(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
この光源からの光を検査対象物の表面に照射する照射光学系と、
照射光学系で照射されて検査対象物の表面から反射された散乱光を受光して表面散乱信号と異物信号を含む受光信号を形成する受光光学系と、
上記検査対象物の表面と、上記照射光学系及び上記受光光学系とを相対的に変位させる変位部と、
上記受光光学系からの受光信号を所定の間隔の区間内でサンプリングして得た受光信号を区間ごとに平均化して表面データ信号を形成する表面データ信号形成部と、
上記表面データ信号形成部からの上記区間ごとに平均化された表面データ信号及び上記受光光学系からの上記受光信号に基づき、上記検査対象物の表面に存在する異物を検査する異物検出部とを備え、
上記表面データ信号形成部は、サンプリングして得た受光信号が以前のサンプルデータよりも所定値以上隔たっているときに、それ以前にサンプリングしたデータを用いて上記表面データ信号を形成するように構成され、サンプリングの周波数を上記表面散乱信号の周波数よりも高い周波数にし、かつ上記所定の間隔は、異物の散乱信号よりも長い間隔に設定されていることを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
上記表面データ信号形成部は、サンプリングして得た受光信号が以前のサンプルデータよりも所定値以上隔たっているときに、直前に上記表面データ信号形成部が求めた表面データを受光信号のデータとして用いて上記表面データ信号を形成するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の表面検査装置。
【請求項３】
上記表面データ信号形成部は、サンプリングタイミングの受光信号が異物に相当するときには、直前に上記表面データ信号形成部が求めた表面データを受光信号のデータとして用いて、上記表面データ信号を形成するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の表面検査装置。
【請求項４】
上記表面データ信号形成部は、サンプリングタイミングの受光信号が異物に相当するときには、それ以前にサンプリングして得たデータを用いて、上記表面データ信号を形成するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の表面検査装置。
【請求項５】
上記変位部は、上記照射光学系及び上記受光光学系と、上記検査対象物の表面との間で相対的な回転変位を与える回転変位部と、上記照射光学系及び上記受光光学系と、上記検査対象物の表面との間で相対的な直線変位を与える直線変位部とを有し、照射された光が上記検査対象物の表面上をらせん走査するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の表面検査装置。
【請求項６】
上記表面データ信号形成部で用いるサンプリング間隔は、上記変位部による上記検査対象物の表面と、照射光学系及び受光光学系とを相対的に変位させる変位速度に応じて変化するように構成されていることを特徴とする請求項５記載の表面検査装置。
【請求項７】
上記表面データ信号形成部で用いるサンプリング間隔は、上記変位部による上記検査対象物の表面と、照射光学系及び受光光学系とを相対的に変位させる変位速度が遅くなるにつれて、その間隔を長く設定されるように構成されていることを特徴とする請求項５記載の表面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異物（本明細書ではキズその他を含む広義の用語）を検査する表面検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面検査装置において、異物を検査する場合、検査対象物の表面それ自体の散乱に関する信号と異物に関する信号を弁別することが重要である。
【０００３】
従来、表面散乱からの信号と異物からの信号を弁別する方法は、図１に示す方法が知られている。図１のＡには、表面散乱信号１と異物信号２が混在した形で示されている。図１のＢには、表面散乱信号１のみが示されている。図１のＣには、異物信号２のみが示されている。
【０００４】
図１のＡに示されている、表面散乱信号１と異物信号２との混在したものから、図１のＢに示されている表面散乱信号１がフィルタによって差し引かれると、図１のＣに示されている異物信号２のみが残される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法は、表面散乱信号１の周波数と異物信号２の周波数がほぼ固定されているような走査態様において有効であるにすぎない。
【０００６】
例えば、１つの直線方向にスキャンしながら走査する場合は、スキャン周波数を一定にすることが容易であるため、表面散乱信号１の周波数と異物信号２の周波数がほぼ固定され、両者は、フィルタを使用すれば、容易に分離できる。
【０００７】
図２は、一定スキャンスピード方式の場合の周波数帯域を示している。スキャンスピードが一定である場合、スキャン周波数は一定にできるので、表面散乱信号１の周波数帯域３と異物信号２の周波数帯域４がほぼ固定されて互いに離れているため、両者は、フィルタによって容易に分離できる。
【０００８】
しかし、螺旋走査の場合（つまり照射された光が検査対象物の表面上をらせん状に走査するように構成されている場合）は、検査対象物の表面の周辺部を測定している場合には略一定スキャンスピードを維持できるが、検査対象物の表面の中心部付近に近付くと、回転数の制限からスキャンスピードが遅くなる。そのため、表面散乱信号１の周波数と異物信号２の周波数は、結果的に広い帯域の信号となる。
【０００９】
図３は、そのような螺旋走査方式（スキャンスピード変化方式）における両信号１，２の周波数帯域の一例を示している。スキャンスピードに相当する回転数は、回転機構等の制約があるため、無限大に大きくすることはできない。その結果、特に検査対象物の表面の中心付近は信号の周波数が常に変化する。それゆえ、フィルタのみで表面散乱信号１の周波数と異物信号２の周波数を弁別するのは技術的に極めて困難である。
【００１０】
図４は、螺旋走査方式（スキャンスピード変化方式）の場合の周波数帯域が図３に示すようになることを説明するための図である。スキャンスピード（光ビームと検査対象物の表面との相対速度）が遅くなるにつれて、異物信号及び表面散乱信号の周波数帯域は低い方へ（図４の左方向つまり矢印方向へ）シフトする。それゆえ、全体的に見ると、図３に示すように、表面散乱信号１の周波数と異物信号２の周波数は、結果的に広い帯域の信号となって分離しがたいものなるのである。
【００１１】
本発明の課題は、螺旋走査方式（スキャンスピード変化方式）の場合でも、表面散乱信号と異物信号を弁別して異物を正確に検出できる表面検査装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決手段は、前掲の各請求項に記載のとおりである。
【００１３】
例えば、本発明の解決手段の１つは、光源と、この光源からの光を検査対象物の表面に照射する照射光学系と、照射光学系で照射されて検査対象物の表面から反射された散乱光を受光して表面散乱信号と異物信号を含む受光信号を形成する受光光学系と、上記検査対象物の表面と、上記照射光学系及び上記受光光学系とを相対的に変位させる変位部と、上記受光光学系からの受光信号を所定の間隔の区間内でサンプリングして得た受光信号を区間ごとに平均化して表面データ信号を形成する表面データ信号形成部と、上記表面データ信号形成部からの上記区間ごとに平均化された表面データ信号及び上記受光光学系からの上記受光信号に基づき、上記検査対象物の表面に存在する異物を検査する異物検出部とを備え、上記表面データ信号形成部は、サンプリング周波数を上記表面散乱信号の周波数よりも高い周波数にすることを特徴とする表面検査装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
好ましくは、本発明の表面検査装置は、次のような形態にする。
【００１５】
（１）一定区間内でサンプリングを行い、各サンプリングでの信号の値を区間で平均化する際に、所定の値以上の信号（異物による値の大きな信号）を、一つ前の区間の平均値を代入することで、異物による大きな信号が平均データに影響を与えないようにする。
【００１６】
（２）また、異物の信号と表面散乱信号とを分離する際に、“サンプリングされたピークの信号”から一つ前の区間平均データを差し引くことで、“異物散乱信号の真の大きさ”を求める。
【００１７】
本発明における表面データ信号形成部の実施形態をまず説明する。
【００１８】
表面データ信号形成部は、サンプリングして得た受光信号が以前のサンプルデータよりも所定値以上隔たっているときに、直前に上記表面データ信号形成部が求めた表面データを受光信号のデータとして用いて上記表面データ信号を形成する。
【００１９】
表面データ信号形成部は、サンプリングして得た受光信号が以前のサンプルデータよりも所定値だけ隔たっているときに、それ以前にサンプリングしたデータを用いて上記表面データ信号を形成する。
【００２０】
表面データ信号形成部は、サンプリングして得た受光信号が以前のサンプルデータよりも所定値以上隔たっているときに、サンプルして得た受光信号を除いて上記表面データ信号を形成する。
【００２１】
表面データ信号形成部は、サンプリングタイミングの受光信号が異物に相当するときには、直前に上記表面データ信号形成部が求めた表面データを受光信号のデータとして用いて、上記表面データ信号を形成する。
【００２２】
表面データ信号形成部は、サンプリングタイミングの受光信号が異物に相当するときには、それ以前にサンプリングして得たデータを用いて、上記表面データ信号を形成する
表面データ信号形成部は、サンプリングして得た受光信号のうち異物に相当する信号を除いて上記表面データ信号を形成する
上記表面データ信号形成部は、所定の間隔内でサンプリングして得た受光信号を平均化して、表面データを形成するように構成され、そのサンプリング周波数は、表面散乱信号の周波数よりも高い周波数で、かつその所定の間隔は、異物の散乱信号よりも十分に長い間隔に設定されている。
【００２３】
また、本発明で使用する変位部は、上記照射光学系及び上記受光光学系と、上記検査対象物の表面との間で相対的な回転変位を与える回転変位部と、上記照射光学系及び上記受光光学系と、上記検査対象物の表面との間で相対的な直線変位を与える直線変位部とを有し、照射された光が上記検査対象物の表面上をらせん走査するように構成するのが好ましい。
【００２４】
さらに、表面データ信号形成部で用いるサンプリング間隔は、上記変位部による上記検査対象物の表面と、照射光学系及び受光光学系とを相対的に変位させる変位速度に応じて変化するように構成するのが好ましい。
【００２５】
また、表面データ信号形成部で用いるサンプリング間隔は、上記変位部による上記検査対象物の表面と、照射光学系及び受光光学系とを相対的に変位させる変位速度が遅くなるにつれて、その間隔を長く設定されるように構成するのが好ましい。
【００２６】
【実施例】
図５は、本発明による螺旋走査方式の表面検査装置の一例を示している。光源と、この光源からの光を検査対象物（ウエハ）１１の表面に照射する照射光学系１２と、照射光学系１２で照射されて検査対象物１１の表面から反射された散乱光を受光して受光信号を形成する受光光学系１３と、上記検査対象物１１の表面と上記照射光学系１２及び上記受光光学系１３とを相対的に変位させる変位部１４と、上記受光光学系１３からの受光信号を所定区間ごとにサンプリングし、表面データ信号を形成する表面データ信号形成部１５と、上記表面データ信号形成部１５からの上記表面データ信号及び上記受光光学系１３からの上記受光信号に基づき、上記検査対象物１１の表面に存在する異物を検査する異物検出部１６とを備えており、上記変位部１４は、上記照射光学系１２及び上記受光光学系１３と、上記検査対象物１１の表面との間で相対的な回転変位を与える回転変位部１７と、上記照射光学系１２及び上記受光光学系１３と、上記検査対象物１１の表面との間で相対的な直線変位を与える直線変位部１８とを有し、照射された光が上記検査対象物１１の表面上をらせん走査するように構成されている。回転変位部１７と直線変位部１８には、それぞれモータ１９，２０が接続されている。
【００２７】
図５に示す螺旋走査方式の表面検査装置において、検査対象物の円形表面の周辺部を測定する場合には可能な限り一定スキャンスピードを維持し、検査対象物の表面の中心部付近を測定する場合には、回転数の制限からスキャンスピードを遅くしていくと、表面散乱信号の周波数と異物信号の周波数は次の範囲の帯域になる。
【００２８】
［スキャンスピード］
回転数  ４０００ｒｐｍ
［帯域］
表面散乱信号の周波数  ＤＣ  〜  数十ＫＨｚ
異物信号の周波数      ＤＣ  〜  数ＭＨｚ
本発明の１つの形態では、表面データ信号形成部１５は、１つの区間でサンプリングして得た受光信号が以前の区間で得たサンプルデータよりも所定値以上隔たっているときに、直前の区間で上記表面データ信号形成部１５が求めた表面データを受光信号のデータとして用いて上記表面データ信号を形成する。
【００２９】
本発明の別の形態では、上記表面データ信号形成部１５は、１つの区間でサンプリングして得た受光信号が以前の区間で得たサンプルデータよりも所定値だけ隔たっているときに、それ以前の区間でサンプリングしたデータを用いて上記表面データ信号を形成する。
【００３０】
さらに別の観点から言えば、上記表面データ信号形成部１５は、１つの区間でサンプリングして得た受光信号が以前の区間で得たサンプルデータよりも所定値以上隔たっているときに、その１つの区間でサンプルして得た受光信号を除いて上記表面データ信号を形成する。
【００３１】
本発明のさらに別の形態では、上記表面データ信号形成部１５は、サンプリングタイミングの受光信号が異物に相当するときには、直前の区間で上記表面データ信号形成部１５が求めた表面データを受光信号のデータとして用いて、上記表面データ信号を形成する。
【００３２】
本発明のさらに別の形態では、上記表面データ信号形成部１５は、サンプリングタイミングの受光信号が異物に相当するときには、それ以前の区間でサンプリングして得たデータを用いて、上記表面データ信号を形成する。
【００３３】
さらに別の観点から言えば、上記表面データ信号形成部１５は、サンプリングして得た受光信号のうち異物に相当する信号を除いて上記表面データ信号を形成する。
【００３４】
このような実施形態のいずれにおいても、前述のスキャンスピードおよび帯域の条件の下で、エンコーダ１区間毎（例えば６０００分割）で信号のサンプリングを行い、そのデータから平均信号を作り出し、それにより、固定フィルタとは異なる形態で、表面散乱信号と異物信号との分離を行うことができる。その場合のサンプリングの周波数やカウンタの具体例を次に示す。
【００３５】
サンプリング周波数：２．５ＭＨｚ
サンプリングカウンタ：最大８
また、検査対象物１１の円形表面の中心付近での平均方法の一例を次に示す。中心付近の回転を仮に仮に３０００ｒｐｍとする。
【００３６】
エンコーダー区間の時間＝(1/(3000/60))/6000=0.02(S)/6000=3.3μs −(1)
サンプリングクロック時間＝ｌ／(2.5ＭＨｚ)=0.4μs −(2)
サンプリング回数＝3.3μs/0.4μs=8.25 −(3)
中心より０．５ｍｍでの各周波数は、実験より求める。
【００３７】
表面散乱周波数＝１０Ｈｚ以下                                    −(4)
異物信号周波数＝１００ＫＨｚ                                    −(5)
そして、平均値との差、例えば表面散乱の平均値よりΔ６０ｍＶ以上を異物信号データとする。
【００３８】
信号の大きさを１Ｖとし、図６に例示するように、信号を三角波に近いと考える。
【００３９】
（１／１００ＫＨｚ）÷２＝５μｓ  −  （６）
式（１）より、１．６７μｓで１Ｖのピークに達する。
【００４０】
これらより、サンプリングクロック当たりの変化量は
１Ｖ÷（５μｓ／０．４μｓ）＝８０ｍＶ＞６０ｍＶ
これらのデータから、次のようにデータを関連づける。
【００４１】
データ採用条件：ＣＳ＝４ビット（１６ｍＶ／ビット）
とすれば、表面散乱信号と異物（ゴミ散乱）信号とが区別できる。
【００４２】
また、表面データ信号形成部１５は、所定の間隔内でサンプリングして得た受光信号を平均化して、表面データを形成するように構成できる。そのサンプリング周波数は、表面散乱信号の周波数よりも高い周波数で、かつその所定の間隔は、異物の散乱信号よりも十分に長い間隔に設定されることが望ましい。
【００４３】
図７と図８を参照して、この点を説明する。
【００４４】
図７は、走査速度が速い場合（検査対象物の円形表面の周辺部を測定する場合）を示している。図８は、走査速度が遅い場合（検査対象物の表面の中心部付近を測定する場合）を示している。
【００４５】
図７と図８において、Ｓ１〜Ｓ１３は、表面データに用いるサンプリングタイミングを示す。図７のように走査速度が速い場合（検査対象物の円形表面の周辺部を測定する場合）は、サンプリング間隔を比較的狭く取り、表面散乱信号１と異物信号２とを区別する。図８に示すように走査速度が遅い場合（検査対象物の表面の中心部付近を測定する場合）は、サンプリング間隔を比較的広く取り、なだらかとなった異物信号２を表面データとして取り込まないようにする。
【００４６】
要するに、走査速度が遅い場合に、走査速度が速い場合のサンプリング間隔よりもその間隔を広くとり、低周波数（なだらか）となった異物信号が表面データとして平均化処理に取り込まれないようにしているのである。
【００４７】
また、他の方法として、サンプリングを立ち上がり立ち下がりの一定期間のみ行うように構成し、走査速度が速い場合のサンプリング間隔よりもその間隔を広くとる部分を設けるだけでも同様の効果が得られる。
【００４８】
例えば、検査対象物１１の中心付近においては、サンプリング周波数２．５ＭＨｚでは分離しがたくなる。そこで、サンプリングを図９に示すように設定することで、若干データが不正確になるが、時間分解能を下げて平均データを得ることができる。
【００４９】
平均化のサンプリングを、エンコーダの立ち上がり、立ち下がりで２回に分ける。そうすることにより、中心部では、サンプリングによる前述の平均値との差Δによる判断が２．５ＭＨｚではなく、エンコーダの周波数に左右される。
【００５０】
中心から０．５ｍｍの地点で考察する。前述の式（１）〜（５）を同様に考える。そして、平均値との差、例えば表面散乱の平均値よりΔ６０ｍＶ以上を異物信号データとする。
【００５１】
信号の大きさを１Ｖとし、図６に示すように信号を三角波に近いと考える。
【００５２】
（１／１００ＫＨｚ）÷２＝５μｓ    −（６）
式（２）より１．６７μｓで１Ｖのピークに達する。
【００５３】
エンコーダの半周期がサンプリングになるので、式（１）より１／２にするので、
３．３μｓ÷２＝１．６５μｓ
１Ｖ÷（５μｓ／１．６５μｓ）＝３３０ｍＶ ＞６０ｍＶ
つまり、中心部でもさらに余裕ができるので、十分に分離が可能になる。
【００５４】
さらに中心で考える。中心からの距離ｒを０．２５ｍｍにすると、周波数は１／２倍になるので（周期は２倍）
１Ｖ÷（１０μｓ／１．６５μｓ）＝１６５ｍＶ  ＞６０ｍＶ
前述のことをまとめると次表に示すようになる。
【００５５】
ｒの距離            周期      Δ電圧          条件（＞60ｍＶ）
０．５ｍｍ          ５μｓ    ３３０ｍＶ        ○
０．２５ｍｍ      １０μｓ    １６５ｍＶ        ○
０．１２５ｍｍ    ２０μｓ    ８２．５ｍＶ      ○
【００５６】
図１０〜１２は、比較回路と平均値記憶回路のフロー図の好適な例を示している。図１３は、ピーク部と平均データ部のフロー図の好適な例を示している。
【００５７】
図１０〜１３において、各種レジスタ、カウンタとしては、次のものが使用できる。
【００５８】
▲１▼加算回路一時記憶レジスタ
▲２▼比較データ記憶レジスタ(CS)
▲３▼エンコーダ信号カウンタ
▲４▼平均値記憶レジスタ(AS)
▲５▼データカウンタレジスタ(Dini)
▲６▼データカウンタ(Dcnt)
また、各種レジスタ、カウンタへのデータセットの具体例は、次のとおりである。
【００５９】
▲１▼比較データ記憶レジスタ  −＞４
これは、データ比較の差が４を基準とすることを示す。
【００６０】
▲２▼データカウンタレジスタ  −＞３２
これは、エンコーダー区間内で加算するデータ数は最大３２であることを示す。
【００６１】
また、データ加算は、次のように行う。
【００６２】
（ΣＳ）＋（Ｓｎ＋１）
ΣＳ：判断に基づく加算データの結果また、平均化決定について述べると、加算回路での最終データをデータカウンタレジスタ値で割る。データカウンタレジスタ値が２のｎ乗に設定されていれば加算データの下位ｎビットを除くデータを平均値回路に記憶させる。
【００６３】
本発明のさらに別の実施例による表面散乱光の平均化手法を説明する。
【００６４】
表面検査装置において、図１４に示すような異物散乱信号と表面散乱信号とを分離するために、次のような処理を行う。
【００６５】
１．同一のサンプリング信号を用いる（または間引く）。そして、表面散乱信号の周期（１／Ｓ）により、十分に短い時間でかつ異物散乱信号の周期より十分に長い時間を満たすように一定期間を定めてサンプリングし、図１５に示すように、その信号を平均化する。
【００６６】
２．エンコーダ信号を用いて一定期間をきめる。又は、サンプリング回数を計数して一定期間をきめる。
【００６７】
３．一定期間内で平均データとサンプリングした信号を比較し、設定データ（変更可能）より大きい場合は、そのデータを破棄し、かつ前の区間の平均データを代入して、平均処理を続ける。
【００６８】
４．一定期間後のデータは比較することなく平均データとして利用する。
【００６９】
図１５において、平均区間がＰで、平均データがＳである。区間Ｐｎ−１内では、サンプリング信号は各々前の信号と比較され、前記３の方法に従い処理される。しかし、平均データＳｎ−１が確定したあと、次の区間のサンプリングデータ（つまり区間Ｐｎ内の平均データ）と区間Ｐｎ−１内のサンプリングデータとの比較はしない。同一区間内のデータである事が比較の条件になる。
【００７０】
このような表面散乱光の平均化手法によれば、表面散乱にムラがある検査対象物（例えばフィルムウェーハ）上の散乱光データを精度よく平均化することで表面にある異物をその表面の状態に左右されることなく検査することができる。
【００７１】
特に表面情報を一定期間で平均化する従来の技術に比較して、本発明によれば、大きな異物がある場合であっても、平均化データが正確になる。
【００７２】
また周波数フィルタにより表面信号のみを抽出する従来の方法に比較しても、本発明によれば、大きなキズや塊の場合でも、正確に異物散乱信号を得ることができる。
【００７３】
図１６は、本発明の別の好適な実施例を示している。この本発明の好適な実施例においては、表面散乱信号と異物散乱信号の周波数の違いに注目し、
異物の散乱信号周波数 ＞＞ 表面散乱信号周波数
としている。
【００７４】
しかも、表面散乱信号は測定時間により変化することを考慮し、平均データを作るとき、１つ前のサンプリングデータと比較し、短時間に大きく変化する異物の周波数の高い信号を平均データに取り込まないようにした。それにより正確な表面情報を得るのである。
【００７５】
また、表面散乱信号の周波数から短時間に大きな変動がないことを利用し、データ欠損を補うために、上記の取り込まないデータの代わりに、そのーつ前の区間の平均データを代入する。
【００７６】
これにより、表面散乱信号以外の散乱に影響されることなく正確な平均データを得ることができる。
【００７７】
例えば、図７の例を参照して、前区間の平均値をＡＳとし、比較データをＣＳとし、サンプリングをＳ１〜Ｓ１３とすると、本発明によれば、平均データは、次のように示される。
【００７８】
平均データ＝（Ｓ１＋Ｓ２＋ＡＳ＋Ｓ４＋Ｓ５＋Ｓ６＋ＡＳ＋ＡＳ＋ＡＳ＋Ｓ１０＋Ｓ１１＋Ｓ１２＋Ｓ１３）÷１３
図７の例の場合、Ｓ３は、比較回路によってＳ２と比べ、ＣＳ＜（Ｓ３−Ｓ１）成り立つため、表面散乱ではなく、異物のデータであると判断され、ＡＳが代入される。Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９も、同様に表面散乱ではなく異物のデータであると判断され、ＡＳが代入される。
【００７９】
この方法によれば、表面散乱以外の信号を平均データに含むことがないため、より正確な表面散乱データの平均が得られる。
【００８０】
特に検査物の中心付近では中心に近付くにしたがって平均データの母数（サンプリング間隔）を多くしていくことによって、より正確に表面情報の平均を得ることができる。
【００８１】
これに対し、従来の平均データは次のように示される。
【００８２】
平均データ＝（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４＋Ｓ５＋Ｓ６＋Ｓ７＋Ｓ８＋Ｓ９＋Ｓ１０＋Ｓ１１＋Ｓ１２＋Ｓ１３）÷１３
この場合、Ｓ３，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９の信号は異物の信号をサンプリンして平均データに入れており、表面散乱信号とは異なる大きな信号が混入している。そのため平均データは表面散乱信号の平均と比べ、大きな値のデータが算出される。
【００８３】
両者の平均データの計算内容を比較するとより明確になるように、本発明によれば、次のような作用効果が得られる。
【００８４】
・表面散乱信号を正確に平均し測定することで、ムラの多い薄膜等のついた検査対象物でも、より正確に表面情報の平均を得ることができる。
【００８５】
・大きな異物が存在しても、より正確な表面散乱信号を得ることができる。
【００８６】
・より正確な表面散乱情報が得られるため、表面散乱データと異物の信号の分離が可能になり、検査の確度・再現性が向上する。
【００８７】
図１７は、本発明のさらに別の好適な実施例を示している。この実施例においても、表面散乱信号と異物散乱信号の周波数の違いに注目し、
異物の散乱信号周波数  ＞＞  表面散乱信号周波数
としている。
【００８８】
同一のサンプリング信号を用い（または間引き）、表面散乱信号の周波数より十分に短い時間でかつ異物の散乱信号の周期よりも十分に長い時間を満たすように一定期間を定めてサンプリングし、その信号を平均化する。
【００８９】
さらに、異物の散乱信号をサンプリングし、そのピークデータを記録する。それと同時に、そのピークデータ（ＤＰＫ）位置の存在する区間Ｐｎの１つ前の区間Ｐｎ−１の平均データＳｎ−１が記録される。
【００９０】
区間Ｐｎ内に異物が複数個あっても同様な処理がなされる。
【００９１】
異物散乱信号のピーク信号の大きさ（ＴＤＰＫ）は、次の処理で行われる。
【００９２】
ＴＤＰＫ＝ＤＰＫ−（Ｓｎ−１）
このように処理することにより、表面散乱にムラがある検査対象物（フィルムウエーハ）上の散乱光データを精度良く平均化でき、表面にある異物をその表面の状態に左右されることなく分離し測定する事ができる。
【００９３】
特に螺旋方式による検出方式では、表面散乱信号と異物散乱信号の周波数が常に変化し続けるので、従来のフィルタ方式では信号の分離はできなかったが、本発明においては、表面散乱信号周波数と異物散乱信号周波数の違いに注目して、表面散乱信号を平均するとともに、所定の区間を定め、表面散乱信号と異物散乱信号との関係を次のように定めることで、分離のためのスレッショルド信号は、表面散乱信号との相対値があれば動的に変化することになり、分離が容易に行えるようになる。
【００９４】
・平均を求める区間をＰｎとし、その平均データをＳｎとする。ここでｎは任意の個数を意味する。
【００９５】
・異物の信号のピーク信号をＤＰＫとする
・同区間内での異物散乱信号のピーク信号を記録し、平均データも同時にピーク信号に付加される。
【００９６】
・付加される平均データは、ピークデータが存在する区間の１つ前の区間の平均データである。
【００９７】
異物散乱信号の真の大きさは次の式で与えられる。
【００９８】
異物散乱信号の真の大きさ＝（サンプリングされたピーク信号）−（１つ前の区間の平均データ）
平均データを求めるための区間が十分に小さければ、隣接するデータを使用しても誤差は小さく十分に実用に耐える。
【００９９】
この方法により、測定信号周波数が常に変化する螺旋方式での検出では表面散乱信号と異物散乱信号との分離が容易になり、従来測定できなかったより小さな異物の散乱信号まで検出可能になる。
【０１００】
例えば、図１８に対比して示しているように、従来の方式（Ａ）では、異物検出個数が３となるが、本発明の方式（Ｂ）によれば、異物検出個数が４となる。
【０１０１】
本発明による作用効果は、次のとおりである。
【０１０２】
・表面散乱信号を正確に平均し測定することで、ムラの多い薄膜等のついた検査対象物でも、正確に表面情報の平均を得られ、異物分離のためのスレッショルド信号を相対的データとして扱えるようになった。
【０１０３】
・スレッショルド信号が動的になったことで、表面状態に左右されることなく表面散乱信号と異物散乱信号との分離が容易になり、より小さな異物信号まで測定可能になった。
【０１０４】
なお、前述の実施例、実施態様、実施形態の各構成要素は、互いに他のものに付加したり、置換したり、組合せを変更したり、任意に変形できるものである。それらの変形は、すべて本発明の範囲に入るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の表面散乱信号と異物散乱信号との弁別のしかたを示す。
【図２】一定スキャンスピード方式の周波数帯域を示す。
【図３】スキャンスピード変化方式の周波数帯域を示す。
【図４】図３をわかりやすく説明するための図。
【図５】本発明による螺旋走査方式の表面検査装置の一例を示している。
【図６】信号を三角波と考えた概念図。
【図７】走査速度が速い場合（検査対象物の円形表面の周辺部を測定する場合）を示している。
【図８】走査速度が遅い場合（検査対象物の表面の中心部付近を測定する場合）を示している。
【図９】サンプリングの変形例を示す。
【図１０】比較回路と平均値記憶回路のフロー図の好適な例を示している。
【図１１】比較回路と平均値記憶回路のフロー図の好適な例を示している。
【図１２】比較回路と平均値記憶回路のフロー図の好適な例を示している。
【図１３】ピーク部と平均データ部のフロー図の好適な例を示している。
【図１４】異物信号と表面信号の組合せを示す。
【図１５】一つの平均処理のしかたを示す。
【図１６】本発明の別の好適な実施例を示している。
【図１７】本発明のさらに別の好適な実施例を示している。
【図１８】従来の方式と本発明の方式を対比して異物検出個数の違いを示している。
【符号の説明】
１      表面散乱信号
２      異物信号
３      周波数帯域
４      周波数帯域
１１    検査対象物
１２    照射光学系
１３    受光光学系
１４    変位部
１５    表面データ信号形成部
１６    異物検出部
１７    回転変位部
１８    直線変位部
１９，２０    モータ
【図１】
0004117634.tif 000002
【図２】
0004117634.tif 000003
【図３】
0004117634.tif 000004
【図４】
0004117634.tif 000005
【図５】
0004117634.tif 000006
【図６】
0004117634.tif 000007
【図７】
0004117634.tif 000008
【図８】
0004117634.tif 000009
【図９】
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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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【図１７】
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【図１８】
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