(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、
前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、
前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を検出する信号処理手段と、
前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、
前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、
前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、
前記結像手段は、前記結像レンズの射出瞳位置に配置された絞り部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の一部分を反射する反射部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の残りの部分を通過させる透過部を備えた分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状領域の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の前記透過部を通過した光によって結像される線状領域の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、
前記信号処理手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に検出し、
前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、
前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、
前記結像に対応して前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を視認可能に表示する表示手段と、
前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、
前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、
前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、
前記結像手段は、前記結像レンズの射出瞳位置に配置された絞り部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の一部分を反射する反射部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の残りの部分を通過させる透過部を備えた分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状領域の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の前記透過部を通過した光によって結像される線状領域の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、
前記表示手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を判別可能に表示し、
前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送する
ことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項３】
光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、
前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を２次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、
前記２次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を検出する信号処理手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、
前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記被検査試料上の面状領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、
前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、
前記結像手段は、前記結像レンズの射出瞳位置に配置された絞り部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の一部分を反射する反射部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の残りの部分を通過させる透過部を備えた分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される面状の像を検出し、第１の検出画像信号を出力する第１の２次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の前記透過部を通過した光によって結像される面状の像を検出し、第２の検出画像信号を出力する第２の２次元アレイ型検出器とを有し、
前記信号処理手段は、前記第１及び第２の検出画像信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に検出する
ことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項４】
光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、
前記照明手段によって前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を２次元スクリーン上に表示する欠陥検査装置において、
前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記被検査試料上の面状領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、
前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、
前記結像手段は、前記結像レンズの射出瞳位置に配置された絞り部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の一部分を反射する反射部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の残りの部分を通過させる透過部を備えた分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される面状の像を第１のスクリーン上に結像させ、前記分岐手段の前記透過部を通過した光によって結像される面状の像を第２のスクリーン上に結像させ、前記第１及び第２のスクリーン上の画像に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に目視可能にした
ことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項５】
光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、
前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を２次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、
前記結像に対応して前記２次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を視認可能に表示する表示手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、
前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記被検査試料上の面状領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、
前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、
前記結像手段は、前記結像レンズの射出瞳位置に配置された絞り部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の一部分を反射する反射部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の残りの部分を通過させる透過部を備えた分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される面状の像を検出し、第１の検出画像信号を出力する第１の２次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の前記透過部を通過した光によって結像される面状の像を検出し、第２の検出画像信号を出力する第２の２次元アレイ型検出器とを有し、
前記表示手段は、前記第１及び第２の検出画像信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を判別可能に表示する
ことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項６】
光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、
前記照明手段によって前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、
前記結像に対応して前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を検出する信号処理手段と、
前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、
前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記１次元アレイ型検出器の長手方向の長さに関して、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の前記結像レンズの口径より長い線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、
前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、
前記結像手段は、前記結像レンズの射出瞳位置に配置された絞り部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の一部分を反射する反射部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の残りの部分を通過させる透過部を備えた分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の前記透過部を通過した光によって結像される線状の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、
前記信号処理手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に検出し、
前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送する
ことによって、前記結像レンズの口径よりも広い領域における前記被検査試料上の各種欠陥を検査する欠陥検査装置。
【請求項７】
光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、
前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、
前記結像に対応して前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を視認可能に表示する表示手段と、
前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、
前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記１次元アレイ型検出器の長手方向の長さに関して、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の前記結像レンズの口径より長い線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、
前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、
前記結像手段は、前記結像レンズの射出瞳位置に配置された絞り部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の一部分を反射する反射部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の残りの部分を通過させる透過部を備えた分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状領域の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の前記透過部を通過した光によって結像される線状領域の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、
前記表示手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を判別可能に表示し、
前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送する
ことによって、前記結像レンズの口径よりも広い領域に渡って前記被検査試料上の各種欠陥を検査する欠陥検査装置。
【請求項８】
光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、
前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を２次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、
前記結像に対応して前記２次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を検出する信号処理手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、
前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記被検査試料上の前記結像レンズの口径よりも広い面状領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、
前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、
前記結像手段は、前記結像レンズの射出瞳位置に配置された絞り部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の一部分を反射する反射部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の残りの部分を通過させる透過部を備えた分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される面状の像を検出し、第１の検出画像信号を出力する第１の２次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の前記透過部を通過した光によって結像される面状の像を検出し、第２の検出画像信号を出力する第２の２次元アレイ型検出器とを有し、
前記信号処理手段は、前記第１及び第２の検出画像信号に基づいて前記結像レンズの口径よりも広い領域における前記被検査試料上の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に検出する
ことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項９】
光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、
前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を２次元スクリーン上に表示する欠陥検査装置において、
前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記被検査試料上の前記結像レンズの口径よりも広い面状領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、
前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、
前記結像手段は、前記結像レンズの射出瞳位置に配置された絞り部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の一部分を反射する反射部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の残りの部分を通過させる透過部を備えた分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される面状の像を第１のスクリーン上に結像させ、前記分岐手段の前記透過部を通過した光によって結像される面状の像を第２のスクリーン上に結像させ、前記第１及び第２のスクリーン上の画像に基づいて前記結像レンズの口径よりも広い領域における前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に目視可能にした
ことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１０】
光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、
前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を２次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、
前記２次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を視認可能に表示する表示手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、
前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記被検査試料上の前記結像レンズの口径よりも広い面状領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、
前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、
前記結像手段は、前記結像レンズの射出瞳位置に配置された絞り部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の一部分を反射する反射部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の残りの部分を通過させる透過部を備えた分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される面状の像を検出し、第１の検出画像信号を出力する第１の２次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の前記透過部を通過した光によって結像される面状の像を検出し、第２の検出画像信号を出力する第２の２次元アレイ型検出器とを有し、
前記表示手段は、前記第１及び第２の検出画像信号に基づいて前記結像レンズの口径よりも広い領域における前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を判別可能に表示する
ことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１１】
光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、
前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、
前記結像に対応して前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を検出する信号処理手段と、
前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、
前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、
前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、
前記結像手段は、前記結像レンズを構成するレンズ群の内部において瞳位置に設けられた絞り手段と、前記結像レンズの後方に設置された前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向の線状反射領域に反射部を備え、該結像レンズの射出瞳位置に配置された分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状領域の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の反射部以外の部分を通過した光によって結像される線状領域の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、
前記信号処理手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に検出し、
前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送する
ことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１２】
光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、
前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、
前記結像に対応して前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を視認可能に表示する表示手段と、
前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、
前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、
前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、
前記結像手段は、前記結像レンズを構成するレンズ群の内部において瞳位置に設けられた絞り手段と、前記結像レンズの後方に設置された前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向の線状反射領域に反射部を備え、該結像レンズの射出瞳位置に配置された分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状領域の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の反射部以外の部分を通過した光によって結像される線状領域の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、
前記表示手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を判別可能に表示し、
前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送する
ことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１３】
光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、
前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、
前記結像に対応して前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を検出する信号処理手段と、
前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、
前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記１次元アレイ型検出器の長手方向の長さに関して、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の前記結像レンズの口径より長い線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、
前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、
前記結像手段は、前記結像レンズを構成するレンズ群の内部において瞳位置に設けられた絞り手段と、前記結像レンズの後方に設置された前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向の線状反射領域に反射部を備え、該結像レンズの射出瞳位置に配置された分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の反射部以外の部分を通過した光によって結像される線状の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、
前記信号処理手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に検出し、
前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送する
ことによって、前記結像レンズの口径よりも広い領域における前記被検査試料上の各種欠陥を検査する欠陥検査装置。
【請求項１４】
光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、
前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、
前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を視認可能に表示する表示手段と、
前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、
前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記１次元アレイ型検出器の長手方向の長さに関して、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の前記結像レンズの口径より長い線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、
前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、
前記結像手段は、前記結像レンズを構成するレンズ群の内部において瞳位置に設けられた絞り手段と、前記結像レンズの後方に設置された前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向の線状反射領域に反射部を備え、該結像レンズの射出瞳位置に配置された分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状領域の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の反射部以外の部分を通過した光によって結像される線状領域の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、
前記表示手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を判別可能に表示し、
前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送する
ことによって、前記結像レンズの口径よりも広い領域における前記被検査試料上の各種欠陥を検査する欠陥検査装置。
【請求項１５】
光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、
前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、
前記結像に対応して前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を検出する信号処理手段と、
前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、
前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、
前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、
前記結像手段は、前記結像レンズを構成するレンズ群の内部において瞳位置に設けられた絞り手段と、前記結像レンズの瞳径と概略同一寸法を長軸径とし、これよりも短い寸法を短軸径とし、この短軸径が前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向となるような略楕円形状の絞りを前記結像レンズの瞳位置に有し、前記結像レンズの後方に設置された前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向の線状反射領域に反射部を備え、該結像レンズの射出瞳位置に配置された分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状領域の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の反射部以外の部分を通過した光によって結像される線状領域の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、
前記信号処理手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に検出し、
前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送する
ことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１６】
光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、
前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、
前記結像に対応して前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を視認可能に表示する表示手段と、
前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、
前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、
前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、
前記結像手段は、前記結像レンズを構成するレンズ群の内部において瞳位置に設けられた絞り手段と、前記結像レンズの瞳径と概略同一寸法を長軸径とし、これよりも短い寸法を短軸径とし、この短軸径が前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向となるような略楕円形状の絞りを前記結像レンズの瞳位置に有し、さらに前記結像レンズの後方に設置された前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向の線状反射領域に反射部を備え、該結像レンズの射出瞳位置に配置された分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状領域の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の反射部以外の部分を通過した光によって結像される線状領域の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、
前記表示手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を判別可能に表示し、
前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送する
ことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１７】
光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、
前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、
前記結像に対応して前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を検出する信号処理手段と、
前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、
前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記１次元アレイ型検出器の長手方向の長さに関して、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の前記結像レンズの口径より長い線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、
前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、
前記結像手段は、前記結像レンズを構成するレンズ群の内部において瞳位置に設けられた絞り手段と、前記結像レンズの瞳径と概略同一寸法を長軸径とし、これよりも短い寸法を短軸径とし、この短軸径が前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向となるような略楕円形状の絞りを前記結像レンズの瞳位置に有し、前記結像レンズの後方に設置された前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向の線状反射領域に反射部を備え、該結像レンズの射出瞳位置に配置された分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状領域の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の反射部以外の部分を通過した光によって結像される線状領域の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、
前記信号処理手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記結像レンズの口径よりも広い領域における前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に検出し、
前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送する
ことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１８】
光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、
前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、
前記結像に対応して前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を視認可能に表示する表示手段と、
前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、
前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記１次元アレイ型検出器の長手方向の長さに関して、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の前記結像レンズの口径より長い線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、
前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、
前記結像手段は、前記結像レンズを構成するレンズ群の内部において瞳位置に設けられた絞り手段と、前記結像レンズの瞳径と概略同一寸法を長軸径とし、これよりも短い寸法を短軸径とし、この短軸径が前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向となるような略楕円形状の絞りを前記結像レンズの瞳位置に有し、さらに前記結像レンズの後方に設置された前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向の線状反射領域に反射部を備え、該結像レンズの射出瞳位置に配置された分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状領域の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の反射部以外の部分を通過した光によって結像される線状領域の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、
前記表示手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記結像レンズの口径よりも広い領域における前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を判別可能に表示し、
前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送する
ことを特徴とする欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶ディスプレイの製造工程においてガラス基板上に形成された電極パターンやフィルターパターンの欠陥や、このガラス基板上に異物が付着していないかなどを検出する欠陥検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）に比べて薄型化、軽量化が可能であるため、ＣＴＶ（Ｃｏｌｏｒ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）やＯＡ機器等のディスプレイ装置として採用され、画面サイズも１０型以上の大形化が図られ、より一層の高精細化及びカラー化が押し進められている。
液晶ディスプレイには、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅａｔｉｃ）型、及びＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）型などの種類がある。
これらの液晶ディスプレイの中で、特にカラー液晶ディスプレイは、各画素電極に対応してパターン化されたカラーフィルタ基板が張り合わせられている。このカラーフィルタ基板と画素電極基板とによって、液晶ディスプレイのカラー表示が可能である。
欠陥検査装置は、このカラーフィルタ基板及び画素電極基板上に発生する様々な欠陥（例えば黒色欠陥、突起欠陥、ピンホール欠陥、色抜け欠陥、パターン欠陥など）を検出するものである。
従来の欠陥検査装置は、カラーフィルタ基板上に形成されたフィルタパターン及び画素電極基板上に形成された電極パターンなどが繰り返し性（周期性）を有することを利用して、このパターンによって生じる回折現象に基づいて様々な欠陥を検出している。
欠陥検査装置には、例えば、空間フィルタリング法を利用したものがある。これは、ガラス基板上の規則性のあるパターンからの散乱光を空間フィルタの遮光部で遮光し、欠陥からの回折光は空間フィルタを通過して結像するという特性を利用したものである。
この他にも、光学的フーリエ変換系を一種のパターン弁別装置として利用したものもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、回折現象を用いた欠陥検査装置は、照明光として、単色光の平行光を用いている関係上、ガラス基板上の広視野を一括で結像することが困難である。従って、広視野を一括で結像するためには、大口径の結像レンズが必要となり、光学系の高コスト化を招くという問題があった。
また、液晶ディスプレイのサイズが大型化するに伴って、ガラス基板のサイズも３００×４００ｍｍのものから、１０型クラスのパネルを４面取れる３６０×４６０ｍｍ〜３７０×４７０ｍｍへと移行し、現在では１０．４〜１２．１型クラスのパネルを６面又は１５型クラスのパネルを２面取ることのできる５５０×６５０ｍｍ以上のサイズのガラス基板に対して欠陥検査を高速に行うことが命題となっている。
このようにガラス基板のサイズが大型化すると、従来のような小さな視野の結像光学系を用いて欠陥を検査していたのでは、検査に時間がかかり過ぎるという問題を有する。
検査時間を短縮するには、ガラス基板上の広視野を一括して結像することのできる大口径の結像レンズを用いればよいが、このような光学系はとても高価であるため、検査装置自体を高コスト化してしまい、コスト低減の意味からも好ましくないという問題を有していた。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、小口径結像レンズを用いて広視野結像を可能とした低コストの欠陥検査装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る欠陥検査装置は、光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を検出する信号処理手段と、前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、前記結像手段は、前記結像レンズの射出瞳位置に配置された絞り部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の一部分を反射する反射部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の残りの部分を通過させる透過部を備えた分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状領域の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の前記透過部を通過した光によって結像される線状領域の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、前記信号処理手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に検出し、前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送することを特徴とする。
この第１の発明に係る欠陥検査装置では、照明手段が光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する。照明手段は光源を用いているので、集光に凸レンズを用いると色収差と球面収差の影響を受ける。そこで、この発明では、凹面反射鏡を用いることによって、色収差と球面収差のない照明を行い、凸レンズを用いた場合よりも大幅にコストを低減している。被検査試料表面に照射された照明光は、その被検査試料表面に何の欠陥もない場合には、正常に被検査試料を透過したり、被検査試料表面で正常に反射したりする。ところが、被検査試料表面に黒色欠陥や傷・異物欠陥が存在する場合には、この欠陥に応じて照明光は減衰したり、散乱・偏向したりする。散乱・偏向した光のうち結像レンズの開口角度よりも小さな範囲内の光は結像レンズに取り込まれ、上記絞り部、反射部、透過部を備えた分岐手段にて該透過部を透過し、第２の１次元アレイ型検出器に結像する。正常な光は該分岐手段の反射部によって反射され、第１の１次元アレイ型検出器に結像する。従って、信号処理手段は第１及び第２の１次元アレイ型検出器からの出力に基づいて、被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に検出することができる。なお、第１の発明では、１次元アレイ型検出器で検査している関係上、１次元アレイ型検出器の長手方向に対して垂直方向に被検査試料を搬送する搬送手段を有する。
【０００５】
第２の発明に係る欠陥検査装置は、光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、前記結像に対応して前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を視認可能に表示する表示手段と、前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、前記結像手段は、前記結像レンズの射出瞳位置に配置された絞り部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の一部分を反射する反射部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の残りの部分を通過させる透過部を備えた分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状領域の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の前記透過部を通過した光によって結像される線状領域の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、前記表示手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を判別可能に表示し、前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送することを特徴とする。
この第２の発明に係る欠陥検査装置では、１次元アレイ型検出器によって検出された像の信号を処理して、視認可能に表示する表示手段を有し、この表示手段で被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を判別可能に表示する。
【０００６】
第３の発明に係る欠陥検査装置は、光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を２次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、前記２次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を検出する信号処理手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記被検査試料上の面状領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、前記結像手段は、前記結像レンズの射出瞳位置に配置された絞り部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の一部分を反射する反射部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の残りの部分を通過させる透過部を備えた分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される面状の像を検出し、第１の検出画像信号を出力する第１の２次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の前記透過部を通過した光によって結像される面状の像を検出し、第２の検出画像信号を出力する第２の２次元アレイ型検出器とを有し、前記信号処理手段は、前記第１及び第２の検出画像信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に検出することを特徴とする。
この第３の発明に係る欠陥検査装置では、照明手段が被検査試料の面状領域を照射するように構成されており、結像手段も面状の像を検出可能な２次元アレイ型検出器で構成されている。この２次元アレイ型検出器で検出された画像信号に基づいて被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に検出する。
【０００７】
第４の発明に係る欠陥検査装置は、光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、前記照明手段によって前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を２次元スクリーン上に表示する欠陥検査装置において、前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記被検査試料上の面状領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、前記結像手段は、前記結像レンズの射出瞳位置に配置された絞り部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の一部分を反射する反射部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の残りの部分を通過させる透過部を備えた分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される面状の像を第１のスクリーン上に結像させ、前記分岐手段の前記透過部を通過した光によって結像される面状の像を第２のスクリーン上に結像させ、前記第１及び第２のスクリーン上の画像に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に目視可能にしたことを特徴とする。
この第４の発明に係る欠陥検査装置では、照明手段が被検査試料の面状領域を照射するように構成されており、結像手段が被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥に対応した像をそれぞれ２枚のスクリーン上に別々に同時に結像表示する。
【０００８】
第５の発明に係る欠陥検査装置は、光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を２次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、前記結像に対応して前記２次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を視認可能に表示する表示手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記被検査試料上の面状領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、前記結像手段は、前記結像レンズの射出瞳位置に配置された絞り部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の一部分を反射する反射部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の残りの部分を通過させる透過部を備えた分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される面状の像を検出し、第１の検出画像信号を出力する第１の２次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の前記透過部を通過した光によって結像される面状の像を検出し、第２の検出画像信号を出力する第２の２次元アレイ型検出器とを有し、前記表示手段は、前記第１及び第２の検出画像信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を判別可能に表示することを特徴とする。
この第５の発明に係る欠陥検査装置では、２次元アレイ型検出器によって検出された像の信号を処理して、視認可能に表示するモニタ等の表示手段を有し、この表示手段で被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を判別可能に表示する。
【０００９】
第６の発明に係る欠陥検査装置は、光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、前記照明手段によって前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、前記結像に対応して前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を検出する信号処理手段と、前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記１次元アレイ型検出器の長手方向の長さに関して、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の前記結像レンズの口径より長い線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、前記結像手段は、前記結像レンズの射出瞳位置に配置された絞り部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の一部分を反射する反射部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の残りの部分を通過させる透過部を備えた分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の前記透過部を通過した光によって結像される線状の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、前記信号処理手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に検出し、前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送することによって、前記結像レンズの口径よりも広い領域における前記被検査試料上の各種欠陥を検査するものである。
この第６の発明に係る欠陥検査装置は、第１の発明に係る欠陥検査装置において、照明手段が照明光を被検査試料上における結像レンズの口径よりも長い線状領域を含む領域を照射するように構成されており、結像レンズの口径よりも広い領域に渡って被検査試料上の各種欠陥を検査するように構成されている。すなわち、結像レンズの口径、被検査試料上の線状領域の長さ、凹面反射鏡の口径の順に大きくなるように構成されている。これによって、小さな口径の結像レンズを用いて、それよりも広い領域に渡って被検査試料上の欠陥を検査することができる。
【００１０】
第７の発明に係る欠陥検査装置は、光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、前記結像に対応して前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を視認可能に表示する表示手段と、前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記１次元アレイ型検出器の長手方向の長さに関して、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の前記結像レンズの口径より長い線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、前記結像手段は、前記結像レンズの射出瞳位置に配置された絞り部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の一部分を反射する反射部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の残りの部分を通過させる透過部を備えた分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状領域の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の前記透過部を通過した光によって結像される線状領域の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、前記表示手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を判別可能に表示し、前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送することによって、前記結像レンズの口径よりも広い領域に渡って前記被検査試料上の各種欠陥を検査するものである。
この第７の発明に係る欠陥検査装置は、第２の発明に係る欠陥検査装置において、照明手段が照明光を被検査試料上における結像レンズの口径よりも長い線状領域を含む領域を照射するように構成されており、結像レンズの口径よりも広い領域に渡って被検査試料上の各種欠陥を検査するように構成されている。
【００１１】
第８の発明に係る欠陥検査装置は、光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を２次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、前記結像に対応して前記２次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を検出する信号処理手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記被検査試料上の前記結像レンズの口径よりも広い面状領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、前記結像手段は、前記結像レンズの射出瞳位置に配置された絞り部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の一部分を反射する反射部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の残りの部分を通過させる透過部を備えた分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される面状の像を検出し、第１の検出画像信号を出力する第１の２次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の前記透過部を通過した光によって結像される面状の像を検出し、第２の検出画像信号を出力する第２の２次元アレイ型検出器とを有し、前記信号処理手段は、前記第１及び第２の検出画像信号に基づいて前記結像レンズの口径よりも広い領域における前記被検査試料上の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に検出するものである。
この第８の発明に係る欠陥検査装置は、第３の発明に係る欠陥検査装置において、照明手段が照明光を被検査試料上における結像レンズの口径よりも広い面状領域を照射するように構成されており、結像レンズの口径よりも広い領域に渡って被検査試料上の各種欠陥を検査するように構成されている。
【００１２】
第９の発明に係る欠陥検査装置は、光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を２次元スクリーン上に表示する欠陥検査装置において、前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記被検査試料上の前記結像レンズの口径よりも広い面状領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、前記結像手段は、前記結像レンズの射出瞳位置に配置された絞り部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の一部分を反射する反射部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の残りの部分を通過させる透過部を備えた分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される面状の像を第１のスクリーン上に結像させ、前記分岐手段の前記透過部を通過した光によって結像される面状の像を第２のスクリーン上に結像させ、前記第１及び第２のスクリーン上の画像に基づいて前記結像レンズの口径よりも広い領域における前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に目視可能にしたものである。
この第９の発明に係る欠陥検査装置は、第４の発明に係る欠陥検査装置において、照明手段が照明光を被検査試料上における結像レンズの口径よりも広い面状領域を照射するように構成されており、結像レンズの口径よりも広い領域に渡って被検査試料上の各種欠陥を検査するように構成されている。
【００１３】
第１０の発明に係る欠陥検査装置は、光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を２次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、前記２次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を視認可能に表示する表示手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記被検査試料上の前記結像レンズの口径よりも広い面状領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、前記結像手段は、前記結像レンズの射出瞳位置に配置された絞り部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の一部分を反射する反射部及び該絞り部によって絞られた該結像レンズの射出瞳領域の残りの部分を通過させる透過部を備えた分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される面状の像を検出し、第１の検出画像信号を出力する第１の２次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の前記透過部を通過した光によって結像される面状の像を検出し、第２の検出画像信号を出力する第２の２次元アレイ型検出器とを有し、前記表示手段は、前記第１及び第２の検出画像信号に基づいて前記結像レンズの口径よりも広い領域における前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を判別可能に表示するものである。
この第１０の発明に係る欠陥検査装置は、第５の発明に係る欠陥検査装置において、照明手段が照明光を被検査試料上における結像レンズの口径よりも広い面状領域を照射するように構成されており、結像レンズの口径よりも広い領域に渡って被検査試料上の各種欠陥を検査するように構成されている。
【００１４】
第１１の発明に係る欠陥検査装置は、光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、前記結像に対応して前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を検出する信号処理手段と、前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、前記結像手段は、前記結像レンズを構成するレンズ群の内部において瞳位置に設けられた絞り手段と、前記結像レンズの後方に設置された前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向の線状反射領域に反射部を備え、該結像レンズの射出瞳位置に配置された分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状領域の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の反射部以外の部分を通過した光によって結像される線状領域の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、前記信号処理手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に検出し、
前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送するものである。
この第１１の発明に係る欠陥検査装置は、第１の発明に係る欠陥検査装置において、結像手段が１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向の線状反射領域に反射部を備えた分岐手段を有するものである。
【００１５】
第１２の発明に係る欠陥検査装置は、光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、前記結像に対応して前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を視認可能に表示する表示手段と、前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、前記結像手段は、前記結像レンズを構成するレンズ群の内部において瞳位置に設けられた絞り手段と、前記結像レンズの後方に設置された前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向の線状反射領域に反射部を備え、該結像レンズの射出瞳位置に配置された分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状領域の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の反射部以外の部分を通過した光によって結像される線状領域の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、
前記表示手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を判別可能に表示し、前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送することを特徴とする。
第１２の発明に係る欠陥検査装置は、第２の発明に係る欠陥検査装置において、結像手段が１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向の線状反射領域に反射部を備えた分岐手段を有するものである。
【００１６】
第１３の発明に係る欠陥検査装置は、光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、前記結像に対応して前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を検出する信号処理手段と、前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記１次元アレイ型検出器の長手方向の長さに関して、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の前記結像レンズの口径より長い線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、
前記結像手段は、前記結像レンズを構成するレンズ群の内部において瞳位置に設けられた絞り手段と、前記結像レンズの後方に設置された前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向の線状反射領域に反射部を備え、該結像レンズの射出瞳位置に配置された分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の反射部以外の部分を通過した光によって結像される線状の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、前記信号処理手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に検出し、前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送することによって、前記結像レンズの口径よりも広い領域における前記被検査試料上の各種欠陥を検査するものである。
この第１３の発明に係る欠陥検査装置は、第６の発明に係る欠陥検査装置において、結像手段が１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向の線状反射領域に反射部を備えた分岐手段を有するものである。
【００１７】
第１４の発明に係る欠陥検査装置は、光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を視認可能に表示する表示手段と、前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記１次元アレイ型検出器の長手方向の長さに関して、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の前記結像レンズの口径より長い線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、前記結像手段は、前記結像レンズを構成するレンズ群の内部において瞳位置に設けられた絞り手段と、前記結像レンズの後方に設置された前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向の線状反射領域に反射部を備え、該結像レンズの射出瞳位置に配置された分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状領域の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の反射部以外の部分を通過した光によって結像される線状領域の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、前記表示手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を判別可能に表示し、前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送することによって、前記結像レンズの口径よりも広い領域における前記被検査試料上の各種欠陥を検査するものである。
この第１４の発明に係る欠陥検査装置は、第７の発明に係る欠陥検査装置において、結像手段が１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向の線状反射領域に反射部を備えた分岐手段を有するものである。
【００１８】
第１５の発明に係る欠陥検査装置は、光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、前記結像に対応して前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を検出する信号処理手段と、前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、前記結像手段は、前記結像レンズを構成するレンズ群の内部において瞳位置に設けられた絞り手段と、前記結像レンズの瞳径と概略同一寸法を長軸径とし、これよりも短い寸法を短軸径とし、この短軸径が前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向となるような略楕円形状の絞りを前記結像レンズの瞳位置に有し、前記結像レンズの後方に設置された前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向の線状反射領域に反射部を備え、該結像レンズの射出瞳位置に配置された分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状領域の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の反射部以外の部分を通過した光によって結像される線状領域の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、前記信号処理手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に検出し、前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送するものである。
この第１５の発明に係る欠陥検査装置は、第１１の発明に係る欠陥検査装置において、略楕円形状の絞りを結像レンズの瞳位置に設けたものである。
【００１９】
第１６の発明に係る欠陥検査装置は、光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、前記結像に対応して前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を視認可能に表示する表示手段と、前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、前記結像手段は、前記結像レンズを構成するレンズ群の内部において瞳位置に設けられた絞り手段と、前記結像レンズの瞳径と概略同一寸法を長軸径とし、これよりも短い寸法を短軸径とし、この短軸径が前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向となるような略楕円形状の絞りを前記結像レンズの瞳位置に有し、さらに前記結像レンズの後方に設置された前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向の線状反射領域に反射部を備え、該結像レンズの射出瞳位置に配置された分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状領域の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の反射部以外の部分を通過した光によって結像される線状領域の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、前記表示手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を判別可能に表示し、前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送するものである。
この第１６の発明に係る欠陥検査装置は、第１２の発明に係る欠陥検査装置において、略楕円形状の絞りを結像レンズの瞳位置に設けたものである。
【００２０】
第１７の発明に係る欠陥検査装置は、光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、前記結像に対応して前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を検出する信号処理手段と、前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記１次元アレイ型検出器の長手方向の長さに関して、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の前記結像レンズの口径より長い線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、前記結像手段は、前記結像レンズを構成するレンズ群の内部において瞳位置に設けられた絞り手段と、前記結像レンズの瞳径と概略同一寸法を長軸径とし、これよりも短い寸法を短軸径とし、この短軸径が前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向となるような略楕円形状の絞りを前記結像レンズの瞳位置に有し、前記結像レンズの後方に設置された前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向の線状反射領域に反射部を備え、該結像レンズの射出瞳位置に配置された分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状領域の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の反射部以外の部分を通過した光によって結像される線状領域の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、前記信号処理手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記結像レンズの口径よりも広い領域における前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を同時に検出し、前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送するものである。
この第１７の発明に係る欠陥検査装置は、第１５の発明に係る欠陥検査装置において、照明手段が照明光を被検査試料上における結像レンズの口径よりも長い線状領域を含む領域を照射するように構成されており、結像レンズの口径よりも広い領域に渡って被検査試料上の各種欠陥を検査するように構成されている。すなわち、結像レンズの口径、被検査試料上の線状領域の長さ、凹面反射鏡の口径の順に大きくなるように構成されている。これによって、小さな口径の結像レンズを用いて、それよりも広い領域に渡って被検査試料上の欠陥を検査することができる。
【００２１】
第１８の発明に係る欠陥検査装置は、光源からの照明光を凹面反射鏡を用いて被検査試料に照射する照明手段と、前記被検査試料に照射された照明光の透過光又は反射光を結像レンズで結像し、その像を１次元アレイ型検出器で検出する結像手段と、前記結像に対応して前記１次元アレイ型検出器から出力される信号を処理して、前記被検査試料上の欠陥を視認可能に表示する表示手段と、前記被検査試料を所定方向に搬送する試料搬送手段とから構成される被検査試料の欠陥検査装置において、前記照明手段の前記凹面反射鏡は、前記被検査試料上の各点における前記照明光の光束角度が前記結像レンズの開口角度よりも小さくなるように構成され、前記１次元アレイ型検出器の長手方向の長さに関して、前記照明光が前記結像レンズに対して前記１次元アレイ型検出器の線状受光面と共役関係の前記被検査試料上の前記結像レンズの口径より長い線状領域を含む領域を照射するように構成され、前記照明光の光束のそれぞれが前記結像レンズの瞳近傍に色収差と球面収差なく集光するように構成されており、前記照明手段は、前記被検査試料に入射する光源からの照射光の光束角度を決定する照明絞り手段を有しており、前記結像手段は、前記結像レンズを構成するレンズ群の内部において瞳位置に設けられた絞り手段と、前記結像レンズの瞳径と概略同一寸法を長軸径とし、これよりも短い寸法を短軸径とし、この短軸径が前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向となるような略楕円形状の絞りを前記結像レンズの瞳位置に有し、さらに前記結像レンズの後方に設置された前記１次元アレイ型検出器の長手方向と同一方向の線状反射領域に反射部を備え、該結像レンズの射出瞳位置に配置された分岐手段と、この分岐手段の反射部によって反射された光によって結像される線状領域の像を検出し、第１の検出信号を出力する第１の１次元アレイ型検出器と、前記分岐手段の反射部以外の部分を通過した光によって結像される線状領域の像を検出し、第２の検出信号を出力する第２の１次元アレイ型検出器とを有し、前記表示手段は、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記結像レンズの口径よりも広い領域における前記被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥の異なる２種類の欠陥を判別可能に表示し、前記試料搬送手段は、前記照明光によって照射される線状領域の長手方向に対して垂直な方向に前記被検査試料を連続的に搬送するものである。
この第１８の発明に係る欠陥検査装置は、第１６の発明に係る欠陥検査装置において、照明手段が照明光を被検査試料上における結像レンズの口径よりも長い線状領域を含む領域を照射するように構成されており、結像レンズの口径よりも広い領域に渡って被検査試料上の各種欠陥を検査するように構成されている。すなわち、結像レンズの口径、被検査試料上の線状領域の長さ、凹面反射鏡の口径の順に大きくなるように構成されている。これによって、小さな口径の結像レンズを用いて、それよりも広い領域に渡って被検査試料上の欠陥を検査することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を添付図面に従って説明する。
図２は、液晶ディスプレイのカラーフィルタ基板及び画素電極基板上の欠陥や異物を検出する第１の実施の形態に関する欠陥検査装置の概略構成を示す図である。この欠陥検査装置は、後述する検査光学系によって、被検査試料（カラーフィルタ基板及び画素電極基板）から黒色欠陥及び傷・異物欠陥の有無を同時に検出するものである。
【００２３】
まず、欠陥検査装置は、試料搬送部２１によって被検査試料を保持し、それを所定方向に搬送する。試料搬送部２１には試料の位置を検出するためのＸ−Ｙ軸エンコーダ２２を有する。このＸ−Ｙ軸エンコーダ２２は、試料搬送部２１の側面に設けられた目盛りスケールに基づいて、Ｘ−Ｙ軸上における被検査試料の相対位置を検出する。検出器駆動回路２３はＸ−Ｙ軸エンコーダ２２からのＸ軸の座標信号に基づいて、直接光検出器２４、散乱光偏向光検出器２８、Ａ／Ｄ変換器２５，２９、判定回路２６，２Ａ、黒色欠陥メモリ２７及び傷・異物欠陥メモリ２Ｂを駆動制御する。直接光検出器２４及び散乱光偏向光検出器２８は、１次元アレイ型検出器８及び９で構成されている。
【００２４】
直接光検出器２４は被検査試料を正常に透過又は反射した光によって生じる結像を検出し、その検出信号Ｖ１をＡ／Ｄ変換器２５に出力する。Ａ／Ｄ変換器２５は検出信号Ｖ１をデジタル信号に変換して判定回路２６に出力する。判定回路２６は検出信号Ｖ１が所定値よりも小さいかどうかを判定して、その判定結果を示す信号を黒色欠陥メモリ２７に出力する。黒色欠陥メモリ２７はＸ−Ｙ軸エンコーダ２２からの座標信号Ｘ及びＹをアドレスとして判定回路２６の判定結果を示す信号を記憶する。
【００２５】
散乱光偏向光検出器２８は被検査試料上の傷や異物によって散乱したり偏向した光によって生じる結像を検出し、その検出信号Ｖ２をＡ／Ｄ変換器２９に出力する。Ａ／Ｄ変換器２９は検出信号Ｖ２をデジタル信号に変換して判定回路２Ａに出力する。判定回路２Ａは検出信号Ｖ２が所定値よりも大きいかどうかを判定して、その判定結果を示す信号を傷・異物欠陥メモリ２Ｂに出力する。なお、被検査試料５上に繰り返しパターンや方向性のあるパターンが形成されている場合には、判定回路２６及び２Ａの部分に隣接パターン比較処理方式に対応した差画像回路を用いて、パターンの影響を除去して、微小パターン欠陥を検出するようにしてもよい。傷・異物欠陥メモリ２ＢはＸ−Ｙ軸エンコーダ２２からの座標信号Ｘ及びＹをアドレスとして判定回路２Ａの判定結果を示す信号を記憶する。所定の座標信号Ｙに対する処理が終了したら今度はその座標信号をインクリメントして、同様の処理を繰り返し実行し、図１Ａ及び図１Ｂの被検査試料５の面全体に対応した欠陥情報を得るようにしている。
【００２６】
図２では、判定回路２６及び２Ａは独立に各々の検出信号Ｖ１，Ｖ２を処理しているが、図９で述べる理由により、検出信号Ｖ１とＶ２との比較（差又は演算）処理（図示せず）を行えば、欠陥の認識（判別）感度が向上する。
マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）２Ｃは、黒色欠陥メモリ２７及び傷・異物欠陥メモリ２Ｂからの信号に基づいて、被検査試料の黒色欠陥及び傷・異物欠陥を判別し、それを表示可能なデータに変換して、表示器２Ｄに出力する。表示器２Ｄは、ＭＰＵ２Ｃからの表示データを目視可能に表示するディスプレイパネルである。
【００２７】
図１Ａ及び図１Ｂは、図２の試料搬送部２１に保持された被検査試料５に対する各光学系の構成を示す図であり、図１Ａは光学系を＋Ｙ軸方向から見た図であり、図１Ｂは光学系を＋Ｘ軸方向から見た図である。
この実施の形態においては、被検査試料５は透過光によって検査されるものとする。図１Ａ及び図１Ｂにおいて光学系は照明手段と結像手段とからなる。照明手段は多波長光源１、集光レンズ２、スリット絞り３、補助集光レンズ４Ａ、照明絞り３３、ハーフミラー４Ｂ及び凹面反射鏡４Ｃから成る。凹面反射鏡を用いずに、従来の大口径凸レンズからなるコンデンサレンズを用いて、大面積検査試料５を照明しようとした場合、球面収差の影響により、結像レンズ近傍への照明の集光に大きなぼけが発生して検出感度が低下する。凹面反射鏡４Ｃを用いた場合には、球面収差が発生せず、検出感度が向上する。結像手段は検出レンズ群６及び反射鏡絞り７から成る。１次元アレイ型検出器８は図２の散乱光偏向光検出器２８に相当し、１次元アレイ型検出器９は図２の直接光検出器２４に相当する。
【００２８】
多波長光源１は、白色の光束を出力するものであり、ハロゲンランプなどが用いられる。これは、ＬＳＩ用Ｓｉウェハ上の薄膜状試料５などでは、薄膜の僅かな厚さ変動に起因した単色光による薄膜干渉が発生し、これがノイズとなるために、従来のレーザ照明が適用できないからである。
【００２９】
ＬＣＤ用カラーフィルタなどのように試料５にモザイク状のＲＧＢ色が形成されている場合にも従来のレーザ照明が使用できない。例えば、ＲＧＢパターンの各色を透過照明する場合に、赤色レーザで照明すると、Ｒパターン部分には感度があるが、Ｇパターン、Ｂパターンには感度が無いからである。
そこで、白色光照明を用いれば薄膜干渉効果が低減でき、ＲＧＢ各パターンにも感度を有することになる。しかし、大面積試料検査の為に照明用コンデンサレンズに大口径凸レンズを使用すると色収差が生じ、結像レンズ瞳位置近傍で照明の集光が大きくぼけてしまい、検出感度が低下する。試料５表面上に薄膜や色フィルタが無い場合には、多波長光源は必要でないので、多波長光源１はシングルモード又はマルチモードの半導体レーザやガスレーザ、超高圧水銀灯などが使用可能である。この場合でも、試料５が大面積の場合には、コンデンサ４Ｃに大口径レンズを使用すると、球面収差が発生し、結像レンズ瞳位置近傍で照明の集光が大きくぼけて、検出感度が低下する。
そこで、凹面反射鏡４Ｃを用い、この収差を除去すれば、この両者のぼけを防止でき、効率のよい照明の集光が可能となり、検出感度を向上することができる。
【００３０】
集光レンズ２は多波長光源１の光束を補助集光レンズ４Ａの前側焦点位置（スリット絞り３の位置）に集光する。補助集光レンズ４Ａを通過した概平行光束は照明絞り３３の位置で照明系の光軸（図示せず）と交差して凹面反射鏡４Ｃに至る。
ここで、絞り３３は照明系の瞳であり、被検査試料５に入射する光の光束角度θを決定するものである。スリット絞り３はＺ軸方向に沿った細長いスリットを有し、多波長光源１からの光束が被検査試料５上のＸ軸方向に細長い線状領域を含む領域を照射するような形状になっている。補助集光レンズ４Ａ、照明絞り３３、ハーフミラー４Ｂ及び凹面反射鏡４Ｃはスリット絞り３のスリットＳ（Ａ１〜Ｂ１）を通過した光束、すなわち、スリット絞り３のスリットＳの像Ａ１を被検査領域５の表面に像Ａ２として結像させる。なお、図１Ｂでは、多波長光源１、集光レンズ２、照明絞り３３及び補助集光レンズ４Ａについては図示を省略してあり、スリット絞り３及びスリットＳを点線で図示している。
【００３１】
検出レンズ群６は被検査試料５の表面に結像したスリット絞り３のスリットＳの形状に対応した線状領域の像Ａ２を、検出レンズ群６の後側焦点位置、すなわち１次元アレイ型検出器８の表面に像Ａ３として結像する。なお、被検査試料５の表面に結像したスリット絞り３の線状領域の像Ａ２が被検査試料５の表面で散乱又は偏向した場合、その散乱光及び偏向光は検出レンズ群６に取り込まれ１次元アレイ型検出器８の表面に像Ａ３として結像するようになる。検出レンズ群６は、複数の平凸レンズと両凸レンズとから構成されている。
【００３２】
ところが、この実施の形態では、瞳径Ｃφの反射鏡絞り７が検出レンズ群６の瞳（出射瞳）位置に設けられているので、被検査試料５の表面で散乱又は偏向しなかった光（直接光）は、反射鏡絞り７の中央部分に設けられた反射部７Ａによって、垂直（Ｙ軸）方向に反射され、１次元アレイ型検出器９の表面に実際の像Ａ３として結像する。一方、被検査試料５の表面で散乱又は偏向した光は、反射鏡絞り７の光透過部分７Ｂを通過し、１次元アレイ型検出器８の表面に結像する。すなわち、反射鏡絞り７は、散乱光・偏向光と直接光とを分岐する分岐手段である。
【００３３】
なお、反射鏡絞り７の光透過部分７Ｂの周囲には絞りを構成する光遮蔽部分７Ｃを有するので、検出レンズ群６の開口角度はθ０となる。照明手段から被検査試料５に入射する光の光束角度はθであり、検出レンズ群６の開口角度θ０の方が光束角度θよりも大きく設定してある。従って、被検査試料５の表面で散乱又は偏向した光のうち、開口角度θ０内のリング状の光通過部分７Ｂの通過光束だけが結像手段に取り込まれ、１次元アレイ型検出器８の表面に結像する。すなわち、この開口角度θ０は、遮光板７のリング状の光透過部分７Ｂの外周径の大きさを適宜調整することによって変更可能である。
また、スリット絞り３の他方の像Ｂ１は、光軸を対称としてそれぞれ反対側の被検査領域５の表面に像Ｂ２として結像し、さらに、１次元アレイ型検出器９の表面に像Ｂ３として結像するが、その様子を示す補助線は本図では省略してある。また、図１Ａでは、１次元アレイ型検出器９の図示を省略してある。
【００３４】
図１Ｃは、図１Ａ及び図１Ｂの凹面反射鏡４Ｃを焦点距離ｆを有する凸レンズ４Ｃ１で置き換えた場合の概念図を示す図である。図１Ｃにおいて、照明絞り３３は凸レンズ４Ｃ１の前側焦点距離に位置し、被検査試料５は凸レンズ４Ｃ１の後側焦点距離に位置している。照明絞り３３は凸レンズ４Ｃ１の焦点距離の２倍の位置７０に対応するようになっている。位置７０への集光は、結像レンズ６の作用により、同レンズの瞳位置７への集光となる。すなわち、照明系絞り３３が検出系絞り７（７０）に対応している。これと同じ関係が図１Ａ及び図１Ｂの凹面反射鏡４Ｃにも適用されている。従って、照明絞り３３を通過した概平行の光束は凹面反射鏡４Ｃで反射し、被検査試料５の表面に集光し、遮光板７（検出レンズ群６の瞳）の位置で検出系光軸と交差する。図１Ａ及び図１Ｂでは、この交差位置に遮光板７が配置されている。
【００３５】
図３Ａ及び図３Ｂは、図１Ａ及び図１Ｂと同様に第２の実施の形態に係る欠陥検査装置の各光学系の概略構成を示す図である。図３Ａ及び図３Ｂにおいて図１Ａ及び図１Ｂと同じ構成のものには同一の符号が付してあるので、その説明は省略する。図３Ａ及び図３Ｂの実施の形態が図１Ａ及び図１Ｂのものと異なる点は、スリット絞り３Ａの形状が方形状（２次元状）となっており、２次元アレイ型検出器８Ａ及び９Ａの形状もそれに合わせて方形状（２次元状）に構成されている点である。このように、スリット絞り３Ａ及び２次元型アレイセンサ８Ａ及び９Ａが２次元的に構成されているので、図１Ａ及び図１Ｂの欠陥検査装置のようにＹ軸方向の走査処理を行わなくても、十分に大きな領域の欠陥検査を行うことができるので、被検査試料５の全体面の欠陥検査時間に要する時間を大幅に縮小することが可能となる。
【００３６】
図４Ａ及び図４Ｂは、図１Ａ及び図１Ｂと同様に各光学系の概略構成を示す図である。図４Ａでは、図１Ａの多波長光源１、集光レンズ２、スリット絞り３及び補助集光レンズ４Ａについては図示を省略してある。なお、図４Ａ及び図４Ｂにおいて図１Ａ及び図１Ｂと同じ構成のものには同一の符号が付してあるので、その説明は省略する。ただし、凹面反射鏡４Ｄ及びハーフミラー４Ｂについては下側部分を省略してある。図４Ａ及び図４Ｂの実施の形態が図１Ａ及び図１Ｂのものと異なる点は、被検査試料５の表面に結像するスリット絞り３Ｂの像の長さＬ（Ａ２−Ｂ２）が検出レンズ群６Ａの直径Ｄφと同じくらいかそれよりも大きい点である。また、スリット絞り３ＢのスリットＳＢが図１のスリット絞り３のスリットＳよりも長く、凹面反射鏡４Ｄも図１Ａ及び図１Ｂの凹面反射鏡４Ｃよりも十分大きく、検出レンズ群６Ａが図１Ａ，図１Ｂとは異なる複数のレンズの組み合わせで構成されている点である。検出レンズ群６Ａはこれ以外のレンズの組み合わせで構成されていてもよいことは言うまでもない。このように、スリット絞り３ＢのスリットＳＢ及び凹面反射鏡４Ｄの直径を大きくし、検出レンズ群６Ａに通常の口径のものを使用することによって、被検査試料５の被検査領域すなわちスリット絞り３Ｂによって形成される線状照明領域を大きくすることができるので、１回のＸ方向の走査による検査面積を大幅に向上することができるので、検査時間の短縮化すなわち被検査試料５の欠陥検査時間に要する時間を大幅に縮小することができる。
【００３７】
図４Ｃは、図４Ａ及び図４Ｂの凹面反射鏡４Ｄを凸レンズ４Ｃ２で置き換えた場合の概念図を示す図である。図４Ｃにおいて、照明絞り３３は凸レンズ４Ｃ２の前側にあって約２倍の焦点距離に位置しており、被検査試料５は凸レンズ４Ｃ２の後側焦点距離に位置している。照明絞り３３は凸レンズ４Ｃ２の焦点距離の２倍の位置７０に対応している。これと同じ関係が図４Ａ及び図４Ｂの凹面反射鏡４Ｄにも適用されている。従って、照明絞り３３を通過した概平行の光束は凹面反射鏡４Ｄで反射し、被検査試料５の表面に集光し、遮光板７（検出レンズ群６の瞳）の位置で検出系の光軸と交差する。図４Ａ及び図４Ｂでは、この交差位置に遮光板７が配置されている。
【００３８】
図５Ａ及び図５Ｂは、図１Ａ及び図１Ｂと同様に各光学系の概略構成を示す図である。図５Ａ及び図５Ｂにおいて図１Ａ及び図１Ｂと同じ構成のものには同一の符号が付してあるので、その説明は省略する。図５Ｂでは、多波長光源１、集光レンズ２、補助集光レンズ４Ａ及び照明絞り３３が省略されている。図５Ａ及び図５Ｂの欠陥検査装置が図１Ａ及び図１Ｂのものと異なる点は、結像手段が複数のレンズからなる検出レンズ群６Ｂと、この検出レンズ群６Ｂの内部の瞳位置に設けられた絞り１３と、検出レンズ群６Ｂの後側に設けられた分岐手段１４とから構成されている点である。ここで、レンズ群６Ｂの瞳径は絞り１３の内径Ｃφと同じである。検出レンズ群６Ｂは、図１のものを変更したものであり、その基本的作用はほとんど変わらない。図５Ａ及び図５Ｂの実施の態様が図１Ａ及び図１Ｂのものと異なる点は、図１Ａ及び図１Ｂの反射鏡絞り７の代わりに、透過板材１４Ｂの表面にスリット絞り３のスリットＳ（Ａ１〜Ｂ１）の形状に対応した線状の反射部１４Ａを有する分岐手段１４が設けられている点である。この分岐手段１４は、線状に反射部を設けるだけなので、図１の反射鏡絞り７よりも製造が簡単であり、そのＸ方向の位置決めも簡単である。
【００３９】
１次元アレイ型検出器８は分岐手段１４の反射部１４Ａの長手方向に対応して設けられ、被検査試料５の表面で散乱又は偏向した光を受光する散乱光偏向光検出器２８である。１次元アレイ型検出器９は反射部１４Ａから反射した直接光を受光する直接光検出器２４である。
多波長光源１からの光束は、図１Ａ及び図１Ｂの場合と同様に被検査試料５上の線状領域を含む領域を照射するようになっている。すなわち、スリット絞り３のスリットＳの像が被検査試料５の表面に結像するようになっている。
【００４０】
検出レンズ群６Ｂは被検査試料５の表面に結像したスリット絞り３のスリットＳに対応した線状領域の像を、検出レンズ群６Ｂの後側焦点位置、すなわち１次元アレイ型検出器８の表面に結像する。なお、被検査試料５の表面に結像したスリット絞り３のスリットＳの線状領域の像Ａ２は、被検査試料５の表面で散乱又は偏向した場合、その散乱光及び偏向光は検出レンズ群６Ｂに取り込まれ１次元アレイ型検出器８の表面に像Ａ３として結像するようになる。なお、検出レンズ群６Ｂは、複数のレンズの組み合わせから構成される。そして、検出レンズ群６Ｂのほぼ中間位置に、絞り１３が設けられ、図１の反射鏡絞り７の光遮蔽部分７Ｃと同じ働き、すなわち瞳として機能するようになっている。
【００４１】
この実施の形態では、図１Ａ及び図１Ｂの場合と同じく、分岐手段１４が検出レンズ群６Ｂと１次元アレイ型検出器８の間に設けられているので、被検査試料５の表面で散乱又は偏向しなかった光（直接光）は、反射部１４Ａによって、垂直（Ｙ軸）方向に反射され、１次元アレイ型検出器９の表面に結像する。一方、被検査試料５の表面で散乱又は偏向した光は、分岐手段１４の光透過部分１４Ｂを通過し、１次元アレイ型検出器８の表面に結像する。このため、図５における反射部１４Ａの寸法ｄは光束径Ｅφよりも小さくする必要がある。
【００４２】
図６Ａ及び図６Ｂは、図４Ａ及び図４Ｂと同様に本発明の欠陥検査装置の各光学系の概略構成を示す図である。図６Ａ及び図６Ｂにおいて図４Ａ及び図４Ｂと同じ構成のものには同一の符号が付してあるので、その説明は省略する。図６Ａ及び図６Ｂの実施の形態が図４Ａ及び図４Ｂのものと異なる点は、図５Ａ及び図５Ｂの場合と同様に、検出レンズ群６Ｃが曲率の異なる複数の平凸レンズで構成され、この検出レンズ群６Ｃの内側に絞り１３が設けられ、瞳を形成しており、さらに、図４Ａ及び図４Ｂの反射鏡絞り７の代わりに、図５Ａ及び図５Ｂと同様の分岐手段１４が設けられている点である。これによって、図６Ａ及び図６Ｂの光学系は図４Ａ及び図４Ｂのものと図５Ａ及び図５Ｂのものの両方の利点を有することなる。
【００４３】
なお、線状の反射部１４Ａは、その長手方向の各部分で散乱光又は偏向光の一部が混入するので、それを除去するために、図７のような構成の光学系を採用すればよい。すなわち、図７は、図６Ａ及び図６Ｂの光学系の欠点を除去し、欠陥分類の信頼性を向上することのできる欠陥検査装置の光学系を示す図である。図７において図６Ａと同じ構成のものには同一の符号が付してあるので、その説明は省略する。図７の実施の形態が図６Ａのものと異なる点は、検出レンズ群６Ｃ内の絞り１３Ａの形状が図１０のような略楕円形状になっている点である。この楕円形状の絞り１３Ａによって、図６Ａ及び図６Ｂのように線状の反射部１４Ａに入射した散乱光又は偏向光は楕円絞り１３Ａの短軸方向の縁によって遮蔽され、１次元アレイ型検出器８側に入射しなくなる。
【００４４】
図８は、本発明に係る欠陥検査装置に係る欠陥検出方式の２通りの方法を示す図である。図８（Ａ）は図１及び図３から図７までに示した光学系に係るものであり、被検査試料５が透過材料でできている場合に適用可能な透過検出法である。この透過検出法は、照明手段８１からの光束を被検査試料５に照射して、その透過光を結像手段８２で結像させるものである。一方、被検査試料が不透過材料すなわち反射材料でできている場合には、図８（Ｅ）のような反射検出法によって、被検査試料５Ａの欠陥検査を行う。この反射検出法の場合は、照明手段８１からの光束を被検査試料５Ａに照射して、その反射光を結像手段８２で結像させるものである。
【００４５】
図８（Ｂ）〜（Ｄ）は、透過検出法において照明光束がどのようにして被検査試料を透過するのか、その光軸付近の光束の概略を示す図である。
図８（Ｂ）は、被検査試料が正常な場合を示し、照明光束はその入射角度を維持したまま被検査試料を透過し、結像手段８２に入射する。図８（Ｃ）は、被検査試料に凹凸欠陥部が存在する場合を示し、照明光束は凹凸欠陥部で入射角度とは異なった角度を持って透過し、結像手段８２に入射する。図８（Ｄ）は、被検査試料に傷（異物）欠陥が存在する場合を示し、照明光束は傷（異物）欠陥の各部分で複雑に散乱し、その散乱光の一部が結像手段８２に入射する。
【００４６】
図８（Ｆ）〜（Ｈ）は、反射検出法において照明光束がどのようにして被検査対象から反射するのか、その光軸付近の光束の概略を示す図である。
図８（Ｆ）は、被検査試料が正常な場合を示し、照明光束はその入射角度を維持したまま被検査試料で反射し、結像手段８２に入射する。図８（Ｇ）は、被検査試料に凹凸欠陥部が存在する場合を示し、照明光束は凹凸欠陥部で入射角度とは異なった角度を持って反射し、結像手段８２に入射する。図８（Ｈ）は、被検査試料に傷（異物）欠陥が存在する場合を示し、照明光束は傷（異物）欠陥の各部分で複雑に乱反射（散乱）し、その反射光の一部が結像手段８２に入射する。なお、透過検出法によって検出されるものとしては、半導体用ホトマスク、ＬＣＤ電極基板、ＬＣＤ用カラーフィルタ基板、ディスク用ガラス基板、半導体用ホトマスク基板、ＬＣＤ用偏光板、ＬＣＤ，ＳＴＮ用位相差板がある。また、反射検出法によって検出されるものとしては、ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ基板）、半導体用Ｓｉウェハ、ＰＤＰ用基板、ディスク用Ａｌ基板などがある。
【００４７】
図９は、被検査試料５の表面状態における図２の直接光検出器２４及び散乱光偏向光検出器２８の出力波形の概略を示す図である。凸部９１では、直接光検出器２４の出力Ｖ１はその凸部９１の形状に応じて減少し、散乱光偏向光検出器２８の出力Ｖ２は逆に凸部９１の形状に応じて増加している。傷部９２、異物付着部９３及び凹凸部９４でも同様に直接光検出器２４の出力Ｖ１はその欠陥形状に応じて減少し、散乱光偏向光検出器２８の出力Ｖ２は逆に欠陥形状に応じて増加している。一方、黒色部９５のような薄膜状で透過又は反射率のみが正常と異なる欠陥が被検査試料上に存在する場合には、その部分で散乱光や偏向光は発生しないので、散乱光偏向光検出器２８の出力Ｖ２の変動は微弱なものとなり、直接光検出器２４の出力Ｖ１のみが減少することになる。このように各欠陥の形状に応じて出力Ｖ１及びＶ２が得られるので、これに基づいて被検査試料に発生している欠陥を認識することが可能となる。
【００４８】
図１１は、欠陥検査装置の別の構成例を示す図である。図１１は、図３のような２次元アレイ型検出器８Ａ及び９Ａを用いた場合の欠陥検査装置の構成例であり、各２次元アレイ型検出器８Ａ及び９Ａの出力をそれぞれ対応する傷・異物表示用モニタ１１１及び黒色欠陥表示用モニタ１１２に表示する。
【００４９】
図１２は、欠陥検査装置のさらに別の構成例を示す図であり、１次元アレイ型検出器８及び９や２次元アレイ型検出器８Ａ及び９Ａを用いる代わりに、これらの各位置に散乱光偏向光用スクリーン１２１及び直接光用スクリーン１２２を配置した場合の欠陥検査装置の構成例を示す図である。このようにすることによって、目視で被検査試料５の欠陥を認識することができる。
【００５０】
図１３は、反射鏡絞り７すなわち分岐手段の変形例を示す図であり、Ｘ方向又はＹ方向から観察したものである。図１３（Ａ）は図１の反射鏡絞り７そのものの構成を示すものであり、中央に反射部７Ａを有し、その周囲に光透過部分７Ｂを有し、さらにその周囲に光遮蔽部分７Ｃを有する。図１３（Ａ）のような形状の反射鏡絞りは、被検査試料が鏡面平滑試料の場合に用いられる。図１３（Ｂ）〜（Ｄ）は図１３（Ａ）の変形例を示すものである。図１３（Ｂ）の反射鏡絞りは、反射部７Ａの形状が図５のように線状をしている。図１３（Ｃ）の反射鏡絞りは、反射部７Ａの形状が十文字をしている。図１３（Ｄ）の反射鏡絞りは、反射部７Ａが複数の反射鏡で構成されている。なお、図１３（Ｄ）の場合、反射鏡を図１３（Ｃ）のように十文字上に配列してもよい。図１３（Ｂ）〜図１３（Ｄ）のような形状の反射鏡絞りは、被検査試料が規則正、方向性のあるパターン付き試料の場合に用いられる。
また、各反射部７Ａと光透過部分７Ｂを入れ替えてもよいことはいうまでもない。この場合には、１次元アレイ型検出器８が直接光を検出し、１次元アレイ型検出器９が散乱光、偏向光を検出するようになる。
なお、図１３に示した形状の他にも、既存のパターンの応じて形成される反射絞りを形成してもよいことは言うまでもない。
【００５１】
図１４は図１の反射鏡絞り７すなわち分岐手段の変形例を示す図である。図１では、反射鏡絞り７は光透過部分７Ｂとなる１枚の透過部材に反射部７Ａと光遮蔽部分７Ｃを形成することによって構成する場合について説明したが、図１４では、ハーフミラー７Ｄを用いて、直接光及び散乱光又は偏向光の一部を１次アレイ型検出器９側に反射し、残りを１次元アレイ型検出器８側に透過させるようにしている。そして、１次元アレイ型検出器８とハーフミラー７Ｄとの間には直接光を遮光する円形部とリング状透過部を有する遮光板７Ｅが検出レンズ６の瞳近傍に設けられている。同じく、１次アレイ型検出器９とハーフミラー７Ｄとの間には散乱光又は偏向光を遮光するリング状の遮光板７Ｆが検出レンズ６の瞳近傍に設けられている。遮光板７Ｅ１は遮光板７Ｅを１次アレイ型検出器８側から見た形状を示し、遮光板７Ｆ１は遮光板７Ｆを１次アレイ型検出器９側から見た形状を示す。なお、ハーフミラー７Ｄの反射率を１０％とし、透過率を９０パーセントする。これは、直接光は強度が強いため、少々弱めても信号のＳ／Ｎを十分確保することができるからである。なお、この場合、散乱光又は偏向光は１次アレイ型検出器９側には１０パーセントしか混入しないことになるので、遮光板７Ｆを除去してもその影響を低く抑えることできる。なお、ハーフミラーの反射率及び透過率は適宜その光学系に応じて設定してもよいことはいうまでもない。
【００５２】
図１５は、図５の分岐手段の変形例を示す図である。図５では、分岐手段１４は透過板材１４Ｂの表面にスリット絞り３の形状に対応した線状の反射部１４Ａ形成することによって構成していたが、図１５では線状の反射部１４Ａの形状に対応した反射鏡７Ｇを作成し、それを検出レンズ６の瞳位置近傍に設置するようにした。また、この反射鏡７Ｇは、散乱光又は偏向光の透過部分を有さずに、直接光のみを反射するだけのものであり、その断面形状は図１５に示されるように直接光が１次アレイ型検出器８に達する場合の光路に沿ってカットされた変形四角形である。
なお、図５のような分岐手段の場合にも、図１４のようにハーフミラーを設け、ハーフミラーと１次アレイ型検出器８及び９側にそれぞれ遮光板を設けるようにしてもよいことは言うまでもない。
【００５３】
上述の実施の形態では、反射鏡は完全に反射する場合を例に説明したが、これに限らず、ハーフミラー等のように一部透過させ、残りを反射させるものを用いてもよいし、また、反射鏡の反射率を徐々に変化させたものを用いてもよい。すなわち、上述の実施の形態では、反射と透過の２値レベルの場合について説明したが、半透過というように濃淡を付けてもよいことはいうまでもない。例えば、図１３（Ｃ）の場合には、中央部分の反射率を高く、周囲にいくほど反射率を小さくしたり、図１３（Ｄ）の場合には、中央の円形部分の反射率を高く、その周囲の円形部分の反射率を低くすればよい。
【００５４】
また、上述の実施の形態では、遮光板７に光を遮光する遮光部材を用いた場合について説明したが、遮光部材に代えて位相板や偏光板（検光子）などを用いてもよい。なお、位相板を用いる場合には遮光板７の透過リング部７Ｂに対応した形状の照明リング絞りを被検査試料５とスリット絞り３との間に設ける必要があることは教科書等の『位相差顕微鏡』の欄に詳しく説明があるので、ここでは説明を省略する。また、偏光板を用いた場合は、照明系に偏光子を設置し、偏光照明を得ることも教科書等の『偏光顕微鏡』の欄に詳しく説明してあるので、ここでは説明を省略する。
また、位相板や偏光板を用いた場合にも同様に半透過というような濃淡を付けてもよいことはいうまでもない。なお、位相板を用いる場合には、図２に示す直接光検出器２４の検出信号Ｖ１と散乱光偏向光検出器２８の検出信号Ｖ２は、それぞれ位相差有の検出信号Ｖ２と位相差無の検出信号Ｖ１となり、偏光板を用いる場合には、偏光の変化有の検出信号Ｖ２と偏光の変化無の検出信号Ｖ１となることはいうまでもない。
このように位相板や偏光板を用いることによって、位相シフト型ホトマスク、光学ガラス基板、位相シフト用ホトマスク基板、薄膜付Ｓｉウェハ、ＬＣＤ配向膜などに対しても、それらの欠陥を検査することができる。例えば、５５０×６５０ｍｍのＬＣＤ用偏光板、位相差板、ガラス基板、カラーフィルタや、３００φのＬＳＩ用Ｓｉウェハ、対角５インチのＬＳＩ用ホトマスクや対角４０インチのＰＤＰ用ガラス基板、電極基板や、３．５インチ直径のＤＶＤ用ポリカーボーネート基板や、５インチ直径のＭｏ（光磁気）ディスク用ポリカーボネート基板などの大面積のパンーン無しとパターン付きの試料５の全面を一括して検査することが可能である。
【００５５】
なお、上述の実施の形態では、多波長光源１からの光束をハーフミラー４Ｂを用いて凹面反射鏡４Ｃに反射し、凹面反射鏡４Ｃで反射した光束をハーフミラーを通過させて被検査試料５に集光する場合を説明したが、これに限らず、図１６のように、凹面反射鏡と被検査試料との間にハーフミラーを用いることなく、多波長光源１からの光束を凹面反射鏡４Ｅで直接反射して、被検査試料５に集光するようにしてもよいことはいうまでもない。なお、照明絞り３３と凹面反射鏡４Ｅとを結ぶ光軸と、被検査試料５と凹面反射鏡４Ｅとを結ぶ光軸との交差角度θａは、４５度以下が望ましい。試料５表面上に、薄膜や色フィルタが無い場合には、広い波長分布の多波長光源１を用いる必要はなく、多波長光源１はシングルモード又はマルチモードの半導体レーザやガスレーザの発振波長、超高圧水銀ランプのｅ線スペクトルなどの狭い波長の分布の多波長光源１も使用可能である。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、小口径結像レンズを用いて広視野結像を可能とし、欠陥検査装置全体の低コスト化を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】  第１の実施の形態に係る欠陥検査装置の各光学系のＸ軸方向から見た概略構成を示す図である。
【図１Ｂ】  第１の実施の形態に係る欠陥検査装置の各光学系のＹ軸方向から見た概略構成を示す図である。
【図１Ｃ】  図１Ａ及び図１Ｂの凹面反射鏡を凸レンズに置き換えた場合の概念図を示す図である。
【図２】  液晶ディスプレイのカラーフィルタ基板及び画素電極基板上の欠陥や異物を検出する欠陥検査装置全体の概略構成を示す図である。
【図３Ａ】  第２の実施の形態に係る欠陥検査装置の各光学系のＸ軸方向から見た概略構成を示す図である。
【図３Ｂ】  第２の実施の形態に係る欠陥検査装置の各光学系のＹ軸方向から見た概略構成を示す図である。
【図４Ａ】  第３の実施の形態に係る欠陥検査装置の各光学系のＸ軸方向から見た概略構成を示す図である。
【図４Ｂ】  第３の実施の形態に係る欠陥検査装置の各光学系のＹ軸方向から見た概略構成を示す図である。
【図４Ｃ】  図４Ａ及び図４Ｂの凹面反射鏡を凸レンズに置き換えた場合の概念図を示す図である。
【図５Ａ】  第４の実施の形態に係る欠陥検査装置の各光学系のＸ軸方向から見た概略構成を示す図である。
【図５Ｂ】  第４の実施の形態に係る欠陥検査装置の各光学系のＹ軸方向から見た概略構成を示す図である。
【図６Ａ】  第５の実施の形態に係る欠陥検査装置の各光学系のＸ軸方向から見た概略構成を示す図である。
【図６Ｂ】  第５の実施の形態に係る欠陥検査装置の各光学系のＹ軸方向から見た概略構成を示す図である。
【図７】  第６の実施の形態に係る欠陥検査装置の各光学系のＹ軸方向から見た概略構成を示す図である。
【図８】  本発明に係る欠陥検査装置に係る欠陥検出方式の２通りの方法を示す図である。
【図９】  被検査試料の表面状態における図２の直接光検出器及び散乱光偏向光検出器の出力波形の概略を示す図である。
【図１０】  図７の検出レンズ群内の絞りの形状を示す図である。
【図１１】  図２の欠陥検査装置の別の構成例を示す図である。
【図１２】  図２の欠陥検査装置のさらに別の構成例を示す図である。
【図１３】  反射鏡絞りの各種変形例を示す図である。
【図１４】  図１の反射鏡絞りの変形例を示す図である。
【図１５】  図５の反射鏡絞りの変形例を示す図である。
【図１６】  この発明の実施の形態に係る欠陥検査装置の照明手段の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１…光源、２…集光レンズ、２Ａ，１０，１５…補助集光レンズ、３，３Ｂ…スリット絞り、３Ａ…方形開口スリット絞り、３３…照明絞り、４Ａ…補助集光レンズ、４Ｂ，７Ｄ…ハーフミラー、４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ…凹面反射鏡、５…透過材料型被検査試料、６，６Ａ…検出レンズ群、７…反射鏡絞り、７０…集光位置、７Ａ…反射部、７Ｂ…光透過部分、７Ｃ…光遮蔽部分、７Ｅ，７Ｆ…遮光板、８，９…１次元アレイ型検出器、８Ａ，９Ａ…２次元アレイ型検出器、１１，１３…絞り、１３Ａ…楕円絞り、１４…分岐手段、１４Ａ…反射部、１４Ｂ…透過部、２１試料搬送部、２２…Ｘ−Ｙ軸エンコーダ、２３…検出器駆動回路、２４…直接光検出器、２５，２９…Ａ／Ｄ変換器、２６，２Ａ…判定回路、２７…黒色欠陥メモリ、２８……散乱光偏向光検出器、２Ｂ…傷・異物欠陥メモリ、２Ｃ…ＭＰＵ、２Ｄ…表示器、８１…照明手段、８２…結像手段、１１１…傷・異物表示用モニタ、１１２…黒色欠陥表示用モニタ、１２１…散乱・偏向光用スクリーン、１２２…直接光用スクリーン
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図９】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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