JP2009042163A - 光学式検査装置、ピンホール検査装置、膜厚検査装置、および表面検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被検査物の顕著な欠陥などにより一時的にＰＭＴへの入射光量が過大となった際に、後続の正常な被検査物に対する異常判定を低減できる光学式検査装置、ピンホール検査装置、膜厚検査装置、および表面検査装置を提供する。
【解決手段】光学式検査装置は、被検査物に光を照射し、該被検査物を通過、透過もしくは反射した被検出光Ｐ２をＰＭＴ３により検出することによって被検査物を検査する装置であって、ＰＭＴ３からの出力電流Ｉを電圧信号Ｖ１に変換するＩ／Ｖ変換回路１１と、電圧信号Ｖ１から所定周波数より小さい低周波成分を抽出するローパスフィルタ回路１３と、ローパスフィルタ回路１３を通過した信号とローパスフィルタ回路１３を通過していない信号との差を出力する演算器１４とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、光によって被検査物を検査する光学式検査装置、ピンホール検査装置、膜厚検査装置、および表面検査装置に関するものである。

被検査物に光を照射し、その反射光や透過光などを光電子増倍管（PhotoMultiplier Tube：以下ＰＭＴという）を用いて検出することにより、被検査物の形状や性質を検査する光学式検査装置が知られている。このような光学式検査装置には、ＰＭＴからの出力電流を電圧信号に変換し、その電圧信号を処理することによってＰＭＴへの入射光量に応じた信号を生成する回路が設けられる。例えば、特許文献１および２には、より広いダイナミックレンジで光量検出を行うための回路が記載されている。
特開平１１−３２９３４０号公報 特開２００６−３００７２８号公報

ＰＭＴを備える光学式検査装置は、次のような検査に使用されることがある。例えば、帯状の薄膜の厚さの検査や、ベルトコンベア上を流れる被検査物の検査などである。これらのように生産ライン等を移動中の被検査物を検査する際には、被検査物に対し光を続けて照射しつつ、反射光や透過光などをＰＭＴにより検出する。しかしながら、被検査物の欠陥が顕著な場合など一時的にＰＭＴへの入射光量が過大となると、ＰＭＴからの出力電流が過大光の入射後も裾を引き、十分に低下するまでに或る程度の時間を要する。したがって、従来の光学式検査装置では、当該被検査物が通過した後においても、後続の正常な被検査物を異常と判定してしまうことがあった。

本発明は、上記した問題点を鑑みてなされたものであり、被検査物の顕著な欠陥などにより一時的にＰＭＴへの入射光量が過大となった際に、後続の正常な被検査物に対する異常判定を低減できる光学式検査装置、ピンホール検査装置、膜厚検査装置、および表面検査装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明による光学式検査装置は、被検査物に光を照射し、該被検査物を通過、透過もしくは反射した光を光電子増倍管により検出することによって被検査物を検査する光学式検査装置であって、光電子増倍管からの出力電流を電圧信号に変換する電流電圧変換回路と、電圧信号から所定周波数より小さい低周波成分を抽出するローパスフィルタ回路と、ローパスフィルタ回路を介して電流電圧変換回路と電気的に接続された第１の入力端、およびローパスフィルタ回路を介さずに電流電圧変換回路と電気的に接続された第２の入力端を有し、第１の入力端に入力された信号と第２の入力端に入力された信号との差を出力する演算器とを備えることを特徴とする。

上記した光学式検査装置においては、ＰＭＴの出力電流が電流電圧変換回路によって電圧信号に変換されたのち、この電圧信号が二つの経路を経て演算器に入力される。一つは、ローパスフィルタ回路を経由する経路であり、他の一つはローパスフィルタを経由しない経路である。すなわち、ローパスフィルタ回路によって電圧信号から抽出された低周波成分を該電圧信号から減算した信号が演算器から出力される。そして、一時的な過大光に起因するＰＭＴからの出力電流の裾引き成分は、この低周波成分に相当する。したがって、一時的な過大光がＰＭＴに入射した後であっても、後続の被検査物を検査するときには演算器の出力信号から裾引き成分が除去され、該被検査物の正常／異常を正確に判定することができる。このように、上記した光学式検査装置によれば、被検査物の顕著な欠陥などにより一時的にＰＭＴへの入射光量が過大となった場合であっても後続の被検査物を正確に判定できるので、後続の正常な被検査物に対する異常判定を低減できる。

また、光学式検査装置は、前記演算器と電気的に接続された入力端を有し、前記演算器の出力信号と閾値との大小を比較する比較器と、電圧信号が所定値より大きい場合に比較器の入力端への入力信号を閾値より大きくする信号調整回路とを更に備えることを特徴としてもよい。上記した光学式検査装置において、過大光が連続してＰＭＴに入射し、且つ該過大光の光量変化が小さい場合、ローパスフィルタ回路を経た電圧信号とローパスフィルタ回路を経ない電圧信号との差は次第に小さくなる。そして、演算器からの出力信号が過度に小さくなると、比較器による異常判定が困難となるおそれがある。このような現象を回避するため、電圧信号が所定値より大きい場合には信号調整回路によって比較器の入力端への入力信号を閾値より大きくすることが好ましく、これにより、過大光が連続して入射した場合であっても比較器が好適に異常判定できる。

光学式検査装置が上記信号調整回路を備える場合、信号調整回路は、演算器の第２の入力端の電圧またはその相当電圧を分圧する分圧回路、および該分圧回路と比較器の入力端との間に接続された整流素子を含むとよい。これにより、上記信号調整回路を好適に実現できる。

上記した光学式検査装置の構成は、例えばピンホール検査装置、膜厚検査装置、及び表面検査装置などに適している。すなわち、本発明によるピンホール検査装置は、上記した光学式検査装置を備え、被検査物に光を照射し、該被検査物を通過した光を光電子増倍管により検出することによって被検査物におけるピンホールの有無を検査することを特徴とする。また、本発明による膜厚検査装置は、上記した光学式検査装置を備え、薄膜状の被検査物に光を照射し、該被検査物を透過した光を光電子増倍管により検出することによって被検査物の膜厚を検査することを特徴とする。また、本発明による表面検査装置は、上記した光学式検査装置を備え、被検査物に光を照射し、該被検査物の表面において反射した光を光電子増倍管により検出することによって被検査物の表面を検査することを特徴とする。

本発明による光学式検査装置、ピンホール検査装置、膜厚検査装置、および表面検査装置によれば、被検査物の顕著な欠陥などにより一時的にＰＭＴへの入射光量が過大となった際に、後続の正常な被検査物に対する異常判定を低減できる。

以下、添付図面を参照しながら本発明による光学式検査装置、ピンホール検査装置、膜厚検査装置、および表面検査装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

［光学式検査装置］
図１は、本実施形態に係る光学式検査装置の構成を概略的に示す図である。図１に示す光学式検査装置１ａは、例えば生産ラインＬの所定位置に配置され、該生産ラインＬを移動中の被検査物Ａを検査するインライン型の光学式検査装置である。光学式検査装置１ａは、ＰＭＴ３を含む光検出部２および光源４を備えており、目前を通過する複数の（或いは連続した）被検査物Ａに対して光源４より光（照射光）Ｐ１を続けて照射し、該被検査物Ａを通過、透過もしくは反射した光（被検出光）Ｐ２の強さをＰＭＴ３により検出することによって被検査物Ａを検査する。

図２は、光検出部２の構成を示す図である。図２に示すように、光検出部２は、ＰＭＴ３、電圧印加手段５および光検出用回路１０を有する。ＰＭＴ３は、被検出光Ｐ２の入射光量に応じた光電子を放出する光電陰極３１と、光電子を増倍する増倍部３２と、増倍部３２によって増倍された電子を収集する陽極３３とを真空管３４の内部に有する。増倍部３２は、複数段に配置されたダイノードを有する。初段のダイノードは光電陰極３１からの光電子を受ける位置に配置され、以降のダイノードは前段のダイノードからの二次電子を受ける位置に配置されている。陽極３３は、最終段ダイノードからの二次電子を受ける位置に配置されている。

電圧印加手段５は、光電陰極３１及び増倍部３２の各ダイノードに所定の電位勾配を与えるための手段である。電圧印加手段５は、高圧電源５１及び分圧抵抗群５２を含んで構成されている。分圧抵抗群５２の一端は高圧電源５１の負電圧出力端子に接続されており、分圧抵抗群５２の他端は最終段ダイノード及び接地電位に電気的に接続されている。そして、分圧抵抗群５２に含まれる各分圧抵抗間は、それぞれ増倍部３２の各ダイノードに電気的に接続されている。この構成により、光電陰極３１には所定の負電位が与えられ、各ダイノードには分圧抵抗群５２によって分圧された電位勾配がそれぞれ与えられる。また、光電陰極３１及びダイノード前段と分圧抵抗群５２とは、電流制限用抵抗を介して互いに接続されている。この電流制限用抵抗の働きにより、過大光時にＰＭＴ３内部で起きるダメージのエネルギーとなる電力供給が制限される。

ＰＭＴ３の光電陰極３１に被検出光Ｐ２が入射すると、光電陰極３１において入射光量に応じた光電子が発生する。光電陰極３１及び増倍部３２の各ダイノードには電圧印加手段５によって所定の電位勾配が与えられているので、光電陰極３１において発生した光電子は増倍部３２の各ダイノードへ順に放出されて二次電子増倍される。増倍された二次電子は陽極３３に収集され、陽極３３から出力されて出力電流Ｉとなり、光検出用回路１０へ提供される。

光検出用回路１０は、電流電圧変換回路（以下、Ｉ／Ｖ変換回路）１１、第１のローパスフィルタ回路１２、第２のローパスフィルタ回路１３、演算器１４、および比較器１５を有する。

Ｉ／Ｖ変換回路１１は、陽極３３に電気的に接続され、出力電流Ｉを入力する入力端１１ａと、電圧信号Ｖ１を出力するための出力端１１ｂとを有する。Ｉ／Ｖ変換回路１１は、陽極３３から受けた出力電流Ｉの電流値に応じた電圧値を有する電圧信号Ｖ１を生成し、電圧信号Ｖ１を出力端１１ｂからＩ／Ｖ変換回路１１の外部へ出力する。

第１のローパスフィルタ回路１２は、Ｉ／Ｖ変換回路１１の出力端１１ｂに電気的に接続され、電圧信号Ｖ１を入力する入力端１２ａと、電圧信号Ｖ２を出力するための出力端１２ｂとを有する。ローパスフィルタ回路１２は、Ｉ／Ｖ変換回路１１から受けた電圧信号Ｖ１に含まれるノイズ成分を除去し、該ノイズ成分が除去された信号を電圧信号Ｖ２として出力する。なお、第１のローパスフィルタ回路１２は必要に応じて設けられ、省略することもできる。

第２のローパスフィルタ回路１３は、Ｉ／Ｖ変換回路１１から出力された電圧信号Ｖ１から所定周波数より小さい低周波成分を抽出するための回路であり、特許請求の範囲に記載されたローパスフィルタ回路に相当する。本実施形態では、第２のローパスフィルタ回路１３は、第１のローパスフィルタ回路１２の出力端１２ｂに電気的に接続されて電圧信号Ｖ２を入力する入力端１３ａと、電圧信号Ｖ３を出力するための出力端１３ｂとを有する。第２のローパスフィルタ回路１３は、電圧信号Ｖ２から上記低周波成分を抽出し、該低周波成分を電圧信号Ｖ３として出力する。第２のローパスフィルタ回路１３のカットオフ周波数は、第１のローパスフィルタ回路１２のカットオフ周波数より低く設定され、より好ましくは第１のローパスフィルタ回路１２のカットオフ周波数より二桁程度低く設定される。第１及び第２のローパスフィルタ回路１２，１３それぞれのカットオフ周波数の一例を挙げると、第１のローパスフィルタ回路１２のカットオフ周波数は２００Ｈｚ程度であり、第２のローパスフィルタ回路１３のカットオフ周波数は２Ｈｚ程度である。

演算器１４は、第１の入力端１４ａ、第２の入力端１４ｂ、及び出力端１４ｃを有する。第１の入力端１４ａは、第１及び第２のローパスフィルタ回路１２，１３を介してＩ／Ｖ変換回路１１と電気的に接続されており、電圧信号Ｖ３を入力する。第２の入力端１４ｂは、第１及び第２のローパスフィルタ回路１２，１３のうち第１のローパスフィルタ回路１２のみを介して（すなわち、第２のローパスフィルタ回路１３を介さずに）Ｉ／Ｖ変換回路１１と電気的に接続されており、電圧信号Ｖ２を入力する。演算器１４は、第１の入力端１４ａに入力された電圧信号Ｖ３と第２の入力端１４ｂに入力された電圧信号Ｖ２との差に相当する信号、例えば電圧信号Ｖ２から電圧信号Ｖ３を減算した電圧信号Ｖ４を出力端１４ｃから出力する。

比較器１５は、第１の入力端１５ａ、第２の入力端１５ｂ、及び出力端１５ｃを有する。第１の入力端１５ａは、演算器１４の出力端１４ｃと電気的に接続されており、電圧信号Ｖ４を入力する。第２の入力端１５ｂは、抵抗分圧等によって生成された閾値電圧Ｖｔｈを入力する。比較器１５は、電圧信号Ｖ４と閾値電圧Ｖｔｈとの大小を比較し、その結果を出力端１５ｃから光検出用回路１０の外部へ出力する。例えば、電圧信号Ｖ４が電圧信号Ｖ２から電圧信号Ｖ３を減算した信号であれば、比較器１５は、電圧信号Ｖ４が閾値電圧Ｖｔｈより大きい場合に例えばハイレベル信号を出力し、電圧信号Ｖ４が閾値電圧Ｖｔｈより小さい場合に例えばローレベル信号を出力する。光検出用回路１０の外部において、この比較器１５からの出力信号が、被検査物Ａの検査結果を示す信号として参照される。

本実施形態において、Ｉ／Ｖ変換回路１１、第１のローパスフィルタ回路１２、第２のローパスフィルタ回路１３および演算器１４は、次のように動作する。ＰＭＴ３から出力電流Ｉが提供されると、出力電流Ｉに応じた電圧信号Ｖ１がＩ／Ｖ変換回路１１によって生成され、この電圧信号Ｖ１が第１のローパスフィルタ回路１２を通過することによってノイズ成分が除去され、電圧信号Ｖ２が生成される。そして、この電圧信号Ｖ２は、二つの経路を経て演算器１４に入力される。一つは、第２のローパスフィルタ回路１３を経由する経路であり、他の一つは第２のローパスフィルタ回路１３を経由しない経路である。電圧信号Ｖ２が第２のローパスフィルタ回路１３を通過することによって低周波成分（電圧信号Ｖ３）が抽出されるので、演算器１４において、電圧信号Ｖ２から低周波成分が減算されることとなる。比較器１５は、減算後の電圧信号Ｖ４が閾値電圧Ｖｔｈより大きい場合に、例えばハイレベル信号を出力する。この場合、被検出光Ｐ２の光量が大きい、すなわち被検査物Ａを異常と判定できる。

いま、被検査物Ａの欠陥が顕著であること等により、一時的に被検出光Ｐ２の光量が過大となったとする。このような場合、図３（ａ）に示すように、ＰＭＴ３からの出力電流Ｉは過大光の入射後も裾を引き、十分に低下するまでに或る程度の時間を要する。したがって、例えば図４に示すようにＩ／Ｖ変換回路１０１、ローパスフィルタ回路１０２および比較器１０３が直列に接続された従来の光学式検査装置では、当該被検査物Ａが通過した後においても、後続の正常な被検査物を異常と判定してしまうことがあった。これに対し、本実施形態の光検出用回路１０においては、このような出力電流ＩがＰＭＴ３から出力されると、第２のローパスフィルタ回路１３によってその低周波成分（図３（ｂ））が抽出される。そして、図３（ａ）に示した出力電流Ｉに相当する電圧信号Ｖ２から、図３（ｂ）に示した低周波成分に相当する電圧信号Ｖ３が減算されることによって、図３（ｃ）に示すように裾引き成分が低減された信号（電圧信号Ｖ４）が得られる。

図５は、光学式検査装置１ａおよび従来の装置（図４参照）を実際に作製し、光をＰＭＴに入射させて比較器への入力電圧を比較した実施例および比較例を示すグラフである。なお、この実施例および比較例では、光学式検査装置１ａにおける第１及び第２のローパスフィルタ回路１２，１３のカットオフ周波数をそれぞれ２００［Ｈｚ］，２［Ｈｚ］とし、従来の装置におけるローパスフィルタ回路１０２のカットオフ周波数を２００［Ｈｚ］とした。

図５（ａ）は、通常想定される異常により発生する光量の被検出光Ｐ２を間隔５０ミリ秒、パルス幅３０ミリ秒としてＰＭＴに入射させた場合における、比較器への入力信号の実測結果である。この図５（ａ）において、グラフＧ１は従来の装置における結果を示しており、グラフＧ２は本実施形態による光学式検査装置１ａにおける結果を示している。図５（ａ）に示すように、通常想定される異常により発生する被検出光Ｐ２に対しては、光学式検査装置１ａおよび従来の装置の双方において異常を的確に示していることがわかる。

また、図５（ｂ）は、顕著な欠陥等により発生する過大な被検出光Ｐ２を間隔５０ミリ秒、パルス幅３０ミリ秒としてＰＭＴに入射させた場合における、比較器への入力信号の実測結果である。図５（ｂ）において、グラフＧ３は従来の装置における結果を示しており、グラフＧ４は本実施形態による光学式検査装置１ａにおける結果を示している。図５（ｂ）に示すように、従来の装置では、過大な被検出光Ｐ２に対しては被検出光Ｐ２の入射後も比較器への入力信号が裾を引き、十分に低下するまでに長時間を要することがわかる。これに対し、本実施形態の光学式検査装置１ａでは、過大な被検出光Ｐ２に対する裾引きが低減され、比較器への入力信号が早期に低下していることがわかる。

このように、本実施形態の光学式検査装置１ａによれば、一時的な過大光がＰＭＴ３に入射した後であっても、後続の被検査物Ａを検査するときには演算器１４の出力信号（電圧信号Ｖ４）から裾引き成分が除去され、比較器１５において後続の被検査物Ａの正常／異常を正確に判定することができる。したがって、後続の正常な被検査物Ａに対する異常判定を低減できる。

なお、従来の光学式検査装置が有する上記課題に対し、例えば図６に示すように、ローパスフィルタ回路１０２と比較器１０３との間にハイパスフィルタ回路１０４を設ける方式も考えられる。しかしながら、この方式には問題点がある。図７は、図６に示した回路の問題点を説明するための図である。図７（ａ）は、ＰＭＴの出力電流波形の例として、短時間の矩形パルス電流である波形Ｂ１、および裾引きが生じた波形Ｃ１を示している。図６に示した回路においてハイパスフィルタ回路１０４のカットオフ周波数が高い場合には、ハイパスフィルタ回路１０４からの出力信号は図７（ｂ）の波形Ｂ２，Ｃ２のような極短パルスとなり、入射光量を正確に検出できないおそれがある。また、ハイパスフィルタ回路１０４のカットオフ周波数が低い場合には、ハイパスフィルタ回路１０４からの出力信号は図７（ｃ）のように波形Ｂ３，Ｃ３の出力後にマイナスとなり、後続の検査に影響してしまう。これに対し、本実施形態の光学式検査装置１ａによれば、例えば図３（ｃ）に示したような信号波形によって被検査物Ａの正常／異常を正確に判定することができる。

ここで、図２に示した光検出用回路１０は、信号調整回路１６を更に有する。信号調整回路１６は、電圧信号Ｖ２が所定値より大きい場合に、比較器１５の第１の入力端１５ａへの入力信号（電圧信号Ｖ４）を閾値電圧Ｖｔｈより大きくするための回路である。本実施形態の信号調整回路１６は、演算器１４の第２の入力端１４ｂの入力電圧（電圧信号Ｖ２、またはその相当電圧でもよい）を分圧する分圧回路１６ａ、および該分圧回路１６ａと比較器１５の第１の入力端１５ａとの間に接続された整流素子（ダイオード）１６ｂを含んで構成されている。

光学式検査装置１ａにおいて、過大な被検出光Ｐ２が連続してＰＭＴ３に入射し、且つ被検出光Ｐ２の光量変化が小さい場合、第２のローパスフィルタ回路１３を経た電圧信号Ｖ３と第２のローパスフィルタ回路１３を経ない電圧信号Ｖ２との差は次第に小さくなる。そして、演算器１４からの出力信号Ｖ４が過度に小さくなると、比較器１５による異常判定が困難となるおそれがある。このような現象を回避するため、電圧信号Ｖ２が所定値（具体的には、該所定値の分圧値が閾値電圧Ｖｔｈを超えるような値）より大きい場合には、信号調整回路１６によって、比較器１５の第１の入力端１５ａへの入力信号を閾値電圧Ｖｔｈより大きくするとよい。これにより、過大な被検出光Ｐ２が連続して入射した場合であっても比較器１５が好適に異常判定できる。

［ピンホール検査装置］
図８は、上述の光学式検査装置１ａをピンホール検査装置に応用した形態を示す斜視図である。図８に示すピンホール検査装置１ｂは、ベルトコンベアＢＣ上を移動する薄板状の被検査物Ａａ（例えばラミネート又は薄板金属シートプレス品など）に光源４１（上述の光学式検査装置１ａにおける光源４に相当）から光を照射し、被検査物Ａａに開いたピンホールを通過した光を光検出部４２により検出することによって被検査物Ａａにおけるピンホールの有無を検査する装置である。なお、光検出部４２は、上述の光学式検査装置１ａにおける光検出部２に相当し、図２に示したＰＭＴ３、電圧印加手段５および光検出用回路１０に相当する構成を備えている。

このようなピンホール検査装置１ｂにおいては、希にプレス等の不具合によって大きな穴ＰＨが開いてしまうことがある。この場合、光源４１からの光が光検出部４２のＰＭＴに直接多量に入射するので、従来のピンホール検査装置では、比較器への入力信号が裾を引き、図９（ａ）に示すように、当該被検査物Ａａ１だけでなく後続の検査時においても比較器への入力信号が閾値電圧Ｖｔｈを超えてしまい、後続の被検査物（例えばＡａ２〜Ａａ５）が正常であっても異常と判定してしまっていた。これに対し、上述の光学式検査装置１ａの構成を備えるピンホール検査装置１ｂによれば、図９（ｂ）に示すように裾引き現象を抑え、後続の被検査物Ａａ２以降に対して正常／異常を正確に判定することができる。

［膜厚検査装置］
図１０は、上述の光学式検査装置１ａを膜厚検査装置に応用した形態を示す図である。図１０に示す膜厚検査装置１ｃは、ローラ等に支持されつつ走行する透光性フィルム（または透光性シート）Ｆに塗布された薄膜の厚さを検査する装置であって、被検査物である薄膜に光源６１（上述の光学式検査装置１ａにおける光源４に相当）から光Ｐ１を照射し、薄膜および透光性フィルム（または透光性シート）Ｆを透過した光（被検出光Ｐ２）の強さを光検出部６２により検出することによって薄膜の膜厚を検査する。なお、光検出部６２は、上述の光学式検査装置１ａにおける光検出部２に相当し、図２に示したＰＭＴ３、電圧印加手段５および光検出用回路１０に相当する構成を備えている。また、光検出部６２の信号出力端子にはメモリレコーダ６３及びペンレコーダ６４が接続されており、検査結果に関する情報を自動的に記録することができる。

このような膜厚検査装置においても、透光性フィルム（または透光性シート）Ｆに大きな穴が開いてしまうことがあるが、上述の光学式検査装置１ａの構成を備える膜厚検査装置１ｃによれば、過大光による裾引き現象を抑え、後続の薄膜の厚さを正確に測定することができる。

［表面検査装置］
図１１は、上述の光学式検査装置１ａを、ウェハ等の被検査物の表面状態を検査する表面検査装置に応用した形態を示す図である。図１１に示す表面検査装置１ｄは、被検査物Ａｂに光源７１（上述の光学式検査装置１ａにおける光源４に相当）から光Ｐ１を照射し、被検査物Ａｂの表面において反射した光（被検出光）をＰＭＴ７２により検出することによって被検査物Ａｂの表面状態（異物の付着など）を検査する装置である。ＰＭＴ７２には信号処理部７３が接続されており、信号処理部７３は、上述の光学式検査装置１ａにおける光検出用回路１０に相当する構成を有している。

なお、表面検査装置１ｄは、上述した光源７１、ＰＭＴ７２および信号処理部７３の他に、被検査物Ａｂを支持しつつ移動させる移動機構７４と、被検査物Ａｂの表面に対して１５°〜２０°の低角度で光Ｐ１を照射する投光系７５と、被検査物Ａｂからの反射光（被検出光）をＰＭＴ７２へ導く複数の光ファイバ７６と、信号処理部７３から出力された信号に基づいて被検査物Ａｂの表面状態を判定するデータ処理部７７と、判定結果を印刷するプリンタ７８とを備えている。

このような表面検査装置においても、ウェハ等の被検査物Ａｂの表面状態によりＰＭＴに過大光が入射する可能性があるが、上述の光学式検査装置１ａの構成を備える表面検査装置１ｄによれば、過大光による裾引き現象を抑え、後続の被検査物Ａｂの表面状態を正確に検査することができる。

本発明による光学式検査装置、ピンホール検査装置、膜厚検査装置、および表面検査装置は、上記した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態に係る光学式検出装置においては演算器の後段に比較器が設けられているが、演算器の後段には、例えば演算器の出力信号をディジタル化して処理する回路など様々な回路が設けられることができる。

光学式検査装置の一実施形態の構成を概略的に示す図である。 光検出部の構成を示す図である。 （ａ）過大光が入射した際のＰＭＴからの出力電流波形の典型例を示す図である。（ｂ）第２のローパスフィルタ回路によって抽出される低周波成分を示す図である。（ｃ）（ａ）に示す波形から（ｂ）に示す波形を減算した結果を示す図であり、演算器からの出力信号波形を示している。 Ｉ／Ｖ変換回路、ローパスフィルタ回路および比較器が直列に接続された従来の光学式検査装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る光学式検査装置と従来の光学式検査装置とを実際に作製し、光をＰＭＴに入射させて比較器への入力電圧を比較した実施例および比較例を示すグラフである。（ａ）通常想定される異常により発生する光量の被検出光をＰＭＴに入射させた場合における、比較器への入力信号の実測結果である。（ｂ）顕著な欠陥等により発生する過大な被検出光をＰＭＴに入射させた場合における、比較器への入力信号の実測結果である。 従来の光学式検査装置において、ローパスフィルタ回路と比較器との間にハイパスフィルタ回路を設けた場合を示す図である。 （ａ）ＰＭＴの出力電流波形の例として、短時間の矩形パルス電流である波形、および裾引きが生じた波形を示している。（ｂ）図６に示した回路においてハイパスフィルタ回路のカットオフ周波数が高い場合における、ハイパスフィルタ回路からの出力信号波形を示している。（ｃ）ハイパスフィルタ回路のカットオフ周波数が低い場合における、ハイパスフィルタ回路からの出力信号波形を示している。 光学式検査装置をピンホール検査装置に応用した形態を示す斜視図である。 （ａ）従来のピンホール検査装置において過大光が入射したときの比較器への入力信号波形を示している。（ｂ）本発明の一実施形態に係るピンホール検査装置において、過大光が入射したときの比較器への入力信号波形を示している。 光学式検査装置を膜厚検査装置に応用した形態を示す図である。 光学式検査装置を、ウェハ等の被検査物の表面状態を検査する表面検査装置に応用した形態を示す図である。

符号の説明

１ａ…光学式検査装置、１ｂ…ピンホール検査装置、１ｃ…膜厚検査装置、１ｄ…表面検査装置、２，４２，６２…光検出部、３…光電子増倍管（ＰＭＴ）、４，４１，６１，７１…光源、５…電圧印加手段、１０…光検出用回路、１１…Ｉ／Ｖ変換回路、１２，１３…ローパスフィルタ回路、１４…演算器、１５…比較器、１６…信号調整回路、３１…光電陰極、３２…増倍部、３３…陽極、３４…真空管、１０１…Ｉ／Ｖ変換回路、１０２…ローパスフィルタ回路、１０３…比較器、１０４…ハイパスフィルタ回路、Ａ，Ａａ，Ａｂ…被検査物、Ｉ…出力電流、Ｐ１…照射光、Ｐ２…被検出光。

Claims (6)

1. 移動中の被検査物に対して光を続けて照射し、該被検査物を通過、透過もしくは反射した光を光電子増倍管により検出することによって前記被検査物を検査するインライン型の光学式検査装置であって、
   前記光電子増倍管からの出力電流を電圧信号に変換する電流電圧変換回路と、
   前記電圧信号から所定周波数より小さい低周波成分を抽出するローパスフィルタ回路と、
   前記ローパスフィルタ回路を介して前記電流電圧変換回路と電気的に接続された第１の入力端、および前記ローパスフィルタ回路を介さずに前記電流電圧変換回路と電気的に接続された第２の入力端を有し、前記第１の入力端に入力された信号と前記第２の入力端に入力された信号との差を出力する演算器と
   を備えることを特徴とする、光学式検査装置。
2. 前記演算器と電気的に接続された入力端を有し、前記演算器の出力信号と閾値との大小を比較する比較器と、
   前記電圧信号が所定値より大きい場合に前記比較器の前記入力端への入力信号を前記閾値より大きくする信号調整回路と
   を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の光学式検査装置。
3. 前記信号調整回路は、前記演算器の前記第２の入力端の電圧またはその相当電圧を分圧する分圧回路、および該分圧回路と前記比較器の前記入力端との間に接続された整流素子を含むことを特徴とする、請求項２に記載の光学式検査装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学式検査装置を備え、
   前記被検査物に光を照射し、該被検査物を通過した光を前記光電子増倍管により検出することによって前記被検査物におけるピンホールの有無を検査することを特徴とする、ピンホール検査装置。
5. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学式検査装置を備え、
   薄膜状の前記被検査物に光を照射し、該被検査物を透過した光を前記光電子増倍管により検出することによって前記被検査物の膜厚を検査することを特徴とする、膜厚検査装置。
6. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学式検査装置を備え、
   前記被検査物に光を照射し、該被検査物の表面において反射した光を前記光電子増倍管により検出することによって前記被検査物の表面を検査することを特徴とする、表面検査装置。

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