JP3202089B2 - Surface defect inspection method for periodic patterns - Google Patents

Surface defect inspection method for periodic patterns

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JP3202089B2
JP3202089B2 JP01854793A JP1854793A JP3202089B2 JP 3202089 B2 JP3202089 B2 JP 3202089B2 JP 01854793 A JP01854793 A JP 01854793A JP 1854793 A JP1854793 A JP 1854793A JP 3202089 B2 JP3202089 B2 JP 3202089B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はシャドウマスク等周期開
口を有する試料の表面欠陥を検査する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for inspecting a surface defect of a sample having a periodic opening such as a shadow mask.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、単位パターンが周期的に配列され
ている工業製品の欠陥検査は様々な方法が提案され、そ
のうち試料面に対して垂直方向から見える欠陥に関して
は、カメラで撮影したビデオ信号を調べてパターン認識
を行う方法、欠陥のないパターンを同様に撮影して得ら
れた信号と比較する等の手段により欠陥を検出する方
法、あるいはコヒーレント光を照射した時の周期性パタ
ーンの光の回折現象を利用する方法等が知られている
が、斜光検査については、従来、人間の目視により行わ
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various methods have been proposed for defect inspection of industrial products in which unit patterns are periodically arranged, and among defects detected from a direction perpendicular to a sample surface, a video signal photographed by a camera is used. A method of detecting a pattern by examining a pattern, a method of detecting a defect by means of comparing a signal obtained by similarly photographing a pattern without a defect, or a method of detecting a periodic pattern light when irradiating coherent light. Although a method utilizing the diffraction phenomenon is known, oblique light inspection is conventionally performed by human eyes.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】周期開口を有する試料
において、孔の欠けによる表面欠陥は斜光を目視で観察
することにより比較的発見し易い欠陥であるが、人間が
検査することに起因する見逃しが生ずるという問題があ
る。試料に対して垂直方向から見える欠陥に関しては、
検査方法が既に多数提案されているものの、斜光検査に
関しては効果的手法が提案されておらず、検査の全自動
化の障害の1つとなっているのが実情である。
In a sample having a periodic aperture, a surface defect due to a lack of a hole is a defect which is relatively easy to be found by observing oblique light by visual observation, but is an overlook caused by a human inspection. There is a problem that occurs. For defects visible from the perpendicular direction to the sample,
Although many inspection methods have already been proposed, no effective method has been proposed for oblique light inspection, and this is one of the obstacles to full automation of inspection.

【0004】本発明は上記課題を解決するためのもの
で、検査精度の向上および検査の全自動化の実現性を高
めることが可能な周期性パターンの表面欠陥検査方法を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a method of inspecting a surface defect of a periodic pattern, which can improve the inspection accuracy and enhance the possibility of fully automatic inspection. .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、試料を光源で
照明し、線状領域撮影手段により透過光を斜め方向から
検出し、線状の領域を撮影することにより周期性パター
ンの欠陥を検出する方法において、仰角変化に対するセ
ンサ入射光量の平均値変化量の所定スライスレベルを所
定回数だけ連続して越えたときの最初にスライスレベル
を越えた仰角を最適仰角とすることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention illuminates a sample with a light source, detects transmitted light from an oblique direction by means of a linear area photographing means, and photographs a linear area to eliminate defects in the periodic pattern. The detection method is characterized in that an elevation angle exceeding the slice level first when the predetermined slice level of the average value change amount of the sensor incident light amount with respect to the elevation angle change for a predetermined number of times is set as the optimum elevation angle.

【0006】また、本発明は、あらかじめ任意の試料1
枚について測定した試料全面の最適仰角を基準データと
し、他の試料の最適仰角を求める際には、任意の1箇所
のみ最適仰角を測定し、その測定結果と基準データ中の
同一箇所の最適仰角との差を基準データ全部に加減算し
たデータをその試料の最適仰角とすることを特徴とす
る。
Further, the present invention relates to a method for preparing an arbitrary sample 1 in advance.
When the optimum elevation angle of the entire surface of the sample measured as a reference is used as the reference data, and the optimum elevation angle of another sample is obtained, the optimum elevation angle is measured only at one arbitrary position, and the measurement result and the optimum elevation angle of the same position in the reference data are obtained. The data obtained by adding / subtracting the difference from the reference data to the entire reference data is used as the optimum elevation angle of the sample.

【0007】また、本発明は、設定した最適仰角にて試
料を走査しながら、任意の複数の測定箇所にて入力信号
または、その微分信号の最大値を求め、その最大値もし
くは最大値に所定のオフセットを加減算した値を、各測
定箇所周辺の検査用スライスレベルとすることを特徴と
する。
Further, according to the present invention, the maximum value of the input signal or its differential signal is obtained at any of a plurality of measurement points while scanning the sample at the set optimum elevation angle, and the maximum value or the maximum value is determined. The value obtained by adding / subtracting the above offset is used as the inspection slice level around each measurement point.

【0008】また本発明は、センサ入力信号の一次微分
波形の形状から、有孔部の境界を識別することを特徴と
する。
Further, the present invention is characterized in that the boundary of the perforated portion is identified from the shape of the primary differential waveform of the sensor input signal.

【0009】[0009]

【作用】本発明は、線状のセンサを用い、試料またはセ
ンサを一軸方向へ移動させながら、センサの試料を見込
む仰角を常に最適角になるようにコントロールし、線状
光源で照明したときの試料からの斜め透過光を取り込
み、取り込んだ画像信号に対して微分処理等の画像処理
を施して表面欠陥を検出し、また試料またはセンサを回
転させて各方向からの検査することにより、周期開口を
有する試料の斜光検査を自動化し、検査精度を向上さ
せ、検査の全自動化の実現性を高めることが可能とす
る。
According to the present invention, a linear sensor is used to control the elevation angle of a sensor or a sensor in the direction of an axis while moving the sample or the sensor in one axis direction so that the elevation angle at which the sensor looks at the sample is always an optimum angle. By capturing obliquely transmitted light from the sample, performing image processing such as differentiation on the captured image signal to detect surface defects, and rotating the sample or sensor to inspect from each direction, periodic aperture It is possible to automate the oblique light inspection of the sample having the above, improve the inspection accuracy, and improve the feasibility of fully automatic inspection.

【0010】[0010]

【実施例】図1は本発明で使用する表面欠陥検査装置の
一実施例を示す図、図2は平行光検出光学系を示す図で
ある。図中、1はCCDラインセンサカメラ、2は線状
光源、3はレンズ、5は回転ステージ、6は一軸移動ス
テージ、7は試料、8は保持支柱、9はカメラコントロ
ーラおよび信号処理装置、10はコントローラ、11は
制御コンピュータ、13はカメラスライド装置、14は
仰角可変装置、15はガラス板である。
FIG. 1 is a view showing an embodiment of a surface defect inspection apparatus used in the present invention, and FIG. 2 is a view showing a parallel light detecting optical system. In the figure, 1 is a CCD line sensor camera, 2 is a linear light source, 3 is a lens, 5 is a rotary stage, 6 is a uniaxial moving stage, 7 is a sample, 8 is a holding column, 9 is a camera controller and a signal processing device, 10 Is a controller, 11 is a control computer, 13 is a camera slide device, 14 is an elevation angle variable device, and 15 is a glass plate.

【0011】本実施例では線状領域撮影手段としてCC
Dラインセンサカメラを用い、ステージの上から見た図
である図1(c)に示すように、試料の透過光を線状に
順次取り込むために試料を一軸方向(主走査方向と直交
方向で図のx方向)に移動させる一軸移動ステージ6上
には、試料を様々な方向から撮影できるように試料を載
せて回転する(図のθ2 方向)回転ステージ5が配置さ
れ、さらにその上に光が透過できるように透明なアクリ
ル板やガラス板からなる透明板15が配置されている。
一軸移動ステージ6内には全体構成を示す図1(a)、
一軸移動ステージの移動方向から見た図1(b)に示す
ように、直流点灯の蛍光灯からなる線状光源2が配置さ
れ、下方から試料7を照明するようになっている。図2
に示すように、線状光源2により照明され試料7を透過
した光はその平行成分がレンズ3によりCCDラインセ
ンサカメラ1に結像するように、レンズ3はCCDライ
ンセンサカメラのレンズ1aの焦点位置に配置されてい
る。また図1(b)に示すようにCCDラインセンサカ
メラ1はカメラ、レンズ、光源を支持する保持支柱8で
支持され、仰角可変装置14によって試料面を支点に図
のθ1 方向に回転させることによって、カメラが試料を
見込む仰角を変化できるように構成されている。また、
カメラはカメラスライド装置13により主走査方向(図
のy軸方向)にスライドできるように構成されていると
共に、カメラコントローラおよび信号処理装置9により
制御され、読み取った信号を処理して欠陥検出が行わ
れ、また回転ステージ5、一軸移動ステージ6、および
仰角可変装置14はコントローラ10により駆動制御さ
れ、カメラコントローラおよび信号処理装置9およびコ
ントローラ10はマンマシーンインタフェースの機能も
有している制御コンピュータ11により統括制御されて
いる。
In this embodiment, CC is used as a linear area photographing means.
As shown in FIG. 1C, which is a diagram viewed from above the stage, using a D-line sensor camera, the sample is moved in a uniaxial direction (in a direction orthogonal to the main scanning direction) in order to linearly capture the transmitted light of the sample. On the uniaxial movement stage 6 for moving in the direction (x direction in the drawing), a rotation stage 5 for placing and rotating the sample (θ 2 direction in the drawing) so that the sample can be photographed from various directions is arranged, and further thereon. A transparent plate 15 made of a transparent acrylic plate or glass plate is arranged so that light can pass therethrough.
FIG. 1 (a) showing the entire configuration inside the uniaxial movement stage 6,
As shown in FIG. 1B as viewed from the moving direction of the uniaxial movement stage, a linear light source 2 composed of a DC-lit fluorescent lamp is arranged to illuminate the sample 7 from below. FIG.
As shown in FIG. 7, the light illuminated by the linear light source 2 and transmitted through the sample 7 is focused on the lens 1a of the CCD line sensor camera so that the parallel component forms an image on the CCD line sensor camera 1 by the lens 3. Is located in the position. The CCD line sensor camera 1, as shown in FIG. 1 (b) is supported by a holding strut 8 for supporting the camera, lens, light source, to rotate the theta 1 direction in FIG sample surface as a fulcrum by the elevation angle varying device 14 Thus, the camera can change the elevation angle at which the camera looks at the sample. Also,
The camera is configured to be slidable in the main scanning direction (the y-axis direction in the figure) by the camera slide device 13 and controlled by the camera controller and the signal processing device 9 to process the read signals and detect defects. The rotary stage 5, the one-axis moving stage 6, and the elevation angle varying device 14 are driven and controlled by a controller 10. Overall control.

【0012】次に、周期パターンの表面欠陥検査方法に
ついて説明する。一軸移動ステージ6によりx軸方向へ
移動する試料の斜め透過光をCCDラインセンサカメラ
1で1ラインづつ取り込み、走査線上の輝度分布を電気
信号に変換し、信号処理装置9に入力する。この場合、
周期パターンをCCDセンサで撮影すると、パターンと
CCDの画素ピッチの間で生じるモアレが疑似欠陥信号
となり、S/Nを低下させる要因となるので、カメラの
フォーカスを少しぼかして撮影し、モアレを低減するよ
うにすることが好ましい。また、方向、大きさとも同じ
欠陥でもカメラの視野の中央部に位置するか、端に位置
するかでカメラに入射する光の角度が変わるため検出感
度が同一視野内で一様でなくなってしまうので、本発明
においては図2に示すようにレンズ3の焦点位置にカメ
ラレンズ1aを配置し、試料7を透過する光の平行成分
のみがカメラレンズへ導かれるようにし、視野内での撮
影角を統一している。
Next, a method of inspecting a periodic pattern for surface defects will be described. The obliquely transmitted light of the sample moving in the x-axis direction by the uniaxial movement stage 6 is captured line by line by the CCD line sensor camera 1, the luminance distribution on the scanning line is converted into an electric signal, and input to the signal processing device 9. in this case,
When a periodic pattern is photographed with a CCD sensor, moire generated between the pattern and the pixel pitch of the CCD becomes a false defect signal and causes a reduction in S / N. It is preferable to do so. In addition, even if the defect has the same direction and size, the angle of light incident on the camera changes depending on whether it is located at the center or the end of the field of view of the camera, so that the detection sensitivity is not uniform within the same field of view. Therefore, in the present invention, the camera lens 1a is arranged at the focal position of the lens 3 as shown in FIG. 2, so that only the parallel component of the light transmitted through the sample 7 is guided to the camera lens, and the photographing angle in the visual field Is unified.

【0013】カメラ1が試料を見込む最適仰角は、図3
(a)に示すように、正常な孔21では図の矢印で示す
ように光が遮られ、図3(b)のように欠陥部22が存
在する孔23では光が遮られずに透過するような角度で
ある。なお、図4に示すようなシャドウマスクのように
同一試料内で孔31,32,33の形状が変わってい
て、最適仰角が変化している場合には、カメラで撮影し
ながら図1の仰角可変装置14により仰角が常に最適に
なるようにカメラ1、レンズ3、光源2ごと保持支柱2
1を試料と同一平面内にある軸を中心にθ1 方向に回転
させて制御する。この制御は、各孔について最適仰角を
予め求め、求めた最適仰角になるように制御コンピュー
タ11によるプログラム制御によりコントローラ10を
通して仰角を制御することにより行われる。
The optimum elevation angle at which the camera 1 looks at the sample is shown in FIG.
As shown in FIG. 3A, light is blocked in a normal hole 21 as shown by an arrow in the figure, and light is transmitted without blocking in a hole 23 having a defective portion 22 as shown in FIG. 3B. It is such an angle. When the shapes of the holes 31, 32, and 33 are changed in the same sample as in the shadow mask shown in FIG. 4 and the optimum elevation angle is changed, the elevation angle in FIG. The holding column 2 together with the camera 1, the lens 3 and the light source 2 so that the elevation angle is always optimized by the variable device 14.
1 is controlled by rotating it in the θ 1 direction about an axis in the same plane as the sample. This control is performed by obtaining an optimum elevation angle in advance for each hole, and controlling the elevation angle through the controller 10 by program control by the control computer 11 so as to achieve the obtained optimum elevation angle.

【0014】このようにして順次カメラより取り込まれ
てくる1ライン分の撮像信号を図1(a)の信号処理装
置9でA/D変換し、2次微分等のフィルタリング処理
により欠陥部を強調し、オフセットレベル(直流レベ
ル)を一定にし、この信号を予め設定したスライスレベ
ルと比較して突出信号を欠陥信号として記録する。すな
わち、図5(a)に示すように、A/D変換して得られ
た原画像は、通常変動するオフセットレベル上に信号が
載った形になっおり、これを2次微分等のフィルタリン
グ処理を施すことにより図5(b)に示すようにオフセ
ットをほぼ0とし、スライスレベルSによって中央の突
出した信号を欠陥として検出する。このような処理によ
りノイズの影響を受けずに正確に欠陥を検出することが
できる。
The image signal for one line sequentially taken in from the camera in this manner is A / D-converted by the signal processing device 9 shown in FIG. 1A, and the defective portion is emphasized by filtering processing such as secondary differentiation. Then, the offset level (DC level) is made constant, this signal is compared with a preset slice level, and a protruding signal is recorded as a defect signal. That is, as shown in FIG. 5A, the original image obtained by the A / D conversion has a form in which a signal is placed on a normally fluctuating offset level. 5B, the offset is made almost 0 as shown in FIG. 5B, and the signal protruding at the center by the slice level S is detected as a defect. Such processing makes it possible to accurately detect defects without being affected by noise.

【0015】この時用いるフィルタのパターンは、図6
(a)のような2次微分のパターンが良く、ラインセン
サ上に結像される欠陥の面積によって、図6(b)のよ
うに、要素間の距離を変えてサイズを変えるようにす
る。なお、撮影から欠陥検出までの一連の動作は撮影し
ながらリアルタイムで行われる。
The filter pattern used at this time is shown in FIG.
The pattern of the second derivative as shown in FIG. 6A is good, and the size is changed by changing the distance between the elements as shown in FIG. 6B depending on the area of the defect formed on the line sensor. A series of operations from photographing to defect detection are performed in real time while photographing.

【0016】なお、カメラの撮影幅が試料の幅に比べて
狭く、1度に試料幅全体の画像データを取り込めない場
合は、図1の構成の装置では試料の端から端まで1度検
査し終えた後、カメラを横方向(y方向)へスライドさ
せ、再び検査を行う動作を試料全面を検査し終えるまで
繰り返すことにより行う。この場合には検査に時間を要
することになるので、高速化を図りたい場合には、図7
に示すように、CCDラインセンサカメラ1−1,1−
2,1−3のように複数のカメラをy方向に横1列に並
べて1度に試料7の全面を読み取れるようにして検査す
れば良い。
When the photographing width of the camera is smaller than the width of the sample and the image data of the entire sample width cannot be captured at one time, the apparatus having the structure shown in FIG. After the inspection, the camera is slid in the lateral direction (y direction), and the inspection operation is repeated until the inspection of the entire surface of the sample is completed. In this case, time is required for the inspection. Therefore, when speeding up is desired, FIG.
As shown in FIG.
Inspection may be performed by arranging a plurality of cameras in a horizontal row in the y direction as shown in 2, 1-3 so that the entire surface of the sample 7 can be read at a time.

【0017】そして試料全面をある方向から検査し終え
た後、図1の回転ステージ5を図1(c)のθ2 方向へ
回転させ、試料を異なる方向から検査し、この動作を必
要な方向数だけ繰り返し行う。なお、前述した最適仰角
は同じ種類の試料を何枚も検査する場合には、予め最適
仰角を求めておき、検査時には求めた最適仰角に従って
検査を行うようにすれば良い。
[0017] Then after finishing examined from a certain direction of the sample over the entire surface, the rotary stage 5 of FIG. 1 is rotated in the theta 2 direction in FIG. 1 (c), inspect the sample from different directions, the required direction of this operation Repeat as many times. In the case of inspecting a plurality of samples of the same type, the optimum elevation angle may be determined in advance, and the inspection may be performed according to the determined optimum elevation angle at the time of inspection.

【0018】次に、最適仰角設定方法を図8、図9によ
り説明する。図8は横軸に仰角、縦軸に仰角を一定ステ
ップずつ変化させながら取り込んだ透過光の平均値を示
したものであり、仰角が大きくなるほど試料を透過する
光量が増加する様子を示している。最適仰角は図8の立
ち上がり点bに相当する。点bを自動で求めるには、あ
る仰角における平均値データax と、ax に対して仰角
が増加する方向に存在する平均値データax+d (d≧
1)との差分値の立ち上がりを探すのが良いが、図9
(a)のようにノイズが存在すると差分データは図9
(b)のようになるため、誤った箇所を立ち上がりとし
て検出してしまう恐れがある。そこで、図9(b)のよ
うにあるスライスレベルsを決め、所定回数以上連続し
てスライスレベルを越えるようになった最初の点aを最
適仰角とすればノイズの影響を受けずに立ち上がり点を
探すことができる。
Next, an optimum elevation angle setting method will be described with reference to FIGS. FIG. 8 shows the average value of the transmitted light taken while changing the elevation angle on the horizontal axis and the elevation angle on the vertical axis in fixed steps, and shows how the amount of light transmitted through the sample increases as the elevation angle increases. . The optimum elevation angle corresponds to the rising point b in FIG. To find the point b in automatic, the average value data a x at a certain elevation, the average value data a x + d which exists in the direction in which the elevation angle is increased with respect to a x (d ≧
It is better to look for the rise of the difference value from 1).
When noise is present as shown in FIG.
(B), an erroneous portion may be detected as rising. Therefore, if a certain slice level s is determined as shown in FIG. 9B and the first point a at which the slice level exceeds the slice level continuously for a predetermined number of times or more is set as the optimum elevation angle, the rising point without the influence of noise is obtained. You can look for.

【0019】図10に示すように、試料面内で最適仰角
を求める副走査方向に垂直なラインL1 〜Ln を決め各
ライン上で前記方法で最適仰角を求め、各ライン間の最
適仰角を線形補間等で補間して求めれば良い。
As shown in FIG. 10, lines L 1 to L n perpendicular to the sub-scanning direction for obtaining the optimum elevation angle in the sample plane are determined, and the optimum elevation angle is obtained on each line by the above-described method. May be obtained by interpolation using linear interpolation or the like.

【0020】大量の試料を検査する場合、前記の方法じ
複数の箇所で最適仰角を測定すると時間がかかるため、
必要なタクトタイムを得られない場合がある。最適仰角
の面低での変化のしかたに同一の傾向がある試料の場合
には、次のようにして最適仰角の測定時間を短縮すれば
よい。あらかじめ任意の1枚の試料について図10のL
1 〜Ln の各ライン上の最適仰角b1 〜bn を測定し、
基準データとして記録しておく。他の任意の最適仰角を
求める際には、その試料の面内でL1 〜Ln のうち任意
の1ラインLm の最適仰角cm を測定し、cm と基準デ
ータ中の同一ライン上の最適仰角bm との差d=cm
m をすべて基準データに加算した値b1 +d〜bn
dをその最適仰角とすれば、一回の最適仰角の計測で済
むので時間が大幅に短縮される。
When inspecting a large number of samples, it takes time to measure the optimum elevation angle at a plurality of points according to the above-described method.
The required takt time may not be obtained. In the case of a sample that has the same tendency in how the optimum elevation angle changes at a low surface, the measurement time of the optimal elevation angle may be reduced as follows. For any one sample in advance, L in FIG.
Measure the optimal elevation angles b 1 to b n on each line of 1 to L n ,
Record as reference data. In determining any other optimal elevation measures the optimum elevation c m of any one line L m of L 1 ~L n in the plane of the sample, on the same line in the c m and the reference data From the optimal elevation angle b m of d = c m
The value obtained by adding b m for all the reference data b 1 + d~b n +
If d is the optimum elevation angle, one time measurement of the optimum elevation angle is sufficient, so that the time is greatly reduced.

【0021】検査用のスライスレベルの設定方法につい
て説明する。設定した最適仰角にし試料を走査、最適仰
角測定の場合と同様に決めた副走査方向と垂直なライン
上にて、入力信号もしくはその微分信号の最大値を求
め、その最大値もしくは最大値に所定のオフセットを加
算した値を各ライン間の領域を検査する際に用いるスラ
イスレベルとする。最大値を求めるラインが、ちょうど
欠陥部分に乗ってしまった場合には、そのラインの最大
値のみ隣接するラインに較べて大きくなるので、あるラ
インの最大値が隣接するラインより所定の大きさ以上大
かった時点で欠陥有りと判断するか、もしくは隣接する
ラインの最大値から平均値計算等で類推してスライスレ
ベルを置き換えればよい。
A method for setting a slice level for inspection will be described. Scan the sample at the set optimal elevation angle, find the maximum value of the input signal or its differential signal on the line perpendicular to the sub-scanning direction determined in the same way as in the case of the optimal elevation angle measurement, and determine the maximum value or the maximum value The value obtained by adding the offset is used as the slice level used when inspecting the area between the lines. If the line for which the maximum value is to be found just falls on a defective portion, only the maximum value of the line is larger than the adjacent line, so the maximum value of a certain line is larger than the adjacent line by a predetermined size. It may be determined that there is a defect at the time when the level is large, or the slice level may be replaced by analogy calculation or the like from the maximum value of the adjacent line.

【0022】図11のように試料内に孔の空いている部
分と空いていない部分が存在すると、入力波形が図12
(a)のようになる場合があり、この波形を二次微分す
ると図12図のように有孔部と無孔部の境界に有孔部と
無孔部の明暗差による信号a、bが生じ、本来の欠陥信
号cと共に検出されてしまう場合がある。有孔部と無孔
部の境界を認識するには、図12(c)のような欠陥信
号と境界信号の一次微分波形の違いを識別すればよい。
具体的には、一次微分波形を所定の正負のスライスレベ
ルと比較し、正の場合はスライスレベルを越えた(負の
場合はスライスレベルを下回った)信号の近傍に正負が
逆の信号が検出されていなかった場合に、その箇所を境
界部と認識すればよい。
As shown in FIG. 11, if there is a portion having a hole in the sample and a portion having no hole as shown in FIG.
When this waveform is secondarily differentiated, signals a and b at the boundary between the perforated portion and the non-perforated portion due to the difference in brightness between the perforated portion and the non-perforated portion are obtained as shown in FIG. And may be detected together with the original defect signal c. In order to recognize the boundary between the perforated portion and the non-perforated portion, the difference between the primary differential waveforms of the defect signal and the boundary signal as shown in FIG.
Specifically, the first derivative waveform is compared with a predetermined positive / negative slice level, and a signal having a positive / negative polarity is detected in the vicinity of a signal exceeding the slice level if positive (lower than the slice level if negative). If not, the location may be recognized as a boundary.

【0023】また、カメラレンズに試料透過光の平行成
分を導く手段として図2に示すようにカメラレンズ前に
レンズを置く方法を説明したが、図13に示すように凹
面鏡4を使用し、試料7の撮影ラインLを透過する光源
2からの光のうち平行成分のみを凹面鏡4によってカメ
ラ1へ導くようにしても良い。
Further, a method of placing a lens in front of the camera lens as shown in FIG. 2 has been described as a means for guiding the parallel component of the transmitted light through the sample to the camera lens, but as shown in FIG. Only the parallel component of the light from the light source 2 passing through the imaging line 7 may be guided to the camera 1 by the concave mirror 4.

【0024】なお、上記実施例では撮影装置してライン
センサカメラを使用する例について説明したが、ファク
シミリや複写機等に用いられる密着型リニアセンサを用
いれば省スペース化を図ることができる。また、上記実
施例では試料を一軸移動ステージで移動させ、回転ステ
ージで回転させるようにしたが、カメラ、レンズ、光源
をロボットに取り付け、試料を固定し、撮像系に一軸動
作および回転動作をさせるようにしても良い。
In the above embodiment, an example in which a line sensor camera is used as a photographing device has been described. However, if a contact type linear sensor used in a facsimile, a copying machine, or the like is used, space can be saved. In the above embodiment, the sample is moved by the single-axis moving stage and rotated by the rotary stage. However, the camera, the lens, and the light source are mounted on the robot, the sample is fixed, and the imaging system performs the single-axis operation and the rotation operation. You may do it.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、斜光検査
を自動化し、かつ検査精度を向上させ、検査の全自動化
の実現性を高めることが可能となる。
As described above, according to the present invention, oblique light inspection can be automated, inspection accuracy can be improved, and the possibility of fully automatic inspection can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の表面欠陥検査装置の一実施例を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a surface defect inspection apparatus of the present invention.

【図2】 透過光の平行成分を検出する光学系を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an optical system that detects a parallel component of transmitted light.

【図3】 最適仰角の求め方を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a method of obtaining an optimum elevation angle.

【図4】 同一視野内で最適仰角が変化する場合の説明
図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram in a case where an optimum elevation angle changes within the same visual field.

【図5】 ノイズを除去した欠陥検出方法を説明する図
である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a defect detection method from which noise has been removed.

【図6】 フィルタの構成例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a filter.

【図7】 複数のカメラを使用する場合の説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram when a plurality of cameras are used.

【図8】 最適仰角設定方法を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an optimum elevation angle setting method.

【図9】 最適仰角設定方法を説明する図である。FIG. 9 is a diagram for explaining an optimal elevation angle setting method.

【図10】 試料上の投影ラインを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a projection line on a sample.

【図11】 有孔部と無孔部の明暗差により出現する信
号の除去方法を説明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a method of removing a signal that appears due to a difference in brightness between a perforated portion and a non-perforated portion.

【図12】 有孔部と無孔部の明暗差により出現する信
号の除去方法を説明する図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a method of removing a signal that appears due to a difference in brightness between a perforated portion and a non-perforated portion.

【図13】 凹面鏡を用いた透過光の平行成分を検出す
る光学系を示す図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating an optical system that detects a parallel component of transmitted light using a concave mirror.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…CCDラインセンサカメラ、2…線状光源、3…レ
ンズ、5…回転ステージ、6…一軸移動ステージ、7…
試料、8…保持支柱、9…カメラコントローラおよび信
号処理装置、10…コントローラ、11…制御コンピュ
ータ、13…カメラスライド装置、14…仰角可変装
置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... CCD line sensor camera, 2 ... Linear light source, 3 ... Lens, 5 ... Rotating stage, 6 ... Single-axis moving stage, 7 ...
Sample 8, holding column 9, camera controller and signal processing device 10, controller 11, control computer 13, camera slide device 14, elevation angle variable device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01M 11/00 - 11/08 G01N 21/84 - 21/958 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01B 11/00-11/30 102 G01M 11/00-11/08 G01N 21/84-21/958

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 試料を光源で照明し、線状領域撮影手段
により透過光を斜め方向から検出し、線状の領域を撮影
することにより周期性パターンの欠陥を検出する方法に
おいて、仰角変化に対するセンサ入射光量の平均値変化
量の所定スライスレベルを所定回数だけ連続して越えた
ときの最初にスライスレベルを越えた仰角を最適仰角と
することを特徴とする周期性パターンの表面欠陥検査方
法。
1. A method of illuminating a sample with a light source, detecting transmitted light in an oblique direction by a linear area photographing means, and detecting a defect in a periodic pattern by photographing a linear area. A method for inspecting a surface defect of a periodic pattern, wherein an elevation angle exceeding a slice level first when a predetermined slice level of an average value change amount of a sensor incident light amount continuously exceeds a predetermined number of times is set as an optimum elevation angle.
【請求項2】 試料を光源で照明し、線状領域撮影手段
により透過光を斜め方向から検出し、線状の領域を撮影
することにより周期性パターンの欠陥を検出する方法に
おいて、あらかじめ任意の試料1枚について測定した試
料全面の最適仰角を基準データとし、他の試料の最適仰
角を求める際には、任意の1箇所のみ最適仰角を測定
し、その測定結果と基準データ中の同一箇所の最適仰角
との差を基準データ全部に加減算したデータをその試料
の最適仰角とすることを特徴とする周期性パターンの表
面欠陥検査方法。
2. A method of illuminating a sample with a light source, detecting transmitted light in an oblique direction by a linear region photographing means, and photographing a linear region to detect a defect in a periodic pattern. When the optimum elevation angle of the entire sample measured for one sample is used as the reference data, and when the optimum elevation angle of another sample is obtained, the optimum elevation angle is measured at only one arbitrary position, and the measurement result and the same position in the reference data are determined. A method for inspecting a surface defect of a periodic pattern, wherein data obtained by adding / subtracting a difference from an optimum elevation angle to all reference data is used as an optimum elevation angle of the sample.
【請求項3】 試料を光源で照明し、線状領域撮影手段
により透過光を斜め方向から検出し、線状の領域を撮影
することにより周期性パターンの欠陥を検出する方法に
おいて、設定した最適仰角にて試料を走査しながら、任
意の複数の測定箇所にて入力信号または、その微分信号
の最大値を求め、その最大値もしくは最大値に所定のオ
フセットを加減算した値を、各測定箇所周辺の検査用ス
ライスレベルとすることを特徴とする周期性パターンの
表面欠陥検査方法。
3. A method for illuminating a sample with a light source, detecting transmitted light in an oblique direction by a linear region photographing means, and photographing a linear region to detect a defect in a periodic pattern. While scanning the sample at the elevation angle, the maximum value of the input signal or its differential signal is obtained at any of a plurality of measurement points, and the maximum value or a value obtained by adding or subtracting a predetermined offset to or from the maximum value is measured around each measurement point. A surface defect inspection method for a periodic pattern, wherein the inspection slice level is used.
【請求項4】 試料を光源で照明し、線状領域撮影手段
により透過光を斜め方向から検出し、線状の領域を撮影
することにより周期性パターンの欠陥を検出する方法に
おいて、センサ入力信号の一次微分波形の形状から、有
孔部の境界を識別することを特徴とする周期性パターン
の表面欠陥検査方法。
4. A method for illuminating a sample with a light source, detecting transmitted light in an oblique direction by a linear area photographing means, and photographing a linear area to detect a defect in a periodic pattern. A method for inspecting a surface defect of a periodic pattern, wherein a boundary of a perforated portion is identified from a shape of a first-order differential waveform.
【請求項5】 線状領域撮影手段による斜め透過光の撮
影はフォーカスをぼかして行うことを特徴とする請求項
1ないし4のうち何れか1項記載の表面欠陥検査方法。
5. The surface defect inspection method according to claim 1, wherein the imaging of the obliquely transmitted light by the linear area imaging means is performed with the focus blurred.
【請求項6】 線状領域撮影手段による斜め透過光の撮
影は試料または撮影手段側を回転させることによって試
料の各方向からの撮影を行うようにしたことを特徴とす
る請求項1ないし4のうち何れか1項記載の表面欠陥検
査方法。
6. The imaging of obliquely transmitted light by the linear area photographing means is performed by rotating the specimen or the photographing means so as to photograph the specimen from each direction. The surface defect inspection method according to claim 1.
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