(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス光を照射するパルス幅調整可能のパルス光照射手段と、
前記パルス光を検査対象の表面に集光する集光手段と、
この集光手段により集光されたパルス光が検査対象の表面欠陥に照射された場合に発生する回折光の中で前記パルス光と同一波長を観測波長として選択する観測波長選択手段と、
この観測波長選択手段により選択された観測波長の回折光を前記パルス光と同期した発光タイミングで同一の発光時間だけ通過させる観測時間選択手段と、
この観測時間選択手段により選択された観測時間回折光を検出する検出手段と、
この検出手段からの検出出力に基づいて前記検査対象の表面欠陥を判定する判定手段と、
前記検査対象へ集光されたパルス光の正反射光を抽出して検査対象へ集光されるパルス光の共焦点を生成する共焦点生成手段と、
前記共焦点位置における正反射光のビーム像の画像を計測する形状計測手段と、
この形状計測手段により計測された正反射光の形状から検査対象へ集光されるパルス光の集光径を求める形状・集光径変換演算手段と、
を具備することを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
前記請求項１記載の表面検査装置において、
前記パルス光照射手段は、前記パルス光の波長変換が可能の波長可変パルス光照射手段に置換されていることを特徴とする表面検査装置。
【請求項３】
前記請求項１記載の表面検査装置において、
前記パルス光照射手段に代えて、複数の波長のパルス光を照射する多波長パルス光照射手段と、
この多波長パルス光照射手段からの複数波長のパルス光から特定波長のパルス光を分離して前記集光手段に与える波長分離手段と、
を設けていることを特徴とする表面検査装置。
【請求項４】
前記請求項１記載の表面検査装置において、
前記集光手段をその焦点方向に走査する走査手段と、
共焦点法に従い、検査対象へ集光されるパルス光の集光径が最小になる前記集光手段の位置からパルス光が照射される位置の検査対象の高さを求める形状演算手段と、
を有することを特徴とする表面検査装置。
【請求項５】
前記請求項４記載の表面検査装置において、
前記形状計測手段に代えて、前記共焦点位置に設置されたピンホールを通過した正反射光の強度を計測する強度計測手段を設け、
前記形状・集光径変換演算手段に代えて、計測された正反射光の強度から検査対象へ集光されるパルス光の集光径を求める強度・集光径変換演算手段と、
を設けたことを特徴とする表面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は検査対象からの回折光を検出することにより欠陥を検出する表面検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の表面検査装置の一例としては、検査対象の表面にレーザ光を照射し、その検査対象に発生する回折光に基づいて表面の欠陥を検出するレーザ回折法が知られている。
【０００３】
図５はこの種の従来の表面検査装置１の原理を示す図である。この表面検査装置１は、検査対象である試験台２の表面にレーザビーム３を照射するレーザ発振器４、レーザビーム３が表面欠陥に照射された場合に発生する回折光５を受光するスクリーン６を有する（例えば、非特許文献１参照）。このような表面検査装置１では、レーザ発振器４のレーザビーム３が試験台２の表面欠陥に照射された場合、スクリーン６において欠陥に特有の回折光パターン７を受光することができる。このため、空間フィルタを用いて欠陥特有の回折光５を検出することにより、欠陥有無等の検出が可能となる。また、回折光パターン７を画像処理することにより欠陥種別の弁別も可能である。
【非特許文献１】「レーザ計測ハンドブック」丸善株式会社  平成５年９月２５日発行  第４５９頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のような従来の表面検査装置１では、表面欠陥による回折光の強度が弱い検査対象あるいは欠陥種別の場合、光学系や、信号処理装置、画像処理装置等の装置構成が複雑になるという課題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、回折光の強度が弱い検査対象あるいは欠陥種別の場合であっても、構成が簡単な表面検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、パルス光を照射するパルス幅調整可能のパルス光照射手段と、前記パルス光を検査対象の表面に集光する集光手段と、この集光手段により集光されたパルス光が検査対象の表面欠陥に照射された場合に発生する回折光の中で前記パルス光と同一波長を観測波長として選択する観測波長選択手段と、この観測波長選択手段により選択された観測波長の回折光を前記パルス光と同期した発光タイミングで同一の発光時間だけ通過させる観測時間選択手段と、この観測時間選択手段により選択された観測時間回折光を検出する検出手段と、この検出手段からの検出出力に基づいて前記検査対象の表面欠陥を判定する判定手段と、前記検査対象へ集光されたパルス光の正反射光を抽出して検査対象へ集光されるパルス光の共焦点を生成する共焦点生成手段と、前記共焦点位置における正反射光のビーム像の画像を計測する形状計測手段と、この形状計測手段により計測された正反射光の形状から検査対象へ集光されるパルス光の集光径を求める形状・集光径変換演算手段と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、回折光の強度が弱い検査対象や欠陥種別を検出手段により検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係る表面検査装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、これらの添付図面中、同一または相当部分には同一符号を付している。
【０００９】
（実施例１）
図１は、実施例１に係る表面検査装置１１の構成を示すブロック図である。この表面検査装置１１は、パルス光１２を照射するパルス光照射手段１３、パルス光１２を検査対象１４に集光させ照射する集光手段１５、集光されたパルス光１２が検査対象１４の表面欠陥１６に照射された場合に発生する回折光１７から、パルス光１２と同一の波長を観測波長として選択する観測波長選択手段１８、さらに、この観測波の中からパルス光１２と同期した発光タイミングで同一の発光時間だけ通過させる観測時間選択手段１９、この観測時間選択手段１９から出力される回折光を検出する検出手段２０、この検出手段２０の出力から表面欠陥２１の有無や種別を判定する判定手段２１を１系統以上具備している。
【００１０】
パルス光照射手段１３は、パルス光１２を照射するパルス光源であり、例えば、Ｘｅフラッシュランプ等の希ガスのフラッシュランプ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザやＮｄ：ＹＬＦレーザ、ＸｅＣｌ、ＫｒＦ、ＡｒＦのエキシマレーザ、ＣＯ２レーザ等のパルス発振のレーザ等である。そして、パルス光照射手段１３は、パルス光１２の点灯（発光）タイミングを示すＴＴＬ信号等の電気信号の形態で観測時間選択手段１９へ伝送するタイミング信号伝送手段を備えている。なお、これらパルス光源は、パルス光１２のパルスエネルギーやパルス幅を調整することができるように構成されている。特に、パルス幅の調整は、例えば、フラッシュランプでは電気回路のコンデンサ変更、レーザでは共振器長の変更等によって行うことが可能である。
【００１１】
集光手段１５は、パルス光１２を検査対象１４に集光する光学素子であり、例えば、単レンズ、メニスカスレンズを用いて１枚以上で構成されるレンズ等の各種光学レンズで構成される。
【００１２】
観測波長選択手段１８は、パルス光１２と同一波長の光を透過する一方、パルス光１２の波長と異なるノイズ光を遮断する光学フィルタであり、例えば、色ガラスフィルタ、干渉フィルタで構成される。光学フィルタの透過波長は、回折光１７の波長の一部または全部を含むように選択されるか、もしくはノイズ光の波長の一部または全部を遮断するように選択される。
【００１３】
観測時間選択手段１９は、パルス光１２と同期した発光タイミングで同一の発光時間だけ回折光１７を透過するシャッタであり、例えば、遮蔽体を動作させるメカニカルシャッタや液晶シャッタ、あるいはポッケルス効果や、カー効果、ファラデー効果を有する電気光学素子や音響光学素子等を用いたシャッタで構成される。シャッタの開時間は、回折光１７の発光の一部または全部を含むように選択されるか、もしくは、特にノイズ光よりも高強度な時間だけ開状態になるように選択される。また、シャッタの開タイミングは、パルス光照射手段１３のタイミング信号伝送手段（図示せず）から与えられるＴＴＬ信号等の電気信号と同期するようになっている。
【００１４】
検出手段２０は、光検出器であり、例えば、フォトダイオード、ＰＩＮフォトダイオード、アバランシュフォトダイオード、光電管、光電子増倍管等、ラインセンサ等の光検出器を２次元的に複数以上並べて構成される。また、ＣＣＤ（電荷結合素子）、冷却ＣＣＤ、イメージインテンシファイア等の２次元検出器で構成することもできる。なお、ＣＣＤ、イメージインテンシファイア等は電子シャッタ機能を有しており、観測時間選択手段１０を省略することができる。検出手段２０により検出された回折光１７は、電気信号に変換されて判定手段２１へ伝送される。
【００１５】
判定手段２１では、検出手段２０からの出力を画像化して画像処理を行い、欠陥の有無および種別を判定する。このような判定手段２１は、アナログ信号やデジタル信号の入出力を備え、画像処理を行うことが可能な汎用ＰＣ（パーソナルコンピュータ）やマイクロプロセッサ等により構成される。
【００１６】
次に、この表面検査装置１１の作用を説明する。
【００１７】
まず、パルス光照射手段１３において、検査対象１４へ照射するパルス光１２の出力を設定する。この出力設定は、検査対象１４の照射部位に干渉等の影響を与えない範囲内でパルス光１２のパルスエネルギーが大きくなるようにパルスエネルギーやパルス幅τを設定する。特に、パルス幅を広げることでパルスエネルギーを大きく設定できるため、パルス幅の設定は重要である。ここで、設定後のパルス光１２は、波長をλ、パルス幅をτ、とする。このパルス光１２は、集光手段１５によって検査対象１４の欠陥の無い正常部に照射された場合、ほぼ正反射の方向に反射される。他方、パルス光１２が表面欠陥１６に照射された場合、正反射の方向以外の方向に表面欠陥１６に特有の回折光１７が発生する。この回折光１７は、検査対象１４の照射部位に干渉等影響を与えない範囲内においてパルス光１２のエネルギーが大きくなるように設定されているため、高強度な回折光１７を得ることができる。これにより、回折光１７の強度が弱い検査対象１４あるいは欠陥種別の場合でも、高強度の回折光１７を得ることができる。
【００１８】
このようにして得られた表面欠陥１６の回折光１７は、パルス光１２と同一の波長λ、パルス幅τである。このため、表面欠陥１６の回折光１７は、波長λを透過波長に設定している観測波長選択手段１８を透過する。他方、波長λとは異なる波長のノイズ光は、観測波長選択手段１８によって遮断される。続いて、観測波長選択手段１８を透過した後の回折光１７は、パルス光１２の点灯タイミングと同期して開状態となり、パルス幅τと同一の時間だけ開状態になっている観測時間選択手段１９を通過する。この場合、観測時間選択手段１９のシャッタ開時間が、回折光１７のパルス幅τと同一であり、パルス幅τの回折光１７が時間的には全て通過する。他方、波長λと同一波長であってもパルス光１２の発光タイミングおよび発光時間が異なるノイズ光は、観測時間選択手段１９によって遮断される。これにより、パルス光１２と同一の波長、発光タイミングおよび発光時間が異なるノイズ光を遮断することができる。このために、検出手段２０では、表面欠陥１６の回折光１７を高ＳＮ比で検出することができる。したがって、判定手段２１において、欠陥検出や画像処理による欠陥種別の弁別を高精度により行うことが可能である。
【００１９】
すなわち、表面検査装置１１によれば、パルス光１２が照射される検査対象１４の照射部位に干渉等影響を与えない範囲内でパルス光１２のエネルギーが可及的に大きくなるようにパルスエネルギーやパルス幅をパルス光照射手段１２で設定しているので、回折光１７の強度が弱い検査対象１４あるいは欠陥種別の場合でも、高強度の回折光１７を得ることができる。さらに、表面欠陥１６の回折光１７の波長λおよびパルス幅τを選択して検出することにより、ノイズ光が存在する場合であっても、回折光１７を検出することができる。これにより、表面欠陥１６の回折光１７を高ＳＮ比で検出することが可能となり、欠陥検出や画像処理による欠陥種別の弁別を高精度で容易に行うことができる。
【００２０】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２に係る表面検査装置１１Ａの構成を示すブロック図である。この表面検査装置１１Ａは、上記実施例１に係る表面検査装置１１に、上記パルス光照射手段１３に代る波長可変パルス光照射手段２２、検査対象１４へ集光されたパルス光１２の正反射光を抽出して検査対象１４へ集光されるパルス光１２の共焦点を生成する図２中上下一対の第１，第２共焦点生成手段２３ａ，２３ｂ、共焦点位置における正反射光の形状を計測する形状計測手段２４、計測された正反射光の形状から検査対象１４へ集光されるパルス光１２の集光径を求める形状・集光径変換演算手段２５、集光手段１５をその焦点方向に走査する走査手段２６、共焦点法に従い、検査対象１４へ集光されるパルス光１２の集光径が最小になる場合の集光手段１５の位置からパルス光１２が照射される位置の検査対象１４の高さを求める形状演算手段２７を設けることにより構成されている。
【００２１】
上記波長可変パルス光照射手段２２は、上記パルス光照射手段１３に代えて配設されるものであり、パルス光１２の波長を変えることができるパルス光源である。例えば、Ｔｉ：Ｓａｐｐｈｉｒｅ等の波長可変固体レーザ、Ｄｙｅレーザ等の波長可変液体レーザで構成される。パルス光１２の波長を変更することにより、集光手段１５の焦点距離が波長に依存して変わるため、集光手段１５を移動させることなく検査対象１４へ照射されるパルス光１２の集光径を変えることができる。また、回折の原理から表面欠陥１６の回折光１７の回折角を変えることができる。他方、パルス光１２の点灯（１発光）タイミングが、ＴＴＬ信号等の電気信号の形態で観測時間選択手段１９へ伝送されるようになっている。
【００２２】
図２中下方の第１共焦点生成手段２３ａは、検査対象１４へ集光されたパルス光１２の正反射光を取り出す光学素子であり、例えば、ビームスプリッタや偏光ビームスプリッタで構成される。なお、偏光ビームスプリッタで構成する場合は、偏光板や偏光プリズム、波長板等と組み合せて構成される。
【００２３】
図２中上方の第２共焦点生成手段２３ｂは、集光手段１５と同一の光学素子である。
【００２４】
形状計測手段２４は、計測光のビーム形状を画像計測する２次元検出器であり、例えば、ＣＣＤ、ラインセンサアレイ、フォトダイオードアレイ等で構成される。また、画像計測する計測光が微弱な場合は、冷却ＣＣＤやイメージインテンシファイア等の高感度の２次元検出器で構成される。
【００２５】
形状計測手段２４は、その受光面が、共焦点生成手段２３ｂの焦点に位置するように設置される。また、形状計測手段２４は、ピンホール、スリット、ナイフエッジ等の開口を受光面に備えた光検出器でも構成することができる。この場合は、開口が第２共焦点生成手段２３ｂの焦点に設置され、受光面と平行に開口を２次元走査してビーム形状を画像計測する。計測画像は、電気信号に変換されて形状・集光径変換演算手段２５へ与えられる。
【００２６】
形状・集光径変換演算手段２５では、計測画像を取り込み、画像を表示する一方、画像の輝度強度や輝度ヒストグラム等から計測光のビーム形状を抽出し、その集光径を求める。そして、その演算結果は、電気信号の形態で形状演算手段２７へ与えられる。このような形状・集光径変換演算手段２５は、アナログ信号およびデジタル信号の入出力を複数以上備え、取込画像に対して画像処理を行うことができる汎用ＰＣにより構成することができる。
【００２７】
走査手段２６は、集光手段１５をその焦点方向に走査する駆動機構で構成される。このような駆動機構としては、ステッピングモータやサーボモータ、ピエゾアクチュエーターが挙げられる。走査手段２６は、外部入力の電気信号によって駆動制御され、取り付けた集光手段１５をその焦点方向に走査するようになっている。
【００２８】
形状演算手段２７では、走査手段２６を駆動制御する電気信号を出力する一方、形状・集光径変換演算手段２５からパルス光１２の集光径の数値を取り込む。そして、パルス光１２の集光径およびその時の走査手段２６の位置を記憶し、記憶されたパルス光１２の集光径の数値比較ができるようになっている。このような形状演算手段２７は、アナログ信号およびデジタル信号の入出力を複数以上備え、取込信号の記憶と信号処理を行うことができる汎用ＰＣで構成することができる。なお、形状演算手段２７、形状・集光径変換演算手段２５、判定手段２１は、一つの汎用ＰＣやマイクロプロセッサ等により代用することも可能である。
【００２９】
次に、この表面検査装置１１Ａの作用を説明する。
【００３０】
検出手段２０により検出される表面欠陥１６の回折光１７が微弱な場合、検査対象１４へ照射するパルス光１２の波長λを変更し、検査対象１４へ照射されるパルス光１２の集光径および表面欠陥１６の回折光１７の回折角を変える。この回折角の変更は、波長可変パルス光照射手段２２により行なう。すなわち、パルス光１２の集光径を変えて分解能を変えることにより表面欠陥１６の開口を検出できるように、または回折光１７の回折角がノイズ光と異なる方向になるように、またはその両方の条件を満たすようにパルス光１２の波長を変更する。また、可能な場合、ノイズ光の波長と重ならない波長に変更する。ここで、変更後のパルス光１２は、波長λａとする。
【００３１】
このパルス光１２は、共焦点生成手段２３ａでその光路が曲げられ、集光手段１５によって検査対象１４へ照射される。そして、検査対象１４の表面欠陥１６にパルス光１２が照射された場合、回折光１７が発生する。この回折光１７は、パルス光１２の集光径、表面欠陥１６の回折光１７の回折角が調整されているため、検査対象１４で散乱するパルス光１２によるノイズ光が小さく、また指向性の高いノイズ光を避けるようになっている。これにより、回折光１７の強度が弱い検査対象１４あるいは欠陥種別の場合でも、回折光１７を得ることができる。そして、観測波長選択手段１８の観測波長を変更波長λａに設定し、実施例１と同様の作用を受けることにより、表面欠陥１６の回折光１７を高ＳＮ比で検出でき、欠陥検出や画像処理による欠陥種別の弁別を高精度かつ容易に行うことが可能となる。
【００３２】
他方、検査対象１４の欠陥の無い正常部にパルス光１２が照射された場合の正反射光は、照射されたパルス光１２の照射経路を逆に戻り、集光手段１５を経て第１共焦点生成手段２３ａを透過する。そして、第２共焦点生成手段２３ｂによって形状計測手段２４の受光面に集光され、画像計測される。受光面上の正反射光の形状は、共焦点の原理から検査対象１４に照射されたパルス光１２の形状と同一である。そこで、形状・集光径変換演算手段２５において、正反射光の形状を表示し、その集光径を求めることにより、検査対象１４へ照射されるパルス光１２の形状と集光径を監視および計測することが可能となる。
【００３３】
さらに、パルス光１２が照射される位置の検査対象１４の高さを計測することができる。この場合は、形状演算手段２７において、走査手段２６を走査し、正反射光の集光径が最小となる集光手段１５の位置を高さとして記憶する。正反射光の集光径が最小になるのは、共焦点の原理からパルス光の集光径が最小になる場合であり、パルス光１２を照射する集光手段１５の焦点に検査対象１４が位置した場合である。従って、パルス光１２が照射される位置の検査対象１４の高さは、形状演算手段２７において、正反射光の集光径が最小となる集光手段１５の高さから集光手段１５の焦点距離だけ低い高さとして求めることができる。
【００３４】
すなわち、この表面検査装置１１Ａによれば、波長可変パルス光照射手段２２によりパルス光１２の波長を変更して検査対象１４へ照射するパルス光１２の集光径および表面欠陥１６の回折光１７の回折角を調整することにより、検査対象１４の表面で散乱するパルス光１２によるノイズ光を小さくできると共に、指向性の高いノイズ光を避けることができる。これにより、回折光１７の強度が弱い検査対象１４あるいは欠陥種別の場合でも、回折光１７を高精度で得ることができる。
【００３５】
また、検査対象１４に照射されたパルス光１２の正反射光を共焦点位置におかれた形状計測手段２４によって画像計測することにより、共焦点の原理から、検査対象１４へ照射されたパルス光１２の形状および集光径を監視および計測することができる。
【００３６】
さらに、走査手段２６により集光手段１５を走査し、検査対象１４に照射されたパルス光１２の正反射光の集光径が最小となる集光手段１５の位置を求めることにより、共焦点の原理から、パルス光１２が照射される位置の検査対象１４の高さを求めることができる。
【００３７】
（実施例３）
図３は本発明の実施例３に係る表面検査装置１１Ｂの構成を示すブロック図である。この表面検査装置１１Ｂは、上記実施例２に係る表面検査装置１１Ａにおいて、波長分離手段２８と第２の集光手段２９を設ける一方、形状計測手段２４を第１，第２強度計測手段３０ａ，３０ｂに置換し、また、可変パルス光照射手段２２を多波長パルス光照射手段３１に置換し、さらに、形状・集光径変換演算手段２５を強度・集光径変換演算手段３２に置換した点に特徴がある。
【００３８】
すなわち、多波長パルス光照射手段３１は、複数の波長のパルス光１２を照射することができるパルス光源であり、例えば、波長変換や光パラメトリック発振を行う非線形結晶をパルス発振のレーザに取り付けて構成される。波長変換を行う非線形結晶を取り付けた場合は、波長変換されたパルス光１２以外にも、波長変換前の波長のパルス光１２が発生する。他方、光パラメトリック発振を行う非線形結晶を取り付けた場合は、波長の異なる二つのパルス光１２が発生する。
【００３９】
波長分離手段１８は、複数の波長が混合している多波長パルス光照射手段３１のパルス光１２から特定波長のパルス光１２を分離する光学素子であり、例えば、ダイクロックミラー、特定波長のパルス光を反射あるいは透過するコーティングを行ったミラー等により構成される。本実施例では、波長分離手段２８は一つであるが、多波長パルス光照射手段３１のパルス光１２の波長数だけ波長分離手段２８および第２の集光手段２９を用いることができる。
【００４０】
第１強度計測手段３０ａは、例えばＳＵＳ（ステンレス）等の金属板に微小な開口を穿設加工した素子である。その開口は、検査対象１４に照射されたパルス光１２の最小の集光径と同一の寸法および形状とする。また開口は、第２共焦点生成手段２３ｂの焦点に位置するように設置される。
【００４１】
第２強度計測手段３０ｂは、光検出器であり、例えば、フォトダイオード、ＰＩＮフォトダイオード、アバランシュフォトダイオード、光電管、光電子増倍管等で構成することができる。第２強度計測手段３０ｂは、第１強度計測手段３０ａの開口を通過した計測光を全て受光するように設置される。計測された受光強度は、電気信号に変換されて強度・集光径変換演算手段３２へ与えられる。
【００４２】
強度・集光径変換演算手段３２では、計測された受光強度および走査手段２６の走査位置を取り込み、それら数値を表示して記憶する一方、集光手段１５，２９の焦点方向の各位置におけるパルス光１２のビーム径が予めデータとして記憶されている。そして、記憶された受光強度の数値比較ができるようになっている。また、その結果は、電気信号の形態で形状演算手段２７へ与えられる。この強度・集光径変換演算手段３２は、アナログ信号およびデジタル信号の入出力を複数以上備え、取込信号に対して信号処理を行うことができる汎用ＰＣやマイクロプロセッサにより構成することができる。なお、強度・集光径変換演算手段３２、形状演算手段２７、判定手段２１は、一つの汎用ＰＣやマイクロプロセッサにより代用することも可能である。
【００４３】
次に、この表面検査装置１１Ｂの作用を説明する。
【００４４】
まず、検査対象１４の複数の位置の表面検査を行う場合、検査対象１４へ照射するパルス光１２の波長を多波長パルス光照射手段３１において複数選択する。ここで、パルス光１２のパルスエネルギー、パルス幅、波長の設定は、実施例１および２と同様に設定する。設定後のパルス光１２は、第１波長λ１、第２波長λ２とする。第１波長λ１のパルス光１２は、第１波長λ１のパルス光１２を反射する波長分離手段２８によって反射され、第２集光手段２９によって集光されて検査対象１４へ照射される。
【００４５】
そして、観測波長選択手段１８の観測波長を第１波長λ１に設定し、実施例１と同様の作用を受けることにより、表面欠陥１６の回折光１７を高ＳＮ比で検出でき、第１波長λ１のパルス光１２が照射される位置の表面検査を行うことが可能となる。
【００４６】
他方、第２波長λ２のパルス光１２は、波長分離手段２８を透過し、第１共焦点生成手段２３ａでその光路が曲げられ、集光手段１５によって検査対象１４へ集光照射される。
【００４７】
そして、観測波長選択手段１８の観測波長を第２波長λ２に変更し、実施例１と同様の作用を受けることにより、第１波長λ１のパルス光１２と同様に表面欠陥１６の回折光１７を高ＳＮ比で検出でき、第２波長λ２のパルス光１２が照射される位置の表面検査を行うことが可能となる。
【００４８】
これにより、第１，第２波長λ１，λ２の両パルス光１２がノイズ光となることがなく、さらには位置を区別して検査対象１４の複数の位置の表面検査を行うことが可能となる。なお、本実施例では、波長数は二つであるが、波長数を２以上に増やして波長分離手段２８および第２の集光手段２９を追加することで、より多くの位置の表面検査が可能になる。
【００４９】
第２波長λ２のパルス光１２が検査対象１４の欠陥の無い正常部に照射された場合の正反射光は、上記実施例２の表面検査装置１１Ａと同様の作用を受け、第１強度計測手段３０ａの開口を通過して第２強度計測手段３０ｂで受光される。そして、計測された受光強度は、強度・集光径変換演算手段３２へ与えられる。
【００５０】
一方、形状演算手段２７では、走査手段２６により集光手段１５，２９を走査し、集光手段１５，２９の位置を強度・集光径変換演算手段２６へ与えられる。したがって、強度・集光径変換演算手段３２では、集光手段１５，２９の各位置における受光強度を記憶することができる。第１強度計測手段３０ａは、第２共焦点生成手段２３ｂの焦点の位置に設置されているため、共焦点の原理に従い、正反射光は検査対象１４に照射されるパルス光１２が最小になった場合に欠けることなく第１強度計測手段３０ａを通過する。
【００５１】
パルス光１２は集光手段１５，２９が検査対象１４の焦点ｆに位置した場合に最小となるため、集光手段１５，２９の位置と受光強度の関係は図４で示す特性曲線Ａに示すようになる。
【００５２】
したがって、走査手段２６により集光手段１５，２９を走査して図４で示す特性曲線Ａを作成することにより、初期位置の受光強度Ｉから集光手段１５，２９の初期位置ｚを求めることができる。
【００５３】
そして、集光手段１５，２９の焦点方向の各位置におけるパルス光１２のビーム径が予め記憶されているため、検査対象１４へ集光される第２波長λ２のパルス光１２の集光径を求めることができる。これにより、強度・集光径変換演算手段３２において、検査対象１４へ照射される第２波長λ２のパルス光１２の集光径を監視および計測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例１に係る表面検査装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例２に係る表面検査装置の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の実施例３に係る表面検査装置の構成を示すブロック図。
【図４】図３で示す表面検査装置における集光手段の位置と第２強度計測手段の受光強度の関係を示すグラフ。
【図５】従来の表面検査装置の構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
【００５５】
１１，１１Ａ，１１Ｂ  表面検査装置
１２  パルス光
１３  パルス光照射手段
１４  検査対象
１５  集光手段
１６  表面欠陥
１７  回折光
１８  観測波長選択手段
１９  観測時間選択手段
２０  検出手段
２１  判定手段
２２  波長可変パルス光照射手段
２３ａ，２３ｂ  第１，第２共焦点生成手段
２４  形状計測手段
２５  形状・集光径変換演算手段
２６  走査手段
２７  形状演算手段
２８  波長分離手段
３０ａ，３０ｂ  第１，第２強度計測手段
３１  多波長パルス光照射手段
３２  強度・集光径変換演算手段
【図１】
0004690841.tif 000002
【図２】
0004690841.tif 000003
【図３】
0004690841.tif 000004
【図４】
0004690841.tif 000005
【図５】
0004690841.tif 000006