JPH0231141A - 透明物体のピット自動検査装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、透明な物体の表面に発生している微細な水様
の欠陥、すなわち、ピッ１〜を検査する透明物体のピッ
ト自動検査装置に関するものである。

従来の技術 閉微鏡による物体表面の微細な欠陥などの検査作業は、
顕微鏡渫を目視検査する場合が多く、非常な労力と時間
を要している。がっ、測定者による個人誤差や、疲労が
おおきく、目視検査の自動化の要請はつよかった。

これに応える装置として、最近、自動焦点合わせ機構の
付いた自動Ｘ−Ｙステージを持つ光学顕微鏡と、テレビ
カメラと、コンピュータとを組み合わせた自動検査シス
テムが発表されている（西塚　広著：最新目視検査の自
動化２１５１〜１６３頁：　［８６・８・２８（株）テ
クノシステム刊）。この装置では、顕微鏡像をディジタ
ル変換し、２値化して、物体表面の画像として認識して
いる。

しかし、従来の顕微鏡による目視検査の自動化は、対象
が主にＩＣ用ウェハの結晶構造や、ＩＣチップの表面欠
陥のように単に物体の表面を検査するにとどまり、表面
から内部に向かって生じた欠陥、すなはち、ピットを検
査しようとしても、単に表面に付着した異物とピットど
の識別が出来ず、この様な目的に利用することは不可能
であった。

ピット検査が要求される一例として、放射線、特に中性
子を利用する設備とか、中性子が二次的に発生する機器
を扱う機会が増えているが、その際、使用される速中性
子用個人被ばく線量測定用の固体飛跡検出器が挙げられ
る（道床；応用物理ｖｏ１．５３　　ｎｏ、８　　ｐ６
８１　１９８４）。

測定は、プラスチック板上に生じた小さな放射線損傷を
、例えば、水酸化すＩ・リウムでエツチングし、そのエ
ッチピッ１〜を顕微鏡で拡大し、目視で数えることによ
ってなされている。しかし、顕微鏡Ω視野で観察するの
は、被検査体表面像であって、エッチピッ１〜以外の異
物や、速中性子以外の放射線の軌跡も含まれ、その判別
は困難である。

そこで、目視検査に際しては、顕微鏡の焦点を被検査体
の内部゛に向かって約１０〜５０ミクロンすらせｗｉ察
すれば、ピットとピット以外の画像が容易に判別できる
ことを利用して、両者を判別している。すなわち、被検
査本表面のピットと異物の画像は、ともに周辺部に対し
て、円形、または環状の暗部として観察されるが、顕微
鏡の焦点を被検査部の内部に向かって１０〜５０ミクロ
ンずらせると、ピットの内部画像にあっては、その中心
部の輝度が大きくなる、すなわち、明るくなるが、表面
に付着した異物では中心部も黒色領域として観察される
からである。

典型的な例を第２図に示す。第２図において、左側の列
には、被検査体表面における画像を、中央の列には、左
側の列の画像に対応する、焦点をずらした内部の纏作を
、右側の列には、判定結果を示したものである。

発明が解決しようとする課題 本発明は、透明物体表面の異物とピットとを識別し、ピ
ットのみを自動的に検出する装置を提供することを目的
とする。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するための本願第１の発明の構成は、次
の通りである。

イ、透明物体からなる被検査体が載置されるステージと
、 口、該ステージに載置される被検査体に対向して設けら
れた顕微鏡と、 ハ、前記ステージに対して、前記顕微鏡とは反対側に設
けられ、前記被検査体の透過光を顕微鏡に投する光源と 二、前記ステージと前記顕微鏡とを相対的に、前記被検
査体表面の面方向、およびこれと垂直な方向に移動せし
める移動機構と、ホ、前記顕微鏡にて取り込まれた前記
被検査体の被検査部分の画像を、ビデオ信号として出力
するテレビカメラと、 へ、該ビデオ信号を、ディジタル変換するＡ／Ｄ変換器
と、前記画像の輝度が所定のしきい値以下である黒色領
域を抽出する２１直化回路と、各黒色領域の中心座標を
求める演算器と、前記ディジタル変換によって得られた
ディジタルデータと前記２値化回路で得られた２値化デ
ータと前記移動機構により焦点を被検査体の内方に移動
せしめて得られる内部画像の輝度のデータとを記憶する
メモリとからなる画像処理装置と、ｌ・、被検査体表面
の黒色領域の中心部近傍における輝度と、これに対応す
る領域における被検香木内部画像の輝度とを比較して、
内部画像の輝度のほうが明るい場合をと・ソトと判定す
る判定器と、 チ、前記判定器により順次得られると・ノ■−判定結果
を加算する加算器と、 からなる透明物体のピット自動検査装置である。

被検査体のピットの状況が、一定のパターンにある場合
には、上記本第１の発明を、さらに、合理化することが
可能であり、これが次に示す構成からなる本第２の発明
である。

イ、透明物体からなる被検査体が載置されるステージと
、 口、該ステージに載置される被検査体に対向して設けら
れた顕微鏡と、 ハ、前記ステージに対して、前記顕微鏡とは反対側に設
けられ、前記被検査体の透過光を顕微鏡に投する光源と 二、前記ステージと前記顕微鏡とを相対的に、前記被検
査木表面の面方向、およびこれと垂直な方向に移動せし
める移動機構と、ホ、前記顕微鏡にて収り込まれた前記
被検査体の被検査部分の画像を、ビデオ信号として出力
するテレビカメラと、 へ、該ビデオ信号を、ディジタル変換するＡ／Ｄ変換器
と、前記画像の輝度が所定のしきい（直以下である黒色
領域を抽出する２値化回路と、各黒色領域の中心座標を
求める演算器と、前記ディジタル変換によって得れられ
たディジタルデータと前記移動機構により焦点を被検査
体の内方に移動せしめて得られる内部の２値化画像のデ
ータを記憶するメモリとからなる画像処理装置と、ト、
被検査体表面の黒色領域の中心部近傍に対応する被検査
体の内部領域が、２値化画像において白色である場合を
ピットと判定する判定器と、 チ、前記判定器により順次得られるピッ■〜判定結果を
加算する加算器と、 からなる透明物体のピット自動検査装置である。

本第１の発明においては、被検査体の表面近傍において
、黒色領域として抽出された領域の中心座標近傍におけ
る輝度と、同一領域において顕微鏡の焦点を被検査体の
内方にずらして測定される輝度とが比較され、ピットが
判定される。

これに対し、本第２の発明においては、被検査体表面近
傍において抽出された黒色領域の中心座標近傍において
、顕微鏡の焦点を被検査本内方にずらし、対応する中心
座標近傍の２値化画像が白色であれば、ピッＩ−と判定
される。

作　　用 前記のように構成された本革１の発明にかかる装置にお
いて、被検査体表面の各欠陥をまず表面画像の黒色領域
として補足し、補足された各黒色領域の中心座標近傍の
輝度をもとめ、次いでこれに対応する各黒色領域の中心
点において、顕微鏡の焦点を被検査体の内方にずらし、
中心座標近傍における内部画像の輝度を測定し、もとの
輝度と比較して、後者の輝度のほうが明るいときその欠
陥はピッ）・と判定され、それ以外の画織は、池の欠陥
であると判定される。

さらに、本革２のの発明にあっては、上記黒色領域の中
心座標近傍に対応する内部２値化画渫が白色のときには
ピットとして処理され、黒色のときには池の欠陥である
と判定される。

実施例 以下、図面を参照しながら本発明を説明する。

第１図は、本発明の一実施例の構成を説明するための全
本構成図である。

第３図は、本革１の発明の実施例における、各画面ごと
の画像処理手順を示すフローチャートである。

第１図において、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向に自動的に移動可能
なＸ−Ｙ−Ｚステージ３上にセラｌ−された被検査体１
は、前記ステージ３に対して顕微鏡２の反対側に設けら
れた光源５によって、透過照明される。駆動装置４の自
動操作によって、顕微鏡２の焦点が、被検査体の所定の
画素の表面に合わせられる（第３図、Ｓ２）。顕微鏡２
は、被検査体の表面像を撮像・拡大する。テレビカメラ
６は、受像した顕微鏡像を、ビデオ信号に変換する。

画像処理装置７において、テレビカメラ６からのビデオ
信号は、Ａ／Ｄ変換器（アナログ／ディジタル変換器）
８によってディジタル信号に変換され、メモリ９に記憶
される（Ｓ３）。画像情報を２次元ディジタルデータに
するには、空間的にＭＸＮ画素に標本化し、各画素の濃
度情報を、Ｌピットに量子化する。また、取り込んだデ
ィジタルデータは、２＠化回路１０で所定のしきい値で
２値化され、黒色領域として抽出される（Ｓ４）。

２１Ｍ化されたデータもまた、メモリ９に記憶される。

演算器１１は、メモリ９から２値化データを読みだし、
各領域の重心座標をもとめ（Ｓ５）、その輝度を測定す
る（Ｓ６）。本実施例では、中心座標に重心を採用した
。黒色領域として認識される画像には、ピットの池に異
物も含まれている。

ｘ−ｙ−ｚステージ３はＺ軸方向に移動し、顕微鏡の焦
点が被検査本内方にずらされ（Ｓ７）、輝度が測定され
る（Ｓ８）。移動は、駆動装置４で自動的に行われる。

移動量は、ピットの深さによるが、放射線エッチピット
の場合では、１０ないし５０ミクロンが適当である。得
られた内部画像は、表面画像の場合と同様に処理されて
、ディジタルデータとしてメモリ９に記憶される。

判定器１２においては、メモリ９から表面画像における
黒色領域の重心部の輝度と、これに対応する内部画像の
輝度とを読み出して、比較し、内部画像の輝度のほうが
、指定した一定のしきい値ε以上に明るい場合をピッＩ
−と判定する（Ｓ９）。

すべての黒色領域について、判定を繰返しく５１１）、
判定結果がピットであるときには、加算器１３において
順次加算しピットの総数を求める（ｓｌｏ＞ Ｘ−Ｙ−Ｚステージ３の自動操作により、顕微鏡２の視
野を変えながら、第３図に示したフローチャー１・の操
乍を繰り返すことにより、被検香木上のある定められた
面積内にあるビットを自動的に計数し、結果を出力装置
１４、たとえばプリンタに出力する。

第４図は、本革２の発明の実施例を示すフローチャート
である。

顕微Ｒ２と、テレビカメラ６で撮像された被検査体１の
表面の顕微鏡叱は（第４図、Ｓ２２，５２３）、ディジ
タル変換され、２値化されて黒色領域として抽出される
（Ｓ２４）。この中には、検出すべきピット以外の欠陥
も含まれている。

抽出された黒色領域の中心座標として重心が求められる
（ｓ　２５　）　、　Ｘ−Ｙ−Ｚステージ３の自動操１
ｔにより、顕微鏡２の焦点は、被検査体１の内方に移行
され（８２６）、取り込まれた画像（ｓ２７）は、所定
のしきい値で２値化される（ｓ２８）。さきに抽出され
た被検査体表面の黒色領域の中心座標近傍に対応する被
検査体内部の２値化画像の色が判定され（ｓ２９）、白
色の場合、ピッＩ−として計数される（ｓ３０）。画面
内の全ての黒色領域について、同じ操作が繰り返される
（ｓ３１）。

発明の効果 以上に説明したように、本発明によれば、従来目視に頼
っていた透明物体のピットの数を、池の欠陥と識別しつ
つ、自動的に計数することができる。

さらに、ピッ１〜の画像が円形であることから、被検査
体表面の黒色領域の形状の、たとえば真円度を求め、一
定の基準のちとに識別１判定させる操作を組み合わせる
ことにより、同時に表面傷などの識別が可能になる。

本第２の発明では、濃淡画像処理装置よりも製作が容易
で、安価な、２値画像処理装置を利用することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示し、第１図は、
全体の概念を示すブロック図、第２図は、２値化された
画像と、その判定の例を示し、第３図は、本第１の発明
の操作フローチャート、第４図は、本第２の発明におけ
る操作フローチャー１・である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）イ、透明物体からなる被検査体が載置されるステ
   ージと、 ロ、該ステージに載置される被検査体に対向して設けら
   れた顕微鏡と、 ハ、前記ステージに対して、前記顕微鏡とは反対側に設
   けられ、前記被検査体の透過光 を顕微鏡に投する光源と ニ、前記ステージと前記顕微鏡とを相対的に、前記被検
   査体表面の面方向、およびこれと 垂直な方向に移動せしめる移動機構と、 ホ、前記顕微鏡にて取り込まれた前記被検査体の被検査
   部分の画像を、ビデオ信号とし て出力するテレビカメラと、 ヘ、該ビデオ信号を、ディジタル変換するＡ／Ｄ変換器
   と、前記画像の輝度が所定のし きい値以下である黒色領域を抽出する２値 化回路と、各黒色領域の中心座標を求める 演算器と、前記ディジタル変換によつて得 られたディジタルデータと前記２値化回路 で得られた２値化データと前記移動機構に より焦点を被検査体の内方に移動せしめて 得られる内部画像の輝度のデータとを記憶 するメモリとからなる画像処理装置と、 ト、被検査体表面の黒色領域の中心部近傍における輝度
   と、これに対応する領域におけ る被検査体内部画像の輝度とを比較して、 内部画像の輝度のほうが明るい場合をピッ トと判定する判定器と、 チ、前記判定器により順次得られるピット判定結果を加
   算する加算器と、 からなる透明物体のピット自動検査装置。
2. （２）イ、透明物体からなる被検査体が載置されるステ
   ージと、 ロ、該ステージに載置される被検査体に対向して設けら
   れた顕微鏡と、 ハ、前記ステージに対して、前記顕微鏡とは反対側に設
   けられ、前記被検査体の透過光 を顕微鏡に投する光源と ニ、前記ステージと前記顕微鏡とを相対的に、前記被検
   査体表面の面方向、およびこれと 垂直な方向に移動せしめる移動機構と、 ホ、前記顕微鏡にて取り込まれた前記被検査体の被検査
   部分の画像を、ビデオ信号とし て出力するテレビカメラと、 ヘ、該ビデオ信号を、ディジタル変換するＡ／Ｄ変換器
   と、前記画像の輝度が所定のし きい値以下である黒色領域を抽出する２値 化回路と、各黒色領域の中心座標を求める 演算器と、前記ディジタル変換によって得 れられたディジタルデータと前記移動機構 により焦点を被検査体の内方に移動せしめ て得られる内部の２値化画像のデータを記 憶するメモリとからなる画像処理装置と、 ト、被検査体表面の黒色領域の中心部近傍に対応する被
   検査体の内部領域が、２値化画 像において白色である場合をピットと判定 する判定器と、 チ、前記判定器により順次得られるピット判定結果を加
   算する加算器と、 からなる透明物体のピット自動検査装置。