JP2007113941A - Device and method for inspecting defect - Google Patents

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Daikichi Awamura
大吉 粟村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and method for inspecting defects that are suitable for defect inspection of a relatively large sample imposed with strict tolerance in the height direction. <P>SOLUTION: A sample surface is scanned by using a confocal microscope for generating a line-like scanning beam. A laser beam, generated from a laser light source 10, is converted into a non-coherent line-like light beam by a line-like light beam generator 15. The line-like light beam is converted into a line-like light beam that has converged in one direction by an objective lens 25, and the sample 27 is scanned. The reflected beam from the sample is made incident on a linear image sensor 29. By having the output signal from a linear image sensor 29 supplied to a defect detecting circuit 33 and compared with the reference image information, defect is detected. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、共焦点光学系を利用した欠陥検査装置、特に高さ方向に高い検出感度を有し、数cm×数cm程度の比較的大きな試料の表面に存在する欠陥を検出するのに好適な欠陥検査装置に関するものである。
また、本発明は、各種シート材料に打抜加工又はハーフカット加工する際に用いられる押切ダイの刃先の欠陥を検査する欠陥検査方法に関するものである。
The present invention is a defect inspection apparatus using a confocal optical system, and particularly has a high detection sensitivity in the height direction and is suitable for detecting defects present on the surface of a relatively large sample of about several cm × several cm The present invention relates to a simple defect inspection apparatus.
The present invention also relates to a defect inspection method for inspecting a defect of a cutting edge of a press die used for punching or half-cutting various sheet materials.

共焦点顕微鏡はZ軸方向に高い検出感度を有し、高分解能の画像を撮像できる顕微鏡である。この共焦点顕微鏡では、レーザ光源から出射したレーザビームを音響光学素子により主走査方向に高速偏向し、ガルバノミラーにより副走査方向に偏向して試料表面を2次元走査している。そして、試料ステージをZ軸方向に移動させながら2次元走査し、最大輝度値をメモリに記憶して試料の2次元画像が撮像されている(例えば、特許文献1参照)。この共焦点顕微鏡は、Z軸方向に高い検出感度を有するため、表面に微小な凹凸が存在する集積回路等の欠陥検査に高い有用性を有している。   The confocal microscope is a microscope having high detection sensitivity in the Z-axis direction and capable of capturing a high-resolution image. In this confocal microscope, a laser beam emitted from a laser light source is deflected at high speed in the main scanning direction by an acousto-optic device, and deflected in a sub-scanning direction by a galvano mirror to scan the sample surface two-dimensionally. Then, two-dimensional scanning is performed while moving the sample stage in the Z-axis direction, the maximum luminance value is stored in a memory, and a two-dimensional image of the sample is captured (see, for example, Patent Document 1). Since this confocal microscope has high detection sensitivity in the Z-axis direction, it has high utility for defect inspection of integrated circuits and the like having minute irregularities on the surface.

一方、所定のカッティングパターンに沿って打抜加工やハーフカット加工がされたラベルやプラスチックシートが広く使用されている。これらの製品は、カッティングパターンに対応するパターン形状の押切刃が形成された押切ダイ(フラットダイ又はロータリダイ)を用い、押切ダイを平板プレス装置やロータリ加工装置に装着して加工処理されている。この押切ダイ(刃板)は以下の製造工程により製造されている。例えば厚さ0.5mm程度の強磁性体で弾性を有する鋼板にフォトレジスト膜を形成し、露光及び現像工程を経て所定のパターンのレジスト膜を形成する。その後、エッチング処理により所定のパターンの突条を形成する。さらに、NC加工機を用い、突条パターンの両側について切削加工を行い、所定の寸法の刃先が形成され、フレキシブルなダイ本体に押切刃が形成されている。   On the other hand, labels and plastic sheets that have been punched or half-cut along a predetermined cutting pattern are widely used. These products are processed by using a pressing die (flat die or rotary die) in which a pressing blade having a pattern shape corresponding to the cutting pattern is formed, and the pressing die is mounted on a flat plate pressing device or a rotary processing device. . This pressing die (blade plate) is manufactured by the following manufacturing process. For example, a photoresist film is formed on a steel plate having a thickness of about 0.5 mm and having elasticity, and a resist film having a predetermined pattern is formed through exposure and development processes. Thereafter, a protrusion having a predetermined pattern is formed by etching. Furthermore, using an NC processing machine, cutting is performed on both sides of the ridge pattern, a cutting edge having a predetermined dimension is formed, and a pressing blade is formed on a flexible die body.

押切ダイは、数cm×数cmの比較的大きな試料である。一方、押切刃の切れ味や切断性能は刃先の寸法精度に強く依存するため、刃先の刃高については数10μmの厳格な公差が課せられており、その欠陥検査は、製品の歩留りを高めるため、極めて重要である。   The press die is a relatively large sample of several centimeters × several centimeters. On the other hand, since the sharpness and cutting performance of the press cutting blade strongly depend on the dimensional accuracy of the cutting edge, a strict tolerance of several tens of μm is imposed on the cutting edge height, and the defect inspection increases the yield of the product. Very important.

特開平62−18179号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-18179

押切ダイは、数cm×数cm程度の大きな試料である反面、刃先の高さ方向に対して数10μm程度の厳格な公差が規定される特殊性を有している。しかしながら、押切刃の刃先が所定の寸法に仕上がっているか否かの判断は、熟練した作業者が拡大鏡を用いて刃先を観察することにより行われていた。また、刃先欠陥が存在するか否かの検査は、作業者が押切刃の刃先に沿って指先を当ててなぞることにより検査されていた。しかしながら、熟練した作業者の官能判定では、検査に完全を期しがたく、寸法誤差や欠陥を見逃す危険性があった。   The press die is a large sample of about several centimeters × several centimeters, but has a special characteristic that a strict tolerance of about several tens of μm is defined with respect to the height direction of the cutting edge. However, whether or not the cutting edge of the press cutting blade is finished to a predetermined size is determined by a skilled operator observing the cutting edge using a magnifying glass. In addition, whether or not a blade edge defect exists is inspected by an operator tracing the fingertip along the edge of the pressing blade. However, in the sensory determination of a skilled worker, it is difficult to complete the inspection, and there is a risk of missing a dimensional error or a defect.

一方、共焦点顕微鏡は、Z軸方向に数μm程度の高い分解能を有しているから、押切刃の刃先の欠陥検査に好適である。しかしながら、従来の共焦点顕微鏡では、レーザビームを音響光学素子等のビーム偏向装置を用いて試料表面を走査しているため、押切ダイのような表面積の大きな試料の場合試料全体を走査するのに長時間かかるため、1枚の押切ダイの検査に長時間要する不具合が生じてしまう。   On the other hand, since the confocal microscope has a high resolution of about several μm in the Z-axis direction, it is suitable for defect inspection of the cutting edge of the pressing blade. However, in the conventional confocal microscope, the laser beam is scanned on the surface of the sample using a beam deflecting device such as an acousto-optic device. Therefore, in the case of a sample having a large surface area such as a press die, the entire sample is scanned. Since it takes a long time, a problem that it takes a long time to inspect one press die will occur.

本発明の目的は、高さ方向に高い検出感度を必要とする試料の欠陥検査に好適な欠陥検査装置を実現することにある。
本発明の別の目的は、比較的大きな試料であって高さ方向に厳格な公差が課せられる試料の欠陥検査において、検査時間を短縮できる欠陥検査装置を提供することにある。
さらに、本発明の別の目的は、押切ダイにパターン状に形成されている押切刃の刃先の寸法誤差や欠陥を高精度に検出できる欠陥検査方法を実現することにある。
An object of the present invention is to realize a defect inspection apparatus suitable for defect inspection of a sample that requires high detection sensitivity in the height direction.
Another object of the present invention is to provide a defect inspection apparatus capable of shortening the inspection time in defect inspection of a sample which is a relatively large sample and has a strict tolerance in the height direction.
Furthermore, another object of the present invention is to realize a defect inspection method capable of detecting a dimensional error and a defect of a cutting edge of a pressing blade formed in a pattern on a pressing die with high accuracy.

本発明による欠陥検査装置は、レーザビームを発生するレーザ光源と、
レーザ光源から出射したレーザビームを第1の方向に延在する非コヒーレントなライン状光ビームに変換するライン状光ビーム発生装置と、
前記ライン状光ビームを検査すべき試料に向けてライン状の走査ビームとして投射する対物レンズと、
前記試料を支持すると共に、前記第1の方向に対応するX方向及びX方向と直交するY方向に移動する試料ステージと、
前記走査ビームの集束線と試料との間の相対距離を変化させる手段と、
前記第1の方向と対応する方向に沿って配列した複数の受光素子を有し、試料からの反射光を受光するリニァイメージセンサと、
リニァイメージセンサから出力される試料の画像情報と基準画像情報とを比較して欠陥判定を行う欠陥検出手段とを具えることを特徴とする。
A defect inspection apparatus according to the present invention includes a laser light source that generates a laser beam,
A line light beam generator for converting a laser beam emitted from a laser light source into a non-coherent line light beam extending in a first direction;
An objective lens that projects the line-shaped light beam toward the sample to be inspected as a line-shaped scanning beam;
A sample stage that supports the sample and moves in the X direction corresponding to the first direction and the Y direction orthogonal to the X direction;
Means for changing the relative distance between the focused line of the scanning beam and the sample;
A linear image sensor having a plurality of light receiving elements arranged along a direction corresponding to the first direction and receiving reflected light from a sample;
It comprises defect detection means for comparing the image information of the sample output from the linear image sensor with the reference image information to perform defect determination.

本発明では、ライン状の走査ビームを用いる共焦点光学系を利用することにより、高さ方向に高分解能を得ると共に検査時間の短縮を図る。すなわち、集束性を有するライン状の走査ビームにより試料表面を走査し、試料からの反射ビームをリニァイメージセンサで受光することにより、高分解能の共焦点光学系が構成される。また、ライン状の走査ビームを用いて試料表面を走査することにより、音響光学素子やガルバノミラーを用いて走査する装置に比べて大幅に走査時間を短縮することができる。この結果、表面積が大きく且つ高さ方向に高い検出感度を必要とする試料であっても、短時間で高精度な欠陥検査を行うことができる。特に、共焦点光学系においては、高さ方向(Z軸方向)に数μmの検出感度を有するため、数μm程度の微小な寸法誤差や欠陥を検出することができる。この結果、押切ダイのような比較的大きな試料であって高さ方向に高い検出感度を必要とする試料の欠陥検査に好適である。   In the present invention, by using a confocal optical system using a linear scanning beam, high resolution is obtained in the height direction and inspection time is shortened. That is, a high-resolution confocal optical system is configured by scanning the sample surface with a line-shaped scanning beam having convergence and receiving a reflected beam from the sample with a linear image sensor. In addition, by scanning the sample surface using a line-shaped scanning beam, the scanning time can be significantly reduced as compared with an apparatus that scans using an acousto-optic element or a galvanometer mirror. As a result, even a sample having a large surface area and a high detection sensitivity in the height direction can perform a highly accurate defect inspection in a short time. In particular, since the confocal optical system has a detection sensitivity of several μm in the height direction (Z-axis direction), a minute dimensional error or defect of about several μm can be detected. As a result, it is suitable for defect inspection of a comparatively large sample such as a press die, which requires high detection sensitivity in the height direction.

本発明による欠陥検査装置の好適実施例は、ライン状光ビーム発生装置は、光入射面を有し、当該光入射面内に2次元マトリックス状に配置した複数のマイクロミラー素子を有するマイクロミラー装置を具え、各マイクロミラー素子のミラー面は駆動信号に応じて高速回動又は高速傾動し、各ミラー面の高速回動又は高速傾動により入射したレーザビームを非コヒーレントなライン状光ビームに変換することを特徴とする。ここで重要なことは、ライン状の走査ビームの発生手段として、水銀ランプやレーザ光源とシリンドリカルレンズとの組み合わせを用いていないことである。すなわち、水銀ランプを用いた場合、水銀ランプ自体が大きいため、検査装置が大型化する欠点があるばかりでなく、製造コストも高価になる欠点がある。また、レーザ光源とシリンドリカルレンズとの組み合わせを用いてライン状の走査ビームを形成したのでは、レーザビームがコヒーレントなため、グレァ等が多発してしまい、ノイズの多い乱れた画像となり、高精度の欠陥検査を行うには限界がある。これに対して、本発明では、2次元マトリックス状に配置した複数のマイクロミラー素子を有するマイクロミラー装置を用い、各マイクロミラーの高速回動によりコヒーレントなレーザビームを非コヒーレントな光ビームに変換しているため、小型で安価な欠陥検査装置を実現することができる。すなわち、マイクロミラー装置の各マイクロミラー素子は、±10°程度の角度範囲で往復回動ないし往復傾動するため、各マイクロミラー素子を画像信号に基づき個別に駆動すると、駆動信号に応じて回動するスイッチィング動作を行い、ビデオ信号に応じた画像を表示する。一方、各マイクロミラー素子を個別に駆動するのではなく、マイクロミラー素子を全体として一体的に高速駆動すると、各マイクロミラー素子のミラー面は、入射したレーザビームを一方向に高速振動させることができ、従って、マイクロミラー装置から、発散性のライン状ビームと等価な光ビームが出射することになる。この発散性ライン状光ビームを集束レンズを通すことにより、一方向に拡大された平行なライン状光ビームに変換される。さらに、各マイクロミラー素子は、同一の駆動信号がそれぞれ供給されても、各マイクロミラー素子毎に質量等が相違するため、各マイクロミラーはランダムに回動する。この結果、各マイクロミラーに入射した各ビーム部分がランダムな位相状態となり、マイクロミラー装置から非コヒーレントな光ビームを出射させることができる。さらに重要なことは、マイクロミラー装置を用いてライン状光ビームを発生させる装置では、ライン幅が1cm程度の拡大されたライン状光ビームを容易に形成できる利点がある。この結果、幅の広いライン状走査ビームで走査できるため、試料の欠陥検査に要する時間を大幅に短縮することができる。尚、マイクロミラー装置により、コヒーレントなレーザビームが非コヒーレントな光ビームに変換されることは、本発明者により実証されている。   In a preferred embodiment of the defect inspection apparatus according to the present invention, the line-shaped light beam generator has a light incident surface, and has a plurality of micromirror elements arranged in a two-dimensional matrix in the light incident surface. The mirror surface of each micromirror element rotates or tilts at high speed according to the drive signal, and the incident laser beam is converted into a non-coherent line light beam by the high-speed rotation or tilting of each mirror surface. It is characterized by that. What is important here is that a combination of a mercury lamp or a laser light source and a cylindrical lens is not used as a means for generating a linear scanning beam. That is, when a mercury lamp is used, since the mercury lamp itself is large, there is not only a disadvantage that the inspection apparatus becomes large, but also a disadvantage that the manufacturing cost is high. In addition, when a linear scanning beam is formed using a combination of a laser light source and a cylindrical lens, since the laser beam is coherent, glare and the like occur frequently, resulting in a distorted image with a lot of noise and high accuracy. There are limits to performing defect inspection. In contrast, in the present invention, a micromirror device having a plurality of micromirror elements arranged in a two-dimensional matrix is used, and a coherent laser beam is converted into an incoherent light beam by high-speed rotation of each micromirror. Therefore, a small and inexpensive defect inspection apparatus can be realized. That is, each micromirror element of the micromirror device is reciprocally rotated or reciprocally tilted within an angle range of about ± 10 °. Therefore, when each micromirror element is individually driven based on an image signal, the micromirror element rotates according to the drive signal. A switching operation is performed to display an image corresponding to the video signal. On the other hand, instead of individually driving each micromirror element, when the micromirror element is driven at a high speed as a whole, the mirror surface of each micromirror element can vibrate the incident laser beam in one direction at a high speed. Therefore, a light beam equivalent to a divergent line beam is emitted from the micromirror device. The divergent line light beam is converted into a parallel line light beam expanded in one direction by passing through a focusing lens. Furthermore, even if the same drive signal is supplied to each micromirror element, each micromirror element rotates at random because the micromirror elements have different masses and the like. As a result, each beam portion incident on each micromirror is in a random phase state, and a non-coherent light beam can be emitted from the micromirror device. More importantly, an apparatus for generating a line-shaped light beam using a micromirror device has an advantage that an expanded line-shaped light beam having a line width of about 1 cm can be easily formed. As a result, since scanning can be performed with a wide line-shaped scanning beam, the time required for defect inspection of the sample can be greatly shortened. The inventor has proved that the coherent laser beam is converted into a non-coherent light beam by the micromirror device.

本発明による欠陥検査方法は、各種シート状部材に打抜加工又はハーフカット加工を行うために用いられ、ダイ本体に所定のパターンの押切刃が形成されている押切ダイの欠陥を検出する欠陥検査方法であって、
共焦点顕微鏡を用意し、当該共焦点顕微鏡の試料ステージに検査すべき押切ダイを装着する工程と、
共焦点顕微鏡から出射する走査ビームの集束点又は集束線を、押切刃の刃先の先端に位置するように設定する工程と、
走査ビームの集束点又は集束線が刃先の先端に一致した状態で、走査ビームにより押切ダイを2次元走査して押切刃の刃先の線状のパターン画像を撮像する工程と、
刃先のパターン画像を基準情報と比較して欠陥判定を行う欠陥判定工程とを有することを特徴とする。
The defect inspection method according to the present invention is used for punching or half-cutting various sheet-like members, and detects defects in a pressing die in which a predetermined pattern of pressing blades are formed on the die body. A method,
Preparing a confocal microscope and attaching a pressing die to be inspected to the sample stage of the confocal microscope;
A step of setting the focal point or focal line of the scanning beam emitted from the confocal microscope so as to be positioned at the tip of the cutting edge of the pressing blade;
In a state where the focal point or focal line of the scanning beam is coincident with the tip of the blade edge, the scanning die is two-dimensionally scanned with the scanning beam to capture a linear pattern image of the blade edge of the cutting edge;
And a defect determination step of performing defect determination by comparing the pattern image of the cutting edge with reference information.

本発明では、走査ビームの集束点ないし集束線を押切刃の刃先の先端に位置するように設定し、走査ビームにより押切ダイを2次元走査しているので、押切刃の刃先の像が連続するパターン画像として撮像される。従って、撮像されたパターン画像を基準画像情報と比較することにより刃先の欠陥を容易に検出することができる。さらに、同一の高さの刃先の頂点の画像だけが鮮明に撮像され、刃先の先端が規格値よりも低い場合及び刃こぼれしている場合、当該刃先部分は欠落画像として撮像されるので、刃先の画像を基準画像情報と比較することにより、より正確な欠陥検査を行うことができる。特に、共焦点光学系の場合、高さ方向(Z軸方向)に数μm程度の検出感度を有しているため、押切刃の刃先を一層厳格に検査することができる。   In the present invention, the focal point or line of the scanning beam is set to be positioned at the tip of the cutting edge of the pressing blade, and the cutting die is two-dimensionally scanned by the scanning beam, so that the image of the cutting edge of the pressing blade is continuous. Captured as a pattern image. Therefore, the edge defect can be easily detected by comparing the captured pattern image with the reference image information. In addition, only the image of the vertex of the cutting edge of the same height is clearly captured, and when the tip of the cutting edge is lower than the standard value or when the cutting edge is spilled, the cutting edge portion is captured as a missing image, so the cutting edge By comparing this image with the reference image information, a more accurate defect inspection can be performed. In particular, since the confocal optical system has a detection sensitivity of about several μm in the height direction (Z-axis direction), the cutting edge of the pressing blade can be inspected more strictly.

本発明では、ライン状の走査ビームにより試料を走査する共焦点光学系を利用しているので、高さ方向に高い検出感度を必要とする大きなサイズの試料であっても短時間で欠陥検査を行うことができる。   In the present invention, since a confocal optical system that scans a sample with a line-shaped scanning beam is used, defect inspection can be performed in a short time even for a large sample that requires high detection sensitivity in the height direction. It can be carried out.

当該実施例では、検出すべき試料として押切ダイを用い、押切ダイの刃先の欠陥検査を例にして説明する。図1は本発明により欠陥検査される押切ダイの一例を示す線図であり、図1Aは平面図、図1B及びCは押切刃の断面形状を示す線図である。当該押切ダイを用いてラベル等の各種シート状部材に打抜加工又はハーフカット加工を行う。押切ダイ1は、例えば10cm×6cmの寸法のダイ本体(主ベース)2を有し、ダイ本体2にカッティングパターンに対応したパターンの押切刃3が形成されている。押切刃3の刃高dは、平抜き用の押切ダイの場合例えば0.60〜1.20mmに設定し、ロータリ用の押切ダイの場合0.40〜0.60mmに設定する。刃高dは、押切ダイの切断精度に強く影響するため、その公差は±30μmに設定する。また、刃先4の刃角度αは、例えば40〜80°とする。   In this embodiment, a pressing die is used as a sample to be detected, and the defect inspection of the cutting edge of the pressing die will be described as an example. FIG. 1 is a diagram showing an example of a stamping die subjected to defect inspection according to the present invention, FIG. 1A is a plan view, and FIGS. 1B and 1C are diagrams showing the cross-sectional shape of a stamping blade. Using the press die, punching or half-cutting is performed on various sheet-like members such as labels. The pressing die 1 has a die body (main base) 2 having a size of, for example, 10 cm × 6 cm, and a pressing blade 3 having a pattern corresponding to the cutting pattern is formed on the die body 2. The blade height d of the pressing blade 3 is set to, for example, 0.60 to 1.20 mm in the case of a flat cutting die, and is set to 0.40 to 0.60 mm in the case of a rotary cutting die. Since the blade height d strongly affects the cutting accuracy of the press die, its tolerance is set to ± 30 μm. Moreover, the blade angle α of the blade edge 4 is set to 40 to 80 °, for example.

押切ダイ1は、弾性を有する鋼板やステンレス板を用い、エッチング処理と研削加工により製造される。すなわち、例えば厚さ0.5mmの鋼板やステンレス板を用意し、その表面にフォトレジスト膜を形成する。次に、所定のパターンが形成されたフォトマスクを用いて露光し、現像処理を行って所定のパターンのフォトレジスト膜を形成する。その後、エッチング処理を行って突状パターンを形成する。その後、レジスト膜を除去した後、NC加工による研削処理により刃先を形成し、ダイ本体上に押切刃3を形成する。このようにして製造された押切ダイについて、本発明では、押切刃の刃先4の形状を共焦点顕微鏡を用いて撮像し、得られた刃先の画像に基づいて欠陥検査を行う。   The press die 1 is manufactured by etching and grinding using a steel plate or stainless steel plate having elasticity. That is, for example, a steel plate or stainless steel plate having a thickness of 0.5 mm is prepared, and a photoresist film is formed on the surface thereof. Next, exposure is performed using a photomask on which a predetermined pattern is formed, and development processing is performed to form a photoresist film having a predetermined pattern. Thereafter, an etching process is performed to form a protruding pattern. Then, after removing the resist film, the cutting edge is formed by grinding processing by NC processing, and the pressing blade 3 is formed on the die body. In the present invention, the shape of the cutting edge 4 of the pressing blade is imaged using a confocal microscope and the defect inspection is performed based on the obtained image of the cutting edge.

図2は、本発明による欠陥検査装置の一例を示す線図である。本例の共焦点顕微鏡では、全ての光学素子を同一平面上に配置し、光学系の調整の煩雑性を解消する。照明光源としてレーザ光源10を用いる。レーザ光源10の前面には、エキスパンダ光学系11を配置し、拡大平行光束に変換する。拡大平行光束に変換されたレーザビームは、第1のシリンドリカルレンズ12を経て第1の偏光ビームスプリッタ13に入射する。第1のシリンドリカルレンズ12は、入射した光ビームを第2の方向(後述するライン状光ビームの拡大方向である第1の方向と直交する方向)にだけ収束させるレンズ作用を有する。   FIG. 2 is a diagram showing an example of a defect inspection apparatus according to the present invention. In the confocal microscope of this example, all the optical elements are arranged on the same plane, thereby eliminating the troublesome adjustment of the optical system. A laser light source 10 is used as an illumination light source. An expander optical system 11 is disposed in front of the laser light source 10 to convert it into an expanded parallel light beam. The laser beam converted into the expanded parallel light beam enters the first polarization beam splitter 13 through the first cylindrical lens 12. The first cylindrical lens 12 has a lens action that converges the incident light beam only in the second direction (a direction orthogonal to the first direction, which is an expansion direction of the linear light beam described later).

レーザビームは、第1の偏光ビームスプリッタ13を透過し、λ/4板14を経てライン状光ビーム発生装置15の光入射面に収束した状態で垂直に入射する。このライン状光ビーム発生装置は、2次元マトリックス状に配置され、例えば14μm×14μmの矩形のアルミニウムの反射面を有する複数のマイクロミラー素子を光入射面に具えるマイクロミラー装置で構成する。各マイクロミラー素子のミラー面は、駆動回路から供給される駆動パルスにより高速で往復回動ないし往復傾動し、入射したレーザビームを第1の方向に高速振動させることになる。従って、レーザビーム全体として見た場合、マイクロミラー装置12から、第1の方向に発散するライン状光ビームして出射する。さらに、マイクロミラー装置の各マイクロミラー素子のミラー面はそれぞれランダムな状態で回動ないし傾動するため、入射したレーザビームの各マイクロミラー素子に入射した微小のビーム部分はそれぞれランダムな状態で反射する。この結果、マイクロミラー装置から出射する光ビームは、ビーム全体として見た場合位相関係がそれぞれランダムな状態になり、もはやコヒーレンス性が維持されず、発散性の非コヒーレントな光ビームに変換される。この結果、グレァ等の発生を防止することができ、鮮明な試料像を撮像することができる。   The laser beam passes through the first polarizing beam splitter 13, passes through the λ / 4 plate 14, and enters perpendicularly in a state where it converges on the light incident surface of the line-shaped light beam generator 15. This line-shaped light beam generator is arranged in a two-dimensional matrix, and is composed of, for example, a micromirror device having a plurality of micromirror elements having a rectangular aluminum reflecting surface of 14 μm × 14 μm on the light incident surface. The mirror surface of each micromirror element is reciprocally rotated or reciprocated at high speed by a drive pulse supplied from the drive circuit, and the incident laser beam is vibrated at high speed in the first direction. Accordingly, when viewed as the entire laser beam, the micromirror device 12 emits a linear light beam that diverges in the first direction. Further, since the mirror surface of each micromirror element of the micromirror device is rotated or tilted in a random state, a minute beam portion incident on each micromirror element of the incident laser beam is reflected in a random state. . As a result, the light beam emitted from the micromirror device has a random phase relationship when viewed as a whole beam, and the coherence is no longer maintained and is converted into a divergent non-coherent light beam. As a result, the occurrence of glare or the like can be prevented, and a clear sample image can be taken.

ライン状光ビーム発生装置15から出射した非コヒーレントな発散性光ビームは、λ/4板14を透過し、第1の偏光ビームスプリッタ13の偏光面で反射し、収束性球面レンズ16に入射し、当該収束性球面レンズにより第1の方向に拡大された平行光ビームに変換される。このライン状の平行光ビームは、第2のシリンドリカルレンズ17により第2の方向に収束され、リレーレンズ18を経て第2の偏光ビームスプリッタ19に入射する。従って、第2のシリンドリカルレンズ17の結像位置には、第1の方向に拡大され第1の方向と直交する第2の方向には集束した平行なライン状の光ビームが形成される。   The non-coherent divergent light beam emitted from the line-shaped light beam generator 15 passes through the λ / 4 plate 14, is reflected by the polarization plane of the first polarization beam splitter 13, and enters the convergent spherical lens 16. Then, the light is converted into a parallel light beam expanded in the first direction by the convergent spherical lens. The line-shaped parallel light beam is converged in the second direction by the second cylindrical lens 17 and enters the second polarization beam splitter 19 through the relay lens 18. Therefore, at the image forming position of the second cylindrical lens 17, a parallel line-shaped light beam that is enlarged in the first direction and converged in the second direction orthogonal to the first direction is formed.

第2の偏光ビームスプリッタ19に入射した細いライン状の光ビームは、その偏光面で反射し、結像レンズ20を経てガルバノミラー21に入射する。ガルバノミラー21で反射したライン状の光ビームは、リレーレンズ22及び23並びにλ/4板24を経て対物レンズ25に入射する。対物レンズは、入射したライン状光ビームを、第1の方向についてはほぼ平行で第1の方向と直交する第2の方向に集束する集束性走査ビームに変換し、ステージ26上に載置した検査すべき押切ダイ27に向けて投射する。尚、ガルバノミラー21は、試料全体を走査する場合静止させて固定ミラーとして用い、試料の一部を拡大共焦点画像として撮像する場合第1の方向と直交する方向にビームスキャンを行う。   The thin line-shaped light beam incident on the second polarization beam splitter 19 is reflected by the polarization plane, and enters the galvano mirror 21 through the imaging lens 20. The line-shaped light beam reflected by the galvanometer mirror 21 enters the objective lens 25 through the relay lenses 22 and 23 and the λ / 4 plate 24. The objective lens converts the incident linear light beam into a converging scanning beam that is substantially parallel to the first direction and focused in a second direction orthogonal to the first direction, and is placed on the stage 26. It projects toward the pressing die 27 to be inspected. The galvanometer mirror 21 is stationary and used as a fixed mirror when scanning the entire sample, and performs beam scanning in a direction orthogonal to the first direction when a part of the sample is captured as an enlarged confocal image.

ステージ26は、3軸方向移動型のステージ、すなわちX、Y及びZ軸移動型のステージとする。ここで、X軸方向は、ライン状光ビームの延在方向である第1の方向と対応する方向に設定する。従って、図3に示すように、ステージ26をY方向、X方向、及びY方向の順序でジッグザッグ移動することにより、検査すべき押切ダイ27のほぼ全面が集束性走査ビームにより走査されることになる。走査に当たって、ステージ26をZ軸方向に移動させて、対物レンズ25から投射される走査ビームの集束点ないし集束線が押切ダイ27の押切刃の刃先の頂部の位置と一致するように調整する。勿論、試料ステージ26をZ軸方向に固定し、対物レンズ25をその光軸方向に移動させることにより集束点の位置を調整することも可能である。ステージ26は、ステージ駆動回路28からの駆動信号により駆動制御される。尚、ステージの駆動制御及び後述するリニァイメージセンサの駆動制御等の制御は、コントローラ40からの制御信号に基づいて行う。   The stage 26 is a three-axis direction moving stage, that is, an X, Y, and Z axis moving type stage. Here, the X-axis direction is set to a direction corresponding to the first direction that is the extending direction of the linear light beam. Therefore, as shown in FIG. 3, by moving the stage 26 in the order of the Y direction, the X direction, and the Y direction, almost the entire surface of the pressing die 27 to be inspected is scanned by the converging scanning beam. Become. In scanning, the stage 26 is moved in the Z-axis direction so that the focal point or line of the scanning beam projected from the objective lens 25 is adjusted to coincide with the position of the top of the cutting edge of the pressing blade of the pressing die 27. Of course, it is also possible to adjust the position of the focal point by fixing the sample stage 26 in the Z-axis direction and moving the objective lens 25 in the optical axis direction. The stage 26 is driven and controlled by a drive signal from the stage drive circuit 28. Note that control such as stage drive control and linear image sensor drive control, which will be described later, is performed based on a control signal from the controller 40.

押切刃の刃先の頂部で反射した反射ビームは、対物レンズ25により集光され、再びλ/4波長板24、リレーレンズ23及び22、並びにガルバノミラー21及び結像レンズ20を経て第2の偏光ビームスプリッタ19に入射する。この押切刃からの反射ビームはλ/4板24を2回透過しているから、第2の偏光ビームスプリッタ19を透過し、光源から試料に向かう照明ビームから分離され、リニァイメージセンサ29に入射する。このリニァイメージセンサ29は、ライン状光ビームの延在方向である第1の方向と対応する方向に沿って配列された複数の受光素子を有する。従って、押切刃の刃先の画像は、結像レンズ20により複数の受光素子列上に結像される。各受光素子に蓄積された電荷は駆動回路30から供給される駆動信号により順次読み出される。   The reflected beam reflected by the top of the cutting edge of the pressing blade is collected by the objective lens 25, and again passes through the λ / 4 wavelength plate 24, the relay lenses 23 and 22, the galvanometer mirror 21 and the imaging lens 20, and is then subjected to the second polarization. The light enters the beam splitter 19. Since the reflected beam from the pressing blade passes through the λ / 4 plate 24 twice, it passes through the second polarizing beam splitter 19 and is separated from the illumination beam directed from the light source toward the sample. Incident. The linear image sensor 29 has a plurality of light receiving elements arranged along a direction corresponding to the first direction which is the extending direction of the line-shaped light beam. Accordingly, the image of the cutting edge of the pressing blade is formed on the plurality of light receiving element arrays by the imaging lens 20. The electric charge accumulated in each light receiving element is sequentially read by the drive signal supplied from the drive circuit 30.

リニァイメージセンサ29から読み出された出力信号は増幅器31により増幅した後、信号処理回路32に供給する。信号処理回路32は、コントローラ40から供給される制御信号を用いて信号処理し、押切ダイの2次元画像を表す映像信号を出力する。   The output signal read from the linear image sensor 29 is amplified by the amplifier 31 and then supplied to the signal processing circuit 32. The signal processing circuit 32 performs signal processing using the control signal supplied from the controller 40, and outputs a video signal representing a two-dimensional image of the press die.

リニァイメージセンサ29からの出力信号は、欠陥検出回路33にも供給する。この欠陥検出回路33は、基準画像情報とリニァイメージセンサからの映像出力とを比較し、欠陥の存在及びそのアドレス情報を出力する。この欠陥判定に際し、例えばダイ対データベース方式又はダイ対ダイ方式により行うことができる。従って、基準画像情報として、押切刃の刃先のパターンを記憶した基準データを用いることができ、又は前回測定した画像情報をメモリに記憶し、メモリに記憶された画像情報を基準画像情報として用いることができる。   The output signal from the linear image sensor 29 is also supplied to the defect detection circuit 33. The defect detection circuit 33 compares the reference image information with the video output from the linear image sensor, and outputs the presence of the defect and its address information. This defect determination can be performed by, for example, a die-to-database method or a die-to-die method. Therefore, as the reference image information, the reference data storing the pattern of the cutting edge of the press cutting blade can be used, or the image information measured last time is stored in the memory, and the image information stored in the memory is used as the reference image information. Can do.

図4は押切刃の刃先を撮像する撮像方法を説明するための線図である。本発明では、対物レンズから出射する集束性走査ビームの集束線を押切刃3の刃先4の位置に設定し、ステージの2次元移動により押切ダイの2次元画像を撮像する。図4A〜Cにおいて、押切刃3は、紙面と直交する方向に延在するものとし、刃先を構成する頂部4a、頂部をはさんで対向する2つの斜面3a及び3bを有する。集束性走査ビームは、紙面と直交する方向に延在、上方から押切刃3に向けて入射する。尚、走査ビームは2本の限界光線で示し、その集束線は黒丸で示す。本例では、ステージ移動によりビーム走査が行われ、図4において走査ビームは固定され、押切刃は図面上右方向に移動する。   FIG. 4 is a diagram for explaining an imaging method for imaging the cutting edge of the pressing blade. In the present invention, the focusing line of the converging scanning beam emitted from the objective lens is set at the position of the cutting edge 4 of the pressing blade 3, and a two-dimensional image of the pressing die is picked up by two-dimensional movement of the stage. 4A to 4C, the press cutting blade 3 is assumed to extend in a direction perpendicular to the paper surface, and has a top portion 4a constituting the blade edge, and two inclined surfaces 3a and 3b facing each other across the top portion. The convergent scanning beam extends in a direction perpendicular to the paper surface and enters the pressing blade 3 from above. The scanning beam is indicated by two limit rays, and the focusing line is indicated by a black circle. In this example, beam scanning is performed by moving the stage. In FIG. 4, the scanning beam is fixed, and the pressing blade moves to the right in the drawing.

図4Aに示すように、初めに走査ビームは押切刃の右側の斜面3bに入射する。この際、走査ビームは斜面3bで下方に向けて反射し、反射光は対物レンズに入射しない。従って、画像は全く形成されない。   As shown in FIG. 4A, first, the scanning beam is incident on the slope 3b on the right side of the pressing blade. At this time, the scanning beam is reflected downward by the inclined surface 3b, and the reflected light does not enter the objective lens. Therefore, no image is formed.

次に、図4Bに示すように、走査ビームの集束線は、刃先の頂部のエッジを経て頂部4a上に位置する。この時、走査ビームは刃先の頂部4aで反射し、対物レンズにより集光されてリニァイメージセンサに入射する。従って、刃先の頂部の画像が撮像される。   Next, as shown in FIG. 4B, the focused line of the scanning beam is located on the top 4a via the top edge of the cutting edge. At this time, the scanning beam is reflected by the top 4a of the blade edge, is condensed by the objective lens, and enters the linear image sensor. Accordingly, an image of the top of the blade edge is taken.

さらに移動すると、走査ビームの集束線は頂部4aの反対側のエッジを通過し、反対側の斜面3aに入射する。斜面3aからの反射光は下方に進行し、対物レンズには入射しない。   As it moves further, the focusing line of the scanning beam passes through the opposite edge of the top 4a and enters the opposite inclined surface 3a. The reflected light from the inclined surface 3a travels downward and does not enter the objective lens.

このように、走査ビームの集束線が刃先の頂部に位置する場合だけ、押切刃からの反射光が対物レンズにより集光されてリニァイメージセンサに入射し、それ以外の場合リニァイメージセンサには反射光がほとんど入射しないため、刃先の頂部の画像だけが鮮明に撮像され、刃先の頂部の幅は極めて正確に撮像される。この特性より、押切刃のパターン画像の線幅を基準値と比較することにより、刃先が正規の値に設定されているか否か判定することが可能である。   Thus, only when the focused line of the scanning beam is located at the top of the blade edge, the reflected light from the pressing blade is collected by the objective lens and enters the linear image sensor, and otherwise the linear image sensor is input. Since the reflected light hardly enters, only the image of the top of the blade edge is clearly captured, and the width of the top of the blade edge is captured very accurately. From this characteristic, it is possible to determine whether or not the cutting edge is set to a normal value by comparing the line width of the pattern image of the pressing blade with a reference value.

次に、刃先4に刃こぼれ等の欠陥が存在する場合、或いは刃高が基準値よりも低い場合について説明する。図5Aは、先端に刃こぼれ等の欠陥が存在する刃先を示す。図5Aにおいて、実線は刃先の外観を示し、破線は正規の刃先の寸法を示す。走査ビームが初めの斜面に入射した場合、斜面からの反射光は下方に進行する。次に、集束線が刃先の正規の頂部に位置した場合、刃先の頂部は基準位置よりも下側に位置するため、走査ビームは発散性のビームに変化して頂部に入射する。この際、頂部に入射した走査ビームは発散性であるため、頂部で反射し、左右に広く発散してしまう。この結果、刃先からの反射光は対物レンズに入射しないか、入射してもリニァイメージセンサまで伝搬する間に光路から外れてしまい、リニァイメージセンサの前面に配置されている枠(ピンホールとして機能する)により遮光され、各受光素子にほとんど入射しないか又は僅かな光量の反射光しか入射しない。この結果、走査ビームが刃先の頂部に位置しても、刃先の頂部の画像は形成されない状態となる。このような状態は、刃高が基準値よりも低い場合にも適用され、同様に刃先の頂部の画像が形成されない欠落画像状態となる。従って、刃先のパターン像に不連続な部分が発生した場合、当該部分は欠陥であると判定することができる。   Next, a case where the blade edge 4 has a defect such as blade spillage or a case where the blade height is lower than the reference value will be described. FIG. 5A shows a cutting edge having defects such as blade spills at the tip. In FIG. 5A, a solid line shows the external appearance of a blade edge, and a broken line shows the dimension of a regular blade edge. When the scanning beam is incident on the first slope, the reflected light from the slope travels downward. Next, when the focused line is located at the normal top of the cutting edge, the top of the cutting edge is located below the reference position, so that the scanning beam changes into a divergent beam and enters the top. At this time, since the scanning beam incident on the top is divergent, it is reflected at the top and diverges widely from side to side. As a result, the reflected light from the blade edge does not enter the objective lens, or even if it is incident, it is out of the optical path while propagating to the linear image sensor, and a frame (pinhole) arranged in front of the linear image sensor. The light is not incident on each light receiving element or only a small amount of reflected light is incident. As a result, even when the scanning beam is positioned on the top of the blade edge, an image of the top of the blade edge is not formed. Such a state is also applied when the blade height is lower than the reference value, and similarly, a missing image state in which an image of the top of the blade edge is not formed. Therefore, when a discontinuous part occurs in the pattern image of the cutting edge, it can be determined that the part is a defect.

図5Bは、刃高が基準値よりも大きい場合の反射状態を示す。破線は刃高が基準値の場合を示す。刃光が基準値よりも大きい場合、走査ビームが集束する前に刃先の頂部に入射するため、走査ビームは正規の光路を伝搬せず、リニァイメージセンサの前面に配置した枠により遮光され、各受光素子に入射せず、刃先の画像が形成されない状態或いは極めて輝度の低い低輝度画像となる。   FIG. 5B shows a reflection state when the blade height is larger than the reference value. A broken line indicates a case where the blade height is a reference value. When the blade light is larger than the reference value, it enters the top of the blade edge before the scanning beam is focused, so the scanning beam does not propagate through the normal optical path and is shielded by a frame arranged in front of the linear image sensor, The light is not incident on each light receiving element, and the image of the blade edge is not formed or a low luminance image with extremely low luminance is obtained.

図6は、ライン状の走査ビームの延在方向と押切刃のパターンの延在方向とが直交する場合の状態を示す。図6において、紙面と直交する方向に押切刃が延在し、ライン状の走査ビームは紙面内に延在するものとする。本例では、X方向には平行でY方向に集束性を有する走査ビームにより押切刃を走査する。この場合、押切刃の斜面に入射したビーム部分は下方に向けて反射し、刃先の頂部に入射したビーム部分はほぼ垂直に反射する。従って、刃先の頂部に入射したビーム部分の反射光だけがリニァイメージセンサに入射するため、刃先の幅に正確に対応した幅を有する刃先像を鮮明に撮像することができる。   FIG. 6 shows a state where the extending direction of the line-shaped scanning beam and the extending direction of the pattern of the pressing blade are orthogonal to each other. In FIG. 6, it is assumed that the pressing blade extends in a direction orthogonal to the paper surface, and the line-shaped scanning beam extends in the paper surface. In this example, the pressing blade is scanned with a scanning beam that is parallel to the X direction and has focusing properties in the Y direction. In this case, the beam portion incident on the slope of the pressing blade is reflected downward, and the beam portion incident on the top of the blade tip is reflected substantially vertically. Accordingly, since only the reflected light of the beam portion incident on the top of the blade edge is incident on the linear image sensor, a blade edge image having a width accurately corresponding to the width of the blade edge can be clearly captured.

次に、図2に示す本発明による欠陥検査装置を用いて図1に示す押切ダイの画像を実際に撮像して得られた画像について説明する。図7は、図1に示す押切ダイの破線で示す領域の拡大画像であり、図7Aは正常な押切刃のパターン画像を示し、図7Bは切断性能の悪い押切ダイのパターン画像を示す。押切ダイをステージに装着し、走査ビームの集束線を押切刃の刃先の頂部の位置に設定して2次元走査した。図7Aに示すように、欠陥の無い正規の寸法に加工された押切ダイの画像は、押切刃のパターンに一致した連続する線状パターンの刃先の画像が撮像された。得られた画像は、刃先を構成する斜面及び下側のダイ本体の画像は全く撮像されず、刃先の頂部の画像だけが撮像された。モニタに投影された刃先の画像から頂部の画像の寸法を測定したところ、設計値と正確に一致していた。   Next, an image obtained by actually capturing the image of the press die shown in FIG. 1 using the defect inspection apparatus according to the present invention shown in FIG. 2 will be described. 7 is an enlarged image of a region indicated by a broken line of the pressing die shown in FIG. 1, FIG. 7A shows a pattern image of a normal pressing blade, and FIG. 7B shows a pattern image of a pressing die having poor cutting performance. A pressing die was mounted on the stage, and the scanning beam focusing line was set to the position of the top of the cutting edge of the pressing blade to perform two-dimensional scanning. As shown in FIG. 7A, the image of the press cutting die processed into a regular dimension having no defect was obtained by capturing an image of the edge of a continuous linear pattern that matched the pattern of the press cutting blade. In the obtained image, the images of the slopes constituting the cutting edge and the lower die body were not taken at all, and only the top image of the cutting edge was taken. When the dimensions of the top image were measured from the image of the blade edge projected on the monitor, it was exactly the same as the design value.

一方、切断性能ないし切れ味の悪い押切ダイについて同様にして撮像したところ、図7Bに示す画像が得られ、2カ所に欠陥が認められた。正常な刃先の画像は押切刃のパターンに沿った均一な線幅の画像である。これに対して、切断性能の悪い押切ダイの場合、押切刃の角部の研削加工が不十分であり、規定の寸法に仕上がっていないことが判明した。また、部分的な刃こぼれした領域があり、その部分は画像が形成されておらず、モニタ上に欠落画像として表示された。   On the other hand, when the cutting performance or poorly-cutting die was imaged in the same manner, an image shown in FIG. 7B was obtained, and defects were recognized at two places. A normal blade edge image is an image having a uniform line width along the pattern of the pressing blade. On the other hand, in the case of a pressing die having poor cutting performance, it was found that the corners of the pressing blade were insufficiently ground and were not finished to the specified dimensions. In addition, there was a partial spilled area, and no image was formed in that area, and it was displayed as a missing image on the monitor.

この実験結果より、欠陥判定方法として、撮像されたパターン画像の線幅を基準値と比較することにより欠陥の有無や製造誤差を測定することができる。また、頂部のパターン画像のうち欠陥画像の有無、すなわち画像形成される部位における画像の有無に基づいて欠陥判定することができる。   From this experimental result, as a defect determination method, the presence or absence of a defect and a manufacturing error can be measured by comparing the line width of the captured pattern image with a reference value. Further, it is possible to determine a defect based on the presence or absence of a defect image in the pattern image on the top, that is, the presence or absence of an image at a site where an image is formed.

欠陥検査の方法として、初めに試料全体を走査し、その後検出された欠陥部分の拡大共焦点画像を撮像することも可能である。すなわち、試料の全体走査時にはガルバノミラー21を静止させてステージ移動により試料全体を走査する。次に、欠陥検出されたアドレス情報を用いてステージを移動し、高倍率に設定し、ガルバノミラー21を駆動して当該欠陥部分の拡大共焦点画像を撮像することも可能である。このように、欠陥の拡大共焦点画像を撮像することにより、欠陥の生成要因を確認することができる。   As a defect inspection method, it is possible to first scan the entire sample and then capture an enlarged confocal image of the detected defect portion. That is, when the entire sample is scanned, the galvanometer mirror 21 is stopped and the entire sample is scanned by moving the stage. Next, it is also possible to move the stage using the address information in which the defect is detected, set the magnification to high, and drive the galvanometer mirror 21 to capture an enlarged confocal image of the defective portion. As described above, by capturing an enlarged confocal image of a defect, it is possible to confirm the generation factor of the defect.

本発明は上述した実施例だけに限定されず種々の変形や変更が可能である。例えば、上述した実施例では、押切ダイの欠陥検査について説明したが、押切ダイは一例として説明したものであり、半導体ウェハや画像表示用の各種シート材料等の欠陥検査についても適用することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made. For example, in the above-described embodiment, the defect inspection of the stamping die has been described. However, the stamping die is described as an example, and can be applied to defect inspection of semiconductor wafers, various sheet materials for image display, and the like. .

押切ダイの一例を示す線図である。It is a diagram which shows an example of a pressing die. 本発明による欠陥検査方法を実施するための共焦点顕微鏡の一例を示す線図である。It is a diagram which shows an example of the confocal microscope for enforcing the defect inspection method by this invention. 走査ビームの走査軌跡の一例を示す線図である。It is a diagram which shows an example of the scanning locus | trajectory of a scanning beam. 押切刃に入射する走査ビームの反射状態を模式的に示す線図である。It is a diagram which shows typically the reflective state of the scanning beam which injects into a pressing blade. 刃高が基準値からずれた押切刃を走査する際の走査ビームの反射状態を示す線図である。It is a diagram which shows the reflection state of the scanning beam at the time of scanning the press cutting blade from which the blade height shifted | deviated from the reference value. 押切刃の延在方向と走査ビームの延在方向とが直交する場合の走査状態を示す線図である。It is a diagram which shows a scanning state in case the extension direction of a pressing blade and the extension direction of a scanning beam are orthogonal. 本発明による欠陥検査装置を用いて押切ダイを撮像して得られた画像を示す線図である。It is a diagram which shows the image obtained by imaging a pressing die using the defect inspection apparatus by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 押切ダイ
2 ダイ本体
3 押切刃
4 刃先
10 レーザ光源
11 エキスパンダ光学系
12,17 シリンドリカルレンズ
13,19 ビームスプリッタ
14,24 λ/4板
15 ライン状光ビーム発生装置
16 球面レンズ
18,22,23 リレーレンズ
20 結像レンズ
21 ガルバノミラー
24 λ/4板
25 対物レンズ
26 ステージ
27 押切ダイ
28 ステージ駆動回路
29 リニァイメージセンサ
30 駆動回路
31 増幅器
32 信号処理回路
33 欠陥検出回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stamping die 2 Die body 3 Pressing blade 4 Cutting edge 10 Laser light source 11 Expander optical system 12, 17 Cylindrical lens 13, 19 Beam splitter 14, 24 λ / 4 plate 15 Line-shaped light beam generator 16 Spherical lens 18, 22, 23 relay lens 20 imaging lens 21 galvanometer mirror 24 λ / 4 plate 25 objective lens 26 stage 27 pressing die 28 stage drive circuit 29 linear image sensor 30 drive circuit 31 amplifier 32 signal processing circuit 33 defect detection circuit

Claims (11)

レーザビームを発生するレーザ光源と、
レーザ光源から出射したレーザビームを第1の方向に延在する非コヒーレントなライン状光ビームに変換するライン状光ビーム発生装置と、
前記ライン状光ビームを検査すべき試料に向けてライン状の走査ビームとして投射する対物レンズと、
前記試料を支持すると共に、前記第1の方向に対応するX方向及びX方向と直交するY方向に移動する試料ステージと、
前記走査ビームの集束線と試料との間の相対距離を変化させる手段と、
前記第1の方向と対応する方向に沿って配列した複数の受光素子を有し、試料からの反射光を受光するリニァイメージセンサと、
リニァイメージセンサから出力される試料の画像情報と基準画像情報とを比較して欠陥判定を行う欠陥検出手段とを具えることを特徴とする欠陥検査装置。
A laser light source for generating a laser beam;
A line light beam generator for converting a laser beam emitted from a laser light source into a non-coherent line light beam extending in a first direction;
An objective lens that projects the line-shaped light beam toward the sample to be inspected as a line-shaped scanning beam;
A sample stage that supports the sample and moves in the X direction corresponding to the first direction and the Y direction orthogonal to the X direction;
Means for changing the relative distance between the focused line of the scanning beam and the sample;
A linear image sensor having a plurality of light receiving elements arranged along a direction corresponding to the first direction and receiving reflected light from a sample;
A defect inspection apparatus comprising defect detection means for performing defect determination by comparing image information of a sample output from a linear image sensor with reference image information.
請求項1に記載の欠陥検査装置において、前記対物レンズから出射するライン状走査ビームは、前記X方向に沿ってほぼ平行でY方向については集束性を有することを特徴とする欠陥検査装置。   The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the line-shaped scanning beam emitted from the objective lens is substantially parallel along the X direction and has convergence in the Y direction. 請求項1又は2に記載の欠陥検査装置において、前記ライン状光ビーム発生装置は、光入射面を有し、当該光入射面内に2次元マトリックス状に配置した複数のマイクロミラー素子を有するマイクロミラー装置を具え、各マイクロミラー素子のミラー面は駆動信号に応じて高速回動又は高速傾動し、各ミラー面の高速回動又は高速傾動により入射したレーザビームを非コヒーレントなライン状光ビームに変換することを特徴とする欠陥検査装置。   3. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the line-shaped light beam generator has a light incident surface, and includes a plurality of micromirror elements arranged in a two-dimensional matrix in the light incident surface. A mirror device is provided, and the mirror surface of each micromirror element is rotated or tilted at a high speed according to a drive signal, and the laser beam incident by the high-speed rotation or tilt of each mirror surface is converted into a non-coherent line light beam. A defect inspection apparatus characterized by converting. 請求項3に記載の欠陥検査装置において、前記レーザ光源とライン状光ビーム発生装置との間に第1のビームスプリッタを配置し、レーザ光源から出射したレーザビームを前記第1のビームスプリッタを介してマイクロミラー装置の光入射面に垂直に入射させ、レーザ光源からライン状光ビーム発生装置に向かうレーザビームとライン状光ビーム発生装置から出射した非コヒーレントなライン状光ビームとを前記第1のビームスプリッタにより分離することを特徴とする欠陥検査装置。   4. The defect inspection apparatus according to claim 3, wherein a first beam splitter is disposed between the laser light source and the line-shaped light beam generator, and a laser beam emitted from the laser light source is passed through the first beam splitter. The first laser beam is incident perpendicularly to the light incident surface of the micromirror device, and the laser beam directed from the laser light source to the line-shaped light beam generator and the non-coherent line-shaped light beam emitted from the line-shaped light beam generator are A defect inspection apparatus characterized by being separated by a beam splitter. 請求項4に記載の欠陥検査装置において、前記第1のビームスプリッタと対物レンズとの間に第2のビームスプリッタを配置し、当該第2のビームスプリッタにより、前記レーザ光源から試料に向かう光ビームと試料からリニァイメージセンサに向かう反射ビームとを分離することを特徴とする欠陥検査装置。   5. The defect inspection apparatus according to claim 4, wherein a second beam splitter is disposed between the first beam splitter and the objective lens, and a light beam directed from the laser light source toward the sample by the second beam splitter. And a reflected beam traveling from the sample toward the linear image sensor. 前記レーザ光源と第1のビームスプリッタとの間に、レーザ光源から出射したレーザビームを前記第1の方向と直交する第2の方向に集束させるシリンドリカルレンズを配置し、前記マイクロミラー装置の光入射面にライン状のレーザビームを入射させることを特徴とする請求項4又は5に記載の欠陥検査装置。   A cylindrical lens for focusing the laser beam emitted from the laser light source in a second direction orthogonal to the first direction is disposed between the laser light source and the first beam splitter, and light incidence of the micromirror device is performed. 6. The defect inspection apparatus according to claim 4, wherein a line-shaped laser beam is incident on the surface. 請求項1から6までのいずれか1項に記載の欠陥検査装置において、前記リニァイメージセンサの各受光素子から読み出された出力信号を受け取って試料の映像信号を出力する信号処理回路をさらに具え、欠陥検出情報と共に試料の2次元画像情報を出力することを特徴とする欠陥検査装置。   7. The defect inspection apparatus according to claim 1, further comprising: a signal processing circuit that receives an output signal read from each light receiving element of the linear image sensor and outputs a video signal of the sample. A defect inspection apparatus that outputs two-dimensional image information of a sample together with defect detection information. 請求項1から7までのいずれか1項に記載の欠陥検査装置において、前記試料を、ダイ本体に所定のパターンの押切刃が形成されている押切ダイとし、Z軸方向欠陥検出手段において押切刃の刃先のパターン画像と基準画像情報とを比較して欠陥判定を行うことを特徴とする欠陥検査装置。   The defect inspection apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the sample is a pressing die having a predetermined pattern of pressing blades formed on a die body, and the Z-axis direction defect detection means uses the pressing blade. A defect inspection apparatus that performs defect determination by comparing a pattern image of a blade edge with reference image information. 各種シート状材料に打抜加工又はハーフカット加工を行う際に用いられ、ダイ本体に所定のパターンの押切刃が形成されている押切ダイの欠陥を検出する欠陥検査方法であって、
共焦点顕微鏡を用意し、当該共焦点顕微鏡の試料ステージに検査すべき押切ダイを装着する工程と、
共焦点顕微鏡から出射する走査ビームの集束点又は集束線を、押切刃の刃先の先端に位置するように設定する工程と、
走査ビームの集束点又は集束線が刃先の先端に一致した状態で、走査ビームにより押切ダイを2次元走査して押切刃の刃先の線状のパターン画像を撮像する工程と、
刃先のパターン画像を基準画像情報と比較して欠陥判定を行う欠陥判定工程とを有することを特徴とする欠陥検査方法。
A defect inspection method for detecting defects in a pressing die in which a stamping blade of a predetermined pattern is formed on a die body, which is used when performing punching processing or half-cutting processing on various sheet-like materials,
Preparing a confocal microscope and attaching a pressing die to be inspected to the sample stage of the confocal microscope;
A step of setting the focal point or focal line of the scanning beam emitted from the confocal microscope so as to be positioned at the tip of the cutting edge of the pressing blade;
In a state where the focal point or focal line of the scanning beam is coincident with the tip of the blade edge, the scanning die is two-dimensionally scanned with the scanning beam to capture a linear pattern image of the blade edge of the cutting edge;
A defect inspection method comprising: a defect determination step of performing defect determination by comparing a pattern image of a blade edge with reference image information.
前記共焦点顕微鏡からステージ上の押切ダイに向けて、第1の方向に集束性を有し、第1の方向と直交する第2の方向にはほぼ平行なライン状の走査ビームを投射し、当該集束性のライン状走査ビームを用いて押切ダイを2次元走査することを特徴とする欠陥検査方法。   From the confocal microscope toward the pressing die on the stage, project a line-shaped scanning beam having a focusing property in the first direction and substantially parallel to the second direction orthogonal to the first direction, A defect inspection method, characterized in that the pressing die is two-dimensionally scanned using the converging line-shaped scanning beam. 請求項10に記載の欠陥検査方法において、撮像された刃先の線状パターンの線幅又は線状パターンの欠落画像の有無に基づいて欠陥判定を行うことを特徴とする欠陥検査方法。

The defect inspection method according to claim 10, wherein the defect determination is performed based on the line width of the imaged linear pattern of the cutting edge or the presence or absence of a missing image of the linear pattern.

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