JPH0658743A - 表面歪みの検出及び判定方法並びに装置 - Google Patents
表面歪みの検出及び判定方法並びに装置Info
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- JPH0658743A JPH0658743A JP20925392A JP20925392A JPH0658743A JP H0658743 A JPH0658743 A JP H0658743A JP 20925392 A JP20925392 A JP 20925392A JP 20925392 A JP20925392 A JP 20925392A JP H0658743 A JPH0658743 A JP H0658743A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 鏡面試料の全表面の微細な凹凸を熟練検査員
の直接の目視によらなくても容易に確認でき、またその
凹凸の大きさ及び深さ又は高さも確認できるので、鏡面
試料の良否の判定を正確に行なうことができる。 【構成】 光源１からハーフミラー３及び集光レンズ４
を介して鏡面試料５に光を照射する。テレビジョンカメ
ラ８のカメラレンズ７の焦点位置を第１の位置Ｐ1と第
２の位置Ｐ2に設定して鏡面試料５の表面を撮像する。
第１の位置Ｐ1に設定したテレビジョンカメラ８は、鏡
面試料５の非周辺部分にある凹凸を明るい光点として捕
え、第２のテレビジョンカメラ８は鏡面試料５の周辺部
分にある凹凸を周辺部分の画像の輪郭に凹み又は出っ張
りとして捕える。
の直接の目視によらなくても容易に確認でき、またその
凹凸の大きさ及び深さ又は高さも確認できるので、鏡面
試料の良否の判定を正確に行なうことができる。 【構成】 光源１からハーフミラー３及び集光レンズ４
を介して鏡面試料５に光を照射する。テレビジョンカメ
ラ８のカメラレンズ７の焦点位置を第１の位置Ｐ1と第
２の位置Ｐ2に設定して鏡面試料５の表面を撮像する。
第１の位置Ｐ1に設定したテレビジョンカメラ８は、鏡
面試料５の非周辺部分にある凹凸を明るい光点として捕
え、第２のテレビジョンカメラ８は鏡面試料５の周辺部
分にある凹凸を周辺部分の画像の輪郭に凹み又は出っ張
りとして捕える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばシリコンウエ
ハ、ハードディスク、光磁気ディスクその他の鏡面状態
にある試料表面の歪みを検出する方法及び該歪みの程度
を判定する方法並びにこれ等の方法を実施する装置に関
する。
ハ、ハードディスク、光磁気ディスクその他の鏡面状態
にある試料表面の歪みを検出する方法及び該歪みの程度
を判定する方法並びにこれ等の方法を実施する装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、シリコンウエハ等の鏡面状の
試料（鏡面試料）表面の歪みを非接触で検出する方法と
して、古来より魔鏡として知られている光の反射を利用
する方法がある。
試料（鏡面試料）表面の歪みを非接触で検出する方法と
して、古来より魔鏡として知られている光の反射を利用
する方法がある。
【０００３】この方法を図９を用いて説明すると、光源
ａからの光ｂを、ピンホールｃを通して鏡面試料ｄに照
射し、その反射光ｅを受光面ｆに投影し、このとき鏡面
試料ｄの表面ｇが完全な平面であれば受光面ｆは均一な
照度で照らされるが、若し鏡面試料ｄの表面ｇに微小な
凹みｈがあれば、この凹みｈでの反射光ｅ1は受光面ｆ
上に集光するから、受光面ｆ上の凹みｈに対応する所が
非常に明るく、その両側が暗くなるという照度変化ｉを
生じる。鏡面試料ｄの表面に凸部がある場合には、受光
面ｆ上の明暗は、凹みとは反転するが、同様に照度変化
が生じる。
ａからの光ｂを、ピンホールｃを通して鏡面試料ｄに照
射し、その反射光ｅを受光面ｆに投影し、このとき鏡面
試料ｄの表面ｇが完全な平面であれば受光面ｆは均一な
照度で照らされるが、若し鏡面試料ｄの表面ｇに微小な
凹みｈがあれば、この凹みｈでの反射光ｅ1は受光面ｆ
上に集光するから、受光面ｆ上の凹みｈに対応する所が
非常に明るく、その両側が暗くなるという照度変化ｉを
生じる。鏡面試料ｄの表面に凸部がある場合には、受光
面ｆ上の明暗は、凹みとは反転するが、同様に照度変化
が生じる。
【０００４】この方法によれば、受光面ｆ上の照度変化
により、０．３μｍ程度の凹凸を検出することができ
る。
により、０．３μｍ程度の凹凸を検出することができ
る。
【０００５】また、前記魔鏡の原理を応用して、０．３
μｍより小さい凹凸を検出することができる種々の表面
歪みの検出方法も知られている。
μｍより小さい凹凸を検出することができる種々の表面
歪みの検出方法も知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】例えばシリコンウエハ
等の試料の表面の周辺部分は、必らずだれた状態（下方
に傾斜している状態）に仕上がるから、上述した従来の
表面歪みの検出方法によれば、試料の表面の周辺部分に
おける反射光による受光面ｆ上の照度は反射光が拡散さ
れるために低下し、それ故、該周辺部分にある凹凸を検
出することが困難である。そこで従来、試料の周辺部分
の凹凸の検査は、熟練検査員の目視による方法しかな
く、この方法によれば、検査員の疲労が甚しく、また、
検査基準が検査員の個人差、時間的疲労度等によってあ
いまいであるという不都合があった。本発明は、従来の
このような不都合を解消する表面歪みの検出及び判定方
法並びに装置を提出することをその目的とするものであ
る。
等の試料の表面の周辺部分は、必らずだれた状態（下方
に傾斜している状態）に仕上がるから、上述した従来の
表面歪みの検出方法によれば、試料の表面の周辺部分に
おける反射光による受光面ｆ上の照度は反射光が拡散さ
れるために低下し、それ故、該周辺部分にある凹凸を検
出することが困難である。そこで従来、試料の周辺部分
の凹凸の検査は、熟練検査員の目視による方法しかな
く、この方法によれば、検査員の疲労が甚しく、また、
検査基準が検査員の個人差、時間的疲労度等によってあ
いまいであるという不都合があった。本発明は、従来の
このような不都合を解消する表面歪みの検出及び判定方
法並びに装置を提出することをその目的とするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の表面歪みの検出方法は、光源から
の光を集光レンズにより略平行な光にして鏡面試料面に
照射し、該鏡面試料面を、カメラレンズの焦点位置が前
記集光レンズと鏡面試料との間の第１の位置に設定され
たテレビジョンカメラで撮像し、撮像した鏡面試料面の
非周辺部分の画像の明部又は暗部から、該非周辺部分の
表面の凹部又は凸部を検出し、該鏡面試料面を、カメラ
レンズの焦点位置が前記鏡面試料の非照射面側の第２の
位置に設定されたテレビジョンカメラで撮像し、撮像し
た鏡面試料面の周辺部分の画像の輪郭からの凹み又は出
っ張りより該周辺部分の表面の凹部又は凸部を検出し、
前記鏡面試料全面の凹部又は凸部を同時又は順次に検出
するようにしたことを特徴とする。請求項２記載の表面
歪み判定方法は、光源からの光を集光レンズにより略平
行な光にして鏡面試料面に照射し、該鏡面試料面を、カ
メラレンズの焦点位置が前記集光レンズと鏡面試料との
間の第１の位置に設定されたテレビジョンカメラで撮像
し、撮像した鏡面試料面の非周辺部分の画像の明部又は
暗部の明るさ又は暗さの程度及び面積から非周辺部分の
表面の凹部又は凸部の深さ又は高さ及び大きさを検出
し、検出した該凹部又は凸部の深さ又は高さ及び大きさ
から該凹部又は凸部の程度を判定し、前記鏡面試料面
を、カメラレンズの焦点位置が前記鏡面試料の非照射面
側の第２の位置に設定されたテレビジョンカメラで撮像
し、撮像した鏡面試料面周辺部分の画像の輪郭からの凹
み又は出っ張りの両端間の長さ及び深さ又は高さから該
周辺部分の表面の凹部又は凸部の大きさ及び深さ又は高
さを検出し、検出した凹部又は凸部の大きさ及び深さ又
は高さから該凹部又は凸部の程度を判定することを特徴
とする。請求項３記載の表面歪み検出装置は、光源と、
該光源からの光を略平行な光にして鏡面試料面に照射す
る光学系と、該鏡面試料面での反射光から鏡面試料面を
撮像するテレビジョンカメラとを具備し、該テレビジョ
ンカメラは、焦点位置が前記集光レンズと鏡面試料の照
射面との間の第１の位置と鏡面試料の非照射面側の第２
の位置に設定された２個のカメラレンズを有することを
特徴とする。請求項４記載の表面歪み検出装置は、光源
と、該光源からの光を略平行な光にして鏡面試料面に照
射する光学系と、該鏡面試料面での反射光から鏡面試料
面を撮像する２台のテレビジョンカメラとを具備し、該
テレビジョンカメラの一台は、焦点位置が前記集光レン
ズと鏡面試料の照射面との間の第１の位置に設置された
カメラレンズを有し、他の一台は、焦点位置が鏡面試料
の非照射面側の第２の位置に設定されたカメラレンズを
有することを特徴とする。請求項５記載の表面歪みの判
定装置は、前記テレビジョンカメラから順次又は同時に
出力する第１及び第２の映像信号を画像処理する画像処
理装置と、鏡面試料の欠陥判定手段とを備え、該画像処
理装置は、カメラレンズの焦点位置が前記第１の位置に
設定されたテレビジョンカメラから出力する第１映像信
号を画像処理して鏡面試料の非周辺部分の明暗の程度及
び面積に対応する該非周辺部分の表面の凹凸の深さ又は
高さ及び大きさを示す歪み信号を出力し、カメラレンズ
の焦点位置が前記第２の位置に設定されたテレビジョン
カメラから出力する第２映像信号を画像処理して鏡面試
料の周辺部分の画像の輪郭からの凹み又は出っ張りの両
端間の長さ及び深さ又は高さに対応する該周辺部分の表
面の凹凸の大きさ及び深さ又は高さを示す歪み信号を出
力するものであり、前記欠陥判定手段は、前記歪み信号
から表面歪みの合否を判定するものであることを特徴と
する。
めに、請求項１記載の表面歪みの検出方法は、光源から
の光を集光レンズにより略平行な光にして鏡面試料面に
照射し、該鏡面試料面を、カメラレンズの焦点位置が前
記集光レンズと鏡面試料との間の第１の位置に設定され
たテレビジョンカメラで撮像し、撮像した鏡面試料面の
非周辺部分の画像の明部又は暗部から、該非周辺部分の
表面の凹部又は凸部を検出し、該鏡面試料面を、カメラ
レンズの焦点位置が前記鏡面試料の非照射面側の第２の
位置に設定されたテレビジョンカメラで撮像し、撮像し
た鏡面試料面の周辺部分の画像の輪郭からの凹み又は出
っ張りより該周辺部分の表面の凹部又は凸部を検出し、
前記鏡面試料全面の凹部又は凸部を同時又は順次に検出
するようにしたことを特徴とする。請求項２記載の表面
歪み判定方法は、光源からの光を集光レンズにより略平
行な光にして鏡面試料面に照射し、該鏡面試料面を、カ
メラレンズの焦点位置が前記集光レンズと鏡面試料との
間の第１の位置に設定されたテレビジョンカメラで撮像
し、撮像した鏡面試料面の非周辺部分の画像の明部又は
暗部の明るさ又は暗さの程度及び面積から非周辺部分の
表面の凹部又は凸部の深さ又は高さ及び大きさを検出
し、検出した該凹部又は凸部の深さ又は高さ及び大きさ
から該凹部又は凸部の程度を判定し、前記鏡面試料面
を、カメラレンズの焦点位置が前記鏡面試料の非照射面
側の第２の位置に設定されたテレビジョンカメラで撮像
し、撮像した鏡面試料面周辺部分の画像の輪郭からの凹
み又は出っ張りの両端間の長さ及び深さ又は高さから該
周辺部分の表面の凹部又は凸部の大きさ及び深さ又は高
さを検出し、検出した凹部又は凸部の大きさ及び深さ又
は高さから該凹部又は凸部の程度を判定することを特徴
とする。請求項３記載の表面歪み検出装置は、光源と、
該光源からの光を略平行な光にして鏡面試料面に照射す
る光学系と、該鏡面試料面での反射光から鏡面試料面を
撮像するテレビジョンカメラとを具備し、該テレビジョ
ンカメラは、焦点位置が前記集光レンズと鏡面試料の照
射面との間の第１の位置と鏡面試料の非照射面側の第２
の位置に設定された２個のカメラレンズを有することを
特徴とする。請求項４記載の表面歪み検出装置は、光源
と、該光源からの光を略平行な光にして鏡面試料面に照
射する光学系と、該鏡面試料面での反射光から鏡面試料
面を撮像する２台のテレビジョンカメラとを具備し、該
テレビジョンカメラの一台は、焦点位置が前記集光レン
ズと鏡面試料の照射面との間の第１の位置に設置された
カメラレンズを有し、他の一台は、焦点位置が鏡面試料
の非照射面側の第２の位置に設定されたカメラレンズを
有することを特徴とする。請求項５記載の表面歪みの判
定装置は、前記テレビジョンカメラから順次又は同時に
出力する第１及び第２の映像信号を画像処理する画像処
理装置と、鏡面試料の欠陥判定手段とを備え、該画像処
理装置は、カメラレンズの焦点位置が前記第１の位置に
設定されたテレビジョンカメラから出力する第１映像信
号を画像処理して鏡面試料の非周辺部分の明暗の程度及
び面積に対応する該非周辺部分の表面の凹凸の深さ又は
高さ及び大きさを示す歪み信号を出力し、カメラレンズ
の焦点位置が前記第２の位置に設定されたテレビジョン
カメラから出力する第２映像信号を画像処理して鏡面試
料の周辺部分の画像の輪郭からの凹み又は出っ張りの両
端間の長さ及び深さ又は高さに対応する該周辺部分の表
面の凹凸の大きさ及び深さ又は高さを示す歪み信号を出
力するものであり、前記欠陥判定手段は、前記歪み信号
から表面歪みの合否を判定するものであることを特徴と
する。
【０００８】
【作用】図１に基づいて説明すると、光源１からの光Ｌ
1をピンホール２及びハーフミラー３を介して集光レン
ズ４により略平行な光にして鏡面試料５の表面６に照射
すると、鏡面試料５の表面６の反射光Ｌ2はハーフミラ
ー３及びカメラレンズ７を介してテレビジョンカメラ８
に入射する。
1をピンホール２及びハーフミラー３を介して集光レン
ズ４により略平行な光にして鏡面試料５の表面６に照射
すると、鏡面試料５の表面６の反射光Ｌ2はハーフミラ
ー３及びカメラレンズ７を介してテレビジョンカメラ８
に入射する。
【０００９】カメラレンズ７の焦点位置を、鏡面試料５
の表面６にピントを合わせた場合には、テレビジョンカ
メラ８は、鏡面試料５の表面６の形状を撮像するのみ
で、表面６の凹凸の照度変化を捕えることができない。
の表面６にピントを合わせた場合には、テレビジョンカ
メラ８は、鏡面試料５の表面６の形状を撮像するのみ
で、表面６の凹凸の照度変化を捕えることができない。
【００１０】カメラレンズ７の焦点位置が、集光レンズ
４と鏡面試料５との間の任意の位置、すなわち第１の位
置Ｐ1に設定されたとき、鏡面試料５の表面６の非周辺
部の凹部９で反射した光Ｌ3は、第１の位置Ｐ1では集光
するから、テレビジョンカメラ８は凹部９を、図３に示
すように、明るい光点（ＬＰ）として捕える。例えば、
シリコンウエハのような鏡面試料５は、その周辺部分１
０が僅かにだれているので、周辺部分１０で反射する光
Ｌ4は集光レンズ４を通過してテレビジョンカメラ８に
入射しない。したがって、テレビジョンカメラ８で捕え
る鏡面試料５の周辺部分の映像はぼけた映像となる。
４と鏡面試料５との間の任意の位置、すなわち第１の位
置Ｐ1に設定されたとき、鏡面試料５の表面６の非周辺
部の凹部９で反射した光Ｌ3は、第１の位置Ｐ1では集光
するから、テレビジョンカメラ８は凹部９を、図３に示
すように、明るい光点（ＬＰ）として捕える。例えば、
シリコンウエハのような鏡面試料５は、その周辺部分１
０が僅かにだれているので、周辺部分１０で反射する光
Ｌ4は集光レンズ４を通過してテレビジョンカメラ８に
入射しない。したがって、テレビジョンカメラ８で捕え
る鏡面試料５の周辺部分の映像はぼけた映像となる。
【００１１】次に、カメラレンズ７の焦点位置が、鏡面
試料５の非照射面側の任意の位置すなわち、第２の位置
Ｐ2に設定されたとき、反射光Ｌ3、Ｌ3の２本の線を
Ｌ4、Ｌ4で示すように第２の位置Ｐ2まで延長するとそ
の間隔は広がるから、テレビジョンカメラ８は孔２を図
４で示すように暗い光点（ＤＰ）として捕える。これに
対して鏡面試料５の表面６の周辺部分１０では、反射光
Ｌ4の線をＬ5で示すように第２の位置Ｐ2まで延長する
と、非周辺部分での反射光Ｌ2´の延長線との間隔が狭
まるから、周辺部１０の輪郭は、くっきりと強調されて
テレビジョンカメラ８で撮像される。図２に示すよう
に、前記周辺部分１０に凹部９ａを有するときは、周辺
部分１０における反射光Ｌ4に対して凹部９ａにおける
反射光Ｌ6は外側になり、焦点位置が第１の位置Ｐ1に設
定されたテレビジョンカメラ８では、凹部９ａは長さＷ
1だけ、鏡面試料５の輪郭から出っ張った画像として捕
えられ、周辺部分１０における反射光Ｌ4の延長線Ｌ5に
対して凹部９ａにおける反射光Ｌ6の延長線Ｌ7は内側に
なり、焦点位置が第２の位置Ｐ2に設定されたテレビジ
ョンカメラ８では、凹部９ａは長さＷ2だけ鏡面試料５
の輪郭から凹んだ画像として捕えられる。
試料５の非照射面側の任意の位置すなわち、第２の位置
Ｐ2に設定されたとき、反射光Ｌ3、Ｌ3の２本の線を
Ｌ4、Ｌ4で示すように第２の位置Ｐ2まで延長するとそ
の間隔は広がるから、テレビジョンカメラ８は孔２を図
４で示すように暗い光点（ＤＰ）として捕える。これに
対して鏡面試料５の表面６の周辺部分１０では、反射光
Ｌ4の線をＬ5で示すように第２の位置Ｐ2まで延長する
と、非周辺部分での反射光Ｌ2´の延長線との間隔が狭
まるから、周辺部１０の輪郭は、くっきりと強調されて
テレビジョンカメラ８で撮像される。図２に示すよう
に、前記周辺部分１０に凹部９ａを有するときは、周辺
部分１０における反射光Ｌ4に対して凹部９ａにおける
反射光Ｌ6は外側になり、焦点位置が第１の位置Ｐ1に設
定されたテレビジョンカメラ８では、凹部９ａは長さＷ
1だけ、鏡面試料５の輪郭から出っ張った画像として捕
えられ、周辺部分１０における反射光Ｌ4の延長線Ｌ5に
対して凹部９ａにおける反射光Ｌ6の延長線Ｌ7は内側に
なり、焦点位置が第２の位置Ｐ2に設定されたテレビジ
ョンカメラ８では、凹部９ａは長さＷ2だけ鏡面試料５
の輪郭から凹んだ画像として捕えられる。
【００１２】かくして、請求項１に記載の検出方法によ
れば、図３及び図５に示される鏡面試料５の画像の光点
ＬＰ及び凹みｃｃを順次又は同時に見ることによって鏡
面試料５の全表面６の凹部９、９ａを確認することがで
きる。
れば、図３及び図５に示される鏡面試料５の画像の光点
ＬＰ及び凹みｃｃを順次又は同時に見ることによって鏡
面試料５の全表面６の凹部９、９ａを確認することがで
きる。
【００１３】鏡面試料５の表面６の非周辺部分及び周辺
部分１０に凸部があるときは、凹部９、９ａがあるとき
の逆で、非周辺部分の凸部に対しては暗い光点になり、
周辺部分１０の凸部に対しては鏡面試料５の輪郭から出
っ張る画像となる。図１から明らかなように、鏡面試料
５の非周辺部分の表面の凹部９における反射光Ｌ3は第
１の位置Ｐ1に集光し、凹部９が深いほど集光度が上が
るので明るさを増し、凹部９が大きいほど光点の面積が
大きくなる。一方、図２から明らかなように、鏡面試料
５の周辺部分１０の表面の凹部９ａは深くなる程、第２
の位置Ｐ2上の線Ｌ5とＬ7の間隔Ｗ2が広がるから、図５
に示される鏡面試料５の画像の輪郭からの凹みｃｃの深
さが深くなり、凹部９ａが大きくなる程凹みｃｃの両端
間の長さＸが長くなる。
部分１０に凸部があるときは、凹部９、９ａがあるとき
の逆で、非周辺部分の凸部に対しては暗い光点になり、
周辺部分１０の凸部に対しては鏡面試料５の輪郭から出
っ張る画像となる。図１から明らかなように、鏡面試料
５の非周辺部分の表面の凹部９における反射光Ｌ3は第
１の位置Ｐ1に集光し、凹部９が深いほど集光度が上が
るので明るさを増し、凹部９が大きいほど光点の面積が
大きくなる。一方、図２から明らかなように、鏡面試料
５の周辺部分１０の表面の凹部９ａは深くなる程、第２
の位置Ｐ2上の線Ｌ5とＬ7の間隔Ｗ2が広がるから、図５
に示される鏡面試料５の画像の輪郭からの凹みｃｃの深
さが深くなり、凹部９ａが大きくなる程凹みｃｃの両端
間の長さＸが長くなる。
【００１４】鏡面試料５の非周辺部分及び周辺部分１０
の表面６に凸部があるときには、凹部９の明に対して暗
になり、凹部９ａの凹みｃｃに対して出っ張る。それ以
外は凹部９と同様の傾向になる。
の表面６に凸部があるときには、凹部９の明に対して暗
になり、凹部９ａの凹みｃｃに対して出っ張る。それ以
外は凹部９と同様の傾向になる。
【００１５】したがって、請求項２の表面歪みの判定方
法によれば、鏡面試料５の非周辺部分の表面の凹凸につ
いては、画像の明暗の程度及び面積から凹凸の程度を判
定し、周辺部分の表面の凹凸については、凹みｃｃ又は
出っ張りの深さ又は高さ及びその両端間の長さから凹凸
の程度を判定する。
法によれば、鏡面試料５の非周辺部分の表面の凹凸につ
いては、画像の明暗の程度及び面積から凹凸の程度を判
定し、周辺部分の表面の凹凸については、凹みｃｃ又は
出っ張りの深さ又は高さ及びその両端間の長さから凹凸
の程度を判定する。
【００１６】請求項３に記載の表面歪みの検出装置は、
焦点位置が前記第１及び第２の位置Ｐ1、Ｐ2に夫々設定
されたカメラレンズを有するテレビジョンカメラを用
い、これから順次前記位置Ｐ1、Ｐ2に対する映像信号を
得て、この映像信号から鏡面試料全体の表面の歪みを検
出する。
焦点位置が前記第１及び第２の位置Ｐ1、Ｐ2に夫々設定
されたカメラレンズを有するテレビジョンカメラを用
い、これから順次前記位置Ｐ1、Ｐ2に対する映像信号を
得て、この映像信号から鏡面試料全体の表面の歪みを検
出する。
【００１７】請求項４に記載の表面歪みの検出装置は、
焦点位置が前記第１の位置Ｐ1に設定されたカメラレン
ズを有するテレビジョンカメラと、焦点位置が前記第２
の位置Ｐ2に設定されたカメラレンズを有するテレビジ
ョンカメラとを用い、これから同時に前記位置Ｐ1、Ｐ2
における映像信号を得て、この映像信号から鏡面試料全
体の表面の歪みを検出する。
焦点位置が前記第１の位置Ｐ1に設定されたカメラレン
ズを有するテレビジョンカメラと、焦点位置が前記第２
の位置Ｐ2に設定されたカメラレンズを有するテレビジ
ョンカメラとを用い、これから同時に前記位置Ｐ1、Ｐ2
における映像信号を得て、この映像信号から鏡面試料全
体の表面の歪みを検出する。
【００１８】請求項５記載の装置によれば、前記画像処
理装置は、テレビジョンカメラから出力した第１映像信
号を画像処理して鏡面試料の非周辺部分の明暗の程度及
び面積に対応する該非周辺部分の表面の凹凸の深さ又は
高さ及び大きさを示す歪み信号を出力し、第２映像信号
を映像処理して鏡面試料周辺部分の画像の輪郭からの凹
み又は出っ張りの両端間の長さ及び深さ又は高さに対応
する該周辺部分の表面の凹凸の大きさ及び深さ又は高さ
を示す歪み信号を出力する。したがってこの歪み信号を
欠陥判定手段において基準と比較して合否を判断する。
理装置は、テレビジョンカメラから出力した第１映像信
号を画像処理して鏡面試料の非周辺部分の明暗の程度及
び面積に対応する該非周辺部分の表面の凹凸の深さ又は
高さ及び大きさを示す歪み信号を出力し、第２映像信号
を映像処理して鏡面試料周辺部分の画像の輪郭からの凹
み又は出っ張りの両端間の長さ及び深さ又は高さに対応
する該周辺部分の表面の凹凸の大きさ及び深さ又は高さ
を示す歪み信号を出力する。したがってこの歪み信号を
欠陥判定手段において基準と比較して合否を判断する。
【００１９】
【実施例】以下本発明の実施例を図面につき説明する。
【００２０】図１は本発明の表面歪み検出装置の一実施
例を示す。
例を示す。
【００２１】この実施例では、テレビジョンカメラ８に
設けるカメラレンズ７は、焦点調整リング（図示せず）
を有し、その調整により、鏡面試料５と集光レンズ４と
の間の第１の位置Ｐ1と鏡面試料５の非照射面側の第２
の位置Ｐ2とに焦点位置を設定することができるように
なっている。
設けるカメラレンズ７は、焦点調整リング（図示せず）
を有し、その調整により、鏡面試料５と集光レンズ４と
の間の第１の位置Ｐ1と鏡面試料５の非照射面側の第２
の位置Ｐ2とに焦点位置を設定することができるように
なっている。
【００２２】図６は本発明の表面歪み検出装置の第２の
実施例を示す。
実施例を示す。
【００２３】この実施例では、テレビジョンカメラ８に
設けるカメラレンズ７は、第１カメラレンズ７ａと第２
カメラレンズ７ｂとから成り、そのいずれを切り替えて
使用するように構成されている。第１カメラレンズ７ａ
の焦点距離は、前記第１の位置Ｐ1に設定され、第２カ
メラレンズ７ｂの焦点距離は前記第２の位置Ｐ2に設定
されている。
設けるカメラレンズ７は、第１カメラレンズ７ａと第２
カメラレンズ７ｂとから成り、そのいずれを切り替えて
使用するように構成されている。第１カメラレンズ７ａ
の焦点距離は、前記第１の位置Ｐ1に設定され、第２カ
メラレンズ７ｂの焦点距離は前記第２の位置Ｐ2に設定
されている。
【００２４】図７は本発明表面歪み検出装置の第３の実
施例を示す。
施例を示す。
【００２５】この実施例では、２台のテレビジョンカメ
ラ８ａ、８ｂを用いており、鏡面試料５で反射した反射
光Ｌ2、Ｌ2が、光源１からの光Ｌ1を反射して直角に曲
げるハーフミラー３を経て第１のテレビジョンカメラ８
ａに入射する途中に第２のハーフミラー３ａを設け、反
射光Ｌ2、Ｌ2の一部を反射して第２のテレビジョンカメ
ラ８ｂに入射するようになっている。第１テレビジョン
カメラ８ａの第１カメラレンズ７ａは焦点距離が前記第
１位置Ｐ1に設定され、第２テレビジョンカメラ８ｂの
第２カメラレンズ７ｂは焦点距離が前記第２の位置Ｐ2
に設定されている。
ラ８ａ、８ｂを用いており、鏡面試料５で反射した反射
光Ｌ2、Ｌ2が、光源１からの光Ｌ1を反射して直角に曲
げるハーフミラー３を経て第１のテレビジョンカメラ８
ａに入射する途中に第２のハーフミラー３ａを設け、反
射光Ｌ2、Ｌ2の一部を反射して第２のテレビジョンカメ
ラ８ｂに入射するようになっている。第１テレビジョン
カメラ８ａの第１カメラレンズ７ａは焦点距離が前記第
１位置Ｐ1に設定され、第２テレビジョンカメラ８ｂの
第２カメラレンズ７ｂは焦点距離が前記第２の位置Ｐ2
に設定されている。
【００２６】図１、図６及び図７に示した実施例では、
いずれもテレビジョンカメラ８及び第１及び第２テレビ
ジョンカメラ８ａ、８ｂから出力した映像信号は図示し
ない画像処理装置を経てモニタディスプレイに入力す
る。かくしてモニタディスプレイには鏡面試料５の全表
面６の画像が表示され、この画像の明暗の光点及び輪郭
からの凹み又は出っ張りから鏡面試料５の非周辺部及び
周辺部１０の凹凸が認識される。
いずれもテレビジョンカメラ８及び第１及び第２テレビ
ジョンカメラ８ａ、８ｂから出力した映像信号は図示し
ない画像処理装置を経てモニタディスプレイに入力す
る。かくしてモニタディスプレイには鏡面試料５の全表
面６の画像が表示され、この画像の明暗の光点及び輪郭
からの凹み又は出っ張りから鏡面試料５の非周辺部及び
周辺部１０の凹凸が認識される。
【００２７】図８は、図７に示す表面歪み検出装置を用
いた本発明の表面歪み判定装置の実施例を示す。
いた本発明の表面歪み判定装置の実施例を示す。
【００２８】第１テレビジョンカメラ８ａ及び第２テレ
ビジョンカメラ８ｂから出力した第１映像信号及び第２
映像信号は画像処理装置１１に入力し、画像処理装置１
１で画像処理された鏡面試料５の全表面６の画像信号は
モニタディスプレイ１２に入力し、画像処理装置１１で
画像処理により得られた鏡面試料５の表面の凹凸の程度
を表わす歪み信号は、欠陥判定回路１３に入力するよう
になっている。
ビジョンカメラ８ｂから出力した第１映像信号及び第２
映像信号は画像処理装置１１に入力し、画像処理装置１
１で画像処理された鏡面試料５の全表面６の画像信号は
モニタディスプレイ１２に入力し、画像処理装置１１で
画像処理により得られた鏡面試料５の表面の凹凸の程度
を表わす歪み信号は、欠陥判定回路１３に入力するよう
になっている。
【００２９】画像処理装置１１は、第１映像信号を画像
処理して、前記非周辺部分の明暗の程度及び面積に対応
する該非周辺部分の表面の凹凸の深さ又は高さ及び大き
さを示す歪信号を出力し、また第２映像信号を画像処理
して、前記周辺部分１０の画像の輪郭からの凹み又は出
っ張りの両端間の長さ及び深さ又は高さに対応する該周
辺部分１０の表面の凹凸の大きさ及び深さ又は高さを示
す歪信号を出力する。前記２つの歪信号は欠陥判定回路
１３に入力して基準と比較し、鏡面試料５の表面６の凹
凸の合否を判定する。合否の結果は、前記モニタディス
プレイ１２に鏡面試料５の表面の凹凸を示す画像１４と
一緒に表示するか、又は、図示しないレコーダに記録す
る。前記画像処理装置１１は、以上の画像処理の他、鏡
面試料５の表面６の凹凸の位置信号と数量信号を出力す
ることができ、これらの凹凸の大きさ及び深さ又は高さ
の値とともにモニタディスプレイ１２に表示することが
できる。
処理して、前記非周辺部分の明暗の程度及び面積に対応
する該非周辺部分の表面の凹凸の深さ又は高さ及び大き
さを示す歪信号を出力し、また第２映像信号を画像処理
して、前記周辺部分１０の画像の輪郭からの凹み又は出
っ張りの両端間の長さ及び深さ又は高さに対応する該周
辺部分１０の表面の凹凸の大きさ及び深さ又は高さを示
す歪信号を出力する。前記２つの歪信号は欠陥判定回路
１３に入力して基準と比較し、鏡面試料５の表面６の凹
凸の合否を判定する。合否の結果は、前記モニタディス
プレイ１２に鏡面試料５の表面の凹凸を示す画像１４と
一緒に表示するか、又は、図示しないレコーダに記録す
る。前記画像処理装置１１は、以上の画像処理の他、鏡
面試料５の表面６の凹凸の位置信号と数量信号を出力す
ることができ、これらの凹凸の大きさ及び深さ又は高さ
の値とともにモニタディスプレイ１２に表示することが
できる。
【００３０】この実施例では、欠陥判定回路１３を別個
に設けたが、画像処理装置１１をコンピュータで構成し
た時は、コンピュータに組み込むことができる。
に設けたが、画像処理装置１１をコンピュータで構成し
た時は、コンピュータに組み込むことができる。
【００３１】図６に示す表面歪み検出装置を用いた本発
明の表面歪み判定装置についても図８に示す装置とほゞ
同じように構成される。
明の表面歪み判定装置についても図８に示す装置とほゞ
同じように構成される。
【００３２】尚、例えばシリコンウエハを鏡面試料５と
して用いた場合、シリコンウエハには、オリエンテーシ
ョンフラットと称するシリコンの結晶方位を表わすため
の直線にカットされた部分１５が例えば図３に示すよう
に形成されている。この部分１５は、鏡面試料５の周辺
部分１０にある通常の凹凸に対応する画像の輪郭からの
凹み又は出っ張りの両端間の長さよりも長いので、この
部分１５を直線状態の輪郭部として画像処理する。
して用いた場合、シリコンウエハには、オリエンテーシ
ョンフラットと称するシリコンの結晶方位を表わすため
の直線にカットされた部分１５が例えば図３に示すよう
に形成されている。この部分１５は、鏡面試料５の周辺
部分１０にある通常の凹凸に対応する画像の輪郭からの
凹み又は出っ張りの両端間の長さよりも長いので、この
部分１５を直線状態の輪郭部として画像処理する。
【００３３】
【発明の効果】本発明は、上述のように構成されている
から、鏡面試料の非周辺部分は勿論周辺部分にある微細
な凹凸を熟練検査員の直接の目視によらなくても容易に
検出することができ、しかもその凹凸の大きさ及び深さ
又は高さも確認できるので、鏡面試料の良否の判定を正
確に行なうことができるという効果を有する。
から、鏡面試料の非周辺部分は勿論周辺部分にある微細
な凹凸を熟練検査員の直接の目視によらなくても容易に
検出することができ、しかもその凹凸の大きさ及び深さ
又は高さも確認できるので、鏡面試料の良否の判定を正
確に行なうことができるという効果を有する。
【図１】 本発明に係る表面歪み検出装置の一実施例の
要部の線図
要部の線図
【図２】 図１の一部拡大図
【図３】 カメラレンズの焦点位置を第１の位置に設定
したテレビジョンカメラで撮像した非周辺部に凹部のあ
る鏡面試料の模式図
したテレビジョンカメラで撮像した非周辺部に凹部のあ
る鏡面試料の模式図
【図４】 カメラレンズの焦点位置を第２の位置に設定
したテレビジョンカメラで撮像した非周辺部に凹部のあ
る鏡面試料の模式図
したテレビジョンカメラで撮像した非周辺部に凹部のあ
る鏡面試料の模式図
【図５】 カメラレンズの焦点位置を第２の位置に設定
したテレビジョンカメラで撮像した周辺部分に凹部のあ
る鏡面試料の表面の模式図
したテレビジョンカメラで撮像した周辺部分に凹部のあ
る鏡面試料の表面の模式図
【図６】 本発明に係る表面歪み検出装置の第２の実施
例の要部の線図
例の要部の線図
【図７】 本発明に係る表面歪み検出装置の第３の実施
例の要部の線図
例の要部の線図
【図８】 本発明に係る表面歪み判定装置の実施例の線
図
図
【図９】 従来の表面歪み検出方法の説明図
１ 光源 ３、３ａ ハーフミラー ４ 集光レンズ ５ 鏡面試料 ６ 表面 ７、７ａ、７ｂ カメラレンズ ８、８ａ、８ｂ テレビジョンカメラ ９、９ａ
凹部 １０ 周辺部 １１ 画像処理装
置 １２ モニタディスプレイ １３ 欠陥判定回
路
凹部 １０ 周辺部 １１ 画像処理装
置 １２ モニタディスプレイ １３ 欠陥判定回
路
Claims (5)
- 【請求項１】 光源からの光を集光レンズにより略平行
な光にして鏡面試料面に照射し、該鏡面試料面を、カメ
ラレンズの焦点位置が前記集光レンズと鏡面試料との間
の第１の位置に設定されたテレビジョンカメラで撮像
し、撮像した鏡面試料面の非周辺部分の画像の明部又は
暗部から、該非周辺部分の表面の凹部又は凸部を検出
し、該鏡面試料面を、カメラレンズの焦点位置が前記鏡
面試料の非照射面側の第２の位置に設定されたテレビジ
ョンカメラで撮像し、撮像した鏡面試料面の周辺部分の
画像の輪郭からの凹み又は出っ張りより該周辺部分の表
面の凹部又は凸部を検出し、前記鏡面試料全面の凹部又
は凸部を同時又は順次に検出するようにしたことを特徴
とする表面歪みの検出方法。 - 【請求項２】 光源からの光を集光レンズにより略平行
な光にして鏡面試料面に照射し、該鏡面試料面を、カメ
ラレンズの焦点位置が前記集光レンズと鏡面試料との間
の第１の位置に設定されたテレビジョンカメラで撮像
し、撮像した鏡面試料面の非周辺部分の画像の明部又は
暗部の明るさ又は暗さの程度及び面積から非周辺部分の
表面の凹部又は凸部の深さ又は高さ及び大きさを検出
し、検出した該凹部又は凸部の深さ又は高さ及び大きさ
から該凹部又は凸部の程度を判定し、前記鏡面試料面
を、カメラレンズの焦点位置が前記鏡面試料の非照射面
側の第２の位置に設定されたテレビジョンカメラで撮像
し、撮像した鏡面試料面周辺部分の画像の輪郭からの凹
み又は出っ張りの両端間の長さ及び深さ又は高さから該
周辺部分の表面の凹部又は凸部の大きさ及び深さ又は高
さを検出し、検出した凹部又は凸部の大きさ及び深さ又
は高さから該凹部又は凸部の程度を判定することを特徴
とする表面歪みの判定方法。 - 【請求項３】 光源と、該光源からの光を略平行な光に
して鏡面試料面に照射する光学系と、該鏡面試料面での
反射光から鏡面試料面を撮像するテレビジョンカメラと
を具備し、該テレビジョンカメラは、焦点位置が前記集
光レンズと鏡面試料の照射面との間の第１の位置と鏡面
試料の非照射面側の第２の位置に設定された２個のカメ
ラレンズを有することを特徴とする表面歪みの検出装
置。 - 【請求項４】 光源と、該光源からの光を略平行な光に
して鏡面試料面に照射する光学系と、該鏡面試料面での
反射光から鏡面試料面を撮像する２台のテレビジョンカ
メラとを具備し、該テレビジョンカメラの一台は、焦点
位置が前記集光レンズと鏡面試料の照射面との間の第１
の位置に設置されたカメラレンズを有し、他の一台は、
焦点位置が鏡面試料の非照射面側の第２の位置に設定さ
れたカメラレンズを有することを特徴とする表面歪みの
検出装置。 - 【請求項５】 請求項３又は請求項４記載の表面歪みの
検出装置と、前記テレビジョンカメラから順次又は同時
に出力する第１及び第２の映像信号を画像処理する画像
処理装置と、鏡面試料の欠陥判定手段とを備え、該画像
処理装置は、カメラレンズの焦点位置が前記第１の位置
に設定されたテレビジョンカメラから出力する第１映像
信号を画像処理して鏡面試料の非周辺部分の明暗の程度
及び面積に対応する該非周辺部分の表面の凹凸の深さ又
は高さ及び大きさを示す歪み信号を出力し、カメラレン
ズの焦点位置が前記第２の位置に設定されたテレビジョ
ンカメラから出力する第２映像信号を画像処理して鏡面
試料の周辺部分の画像の輪郭からの凹み又は出っ張りの
両端間の長さ及び深さ又は高さに対応する該周辺部分の
表面の凹凸の大きさ及び深さ又は高さを示す歪み信号を
出力するものであり、前記欠陥判定手段は、前記歪み信
号から表面歪みの合否を判定するものであることを特徴
とする表面歪みの判定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20925392A JPH0658743A (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 表面歪みの検出及び判定方法並びに装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20925392A JPH0658743A (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 表面歪みの検出及び判定方法並びに装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0658743A true JPH0658743A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16569899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20925392A Pending JPH0658743A (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 表面歪みの検出及び判定方法並びに装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0658743A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6819418B2 (en) | 2001-10-26 | 2004-11-16 | Ccs, Inc. | Illuminating apparatus for testing |
| JP2010060539A (ja) * | 2008-09-08 | 2010-03-18 | Raytex Corp | 表面検査装置 |
-
1992
- 1992-08-05 JP JP20925392A patent/JPH0658743A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6819418B2 (en) | 2001-10-26 | 2004-11-16 | Ccs, Inc. | Illuminating apparatus for testing |
| JP2010060539A (ja) * | 2008-09-08 | 2010-03-18 | Raytex Corp | 表面検査装置 |
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