JPH1026589A - 異物検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな被検査面の全体に亘って所要の検出感
度で異物を検出することのできる小型の異物検査装置。 【解決手段】 被検査面上に微小な光スポットを形成す
る複数の集光光学系（３、４）と、複数の光スポットで
被検査面を走査する走査手段（２、１０２）と、異物か
らの反射散乱光に基づいて異物を検出する検出光学系
（１１〜１５）と、被検査面の面形状を計測する面形状
計測手段（４１、４２）とを備えている。そして、被検
査面の面形状に基づいて、各集光光学系の焦点を個別に
調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検査面に付着し
た異物を検査する異物検査装置に関し、特に液晶表示素
子の製造工程において用いられる大型基板上の異物を検
査する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば液晶表示素子の製造工程におい
ては、マスクに形成されたパターンを感光性の基板であ
るプレート上に投影露光する。投影露光の際に、マスク
上に微小なゴミ等の異物が付着していると、その異物の
像がパターン像とともにプレート上に転写され、パター
ンの欠陥が発生する。したがって、投影露光に先立ち、
異物検査装置を用いてマスク上の異物の存在およびその
位置を検査する必要がある。

【０００３】特に、最近の液晶基板の大型化に伴って、
大型基板上の広い範囲に亘って異物検査を行うことが必
要となっている。本出願人の出願にかかる特開平８−２
９３５３号公報に開示の異物検査装置では、広い走査領
域を有する１つの走査レンズを用いて被検査面上でビー
ムスポットを一方向に走査している。そして、ビームス
ポットの走査方向と直交する方向に沿って被検査面を移
動させながら、ビームスポットに対する異物からの散乱
光に基づいて異物の検出を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、基板の
大型化に伴って走査レンズの走査領域がたとえば５００
ｍｍ程度になると、走査レンズの所要直径が１５０ｍｍ
程度になる。その結果、走査レンズの製造コストが大幅
に増大するとともに、装置全体が大型化してしまう。ま
た、基板の平面度が良くない場合には、広い走査領域の
全体に亘って走査レンズの焦点合わせを行うことが困難
となり、異物の検出感度が検出位置により変動してしま
う。

【０００５】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、大きな被検査面の全体に亘って所要の検出感
度で異物を検出することのできる小型の異物検査装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、光源からの光束を集光して被検
査面上に微小な光スポットを形成するための複数の集光
光学系と、前記複数の集光光学系を介して形成された複
数の光スポットで前記被検査面を走査するための走査手
段と、前記複数の光スポットに対する前記被検査面上の
異物からの反射散乱光に基づいて前記異物を検出するた
めの検出光学系と、前記被検査面の面形状を計測するた
めの面形状計測手段とを備え、前記面形状計測手段を介
して計測された前記被検査面の面形状に基づいて、各集
光光学系の焦点を個別に調整することを特徴とする異物
検査装置を提供する。

【０００７】本発明の好ましい態様によれば、前記走査
手段は、前記複数の集光光学系を介して形成された複数
の光スポットの各々を第１の方向に沿ってそれぞれ移動
させるための複数の走査光学系と、前記被検査面上にお
いて前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って前記
被検査面を移動させるための移動手段とを有し、前記検
出光学系は、前記複数の光スポットの各々に対する前記
被検査面上の異物からの反射散乱光をそれぞれ受光する
ための複数の受光光学系を有し、前記複数の走査光学系
を介して前記被検査面上において得られる複数の光スポ
ットの前記第１の方向に沿った走査軌跡は、前記第２の
方向に沿って互いに間隔を隔てている。この場合、前記
走査光学系の各々は、前記複数の集光光学系のうちの対
応する集光光学系と前記光源との間の光路中に設けられ
た振動ミラーであることが好ましい。

【０００８】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記複数の集光光学系の各々と前記被検査面との間の光路
にはそれぞれ折り曲げミラーが設けられ、前記複数の受
光光学系の各々の光軸と前記被検査面との交点が、前記
被検査面上において得られる複数の光スポットの走査軌
跡のうちの対応する走査軌跡上に位置するように、前記
複数の折り曲げミラーをそれぞれ平行移動させる。な
お、前記面形状計測手段は、前記複数の光スポットのう
ちの少なくとも１つの光スポットの正反射光を受光する
ための受光手段を有し、前記正反射光の受光位置に基づ
いて前記被検査面の面位置を計測することが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】上述のように、本発明において
は、複数の集光光学系を介して被検査面上に複数の微小
な光スポットを形成する。そして、複数の光スポットで
被検査面を走査しながら、異物からの反射散乱光に基づ
いて異物を検出する。また、面形状計測手段を介して計
測された被検査面の面形状に基づいて、たとえば各集光
光学系中の走査レンズを光軸に沿ってそれぞれ移動させ
ることにより、各集光光学系の焦点を調整する。

【００１０】このように、本発明では、複数の集光光学
系を介して被検査面上に複数の微小な光スポットを形成
するので、大きな被検査面に対して各集光光学系の所要
走査領域が小さくなる。その結果、各集光光学系の走査
レンズの所要直径が小さくなり、走査レンズの製造コス
トの低減および装置の小型化をともに実現することがで
きる。また、本発明では、被検査面にうねりや傾斜があ
る場合すなわち平面度があまり良好でない場合にも、被
検査面の面形状に応じて各集光光学系の焦点を個別に調
整することができる。その結果、大きな被検査面の全体
に亘って所要の検出感度で異物を検出することができ
る。

【００１１】なお、具体的な形態によれば、たとえば振
動ミラーのような走査光学系の作用により、複数の集光
光学系を介して形成された複数の光スポットの各々を第
１の方向に沿ってそれぞれ移動させて、第１の方向に沿
った複数の走査軌跡を形成する。そして、たとえば移動
ステージのような移動手段の作用により、被検査面上に
おいて第１の方向と直交する第２の方向に沿って被検査
面を移動させる。こうして、複数の走査軌跡の形成と被
検査面の移動とにより、被検査面の全体を複数の光スポ
ットで二次元的に走査することができる。

【００１２】また、複数の光スポットの各々に対する被
検査面上の異物からの反射散乱光は、それぞれ複数の受
光光学系を介して受光される。ここで、被検査面上にお
いて得られる複数の光スポットの第１の方向に沿った走
査軌跡は、第２の方向に沿って互いに間隔を隔てている
ことが好ましい。この構成により、各集光光学系を介し
て形成された光スポットに対する散乱光は、対応する受
光光学系だけで確実に受光される。換言すれば、各受光
光学系において、対応する光スポット以外の光スポット
に対する散乱光を受光することを回避することができ
る。

【００１３】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の実施例にかかる異物検査装置
の構成を概略的に示す斜視図である。また、図２は、図
１の集光光学系や受光光学系やセンサの構成を示す拡大
平面図である。なお、図１において、基板１０１の被検
査面の法線方向に沿ってｚ軸を、基板１０１の被検査面
において互いに直交する方向に沿ってｘ軸およびｙ軸を
それぞれ設定している。また、図２では、１つの集光光
学系、１つの受光光学系、および１つのセンサだけを代
表的に示しているので、各構成要素の参照番号に対して
添字（ａ〜ｃ）が省略されている。

【００１４】図１において、図示を省略したレーザー光
源から供給された２つの互いに平行なビーム１ａおよび
１ｂは、振動ミラー（走査ミラー）２ａおよび２ｂにそ
れぞれ入射する。振動ミラー２ａで反射されたビーム
は、走査レンズ３ａを介して集光された後、反射鏡４ａ
に入射する。反射鏡４ａで反射されたビームは、ビーム
５ａとなって、大型マスクや大型プレートのような基板
１０１の被検査面に斜入射し、レーザスポット６ａを形
成する。レーザスポット６ａは、振動ミラー２ａの作用
により、基板１０１の被検査面上においてｙ方向に沿っ
て走査される。その結果、基板１０１の被検査面上に
は、レーザスポット６ａの走査軌跡７ａが形成される。

【００１５】一方、振動ミラー２ｂで反射されたビーム
は、走査レンズ３ｂを介して集光され、反射鏡４ｂで反
射された後、ビーム５ｂとなって基板１０１の被検査面
上に斜入射し、レーザスポット６ｂを形成する。レーザ
スポット６ｂは、振動ミラー２ｂの作用により、基板１
０１の被検査面上においてｙ方向に沿って走査される。
その結果、基板１０１の被検査面上には、レーザスポッ
ト６ｂの走査軌跡７ｂが形成される。

【００１６】このように、走査レンズ３ａと反射鏡４ａ
とは被検査面上に微小なレーザスポット６ａを形成する
ための第１の集光光学系を構成し、走査レンズ３ｂと反
射鏡４ｂとは被検査面上に微小なレーザスポット６ｂを
形成するための第２の集光光学系を構成している。ま
た、振動ミラー２ａは第１の集光光学系を介して形成さ
れたレーザスポット６ａをｙ方向に沿って移動させるた
めの第１の走査光学系を、振動ミラー２ｂは第２の集光
光学系を介して形成されたレーザスポット６ｂをｙ方向
に沿って移動させるための第２の走査光学系をそれぞれ
構成している。

【００１７】図１に示すように、走査軌跡７ａと走査軌
跡７ｂとは、ｙ方向に沿ってわずかに重なり且つｘ方向
に沿って所定距離だけ間隔を隔てている。また、基板１
０１は、被検査面がｘｙ平面に平行になるように、ｘ方
向に沿って移動可能なステージ１０２上に保持されてい
る。したがって、振動ミラー２ａおよび２ｂの作用によ
り２つのレーザスポット６ａおよび６ｂをｙ方向に沿っ
て走査しながら、ステージ１０２をひいては基板１０１
をｘ方向に沿って移動させることにより、基板１０１の
被検査面の全体を２つのレーザスポット６ａおよび６ｂ
で二次元的に走査することができる。

【００１８】基板１０１の被検査面の図中上側の領域上
に微小なゴミのような異物が存在すると、レーザスポッ
ト６ａに対する異物からの反射散乱光１０ａ、２０ａお
よび３０ａは、反射鏡１１ａ、２１ａおよび３１ａでそ
れぞれ反射された後、受光レンズ１２ａ、２２ａおよび
３２ａにそれぞれ入射する。受光レンズ１２ａ、２２ａ
および３２ａをそれぞれ介した散乱光１０ａ、２０ａお
よび３０ａは、走査軌跡７ａと光学的に共役なスリット
状の開口部を有するスリット板１３ａ、２３ａおよび３
３ａにそれぞれ入射する。スリット板１３ａ、２３ａお
よび３３ａの開口部をそれぞれ通過した散乱光１０ａ、
２０ａおよび３０ａは、レンズ１４ａ、２４ａおよび３
４ａを介した後、受光レンズ１２ａ、２２ａおよび３２
ａの絞り位置（瞳位置）と共役な位置に配置された光電
検出器１５ａ、２５ａおよび３５ａで受光される。こう
して、スリット板１３ａ、２３ａおよび３３ａにより、
異物からの散乱光以外の不要光（迷光）は遮断され、光
電検出器１５ａ、２５ａおよび３５ａに達することはな
い。

【００１９】同様に、基板１０１の被検査面の図中下側
の領域上に微小なゴミのような異物が存在すると、レー
ザスポット６ｂに対する異物からの反射散乱光１０ｂ〜
３０ｂは、反射鏡１１ｂ〜３１ｂ、受光レンズ１２ｂ〜
３２ｂ、スリット板１３ｂ〜３３ｂ、レンズ１４ｂ〜３
４ｂをそれぞれ介した後、光電検出器１５ｂ〜３５ｂで
それぞれ受光される。また、スリット板１３ｂ〜３３ｂ
により、異物からの散乱光以外の不要光（迷光）は遮断
され、光電検出器１５ｂ〜３５ｂに達することはない。

【００２０】このように、反射鏡１１ａ〜３１ａ、受光
レンズ１２ａ〜３２ａ、スリット板１３ａ〜３３ａ、レ
ンズ１４ａ〜３４ａ、および光電検出器１５ａ〜３５ａ
は、第１の集光光学系を介して形成されたレーザスポッ
ト６ａに対する異物からの散乱光１０ａを受光するため
の第１〜第３の受光光学系を構成している。また、反射
鏡１１ｂ〜３１ｂ、受光レンズ１２ｂ〜３２ｂ、スリッ
ト板１３ｂ〜３３ｂ、レンズ１４ｂ〜３４ｂ、および光
電検出器１５ｂ〜３５ｂは、第２の集光光学系を介して
形成されたレーザスポット６ｂに対する異物からの散乱
光１０ｂを受光するための第４〜第６の受光光学系を構
成している。

【００２１】なお、第１〜第３の受光光学系の光軸と基
板１０１の被検査面との交点は、第１の集光光学系を介
して形成される走査軌跡７ａ上に位置するように構成さ
れている。また、第４〜第６の受光光学系の光軸と基板
１０１の被検査面との交点は、第２の集光光学系を介し
て形成される走査軌跡７ｂ上に位置するように構成され
ている。上述したように、走査軌跡７ａと走査軌跡７ｂ
とは、ｘ方向に沿って所定距離だけ間隔を隔てて形成さ
れている。したがって、第１の集光光学系を介して形成
されたレーザスポット６ａに対する散乱光が第４〜第６
の受光光学系に混入したり、第２の集光光学系を介して
形成されたレーザスポット６ｂに対する散乱光が第１〜
第３の受光光学系に混入したりするのを回避することが
できる。

【００２２】ところで、レーザスポットに対する異物か
らの散乱光は、指向性が弱いので、すべての受光光学系
において検出される。一方、レーザスポットに対する被
検査面に形成されたパターンからの回折光は、指向性が
強いので、すべての受光光学系において検出されること
はない。こうして、公知技術にしたがう信号処理によ
り、各光電検出器１５ａ〜３５ａおよび１５ｂ〜３５ｂ
の出力信号に基づいて異物を検出することができる。

【００２３】また、図１の異物検査装置は、基板１０１
の被検査面の面形状すなわちｚ方向に沿った面位置を計
測するための面形状計測系を備えている。本実施例で
は、図示のように、２つのレーザスポット６ａおよび６
ｂの形成位置の近傍においてｙ方向に沿って配列された
４つのセンサ４１ａ、４２ａ、４１ｂおよび４２ｂで面
形状計測系が構成されている。各センサは、たとえば斜
入射方式の面位置検出センサである。こうして、各セン
サ４１ａ、４２ａ、４１ｂおよび４２ｂの出力に基づい
て、基板１０１の被検査面の面形状（うねりや傾斜の状
態）を計測することができる。そして、後述するよう
に、計測した被検査面の面形状に基づいて、各集光光学
系の焦点を調整することができる。

【００２４】次に、図２を参照して、図１の異物検査装
置における各集光光学系の焦点の調整動作およびレーザ
スポットの形成位置の調整動作を説明する。図２におい
て、基板１０１の被検査面が実線で示す位置にある場
合、走査レンズ３を介して集光されたビームは、反射鏡
４で反射され、ビーム５となって基板１０１の被検査面
上の点Ａにレーザスポットを形成する。なお、前述した
ように、被検査面上の点Ａは、受光光学系（１１〜１
５）の光軸と被検査面との交点である。したがって、基
板１０１の被検査面上の点Ａに形成されたレーザスポッ
トに対する異物からの散乱光１０は、受光光学系の光軸
に沿って、反射鏡１１、受光レンズ１２、スリット板１
３およびレンズ１４を介して光電検出１５に達する。

【００２５】基板１０１の被検査面のうねりや傾斜の影
響により、レーザスポットの形成位置の近傍において被
検査面が実線で示す位置から破線で示す位置へ変動した
場合、この変動量δはセンサ４１によって計測される。
こうして、計測された変動量δに基づいて所定距離だけ
走査レンズ３を光軸に沿って移動させることにより、走
査レンズ３の焦点合わせを、ひいては集光光学系の焦点
調整を行うことができる。また、計測された変動量δに
基づいて反射鏡４を図中破線で示す位置まで平行移動さ
せることによって、受光光学系の光軸と変動した被検査
面との交点Ａ’にレーザスポットを形成することができ
る。こうして、受光光学系の光軸を移動させることな
く、受光レンズ１２を光軸に沿って移動させるだけで、
基板１０１の被検査面上の点Ａ’に形成されるレーザス
ポットの走査軌跡とスリット板１３の開口部との共役関
係を維持することができる。すなわち、被検査面の位置
が変動しても、スリット板１３の作用により異物検出に
必要な散乱光以外の不要光を確実に遮断することができ
る。

【００２６】図３は、図１の面形状計測系の出力に基づ
いて、各集光光学系の焦点の調整およびレーザスポット
の形成位置の調整を行う処理を示すブロック図である。
図３に示すように、各センサ（４１ａ、４２ａ、４１ｂ
および４２ｂ）の出力は、それぞれ演算器５１に供給さ
れる。演算器５１では、センサ４１ａおよび４２ａから
の出力に基づいて、基板１０１の被検査面において走査
軌跡７ａが形成されている位置の近傍の面形状を計測す
る。こうして、走査軌跡７ａが形成されている位置の近
傍の面形状の情報に基づいて、第１の集光光学系の焦点
を調整するのに必要な走査レンズ３ａの駆動量を求め
る。また、レーザスポット６ａの形成位置を調整するの
に必要な反射鏡４ａの駆動量を求める。

【００２７】また、センサ４１ｂおよび４２ｂからの出
力に基づいて、基板１０１の被検査面において走査軌跡
７ｂが形成されている位置の近傍の面形状を計測する。
こうして、走査軌跡７ｂが形成されている位置の近傍の
面形状の情報に基づいて、第２の集光光学系の焦点を調
整するのに必要な走査レンズ３ｂの駆動量を求める。ま
た、レーザスポット６ｂの形成位置を調整するのに必要
な反射鏡４ｂの駆動量を求める。演算器５１で求められ
た走査レンズ３ａおよび反射鏡４ａの所要駆動量の情報
は駆動系５２ａ（図１では不図示）に、走査レンズ３ｂ
および反射鏡４ｂの所要駆動量の情報は駆動系５２ｂ
（図１では不図示）にそれぞれ供給される。駆動系５２
ａは、供給された駆動量情報にしたがって、走査レンズ
３ａおよび反射鏡４ａを駆動する。また、駆動系５２ｂ
は、供給された駆動量情報にしたがって、走査レンズ３
ｂおよび反射鏡４ｂを駆動する。

【００２８】このように、本実施例では、２つの集光光
学系を介して被検査面上に２つのレーザスポット６ａお
よび６ｂをそれぞれ形成し、この２つのレーザスポット
６ａおよび６ｂを振動ミラー２ａおよび２ｂの作用によ
りそれぞれ走査して、ｙ方向に沿って延びた２つの走査
軌跡７ａおよび７ｂを形成する。そして、被検査面をｘ
方向に沿って移動させながら、２つのレーザスポット６
ａおよび６ｂで被検査面の全体を二次元的に走査するこ
とができる。したがって、１つの集光光学系を介して形
成した１つのレーザスポットで被検査面を走査する従来
の装置と比べて、各集光光学系の走査レンズ３の走査領
域が小さくなる。その結果、各走査レンズ３の所要直径
が小さくなり、走査レンズ３の製造コストの低減および
装置の小型化を実現することができる。

【００２９】また、本実施例では、２つの走査軌跡７ａ
および７ｂの近傍においてｙ方向に沿って配列された４
つのセンサからなる面形状計測系により被検査面の面形
状を計測し、計測された面形状情報に基づいて各集光光
学系の走査レンズ３ａおよび３ｂの焦点を調整すること
ができる。したがって、被検査面にうねりや傾斜がある
場合にも、大きな被検査面の全体に亘って所要の検出感
度で異物を検出することができる。

【００３０】さらに、面形状計測系により計測された面
形状情報に基づいて反射鏡４ａおよび４ｂをそれぞれ平
行移動させることによって、各受光光学系の光軸と変動
した被検査面との交点に各レーザスポットが形成される
ように、レーザスポット６ａおよび６ｂの位置を調整す
ることができる。こうして、各受光光学系の光軸を移動
させることなく、受光レンズ（１２、２２、３２）を光
軸に沿って移動させるだけで、レーザスポットの走査軌
跡とスリット板（１３、２３、３３）の開口部との共役
関係を維持することができる。すなわち、被検査面が変
動しても、異物検出に必要な散乱光以外の不要光を確実
に遮断することができる。その結果、大きな被検査面の
全体に亘って所要の検出感度で異物を正確に検出するこ
とができる。

【００３１】図４は、図２に対応する図であって、図２
における面形状計測系４１の変形例を示す図である。ま
た、図５は、図４のレーザスポット形成位置の部分拡大
図である。なお、図４において、図２の構成要素と同じ
機能を有する要素には図２と同じ参照符号を付してい
る。図４において、基板１０１が図中実線で示す位置に
あるとき、走査レンズ３および反射鏡４を介して被検査
面に入射角θで入射したビーム５は、被検査面上の点Ａ
にレーザスポットを形成する。レーザスポットに対する
異物からの反射散乱光は、被検査面の法線に対して角度
φをなす光軸を有する受光光学系（１１〜１５）で受光
される。一方、レーザスポットの正反射ビームは、レン
ズ６１を介して、その後側焦点位置に配置された開口絞
り６２に入射する。開口絞り６２を介したビームは、イ
メージセンサ６３上の点Ａ''にレーザスポットの像を形
成する。このように、被検査面上の点Ａとイメージセン
サ６３上の点Ａ''とはレンズ６１を介して共役である。

【００３２】図４および図５を参照すると、レーザスポ
ットの形成位置において被検査面が距離δだけ変動した
場合、ビーム５は被検査面上の点Ｃに入射角θで入射す
る。被検査面上の点Ｃで正反射されたビームは、レンズ
６１および開口絞り６２を介して、イメージセンサ６３
上において点Ａ''から距離Δ１だけ間隔を隔てた点Ｃ''
にレーザスポットの像を形成する。こうして、レーザス
ポットの像の移動量Δ１に基づいて、レーザスポットの
形成位置における被検査面の変動量δを、ひいては被検
査面の面形状を計測することができる。この場合、走査
レンズ３は、像側（基板１０１側）にテレセントリック
であることが好ましい。図４の変形例に示す面形状計測
系（６１〜６３）の特徴は、レンズ６１の有効視野内で
あれば、レーザスポットの走査軌跡に沿って連続的に面
形状の計測を行うことができる点である。

【００３３】ところで、図２で説明したように、反射鏡
４を平行移動させてレーザスポットの形成位置の調整を
行うと、被検査面が距離δだけ変動した場合、ビーム５
は被検査面上の点Ｂに入射角θで入射する。被検査面上
の点Ｂで正反射されたビームは、レンズ６１および開口
絞り６２を介して、イメージセンサ６３上において点
Ａ''から距離Δ２だけ間隔を隔てた点Ｂ''にレーザスポ
ットの像を形成する。すなわち、レーザスポットの形成
位置の調整の影響により、レーザスポットの像の移動量
が変化してしまう。以下、レーザスポットの形成位置の
調整に起因するレーザスポットの像の移動量の変化につ
いて考察する。

【００３４】図５において、図４の面形状計測系（６１
〜６３）の光軸ＡＤ（被検査面上の点Ａで反射されたビ
ームの経路）と、基板１０１の被検査面が距離δだけ図
中下方に変動した場合に被検査面上の点Ｃで正反射され
たビームの経路ＣＥとの距離ＤＥは、次の式（１）で表
される。

【数１】 ＤＥ＝２δ tanθ cosθ＝２δ sinθ （１） また、図４において、受光光学系（１１〜１５）の倍率
をβとすると、被検査面の変動に伴うレーザスポットの
像の移動量Δ１は、次の式（２）で表される。

【数２】Δ１＝ＤＥβ＝２βδ tanθ cosθ （２）

【００３５】次に、反射鏡４を平行移動させて被検査面
上の点Ｂに入射角θでビームを入射させると、点Ｂで正
反射されたビームの経路ＢＦと面形状計測系（６１〜６
３）の光軸ＡＤとの距離ＤＦは、次の式（３）で表され
る。

【数３】 ＤＦ＝δ（ tanθ＋ tanφ） cosθ （３） 同様に、被検査面の変動およびレーザスポットの形成位
置の変動に伴うレーザスポットの像の移動量Δ２は、次
の式（４）で表される。

【数４】 Δ２＝ＤＦβ＝βδ（ tanθ＋ tanφ） cosθ （４）

【００３６】上述の式（２）および式（４）より、レー
ザスポットの形成位置の変動に起因するレーザスポット
の像の移動量の変化分Δ１−Δ２は、次の式（５）で表
される。

【数５】 Δ１−Δ２＝βδ cosθ（ tanθ− tanφ） （５）

【００３７】このように、面形状計測系（６１〜６３）
により、上述の式（２）に基づいて被検査面の変動量δ
を求め、求めた被検査面の変動量δに基づいて反射鏡４
および走査レンズ３の移動量を求めることができる。こ
うして、反射鏡４の平行移動によりレーザスポットの形
成位置を調整するとともに、走査レンズ３の移動により
集光光学系の焦点を調整することができる。また、面形
状計測系（６１〜６３）により、上述の式（５）に基づ
いて、反射鏡４の移動量を制御することもできる。

【００３８】具体的な数値例として、被検査面へのビー
ムの入射角θ（すなわち集光光学系の光軸と被検査面の
法線とのなす角度）を４５°とし、受光光学系の光軸と
被検査面の法線とのなす角度φを３５°とすると、上述
の式（２）および（５）を次の式（６）および（７）の
ように書き換えることができる。

【数６】Δ１＝１．４βδ （６） Δ１−Δ２＝０．２βδ （７）

【００３９】上述の式（６）および（７）を参照する
と、反射鏡４の平行移動に伴うレーザスポットの像の移
動量の変化分Δ１−Δ２は、被検査面の変動に伴うレー
ザスポットの像の移動量Δ１の約１／７である。このよ
うに、通常の構成においては、レーザスポットの形成位
置の変動に起因するレーザスポットの像の移動量の変化
分Δ１−Δ２は被検査面の変動に伴うレーザスポットの
像の移動量Δ１と比べて十分小さいので、被検査面の面
系状の計測においてレーザスポットの形成位置の変動に
よる影響を無視することもできる。なお、上述の実施例
では、２つの集光光学系を用いて２つのレーザスポット
を形成する例を示したが、被検査面の大きさに応じて所
定数の集光光学系を用いて所定数のレーザスポットを形
成することもできる。

【００４０】

【効果】以上説明したように、本発明では、複数の集光
光学系を介して被検査面上に複数の微小な光スポットを
形成するので、各集光光学系の走査レンズの所要直径が
小さくなり、走査レンズの製造コストの低減および装置
の小型化をともに実現することができる。また、本発明
では、被検査面の面形状に応じて各集光光学系の焦点を
個別に調整することができるので、大きな被検査面の全
体に亘って所要の検出感度で異物を検出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる異物検査装置の構成を
概略的に示す斜視図である。

【図２】図１の異物検査装置における各集光光学系の焦
点の調整動作およびレーザスポットの形成位置の調整動
作を説明する図である。

【図３】図１の面形状計測系の出力に基づいて、各集光
光学系の焦点の調整およびレーザスポットの形成位置の
調整を行う処理を示すブロック図である。

【図４】図２に対応する図であって、図２における面形
状計測系４１の変形例を示す図である。

【図５】図４のレーザスポット形成位置の部分拡大図で
ある。

【符号の説明】 ２ 振動ミラー ３ 走査レンズ ４ 反射鏡 ５ 入射ビーム ６ レーザスポット ７ 走査軌跡 ８ ファイバーバンドル １０ 反射散乱光 １１ 反射鏡 １２ 受光レンズ １３ スリット板 １４ レンズ １５ 光電検出器 ４１ センサ ５１ 演算器 ５２ 駆動系 ６１ レンズ ６２ 開口絞り ６３ イメージセンサ １０１ 基板 １０２ ステージ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光束を集光して被検査面上に
   微小な光スポットを形成するための複数の集光光学系
   と、 前記複数の集光光学系を介して形成された複数の光スポ
   ットで前記被検査面を走査するための走査手段と、 前記複数の光スポットに対する前記被検査面上の異物か
   らの反射散乱光に基づいて前記異物を検出するための検
   出光学系と、 前記被検査面の面形状を計測するための面形状計測手段
   とを備え、 前記面形状計測手段を介して計測された前記被検査面の
   面形状に基づいて、各集光光学系の焦点を個別に調整す
   ることを特徴とする異物検査装置。
2. 【請求項２】 前記走査手段は、前記複数の集光光学系
   を介して形成された複数の光スポットの各々を第１の方
   向に沿ってそれぞれ移動させるための複数の走査光学系
   と、前記被検査面上において前記第１の方向と直交する
   第２の方向に沿って前記被検査面を移動させるための移
   動手段とを有し、 前記検出光学系は、前記複数の光スポットの各々に対す
   る前記被検査面上の異物からの反射散乱光をそれぞれ受
   光するための複数の受光光学系を有し、 前記複数の走査光学系を介して前記被検査面上において
   得られる複数の光スポットの前記第１の方向に沿った走
   査軌跡は、前記第２の方向に沿って互いに間隔を隔てて
   いることを特徴とする請求項１に記載の異物検査装置。
3. 【請求項３】 前記走査光学系の各々は、前記複数の集
   光光学系のうちの対応する集光光学系と前記光源との間
   の光路中に設けられた振動ミラーであることを特徴とす
   る請求項２に記載の異物検査装置。
4. 【請求項４】 前記複数の集光光学系の各々と前記被検
   査面との間の光路にはそれぞれ折り曲げミラーが設けら
   れ、 前記複数の受光光学系の各々の光軸と前記被検査面との
   交点が、前記被検査面上において得られる複数の光スポ
   ットの走査軌跡のうちの対応する走査軌跡上に位置する
   ように、前記複数の折り曲げミラーをそれぞれ平行移動
   させることを特徴とする請求項２または３に記載の異物
   検査装置。
5. 【請求項５】 前記面形状計測手段は、前記複数の光ス
   ポットのうちの少なくとも１つの光スポットの正反射光
   を受光するための受光手段を有し、前記正反射光の受光
   位置に基づいて前記被検査面の面位置を計測することを
   特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の異物
   検査装置。