JPH0250313A - 外観検査方法 - 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】 〔腫東上の利用分野〕 本発明は透明保ｗＩ＆躾で覆われた索子の外観検査装置
に係り、特に、透明保護膜中に混入した異物の横比に好
適な外観検査方法に関する。

〔従来の技術〕

果７図は、透明保護膜で覆う素子の一例である薄膜−気
ヘッドの部分断面図である。この薄膜磁気ヘッドは、コ
ンビ為−タ用の磁気ディスクに使用されるもので、コイ
ル導体１と、絶縁層２と、出性体４と、これらを覆う透
明保ｉｄ［５により構成されている。透明保護族５を形
成する場合、透明保護ｐａ５が均一に生成されず、異物
が通入してしまうという問題がある。この異物として、
透明保膿農３の材質と同一の材質で成る塊状粒子５α。

５ｂかある。保護膜ｓ中に異物が存在すると、異物存在
置所の有効な保＠膜５の厚さが５すくなりてしまい、素
子の信頼性か低下する。また、異物５ｂが保護族５の表
面に存在する場合、ディスク使用時にこの異物５ｂがデ
ィスク面に落下すると装置の破損あるいはデータの消失
等蔦大な事故を引き起こすため、厳重な検査が必要であ
る。

パターンやウェハ上の異物な検出するために広く用いら
れる従来技術としては、通常の明視野あるいは暗視野照
明により本来同一形状を有する２つの検量対象を撮像し
、得られた稼を比較検査して不一致部分を異物あるいは
欠陥として検出する方法が知られている。第７図に示す
よ５に、異物５α、　５ｂは不規則な形状を有している
ため、その表面で光が散乱される。このため、異物の下
に反射率の高い、表面の滑らかなパターンあるいは基材
が存在すれは、明視野照明では異物は暗くその下地は明
るく検出でき、暗視野照明では異物は明るくその下地は
暗く検出できる。そこで、同一形状を有する２つの素子
を明視野あるいは暗視野照明で撮像し、比較することＫ
より、保護膜中の異物を画像間の不一致として検出する
ことができる。

一方、半導体ウェハに付層した異物を検出する方法とし
ては、レーザでウェハを斜方から照明し、その散乱光を
検出する方法が％開昭５５−９９７５５号公報に述べら
れている。この方法は、レーザ光が異物で散乱する際に
偏光特性か乱されることを利用し、パターンからの反射
光の影響を受けることなく異物のみを検出するものであ
る。

また、検査対象物の３次元形状を測定する方法としては
、光切断法が広く知られている。光切断法は、＠８図−
）に示すように対象物に対してスリットｆｔ、８を投影
し、スリットと直交する面内でスリット光源とは異なる
位置から、投影されたスリット像７をＴＶ左カメラで検
出する（同図（ｂ））ことにより、対象物の３次元形状
を測定するものである。保護膜中の異物は素子よりも高
い位置にあるため、光切断法により異物を検出できる可
能性かある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記３橿の従来技術を薄膜磁気ヘッドの保護族中に混入
された異物の検出法として適用する場合、それぞれ以下
に示す問題点がある。

通常の明視野あるいは暗視野照明で同一形状の２つの素
子を燻像し比ｅ検査する方法は、保護膜で覆われた素子
の表面特性（表面が滑らかであるかざらざらしているか
といったような特性）や形状のばらつきが検査結果に大
きく影響するという問題がある。例えは異物の下に存在
する素子の表面がざらざらしている場合、照射した元は
異物だけでなく素子表面でも散乱するため、明視野照明
では異物１子ともに暗く、暗視野照明では異物。

素子ともに明るく検出され、異物のコントラストが弱（
なって比較検査の際に不一致成分が小さ（なり異物を見
逃す危険性がある。また、素子表面の凹凸が激しい場合
には、明視野、暗視野照明を問わずランダムな濃淡変化
として検出されるため、比奴検査時に不一致を生じてし
まＰ、正常な部分を異物と誤検出するｔＮ性がある。

レーザ光を斜方から照射し、異物からの散乱光を検出す
る方法も、素子の表面特性が検査結果に大きな影響な与
える。半導体ウエノ１のパターンに比べ、薄膜磁気ヘッ
ドのパターンは表面が粗く、パターン表面でもレーザ光
の偏光特性が乱されるため、パターンからの散乱光と保
護膜中の異物からの散乱光を弁別するのは困蟲である。

このため、この従来技術を薄拠出気ヘッドの検査に適用
することは困難である。

保護膜中の異物の検出に光切断法を用いる場合には次の
ような問題がある。光切断法では、投影したスリット像
をＴＶ左カメラ撮像し、得られた画像からスリット位置
を算出、処理することにより、対象物の１断面形状を知
ることかで餘る。このため、対象物全体の３次元形状を
得るには、スリット位置を少しずつ移動しながら上記操
作な株り返す必要があり、複雑な処理と多大な時間を要
する。また、異物が保ｍｇと同一の材質でできた塊状粒
子である場合には、異物からの散乱光が微弱となり、異
物に投影されたスリットを確実に検出することは困難と
なる。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、異物
の見逃しや誤検出をすることなく、簡単な処理で高速に
保護膜中の異物を検出する外観検査方法を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、スリット光な薄膜磁気ヘッドのウェハに対
し斜方から照明し、スリット光が保ｆｉ膜表面に入射す
る位置と、保護膜下ｍＫ存在する素子上にスリット光が
到達する位置との間の領域の全部あるいは一部を、ウェ
ハ上方からスリット状にイメージセンサで検出し、得ら
れる映像信号を過当なしきい値で２値化することにより
達成される。

〔作用〕

スリット光をウエノ・に対し斜方から照射すると、保護
膜下の素子上の前記スリットｆｔ、により照射された領
域が明るく見えると共に、はスリット光の光路中の透明
保１ｔ！ｉ農平に異物が存在した場合にはこの異物によ
り光が散乱して明るく見える。従って、異物を検出する
ことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例をｍ１図〜第６図を参照して説明
する。

第１図は、本発明の一笑九例に係る外観検査方法の説明
図（素子断面図と上面図）である。スリット光１０は紙
面に自直な方向にスリット状になっており、ウニ八表面
に対し角度θで入射している。

保護膜３に入射した光は異物５の表面で散乱するととも
に、保ｉ［１１％下部に存在する系子表面（磁性体４）
に到達する。これをウエノ・上方から観察すると、Ｍ１
崗の下の図に示す如（、素子パターンのうちスリット光
１０が照射された領域Ｐと、保護膜３中に存在する異物
５のみが明るく見える。そこで、スリット光が保＠膜表
面に入射する位置Ｓ１と素子上にスリット光がＪＡ４す
る位＠（Ｓ、の間の領域例えばｄを検出することにより
、素子パターンの影響を受けることなく異物からの散乱
光のみを検出することができる。スリット光に対し、ス
リットと直交方向にウエノ１を移動しながら上記領域ｄ
を検出することにより、ウニノル全面に対し保護膜中の
異物を検出することができる。

藁２図は、第１図で説明した実施例に係る外観検査方法
を適用した外観検査装置の猶成図である。

ｆｔ源１１から出た光はコンデンサレンズ１２、スリッ
ト状に穴のあいた遮光板１３、結像レンズ１４を通って
被検査ウェハ１５上にスリット光１０として結像する。

被検査ウェハ１５からの反射光は対物レンズ１６を介し
て一次元イメージセンサ１７上に結像し、イメージセン
サ１７の出力である映像信号は２値化回路１Ｂによりあ
るしきい値ｒｈ　　で２植化される。イメージセンサ１
７はｗ、１図で説明、したように、スリット光１０が被
検査ウェハ１１５の保護膜に入射する位置と、保護膜下
部に存在する素子上にスリット光が到達する位置の間の
領域の全部あるいは一部を検出するように位置をａ１４
ｙしておく。

次に、この調整方法の一例について説明する。

第１図において、保護膜３の表面から素子上面までの保
ｉ！ｉｍの厚さをｔ、保護膜３の屈折率をルとすると、
スリット光１０が保護膜３の表面に入射する位ｆｉｔｓ
、から素子上面に到達する位置Ｓ、までの長さを上方か
ら検出したＩＩ＠　ｘは、 ｘ　＝　ｔ＠ｔａｎｉｚｉｎ−’　（−ｃＯｓθ））ル となる。そこでまず、イメージセンサ１７による検出幅
ｄ　ｔａ：ｄ　＜ｘとなるように対物レンズ１６の倍率
な違憲する。あるいは、対物レンズ１６とイメージセン
ナ１７との間に適当な倍率変換レンズを挿入し、検出幅
ｄをｄくｘとなるように設定する。矢に、イメージセン
サ１７を素子からの反射光が検出できる位置すなわち第
１図の領域Ｐを検出するように′ｖ４整する。この状態
からイメージセンサ１７を、第１図において領域Ｐの右
側の領域を検出するように徐々に移動させる。この時、
イメージセンサ１７からの出力を常時観察しておくと、
保護膜ｓ中に異物がない場合は、イメージセンサ１７の
横出領域から領域Ｐがはずれたとき忙イメージセンサ１
７の出力は０となる。そこで更に、イメージセンサ１７
をウェハ上の長さでｘ　−ｄ　Ｋ対応する距離だけ移動
させることにより、纂１図に示す検出領域を設定するこ
とができる。以上述べたように検出領域ｄを設定した場
合、保論膜Ｓの表面から深さｔ、＝　ｔｉ／１ａｎｉｚ
Ｌｎ−’　（−ｃｏｘθ））ル までの間に存在する異物を検出することができる。・向
、本実ゐ例では、ｉ＠１図においてスリット光１０が保
＠に層表面に、入射する位置Ｓ１より右側の領域からの
反射光は存在しないため、実除には検出領域を右側に広
げ、ｄ＞：ｒ：となりても支障はない。

この状態でＸステージ１９（スリット光１０と直交方向
に移動）とＹステージ２０（スリット光１０ト同一方向
に＃Ｉｆｌ）を適宜駆動することにより、被穫査ウェハ
１５の保護膜中に存在する異物からの散乱光を、ウェハ
全面について検出することができる。

保護Ｂｌ＆ｓ中の異物５が保護膜３と同一材質でできた
塊状粒子である場合は、異物５からの散乱光は！弱であ
る。しかし、イメージセンサ１７からの映像化号には異
物５からの散乱光以外の成分は含まれていないため、２
値化回＃６１８のしきい値Ｔｈを充分小さくすることで
、ｗＡ被検出ることなく異物５のみをＭ実に検出するこ
とができる。

纂５図は本発明の他の実施例を示す構成図である。！２
図に示した実施例と異なるのは、対向する２方向からス
リット光を照射している点である。

本実施例では、第４図に示すように、２本のスリットｊ
ｔ、１０ｇ　、　１０Ａを検出領域ｄに対して対称な位
置関係となるように照射する。本実施例によれは、対向
する２方向から照明を行うため、異物からの散乱光強度
を増加させ、異物の＠出感度を同上することができる。

第５−は不発明の更に他の実施例を示す構成図である。

第２図に示した実施例で用いた、スリット状の穴のあい
た進光＠１５の代わりに、直線形状の一部を持りた遮光
板５０を光路に仲人し、照明光へ一部を遮光する。第６
図に、本実施例における照明＄１ＤＣと素子および検出
範囲の位置関係を示す。本実施列は第２図に示した実施
例において、スリット幅を充分広げたものと向−であり
、単純な遮光板で同一の効果が得られる。また、本実施
例における照明方式を、纂４図に示した実施例の如く対
向する２方向から行えは、異物の検出感度が向上できる
のはいうまでもない。

尚、上述した実施例では、斜方からの照明を透明保護腰
下の素子まで照明しているが、上記説明から明らかな様
に、目的は異物の検出であるから素子まで照明する必要
はない。つまり、斜方照明により透明保護膜のみ照明で
きれば、保護膜中の異物は構出可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したよ５に、本発明によれは、コンビ１−タ用
磁気ディスク尋に使用する薄層磁気ヘッドのような、透
明像＆！ＩＡＫｆｆｌわれた素子の保−膜中に搗入され
た異物を、素子パターンと分離し【検出することができ
るため、素子パターンの形状玉表面特性に影響されるこ
となく、また−似久陥を発生することなく異物のみを高
い信頼度で検出できる。このため、製品の信頼性向上Ｋ
ａＪ著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例忙係る外観検査方法を説明
する素子断面図と上面図から成る位置関係図、纂２図は
第１実施例を実施する外観検査装置の構成図、１ｉ１４
３図は本発明の第２実施例に係る外観検査方法を実施す
る外観検査ｆｅｔの構成図、第４囚は第２笑施例に係る
外観検査方法を説明する位＊Ｗａ＊図、第５図は第３実
施例に係る外観検査方法を実施する外観検査装置の構成
図、第６図は第３実施例に係る外観検査方法を説明する
位置関係図、第７図は薄膜磁気ヘッドの部分断面図、＠
８図は光切断法の概念説明因である。 ３・・・保ｌＩ展　　　　　　５　、５ａ　、　５ｂ・
・・異物１０　、１０α、１０ｂ・・・スリット光１０
Ｃ・・・照明光 １５　、１５α、　１５ｊ　、　５０・・・Ｘ元板為５
．・・・被検査ウェハ　　１６・・・対物レンズ・・・
−次元イメージセンサ ・・・２値化回路 兜２図 閉５図 擾 ＩＪ ｔｏλノ°−トえ。 第４図 閉５図 ＦＩ ４７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透明保護膜を有する被検査対象に対し、斜方から照
   明を施こす手段を有する外観検査装置であって、前記斜
   方からの照明光をスリット状にし、このスリット像を被
   検査対象表面に投影させ、被検査対象の保護膜表面にス
   リット光が入射する位置から、前記スリット光が保護膜
   下部に存在する素子の上面に入射する位置までの間の領
   域の全部あるいは一部の領域からの反射光を、被検査対
   象の上方からスリット状に検出することを特徴とする外
   観検査方法。 ２、請求項１において、スリット光が被検査対象の保護
   膜表面となす交線をＳ＿１、保護膜下部の素子上面とな
   す交線をＳ＿２とした時に、該スリット光に替えて、Ｓ
   ＿１を境界線としてＳ＿２を含む領域にのみ光が入射し
   、反対側の領域には光が入射しないように成形した照明
   光を使用することを特徴とする外観検査方法。 ３、請求項１または２において、対向する２つの斜方向
   から同時に照明することを特徴とする外観検査方向。 ４、請求項１乃至３のいずれかにおいて、透明保護膜を
   有する被検査対象に対し、保護膜下部に存在する素子は
   照明せず、その上に存在する保護膜のみを照明すること
   により、下地の素子は検出せず保護膜中に存在する異物
   からの散乱光のみを検出することを特徴とする外観検査
   方法。