(57)【要約】      （修正有）【課題】大型基板を高速で検査できる基板検査装置を実現する。【解決手段】基板検査装置は、検査すべき基板の表面を検査ビームにより走査し、基板から出射する光を受光する検査ヘッド２，３と、検査ヘッドを第１の方向及び第１の方向と直交する第２の方向に移動させる駆動装置、検査ヘッドから出力される出力信号に基づいて欠陥を検出する信号処理装置とを具える。検査ヘッドは、検査ビームを発生する検査ビーム発生装置１１，１５と、検査ビームを基板に向けて投射する対物レンズ２３と、検査ビーム発生装置と対物レンズとの間の光路中に配置した微分干渉光学系２２と、微分干渉光学系により合成された干渉ビームを受光する第１の光検出手段２７と、前記検査ビーム発生装置と対物レンズとの間の光路中に配置され、検査ビームを第２の方向に周期的に偏向するビーム偏向装置２０とを具える。【選択図】図１
2010112803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査すべき基板の表面を検査ビームにより走査し、基板から出射する光を受光する検査ヘッドと、検査ヘッドを第１の方向（Ｘ方向）及び第１の方向と直交する第２の方向（Ｙ方向）に移動させる駆動装置と、検査ヘッドから出力される出力信号に基づいて欠陥を検出する信号処理装置とを具える基板検査装置であって、前記検査ヘッドは、
検査ビームを発生する検査ビーム発生装置と、検査ビームを基板に向けて投射する対物レンズと、検査ビーム発生装置と対物レンズとの間の光路中に配置した微分干渉光学系と、微分干渉光学系により合成された干渉ビームを受光する第１の光検出手段と、前記検査ビーム発生装置と対物レンズとの間の光路中に配置され、検査ビームを第２の方向に周期的に偏向するビーム偏向装置とを具え、
前記ビーム偏向装置による第２の方向のビーム走査と、検査ヘッドの第１の方向への移動及び第２の方向への移動とにより、基板表面を検査ビームにより走査することを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の記載検査装置において、前記検査ビーム発生装置は、基板表面上において長軸が第１の方向に延在する断面楕円形の検査ビームを発生し、前記ビーム偏向装置の回転軸線は入射する検査ビームの長軸と平行になるように設定され、基板表面は、長軸が第１の方向に延在する楕円形の検査ビームにより第２の方向に周期的に走査されることを特徴とする基板検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板検査装置において、前記第１の光検出手段は、光入射面が一方向に沿って配列された複数の光ファイバと、各光ファイバにそれぞれ光学的に結合された受光素子とを有し、前記光ファイバの光入射面の配列方向と入射する干渉ビームの長軸とが一致するように構成したことを特徴とする基板検査装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載の記載検査装置において、前記検査ヘッドは、基板から出射した散乱光を検出する第２の光検出手段を有することを特徴とする基板検査装置。
【請求項５】
基板表面が鉛直方向に延在するように縦型に固定配置された大型基板を基板の両側から同時に検査する基板検査装置であって、
検査すべき基板をはさんで互いに対向するように配置され、互いにほぼ同一の構造を有する第１及び第２の検査ヘッドと、
第１及び第２の検査ヘッドを鉛直面内の第１の方向に同期して移動させる第１の駆動装置及び第１の方向と直交する第２の方向に移動させる第２の駆動装置と、
第１及び第２の検査ヘッドから出力される出力信号に基づいて欠陥検出を行う信号処理装置とを具え、
前記第１及び第２の検査ヘッドは、検査ビームを発生する検査ビーム発生装置と、検査ビームを基板表面に対して投射する対物レンズと、検査ビーム発生装置と対物レンズとの間の光路中に配置した微分干渉光学系と、微分干渉光学系により合成された干渉ビームを受光する第１の光検出手段と、前記検査ビーム発生装置と対物レンズとの間の光路中に配置され、検査ビームを第２の方向に周期的に偏向するビーム偏向装置と、基板表面で反射した後方散乱光を検出する第２の光検出手段とをそれぞれ有することを特徴とする基板検査装置。
【請求項６】
請求項５に記載の基板検査装置において、前記第１及び第２の検査ヘッドは、基板を透過した前方散乱光を検出する第３の光検出手段をそれぞれ有し、第１の検査ヘッドの第３の光検出手段は第２の検査ヘッドに搭載され、第２の検査ヘッドの第３の光検出手段は第１の検査ヘッドに搭載され、
第１の検査ヘッドから出射した検査ビームにより発生した前方散乱光は第２の検査ヘッドに搭載されている第３の光検出手段により検出され、第２の検査ヘッドから出射した検査ビームにより発生した前方散乱光は第１の検査ヘッドに搭載されている第３の光検出手段により検出されることを特徴とする基板検査装置。
【請求項７】
請求項６に記載の基板検査装置において、前記信号処理装置は、前記第１の光検出手段からの出力信号に基づいて主として基板表面に存在する凹凸欠陥を検出し、前記第２の光検出手段からの出力信号に基づいて主として基板表面に存在する異物欠陥を検出し、前記第３の光検出手段からの出力信号に基づいて主として基板内部に存在する内部欠陥を検出することを特徴とする基板検査装置。
【請求項８】
検査すべき基板の表面を検査ビームにより走査し、基板から出射する反射光を受光する検査ヘッドと、検査ヘッドを基板表面と直交する光軸方向に変位させるヘッド駆動装置と、検査ヘッドに搭載された光検出手段から出力される出力信号に基づいて欠陥を検出する信号処理装置とを具え、前記検査ヘッドは、
検査ビームを発生する検査ビーム発生装置と、検査ビームを検査すべき基板に向けて投射する対物レンズと、基板表面で反射した反射ビームを受光する光検出手段と、光検出手段からの出力信号に基づき、基板表面に対する検査ビームの焦点状態を検出する焦点検出装置と、基板表面に対する検査ビームの焦点状態を制御する焦点制御信号を発生するオートフォーカス機構とを有することを特徴とする基板検査装置。
【請求項９】
請求項８に記載の基板検査装置において、前記オートフォーカス機構は、検査ビームの波長とは異なる波長の焦点検出ビームを発生する光源と、光源から出射した焦点検出ビームを前記対物レンズを介して基板表面に向けて投射する光学系と、分割線をはさんで隣接する第１及び第２の２個の受光領域を有し、基板で反射した焦点検出ビームを受光する光検出器と、光検出器と前記対物レンズとの間の光路中に配置され、基板で反射した焦点検出ビームを、光検出器の分割線と直交する方向に変位させるビーム調整手段と、前記２個の受光領域からの出力信号に基づいて焦点制御信号を出力する信号処理手段とを有することを特徴とする基板検査装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の基板検査装置において、前記検査ビーム発生装置は、入射したビームを一方向にだけ集束させる光学素子を含み、断面が楕円形の検査ビームを発生し、前記光検出手段には、断面が楕円形の反射ビームが入射し、
前記光検出手段は、光入射面が入射する楕円形の反射ビームの長軸方向に沿って配列された複数の光ファイバと、各光ファイバにそれぞれ光学的に結合された受光素子とを有し、
前記焦点検出装置は、光ファイバの配列方向の中央に位置する光ファイバに結合された受光素子からの出力信号と端部に配列された光ファイバに結合された受光素子からの出力信号とに基づいて検査ビームの焦点状態を検出することを特徴とする基板検査装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の基板検査装置において、欠陥検査に先立って、検査ヘッドを対物レンズの光軸方向に沿って連続的に変位させ、前記焦点検出装置からの出力信号に基づいて検査ヘッドの最良の焦点位置を検出し、前記ビーム調整手段を調整することにより、検出された最良の焦点位置に前記オートフォーカス機構の合焦位置を設定し、その焦点状態において欠陥検査が行われることを特徴とする基板検査装置。
【請求項１２】
被検査体の表面で発生した散乱光を検出する光検出装置であって、
被検査体から発生した散乱光を集光する集光素子と、集光素子から出射した散乱光を受光するフォトマルチプライヤと、集光素子から出射した散乱光をフォトマルチプライヤに入射させるミラー光学系とを有し、
前記集光素子は、被検査体で発生した散乱光が入射する光入射開口と、前記光入射開口の開口径よりも大きい開口径を有し、散乱光が出射する光出射開口と、光入射開口と光出射開口との間に形成した反射性の内周面とを有する中空形状体で構成されていることを特徴とする光検出装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光検出装置において、前記中空形状体の光入射面及び光出射面は楕円形状に形成され、
前記反射性内周面は、前記楕円の長軸を含む第１の面で切って見た場合、回転放物面により規定される曲面状に形成され、前記第１の面と直交する第２の面で切って見た場合、楕円面により規定される曲面状に形成されていることを特徴とする光検出装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の光検出装置において、当該光検出装置は、基板の表面を断面が楕円形の検査ビームで走査し、基板表面から出射する散乱光を検出することにより基板に存在する欠陥を検出する基板検査装置の光検出手段として用いられることを特徴とする光検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種基板の欠陥を検査するのに好適な基板検査装置、特に大型のガラス基板の欠陥検査に好適な基板検査装置に関するものである。
【０００２】
また、本発明は、散乱光の検出に好適な光検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
液晶表示装置やプラズマディスプレイ装置の製造工程においては、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィ法によりガラス基板上に各種パターンが形成されている。この製造工程において、フォトマスクに異物、傷、ボイド等の欠陥が存在すると、欠陥画像が基板に投影されるため、製造の歩留りが著しく低下する不具合が生じてしまう。従って、フォトマスクの製造に用いられるガラス基板の欠陥検査は、各種デバィスの製造の歩留りを改善する観点より極めて重要である。
【０００４】
ガラス基板の欠陥を検出する検査装置として、レーザ散乱方式の検査装置が既知である（例えば、特許文献１参照）。この既知の検査装置では、検査されるべきガラス基板に対して斜めにレーザビームを投射し、ガラス基板からの散乱光を２個の光検出器を用いて受光し、２個の光検出器からの出力信号の形態に応じてガラス基板の表面側に存在する異物と裏面側に存在する異物とが判別されている。
【特許文献１】特開２００３−２９４６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したレーザ散乱方式の検査装置は、ガラス基板の表面上に存在する異物付着による欠陥を検出するのに有効な検査装置である。しかしながら、フォトマスクやガラス基板の欠陥は、表面や裏面上に存在する異物だけではなく、ガラス基板の表面に形成された浅い傷（スリーク）や微小な凹凸（ピット）も検出する必要がある。しかし、これらの微細な傷から散乱光が発生しにくいため、レーザ散乱方式の検査装置では、欠陥として検出しにくい欠点がある。また、基板表面に膜厚がなだらかに変化する薄い異物の膜が形成されている場合、当該薄い膜から微小な散乱光しか発生しないため、同様に薄膜状の異物に起因する欠陥を検出できない欠点がある。さらに、ガラス基板の内部に気泡や局所的な屈折率分布が存在すると、露光光が散乱してしまい、デバィスの製造の歩留りが低下する要因となってしまう。従って、ガラス基板の内部欠陥であるボイドも高感度で検出できる検査装置の開発が強く要請されている。
【０００６】
近年、デバィスの大型化に伴い、フォトマスクの原版も大型化しており、第８世代のフォトマスクの寸法は、１．２２ｍ×１．４mと大型化している。従って、ガラス基板の大型化に伴い、大型のフォトマスクやガラス基板を高速で検査できる欠陥検査装置の開発も急務の課題である。
【０００７】
基板の欠陥を光学的に検出する場合、オートフォーカス機構を用いて焦点誤差信号を発生させ、検査中に走査ビームについて焦点制御を行う必要がある。しかしながら、パターンが形成されていない各種基板について欠陥検査を行う場合、基板からの反射光には明暗のコントラスト成分が含まれていないため、焦点誤差信号の形成が極めて困難である。一方、正確な焦点誤差信号が生成できない場合、走査ビームの焦点が基板表面からずれてしまい、欠陥検査の精度が著しく低下する不具合が生じてしまう。
【０００８】
本発明の目的は、大型の各種基板を高速で検査できる基板検査装置を実現することにある。
【０００９】
本発明の別の目的は、１回の検査工程において、基板の表面に存在する異物だけでなく、基板表面のピットやスリーク並びに基板内部に存在するボイドを同時に検出できる基板査装置を実現することにある。
【００１０】
本発明の別目的は、パターンが形成されていない基板であっても、正確な焦点制御を行うことができる基板検査装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による基板検査装置は、検査すべき基板の表面を検査ビームにより走査し、基板から出射する光を受光する検査ヘッドと、検査ヘッドを第１の方向（Ｘ方向）及び第１の方向と直交する第２の方向（Ｙ方向）に移動させる駆動装置と、検査ヘッドから出力される出力信号に基づいて欠陥を検出する信号処理装置とを具える基板検査装置であって、前記検査ヘッドは、
検査ビームを発生する検査ビーム発生装置と、検査ビームを基板に向けて投射する対物レンズと、検査ビーム発生装置と対物レンズとの間の光路中に配置した微分干渉光学系と、微分干渉光学系により合成された干渉ビームを受光する第１の光検出手段と、前記検査ビーム発生装置と対物レンズとの間の光路中に配置され、検査ビームを第２の方向に周期的に偏向するビーム偏向装置とを具え、
前記ビーム偏向装置による第２の方向のビーム走査と、検査ヘッドの第１の方向への移動及び第２の方向への移動とにより、基板表面を検査ビームにより走査することを特徴とする。
【００１２】
本発明は、ガラス基板、石英基板、又は表面にハーフトーン膜や遮光膜が形成されている基板等の各種大型基板を高速で検査する基板検査装置を実現する。この目的を達成するため、本発明では、基板に向けて検査ビームを投射する検査ヘッドをＸ及びＹ方向にスキャンするだけでなく、検査ヘッドに第三の走査機構を搭載し、検査ビームを主走査方向（Ｘ方向）と直交する方向にスキャンしながらＸＹ走査を行う。このように、検査ヘッドの２方向スキャンと共に検査ビームもスキャンすることにより、一層高速で欠陥検査を行うことが可能になり、大型基板の検査に要する時間を大幅に短縮することが可能になる。さらに、本発明では、検査ヘッドには微分干渉光学系が搭載されているので、基板表面に存在する深さ数ｎｍ程度の微細な欠陥も明確に検出することが可能である。
【００１３】
本発明による基板検査装置の好適実施例は、検査ビーム発生装置は、基板表面上において長軸が第１の方向に延在する断面楕円形の検査ビームを発生し、前記ビーム偏向装置の回転軸線は入射する検査ビームの長軸と平行になるように設定され、基板表面は、長軸が第１の方向に延在する楕円形の検査ビームにより第２の方向に周期的に走査されることを特徴とする。このように、長軸が主走査方向に延在する楕円形の検査ビームを用いて高速スキャンすることにより、大型基板の検査に要する検査時間を大幅に短縮することが可能になる。
【００１４】
本発明による別の基板検査装置は、基板表面が鉛直方向に延在するように縦型に固定配置された大型基板を基板の両側から同時に検査する基板検査装置であって、
検査すべき基板をはさんで互いに対向するように配置され、互いにほぼ同一の構造を有する第１及び第２の検査ヘッドと、
第１及び第２の検査ヘッドを鉛直面内の第１の方向に同期して移動させる第１の駆動装置及び第１の方向と直交する第２の方向に移動させる第２の駆動装置と、
第１及び第２の検査ヘッドから出力される出力信号に基づいて欠陥検出を行う信号処理装置とを具え、
前記第１及び第２の検査ヘッドは、検査ビームを発生する検査ビーム発生装置と、検査ビームを基板表面に対して投射する対物レンズと、検査ビーム発生装置と対物レンズとの間の光路中に配置した微分干渉光学系と、微分干渉光学系により合成された干渉ビームを受光する第１の光検出手段と、前記検査ビーム発生装置と対物レンズとの間の光路中に配置され、検査ビームを第２の方向に周期的に偏向するビーム偏向装置と、基板表面からの後方散乱光を検出する第２の光検出手段とをそれぞれ有することを特徴とする。
【００１５】
２ｍ×２ｍの大きさの大型ガラス基板を検査する際、片面ごとに検査したのでは、検査に要する時間が長時間になる不具合が発生してしまう。そこで、本発明では、大型基板を縦型に固定配置し、基板を挟んで対向するように検査ヘッドを配置する。そして、2個の検査ヘッドを互いに同期して鉛直面内でＸ方向及びＹ方向に移動させる。このように、2個の検査ヘッドを用いて基板の両側から検査することにより、検査時間を大幅に短縮することが可能になる。
【００１６】
本発明による基板検査装置の好適実施例は、第１及び第２の検査ヘッドは、基板を透過した前方散乱光を検出する第３の光検出手段をそれぞれ有し、第１の検査ヘッドの第３の光検出手段は第２の検査ヘッドに搭載され、第２の検査ヘッドの第３の光検出手段は第１の検査ヘッドに搭載され、
第１の検査ヘッドから出射した検査ビームにより発生した前方散乱光は第２の検査ヘッドに搭載されている第３の光検出手段により検出され、第２の検査ヘッドから出射した検査ビームにより発生した前方散乱光は第１の検査ヘッドに搭載されている第３の光検出手段により検出されることを特徴とする。
【００１７】
基板の内部に存在する気泡や屈折率分布に起因する内部欠陥は、前方散乱光として検出することが可能である。この前方散乱光は、基板を挟んで反対側に配置した第３の光検出手段により検出することになる。この場合、第３の光検出手段を独立した光学ヘッドとして設けたのでは、基板検査装置の構造が相当に複雑になってしまう。そこで、本発明では、基板をはさんで反対側に配置され同期して移動する第２の検査ヘッドに第３の光検出手段を搭載する。このように、基板の反対側に位置する検査ヘッドに第３の光検出手段を搭載すれば、２つの検査ヘッドを同期して移動させるだけで、基板の内部欠陥も同時に検出することが可能になる。
【００１８】
本発明による別の基板検査装置は、検査すべき基板の表面を検査ビームにより走査し、基板から出射する反射光を受光する検査ヘッドと、検査ヘッドを基板表面と直交する光軸方向に変位させるヘッド駆動装置と、検査ヘッドに搭載された光検出手段から出力される出力信号に基づいて欠陥を検出する信号処理装置とを具え、前記検査ヘッドは、
検査ビームを発生する検査ビーム発生装置と、検査ビームを検査すべき基板に向けて投射する対物レンズと、基板表面で反射した反射ビームを受光する光検出手段と、光検出手段からの出力信号に基づき、基板表面に対する検査ビームの焦点状態を検出する焦点検出装置と、基板表面に対する検査ビームの焦点状態を制御する焦点制御信号を発生するオートフォーカス機構とを有することを特徴とする。
【００１９】
パターンが形成されていないガラス基板からの反射光は、明暗の輝度成分を含んでいないため、基板表面に対する検査ビームの焦点状態を検出することが困難である。一方、レーザ光源から出射した照明ビームを一方向にだけ集束作用を有する光学素子により楕円形ビームに変換し、楕円形ビームにより基板表面を走査する検査装置においては、楕円ビームを形成する光学素子は非点収差素子としても機能する。すなわち、当該基板検査装置においては、基板表面に対する検査ビームの焦点状態に応じて、光検出手段に入射する反射ビームの断面形状が変化する。この特性を鑑み、基板表面から出射する反射ビームを受光する光検出手段からの出力信号に基づいて検査ビームの焦点状態を検出する焦点検出装置を形成する。そして、焦点検出装置から出力される焦点検出信号に基づいて検査ヘッドの最良の焦点位置を検出し、検出された最良の焦点位置にオートフォーカス機構の合焦点を設定する。このように構成すれば、パターンが形成されていないガラス基板等を検査する場合であっても、良好な焦点状態で欠陥検査を行うことができる。
【００２０】
本発明による光検出装置は、被検査体の表面で発生した散乱光を検出する光検出装置であって、
被検査体から発生した散乱光を集光する集光素子と、集光素子から出射した散乱光を受光するフォトマルチプライヤと、集光素子から出射した散乱光をフォトマルチプライヤに入射させるミラー光学系とを有し、
前記集光素子は、被検査体で発生した散乱光が入射する光入射開口と、前記光入射開口の開口径よりも大きい開口径を有し、散乱光が出射する光出射開口と、光入射開口と光出射開口との間に形成した反射性の内周面とを有する筒状体で構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、検査ビームを副走査方向にスキャンしながら、検査光学系が搭載されている検査ヘッドを主走査方向（Ｘ方向）及び副走査方向（Ｙ方向）に移動させているので、基板表面を高速で検査することが可能である。この結果、２ｍ×２ｍの大きさの大型ガラス基板の検査時間を大幅に短縮することが可能になる。しかも、検査光学系は、微分干渉光学系を用いているので深さが数ｎｍ程度の微細な凹凸欠陥を正確に検出することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は本発明による基板検査装置の検査ヘッドに搭載された光学系の一例を示す線図である。本例では、２０００ｍｍ×２０００ｍｍの大型ガラス基板又は石英基板１について欠陥検査を行うものとする。ガラス基板１は、基板表面が鉛直方向に延在するように縦型に固定配置する。ガラス基板１の両側に同一構成の検査ヘッド２及び３を互いに対向するように配置し、ガラス基板１の両面を同時に検査する。２つの検査ヘッド２及び３は、Ｘ方向（紙面と直交する方向）及びＹ方向（紙面内の上下方向）に互いに同期して移動し、ガラス基板１の両面を同時に走査する。さらに、検査ヘッド２及び３は、対物レンズの光軸方向に沿って移動可能に配置され、駆動装置（図示せず）によりオートフォーカス機構から出力される焦点制御信号に応じて対物レンズの光軸方向に変位する。尚、図面を明瞭にするため、一方の検査光学系だけを図示する。
【００２３】
検査ヘッド２及び３に搭載されている検査光学系の構成について説明する。レーザ光源１１から検査ビームを発生する。レーザ光源１１は、例えば波長が５３２ｎｍのレーザビームを発生する固体レーザを用いる。レーザ光源から出射した検査ビームは、戻り光雑音を防止するファラディーアイソレータ１２を透過し、コリメータレンズ１３により拡大平行光束に変換され、直角プリズム１４で反射し、シリンドリカルレンズ１５に入射する。シリンドリカルレンズ１５は、一方向に集束性を有するレンズであり、入射した検査ビームは断面が楕円形のビームに変換される。シリンドリカルレンズから出射する楕円ビームの長軸は紙面と直交する方向とする。尚、シリンドリカルレンズの代わりに回折格子を用いて、断面が楕円形又は帯状のビームを発生させることも可能である。
【００２４】
シリンドリカルレンズ１５から出射した検査ビームは、偏光ビームスプリッタ１６及び結像レンズ１７を経てダイクロイックミラー１８に入射する。ダイクロイックミラー１８は、５３２ｎｍの波長の検査ビームを反射し、後述する波長が６７０ｎｍのオートフォーカス機構の焦点検出ビームを透過する特性を有する。ダイクロイックミラー１８で反射した検査ビームは、ｆθレンズ１９を経てポリゴンミラー２０のミラー面に平行光として入射する。ポリゴンミラー２０は、例えば１６個の反射面を有するポリゴンミラーで構成し、その回転軸は入射する楕円ビームの長軸と平行にとなるように設定する。ポリゴンミラー２０には駆動回路（図示せず）が接続され、駆動回路からの駆動信号により所定の回転速度で回転する。本例では、ポリゴンミラー２０のビーム偏向方向は、Ｙ方向に設定する。従って、ポリゴンミラー２０から、周期的に偏向され紙面と直交する方向に延在する断面楕円形の検査ビームが出射する。
【００２５】
ポリゴンミラー２０から出射した検査ビームは、ｆθレンズ１９を通過し、第２の対物レンズ２１を経て微分干渉光学系を構成するノマルスキープリズム２２に入射する。ノマルスキープリズム２２のシェアリング量（分離角度）は、例えば０．７５mrdに設定する。このように、ノマルスキープリズムの分離角度を大きく設定することにより、なだらかに変化するピットや凹凸に起因する明暗画像を鮮明な明暗画像として撮像することが可能である。また、膜厚がなだらかに変化する薄膜異物の画像も鮮明に撮像することが可能である。ノマルスキープリズム２２から常光線と異常光線が出射し、これら常光線及び異常光線は対物レンズ２３の後側焦点で交差し、対物レンズ２３に入射する。対物レンズ２３に入射した常光線及び異常光線は集束され、検査すべき基板１に入射する。
【００２６】
本発明による基板検査装置は、表面にパターンが形成されていない各種基板の検査に好適であり、ガラス基板以外に、合成石英基板、表面に遮光膜又はハーフトーン膜が形成されている基板等の欠陥を検査するのに用いることができる。
【００２７】
ガラス基板１は、集束した楕円ビームにより走査される。楕円ビームの長軸はＸ方向（紙面と直交する方向）に延在し、ポリゴンミラー２０は楕円ビームをＹ方向に周期的に偏向するので、基板１は楕円形の光スポットにより２次元的に走査される。同時に、検査ヘッドは、Ｘ方向に一定の速度で移動するので、ポリゴンミラーによるビーム偏向作用と検査ヘッドのＸ方向移動とにより、基板表面は帯状に走査されることになる。この結果、基板表面は、高速で２次元走査されることになり、スループットが高く、大型ガラス基板の検査時間を大幅に短縮することが可能になる。
【００２８】
ガラス基板１の表面で反射した検査ビームは、対物レンズ２３により集光され、ノマルスキープリズム２２に入射する。ノマルスキープリズム２２において、常光線の反射光及び異常光線の反射光は合成され、合成干渉ビームとして出射する。すなわち、常光線による反射光と異常光線による反射光のうち電界ベクトル方向の成分が互い干渉し合い、ガラス基板１の表面の傷や凹凸に起因する位相差に対応した輝度の干渉ビームに変換される。従って、ノマルスキープリズムから出射する干渉ビームの輝度変化を検出することにより、ガラス基板の表面に存在する各種欠陥を検出することができる。
【００２９】
ノマルスキープリズム２２から出射した合成干渉ビームは、第２の対物レンズ２１及びｆθレンズ１９を介してポリゴンミラー２０に入射し、デスキャンされる。ポリゴンミラーで反射した干渉ビームは、ダイクロイックミラー１８及び結像レンズ１７を経て偏光ビームスプリッタ１６に入射する。そして、基板表面からの反射光のうち偏光面が９０°回転した成分が偏光ビームスプリッタ１６で反射する。従って、偏光ビームスプリッタ１６は、レーザ光源１１から出射した照明光に対して偏光面を揃える偏光子として作用し、ノマルスキープリズムから出射した干渉光に対しては検光子として作用する。
【００３０】
偏光ビームスプリッタ１６から出射した干渉ビームは、結像レンズ２４及び２つの全反射ミラー２５及び２６を経て第１の光検出手段２７に入射する。第１の光検出手段２７は、５本の光ファイバ２８〜３２と、各光ファイバの光出射端に配置した５個のフォトダイオード３３ａ〜３３ｅ（図面上、符号３３ａと３３ｅだけを示す）とを有する。図２は、５本の光ファイバの光入射面と入射する干渉ビームとの関係を示す図である。本例では、光ファイバ２８〜３２は、断面が細長の形状を有し、これら５本の光ファイバは、入射する干渉ビームの長軸の方向に沿って配列する。従って、ガラス基板の表面からの楕円形の反射ビームは、５個のフォトダイオード３３ａ〜３３ｂにより受光されて電気信号に変換される。フォトダイオードからの各出力信号は、増幅器によりそれぞれ増幅され、信号処理装置に供給される。従って、５個のマルチチャネル化された検出系が構成される。
【００３１】
信号処理装置は、５個のフォトダイオードからの出力信号を処理して、微分干渉画像のビデオ信号を出力する。前述したように、微分干渉画像は、基板表面に存在する凹部及び凸部に対応した明の画像と暗の画像とが結合した欠陥画像を出力する。また、欠陥画像は、基板表面の凹凸に応じて明の画像と暗の画像の発生順序が反転する。従って、信号処理装置において、ビデオ信号について閾値処理を行うことにより、基板表面に存在する凸状欠陥及び凹状欠陥を検出することができる。
【００３２】
欠陥画像の輝度変化の検出方法として、ポリゴンミラーの各反射面の偏向期間中の出力信号同士を比較してその差分を検出し、差分信号について正及び負の２つの閾値を用いて２値化処理を行い、その結果に基づいて欠陥判定を行うことができる。例えば、正のパルスと負のパルスとが連続して発生する場合凸状欠陥であると判定され、逆に負のパルスと正のパルスとが連続して発生する場合凹状の欠陥であると判定する。
【００３３】
次に、散乱光の検出について説明する。ガラス基板１の表面上に異物が存在すると、異物により散乱光が発生する。この散乱光は、検査ビームの進行方向と反対の方向に進行する。また、ガラス基板の内部に気泡や局所的な屈折率分布が存在すると、これらのボイドからも散乱光が発生する。この散乱光は、検査ビームの伝搬方向に進行する。従って、ガラス基板１から発生する後方散乱光を検出することによりガラス基板の表面に存在する異物欠陥を検出することができ、前方散乱光を検出することにより基板の内部欠陥を検出することができる。本例では、第２の光検出手段４０により後方散乱光を検出し、第３の光検出手段５０により前方散乱光を検出する。
【００３４】
後方散乱光を検出する第２光検出手段４０は、ラッパ状の筒状体で構成され、ガラス基板１の表面から発生した後方散乱光を集光する集光素子４１と、対物レンズが挿入される孔を有し、集光素子４１から出射する反射光を反射させる孔開きミラー４２と、孔開きミラー４２からの反射光を受光する全反射ミラー４３と、全反射ミラー４３から出射する散乱光を受光する第１のフォトマルチプライヤー（PMT）４４とを有する。ガラス基板の表面上に異物が存在し、この異物に走査ビームが入射すると、異物表面で反射する散乱光が発生する。この散乱光は主として走査ビームの伝搬方向と反対方向に向けて進行する。基板表面から出射する後方散乱光は、集光素子４１により集光され、集光素子の反射性内周面で反射し、ほぼ平行な光に変換され、孔開きミラー４２に入射する。孔開きミラー４２は、中央に対物レンズ２３が挿入される開口が形成され、対物レンズの周囲に向けて進行する散乱光を全反射ミラー４３に向けて反射する。そして、全反射ミラー４３で反射し、PMT４４に入射し、電気信号に変換される。PMT４４からの出力信号は信号処理装置に供給する。
【００３５】
図３は、後方散乱光を集光する集光素子４１の作用を説明するための図である。散乱光を集光する集光素子４１は、回転放物面の形状を有する反射性部材、例えばアルミニウムの回転放物面形状体の一部を軸線と直交する面で切り出し、一方向に押圧変形させて楕円形に変形させた中空形状の集光素子である。従って、集光素子の内周面の放物面状に形成され、集光素子４１は放物面鏡としても機能する。集光素子４１は、基板１の表面から出射した前方散乱光が入射する光入射開口４１ａと、光入射開口の開口径よりも大きい開口径を有し、集光された散乱光が出射する光出射開口４１ｂと、光入射開口４１ａと光出射開口４１ｂとの間に位置する反射性内周面４１ｃとを有する。光入射開口４１ａ及び光出射開口４１ｂは、共に楕円形の開口である。集光素子４１の内周面４１ｃは、前記楕円の長軸を含む第１の面で切って見た場合、回転放物面により規定される曲面状に形成され、前記第１の面と直交する第２の面で切って見た場合、楕円面により規定される曲面状に形成されている。尚、回転放物面の焦点は、頂点よりも外側に位置する。集光素子４１は、回転放物面の焦点が基板表面と一致するように配置する。基板１の表面上に異物欠陥が存在すると、種々の角度で進行する前方散乱光が発生する。前方散乱光は、放物面鏡としても機能する集光素子４１の光入射開口を経て反射性放物面４１ｃに入射する。反射性内周面４１ｃは、放物面の焦点が基板表面と一致するように配置されているので、種々の角度で進行する散乱光は、放物面の焦点から出射したものとなり、反射性放物面４１ｃで反射し、平行光束として光出射開口４１ｂから出射する。
【００３６】
図４は本発明による集光素子４１の作用を説明するための図である。図４（Ａ）は、回転放物面の反射面に散乱光が入射した状態を示す。本発明による集光素子は、回転放物面体の一部を光軸（中心軸線）と直交する２つの面で切り出した放物面形状を有する。回転放物面体は、その焦点が放物面の頂点よりも外側に位置する場合、焦点から発生し種々の角度で進行する散乱光は、反射性放物面で反射し、平行光束として出射する。従って、回転放物面の焦点が基板の表面上に位置する場合、基板の表面上に点状の焦点が位置し、異物から発生し種々の方向に進行する散乱光は、放物面鏡により集光され、平行光束として進行する。すなわち、焦点が頂点よりも外側に位置する回転放物面は、散乱光を集光する作用を発揮する。一方、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す回転放物面体を一軸方向に押圧して断面形状が楕円形になるように変形させた楕円放物面の反射特性を示す。この場合、光入射開口及び光出射開口は共に楕円形をなす。断面が楕円形となるように変形した楕円放物面の場合、図４（Ｂ）に示すように、光軸（中心軸線）に沿って線状に延在する焦点、すなわち線状の焦点が形成される。図４（Ｃ）は、この楕円放物面体に対して、基板表面が線状の焦点上に位置するように設定する状態を示す。この場合、基板表面の線状領域から発生した散乱光は、反射面で反射し、平行光束として出射する。
【００３７】
本発明では、断面が楕円形の検査ビームを用いて基板表面を走査するため、図４（Ａ）に示す点状の焦点を有する回転放物面体を用いたのでは、異物から発生する散乱光を十分に集光することができない場合がある。そこで、本発明では、図４（Ｂ）に示す断面が楕円形の楕円放物面鏡を用いる。散乱光を集光する集光素子として、楕円放物面鏡により規定される曲面の内周面を有する中空体素子を用いれば、検査ビームのいずれかの部分から発生した散乱光を集光することが可能になる。
【００３８】
図１を参照しながら、前方散乱光を検出する第３の光検出手段５０について説明する。ガラス基板１の裏面側に、ガラス厚み補正機構付きの集光レンズ５１、穴付きミラー５２、及びミラー５２からの反射光を受光する第２のフォトマルチプライヤー５３を配置する。これらの光学素子は検査ヘッド２と同期して移動しガラス基板１の反対側の基板表面を検査する第２の検査ヘッド３に搭載する。ガラス基板の内部に存在する気泡や局所的な屈折率分布等のボイドに走査ビームが入射すると、走査ビームはボイドにより光路が僅かに曲げられて進行し、ガラス基板の裏面側から前方散乱光として出射する。この前方散乱光を検出することにより、ガラス基板の内部欠陥が検出される。本例では、集光レンズ５１により集光され、孔開きミラー５２で反射した散乱光を第２フォトマルチプライヤー５３により受光する。従って、第２のフォトマルチプライヤーからの出力信号を信号処理装置に供給し、内部欠陥による欠陥検出信号を発生させる。尚、正常な透過光は、孔開きミラー５２の開口５２ａを介して外部に出射し、散乱光検出の妨げになるのが防止れさる。
【００３９】
次に、オートフォーカス機構について説明する。本例では、光テコ方式により焦点誤差信号を発生させる。オートフォーカス用の焦点検出ビームを発生する光源として、波長が６７０ｎｍの光ビームを発生するレーザ光源６１を用いる。レーザ光源６１から出射した焦点検出ビームは、ビームスプリッタ６２を透過し、全反射ミラー６３で反射しダイクロイックミラー１８に入射し、検査ビームの光路に入射する。そして、ダイクロイックミラー１８を透過し、ｆθレンズ１９を経てポリゴンミラー２０に入射する。ポリゴンミラーで反射した焦点検出ビームは、再びｆθレンズ１９を通過し第２の対物レンズ２１及びノマルスキープリズム２２を経て対物レンズ２３に入射する。焦点検出ビームは、対物レンズ２３により集束し、基板１の表面上に合焦する。尚、対物レンズから出射した焦点検出ビームは、基板１の表面に対して斜めの角度で入射する。基板表面で反射した焦点検出ビームは、再び対物レンズ２３を通過し、戻り光として逆の光路を進行する。すなわち、ノマルスキープリズム２２、第２の対物レンズ２１及びｆθレンズ１９を経てポリゴンミラー２０に入射し、デスキャンされる。さらに、ポリゴンミラーで反射し、ｆθレンズ１９及びダイクロイックミラー１８を透過し、全反射ミラー６３で反射する。さらに、ビームスプリッタ６２で反射し、結像レンズ６４を経てビーム変位素子６５に入射する。このビーム変位素子６５は、例えば回動可能な平行平面板で構成する。平行平面板を光軸の周りで回動させることにより、入射ビームは、回動方向に光軸から変位するように平行移動する。例えば、図１に示す例において、平行平面板６５を光軸を中心にして紙面内で回動することにより、入射した焦点検出ビームは、光軸から離れる方向又は光軸に近づく方向に平行移動する。焦点検出ビームは、ビーム変位素子６５により光軸方向の位置が調整された後、光検出器６６に入射して焦点検出スポットを形成する。光検出器６６は、分割線６６ａで分割された２個の受光領域６６ｂ及び６６ｃを有する。本例では、分割線６６ａは紙と直交する方向に延在する。尚、ビーム変位素子６５を調整することにより、焦点検出スポットを分割線６５ａ上に位置させ、合焦状態に設定する。
【００４０】
図５は光テコ方式による焦点制御の原理を示す図である。図５において、上段は基板表面と焦点検出ビームとの関係を示す図であり、下段は光検出器上に形成される焦点スポットの状態を示す図である。図５（Ｂ）は焦点検出ビームが基板１の表面上に合焦した状態を示す。焦点検出ビームが基板の表面上に合焦すると、光検出器６６上に形成される焦点検出スポットは、分割線６６ａ上に位置し、２個の受光領域６６ｂ及び６６ｃには互いに等しい光量の光が入射する。図５（Ａ）は、基板１が光軸方向に対物レンズから離れる方向に変位し又は検査ヘッドが基板から離れる方向に変位した状態を示す。この場合、焦点検出ビームが光軸から変位した点で反射するため、光検出器６６上に形成される焦点検出スポットは、分割線６６ａと直交する方向に変位する（本例の場合、焦点スポットは図面の右側に変位する）。図５（Ｃ）は、基板が対物レンズに近づく方向に変位し又は検査ヘッドが基板に近づく方向に変位した状態を示す。基板が光軸方向に対物レンズに近づく方向に変位すると、基板の表面上において焦点検出ビームは光軸から反対側に変位した点で反射するため、光検出器６６上に形成される焦点スポットは、分割線６６ａと直交する方向に反対方向に変位する。このように、基板が対物レンズの光軸方向（Ｚ軸方向）に変位すると、光検出器６６の２個の受光領域６６ｂ及び６６ｃに入射する光量が変化するので、２個の受光領域からの出力信号に基づいて検査ヘッドを光軸方向に駆動するための焦点制御信号を形成することができる。
【００４１】
図６は、本発明によるオートフォーカス機構の一例を示す図である。２個の受光領域６６ｂ及び６６ｃからの出力信号は、増幅器６７ａ及び６７ｂによりそれぞれ増幅され、減算手段６８及び加算手段６９にそれぞれ供給する。減算手段６８において２つの受光領域らの出力信号の差分を検出して差信号を形成する。この差信号は、信号誤差に相当する信号であり、その符号は前ピン状態又は後ピン状態かを示す。また、加算手段６９において、２つの出力信号を加算して加算信号を形成する。差信号及び加算信号は除算手段７０に供給し、差信号を加算信号で除算し、正規化された焦点誤差信号を形成する。正規化された焦点誤差信号は、検査ヘッドを光軸方向に駆動するための焦点制御信号として利用する。除算手段７０から出力される焦点制御信号はパワー増幅器７１で所定のレベルに増幅し、検査ヘッドを光軸方向に変位させる駆動装置に供給する。本例では、駆動装置は、モータ７２とボールネジ７３で構成する。検査ヘッドは、検出される焦点誤差に応じて光軸方向に駆動され、従って、検査ヘッドは基板表面に対して常時合焦した状態に制御される。尚、本例では、中央に位置する光ファイバと両端に位置する２本の光ファイバに入射する光を利用したが、中央に位置する光ファイバと一方の端部に配列された１本の光ファイバの光出力を利用して焦点検出信号を生成することも可能である。
【００４２】
次に、オートフォーカスの合焦設定について説明する。ガラス基板、石英基板、或いはガラス基板上にハーフトーン膜又は遮光膜が形成された基板のように、パターンが形成されていない基板表面を撮像した場合、ビデオ信号は明暗の輝度パターンを含まないため、合焦設定を行うのが極めて困難である。一方、本発明による検査装置は、シリンドリカルレンズを用いて検査光源から発生したレーザビームを断面が楕円形のビームに変換し、楕円形ビームにより基板表面を走査する。ここで、シリンドリカルレンズは、一種の非点収差素子であり、基板表面に対する検査ビームの焦点状態に応じて光検出手段上に形成されるスポットの形状が変化する。本例では、この検査ビームの特有の特性を利用して焦点検出装置を構成する。
【００４３】
図７Ａ〜Ｃは、基板表面に対する検査ビームの焦点状態に応じて、光検出手段上に形成される検査ビームのスポット形状を示す。基板表面で反射した検査ビーム（干渉ビーム）は、５本の光ファイバ２８〜３２に入射し、光スポット８０を形成する。図７Ａは、基板の表面上に検査ビームが集束した合焦時におけるスポット８０ａの形状を示す。合焦時において、５本の光ファイバの配列方向と一致する長軸を有する楕円形のスポットが形成される。従って、各光ファイバに入射する検査光の光量は互いに同一である。図７Ｂは、検査ビームの焦点が基板表面よりも対物レンズ側に変位した近焦点時のスポット８０ｂの形状を示す。近焦点時には、楕円の長軸と短軸とが反転し、縦長の楕円形スポットが形成される。従って、近焦点時には、両端に位置する光ファイバに入射する検査光の光量は減少し、中央に位置する光ファイバに入射する検査光の光量が増大する。さらに、遠焦点時に形成されるスポット８０ｃの形状を図７Ｃに示す。遠焦点時には、楕円の長軸と短軸は反転せず、５本の光ファイバ上には、拡大された楕円形のスポットが形成される。この場合、各光ファイバに入射する検査光の光量はほぼ同一である。このように、本発明においては、基板表面に対する検査ビームの焦点状態に応じて、光検出手段上に形成される検査ビームによるスポットの形状が変化する。この特性を鑑み、本発明では、光検出手段からの出力信号に基づいて検査ビームの焦点状態を表す焦点検出装置を実現する。
【００４４】
図８は本発明による焦点検出装置の一例を示す線図である。５個のフォトダイオード３３ａ〜３３ｅからの出力信号は、増幅器８１ａ〜８１ｅによりそれぞれ増幅する。光ファイバの配列方向の両端に位置する光ファイバに結合されているフォトダイオード３３ａ及び３３ｅからの出力信号は、焦点検出装置８２を構成する加算手段８３に供給する。中央に位置する光ファイバに結合されているフォトダイオード３３ｃからの出力信号は、２倍の乗算手段８４に供給する。加算手段８３からの出力信号と乗算手段８４からの出力信号は減算手段８５に供給して、乗算手段８４の出力信号から加算手段８３の出力信号との差信号を形成する。この差信号は、基板表面に対する検査ビームの焦点状態を示す焦点検出信号を形成する。
【００４５】
図９は検査ヘッドの光軸方向の位置と焦点検出信号との関係を示すグラフである。遠焦点時において、５個のフォトダイオードに入射する光の光量は同一であるため、焦点検出信号はほぼ零である。その状態から検査ヘッドが合焦位置に近づき、合焦位置においても焦点検出信号は零である。一方、合焦位置から近焦点状態に移行すると、中央に位置する光ファイバに結合されたフォトダイオード３３ｃの出力信号が増大を開始し、両端の光ファイバに結合されたフォトダイオードの出力信号が減少を開始する。その結果、検査ヘッドの合焦位置を境にして焦点検出信号は急激に増大する。従って、焦点検出信号が増大する開始点が合焦位置、すなわち、最良の焦点位置となる。
【００４６】
上述した焦点検出信号の特性を鑑み、本発明では、検査に先立って、検査ヘッドを光軸方向に変位させながら焦点検出信号を検出し、焦点検出信号の出力値が零から増大を開始する検査ヘッドの光軸方向の位置を検出し、最良の焦点位置として設定する。そして、オートフォーカス機構のビーム変位素子６５を調整し、光検出器６６の２個の受光領域６６ｂ及び６６ｃの出力強度が互いに等しくなるように設定する。このように設定された状態において、オートフォーカス機構を動作させ、焦点制御信号を出力する。そして、図６に示すモータ７２に駆動信号を供給し、検査中検査ビームが基板の表面上に合焦するように焦点制御が行われる。
【００４７】
次に、検査ヘッドの駆動系について説明する。図１０は、検査ヘッドの駆動装置を示す線図的平面図である。防振台を用意し、その上に基台（図示せず）を配置する。基台上に検査すべき基板１を縦型に固定配置する。基板１をはさんで両側に石柱９０ａ及び９０ｂをそれぞれ配置する。石柱９０ａ及び９０ｂには検査ヘッドをＹ軸方向に移動させるためのＹ軸駆動ボールネジ９１ａ及び９１ｂをそれぞれ配置する。また、石柱には、それぞれ２本のＹ軸ガイドレール９２ａ，９２ｂ及び９２ｃ，９２ｄを設ける。ボールネジ９１ａ及び９１ｂ並びにＹ軸ガイドレールには、支持フレーム９３ａ及び９３ｂをそれぞれ連結する。また、基板１の基板面をはさんで対向するように、Ｘ方向駆動を行う２個のリニアモータ９４ａ及び９４ｂを設けると共に、Ｘ軸ガイドレール９５ａ及び９５ｂを設ける。リニアモータ９４ａ及びＸ軸ガイドレール９５ａに第１の検査ヘッド２を装着し、リニアモータ９４ｂ及びＸ軸ガイドレール９５ｂに第２の検査ヘッド３を装着する。リニアモータ９４ａ及び９４ｂ並びにＸ軸ガイドレール９５ａ及び９５ｂは、支持フレーム９３ａ及び９３ｂに連結する。さらに、第１及び第２の検査ヘッド２及び３には、検査ヘッドを対物レンズの光軸方向に変位させる駆動装置を構成するボールネジ７３及びモータ７２を連結する。
【００４８】
２個の検査ヘッド２及び３は、リニアモータ９４ａ及び９４ｂによりＸ方向に互いに同期して同一方向に駆動される。また、軸駆動ボールネジ９１ａ及び９１ｂを駆動することにより、２個の支持フレームがＹ軸方向に同期して移動し、２個の支持フレームのＹ軸方向の移動によりリアニモータ及びＸ軸ガイドレール並びに検査ヘッドはＹ軸方向に駆動されることになる。本例では、ジッグザック駆動するものとし、リニアモータにより第１及び第２の検査ヘッドをＸ方向に所定の速度で移動させ、Ｘ方向の反対側に端部に到達した後Ｙ方向に所定のピッチだけ移動させ、さらにリニアモータによりＸ方向の反対方向に向けて移動する。これら駆動装置による移動とポリゴンミラーによる走査とにより、ガラス基板の全面が検査ビームで走査される。
【００４９】
本発明は上述した実施例だけに限定されず、種々の変形や変更が可能である。例えば、上述した実施例では、微分干渉光学系としてノマルスキープリズムを用いたが、ウオルストンプリズムやロッションプリズム等の各種微分干渉光学素子を用いることもできる。また、上述した実施例では、５個のフォトダイオードを用いて５チャンネルで欠陥検査を行ったが、５チャンネルに限定されず、目的等に応じて適切なチャンネル数に設定することも可能である。
【００５０】
さらに、上述した実施例では、ガラス基板の欠陥検査について説明したが、石英基板、ガラス基板の表面にハーフトーン膜や遮光膜が形成されている基板の検査についても適用される。また、ガラス基板以外に、フォトマスクの保護に用いられるペリクルの欠陥検査についても適用することができる。ペリクルは、薄い透明膜であり剛体ではないため、検査中に変形し易い特性がある。このため、共焦点光学系を用いて欠陥検査したのでは、検査中にペリクルが局所的に変位し、ペリクルからの反射光が光検出手段に適正に入射せず、有効な欠陥検査を行うことができない。これに対して、本発明の検査光学系は非共焦点光学系であり、検査中にペリクル面が変位ないし変形しても、ペリクルからの反射光が光検出手段に入射するので、正確な欠陥検査を行うことができる。従って、基板の概念には、ペリクルも含むものである。
【００５１】
さらに、上述した実施例では、ビーム偏向素子としてポリゴンミラーを用いたが、振動ミラー等の各種スキャナを用いることも可能である。
【００５２】
さらに、上述した実施例では、基板をはさんで両側にそれぞれ検査ヘッドを配置して、基板の両側から検査する構成としたが、基板の一方の基板面と対向するように１台の検査ヘッドを配置して基板の片側だけを検査することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明による基板検査装置の全体構成を示す線図である。
【図２】第１の光検出手段に入射する干渉ビームの形状を示す図である。
【図３】基板表面から出射する散乱光の進行状態を示す図である。
【図４】本発明による集光素子の作用を説明するための図である。
【図５】光テコ方式の焦点状態を説明するための図である。
【図６】オートフォーカス機構の一例を示す図である。
【図７】５本の光ファイバ上に形成される光スポットの状態を示す図である。
【図８】本発明による焦点検査装置の一例を示す図である。
【図９】検査ヘッドの光軸方向に位置に対する焦点検出信号の変化を示すグラフである。
【図１０】本発明による基板検査装置の駆動系を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  基板
２，３  検査ヘッド
１１  レーザ光源
１２  ファラディーアイソレータ
１３  コリメータレンズ
１４  直角プリズム
１５  シリンドリカルレンズ
１６  偏光ビームスプリッタ
１７  結像レンズ
１８  ダイクロイックミラー
１９  ｆθレンズ
２０  ポリゴンミラー
２１  第２の対物レンズ
２２  微分干渉光学系
２３  対物レンズ
２４  結像レンズ
２５，２６  全反射ミラー
２７  第１の光検出手段
２８〜３２  光ファイバ
３３ａ〜３３ｅ  フォトダイオード
４０  第２の光検出手段
４１  集光素子
４４，５３  ＰＭＴ
５０  第３の光検出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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