その結果微小異物から発生する散乱光もほぼ一定
にすることができ、０．３〜０．８μｍ若しくはそれ以
下の微小異物を安定して高信頼度で検出することができ
る。

【００２７】また、基板１には、前記した通り、回路パ
ターン２等を形成するために、スパッタリングによって
成膜され、表面に微小凹凸を有するＡｌ等の金属薄膜が
存在する。このように表面に微小凹凸（粗さ）を有する
ものに、指向性をもった光（レーザ光）を照射すると上
記微小凹凸によって干渉によってスペックル模様が生
じ、微小異物３からの散乱光成分が埋もれてしまうこと
になる。しかし、前記した通り、図１に示すように、放
物ミラー１０から基板１上のＣ点に、互いに非干渉な多
数の光束を、互いに異なる入射角度Ｔ１〜Ｔｎで実効的
に同時に集光照射されるため、基板１上において表面に
微小凹凸を有する金属薄膜等が存在して、これによりス
ペックル（ランダムな高輝度成分）が発生しても、入射
角度がＴ１〜Ｔｎのように異なることによりランダム性
の高いスペックルによる明暗が互いに打ち消し合って平
滑化されて、検出器１４によって最終的に図１６に示す
平均的な信号（スペックル模様が消去された信号）５１
が検出され、微小異物からの散乱光の安定な検出が可能
となる。

【００２８】図５は、本発明に係る検査対象基板上に存
在する微小異物等の微小欠陥を検査する装置における第
２の実施例の構成を示したものである。この第２の実施
例は、図１に示す第１の実施例の変形例である。ここで
は、高出力の半導体レーザ発振器５等から出たレーザ光
を、コリメートレンズ６でＺ軸方向に関して平行光に変
換した後、円筒レンズ７、レンズ８により、Ｚ軸方向に
は平行光束に、Ｙ軸方向にはＣ点に半導体レーザ発振器
５の光源像がテレセントリックな関係で結像するように
整形する。半導体レーザ発振器発振器５の光の、光源を
出てＡ面にいたるまでの光路長は、どこをとっても等し
く、干渉性を有するが、多段ミラー９により分割された
光束は、各々、可干渉距離以上の光路差をＢ面に到るま
でに持つようになり、お互いの光束は非干渉になる。１
６はＺ（またはＸ）軸方向にのみに光を集める、特に、
球面収差を押さえるために非球面レンズあるいは回折レ
ンズで構成されるアナモルフィッククな光学系であり、
ミラー１７を経た後、Ｃ点において集光する入射角度Ｔ
１からＴｎまでの、お互いに非干渉で、しかも基板に対
する入射角度の異なる複数の光束を形成することができ
る。回路パターン２のエッジや微小異物等の微小欠陥３
から発生する散乱光４は、集光レンズ１１にて集めら
れ、そのフーリエ変換面に設けられた空間フィルタ１３
により、規則的な回路パターン２からの散乱光を低減し
た後に、結像レンズ１２によりリニアセンサ等の検出器
１４により検出される。１５は検出器１４を搭載した基
板である。なお、第１及び第２の実施例において、検出
光学系内に設置された空間フィルタ１３の代わりに、ま
たはこの空間フィルタ１３に付け加える形で、検出光学
系の光路途中に検光子（偏光板等）を設け、基板１上の
回路パターン２のエッジからの散乱光成分を遮断しても
よい。

【００２９】図６は、本発明に係る検査対象基板上に存
在する微小異物等の微小欠陥を検査する装置における第
３の実施例の構成を示したものである。即ち、互いに非
干渉の光束を基板１上に照射するために、ここでは、複
数の半導体レーザ発振器５ａ〜５ｅを用いている。この
ように、半導体レーザ発振器を別々（独立）にすること
により、各半導体レーザ発振器５ａ〜５ｅから出力され
たレーザ光束は、互いに非干渉となる。半導体レーザ発
振器５ａ〜５ｅの各々から出力された各レーザ光束は、
各コリメートレンズ６ａ〜６ｅでＺ軸方向に関して平行
光に変換した後、各円筒レンズ３０ａ〜３０ｂにより、
Ｚ軸方向には平行光束に、Ｙ軸方向にはＣ点に半導体レ
ーザ発振器５の光源像がテレセントリックな関係で結像
するように整形する。

【００３０】１６は、Ｚ（またはＸ）軸方向にのみに光
を集める、特に、球面収差を押さえるために非球面レン
ズあるいは回折レンズで構成されるアナモルフィックク
な光学系であり、ミラー１７を経た後、Ｃ点において集
光する入射角度Ｔ１からＴｎまでの、互いに非干渉で、
しかも基板１に対する入射角度の異なる複数の光束を形
成することができる。ここで、ミラー３１は、光路を４
５°折り曲げるためのものである。回路パターン２のエ
ッジや微小異物等の微小欠陥３から発生する散乱光４
は、集光レンズ１１にて集められ、そのフーリエ変換面
に設けられた空間フィルタ１３により、規則的な回路パ
ターン２からの散乱光を低減した後に、結像レンズ１２
によりリニアセンサ等の検出器１４により検出される。
１５は検出器１４を搭載した基板である。

【００３１】図７は、本発明に係る検査対象基板上に存
在する微小異物等の微小欠陥を検査する装置における第
４の実施例の構成を示したものである。この第４の実施
例では、アルゴンレーザ、ＹＡＧレーザ、ヘリウムネオ
ンレーザを始めとする、ほとんどすべてのレーザが使用
できる。すなわち、単一のレーザ発振器３２の光を分配
器３３等で複数に分割し、これを光ファイバ３４ａ〜３
４ｅ等を用いて導く。この際、光ファイバの長さの違い
を互いに可干渉距離以上になるように変える等して、各
々の光ファイバからでてくる光が非干渉になるようにし
ている。光ファイバをでた光は一般に点光源として扱え
るため、コリメートレンズ６ａ〜６ｅにより平行光に変
えた後、Ｚ（またはＸ）軸方向にのみ１６のアナモルフ
ィックな光学系により球面収差を押さえた形でＣ点に集
光させる。

【００３２】また、検出光学系の許容色収差性能を満足
するならば、たとえばアルゴンレーザとＹＡＧレーザの
組み合わせといった構成も考えられる。図８は、本発明
に係る検査対象基板上に存在する微小異物等の微小欠陥
を検査する装置における第５の実施例の構成を示したも
のである。第１〜第４の実施例は、レーザの発振波長と
いう光学的な非干渉性（空間的インコヒーレント性）を
用いた例であったのに対し、第５の実施例では、ＴＤＩ
（Time Delayed Integration）センサの特性を活かし
た時間的な非干渉性（時間的なインコヒーレント性）を
用いている。

【００３３】ＴＤＩセンサは、図９と図１０に示すよう
に、ラインセンサがｎ段形成されたものである。センサ
から吐き出される情報量であるラインレートは、ライン
センサと同等であるが、ラインレートｄｔ毎に、蓄積さ
れた電荷がライン３６−１から３６−２・・・・・と順
次転送されていき、基板１を搬送するステージ（図示せ
ず）の送り速度を、ラインレートと同期させることによ
り、たとえば、微小異物３からの散乱光３７はライン３
６−ｎに到るまでの長時間にわたって蓄積されることに
なり、高感度な検出が可能となる。このセンサでは、基
本的に微小異物の像がライン３６−１から３６−ｎに到
るまでの散乱光強度の総和を検出することになるが、ラ
イン各々に到達する基板の同一地点からの散乱光は、時
間的に全くインコヒーレントである。

【００３４】そこで、図８に示すようにＴＤＩセンサ３
５の共約面である基板面１から離れたところＰに半導体
レーザ発振器５等の光を集光させると、ＴＤＩセンサ３
５の共約面上の点Ｑ１〜Ｑ３には、照射角度ＴｂからＴ
ａの幅広い角度で光が照射される。Ｑ１〜Ｑ３の間に存
在するＴＤＩセンサ３５のライン３６の位置は各々異な
り、干渉性を回避することができるために、入射角度が
連続的に変化する非干渉な照明での検出と同様の性能を
得ることができる。なお、６はコリメートレンズ、１６
は球面収差の小さいアナモルフィックな光学素子であ
る。

【００３５】以上説明したように、第２〜第５の実施例
においても、第１の実施例と同様な作用効果を得ること
ができる。なお、非干渉な多数のレーザ光束を形成する
方法としては、上記実施例以外にも、例えば、図１７に
示すように、照明光路中に回転等の運動をする透明なガ
ラス板２８を挿入してレーザ光束を変調させ、この変調
した光を集光レンズ８で非干渉な多数のレーザ光束を得
ることもできる。本発明の実施例では、微小異物等の微
小欠陥３からの散乱光の検出にリニアセンサを用いた例
を示したが、光電子増倍管等のポイントセンサを用いる
場合にも、照明光をスリット状からスポット状に変化さ
せ、スポット走査系を付加することが必要となるものの
基本的にはほぼ同一の光学系を用いることができる。

【００３６】また、斜方照明上方検出（１１〜１４から
なる検出光学系の光軸を基板１の表面に対してほぼ垂直
にした場合）の光学系を対象に実施例を示したが、半導
体ウエハ、プリント基板、ＴＦＴ液晶表示装置、あるい
は磁気ディスク基板等、様々な対象の検査を考えた場
合、斜方照明側方検出（１１〜１４からなる検出光学系
の光軸を基板１の表面を基準にして照明光学系の光軸に
対してほぼ直角なＹ軸方向に傾斜させた場合である。こ
の場合も、基板１の表面からの正反射光は、集光レンズ
１１に入射されない。）、あるいは斜方照明裏面検出、
あるいはこれらの組み合わせも考えられる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、半導体基板、多層薄膜
基板（プリント基板）、ＴＦＴ基板または磁気ディスク
基板等のように基板上に形成された光を透過する薄膜の
厚さが基板間あるいは基板内で異なって基板の反射率が
変化するような場合や、基板上に形成される金属薄膜等
のように表面に微小凹凸（粗さ）を有する場合におい
て、表面積の小さな０．３〜０．８μｍあるいはそれ以
下の微小異物等の微小欠陥から生じる散乱光の変動を少
なくし、その強度をできるだけ大きくして、上記基板上
に存在する０．３〜０．８μｍあるいはそれ以下の微小
欠陥を高感度で、且つ高信頼度で検出して、基板の製造
工程における歩留まりを向上させることができる効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る微小欠陥検出装置における第１の
実施例を示す構成図である。

【図２】図１に示す光学系をＺ軸方向から臨んで展開し
た照明光学系を中心とする光路展開図である。

【図３】図１に示す装置において用いられている空間フ
ィルタの形状を示す図である。

【図４】図３に示す空間フィルタの作用を説明するため
の図である。

【図５】本発明に係る微小欠陥検出装置における第２の
実施例を示す構成図である。

【図６】本発明に係る微小欠陥検出装置における第３の
実施例を示す構成図である。

【図７】本発明に係る微小欠陥検出装置における第４の
実施例を示す構成図である。

【図８】本発明に係る微小欠陥検出装置における第５の
実施例を示す構成図である。

【図９】ＴＤＩセンサの動作を説明するために、ｔ＝ｔ
０における状態を示す図である。

【図１０】ＴＤＩセンサの動作を説明するために、ｔ＝
ｔ０＋ｄｔにおける状態を示す図である。

【図１１】薄膜構造を有する基板において生じる多重干
渉について説明するための図である。

【図１２】本発明の検査対象となる基板の一例である薄
膜の厚さに変化が見受けられる半導体ウエハの一部分の
断面を示す図である。

【図１３】薄膜の厚さと基板の反射率（多重干渉光の強
度）との関係を示す図である。

【図１４】基板上に対して集光照射する光束の入射角を
変えた場合の薄膜の厚さと基板の反射率（多重干渉光の
強度）との関係を示す図である。

【図１５】基板上に対して各々入射角度Ｔ１，Ｔｋ，Ｔ
ｎをもった複数の光束を実効的に同時に集光照射する場
合の薄膜の厚さと基板の反射率（多重干渉光の強度）と
の関係を示す図である。

【図１６】図１５に示す内容を検出器で検出される検出
波形で説明する図である。

【図１７】基板上に形成されたＡｌ等の金属薄膜上の微
小凹凸によって生じるスペックル模様が消去されること
を検出器で検出される検出波形で説明する図である。

【図１８】本発明に係る微小欠陥検出装置において第１
〜第５の実施例と異なる構成を示す図である。

【符号の説明】

１…基板、１ａ…Ｓｉ基板、１ｂ…薄膜（絶縁膜、保護
膜、レジスト膜）２…回路パターン、３…微小異物（微小欠陥）、５…半
導体レーザ発振器６…コリメートレンズ、７…円筒レンズ、８…レンズ、
９…多段ミラー１０…放物ミラー、１１…集光レンズ、１２…結像レン
ズ１３…空間フィルタ、１４…検出器、１６…アナモルフ
ィッククな光学系１７…ミラー、３５…ＴＤＩセンサ

【手続補正書】

【提出日】平成７年６月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１３】基板上に対して集光照射する光束の入射角を
変えた場合の薄膜の厚さと基板の反射率（多重干渉光の
強度）との関係を示す図である。

【図１４】基板上に対して各々入射角度Ｔ１，Ｔｋ，Ｔ
ｎをもった複数の光束を実効的に同時に集光照射する場
合の薄膜の厚さと基板の反射率（多重干渉光の強度）と
の関係を示す図である。

【図１５】図１５に示す内容を検出器で検出される検出
波形で説明する図である。

【図１６】基板上に形成されたＡｌ等の金属薄膜上の微
小凹凸によって生じるスペックル模様が消去されること
を検出器で検出される検出波形で説明する図である。

【図１７】本発明に係る微小欠陥検出装置において第１
〜第５の実施例と異なる構成を示す図である。

【符号の説明】１…基板、１ａ…Ｓｉ基板、１ｂ…薄膜（絶縁膜、保護
膜、レジスト膜）２…回路パターン、３…微小異物（微小欠陥）、５…半
導体レーザ発振器６…コリメートレンズ、７…円筒レンズ、８…レンズ、
９…多段ミラー１０…放物ミラー、１１…集光レンズ、１２…結像レン
ズ１３…空間フィルタ、１４…検出器、１６…アナモルフ
ィッククな光学系１７…ミラー、３５…ＴＤＩセンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者永山和彦神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者谷内俊明東京都渋谷区３丁目16番３号日立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者渡辺哲也東京都渋谷区３丁目16番３号日立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者松永良治東京都渋谷区３丁目16番３号日立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者野口稔神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄膜が形成された基板から得られる反射光
の強度が平均化または平滑化されるように、前記基板上
の所望の箇所に対して、互いに異なる入射角度を持ち、
互いに可干渉性を低減した指向性を有する光を斜め方向
から照射し、前記基板上の微小欠陥から生じる散乱光を
検出光学系で集光して光電変換手段で受光して該光電変
換手段から得られる信号により前記基板上の微小欠陥を
検出することを特徴とする微小欠陥検出方法。
【請求項２】前記指向性を有する光は、レーザ光である
ことを特徴とする請求項１記載の微小欠陥検出方法。
【請求項３】薄膜が形成された基板から得られる反射光
の強度が平均化または平滑化されるように、前記基板上
の所望の箇所に対して、互いに異なる入射角度を持ち、
互いに空間的に可干渉性を低減した指向性を有するレー
ザ光を斜め方向から照射し、前記基板上の微小欠陥から
生じる散乱光を検出光学系で集光して光電変換手段で受
光して該光電変換手段から得られる信号により前記基板
上の微小欠陥を検出することを特徴とする微小欠陥検出
方法。
【請求項４】薄膜が形成された基板上から得られる反射
光の強度が平均化または平滑化されるように、前記基板
上の所望の箇所に対して、互いに異なる入射角度を持
ち、互いに時間的に可干渉性を低減した指向性を有する
レーザ光を斜め方向から照射し、前記基板上の微小欠陥
から生じる散乱光を検出光学系で集光して光電変換手段
で受光して該光電変換手段から得られる信号により前記
基板上の微小欠陥を検出することを特徴とする微小欠陥
検出方法。
【請求項５】薄膜が形成された基板から得られる反射光
の強度が平均化または平滑化されるように、前記基板上
の所望の箇所に対して、互いに異なる入射角度を持ち、
互いに可干渉性を低減した指向性を有する光を斜め方向
から照射し、前記基板上の微小欠陥および回路パターン
のエッジから生じる散乱光を検出光学系で集光して前記
回路パターンのエッジから生じる散乱光を遮光する遮光
手段を通して得られる散乱光を光電変換手段で受光して
該光電変換手段から得られる信号により前記基板上の微
小欠陥を検出することを特徴とする微小欠陥検出方法。
【請求項６】互いに可干渉性を低減した複数の光束を、
基板面上に投影したときほぼ同一方向となるように互い
に異なる傾斜した入射角度で基板面上の所望の個所に実
効的にほぼ同時に照射し、前記基板上の微小欠陥から生
じる散乱光を検出光学系で集光して光電変換手段で受光
して該光電変換手段から得られる信号により前記微小欠
陥を検出することを特徴とする微小欠陥検出方法。
【請求項７】薄膜が形成された基板上から得られる反射
光の強度が平均化または平滑化されるように、前記基板
上の所望の箇所に対して、互いに異なる入射角度を持
ち、互いに可干渉性を低減した指向性を有する光を斜め
方向から照射する照射光学系と、該照射光学系で照射さ
れた光によって前記基板上の微小欠陥から生じる散乱光
を集光して検出する検出光学系と、該検出光学系で集光
して検出される散乱光を受光して信号に変換する光電変
換手段とを備え、該光電変換手段から得られる信号によ
り前記基板上の微小欠陥を検出するように構成したこと
を特徴とする微小欠陥検出装置。
【請求項８】前記照射光学系において、指向性を有する
光を出射するレーザ光源を有することを特徴とする請求
項７記載の微小欠陥検出装置。
【請求項９】薄膜が形成された基板から得られる反射光
の強度が平均化または平滑化されるように、前記基板上
の所望の箇所に対して、互いに異なる入射角度を持ち、
互いに空間的に可干渉性を低減した指向性を有するレー
ザ光を斜め方向から照射する照射光学系と、該照射光学
系で照射された光によって前記基板上の微小欠陥から生
じる散乱光を集光して検出する検出光学系と、該検出光
学系で集光して検出される散乱光を受光して信号に変換
する光電変換手段とを備え、該光電変換手段から得られ
る信号により前記基板上の微小欠陥を検出するように構
成したことを特徴とする微小欠陥検出装置。
【請求項１０】前記照射光学系において、互いの光路長
を異ならしめて互いに空間的に可干渉性を低減する光学
系を備えたことを特徴とする請求項９記載の微小欠陥検
出装置。
【請求項１１】薄膜が形成された基板から得られる反射
光の強度が平均化または平滑化されるように、前記基板
上の所望の箇所に対して、互いに異なる入射角度を持
ち、互いに時間的に可干渉性を低減した指向性を有する
レーザ光を斜め方向から照射する照射光学系と、該照射
光学系で照射された光によって前記基板上の微小欠陥か
ら生じる散乱光を集光して検出する検出光学系と、該検
出光学系で集光して検出される散乱光を受光して信号に
変換する光電変換手段とを備え、該光電変換手段から得
られる信号により前記基板上の微小欠陥を検出するよう
に構成したことを特徴とする微小欠陥検出装置。
【請求項１２】前記光電変換手段を、ＴＤＩセンサで構
成したことを特徴とする請求項１０記載の微小欠陥検出
装置。
【請求項１３】薄膜が形成された基板から得られる反射
光の強度が平均化または平滑化されるように、前記基板
上の所望の箇所に対して、互いに異なる入射角度を持
ち、互いに可干渉性を低減した指向性を有する光を斜め
方向から照射する照射光学系と、該照射光学系で照射さ
れた光によって前記基板上の微小欠陥および回路パター
ンのエッジから生じる散乱光を集光して検出し、前記回
路パターンのエッジから生じる散乱光を遮光する遮光手
段を有する検出光学系と、該検出光学系で集光して検出
される散乱光を受光して信号に変換する光電変換手段と
を備え、該光電変換手段から得られる信号により前記基
板上の微小欠陥を検出するように構成したことを特徴と
する微小欠陥検出装置。
【請求項１４】互いに可干渉性を低減した複数の指向性
を有する光束を、基板面上に投影したときほぼ同一方向
となるように互いに異なる傾斜した入射角度で基板面上
の所望の個所に実効的にほぼ同時に照射する照射光学系
と、該照射光学系によって照射された光束により前記基
板上の微小欠陥から生じる散乱光を集光して検出する検
出光学系と、該検出光学系で集光して検出される散乱光
を受光して信号に変換する光電変換手段とを備え、該光
電変換手段から得られる信号により前記基板上の微小欠
陥を検出するように構成したことを特徴とする微小欠陥
検出装置。