JP7495168B1 - 異物測定方法、異物測定装置および校正基板 - Google Patents
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Abstract
Description
異物測定システムとしては、既存スキャナを使用するスキャナ方式、既存の顕微鏡を使用する光学顕微鏡方式、CCDセンサを使用するカメラ方式が知られている。
本発明の課題は、被検査物に付着することがある反射性異物および/または非反射性異物を含む異物の測定を高精度で行うことが可能な異物測定方法と、比較的安価に製造できる異物測定装置、および高精度な測定を行うために実施される異物測定装置の校正に使用する校正基板を提供することである。
被検査物から異物をフィルタに捕捉する異物採取工程と、
フィルタをドーム型反射照明部内のステージ上に載置する撮像準備工程と、
フィルタの背面側に配置した第1の光源から光を照射し、フィルタを透過した透過光をフィルタの前面側に設けた撮像部で撮像する透過光撮像工程と、
フィルタの前面側において、第2の光源からドーム型反射照明部を介してフィルタに光を照射し、フィルタから反射した反射光を上記撮像部で撮像する反射光撮像工程と、
透過光撮像工程で得た画像情報に基づいて異物の総数をカウントし、かつ反射光撮像工程で得た画像情報に基づいて反射性異物および非反射性異物の少なくともいずれか一方の異物の数をカウントする処理工程と、
を含む。
被検査物から異物を捕捉したフィルタを前面に載置する、透光性を有するステージと、
ステージの背面側に配置され、ステージの背面から光照射する第1の光源と、
ステージの前面側で、ステージの周囲に配置した第2の光源と、
ステージの前面側で、ステージ上に載置されたフィルタおよび第2の光源を覆うように配置され、第2の光源からの光をフィルタに全方位から照射するドーム型反射照明部と、
ステージの前面側に配置され、第1の光源からステージおよびフィルタを透過した透過光、および第2の光源からドーム型反射照明部を介してフィルタに光を照射し、反射した反射光を撮像する撮像部と、
撮像部に接続され、透過光を撮像した画像情報に基づいて異物の総数をカウントし、かつ反射光を撮像した画像情報に基づいて反射性異物および非反射性異物の少なくともいずれか一方の異物の数をカウントするための処理部と、を備える。
この異物測定方法に使用するのに適した本発明の異物測定装置は、背面から光照射する第1の光源と、前面側に配置した第2の光源と、第2の光源からの光をフィルタに照射するドーム型反射照明部とを備え、第1の光源からの透過光と、第2の光源からドーム型反射照明部で反射した反射光とを1つの撮像部で撮像することができるので、比較的安価に製造することができる。また、カメラを用いる撮像部は、従来のスキャナ方式、光学顕微鏡方式に比べて安価である。
本発明の校正基板は、フォトリソグラフィによって擬似異物が正しい寸法で正確に印刷することができるので、異物測定装置の校正に使用することにより、高精度な異物測定が可能になる。
異物を捕捉したメンブランフィルタ2およびこれを支持する台座21は、ステージ3の前面に、載置されるが、固定具等を用いて固定してもよい。
なお、本明細書において、前面とは、図1に示す撮像部10に対向する面をいい、背面とは前面の反対面をいう。
台座21としては、例えば、透水性および透光性を有する多孔質ガラス等が挙げられる。多孔質ガラスは、一般に焼結フィルタとして使用されている。
ステージ3としては、例えば、光を散乱させる機能を有する、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等からなる拡散板が使用可能であり、さらに多孔質ガラス、透明ガラス等の透光性基板も使用可能である。
ステージ3の前面において、台座21が保持される部位を除く全面には遮光シート9が配置され、光の透過および反射を抑止している。
第1の光源4は、フラット形で構成され、ステージ3の背面に配置される。第1の光源4としては、例えば白色の発光ダイオード(LED)等の照明装置が使用可能である。
撮像部10は、撮像した画像情報を処理部11へ出力する。なお、撮像部10は、画像処理等を行うことなく撮像素子の出力(例えば、いわゆるRAWデータ)を処理部11へ出力し、処理部11で画像処理等を行って画像形成してもよい。
これらの処理結果は、処理部11に接続された画像表示部12に出力される。また、処理部11にプリンタ等の印刷装置等を接続し、印刷装置等に処理結果を出力させることもできる。これら処理部11および画像表示部12は、例えば、パーソナルコンピュータ等によって実現可能である。
<異物採取工程>
図3に示すように、被検査物14から異物をメンブランフィルタ2に捕捉する。具体的には、被検査物14の表面から異物を洗い流し、異物を含む抽出液をメンブランフィルタ2にてろ過する。
異物を洗い流す抽出液16としては、例えば 水(好ましくは純水)、アルコール系溶剤、炭化水素系溶剤等が使用可能である。
メンブランフィルタ2は、ファンネル131と吸引瓶181との間に、台座21と共に配置され、図示しないクランプ等によって挟持されている。あらかじめ異物を洗い流した抽出液16をファンネル131に注入し、抽出液16が吸引瓶181に落下する過程で、洗い流された異物をメンブランフィルタ2で捕捉する。その他は、図3に示すろ過装置と同様であるので、詳細な説明を省略する。
異物を捕捉したメンブランフィルタ2を使用して異物測定装置1にセットして被検査物の清浄度検査を行う。清浄度検査を正確に行ううえで、異物測定装置1の校正は重要である。異物測定装置1の校正が不十分であると、例えばサイズが50μm以上の異物を確実に検出できないおそれがある。異物測定装置1の校正には、例えば、図5に示すような校正基板26を使用するのがよい。
図6(a)~(e)は、フォトリソグラフィによる校正基板26の製造方法を示している。まず、図6(a)に示すように、透光性シート27の表面にパターニングする薄膜32をコーティングする。薄膜32としては、例えば、酸化クロム等の金属酸化物が挙げられる。コーティングには、スパッタリング法を使用することができる。次に、薄膜32の上にフォトレジスト33(感光材)を塗布し乾燥させる。ここでは、ポジ型のフォトレジスト33を使用している。
異物を捕捉したメンブランフィルタ2は、図1に示すように、台座21の表面に保持された状態でステージ3の所定位置に載置・固定される。この状態で、メンブランフィルタ2の背面側に配置した第1の光源4から光を照射し、メンブランフィルタ2を透過した透過光を撮像する。透過光撮像工程で得た画像情報は処理部11に送られる。
透過光撮像工程とは別に、反射光撮像工程を行う。メンブランフィルタ2の前面側において、第2の光源6からドーム型反射照明部7を介してメンブランフィルタ2に光を照射し、メンブランフィルタ2から反射した反射光を撮像する。反射光撮像工程で得た画像情報も処理部11に送られる。
反射光撮像工程では、反射性異物および非反射性異物の両方または一方の数をカウントすることができる。すなわち、反射性異物の場合、ドーム型反射照明部7の全方位からの光照射によって反射性異物から反射した反射光により、前記した透過光で撮影した異物画像よりも黒色領域が減少する(黒色部分の面積が減る)。従って、減少した黒色領域の面積から反射性異物の数をカウントすることができる。
なお、反射光撮像工程で反射性異物および非反射性異物の一方の数をカウントした後、透過光撮像工程でカウントした異物の全数から、反射性異物および非反射性異物の一方の数を引けば、他方の異物の数を計算することができる。
処理部11では、透過光撮像工程で得られた画像情報に基づいて前記異物の総数をカウントする。得られた異物の総数の情報は、処理部11内に保存格納される。
また、処理部11では、反射光撮像工程で得られた画像情報に基づいて反射性異物および非反射性異物の少なくともいずれか一方の数をカウントする。得られた反射性異物および非反射性異物の数の情報は、処理部11内に保存格納される。
2 メンブランフィルタ
3 ステージ
4 第1の光源
5 撮像部
6 第2の光源
7 ドーム型反射照明部
8 開口
9 遮光シート
10 撮像部
101 集光光学系レンズ
102 カメラ
11 処理部
12 画像表示部
13 洗浄槽
131 ファンネル
14 被検査物
15 洗浄台
16 抽出液
17 シャワー装置
18 貯留槽
181 吸引瓶
19 通路
20 回転機構
21 台座
22 蓋体
23 シャワーポンプ
24 フィルタ
25 吸引ポンプ
26 校正基板
27 透光性シート(透光性基板)
28a、28b、28c、28d 擬似異物
29A、29B、29C、29D 領域
30 円形領域
32 薄膜
33 フォトレジスト
E エッジ部
Claims (5)
- 被検査物の清浄度を調べる異物測定方法であって、
前記被検査物から異物をフィルタに捕捉する異物採取工程と、
前記フィルタをドーム型反射照明部内のステージ上に載置する撮像準備工程と、
前記フィルタの背面側に配置した第1の光源から光を照射し、前記フィルタを透過した透過光をフィルタの前面側に設けた撮像部で撮像する透過光撮像工程と、
前記フィルタの前面側において、第2の光源から前記ドーム型反射照明部を介して前記フィルタに光を照射し、前記フィルタから反射した反射光を上記撮像部で撮像する反射光撮像工程と、
前記透過光撮像工程で得た画像情報に基づいて、所定の径または長さと同じか、それ以上の径もしくは長さを有する前記異物の総数をカウントし、かつ前記反射光撮像工程で得た画像情報に基づいて、所定の径または長さと同じか、それ以上の径もしくは長さを有する前記異物のうち反射性異物および非反射性異物の少なくともいずれか一方の異物の数をカウントする処理工程と、
を含み、
前記透過光および/または前記反射光を撮像するにあたり、事前に校正基板にて前記所定の径または長さと同じか、それ以上の径または長さの前記異物がカウントされ、前記所定の径または長さより短い前記異物がカウントされないように調整する工程を含み、
前記異物採取工程において、前記フィルタは透水性および透光性を有する台座上に保持された状態で、前記被検査物から前記異物を洗い流した抽出液をろ過し、前記異物を捕捉した後、前記フィルタは前記台座に保持された状態で前記ドーム型反射照明部内の前記ステージ上に配置される、
異物測定方法。 - 前記校正基板には、少なくとも、前記所定の径または長さを有する前記異物に相当する擬似異物と、前記所定の径または長さより短い擬似異物が印刷されている、請求項1に記載の異物測定方法。
- カウントされる前記所定の径または長さを有する前記異物は、50μmの径または長さを有する、請求項1または2に記載の異物測定方法。
- 前記校正基板において前記擬似異物が印刷されている領域は、前記フィルタの異物捕捉領域と等しく、
前記擬似異物が印刷されている領域を、前記撮像部で撮像する測定領域と一致するように前記台座と共に前記ステージ上に配置する、請求項2に記載の異物測定方法。 - 請求項1または2に記載の異物測定方法に使用する異物測定装置であって、
被検査物から異物を捕捉したフィルタを保持する、透水性および透光性を有する台座と、
前記フィルタを保持した前記台座を前面に載置する、透光性を有するステージと、
前記ステージの背面側に配置され、前記ステージの背面から光照射する第1の光源と、
前記ステージの前面側で、前記ステージの周囲に配置した第2の光源と、
前記ステージの前面側で、前記ステージ上に載置された前記フィルタおよび前記第2の光源を覆うように配置され、前記第2の光源からの光を前記フィルタに全方位から照射するドーム型反射照明部と、
前記ステージの前面側に配置され、前記第1の光源から前記ステージ、前記台座および前記フィルタを透過した透過光、および前記第2の光源から前記ドーム型反射照明部を介して前記フィルタに光を照射し、前記フィルタから反射した反射光を撮像する撮像部と、
前記撮像部に接続され、前記透過光を撮像した画像情報に基づいて、所定の径または長さと同じか、それ以上の径もしくは長さを有する前記異物の総数をカウントし、前記反射光を撮像した画像情報に基づいて、所定の径または長さと同じか、それ以上の径もしくは長さを有する前記異物のうち反射性異物および非反射性異物の少なくともいずれか一方の異物の数をカウントするための処理部と、
を備えた、
異物測定装置。
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