JPH01310485A - 欠陥情報検出装置 - 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】 〔発明の口約〕 （産業上の利用分野） 本発明は、光カード、フォトマスク等の微細パターンの
形成された工業製品の傷、ピンホール、黒点、塵などの
欠陥情報を検出する装置に関するものである。

（従来の技術） 従来は、上記のような工業製品の欠陥検査は、顕微鏡な
どを用いた視覚的な手段により行われているのが通例で
あるが、多数の工業製品を検査するには多大の人手を必
要とし、また官能検査であるために検査精度ならびに信
幀性へ欠けると言う欠点があった。

このような欠点を解決するために、２つの被検査対象の
対応する部分の各々を撮像し、得られた信号を比較して
相違ある部分を欠陥情報として検出する装置や基準のパ
ターンと被検査対象のパターンを比較する所謂パターン
マツチング法等の画像処理手段を利用した装置があった
。

（発明が解決しようとする諜Ｈ） 上記のような従来の欠陥情報検出装置によれば、基準も
しくは比較すべき対象物が必要であるために装置構成が
複雑で、且つ高価なものとなる問題点がある。また、パ
ターンマツチング法によれば、被検査対象のパターンが
変わる度に基準のパターンを被検査対象に対応させて交
換する必要があり、操作性が悪く、また装置の機構が煩
雑になる問題点もある。

そこで、本発明は装置構成が簡便であり、さらに被検査
体のパターンの種類によらず、欠陥情報の検出が可能な
装置の提供を目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、被検査体を載置するステージ部と、被検査体
を照明する光源部と、被検査体からの光情報を電気信号
に変換する撮像部と、該光情報を該撮像部に結像させる
レンズ部とから構成されており、前記被検査体に形成さ
れている検査対象の正規の像に対応する光情報が該撮像
部で解像されないようにして欠陥情報を検出することを
特徴とする欠陥情報検出装置により、上記の課題を解決
するものである。

（作　用） 本発明によれば、撮像部において検査対象の正規の像が
解像しないようにレンズ部の拡大率を定めることにより
撮像部より得られる映像信号のうち、検査対象の正規な
像に対応する信号は略−様な信号となり、検査対象の正
規の像より大きい像に対応する信号のみ像の大きさに応
じた振幅の信号となるので、検査対象より欠陥情報が検
出できる。

（実施例） 以下、本発明を図示する実施例に基づいてさらに詳細に
説明する。

第１図は本発明の欠陥情報検出装置の撮像系１０の一実
施例を示す装置構成図であり、カード状の基材に光記録
層を具備した所謂光カードを被検査体とするものである
。また、第２図は本発明の欠陥情報検出装置の撮像系１
０のからの映像信号の信号処理またはデータ処理内容の
一例を説明するためのブロック図である。

第１図において、１は被検査体の一例である光カード、
２ば光カードを固定するための真空吸着ステージ、３は
真空ポンプ、４はＸ−Ｙステージであり、真空吸着ステ
ージ２と固定されている、５はＸ−Ｙステージを駆動さ
せるためのＸ−Ｙステージドライバ、６は光カード１を
照明するための光源、７は被検査体からの像を電気信号
に変換するためのイメージセンサ、８は被検査体からの
光をラインセンサ７の受光面に結像させるための結像レ
ンズである。

上記の構成において、光カード１は真空吸着ステージ２
上の所定の位置に載せ、次いで真空ポンプ３により吸引
することにより、真空吸着ステージ２上に固定される。

なお、光カードの位置決め用の部材を真空吸着ステージ
２の上面に設けるようにしてもよい。また、Ｘ−Ｙステ
ージドライバ５はコンピュータの指示によりコントロー
ル可能なものが好ましい。また、光カード１は真空吸着
ステージ２で吸引して固定する例が示されているが、固
定手段は真空吸着に他、静電吸着や機械的に挟み込むよ
うなものでもよい。

次に、本発明の欠陥情報検査装置の検査対象の一例とし
て示した光カード（書き換え不可能な追記型光カード（
ＤＲＡＷ型光カード））について説明する。第３図はこ
の光カードの上面図である。光カード１の中央部分には
記録部５０が設けられている。この記録部５０内には、
図にその一部が示されているように、横方向に多数のト
ラックＴが形成されており、トラックＴは約１μｍの間
隔をおいて上下に数千本並設されている。光カードのデ
ータの読み書きは往復運動によって行われるため、トラ
ンクの始端、終端には加減速を行う案内部と称される領
域が設けられており、この案内部の内側には情報の記録
再生用の制御情報の書き込まれた領域が設けられている
。さらにこれらの領域の内側にはデータ書き込み可能な
データ記録部が設けられており、このデータ記録部の各
トランクにはピットなしのグループと称される数μ幅の
ストライプ状の−様なパターンが形成されている。

上記の光カードではデータ記録部の幅（短辺方向）は、
４０鶴以内であることが殆どである。

そのためデータ記録部の幅方向はラインセンサ７の主走
査によって、またデータ記録部の送り方向は、Ｘ−Ｙス
テージ４の副走査によって走査することにより前記デー
タ記録部の全面を撮像する構成を採用している。

グループの幅が数μであることから、光カード１０面上
で約１０μ以上の像がラインセンサ７において解像され
るようにすれば、光カード１を↑層像した際の光カード
面は、グループ自体は解像されずに−様なグレイトーン
の状態となり、光カード面に１０μ以上のものが存在す
ると像として捕らえうる状態になる。

そこで、本実施例では、ラインセンサ７は、記録部の幅
が４００の光カードを約１０μの分解能で解像させるた
めに画素数が４０９６の１次元ＣＣＤを用いている。ま
た、結像レンズ８は、記録部の幅が４０ｍの光カードを
４０９６画素のラインセンサ７の撮像面に結像するよう
に拡大倍率が調整されている。

真空吸着ステージ２は光カードを所定の位置に固定し、
光カードの反りにより検査面のフォーカスがずれて像が
ぼやけるのを防止する装置であり、Ｘ−Ｙステージ４に
固定されている。

真空吸着ステージ２の上面は平面性が十分あり、水平度
の調節機構を備えているので、特別なオートフォーカス
機構を用いたものに比べて安価な測定系が構成できる。

Ｘ−Ｙステージ４は光カードを長手方向に直線的に精密
に移動させるものである。移動精度は、光カードをライ
ンセンサ７で撮像する際の分解能１０μに比べ十分高い
精度が要求されものであり、ここでは位置決め精度が士
約１μのＸ−Ｙステージを用いている。

光源６は光カードを照明するものであり、ここでは高周
波点灯の蛍光灯を使用している。これは、ラインセンサ
７の長手方向にそって光カードを均一に照明するためで
あり、さらに蛍光灯のちらつきを防止するためにライン
センサ７が応答できない周波数の高周波電源で点灯させ
ている。また、光源６は、光量調整機能及び光量表示機
能があり、常に適切な光量が維持できるようになってい
る。

なお、第１図に示されるように光源６の光軸とラインセ
ンサ７及び結像レンズ８の光軸とのなす角θは、ライン
センサ７の出力（言分またはＳ／Ｎが良好な値となるよ
うに適宜調整すれば良い。本実施例ではθが２０度程度
の時が最も良好であった。また、被検査体が透明性を有
する場合は被検査体を挟んでラインセンサ７の反対側に
光源６を設けようにしてもよい。

次に、上記光カード１に生じ得る欠陥について説明する
。光カードに異物や傷があると、光源６からの光は異物
や傷によりか吸収されるためその部分からの反射光の強
度がバンクグラウンドよりも弱くなるので、前記異物や
傷は黒欠陥として検出される。また、光カードのトラッ
クパターンに欠損があると、光源６からの反射光はトラ
ックパターンからの反射光より前記欠損部からの反射光
の方が強（なるので、前記欠損は白欠陥として検出され
る。

次に、第２図を参照しての欠陥情報構出装置の信号処理
またはデータ処理内容について説明する。

撮像系１０からの映像信号ＶＳは信号処理部２０により
欠陥信号の抽出および欠陥位置の認識が行われた後、コ
ンピュータ３０を介してＣＲＴ３１またはプリンター３
２に各種欠陥情報あるいは欠陥パターン等が出力される
。

上記信号処理部２０の動作内容についてさらに具体的に
説明する。

先ず、撮像系１０からの映像信号ＶＳ（アナログ信号）
に含まれる欠陥信号をより強調させるために微分回路２
１により微分処理を行なう。

次いで、微分処理された映像信号を２値化回路２２によ
り２値化し、デジタル化された映像データＶＤに変換す
る。この時、微分処理して得られる映像信号の欠陥信号
の立ち上がり極性が白欠陥と黒欠陥とでは逆になること
に着目して白欠陥と黒欠陥の判別を行う。なお、２値化
回路のスレショルドレベルは、以下の処理により得られ
る検査結果が実際の欠陥の大きさに対応するように設定
する。

次いでイメージウィンド処理回路２３によりラインセン
サ７の１ライン分に対応する映像データＶＤのイメージ
データのうち、欠陥検査に必要な範囲のみに対応するイ
メージデータＩＤを切り出し、それ以外の領域のデータ
値は強制的にゼロにする処理を行う。これにより、不要
な領域のデータによる検査の誤りが防止される。光カー
ドの場合においては、検査対象の記録部以外の領域を不
要なイメージデータとして除去する。

欠陥検出部２４は上記の白欠陥と黒欠陥の判別結果、イ
メージデータＩＤ及び盪像系１０の同期信号（図示せず
）に基づいて欠陥の種類（白欠陥／黒欠陥）、欠陥の位
置並びに欠陥の大きさ（または長さ）を認識するもので
ある。

欠陥検出部２４により検出された欠陥の種類、位置及び
欠陥の大きさに対応する欠陥情報ＤＤは欠陥情報記憶部
２５に一旦記憶されコンピュータ３０に転送される。

イメージ情報記憶部２６は、イメージデータＩＤをコン
ピュータ３０に順次転送するためのものである。イメー
ジ情報記憶部２６には１５４７分のイメージデータＩＤ
を記憶できるメモリーが２組あり、一方のメモリーでは
イメージウィンド処理回路２３からのイメージデータＩ
Ｄを取り込み、同時に他方のメモリーでは既に取り込ま
れたイメージデータＩＤをコンピュータ３０に転送する
ことが交互に繰り返して行われている。

前記欠陥情報記憶部２５からの欠陥情報ＤＤ及び前記イ
メージ情報記憶部２６からのイメージデータＩＤのコン
ピュータ３０への転送は両者同時でも、或いは必要に応
じて何方か一方を転送するようにしてもよい。

また、イメージ有効／無効判別回路２７は検査の開始・
終了を認識するためのイメージ有効信号ＥＮを得るため
の回路である。この回路２７は映像信号ＶＳがあるレベ
ル以上のとき映像信号ＶＳが有効であることを示しくＥ
Ｎ：オン状り、）、それ以外のときは無効であることを
示す（ＥＮ：オフ状ＩＣ，）ように構成されている。

従って、光カード１が真空吸着ステージ２の上にセント
されており、且つ光カード１の記録部の像が盪像される
とイメージ有効信号ＥＮがオン状態になる。

以上説明した欠陥情報検出装置により光カードの欠陥検
査を行った場合の動作手順の一例、及び処理時間につい
て示す。

獣生王凰皇二斑 ■真空吸着ステージ２の所定位置に光カード１をセット
する。このとき光カード１はラインセンサ７の視野外と
する。

■真空吸着ステージ２を吸着状態にする。

■Ｘ−Ｙステージ４の移動を開始する。

■Ｘ−Ｙステージ４の移動させ、ラインセンサ７の視野
内に光カード１の記録部が入ると、イメージ有効信号Ｅ
Ｎがオン状態になる。

■ラインセンサ７からの１ライン分の映像信号ＶＳを信
号処理部２０により処理して得た欠陥データ及びイメー
ジデータを１ライン毎コンピユータ３０に転送する。（
この間、Ｘ−Ｙステージ４は所定の速度で副走査を続け
る）■イメージ有効信号ＥＮがオフ状態になるまで上記
■を続ける。

■イメージ有効信号ＥＮがオフ状態になったらＸ−Ｙス
テージ４の移動を停止する。

■真空吸着ステージ２を非吸着状態とし、光カード１を
取り外す。

■コンピュータ３０より光カード上の欠陥の数、大きさ
、種類、位置を出力する。

なお、Ｘ−Ｙステージ４の走査手段において、副走査の
走査終了位置を次の副走査の走査開始位置とすることに
より走査の度毎に走査開始点への戻り時間が不要となり
走査時間の効率化を図っている。

処理薩皿 下記動作条件にて光カードの欠陥検査を行ったところ光
カード−枚当たりの検査時間は３０秒以内であった。

上記検査時間の主要な内訳は、光カードのスキャン時間
（■〜■）が約２０秒、光カードのハンドリング時間（
■、■及び■）が約５秒、コンピュータによる処理時間
（■）が１〜２秒である。

〔動作条件〕

ラインセンサ７の画素数　　　：４０９６Ｍ素ラインセ
うサ７の動作クロック：２ＭＨｚ（５００ｎｓｅｃ／ｐ
ｔｘｅｌ） ラインセンサ７の分解能　　　＝１０μ／ｐｉｘｅｔ結
像レンズの拡大率　　　　　：１．５倍Ｘ−Ｙステージ
４の移動速度　：５鶴へｅｃ記憶部からコンピュータへ
の データ転送速度：　５００　ｋＢｙｔｅ／ｓｓｃまた、
被検査体の検査面積が大きい場合は、ｘ−ｙステージ４
を副走査手段の他、領域を移動させるための移動手段に
も用いることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明の欠陥情報検出装置によれば、邊像部の解像性に
着目して被検査体の正規の像を消去し、欠陥像に対応す
る情報を検出するため、構成が簡便で、且つ安価な装置
が得られると共に、特別な基準パターンを必要としない
ので被検査体のパターンの種類によらず欠陥情報の検出
が行えるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の欠陥情報検出装置の一実施例を示す装
置構成図、第２図は本発明の欠陥情報検出装置の信号処
理またはデータ処理内容の一例を説明するためのブロッ
ク図、第３図は本発明の欠陥情報検出装置の被検査体の
一例として示した光カードの上面図である。 １・・・光カード ２・・・真空吸着ステージ ４・・・Ｘ−Ｙステージ ５・・・ｘ−ｙステージドライバ ６・・・光源 ７・・・ラインセンサ ８・・・結像レンズ １０・・・１像系 ２０・・・信号処理部 ３０・・・コンピュータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検査体を載置するステージ部と、 被検査体を照明する光源部と、 被検査体からの光情報を電気信号に変換する撮像部と、 該光情報を該撮像部に結像させるレンズ部とからなり、 前記被検査体に形成されている正規の像に対応する光情
   報が該撮像部で解像されないようにして欠陥情報を検出
   することを特徴とする欠陥情報検出装置。
2. （２）前記被検査体がカード状部材であり、前記ステー
   ジ部が直線的に移動することを特徴とする請求項１記載
   の欠陥情報検出装置。