JP2008216151A - Apparatus and method for inspecting surface pattern - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は表面パターン検査装置及び表面パターン検査方法に関し、被検査物の表面に形成されているパターンを光学的に検出する表面パターン検査装置及び表面パターン検査方法に関する。 The present invention relates to a surface pattern inspection apparatus and a surface pattern inspection method, and relates to a surface pattern inspection apparatus and a surface pattern inspection method for optically detecting a pattern formed on the surface of an inspection object.
従来、被検査物の表面に斜め方向から光束を照射し、表面からの正反射光を受光することにより表面を検査する表面検査装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
このような表面検査装置は、被検査物の表面に形成されたパターンの有無による反射率の違いによって表面からの正反射光のレベルが変動することにより、被検査物の表面に形成されたパターンを検出することができる。 Such a surface inspection apparatus has a pattern formed on the surface of the object to be inspected by the level of specularly reflected light from the surface fluctuating due to the difference in reflectance depending on the presence or absence of the pattern formed on the surface of the object to be inspected. Can be detected.
しかし、被検査物の表面に照射される光束のスポット径によって、パターンの境界線の検出精度が制約される。例えば図5に示すように、反射率がステップ状に変化するパターン100の場合、光束がパターンのステップ状の境界を横断するときに反射光の光量が徐々に変化するため、反射光の受光信号102の波形がなまり、パターンの境界付近で波形がなだらかに変化する。そのため、被検査物の表面に形成されたパターンの境界線の位置検出のばらつきが生じ、パターンの幅やパターン間の間隔について検出可能な最小寸法(分解能力)は、実用上、光束のスポット径の概ね2倍よりも小さくすることが難しい。
However, the detection accuracy of the pattern boundary line is limited by the spot diameter of the light beam applied to the surface of the inspection object. For example, as shown in FIG. 5, in the case of the
本発明は、かかる実情に鑑み、被検査物の表面に形成されたパターンの境界線の検出精度を向上することができる表面パターン検査装置及び表面パターン検査方法を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention intends to provide a surface pattern inspection apparatus and a surface pattern inspection method capable of improving the detection accuracy of a boundary line of a pattern formed on the surface of an inspection object.
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成された表面パターン検査装置を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a surface pattern inspection apparatus configured as follows.
表面パターン検査装置は、(a)被検査物の表面に斜め方向から光束を照射し、該光束の照射位置を線状に移動させる発光部と、(b)前記照射位置で正反射した正反射光を検出して信号を出力する受光部と、(c)前記光束の断面強度分布に対応する逆フィルタを含み、前記受光部が出力した前記信号を前記逆フィルタに通した後の信号に基づいて、前記被検査物の前記表面に形成されたパターンの境界を検出するパターン検出部と、を備える。 The surface pattern inspection apparatus includes: (a) a light emitting unit that irradiates a surface of an inspection object with a light beam from an oblique direction and moves the irradiation position of the light beam linearly; and (b) a regular reflection that is regularly reflected at the irradiation position. A light receiving unit that detects light and outputs a signal; and (c) an inverse filter corresponding to a cross-sectional intensity distribution of the light beam, and the signal output from the light receiving unit is based on the signal after passing through the inverse filter. And a pattern detection unit for detecting a boundary of a pattern formed on the surface of the inspection object.
上記構成において、被検査物を、発光部及び受光部に対して相対的に移動させることにより、被検査物の表面を連続的に検査することができる。 In the above configuration, the surface of the inspection object can be continuously inspected by moving the inspection object relative to the light emitting unit and the light receiving unit.
上記構成によれば、被検査物の表面に形成されているパターンの境界線を光束が横断するとき、受光部が受光する正反射光の強度は、光束の断面強度分布に対応してなだらかに変化する。このようななだらかな変化は、受光部が出力した信号を、光束の断面強度分布(例えば、ガウス分布)に対応する逆フィルタに通して補正することにより、被検査物の表面の実際の反射率変化に、より正確に追従させることができる。これによって、表面に形成されているパターンの境界線の検出精度(分解能)を向上することができる。 According to the above configuration, when the light beam crosses the boundary line of the pattern formed on the surface of the object to be inspected, the intensity of the specularly reflected light received by the light receiving unit is gentle corresponding to the cross-sectional intensity distribution of the light beam. Change. Such a gentle change is caused by correcting the signal output from the light receiving section through an inverse filter corresponding to the cross-sectional intensity distribution (for example, Gaussian distribution) of the light beam, thereby correcting the actual reflectance of the surface of the object to be inspected. It is possible to follow changes more accurately. Thereby, the detection accuracy (resolution) of the boundary line of the pattern formed on the surface can be improved.
また、本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成された表面検査方法を提供する。 Moreover, in order to solve the said subject, this invention provides the surface inspection method comprised as follows.
表面検査方法は、(1)被検査物の表面に斜め方向から光束を照射し、該光束の照射位置を線状に移動させる第1の工程と、(2)前記照射位置で正反射した正反射光を検出して信号を出力する第2の工程と、(3)前記第2の工程で出力された信号を、前記光束の断面強度分布に対応する逆フィルタに通した後の信号に基づいて、前記被検査物の前記表面に形成されたパターンの境界を検出する第3の工程と、を備える。 The surface inspection method includes (1) a first step of irradiating the surface of the object to be inspected with a light beam from an oblique direction and moving the irradiation position of the light beam linearly, and (2) a positive reflection that is regularly reflected at the irradiation position. A second step of detecting the reflected light and outputting a signal; and (3) based on the signal after passing the signal output in the second step through an inverse filter corresponding to the cross-sectional intensity distribution of the luminous flux. And a third step of detecting a boundary of a pattern formed on the surface of the inspection object.
上記方法において、被検査物を、発光部及び受光部に対して相対的に移動させることにより、被検査物の表面を連続的に検査することができる。 In the above method, the surface of the inspection object can be continuously inspected by moving the inspection object relative to the light emitting unit and the light receiving unit.
上記方法によれば、被検査物の表面に形成されているパターンの境界線を光束が横断するとき、受光部が受光する正反射光の強度は、光束の断面強度分布に対応してなだらかに変化する。このようななだらかな変化は、受光部が出力した信号を、光束の断面強度分布(例えば、ガウス分布)に対応する逆フィルタに通して補正することにより、被検査物の表面の実際の反射率変化に、より正確に追従させることができる。これによって、表面に形成されているパターンの境界線の検出精度(分解能)を向上することができる。 According to the above method, when the light beam crosses the boundary line of the pattern formed on the surface of the object to be inspected, the intensity of the specularly reflected light received by the light receiving unit is gentle corresponding to the cross-sectional intensity distribution of the light beam. Change. Such a gentle change is caused by correcting the signal output from the light receiving section through an inverse filter corresponding to the cross-sectional intensity distribution (for example, Gaussian distribution) of the light beam, thereby correcting the actual reflectance of the surface of the object to be inspected. It is possible to follow changes more accurately. Thereby, the detection accuracy (resolution) of the boundary line of the pattern formed on the surface can be improved.
本発明によれば、被検査物の表面に形成されたパターンの境界線の検出精度を向上することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the detection accuracy of the boundary line of the pattern formed in the surface of to-be-inspected object can be improved.
以下、本発明の実施の形態として実施例について、図1〜図3を参照しながら説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1の斜視図に示すように、表面検査装置10は、搬送装置4によって矢印3で示す方向に搬送されている被検査物2の表面2aに、発光部14からレーザービーム15aを照射し、反射光15bが受光部本体16に入射するようになっている。
As shown in the perspective view of FIG. 1, the
発光部14は、レーザービーム15aを矢印15pで示すように略扇状に移動させる。レーザービーム15aの照射位置15sは、被検査物2の表面2aにおいて線状に移動する。受光部本体16は、線状の照射位置15sに対向して平行に配置されている。
The
制御部12は、符号13,19で示すように、発光部14と、光検出器18とに接続され、光検出器18で検出した正反射光15aの受光量を、発光部14が照射するレーザー光15aの照射角度15pと対応付けて信号処理することにより、不良の位置を特定する。制御部12は、後述する逆フィルタ19(図3)を含み、所定のプログラムに従って信号処理を行い、滲み補正後の信号に基づいて、被検査物2の表面2aに形成されたパターン2x(図2参照)の境界を検出し、パターン2xの幅や形状などの良否判定を行う。
As indicated by
図1の線A−Aに沿って切断した断面図である図2に模式的に示すように、レーザービーム15aは、断面強度分布15pがガウス分布に略等しい平行光束であり、所望のスポット径(例えば20μm)に絞られている。筒状の受光部本体16には、照射位置15sに対向して線状に延在する受光窓16aが形成され、レーザービーム15aが被検査物2の表面2aの照射位置15sで反射した正反射光15bが通るようになっている。受光部本体16の内部には、略柱状のライトガイド17が配置され、受光窓16aを通った正反射光15bが入射されるようになっている。
As schematically shown in FIG. 2, which is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, the
ライトガイド17の一端に対向して、光検出器18(図1参照)が配置され、ライトガイド17に入射された光がライトガイド17の一端から出射し、ライトガイドの一端から出射した光の強度が、光検出器18で検出される。
A light detector 18 (see FIG. 1) is disposed opposite one end of the light guide 17 so that light incident on the light guide 17 is emitted from one end of the light guide 17 and light emitted from one end of the light guide 17. The intensity is detected by the
光検出器18には、S/N特性が極めて良好な光電子増倍管(ホトマル)を用いることが好ましいが、これに限るものではない。
Although it is preferable to use a photomultiplier tube (photomal) having a very good S / N characteristic for the
なお、ライトガイド17の他端にも光検出器を設け、両方の光検出器の出力を足し合わせるようにしてもよい。 A light detector may be provided at the other end of the light guide 17 so that the outputs of both light detectors are added together.
被検査物は、例えば、液晶パネルやプラズマディスプレイの組立前のガラス基板であり、表面2aに回路などのパターン2xが形成された状態で、検査される。
The inspection object is, for example, a glass substrate before assembly of a liquid crystal panel or a plasma display, and is inspected in a state where a
次に、表面検査装置10の検査の原理について説明する。
Next, the principle of inspection by the
被検査物2の表面2aは、パターン2xが形成された部分と、パターン2xが形成されていない部分とでは、反射率が異なる。そのため、光検出器18からの出力信号のレベルも、パターン2xが形成された部分と、パターン2xが形成されていない部分とでは異なる。
The
図3のブロック図に模式的に示すように、レーザービームが被検査物の表面を走査し、パターン2xを横切るとき、反射率20はステップ状に変化する。しかし、受光窓16aから受光部本体16に入射し、光検出器18(図2参照)から出力される受光信号22は、ステップ状ではなく、境界付近が傾いたなまった波形となり、境界が滲む(ぼける)。これは、レーザービームのスポットがある程度の面積を有するためである。この受光信号22を逆フィルタ19に入力することで、滲みを補正することができる。
As schematically shown in the block diagram of FIG. 3, when the laser beam scans the surface of the object to be inspected and crosses the
すなわち、図4の周波数特性のグラフに示すように、ステップ状のパターン変化の周波数特性21は一定となるが、受光信号の周波数特性23は、高周波になるとゲインが低下する。そこで、受光信号を補正(イコライジング)すると、補正後の周波数特性26は、高周波側のゲインが向上する。このときに、レーザービームの断面強度分布に略対応するガウス分布の逆フィルタを用いて補正することが好ましい。
That is, as shown in the frequency characteristic graph of FIG. 4, the
図3に示すように、逆フィルタ19で補正された信号24は、境界の立ち上がり、立下りが鋭い波形となる。逆フィルタ19を用いてパターンの境界線の滲みを補正すると、パターンの境界線の検出精度を向上することができる。これによって、パターンの幅、あるいはパターン間の間隔についての検出限界は、例えば、レーザービームのスポット径と同程度まで、あるいはそれ以上に向上することができる。
As shown in FIG. 3, the
<まとめ> 以上に説明した表面検査は、逆フィルタによって受光信号の滲みを補正することにより、被検査物の表面に形成されたパターンの境界線の検出精度を向上することができる。 <Summary> In the surface inspection described above, it is possible to improve the detection accuracy of the boundary line of the pattern formed on the surface of the inspection object by correcting the blur of the received light signal using an inverse filter.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の態様で実施することが可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It is possible to implement in various aspects.
例えば、不透明な被検査物についても、表面に形成されたパターンと表面の他の部分との反射率が異なれば、本発明を適用することができる。 For example, the present invention can also be applied to an opaque object if the reflectance of the pattern formed on the surface is different from that of other portions of the surface.
10 表面検査装置
12 制御部(判定部)
14 発光部
15a レーザービーム(光束)
15b 正反射光
16 受光部本体(受光部)
17 ライトガイド(受光部)
18 光検出器(受光部)
10
14
15b Regular reflection light 16 Light-receiving part body (light-receiving part)
17 Light guide (light receiving part)
18 Light detector (light receiving part)
Claims (2)
前記照射位置で正反射した正反射光を検出して信号を出力する受光部と、
前記光束の断面強度分布に対応する逆フィルタを含み、前記受光部が出力した前記信号を前記逆フィルタに通した後の信号に基づいて、前記被検査物の前記表面に形成されたパターンの境界を検出するパターン検出部と、
を備えたことを特徴とする、表面パターン検査装置。 A light emitting unit that irradiates the surface of the inspection object with a light beam from an oblique direction and moves the irradiation position of the light beam linearly;
A light receiving unit that detects the specularly reflected light regularly reflected at the irradiation position and outputs a signal;
A boundary of a pattern formed on the surface of the object to be inspected based on a signal after including the inverse filter corresponding to the cross-sectional intensity distribution of the light beam and passing the signal output from the light receiving unit through the inverse filter A pattern detection unit for detecting
A surface pattern inspection apparatus comprising:
前記照射位置で正反射した正反射光を検出して信号を出力する第2の工程と、
前記第2の工程で出力された信号を、前記光束の断面強度分布に対応する逆フィルタに通した後の信号に基づいて、前記被検査物の前記表面に形成されたパターンの境界を検出する第3の工程と、
を備えたことを特徴とする、表面パターン検査方法。 A first step of irradiating the surface of the inspection object with a light beam from an oblique direction and moving the irradiation position of the light beam linearly;
A second step of detecting the specularly reflected light specularly reflected at the irradiation position and outputting a signal;
The boundary of the pattern formed on the surface of the object to be inspected is detected based on the signal after passing the signal output in the second step through an inverse filter corresponding to the cross-sectional intensity distribution of the light beam. A third step;
A surface pattern inspection method comprising:
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