JPH01257250A - ディスク表面検査装置における欠陥種別の判別方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ガラスなどのディスクの表面検査装置によ
り検出された検出信号に対する欠陥の種別の判別方法に
関するものである。

［従来の技術］ 情報の記録媒体、あるいは半導体には素材としてガラス
、シリコンウェハなどのディスクが使用されている。こ
れらの素材の表面に欠陥があるときは製品の品質が劣化
するので、ディスク表面検査装置により検査されている
。欠陥には各種さまざまのものがあるが、これを大別す
ると擦り疵、微小な凹部（ピット）のように表面から内
部に侵入したいわば内部欠陥と、または付着した塵埃、
汚損などの異物のように表面上に形成されたものがある
。これらのうち、擦り疵、ピットなどの内部欠陥は素材
自体の暇疵であるので除去することが困難であるが、付
着した異物は洗浄により除去することが可能である。こ
のように欠陥の種別により対応策が分かれるので管理上
、表面検査において種別を判別することが必要とされて
いる。しかしながら、一般的には各種さまざまな欠Ｖ４
１に対してその種別を的確に判別することは困難である
。

これに対して、上記の内部欠陥と異物欠陥を凡その程度
に判別することを（二１的とする検査装置として、この
発明の発明者により特願「面板欠陥検出光学装置、　Ｇ
１−２９２２２７号」が出願されている。

第４図（ａ）、（ｂ）は上記特願にかかる面板欠陥検出
光学装置において、欠陥種別を判別する原理を説明する
散乱光の特性図、第４図（ｃ）はこれに対する光学部の
構成図である。図（ａ）において、ディスク１の表面に
対してレーザビームＴを小さい入射角０（表面に対して
高角度）で投射する。欠陥ｐが内部欠陥の場合は、レー
ザビームの正反射光の方向に強い指向性の散乱光Ｒが散
乱されるが、低角度方向の散乱光Ｓは比較的弱い。これ
に対して、図（ｂ）における欠陥ｑは付着した異物で、
異物の形状にもよるが多くの場合散乱光は無指向性、す
なわち散乱光ＲとＳには大きな差異がないことが実験的
に確認されている。そこで、このような指向特性に合わ
せて検出光学系を図（ｃ）に示すように構成する。図に
おいて、ディスクの表面に対して小さい入射角０（高角
度）でレーザビームＴを投射し、正反射光の方向の散乱
光Ｒを受光レンズ２−１．２−２で集光し、高角度受光
器３により受光する。たたし、１［反射光そのものは強
度が強（て散乱光の受光には妨害となるので、適当な箇
所、図の場合は受光レンズ２−１と２−２の間に空間フ
ィルタ４をおいてカットする。次に、表面に対して低角
度θ′の方向の散乱光Ｓを受光レンズ５により集光して
低角度受光器６により受光する。ここで、散乱光Ｓは広
く拡散するので、図示を省略する。この場合、低角度受
光′ｊ！Ａｅの前にファイバを置いても、レンズを置い
てもよいが、ファイバは低角度に配置し難く、かつ光り
を取り込めない陰の領域が生じる。また、ディスクの外
側にファイバを出すとファイバ側の径を大きくしなけれ
ばならず、大きなファイバが必要になる。

［解決しようとする課題］ 以−Ｌに述べた高角度、低角度の２個の受光器により、
それぞれ疵と異物とが検出される筈である。

これらの受光器の検出信号は、欠陥検出回路を経てデー
タ処理装置によりそれぞれ処理され、マツプ表示により
ディスク表面上の分布状態が目視できるものとされる。

ここで、低角度受光器によるマツプ表示はほぼｗ物のみ
が表示されるが、しかし、異物の散乱光は無指向性であ
るために、高角度受光器によるマツプ表示には疵などの
内部欠陥とともに、異物欠陥が表示されて疵と異物の判
別が困難となる問題があった。

この発明は以上の点に鑑みてなされたもので、高角度、
低角度の２個の受光器の検出信号より、疵などの内部欠
陥と付着した異物とに対する検出信号を区分して出力す
る判別方法を提供すえことを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明は、ガラスなどのディスクの表面に対して小さ
い入射角（高角度）でレーザビームを投射して走査し、
レーザビームの正反射光を空間フィルタでカットし、表
面に存在する疵または異物等の欠陥による、正反射光の
近傍における散乱光を受光する高角度受光器と、表面に
対して小さい角度（低角度）の方向における散乱光を受
光する低角度受光器とにより構成されたディスク表面検
査装置における欠陥種別の判別方法であって、差分演算
手段により、高角度受光器と低角度受光によりそれぞれ
検出された検出信号の差分を演算し、疵などの内部欠陥
と付着した異物欠陥とに対する検出信号を区分して出力
するものである。

［作用コ 以上構成によるこの発明のディスク表面検査装置におけ
る欠陥種別の判別方法においては、高角度受光器には、
疵などの内部欠陥による散乱光とともに、付着した異物
欠陥による無指向性の散乱光が受光されている。一方、
低角度受光器には主として異物欠陥による散乱光が受光
され、これに比較して内部欠陥による散乱光はその指向
性により受光される程度がかなり低い。そこで、高角度
受光器の検出信号より低角度受光器の検出信号を差し引
くことにより、内部欠陥に対する検出信号かえられるも
のである。

［実施例］ 第１図（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、この発明による
ディスク表面検査装置における欠陥種別の判別方法の原
理を説明する検出信号の波形図である。図（ａ）は高角
度受光器による散乱光Ｒの検出信号を示し、ｐｔ、’；
）２は疵等の内部欠陥に対する波形、Ｑ／、Ｑ２は付着
した異物欠陥に対する波形とする。これらは欠陥大きさ
とその指向性に従った形状と波高値をなすものであるが
、図はこれらを任意にとった例である。一方、低角度受
光器にはこれらの欠陥による散乱光Ｓが同時に受光され
、図（ｂ）に示すように、ｐｌに対してｐノ′、ｑｌに
対してｑｔ’などである。この場合、前記した各欠陥の
指向特性により、散乱光Ｒにおけるｐｌ　。

ｐ２の波高値は散乱光Ｓにおけるｐ／’、ｐ２’の波高
値より大きい。すなわち、ｐｌ＞ｐｌ′、ｐ２〉ｐ２′
である。また、散乱光Ｒにおけるｑ／＋Ｑ２と散乱光Ｓ
におけるｑ／’、Ｑ２’とはそれぞれほぼ等しい。ただ
し、前記したオプチカルファイバを使用した低角度受光
器によるときは、ｑ／、Ｑ２よりＱ／’ＩＱ２’が大き
い。これらにより（７７≦（１１′、ｑ２≦Ｑ２’が成
立する。

以−Ｌの関係を有する波形ｐと波形ｑの差をとると図（
ｃ）の波形かえられる。内部欠陥に対する波形の差（ｐ
／−ｐｌ’　）＋（＋）２−ｐ２　’　）は、正値とな
り、異物欠陥に対する波形の差（（１／　−（１／’）
、（Ｑ２−Ｑ２’）は、負値（または０）となり、適当
な閾値で識別することにより、疵などの内部欠陥のみが
区分される。なお、両受光器の感度に差異があるときは
、いずれか一方の波形を増幅するか、またはレベルをシ
フトして、異物欠陥に対する波形ｑとｑ′が等しいか、
Ｑ’がやや大きい程度となるように調整することが必要
である。この理由は、異物欠陥の散乱光は無指向性であ
り、両受光器の検出信号が等しいことがこの発明の判別
方法の前提であるからである。

以上においては各欠陥に対する検出波形を任意とした例
であるが、これが実際の内部欠陥と異物欠陥の判別に適
用できることを確認するためにテストディスクによる試
行が行われた。欠陥は擦り疵と異物を作為的に作ったも
ので、えられたマツプ表示を第２図（ａ）、（ｂ）およ
び（Ｃ）に示す。図（ａ）は高角度受光器による欠陥デ
ータ、図（ｂ）は低角度受光器によるもの、図（ｅ）は
これらの差分を７にす。図（ａ）においては、擦り疵お
よび異物など殆どすべてが表示されているに対して、図
（ｂ）は大体において異物のみが表示され、また図（Ｃ
）には擦り疵が長く連続して表れている。なお、ディス
クの円周にある密度の高い欠陥は、試料ディスクを手扱
いしたために生じた手垢または指紋で、付着異物である
ので本来図（ｃ）には表示されない筈であるが、汚損の
程度が甚だしいので、散乱光が強くて上記のｑｓｑ’が
成立しないものがあり、これが図（ｂ）と図（Ｃ）の両
方に表われたものである。実際のディスクの欠陥は上記
の場合より通かに少量で、大きさも非常に小さいのでこ
のようなことがな′＜、内部欠陥と異物欠陥とがほぼ区
分されるものである。

第３図は、この発明によるディスク表面検査装置におけ
る欠陥種別の判別方法に対する実施例のブロック構成図
である。図において、検出光学系は第４図（Ｃ）で述べ
た従来のものと同様に、ディスク１の表面に対して、小
さい入射角０でレーザビームＴを投射し、その正反射光
を空間フィルタ４でカットする。正反射光の光軸の近傍
の散乱光Ｒを受光レンズ２−１．２−２で集光して高角
度受光器３で受光する。また、ディスクの表面に対して
低角度Ｏ゛の方向の散乱光Ｓを受光レンズ５により集光
して低角度受光器６で受光する。この場合、各受光レン
ズと受光器の構成は必ずしも図示に限定しない。特に低
角度受光器の前にオプチカルファイバを配置して集光能
率を向上することができる。高角度受光器および低角度
受光器の検出信号ＲおよびＳはそれぞれ分岐され、一方
のＲ１とＳｌは欠陥検出回路９ａ、９ｂにおいて波高値
に相当した欠陥の大きさを示すデジタル欠陥信号とされ
てデータ処理装置ｌＯに入力して、従来と同様に処理さ
れプリンタ１１によりマツプ表示される。次に、分岐さ
れた検出信号Ｓ２は、増幅器７において適当なレベルに
調整されて８２′となり、検出信号Ｒ２とともに差分演
算器８に入力してアナログ的に演算され、差分の信号は
欠陥検出回路９Ｃによりｌ−記と同様にデジタル欠陥信
号とされ、データ処理装置において処理されてプリンタ
によりマツプ表ｉＪ＜される。なお、この実施例におい
てはアナログ演算により差分を求めるものであるが、欠
陥検出回路９ａ、９ｂの出力するデジタル欠陥信号より
差分を求めることも勿論可能である。

［発明の効果］ 以−Ｌの説明により明らかなように、この発明によるデ
ィスク表面検査装置における欠陥種別の判別方法におい
ては、従来は、高角度受光器と低角度受光器により、単
に異なる方向で散乱光を受光する不完全な区分方法であ
ったものを、−歩進めて両受光ムの検出信号の差分をと
ることにより、疵などの内部欠陥と付着した塵埃なとの
異物欠陥とを区分するもので、それぞれをマツプ表示す
ることにより内部欠陥と異物欠陥が明瞭に判別できる効
果があり、ディスク表面の欠陥検査に寄与するところに
は大きいものがある。

【図面の簡単な説明】 第１図（ａ）、（ｂ）および（Ｃ）は、この発明による
ディスク表面検査装置における欠陥種別の判別方法の原
理を説明する波形図、第２図（ａ）、（ｂ、）および（
ｃ）は第１図（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に対するテス
ト結果のマツプ表示図、第３図はこの発明によるディス
ク表面検査装置における欠陥種別の判別方法の実施例の
ブロック構成図、第４図（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は
、欠陥の種別に対する散乱光の指向特性の説明図とこれ
に対する従来の表面検査装置の光学系の構成図である。 １・・・ディスク、　　　　２．５・・・受光レンズ、
３．６・・・受光器、　　　　４・・・空間フィルタ、
７・・・増幅器、　　　　　８・・・差分演算器、９・
・・欠陥検出回路、　　１０・・・データ処理装置、■
・・・プリンタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガラスなどのディスクの表面に対して小さい入射角（高
   角度）でレーザビームを投射して該表面を走査し、該レ
   ーザビームの正反射光を空間フィルタでカットし、上記
   表面に存在する疵または異物などの欠陥による、該正反
   射光の光軸の近傍における散乱光を受光する高角度受光
   器と、上記表面に対して小さい角度（低角度）の方向に
   おける上記散乱光を受光する低角度受光器とにより構成
   されたディスク表面検査装置において、差分演算手段に
   より、上記高角度受光器と低角度受光器による検出信号
   の差分を演算して、疵などの内部欠陥と付着した異物欠
   陥に対する検出信号を区分して出力することを特徴とす
   る、ディスク表面検査装置における欠陥種別の判別方法
   。