JPH08201304A - 光学検査装置 - Google Patents
光学検査装置Info
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- JPH08201304A JPH08201304A JP7010023A JP1002395A JPH08201304A JP H08201304 A JPH08201304 A JP H08201304A JP 7010023 A JP7010023 A JP 7010023A JP 1002395 A JP1002395 A JP 1002395A JP H08201304 A JPH08201304 A JP H08201304A
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/06—Means for illuminating specimens
- G02B21/08—Condensers
- G02B21/088—Condensers for both incident illumination and transillumination
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- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 観測する試料の像のコントラストを向上させ
ると共に、観測手段の簡易化および低コスト化を達成で
きる検査装置を提供することにある。 【構成】 照射部３からの光を試料Ｓに照射し、透過光
または反射光を観測光学系２を通して観測部４で観測す
る光学検査装置１において、観測光学系２は、透過光ま
たは反射光をそれぞれ集光する物側レンズ１１および像
側レンズ１２を備えると共に両レンズ１１，１２の焦点
を一致させるように構成した両側テレセントリック光学
系と、前記焦点またはその近傍に配設されたアパーチャ
１３と、両側テレセントリック光学系の後側焦点または
その近傍に配設され、試料の像を投影するためのスクリ
ーン１５とを備え、観測部４は、スクリーン１５に投影
された試料Ｓの像を後方から観測するように構成した。
ると共に、観測手段の簡易化および低コスト化を達成で
きる検査装置を提供することにある。 【構成】 照射部３からの光を試料Ｓに照射し、透過光
または反射光を観測光学系２を通して観測部４で観測す
る光学検査装置１において、観測光学系２は、透過光ま
たは反射光をそれぞれ集光する物側レンズ１１および像
側レンズ１２を備えると共に両レンズ１１，１２の焦点
を一致させるように構成した両側テレセントリック光学
系と、前記焦点またはその近傍に配設されたアパーチャ
１３と、両側テレセントリック光学系の後側焦点または
その近傍に配設され、試料の像を投影するためのスクリ
ーン１５とを備え、観測部４は、スクリーン１５に投影
された試料Ｓの像を後方から観測するように構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試料の表面状態等を２
次元的に観測するための検査装置に関するもので、例え
ば、鏡面ウェーハ等の試料の表面（以下、「試料表面」
という）の状態や、試料表面に形成された指標、特にＩ
Ｄ（Identification）番号（識別番号）を検出するのに
適した検査装置に関するものである。
次元的に観測するための検査装置に関するもので、例え
ば、鏡面ウェーハ等の試料の表面（以下、「試料表面」
という）の状態や、試料表面に形成された指標、特にＩ
Ｄ（Identification）番号（識別番号）を検出するのに
適した検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の製造に用いられる、試
料表面に形成されたＩＤ番号や、試料表面の状態、例え
ば、うねり、ディンプル、突起、洗浄不良またはバフダ
メージなどを検出する検査装置として、出願人は、テレ
セントリック光学系を用いた光学検査装置を既に提案し
ている（特願平６−１６２８４８号）。この従来の光学
検査装置は、ハロゲン光から変換した平行光を試料に照
射する照射光学系と、試料で反射した光によって空中像
を形成する観測光学系と、空中像を観測するための観測
手段とを備えている。そして、観測光学系は、試料で反
射した光を集光する光学素子と、光学素子の後側焦点に
設置した開口絞りと、開口絞りの後方に配設され、開口
絞りを通過した光を平行光に変換するテレセントリック
光学系とを備えている。
料表面に形成されたＩＤ番号や、試料表面の状態、例え
ば、うねり、ディンプル、突起、洗浄不良またはバフダ
メージなどを検出する検査装置として、出願人は、テレ
セントリック光学系を用いた光学検査装置を既に提案し
ている（特願平６−１６２８４８号）。この従来の光学
検査装置は、ハロゲン光から変換した平行光を試料に照
射する照射光学系と、試料で反射した光によって空中像
を形成する観測光学系と、空中像を観測するための観測
手段とを備えている。そして、観測光学系は、試料で反
射した光を集光する光学素子と、光学素子の後側焦点に
設置した開口絞りと、開口絞りの後方に配設され、開口
絞りを通過した光を平行光に変換するテレセントリック
光学系とを備えている。
【０００３】この従来の光学検査装置では、平行光を試
料に照射すると、その反射光が、光学素子により集光さ
れると共に、光学素子の後側焦点に配設された開口絞り
を通過してテレセントリック光学系に入射する。テレセ
ントリック光学系は、入射した光を平行光に変換し、そ
の焦点距離に応じた所定の位置に空中像を形成する。そ
して、空中像に観測手段のフォーカスを合わせることに
よって、観測者は、試料の像を観測している。
料に照射すると、その反射光が、光学素子により集光さ
れると共に、光学素子の後側焦点に配設された開口絞り
を通過してテレセントリック光学系に入射する。テレセ
ントリック光学系は、入射した光を平行光に変換し、そ
の焦点距離に応じた所定の位置に空中像を形成する。そ
して、空中像に観測手段のフォーカスを合わせることに
よって、観測者は、試料の像を観測している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の光学
検査装置では、空中像を観測手段によって観測している
ため、試料の像のコントラストが上がらず、例えば、Ｉ
Ｄ番号を識別する場合には、番号を誤って識別したり、
識別できなかったりするという問題がある。つまり、空
中像には、観測には不要である試料の微細な凹凸に基づ
く成分や、開口絞りを通過した不要な成分が含まれてい
る。したがって、観測手段で撮像された画像信号に基づ
いてＩＤ番号識別処理を行う際に、所定の光のレベルを
しきい値として、しきい値以上またはそれ以下のレベル
の像をＩＤ番号であるとして識別処理すると、ノイズ成
分や不要な成分による光のレベルが、しきい値を上下す
るため、実際のＩＤ番号とは対応しない像になってしま
う結果、ＩＤ番号を誤って識別してしまう。
検査装置では、空中像を観測手段によって観測している
ため、試料の像のコントラストが上がらず、例えば、Ｉ
Ｄ番号を識別する場合には、番号を誤って識別したり、
識別できなかったりするという問題がある。つまり、空
中像には、観測には不要である試料の微細な凹凸に基づ
く成分や、開口絞りを通過した不要な成分が含まれてい
る。したがって、観測手段で撮像された画像信号に基づ
いてＩＤ番号識別処理を行う際に、所定の光のレベルを
しきい値として、しきい値以上またはそれ以下のレベル
の像をＩＤ番号であるとして識別処理すると、ノイズ成
分や不要な成分による光のレベルが、しきい値を上下す
るため、実際のＩＤ番号とは対応しない像になってしま
う結果、ＩＤ番号を誤って識別してしまう。
【０００５】また、従来の光学検査装置では、観測手段
によって観測するのは、空中に形成されている空中像で
あるため、これにフォーカスを合わせるためには、観測
手段内に何枚ものレンズを組み合わせた複雑な光学系を
備える必要がある。すなわち、テレセントリック光学系
から出射される光は、平行光であるため、これを像とし
て観測するためには、一旦集光レンズによって集光する
必要がある。加えて、観測手段は、任意の倍率に変えら
れ、かつ、カメラなどで撮像するために、撮像面を固定
できることが必要とされる。また、自動観測するために
は、空中像にフォーカスを合わせ易くする必要がある。
このため、一般的に、入射瞳が無限遠に位置するテレセ
ントリック光学系を観測手段内に設けている。したがっ
て、観測手段の構成が複雑で、コストが高いため、観測
手段の簡易化およびローコスト化が望まれている。
によって観測するのは、空中に形成されている空中像で
あるため、これにフォーカスを合わせるためには、観測
手段内に何枚ものレンズを組み合わせた複雑な光学系を
備える必要がある。すなわち、テレセントリック光学系
から出射される光は、平行光であるため、これを像とし
て観測するためには、一旦集光レンズによって集光する
必要がある。加えて、観測手段は、任意の倍率に変えら
れ、かつ、カメラなどで撮像するために、撮像面を固定
できることが必要とされる。また、自動観測するために
は、空中像にフォーカスを合わせ易くする必要がある。
このため、一般的に、入射瞳が無限遠に位置するテレセ
ントリック光学系を観測手段内に設けている。したがっ
て、観測手段の構成が複雑で、コストが高いため、観測
手段の簡易化およびローコスト化が望まれている。
【０００６】また、試料を観測する方向によっては、見
易くなったり、不要な反射成分によって見にくくなった
りするため、従来の光学検査装置では、試料の像が見易
くなるように、その都度、チルトステージの角度を微調
整している。したがって、試料の傾きを微調整するため
のチルトステージが必須となり、この結果、光学検査装
置のコストアップの要因になっている。この場合、ハロ
ゲン光を複数の光ファイバーに入射させ、複数の光ファ
イバーのそれぞれの出射角度を互いに少しずつ異なるよ
うに予め設定しておき、複数の光ファイバーのうちの１
つを選択することによって、試料に照射する光の角度を
適正な角度にすることも考えられる。しかし、この場合
であっても、光ファイバーが高価なことや、各光ファイ
バーの出射側にアパーチャをそれぞれ設けなければなら
ないことから、光学観測装置がコストアップになる。
易くなったり、不要な反射成分によって見にくくなった
りするため、従来の光学検査装置では、試料の像が見易
くなるように、その都度、チルトステージの角度を微調
整している。したがって、試料の傾きを微調整するため
のチルトステージが必須となり、この結果、光学検査装
置のコストアップの要因になっている。この場合、ハロ
ゲン光を複数の光ファイバーに入射させ、複数の光ファ
イバーのそれぞれの出射角度を互いに少しずつ異なるよ
うに予め設定しておき、複数の光ファイバーのうちの１
つを選択することによって、試料に照射する光の角度を
適正な角度にすることも考えられる。しかし、この場合
であっても、光ファイバーが高価なことや、各光ファイ
バーの出射側にアパーチャをそれぞれ設けなければなら
ないことから、光学観測装置がコストアップになる。
【０００７】さらに、照射光学系のハロゲン光源は、光
の強度が安定するまでに時間がかかり、このため、検査
するまでの準備時間が長時間必要であるという問題もあ
る。
の強度が安定するまでに時間がかかり、このため、検査
するまでの準備時間が長時間必要であるという問題もあ
る。
【０００８】本発明は、かかる点に鑑みなされたもの
で、その主たる目的は、観測する試料の像のコントラス
トを向上させると共に、観測手段の簡易化および低コス
ト化を達成できる検査装置を提供することにある。
で、その主たる目的は、観測する試料の像のコントラス
トを向上させると共に、観測手段の簡易化および低コス
ト化を達成できる検査装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の光学検査
装置は、照射部からの光を試料に照射し、その透過光ま
たは反射光を観測光学系を通して観測部で観測するよう
に構成されている光学検査装置において、観測光学系
は、透過光または反射光をそれぞれ集光する物側レンズ
および像側レンズを備えると共に両レンズの焦点を一致
させるように構成した両側テレセントリック光学系と、
焦点またはその近傍に配設されたアパーチャと、両側テ
レセントリック光学系の後側焦点またはその近傍に配設
され、試料の像を投影するためのスクリーンとを備え、
観測部は、スクリーンに投影された試料の像を後方から
観測するように構成されていることを特徴とする。
装置は、照射部からの光を試料に照射し、その透過光ま
たは反射光を観測光学系を通して観測部で観測するよう
に構成されている光学検査装置において、観測光学系
は、透過光または反射光をそれぞれ集光する物側レンズ
および像側レンズを備えると共に両レンズの焦点を一致
させるように構成した両側テレセントリック光学系と、
焦点またはその近傍に配設されたアパーチャと、両側テ
レセントリック光学系の後側焦点またはその近傍に配設
され、試料の像を投影するためのスクリーンとを備え、
観測部は、スクリーンに投影された試料の像を後方から
観測するように構成されていることを特徴とする。
【００１０】請求項２記載の光学検査装置は、請求項１
記載の光学検査装置において、照射部は、物側レンズと
像側レンズとの間に配設されると共に照射された光を試
料に向けて反射させるハーフミラーと、ハーフミラーに
対して互いに異なる照射角度で照射する複数の光源部を
備え、複数の光源部を選択的に点灯させる点灯制御部を
さらに備えていることを特徴とする。
記載の光学検査装置において、照射部は、物側レンズと
像側レンズとの間に配設されると共に照射された光を試
料に向けて反射させるハーフミラーと、ハーフミラーに
対して互いに異なる照射角度で照射する複数の光源部を
備え、複数の光源部を選択的に点灯させる点灯制御部を
さらに備えていることを特徴とする。
【００１１】請求項３記載の光学検査装置は、請求項２
記載の光学検査装置において、光源部は、発散光線束を
出射するように構成されたＬＥＤであることを特徴とす
る。
記載の光学検査装置において、光源部は、発散光線束を
出射するように構成されたＬＥＤであることを特徴とす
る。
【００１２】請求項４記載の光学検査装置は、請求項１
から３のいずれかに記載の光学検査装置において、物側
レンズおよび像側レンズの少なくとも一方が非球面レン
ズであることを特徴とする。
から３のいずれかに記載の光学検査装置において、物側
レンズおよび像側レンズの少なくとも一方が非球面レン
ズであることを特徴とする。
【００１３】
【作用】請求項１記載の光学検査装置では、照射部から
の光を試料に照射すると、その透過光または反射光は、
物側レンズにより集光された後、アパーチャを通過して
像側レンズに入射する。そして、像側レンズから出射さ
れた光がスクリーンを照射することによって、スクリー
ン上に試料の像が投影される。この投影された像を観測
部で観測することによって、試料表面や試料の内部を明
暗パターンとして観測することができる。この場合、ス
クリーンは、試料の被観測部分によって反射された強度
の強い光と、被観測部分の背景などの若干強度が弱い光
の両者をわずかに散らして平滑化することによって、ノ
イズ成分としての光を除去する。この結果、ディジタル
処理がし易くなり、コントラストを向上させることがで
きる。この場合、例えば、ディジタル処理した後にＩＤ
番号を識別するようなときは、ノイズに起因する番号の
誤読が防止され、読取率が確実に向上する。
の光を試料に照射すると、その透過光または反射光は、
物側レンズにより集光された後、アパーチャを通過して
像側レンズに入射する。そして、像側レンズから出射さ
れた光がスクリーンを照射することによって、スクリー
ン上に試料の像が投影される。この投影された像を観測
部で観測することによって、試料表面や試料の内部を明
暗パターンとして観測することができる。この場合、ス
クリーンは、試料の被観測部分によって反射された強度
の強い光と、被観測部分の背景などの若干強度が弱い光
の両者をわずかに散らして平滑化することによって、ノ
イズ成分としての光を除去する。この結果、ディジタル
処理がし易くなり、コントラストを向上させることがで
きる。この場合、例えば、ディジタル処理した後にＩＤ
番号を識別するようなときは、ノイズに起因する番号の
誤読が防止され、読取率が確実に向上する。
【００１４】具体的に、図５に示す原理図を参照して説
明すると、両側テレセントリック光学系から出射される
光は、同図の破線で示すように、試料上の微細な凹凸な
どによる光の強弱がノイズ成分となり、このノイズが、
観測したい試料の像に対応する光に重畳されている。し
たがって、観測手段で撮像された画像信号に基づいてＩ
Ｄ番号識別処理を行う際に、所定の光のレベルをしきい
値として、しきい値以上またはそれ以下のレベルの像を
ＩＤ番号であるとして識別処理すると、ノイズ成分など
による光のレベルが、しきい値を上下するため、実際の
ＩＤ番号とは対応しない像になってしまう結果、ＩＤ番
号を誤って識別してしまう。一方、この光がスクリーン
に投影されると、全体的な光のレベルは低下するが、ノ
イズ成分が平均化され、同図で実線で示すように、しき
い値を上下するノイズ成分がなくなる。この結果、ＩＤ
番号を確実に識別することができる。
明すると、両側テレセントリック光学系から出射される
光は、同図の破線で示すように、試料上の微細な凹凸な
どによる光の強弱がノイズ成分となり、このノイズが、
観測したい試料の像に対応する光に重畳されている。し
たがって、観測手段で撮像された画像信号に基づいてＩ
Ｄ番号識別処理を行う際に、所定の光のレベルをしきい
値として、しきい値以上またはそれ以下のレベルの像を
ＩＤ番号であるとして識別処理すると、ノイズ成分など
による光のレベルが、しきい値を上下するため、実際の
ＩＤ番号とは対応しない像になってしまう結果、ＩＤ番
号を誤って識別してしまう。一方、この光がスクリーン
に投影されると、全体的な光のレベルは低下するが、ノ
イズ成分が平均化され、同図で実線で示すように、しき
い値を上下するノイズ成分がなくなる。この結果、ＩＤ
番号を確実に識別することができる。
【００１５】また、スクリーン上には像が投影されてい
るため、観測部として、一般的なカメラレンズを使用
し、そのカメラレンズのフォーカスを像に合わせること
によって、容易に観測することができるので、観測部の
レンズ構成を簡易にすることができ、この結果、検査装
置のコストを削減することができる。
るため、観測部として、一般的なカメラレンズを使用
し、そのカメラレンズのフォーカスを像に合わせること
によって、容易に観測することができるので、観測部の
レンズ構成を簡易にすることができ、この結果、検査装
置のコストを削減することができる。
【００１６】請求項２記載の光学検査装置では、点灯制
御部によって、複数の光源部が選択的に点灯し、その点
灯した光源部の光に基づいて形成された試料の像を観測
することができる。この場合、複数の光源部のそれぞれ
は、ハーフミラーに対して互いに異なる照射角度で光を
試料に照射する。このため、例えば、試料の表面に形成
された溝状のＩＤ番号などを観測する場合、形成されて
いる溝の傾斜角度などに応じ、明視野および暗視野のい
ずれか一方の見易い像を選択して観測することができ
る。
御部によって、複数の光源部が選択的に点灯し、その点
灯した光源部の光に基づいて形成された試料の像を観測
することができる。この場合、複数の光源部のそれぞれ
は、ハーフミラーに対して互いに異なる照射角度で光を
試料に照射する。このため、例えば、試料の表面に形成
された溝状のＩＤ番号などを観測する場合、形成されて
いる溝の傾斜角度などに応じ、明視野および暗視野のい
ずれか一方の見易い像を選択して観測することができ
る。
【００１７】請求項３記載の光学検査装置では、光源部
は、発散光線束を出射するように構成されたＬＥＤであ
るので、レーザー光を光源とする場合と比較して、コス
トダウンを図ることができると共に、照射光が、電源投
入後直ちに安定するので、観測開始前に、光源を安定さ
せるための準備時間を確保する必要がない。
は、発散光線束を出射するように構成されたＬＥＤであ
るので、レーザー光を光源とする場合と比較して、コス
トダウンを図ることができると共に、照射光が、電源投
入後直ちに安定するので、観測開始前に、光源を安定さ
せるための準備時間を確保する必要がない。
【００１８】請求項４記載の光学検査装置では、物側レ
ンズおよび像側レンズの少なくとも一方が非球面レンズ
であるので、両側テレセントリック光学系の焦点距離を
短くすることができる結果、光学検査装置の小型化を図
ることができる。
ンズおよび像側レンズの少なくとも一方が非球面レンズ
であるので、両側テレセントリック光学系の焦点距離を
短くすることができる結果、光学検査装置の小型化を図
ることができる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明に係る検査装置（光学検査装
置）の実施例について説明する。図１には検査装置１が
示されている。この検査装置１は、観測光学系２、照射
部３、観測部４および制御部（点灯制御部）５を備えて
いる。
置）の実施例について説明する。図１には検査装置１が
示されている。この検査装置１は、観測光学系２、照射
部３、観測部４および制御部（点灯制御部）５を備えて
いる。
【００２０】検査装置１は、図示しないステージに載置
された半導体ウェーハなどの試料Ｓの試料表面Ｓａに形
成されたＩＤ番号や凹凸等（以下、「被観測部分」とい
う）をＣＣＤカメラ３２によって観測するものである。
具体的には、照射部３から出射された光によって試料Ｓ
が照射され、試料表面Ｓａで反射した光によって観測光
学系２内に試料表面Ｓａの試料像が結像される。そし
て、この結像された試料像が、観測部４内のＣＣＤカメ
ラ３２によって撮像される。
された半導体ウェーハなどの試料Ｓの試料表面Ｓａに形
成されたＩＤ番号や凹凸等（以下、「被観測部分」とい
う）をＣＣＤカメラ３２によって観測するものである。
具体的には、照射部３から出射された光によって試料Ｓ
が照射され、試料表面Ｓａで反射した光によって観測光
学系２内に試料表面Ｓａの試料像が結像される。そし
て、この結像された試料像が、観測部４内のＣＣＤカメ
ラ３２によって撮像される。
【００２１】観測光学系２は、試料Ｓ側に配設された物
側レンズ１１と、撮像側に配設された像側レンズ１２と
を備え、両レンズ１１，１２は、物側レンズ１１の後側
焦点と像側レンズ１２の前側焦点がほぼ一致するように
それぞれ配設されている。両レンズ１１，１２は、一体
となって、いわゆる両側テレセントリック光学系を構成
する。また、観測光学系２は、物側レンズ１１の後側焦
点位置に配設されると共に開口部１３ａを有するアパー
チャ１３、物側レンズ１１とアパーチャ１３との間に配
設されたハーフミラー１４、像側レンズ１２の後側焦点
に配設されたスクリーン１５、およびスクリーン１５の
後方にそれぞれ配設された全反射ミラー１６，１７を備
えている。
側レンズ１１と、撮像側に配設された像側レンズ１２と
を備え、両レンズ１１，１２は、物側レンズ１１の後側
焦点と像側レンズ１２の前側焦点がほぼ一致するように
それぞれ配設されている。両レンズ１１，１２は、一体
となって、いわゆる両側テレセントリック光学系を構成
する。また、観測光学系２は、物側レンズ１１の後側焦
点位置に配設されると共に開口部１３ａを有するアパー
チャ１３、物側レンズ１１とアパーチャ１３との間に配
設されたハーフミラー１４、像側レンズ１２の後側焦点
に配設されたスクリーン１５、およびスクリーン１５の
後方にそれぞれ配設された全反射ミラー１６，１７を備
えている。
【００２２】両レンズ１１，１２は、非球面レンズであ
って、物側レンズ１１の試料Ｓ側のレンズ面、および像
側レンズ１２のスクリーン１５側のレンズ面が、それぞ
れ非球面に形成され、両レンズ１１，１２の他方のレン
ズ面は球面にそれぞれ形成されている。この結果、両レ
ンズ１１，１２の焦点距離が短くなるため、観測光学系
２をコンパクトにすることができる。また、両レンズ１
１，１２は、共に単レンズで構成されているので、製造
コストを削減することができると共に、球面収差が極め
て小さくなるように構成されているので、ＣＣＤカメラ
３２によって試料Ｓの像が忠実に撮像される。また、物
側レンズ１１は、後述するＬＥＤ２１によって出射され
ると共にハーフミラー１４によって反射された発散光線
束を平行光に変換し、その平行光を試料Ｓに照射する。
また、像側レンズ１２は、アパーチャ１３の開口部１３
ａを通過した光を集光し、その集光した光を平行光に変
換した後、その平行光をスクリーン１５に照射する。
って、物側レンズ１１の試料Ｓ側のレンズ面、および像
側レンズ１２のスクリーン１５側のレンズ面が、それぞ
れ非球面に形成され、両レンズ１１，１２の他方のレン
ズ面は球面にそれぞれ形成されている。この結果、両レ
ンズ１１，１２の焦点距離が短くなるため、観測光学系
２をコンパクトにすることができる。また、両レンズ１
１，１２は、共に単レンズで構成されているので、製造
コストを削減することができると共に、球面収差が極め
て小さくなるように構成されているので、ＣＣＤカメラ
３２によって試料Ｓの像が忠実に撮像される。また、物
側レンズ１１は、後述するＬＥＤ２１によって出射され
ると共にハーフミラー１４によって反射された発散光線
束を平行光に変換し、その平行光を試料Ｓに照射する。
また、像側レンズ１２は、アパーチャ１３の開口部１３
ａを通過した光を集光し、その集光した光を平行光に変
換した後、その平行光をスクリーン１５に照射する。
【００２３】なお、両レンズ１１，１２およびアパーチ
ャ１３の具体的な仕様を、下記の表１に示す。なお、同
表中のシンボル番号１〜５は、それぞれ、物側レンズ１
１の試料Ｓ側のレンズ面、物側レンズ１１のハーフミラ
ー１４側のレンズ面、アパーチャ１３、像側レンズ１２
のアパーチャ１３側のレンズ面、および像側レンズ１２
のスクリーン１５側のレンズ面に対応する。
ャ１３の具体的な仕様を、下記の表１に示す。なお、同
表中のシンボル番号１〜５は、それぞれ、物側レンズ１
１の試料Ｓ側のレンズ面、物側レンズ１１のハーフミラ
ー１４側のレンズ面、アパーチャ１３、像側レンズ１２
のアパーチャ１３側のレンズ面、および像側レンズ１２
のスクリーン１５側のレンズ面に対応する。
【００２４】
【表１】
【００２５】また、両レンズ１１，１２の非球面係数、
４次係数および６次係数を、下記の表２にそれぞれ示
す。この場合、同表中のシンボル番号１および５は、表
１のシンボル番号１および５にそれぞれ対応する。な
お、非球面係数等は、下記の数１において用いられる係
数であって、数１中の「Ｚ」はレンズ面の座標を、
「Ｃ」は曲率半径を、「Ｋ」は非球面係数を、「ｈ2 」
は物体高を、「Ａ」は４次係数を、「Ｂ」は６次係数
を、「Ｃ」は８次係数を、および「Ｄ」は１０次係数
を、それぞれ表す。本実施例においては、物側レンズ１
１は、６次〜１０次係数がそれぞれ値０であり、像側レ
ンズ１２は、８次および１０次係数がそれぞれ値０とな
っている。
４次係数および６次係数を、下記の表２にそれぞれ示
す。この場合、同表中のシンボル番号１および５は、表
１のシンボル番号１および５にそれぞれ対応する。な
お、非球面係数等は、下記の数１において用いられる係
数であって、数１中の「Ｚ」はレンズ面の座標を、
「Ｃ」は曲率半径を、「Ｋ」は非球面係数を、「ｈ2 」
は物体高を、「Ａ」は４次係数を、「Ｂ」は６次係数
を、「Ｃ」は８次係数を、および「Ｄ」は１０次係数
を、それぞれ表す。本実施例においては、物側レンズ１
１は、６次〜１０次係数がそれぞれ値０であり、像側レ
ンズ１２は、８次および１０次係数がそれぞれ値０とな
っている。
【００２６】
【表２】
【００２７】
【数１】
【００２８】また、両レンズ１１，１２は、図２に示
す、「ＬＦ」、「Ｌ」および「ＬＢ」が、それぞれ、約
５８ｍｍ、約１００．５ｍｍおよび約２６．９ｍｍとな
るように配設されている。
す、「ＬＦ」、「Ｌ」および「ＬＢ」が、それぞれ、約
５８ｍｍ、約１００．５ｍｍおよび約２６．９ｍｍとな
るように配設されている。
【００２９】アパーチャ１３は、例えば、１０枚羽根か
らなるアイリス絞りで、図示しない可動調節部を動かす
ことにより、円形状の開口部１３ａの直径を連続的に変
化させることができるようになっている。この開口部１
３ａの直径を変化させることにより、後述するカメラレ
ンズ３１によって撮像される試料像のコントラスト調整
をすることができるようになっている。
らなるアイリス絞りで、図示しない可動調節部を動かす
ことにより、円形状の開口部１３ａの直径を連続的に変
化させることができるようになっている。この開口部１
３ａの直径を変化させることにより、後述するカメラレ
ンズ３１によって撮像される試料像のコントラスト調整
をすることができるようになっている。
【００３０】ハーフミラー１４は、物側レンズ１１の光
軸に対して４５°傾けられており、照射部３からの出射
光を反射して試料Ｓに照射すると共に、試料の表面Ｓａ
で反射され、物側レンズ１１によって集光された光を像
側レンズ１２側に透過する。
軸に対して４５°傾けられており、照射部３からの出射
光を反射して試料Ｓに照射すると共に、試料の表面Ｓａ
で反射され、物側レンズ１１によって集光された光を像
側レンズ１２側に透過する。
【００３１】スクリーン１５は、像側レンズ１２が集光
した光を照射することによって、試料表面Ｓａの試料像
を実在化する。このため、スクリーン１５は、光の明暗
パターンを映し出すことができる目の細かい紙、トレー
シングペーパーおよびスリガラスなどの半透明な材料で
構成されている。スクリーン１５は、像側レンズ１２か
らの光が照射されたときに、被観測部分によって反射さ
れた強度の強い光と、被観測部分の背景などの若干強度
が弱い光の両者をわずかに散らして平滑化することによ
って、ノイズ成分としての光を除去する。これにより、
全体的な光のレベルは低下するが、試料表面Ｓａ上の微
細な凹凸に基づく光の成分や、アパーチャ１３を通過し
た不要な成分などのノイズ成分が平滑化されることによ
って、ディジタル処理がし易くなり、被観測部分と背景
部分のコントラストを向上させることができる。この結
果、例えば、ディジタル処理した後にＩＤ番号を識別す
るようなときは、ノイズに起因する番号の誤読が防止さ
れ、読取率を確実に向上させることができる。
した光を照射することによって、試料表面Ｓａの試料像
を実在化する。このため、スクリーン１５は、光の明暗
パターンを映し出すことができる目の細かい紙、トレー
シングペーパーおよびスリガラスなどの半透明な材料で
構成されている。スクリーン１５は、像側レンズ１２か
らの光が照射されたときに、被観測部分によって反射さ
れた強度の強い光と、被観測部分の背景などの若干強度
が弱い光の両者をわずかに散らして平滑化することによ
って、ノイズ成分としての光を除去する。これにより、
全体的な光のレベルは低下するが、試料表面Ｓａ上の微
細な凹凸に基づく光の成分や、アパーチャ１３を通過し
た不要な成分などのノイズ成分が平滑化されることによ
って、ディジタル処理がし易くなり、被観測部分と背景
部分のコントラストを向上させることができる。この結
果、例えば、ディジタル処理した後にＩＤ番号を識別す
るようなときは、ノイズに起因する番号の誤読が防止さ
れ、読取率を確実に向上させることができる。
【００３２】なお、表面にわずかな凹凸がある紙などを
スクリーン１５に用いる場合、その凹凸によって、通過
する光にレベル差が出るため、そのレベル差が試料像と
して映し出されてしまう。したがって、この場合には、
スクリーン１５を回転させることによって、凹凸を平均
化させることが好ましい。このため、本実施例では、図
３（ａ），（ｂ）に示すように、像側レンズ１２から出
射される光によって投影される試料像１８の最大直径よ
りもやや大きい半径を有する円板状の紙を使用し、その
紙の中心をモータ１９に軸着し、モータ１９を回転させ
ることにより、紙を回転させ、その紙の表面の凹凸を平
均化している。
スクリーン１５に用いる場合、その凹凸によって、通過
する光にレベル差が出るため、そのレベル差が試料像と
して映し出されてしまう。したがって、この場合には、
スクリーン１５を回転させることによって、凹凸を平均
化させることが好ましい。このため、本実施例では、図
３（ａ），（ｂ）に示すように、像側レンズ１２から出
射される光によって投影される試料像１８の最大直径よ
りもやや大きい半径を有する円板状の紙を使用し、その
紙の中心をモータ１９に軸着し、モータ１９を回転させ
ることにより、紙を回転させ、その紙の表面の凹凸を平
均化している。
【００３３】全反射ミラー１６，１７は、スクリーン１
５を透過した光を反射させて観測部４に入射させる。こ
の場合、両全反射ミラー１６，１７によってスクリーン
１５を透過した光は、それぞれ９０°折り曲げられた
後、観測部４に入射する。この結果、観測光学系２が、
図１において上下方向および左右方向に対してそれぞれ
短縮化されるため、検査装置１の小型化が図られてい
る。
５を透過した光を反射させて観測部４に入射させる。こ
の場合、両全反射ミラー１６，１７によってスクリーン
１５を透過した光は、それぞれ９０°折り曲げられた
後、観測部４に入射する。この結果、観測光学系２が、
図１において上下方向および左右方向に対してそれぞれ
短縮化されるため、検査装置１の小型化が図られてい
る。
【００３４】前述した照射部３は、高輝度の複数のＬＥ
Ｄ（光源部）２１，２１・・によって構成されているＬ
ＥＤ部２２と、各ＬＥＤ２１，２１・・の点消灯を制御
するＬＥＤ切替部２３と、制御部５からのＬＥＤ切替信
号を入力するＩ／Ｏ部２４とを備えている。
Ｄ（光源部）２１，２１・・によって構成されているＬ
ＥＤ部２２と、各ＬＥＤ２１，２１・・の点消灯を制御
するＬＥＤ切替部２３と、制御部５からのＬＥＤ切替信
号を入力するＩ／Ｏ部２４とを備えている。
【００３５】ＬＥＤ部２２は、図４（ａ），（ｂ）に示
すように、ハーフミラー１４に対する出射角度を互いに
わずかに変えた５つのＬＥＤ２１，２１・・によって構
成され、ＬＥＤ２１，２１・・を選択して点灯させるこ
とにより、試料Ｓに照射する光の角度をわずかに変更す
ることができるようになっている。これにより、被観測
部分が、例えば、試料表面Ｓａに形成された溝状の文字
であって溝の底部にスリットが設けられているような場
合や、ドット状に構成された文字の場合に、観測し易い
像を選択することができる。つまり、試料を観測する方
向によっては、これらの溝やドットの底部で光が種々の
方向に反射したり、不要な反射成分があったりするた
め、試料Ｓの像が、見易くなったり、見にくくなったり
する。しかし、溝の傾斜角度などに応じ、ＬＥＤ２１，
２１・・を選択的に点灯させることによって、明視野お
よび暗視野のいずれか一方の見易い像を選択して観測す
ることができる。
すように、ハーフミラー１４に対する出射角度を互いに
わずかに変えた５つのＬＥＤ２１，２１・・によって構
成され、ＬＥＤ２１，２１・・を選択して点灯させるこ
とにより、試料Ｓに照射する光の角度をわずかに変更す
ることができるようになっている。これにより、被観測
部分が、例えば、試料表面Ｓａに形成された溝状の文字
であって溝の底部にスリットが設けられているような場
合や、ドット状に構成された文字の場合に、観測し易い
像を選択することができる。つまり、試料を観測する方
向によっては、これらの溝やドットの底部で光が種々の
方向に反射したり、不要な反射成分があったりするた
め、試料Ｓの像が、見易くなったり、見にくくなったり
する。しかし、溝の傾斜角度などに応じ、ＬＥＤ２１，
２１・・を選択的に点灯させることによって、明視野お
よび暗視野のいずれか一方の見易い像を選択して観測す
ることができる。
【００３６】ＬＥＤ切替部２３は、複数のＬＥＤ２１，
２１・・のそれぞれに対応するスイッチで構成されてい
る。そして、Ｉ／Ｏ部２４から出力されたＬＥＤ切替信
号によって各スイッチのオン／オフが制御され、オンし
たスイッチに対応するＬＥＤ２１に点灯信号を出力する
ことにより、そのＬＥＤ２１を点灯させる。
２１・・のそれぞれに対応するスイッチで構成されてい
る。そして、Ｉ／Ｏ部２４から出力されたＬＥＤ切替信
号によって各スイッチのオン／オフが制御され、オンし
たスイッチに対応するＬＥＤ２１に点灯信号を出力する
ことにより、そのＬＥＤ２１を点灯させる。
【００３７】前述した観測部４は、カメラ用レンズ３１
およびＣＣＤカメラ３２を備えている。カメラ用レンズ
３１は、任意の倍率に設定することができるように構成
されており、観測する視野範囲を制御部５からの遠隔操
作で制御することができる。ＣＣＤカメラ３２は、試料
表面Ｓａの状態に対応する２次元的な明暗パターンを撮
像する。そして、ＣＣＤカメラ３２によって撮像された
画像信号は、図示しない同軸ケーブルによって制御部５
の同期信号制御ユニット４２に出力される。
およびＣＣＤカメラ３２を備えている。カメラ用レンズ
３１は、任意の倍率に設定することができるように構成
されており、観測する視野範囲を制御部５からの遠隔操
作で制御することができる。ＣＣＤカメラ３２は、試料
表面Ｓａの状態に対応する２次元的な明暗パターンを撮
像する。そして、ＣＣＤカメラ３２によって撮像された
画像信号は、図示しない同軸ケーブルによって制御部５
の同期信号制御ユニット４２に出力される。
【００３８】前述した制御部５は、画像処理ユニット４
１、同期信号制御ユニット４２、ホストコンピュータ４
３、Ｉ／Ｏ部４４およびモニタ４５を備えている。
１、同期信号制御ユニット４２、ホストコンピュータ４
３、Ｉ／Ｏ部４４およびモニタ４５を備えている。
【００３９】画像処理ユニット４１は、ＣＣＤカメラ３
２から出力されるビデオ信号をモニタ４５に出力すると
共に、画像処理後の識別結果（例えば、識別した文字デ
ータ）をホストコンピュータ４３、およびＩ／Ｏ部４４
を介してＩ／Ｏユニット５１にそれぞれ出力する。な
お、Ｉ／Ｏユニット５１は、図示しないロボットや搬送
装置などの各種コントローラ（図示せず）に接続され、
各種コントローラが、ディジタル画像信号に基づいて、
ロボットなどを制御する。
２から出力されるビデオ信号をモニタ４５に出力すると
共に、画像処理後の識別結果（例えば、識別した文字デ
ータ）をホストコンピュータ４３、およびＩ／Ｏ部４４
を介してＩ／Ｏユニット５１にそれぞれ出力する。な
お、Ｉ／Ｏユニット５１は、図示しないロボットや搬送
装置などの各種コントローラ（図示せず）に接続され、
各種コントローラが、ディジタル画像信号に基づいて、
ロボットなどを制御する。
【００４０】同期信号制御ユニット４２は、周期が互い
に異なる複数のクロック信号を生成するクロック信号生
成部を内部に備えている。そして、同期信号制御ユニッ
ト４２は、所定の周期のクロックをＣＣＤカメラ３２に
出力することにより、ＣＣＤカメラ３２のシャッタース
ピードを制御すると共に、それと連動させてＣＣＤカメ
ラ３２の電荷蓄積時間を制御する。これによって、画像
信号の輝度がコントロールされる。つまり、試料表面Ｓ
ａからの反射光が低輝度のときは、周期が長いクロック
信号を出力することにより、シャッタースピードを遅く
すると共に電荷蓄積時間を長くし、高輝度のときは、周
期が短いクロック信号を出力することにより、シャッタ
ースピードを早くすると共に電荷蓄積時間を短くするこ
とによって、画像信号の輝度がコントロールされる。
に異なる複数のクロック信号を生成するクロック信号生
成部を内部に備えている。そして、同期信号制御ユニッ
ト４２は、所定の周期のクロックをＣＣＤカメラ３２に
出力することにより、ＣＣＤカメラ３２のシャッタース
ピードを制御すると共に、それと連動させてＣＣＤカメ
ラ３２の電荷蓄積時間を制御する。これによって、画像
信号の輝度がコントロールされる。つまり、試料表面Ｓ
ａからの反射光が低輝度のときは、周期が長いクロック
信号を出力することにより、シャッタースピードを遅く
すると共に電荷蓄積時間を長くし、高輝度のときは、周
期が短いクロック信号を出力することにより、シャッタ
ースピードを早くすると共に電荷蓄積時間を短くするこ
とによって、画像信号の輝度がコントロールされる。
【００４１】また、同期信号制御ユニット４２は、所定
の周期のクロック信号を、Ｉ／Ｏ部４４，２４を介して
ＬＥＤ切替部２３に出力することにより、ＬＥＤ切替部
２３の内部のスイッチを１つずつ順にオンさせ、これに
より、ＬＥＤ部２２の５つのＬＥＤ２１，２１・・をク
ロック信号の１周期分毎に順に点灯させる。そして、同
期信号制御ユニット４２は、これと同時に、そのクロッ
ク信号を、Ｉ／Ｏ部４４を介して画像処理ユニット４１
に出力する。これにより、画像処理ユニット４１は、ク
ロック信号に同期して同期信号制御ユニット４２から入
力されるＣＣＤカメラ３２の画像信号、つまり、５つの
ＬＥＤ２１のそれぞれによって照射されたときの試料像
に対応する画像信号に基づいた画像を表示する。
の周期のクロック信号を、Ｉ／Ｏ部４４，２４を介して
ＬＥＤ切替部２３に出力することにより、ＬＥＤ切替部
２３の内部のスイッチを１つずつ順にオンさせ、これに
より、ＬＥＤ部２２の５つのＬＥＤ２１，２１・・をク
ロック信号の１周期分毎に順に点灯させる。そして、同
期信号制御ユニット４２は、これと同時に、そのクロッ
ク信号を、Ｉ／Ｏ部４４を介して画像処理ユニット４１
に出力する。これにより、画像処理ユニット４１は、ク
ロック信号に同期して同期信号制御ユニット４２から入
力されるＣＣＤカメラ３２の画像信号、つまり、５つの
ＬＥＤ２１のそれぞれによって照射されたときの試料像
に対応する画像信号に基づいた画像を表示する。
【００４２】ホストコンピュータ４３は、画像処理ユニ
ット４１が出力するディジタル画像信号から、試料表面
Ｓａに形成されたＩＤ番号を認識し、ＩＤ番号に基づい
て、半導体ウェーハの生産行程のチェックや、種々の統
計処理などを行う。この場合、ホストコンピュータ４３
は、画像処理ユニット４１から出力された５つの画像に
基づいて、例えば、５つの画像のうち４つ以上あるいは
３つ以上が同じＩＤ番号のときには、そのＩＤ番号が正
しいものと判定する。また、ホストコンピュータ４３
は、ＩＤ番号を認識すると、次の試料Ｓをステージに搬
送するために搬送装置および搬送用ロボット（いずれも
図示せず）を制御する。
ット４１が出力するディジタル画像信号から、試料表面
Ｓａに形成されたＩＤ番号を認識し、ＩＤ番号に基づい
て、半導体ウェーハの生産行程のチェックや、種々の統
計処理などを行う。この場合、ホストコンピュータ４３
は、画像処理ユニット４１から出力された５つの画像に
基づいて、例えば、５つの画像のうち４つ以上あるいは
３つ以上が同じＩＤ番号のときには、そのＩＤ番号が正
しいものと判定する。また、ホストコンピュータ４３
は、ＩＤ番号を認識すると、次の試料Ｓをステージに搬
送するために搬送装置および搬送用ロボット（いずれも
図示せず）を制御する。
【００４３】次に、検査装置１の動作について、図１，
２を参照して説明する。
２を参照して説明する。
【００４４】同期信号制御ユニット４２からＬＥＤ切替
信号が出力されると、ＬＥＤ２１，２１・・が、次々と
点灯することによって、ハーフミラー１４に対して互い
にわずかに異なる方向から光を照射する。これらの光
は、ハーフミラー１４によって反射され、試料表面Ｓａ
を異なる方向から次々と照射する。試料表面Ｓａでほぼ
法線方向に反射された反射光は、照射光とは逆方向に進
んでハーフミラー１４を透過し、アパーチャ１３の開口
部１３ａを通過し、像側レンズ１２に入射する。なお、
試料表面Ｓａで乱反射した光は、アパーチャ１３によっ
て遮光される。これにより、画像信号のコントラストが
向上する。像側レンズ１２に入射した光は平行光に変換
されて出射し、スクリーン１５を照射することにより、
試料表面Ｓａの試料像がスクリーン１５に投影される。
信号が出力されると、ＬＥＤ２１，２１・・が、次々と
点灯することによって、ハーフミラー１４に対して互い
にわずかに異なる方向から光を照射する。これらの光
は、ハーフミラー１４によって反射され、試料表面Ｓａ
を異なる方向から次々と照射する。試料表面Ｓａでほぼ
法線方向に反射された反射光は、照射光とは逆方向に進
んでハーフミラー１４を透過し、アパーチャ１３の開口
部１３ａを通過し、像側レンズ１２に入射する。なお、
試料表面Ｓａで乱反射した光は、アパーチャ１３によっ
て遮光される。これにより、画像信号のコントラストが
向上する。像側レンズ１２に入射した光は平行光に変換
されて出射し、スクリーン１５を照射することにより、
試料表面Ｓａの試料像がスクリーン１５に投影される。
【００４５】次いで、ＣＣＤカメラ３２のフォーカスを
スクリーン１５に合わせることにより、ＣＣＤカメラ３
２によって試料表面Ｓａの試料像が撮像される。この場
合、スクリーン１５に投影された試料像の明暗パターン
は、試料表面Ｓａに形成されたＩＤ番号や凹凸等の状態
を反映したものとなっているので、ＣＣＤカメラ３２の
画像出力を観測することにより、試料表面Ｓａの状態の
微小な変化の２次元的分布を観測することができる。こ
の場合、スクリーン１５は、被観測部分と背景部分のコ
ントラストを向上させる。
スクリーン１５に合わせることにより、ＣＣＤカメラ３
２によって試料表面Ｓａの試料像が撮像される。この場
合、スクリーン１５に投影された試料像の明暗パターン
は、試料表面Ｓａに形成されたＩＤ番号や凹凸等の状態
を反映したものとなっているので、ＣＣＤカメラ３２の
画像出力を観測することにより、試料表面Ｓａの状態の
微小な変化の２次元的分布を観測することができる。こ
の場合、スクリーン１５は、被観測部分と背景部分のコ
ントラストを向上させる。
【００４６】また、被観測部分を観測するに当たって、
５つのＬＥＤ２１，２１・・のそれぞれ対応する画像の
うち最も観測し易い画像を選択することにより、確実か
つ容易に被観測部分を観測することができる。具体的に
は、本実施例の検査装置１では、５つのＬＥＤ２１，２
１・・によって５方向から試料表面Ｓａを順に照射す
る。したがって、撮像された画像が５種類存在し、これ
らの画像を図示しない選択手段により選択することによ
り、いちいちステージの傾きを調整しなくても、容易に
観測し易い画像を選択することができる。
５つのＬＥＤ２１，２１・・のそれぞれ対応する画像の
うち最も観測し易い画像を選択することにより、確実か
つ容易に被観測部分を観測することができる。具体的に
は、本実施例の検査装置１では、５つのＬＥＤ２１，２
１・・によって５方向から試料表面Ｓａを順に照射す
る。したがって、撮像された画像が５種類存在し、これ
らの画像を図示しない選択手段により選択することによ
り、いちいちステージの傾きを調整しなくても、容易に
観測し易い画像を選択することができる。
【００４７】以上のように、本実施例によれば、像側レ
ンズ１２の後側焦点に配設されたスクリーン１５によっ
て試料像のコントラストを向上させることができる。ま
た、ＣＣＤカメラ３２は、スクリーン１５上に投影され
ている実像を撮像することができるため、カメラ用レン
ズ３１にテレセントリック光学系などの複雑な機構のレ
ンズ系を用いる必要がなく、一般的なカメラレンズでよ
いため、カメラ用レンズ３１の構成が簡易になり、この
結果、検査装置１のコストダウンを図ることができる。
ンズ１２の後側焦点に配設されたスクリーン１５によっ
て試料像のコントラストを向上させることができる。ま
た、ＣＣＤカメラ３２は、スクリーン１５上に投影され
ている実像を撮像することができるため、カメラ用レン
ズ３１にテレセントリック光学系などの複雑な機構のレ
ンズ系を用いる必要がなく、一般的なカメラレンズでよ
いため、カメラ用レンズ３１の構成が簡易になり、この
結果、検査装置１のコストダウンを図ることができる。
【００４８】また、ハーフミラー１４に対して互いに照
射角度がわずかに異なる複数のＬＥＤ２１，２１・・を
配設し、これらを順に点灯させることにより、容易に試
料像を見易い状態にすることができる。さらに、ＬＥＤ
２１を用いたことにより、発光する光の強度が電源投入
後直ちに安定するため、観測時間の短縮化を図ることが
できると共に、レーザー光源やハロゲンランプの場合と
比較して、照射部３のコストを削減することができる。
射角度がわずかに異なる複数のＬＥＤ２１，２１・・を
配設し、これらを順に点灯させることにより、容易に試
料像を見易い状態にすることができる。さらに、ＬＥＤ
２１を用いたことにより、発光する光の強度が電源投入
後直ちに安定するため、観測時間の短縮化を図ることが
できると共に、レーザー光源やハロゲンランプの場合と
比較して、照射部３のコストを削減することができる。
【００４９】以上、本発明を具体的に実施例に即して説
明したが、本発明は、かかる実施例に限定されるもので
はなく、その要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能
であることはいうまでもない。
明したが、本発明は、かかる実施例に限定されるもので
はなく、その要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能
であることはいうまでもない。
【００５０】なお、本実施例では、両レンズ１１，１２
の一方を非球面に形成したが、これに限定されず、両面
を非球面に形成してもよいし、物側レンズ１１および像
側レンズ１２のそれぞれのアパーチャ１３側のレンズ面
を非球面に形成してもよい。
の一方を非球面に形成したが、これに限定されず、両面
を非球面に形成してもよいし、物側レンズ１１および像
側レンズ１２のそれぞれのアパーチャ１３側のレンズ面
を非球面に形成してもよい。
【００５１】また、ＬＥＤ２１の数は５つに限定され
ず、それ以上またはそれ以下であっても良い。さらに、
照射部３の光源としてハロゲンランプやキセノンランプ
などを用いてもよい。
ず、それ以上またはそれ以下であっても良い。さらに、
照射部３の光源としてハロゲンランプやキセノンランプ
などを用いてもよい。
【００５２】さらに、上記実施例の検査装置１では、Ｃ
ＣＤカメラ３２で観測するものとしたが、一般的なカメ
ラ、フォトマルなどの光電管を初めとするすべての撮像
素子、あるいは肉眼で観測するような観測部４としても
よい。
ＣＤカメラ３２で観測するものとしたが、一般的なカメ
ラ、フォトマルなどの光電管を初めとするすべての撮像
素子、あるいは肉眼で観測するような観測部４としても
よい。
【００５３】さらに、画像処理ユニット４１では、ＣＣ
Ｄカメラ３２から入力した画像信号に含まれる映像信号
（原映像信号）を微分し、得られた微分信号と原映像信
号とを加算して新たな映像信号とするなどの微分処理に
よって、微弱なコントラスト差を強調して映像表示する
ことができる。さらに、加算された新たな映像信号の輝
度を任意に設定可能な輝度調整回路を設けることもでき
る。この輝度調整により、例えば被観測部分の凹凸部分
等の輪郭部分の内側の状態や輪郭部分自体を観測する場
合、映像を見易い輝度で観測することができることとな
る。
Ｄカメラ３２から入力した画像信号に含まれる映像信号
（原映像信号）を微分し、得られた微分信号と原映像信
号とを加算して新たな映像信号とするなどの微分処理に
よって、微弱なコントラスト差を強調して映像表示する
ことができる。さらに、加算された新たな映像信号の輝
度を任意に設定可能な輝度調整回路を設けることもでき
る。この輝度調整により、例えば被観測部分の凹凸部分
等の輪郭部分の内側の状態や輪郭部分自体を観測する場
合、映像を見易い輝度で観測することができることとな
る。
【００５４】さらに、上記実施例の検査装置では、アパ
ーチャ１３としてアイリス絞りを用いたが、ピンホール
を使用するようにしてもよい。
ーチャ１３としてアイリス絞りを用いたが、ピンホール
を使用するようにしてもよい。
【００５５】
【発明の効果】本発明によれば、両側テレセントリック
光学系の後側に配設されたスクリーンに試料からの反射
光や透過光を投影することによって、試料の像のコント
ラストを向上させることができる。また、スクリーンに
よって試料の像を実在化したので観測部に用いるカメラ
用レンズの構成を簡易にすることができると共に、光学
検査装置のコストダウンを図ることできる。また、ハー
フミラーに対して互いに異なる照射角度で照射する複数
のＬＥＤを備えたため、試料の被観測部分を容易に見易
い状態で観測することができる。
光学系の後側に配設されたスクリーンに試料からの反射
光や透過光を投影することによって、試料の像のコント
ラストを向上させることができる。また、スクリーンに
よって試料の像を実在化したので観測部に用いるカメラ
用レンズの構成を簡易にすることができると共に、光学
検査装置のコストダウンを図ることできる。また、ハー
フミラーに対して互いに異なる照射角度で照射する複数
のＬＥＤを備えたため、試料の被観測部分を容易に見易
い状態で観測することができる。
【図１】実施例の検査装置の構成図である。
【図２】実施例の観測光学系の構成図である。
【図３】（ａ）は実施例のスクリーンの側面図、（ｂ）
は実施例のスクリーンの平面図である。
は実施例のスクリーンの平面図である。
【図４】（ａ）は実施例のＬＥＤ部の正面図、（ｂ）は
実施例のＬＥＤ部の側面図である。
実施例のＬＥＤ部の側面図である。
【図５】スクリーンによってコントラストが向上するこ
とを説明するための原理図である。
とを説明するための原理図である。
１ 検査装置 ２ 観測光学系 ３ 照射部 ４ 観測部 ５ 制御部 １１ 物側レンズ １２ 像側レンズ １３ アパーチャ １５ スクリーン ２１ ＬＥＤ２１ ２２ ＬＥＤ部 Ｓ 試料
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 7/00 1/00 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｊ
Claims (4)
- 【請求項１】 照射部からの光を試料に照射し、その透
過光または反射光を観測光学系を通して観測部で観測す
るように構成されている光学検査装置において、 前記観測光学系は、前記透過光または反射光をそれぞれ
集光する物側レンズおよび像側レンズを備えると共に当
該両レンズの焦点を一致させるように構成した両側テレ
セントリック光学系と、前記焦点またはその近傍に配設
されたアパーチャと、前記両側テレセントリック光学系
の後側焦点またはその近傍に配設され、前記試料の像を
投影するためのスクリーンとを備え、前記観測部は、前
記スクリーンに投影された前記試料の像を後方から観測
するように構成されていることを特徴とする光学検査装
置。 - 【請求項２】 前記照射部は、前記物側レンズと像側レ
ンズとの間に配設されると共に照射された光を前記試料
に向けて反射させるハーフミラーと、当該ハーフミラー
に対して互いに異なる照射角度で照射する複数の光源部
を備え、 当該複数の光源部を選択的に点灯させる点灯制御部をさ
らに備えていることを特徴とする請求項１記載の光学検
査装置。 - 【請求項３】 前記光源部は、発散光線束を出射するよ
うに構成されたＬＥＤであることを特徴とする請求項２
記載の光学検査装置。 - 【請求項４】 前記物側レンズおよび像側レンズの少な
くとも一方は非球面レンズであることを特徴とする請求
項１から３のいずれかに記載の光学検査装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01002395A JP3386269B2 (ja) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | 光学検査装置 |
| US08/590,637 US5715050A (en) | 1995-01-25 | 1996-01-24 | Optical inspection apparatus including a telecentric optical system, an aperture stop and a screen |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01002395A JP3386269B2 (ja) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | 光学検査装置 |
| US08/590,637 US5715050A (en) | 1995-01-25 | 1996-01-24 | Optical inspection apparatus including a telecentric optical system, an aperture stop and a screen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08201304A true JPH08201304A (ja) | 1996-08-09 |
| JP3386269B2 JP3386269B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=26345179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01002395A Expired - Lifetime JP3386269B2 (ja) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | 光学検査装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| US (1) | US5715050A (ja) |
| JP (1) | JP3386269B2 (ja) |
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-
1996
- 1996-01-24 US US08/590,637 patent/US5715050A/en not_active Expired - Lifetime
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