2025-174348 異物検査装置及び異物検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025174348

(43)【公開日】2025-11-28

(54)【発明の名称】異物検査装置及び異物検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/956 20060101AFI20251120BHJP

【ＦＩ】

G01N21/956 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024080641

(22)【出願日】2024-05-17

(71)【出願人】

【識別番号】000155023

【氏名又は名称】株式会社堀場製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100121441

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 竜平

(74)【代理人】

【識別番号】100154704

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 真大

(74)【代理人】

【識別番号】100206151

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 惇志

(74)【代理人】

【識別番号】100218187

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 治子

(74)【代理人】

【識別番号】100227673

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 光起

(74)【代理人】

【識別番号】100231038

【弁理士】

【氏名又は名称】正村 智彦

(72)【発明者】

【氏名】神▲崎▼ 豊樹

【テーマコード（参考）】

2G051

【Ｆターム（参考）】

2G051AA51

2G051AA56

2G051AB01

2G051AB02

2G051AB04

2G051BA10

2G051BB09

2G051BC04

2G051CA02

2G051CA03

(57)【要約】

【課題】１つの異物検査装置が、スループット及び感度に対するユーザの需要に応じて異物検査を行う。
【解決手段】異物検査装置は、第１光を整形する第１光整形部と、測定対象物における照射形状において移動方向に沿った長軸が第１光よりも長い光である第２光を整形する第２光整形部と、前記測定対象物の異物検査が終了して次の前記測定対象物の異物検査を開始する場合に、測定対象物に出射する光を第１光又は第２光に切り替え可能な光切替機構とを有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の移動方向に沿って相対的に移動している測定対象物に対して前記移動方向と交差する方向に光を照射する光照射部と、
前記光照射部から前記測定対象物に光を照射した際の前記測定対象物からの光を検出する光検出部と、
前記光検出部の光検出信号に基づいて、前記測定対象物の異物を検出する演算装置とを備え、
前記光照射部は、
第１光を整形する第１光整形部と、
前記第１光と異なる光である第２光を整形する第２光整形部と、
前記測定対象物の異物検査が終了して次の前記測定対象物の異物検査を開始する場合に、前記測定対象物に出射する光を前記第１光又は前記第２光に切り替え可能にする光切替機構とを有し、
前記測定対象物における照射形状において、前記第１光の長軸及び前記第２光の長軸が前記移動方向に沿っており、前記第２光の長軸の方が前記第１光の長軸よりも長い、異物検査装置。

【請求項2】

前記第１光整形部及び前記第２光整形部は、共通のレーザ光源からの前記レーザ光が導入されるものであり、
前記光切替機構は、前記測定対象物の異物検査が終了して次の前記測定対象物の異物検査を開始する場合に、前記レーザ光源からの前記レーザ光を前記第１光整形部に導入する状態と、前記レーザ光源からの前記レーザ光を前記第２光整形部に導入する状態とを切り替える、請求項１に記載の異物検査装置。

【請求項3】

前記光照射部は、前記第１光整形部からの前記第１光及び前記第２光整形部からの前記第２光を前記移動方向と交差する方向に前記測定対象物に対して走査する光走査部をさらに備え、
前記光切替機構は、
前記レーザ光源と前記第１光整形部又は前記第２光整形部との間に設けられる入射側ミラーと、
前記第１光整形部又は前記第２光整形部と前記光走査部との間に設けられる出射側ミラーと、
前記入射側ミラー及び前記出射側ミラーを移動させることによって、前記レーザ光源から前記第１光整形部を介して前記光走査部に至るまでの光路である第１光路と、前記レーザ光源から前記第２光整形部を介して前記光走査部に至るまでの光路である第２光路とに切り替える切替アクチュエータとを有する、請求項１又は２に記載の異物検査装置。

【請求項4】

前記第１光整形部及び前記光走査部は、前記レーザ光源から出射される前記レーザ光の光路上に設けられており、
前記入射側ミラーは、前記レーザ光源からの前記レーザ光を前記第２光整形部に向けて反射し、前記出射側ミラーは、前記第２光整形部からの前記第２光を前記光走査部に向けて反射するものであり、
前記切替アクチュエータは、前記レーザ光源から出射される前記レーザ光の光路上から前記入射側ミラー及び前記出射側ミラーを退避させて前記第１光路を形成し、前記入射側ミラー及び前記出射側ミラーを前記レーザ光源から出射される前記レーザ光の光路上に位置させて前記第２光路を形成する、請求項３に記載の異物検査装置。

【請求項5】

前記第２光整形部は、レーザ光源からのレーザ光を、複数の光学部材に導入することによって前記第２光を整形する、請求項１乃至４の何れか一項に記載の異物検査装置。

【請求項6】

前記第２光整形部は、レーザ光源からの前記レーザ光を周方向全体に亘って拡大した後に一方向に拡大することによって前記第２光を整形する、請求項１乃至５の何れか一項に記載の異物検査装置。

【請求項7】

前記第２光整形部は、レーザ光源からの前記レーザ光を拡大レンズに導入した後に、少なくともシリンドリカルレンズを含む光学素子に導入することによって前記第２光を整形する、請求項６に記載の異物検査装置。

【請求項8】

前記第２光が照射される前記測定対象物の前記移動方向における送りピッチは、前記第１光が照射される前記測定対象物の前記移動方向における送りピッチよりも大きい、請求項１乃至７の何れか一項に記載の異物検査装置。

【請求項9】

所定の移動方向に沿って相対的に移動している測定対象物に光を照射し、前記測定対象物に光を照射した際の前記測定対象物からの光を検出し、前記測定対象物から検出された光に基づいて、前記測定対象物の異物を検出する異物検査方法であって、
前記測定対象物の異物検査が終了して次の前記測定対象物の異物検査を開始する場合に、前記測定対象物に出射する光を、第１光又は前記第１光とは異なる光である第２光に切り替え可能とし、
前記測定対象物における照射形状において、前記第１光の長軸及び前記第２光の長軸が前記移動方向に沿っており、前記第２光の長軸の方が前記第１光の長軸よりも長い、異物検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、異物検査装置及び異物検査方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、測定対象物に光を照射して測定対象物からの光を検出することにより、測定対象物の表面の異物を検査する異物検査装置がある。

【0003】

この種の異物検査装置は、例えば特許文献１に示すように、測定対象物である基板の表面及び裏面に検査光を照射する光照射部と、基板の表面及び裏面から出る反射散乱光を検出する光検出部と、光検出部からの光検出信号を受信して基板上の異物を検出する演算装置とを備えるものが挙げられる。基板が検査光の走査方向と垂直な方向に移動している状態で、光照射部が基板の表面及び裏面に検査光を走査しながら照射することによって、基板の表面及び裏面に存在する異物を検出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－１４５１４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、この種の異物検査装置では、光照射部が基板に光を照射する際に、検査光は、基板の表面及び裏面に対して所定の角度で入射される。その結果、基板の表面及び裏面における照射形状は、基板の移動方向に沿った長軸を有する概略楕円形状となる。

【0006】

ここで、照射形状の長軸が小さいと異物検査における感度は向上する一方、基板の送りピッチが小さくなるので、スループットが低下してしまう。ユーザによっては異物検査における感度よりもスループットを優先する需要があるものの、上記の異物検査装置では、照射形状の長軸が一定であるので、スループットを向上させることが難しい。従って、従来では、１つの異物検査装置が、スループット及び感度に対するユーザの需要に応じて異物検査を行うことができない。

【0007】

なお、検査光の走査速度を示す光照射部のミラーの首振り速度（走査周波数）を大きくすることによって、スループットを向上させることも考えられる。しかしながら、ミラーの首振り速度を大きくするのには限界があったり、ミラーの首振り速度を大きくしすぎると光検出信号が小さくなってしまうので、ミラーの首振り速度によってスループットを向上させることは難しい。

【0008】

そこで本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、１つの異物検査装置が、スループット及び感度に対するユーザの需要に応じて異物検査を行うことを主たる課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

すなわち、本発明の異物検査装置は、所定の移動方向に沿って相対的に移動している測定対象物に対して前記移動方向と交差する方向に光を照射する光照射部と、前記光照射部から前記測定対象物に光を照射した際の前記測定対象物からの光を検出する光検出部と、前記光検出部の光検出信号に基づいて、前記測定対象物の異物を検出する演算装置とを備え、前記光照射部は、第１光を出射する第１光整形部と、前記第１光と異なる光である第２光を出射する第２光整形部と、前記測定対象物の異物検査が終了して次の前記測定対象物の異物検査を開始する場合に、前記測定対象物に出射する光を前記第１光又は前記第２光に切り替える光切替機構とを有し、前記測定対象物における照射形状において、前記第１光の長軸及び前記第２光の長軸が前記移動方向に沿っており、前記第２光の長軸の方が前記第１光の長軸よりも長いことを特徴とする。

【0010】

このような構成であれば、光切替機構が、測定対象物の異物検査が終了して次の測定対象物の異物検査を開始する場合に、測定対象物に出射する光を第１光又は第２光に切り替え可能とするので、異物検査に要する測定時間を測定対象物の種類に応じて設定することができる。具体的には、測定対象物の照射形状において、第２光の長軸は第１光の長軸よりも長いので、測定対象物に対して第２光を出射した場合には、測定対象物の送りピッチを大きくすることができ、測定時間を短くすることができる。一方、測定対象物に対して第１光を出射した場合には、感度を向上させることができる。従って、スループット及び感度の要求に応じて異物検査を行うことができる。
加えて、測定対象物に対して第２光を出射した場合には、測定対象物の照射形状において、第２光の長軸が第１光の長軸よりも長いので、検査光の走査速度を示す光照射部のミラーの首振り速度（走査周波数）を大きくすることなく、スループットを向上させることができる。

【0011】

前記第１光整形部及び前記第２光整形部は、共通のレーザ光源からの前記レーザ光が導入されるものであり、前記光切替機構は、前記測定対象物の種類に応じて、前記レーザ光源からの前記レーザ光を前記第１光整形部に導入する状態と、前記レーザ光源からの前記レーザ光を前記第２光整形部に導入する状態とを切り替えるものが挙げられる。

【0012】

このような構成であれば、レーザ光源を第１光整形部及び第２光整形部で共通にすることにより、複数のレーザ光源を有する場合と比較して、測定対象物に出射する光を切り替える際の光照射部の部品点数を削減することができ、また、光照射部を安価にすることができる。

【0013】

前記光照射部は、前記第１光整形部からの前記第１光及び前記第２光整形部からの前記第２光を前記移動方向と交差する方向に前記測定対象物に対して走査する光走査部をさらに備え、前記光切替機構は、前記レーザ光源と前記第１光整形部又は前記第２光整形部との間に設けられる入射側ミラーと、前記第１光整形部又は前記第２光整形部と前記光走査部との間に設けられる出射側ミラーと、前記入射側ミラー及び前記出射側ミラーを移動させることによって、前記レーザ光源から前記第１光整形部を介して前記光走査部に至るまでの光路である第１光路と、前記レーザ光源から前記第２光整形部を介して前記光走査部に至るまでの光路である第２光路とに切り替える切替アクチュエータとを有するものが好ましい。

【0014】

このような構成であれば、切替アクチュエータが、入射側ミラー及び出射側ミラーを移動させることによって第１光路と第２光路とに切り替えるので、光を切り替える際に第１光整形部及び第２光整形部を移動させる必要がなく、光照射部の省スペース化を図ることができる。
また、光走査部を第１光整形部及び第２光整形部で共通にすることにより、複数の光走査部を有する場合と比較して、光照射部の部品点数を削減することができ、また、光照射部を安価にすることができる。

【0015】

また、光照射部の省スペース化をさらに図るための構成としては、前記第１光整形部及び前記光走査部は、前記レーザ光源から出射される前記レーザ光の光路上に設けられており、前記入射側ミラーは、前記レーザ光源からの前記レーザ光を前記第２光整形部に向けて反射し、前記出射側ミラーは、前記第２光整形部からの前記第２光を前記光走査部に向けて反射するものであり、前記切替アクチュエータは、前記レーザ光源から出射される前記レーザ光の光路上から前記入射側ミラー及び前記出射側ミラーを退避させて前記第１光路を形成し、前記入射側ミラー及び前記出射側ミラーを前記レーザ光源から出射される前記レーザ光の光路上に位置させて前記第２光路を形成するものが挙げられる。

【0016】

前記第２光整形部は、レーザ光源からのレーザ光を、複数の光学部材に導入することによって前記第２光を整形するものが好ましい。

【0017】

このような構成であれば、レーザ光源からのレーザ光が複数の光学部材に導入されることによって第２光が整形されるので、１つの光学部材のみ用いる場合と比較して、第２光を簡単に整形することができる。

【0018】

前記第２光整形部は、レーザ光源からの前記レーザ光を周方向全体に亘って拡大した後に一方向に拡大することによって前記第２光を整形するものが好ましい。

【0019】

このような構成であれば、レーザ光源からのレーザ光を周方向全体に亘って拡大した後に一方向に拡大することによって第２光を整形するので、先に一方向を拡大する場合と比較して、第２光をさらに簡単にかつ鮮明に整形することができる。

【0020】

前記第２光整形部の具体的な構成としては、レーザ光源からの前記レーザ光を拡大レンズに導入した後に少なくともシリンドリカルレンズを含む光学素子に導入することによって前記第２光を整形するものが挙げられる。

【0021】

前記異物検査装置は、複数の前記測定対象物を順次異物検査するものであり、前記光切替機構は、１つの前記測定対象物の異物検査が終了して次の前記測定対象物の異物検査を開始する場合に、前記測定対象物に出射する光を切り替えるものが望ましい。

【0022】

このような構成であれば、光切替機構は、１つの測定対象物の異物検査が終了して次の測定対象物の異物検査を開始する場合に光を切り替えるので、測定対象物ごとに測定時間を適切な時間に切り替えることができる。その結果、複数の測定対象物の異物検査に要する時間を短縮することができる。

【0023】

ここで、測定対象物の全面を漏れなく検査するためには、測定対象物の移動方向における送りピッチよりも、測定対象物の表面における照射形状の長軸の方が長い必要があるところ、第２光の長軸は第１光の長軸よりも長いので、前記第２光が照射される前記測定対象物の前記移動方向における送りピッチは、前記第１光が照射される前記測定対象物の前記移動方向における送りピッチよりも大きいものが望ましい。

【0024】

このような構成であれば、第２光が照射される測定対象物の移動方向における速度は、第１光が照射される測定対象物の移動方向における速度よりも大きいので、第２光が測定対象物に照射される際において、測定対象物の全面を検査する時間を短縮することができる。

【0025】

所定の移動方向に沿って相対的に移動している測定対象物に光を照射し、前記測定対象物に光を照射した際の前記測定対象物からの光を検出し、前記測定対象物から検出された光に基づいて、前記測定対象物の異物を検出する異物検査方法であって、前記測定対象物に光を照射する際に、前記測定対象物の異物検査が終了して次の前記測定対象物の異物検査を開始する場合に、前記測定対象物に出射する光を、第１光又は前記第１光とは異なる光である第２光に切り替え、前記測定対象物における照射形状において、前記第１光の長軸及び前記第２光の長軸が前記移動方向に沿っており、前記第２光の長軸の方が前記第１光の長軸よりも長いことが挙げられる。

【0026】

このような構成であれば、上記の異物検査装置と同様の作用効果を得ることができる。

【発明の効果】

【0027】

本発明によれば、１つの異物検査装置が、スループット及び感度に対するユーザの需要に応じて異物検査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の一実施形態における異物検査装置を示す模式図。

【図2】同実施形態における光照射部を示す模式図。

【図3】同実施形態における（ａ）第１光出射時の照射断面形状、（ｂ）第１光出射時における測定対象物の表面におけるの照射形状。

【図4】同実施形態における（ａ）第２光出射時の照射断面形状、（ｂ）第２光出射時における測定対象物の表面におけるの照射形状。

【図5】本発明の他の実施形態における光照射部を示す模式図。

【図6】本発明の他の実施形態における光照射部を示す模式図。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本発明の一実施形態に係る異物検査装置について、図面を用いて説明する。なお、以下に示す何れの図についても、わかりやすくするために、適宜省略し又は誇張して模式的に描かれている場合がある。同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。

【0030】

＜装置構成＞
本実施形態の異物検査装置１００は、例えば基板、ウエハ及び／又はペリクル等といった板状の測定対象物Ｗの表面に存在する異物を検査するものである。ここで言う異物とは、測定対象物Ｗの表面上に存在するごみ又はほこり、及び／又は、測定対象物Ｗの表面に形成される欠陥（例えばキズ及び／又はパターンの静電破壊、測定対象物Ｗがペリクルの場合、測定対象物Ｗの表面に形成されるピンホール及び／又は破れ）を言う。

【0031】

具体的に異物検査装置１００は、図１に示すように、測定対象物Ｗが載置されるステージ２と、測定対象物Ｗに光を照射する光照射部３と、光照射部３から測定対象物Ｗに光を照射した際の測定対象物Ｗからの光を検出する光検出部４と、光検出部４の光検出信号に基づいて、測定対象物Ｗの異物を検査する演算装置５とを備える。以下、各部の構成について説明する。

【0032】

ステージ２は、図示しないモータ等で構成される駆動部により所定の移動方向に移動可能なものである。本実施形態では、ステージ２上に測定対象物Ｗが載置されて、ステージ２は、所定の移動方向に直線移動することにより、測定対象物Ｗもその移動方向に沿って直線移動する。

【0033】

光照射部３は、ステージ２上に載置されて、所定の移動方向に沿って移動する測定対象物Ｗの表面に対して光を走査しながら照射するものである。光照射部３は、光を測定対象物Ｗの表面に対して所定の角度で照射させる。光照射部３が測定対象物Ｗの移動方向と交差する方向（具体的には直交する方向）に光を走査することにより、異物検査装置１００は、ステージ２上に載置された測定対象物Ｗの表面のほぼ全面が検査できるように構成されている。光照射部３の具体的な構成は後述する。

【0034】

光検出部４は、光照射部３から測定対象物Ｗに光を照射した際の測定対象物Ｗからの光の例えば強度、周波数及び／又は位相等といった情報を電気信号に変換して、これを光検出信号として演算装置５に出力するものである。本実施形態において、光検出部４は、測定対象物Ｗの表面からの散乱光を検出して、それを光検出信号として出力する。光検出部４は、例えばＰＭＴ（光電子増倍管）及び／又はラインセンサ等の検出器であってもよい。また、光検出部４は、測定対象物Ｗの表面と検出器との間に介在して、測定対象物Ｗからの光を集光する例えばレンズ及び／又はスリット等の光学素子をさらに備えていてもよい。

【0035】

演算装置５は、光検出部４の光検出信号を受け付けて、測定対象物Ｗの表面に異物が存在しているかどうかを検査するものである。具体的には、演算装置５は、光検出部４の光検出信号が所定の閾値以上かどうかを判断し、光検出部４の光検出信号が所定の閾値以上であれば、測定対象物Ｗの表面に異物が存在すると判定するものである。演算装置５の機器構成は、図示しないＣＰＵ、内部メモリ、外部メモリ（図示しない）、入出力インタフェース、ステージ２や走査ミラー等と通信するための通信インタフェース、ＡＤ変換器等からなる汎用又は専用のコンピュータであり、前記内部メモリ又は外部メモリの所定領域に格納してある異物検査プログラムに基づいてＣＰＵやその周辺機器等が作動することにより、異物検査を行う。

【0036】

＜光照射部３の構成＞
光照射部３は、図２に示すように、レーザ光を出射するレーザ光源３１と、第１光を整形する第１光整形部３２と、測定対象物Ｗにおける照射形状において測定対象物Ｗの移動方向に沿った長軸が第１光よりも長い光である第２光を整形する第２光整形部３３と、第１光又は第２光を測定対象物Ｗの移動方向と交差する方向（具体的には直交する方向）に測定対象物Ｗに対して走査する光走査部３４と、測定対象物Ｗの種類に応じて、測定対象物Ｗに照射する光を第１光又は第２光に切り替える光切替機構３５とを有するものである。

【0037】

レーザ光源３１は、例えばＨｅＮｅレーザ光源等であり、第１光整形部３２及び第２光整形部３３で共通の光源である。なお、レーザ光源３１は、第１光整形部３２及び第２光整形部３３とで別々に設けられていてもよい。

【0038】

第１光整形部３２は、レーザ光源３１からのレーザ光を拡大することによって第１光を整形するものであり、例えばビームエキスパンダ等である。本実施形態において、第１光整形部３２は、後述する光走査部３４とともに、レーザ光源３１から出射されるレーザ光の同一直線上の光路上に設けられる。具体的に第１光整形部３２は、レーザ光源３１からのレーザ光を周方向全体に亘って拡大する。

【0039】

これにより、図３（ａ）に示すように、光走査部３４から出射される第１光の光路に対して垂直に切った第１光の照射断面形状は概略円形状をなし、本実施形態では真円形状となる。ここで、第１光の照射断面形状における長軸は真円の直径となる。そして、第１光が所定の角度で測定対象物Ｗの表面に照射されることによって、図３（ｂ）に示すように、測定対象物Ｗの表面における第１光の照射形状は概略楕円形状となり、第１光の長軸は移動方向に沿っている。なお、本実施形態では、第１光整形部３２はレーザ光源３１からのレーザ光を均等に拡大するが、一方向に拡大するものであってもよい。また、第１光の照射断面形状は真円形状に限られず、その他の形状であってもよい。

【0040】

第２光整形部３３は、レーザ光源３１からのレーザ光を複数の光学部材に導入することによって第２光を整形するものである。本実施形態において、第２光整形部３３は、第１光整形部３２に対して並列に設けられている。具体的に第２光整形部３３は、レーザ光源３１からのレーザ光を周方向全体に亘って拡大する前段光学部材３３ａと、前段光学部材３３ａからの光を一方向に拡大する後段光学部材３３ｂとを有する。

【0041】

前段光学部材３３ａは、例えば拡大レンズ等のビームエキスパンダであり、ここではレーザ光源３１からのレーザ光を均等に拡大する。なお、前段光学部材３３ａは、レーザ光源３１からのレーザ光を一方向に拡大するものであってもよい。

【0042】

後段光学部材３３ｂは、例えばシリンドリカルレンズ等を用いた一方向に拡大するビームエキスパンダであり、前段光学部材３３ａからの光を一方向に拡大することによって第２光を整形する。ここで後段光学部材３３ｂは、第２光が測定対象物Ｗの表面に照射される際の測定対象物Ｗの表面における照射形状において移動方向に沿った長軸が長くなる方向のみに、前段光学部材３３ａからの光を拡大する。

【0043】

これにより、図４（ａ）に示すように、光走査部３４から出射される第２光の光路に対して垂直に切った第２光の照射断面形状は、第１光の照射断面形状における第１光の長軸（具体的には第１光の直径）よりも長い長軸を有する概略楕円形状となる。そして、第２光が所定の角度で測定対象物Ｗの表面に照射されることによって、図４（ｂ）に示すように、測定対象物Ｗの表面における第２光の照射形状は、概略楕円形状となり、第２光の長軸は移動方向に沿っており、第１光の長軸よりも長い。その結果、第２光が照射される際の測定対象物Ｗの移動方向における送りピッチＶ２は、第１光が照射される際の測定対象物Ｗの移動方向における送りピッチＶ１よりも大きくすることができる。なお、第２光の照射断面形状は、第１光の照射断面形状よりも長い長軸を有する形状であればよく、楕円形状に限定されない。

【0044】

加えて、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、測定対象物Ｗの表面における第１光の照射形状及び第２光の照射形状において、第１光の短軸（ここでは第１光の照射形状は真円形状なので、真円の直径である。）と第２光の短軸とが略同等の長さである。すなわち、測定対象物Ｗの表面における第２光の照射形状は、測定対象物Ｗの表面における第１光の照射形状と比較して、測定対象物Ｗの移動方向に沿った長軸のみを大きくした概略楕円形状をなしている。かかる構成により、第２光の照射形状を単純に大きくする場合と比較して、異物検査の感度及びＳ／Ｎ比が低下することを抑制することができる。なお、第２光の照射断面形状は、第１光の照射断面形状よりも長い長軸を有する形状であればよく、楕円形状に限定されない。

【0045】

光走査部３４は、第１光又は第２光を測定対象物Ｗの表面に走査するものである。本実施形態において、測定対象物Ｗの表面に焦点を結ばせるために、光走査部３４は、例えばガルバノミラー等といった走査ミラー（不図示）と、例えばｆθレンズ等といった走査レンズ（不図示）とを有する。なお、本実施形態において、光走査部３４の走査方向は、測定対象物Ｗの移動方向と直交する方向であるが、少なくとも測定対象物Ｗの移動方向と交差する方向であればよい。

【0046】

光切替機構３５は、測定対象物Ｗの種類に応じて、レーザ光源３１からのレーザ光を第１光整形部３２に導入する状態と、レーザ光源３１からのレーザ光を第２光整形部３３に導入する状態とを切り替えるものである。ここで、測定対象物Ｗの種類とは、異物検査の感度及びスループットに対するユーザの需要によって設定されるものである。ユーザが測定対象物Ｗの種類を設定すると、その設定信号を制御部（不図示）が受け付けて、制御部が、設定信号に基づいて光切替機構３５を制御する。なお、ここで言う制御部とは、汎用乃至一般のコンピュータであり、演算装置５と同一のコンピュータであってもよいし、別のコンピュータであってもよい。

【0047】

具体的に光切替機構３５は、図２に示すように、レーザ光源３１と第１光整形部３２及び／又は第２光整形部３３との間に設けられる入射側ミラー３５１と、第１光整形部３２及び／又は第２光整形部３３と光走査部３４との間に設けられる出射側ミラー３５２と、入射側ミラー３５１及び出射側ミラー３５２を移動させることによって、レーザ光を第１光整形部３２に導入する状態（第１導入状態）と、レーザ光を第２光整形部３３に導入する状態（第２導入状態）とに切り替える切替アクチュエータ３５３とを有する。

【0048】

入射側ミラー３５１は、レーザ光源３１からのレーザ光を第２光整形部３３に向けて反射するものである。本実施形態において、入射側ミラー３５１は、互いの反射面が対向して設けられている一対のミラーである。一方の入射側ミラー３５１は、切替アクチュエータ３５３によって移動され、レーザ光源３１からのレーザ光を他方の入射側ミラー３５１に反射する。他方の入射側ミラー３５１は、固定されており、一方の入射側ミラー３５１からのレーザ光を反射して第２光整形部３３に導入する。

【0049】

出射側ミラー３５２は、第２光整形部３３からの第２光を光走査部３４に向けて反射するものである。本実施形態において、出射側ミラー３５２は、互いの反射面が対向して設けられている一対のミラーである。一方の出射側ミラー３５２は、固定されており、第２光整形部３３からの第２光を他方の出射側ミラー３５２に反射する。他方の出射側ミラー３５２は、切替アクチュエータ３５３によって移動され、一方の出射側ミラー３５２からの第２光を反射して光走査部３４に導入する。

【0050】

切替アクチュエータ３５３は、例えばソレノイド、エアシリンダ及び／又はモータ等の駆動部材である。本実施形態の切替アクチュエータ３５３は、ピニオンギヤを介してモータの回転をラックギアに伝達するラックピニオン式のものである。より詳細には、切替アクチュエータ３５３は、Ｘ方向に沿って延びるラックギアが形成され、Ｘ方向に移動するＸ方向移動部材Ｘと、入射側ミラー３５１及び出射側ミラー３５２が載置され、Ｙ方向に移動するＹ方向移動部材Ｙとを移動させることによって、入射側ミラー３５１及び出射側ミラー３５２を移動させる。ここで、Ｘ方向とは、レーザ光源３１がレーザ光を射出する方向を言い、Ｙ方向とは、Ｘ方向と直交する方向であり、入射側ミラー３５１及び出射側ミラー３５２が移動する方向を言う。

【0051】

Ｘ方向移動部材Ｘは、例えば平板状をなすものであり、切替アクチュエータ３５３の回転がラックギアに伝達することによって、Ｘ方向に移動可能に構成されている。Ｘ方向移動部材Ｘには、Ｘ方向に対して傾斜して延びている溝Ｇが形成されている。

【0052】

Ｙ方向移動部材Ｙは、例えば平板状をなすものであり、Ｘ方向移動部材ＸがＸ方向に移動することに応じてＹ方向に移動するものである。具体的にＹ方向移動部材Ｙは、入射側ミラー３５１及び出射側ミラー３５２がそれぞれ載置される一対の載置部Ｙ１と、一対の載置部Ｙ１を連結する連結部Ｙ２とを有する。連結部Ｙ２には、Ｘ方向移動部材Ｘの溝Ｇに嵌り合う突起部Ｐが形成されている。溝ＧがＸ方向に移動するに従い、突起部Ｐが溝Ｇに沿ってＹ方向に移動することによって、Ｙ方向移動部材ＹはＹ方向に移動可能に構成される。

【0053】

＜異物検査方法＞
次に本実施形態における異物検査装置１００を用いた異物検査方法について説明する。本実施形態における異物検査方法は、複数の測定対象物Ｗを順次異物検査する。具体的に異物検査方法は、１つの測定対象物Ｗの異物検査が終了した後に次の測定対象物Ｗの異物検査を行う。

【0054】

まず、測定対象物Ｗをステージ２に載置する。このとき、ユーザは測定対象物Ｗの種類を設定する。制御部は、測定対象物Ｗの種類を示す設定信号を受け付けて、光切替機構３５を制御する。

【0055】

具体的には、スループットよりも感度を優先する測定対象物Ｗに対して異物検査を行う場合、切替アクチュエータ３５３は、入射側ミラー３５１及び出射側ミラー３５２をＹ方向において第２光整形部３３の方に移動させて、レーザ光源３１から出射されるレーザ光の光路上から入射側ミラー３５１及び出射側ミラー３５２を退避させる。これにより、レーザ光を第１光整形部３２に導入する状態（第１導入状態）となり、レーザ光源３１から第１光整形部３２を介して光走査部３４に至るまでの光路である第１光路が形成される。

【0056】

第１光路が形成されている状態で、レーザ光源３１からレーザ光が出射されると、レーザ光は、第１光整形部３２で拡大されて第１光が整形される。そして、測定対象物Ｗが所定の移動方向に沿って移動している状態で、光走査部３４は、第１光を測定対象物Ｗの移動方向と交差する方向に測定対象物Ｗの表面に対して所定の角度で走査する。第１光の照射断面形状は例えば真円状であり、測定対象物Ｗの表面における第１光の照射形状は概略楕円形状となる。これにより、測定対象物Ｗの表面全体が第１光により走査されて、感度が高い異物検査を行うことができる。

【0057】

測定対象物Ｗの表面全体が第１光により走査されると、その測定対象物Ｗの異物検査は終了する。そして、次の測定対象物Ｗの異物検査が開始される。ここで、次の測定対象物Ｗは、感度よりもスループットを優先する測定対象物Ｗとする。その測定対象物Ｗがステージ２に載置されると、切替アクチュエータ３５３は、入射側ミラー３５１及び出射側ミラー３５２をＹ方向において第１光整形部３２の方に移動させて、レーザ光源３１から出射されるレーザ光の光路上に、入射側ミラー３５１及び出射側ミラー３５２を位置させる。これにより、レーザ光を第２光整形部３３に導入する状態（第２導入状態）となり、レーザ光源３１から第２光整形部３３を介して光走査部３４に至るまでの光路である第２光路が形成される。

【0058】

第２光路が形成されている状態で、レーザ光源３１からレーザ光が出射されると、レーザ光は、前段光学部材３３ａで周方向全体に亘って拡大される。そして、拡大されたレーザ光は、後段光学部材３３ｂで一方向に拡大されて、第２光が整形される。

【0059】

測定対象物Ｗが所定の移動方向に沿って移動している状態で、光走査部３４は、第２光を測定対象物Ｗの移動方向と交差する方向に測定対象物Ｗの表面に対して所定の角度で走査する。第２光の照射断面形状は概略楕円形状であり、測定対象物Ｗの表面における第２光の照射形状は、測定対象物Ｗの移動方向に沿った長軸が第１光よりも長い概略楕円形状となる。これにより、測定対象物Ｗの表面全体が第２光により走査されて、スループットが向上された異物検査を行うことができる。

【0060】

なお、上記の異物検査方法では、感度を優先させる測定対象物Ｗの異物検査を行った後にスループットを優先させる測定対象物Ｗの異物検査を行うものであったが、異物検査を行う測定対象物Ｗの種類の順番は、逆であってもよいし、ユーザにより適宜変更されてよい。

【0061】

＜本実施形態の効果＞
本実施形態における異物検査装置１００によれば、光切替機構３５が、測定対象物Ｗの異物検査が終了して次の測定対象物Ｗの異物検査を開始する場合に、測定対象物Ｗに出射する光を第１光又は第２光に切り替え可能であるので、異物検査に要する測定時間を測定対象物Ｗの種類に応じて設定することができる。具体的には、測定対象物Ｗの照射形状における移動方向に沿った第２光の長軸は第１光よりも大きいので、測定対象物Ｗに対して第２光を出射した場合には、測定対象物Ｗの送りピッチを大きくすることができ、測定時間を短くすることができる。一方、測定対象物Ｗに対して第１光を出射した場合には、感度を向上させることができる。従って、スループット及び感度の要求に応じて異物検査を行うことができる。

【0062】

また、前段光学部材３３ａ及び後段光学部材３３ｂは、それぞれビームエキスパンダ及びシリンドリカルレンズといったレンズであるので、例えばアパーチャー及び／又はスリットを用いる場合と比較して、第２光の光量を十分にすることができる。

【0063】

＜その他の実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

【0064】

前記実施形態において、入射側ミラー３５１及び出射側ミラー３５２は、第１光路を形成する際に、レーザ光源３１からのレーザ光の光路から退避されるものであったが、レーザ光源３１からのレーザ光の光路に位置してもよい。例えば図５に示すように、入射側ミラー３５１は、レーザ光源３１からのレーザ光を第１光整形部３２に向けて反射する第１入射側ミラー３５１ａと、レーザ光源３１からのレーザ光を第２光整形部３３に向けて反射する第２入射側ミラー３５１ｂとにより構成されていてもよい。また、出射側ミラー３５２は、第１光整形部３２からの第１光を光走査部３４に向けて反射する第１出射側ミラー３５２ａと、第２光整形部３３からの第２光を光走査部３４に向けて反射する第２出射側ミラー３５２ｂとにより構成されていてもよい。

【0065】

ここで、第１入射側ミラー３５１ａ及び第２入射側ミラー３５１ｂは、Ｙ方向に移動可能なテーブルＴ１上に載置されている。また、第１出射側ミラー３５２ａ及び第２出射側ミラー３５２ｂもＹ方向に移動可能なテーブルＴ２上に載置されている。図５では、テーブルＴ１及びテーブルＴ２は別のテーブルであるが、共通のテーブルであってもよい。

【0066】

図５において、スループットよりも感度が要求される測定対象物Ｗに対して異物検査を行う場合、光切替機構３５は、テーブルＴ１及びテーブルＴ２をＹ方向において第１光整形部３２の方に移動させることによって、レーザ光が第１光整形部３２に導入される第１光路が形成される。一方、感度よりもスループットが要求される測定対象物Ｗに対して異物検査を行う場合、光切替機構３５は、テーブルＴ１及びテーブルＴ２をＹ方向において第２光整形部３３の方に移動させることによって、レーザ光が第２光整形部３３に導入される第２光路が形成される。

【0067】

前記実施形態において、切替アクチュエータ３５３は、入射側ミラー３５１及び出射側ミラー３５２を移動させることによって、第１導入状態又は第２導入状態に切り替えるものであったが、これに限られない。例えば図６に示すように、第１光整形部３２及び第２光整形部３３が、Ｙ方向に移動可能なテーブルＴ３上に載置されており、切替アクチュエータ３５３（不図示）がテーブルＴ３をＹ方向に移動させることによって第１導入状態又は第２導入状態に切り替えるものであってもよい。または、第１光整形部３２とレーザ光源３１との間、及び／又は、第２光整形部３３とレーザ光源３１との間に、レーザ光源３１からのレーザ光を遮断する仕切板又はスイッチを設けてもよい。このようなものであっても、光切替機構３５は、測定対象物Ｗの種類に応じて、第１導入状態又は第２導入状態に切り替えるので、感度及びスループットの要求に応じて測定時間を切り替えることができる。

【0068】

前記実施形態において、第２光整形部３３は、複数の光学部材を用いて第２光を整形するものであったが、一方向に拡大する光学部材を少なくとも一つ用いて第２光を整形するものであればよい。このようなものであっても、測定対象物Ｗの表面における第２光の照射形状は、第１光の照射形状よりも、移動方向に長い長軸を有するものとなる。

【0069】

前記実施形態において、前段光学部材３３ａは、レーザ光を周方向全体に亘って拡大するものであり、後段光学部材３３ｂは、前段光学部材３３ａからのレーザ光を一方向に拡大するものであったが、これに限られない。例えば、前段光学部材３３ａは、レーザ光を一方向に拡大するものであり、後段光学部材３３ｂは、前段光学部材３３ａからのレーザ光を周方向全体に亘って拡大するものであってもよい。このようなものであっても、測定対象物Ｗの表面における第２光の照射形状は、第１光の照射形状よりも、移動方向に長い長軸を有するものとなる。

【0070】

前記実施形態において、測定対象物Ｗが載置されたステージ２が移動することによって測定対象物Ｗが光照射部３に対して相対的に移動するものであったが、異物検査装置１００がステージ２を備えず、測定対象物Ｗに対して光照射部３が移動するものであってもよい。このようなものであっても、測定対象物Ｗは光照射部３に対して相対的に移動することができる。

【0071】

前記実施形態において、光切替機構３５は、測定対象物Ｗに照射する光を第１光又は第２光に切り替えるものであったが、光切替機構３５は、測定対象物Ｗに照射する光を３つ以上の光に切り替えるものであってもよい。例えば、光照射部３が第１光整形部３２及び第２光整形部３３と異なる第３光を整形する第３の光整形部を有し、光切替機構３５が、測定対象物Ｗに照射する光を第１光、第２光又は第３光に切り替えるものであってもよい。

【0072】

前記実施形態において、第１光整形部３２は、レーザ光源３１からのレーザ光を拡大することによって第１光を整形する例えばビームエキスパンダ等であったが、第１光整形部３２は、測定対象物Ｗにおける照射形状において第２光よりも長軸が短い第１光を整形するものであればよい。例えば第１光整形部３２は、レーザ光を拡大せずに整形する光学素子であってもよいし、第１光整形部３２は、光学素子を全く備えずにレーザ光源３１からのレーザ光を直接出射するものであってもよい。

【0073】

その他、本発明は、その趣旨に反しない範囲で様々な変形が可能である。

【符号の説明】

【0074】

１００・・・異物検査装置
２ ・・・ステージ
３ ・・・光照射部
３１ ・・・レーザ光源
３２ ・・・第１光整形部
３３ ・・・第２光整形部
３４ ・・・光走査部
３５ ・・・光切替機構
３５１・・・入射側ミラー
３５２・・・出射側ミラー
３５３・・・切替アクチュエータ
４ ・・・光検出部
５ ・・・演算装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】