JPH09218162A - 表面欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】標本が一部に透明部分を有するものでも、常に
その表面の欠陥を正確に検出する。 【解決手段】標本面24に光を照射し、その反射光をＣＣ
Ｄカメラ32を含む観察系で得て画像処理することにより
標本面24での欠陥を検出する表面欠陥検査装置におい
て、上記標本面24位置で標本（35）をその裏面周辺部で
保持する保持部分を除いて上記標本（35）の対応部分を
中空構造としたホルダ28と、このホルダ28を挟んで上記
観察系の反対側で且つ上記観察系の焦点深度範囲外に配
置された反射防止板34とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば石英ウエハ
や液晶基板などの標本の表面の欠陥を検出するための表
面欠陥検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】石英ウエハや液晶基板等の薄板状の標本
に光を照射して該標本の表面上の傷、ごみ、膜むら等の
欠陥をＣＣＤカメラ等で撮像し、得た信号を画像処理す
ることで該表面上の欠陥を自動的に検出する表面欠陥検
査装置が例えば特開平５−１１１８６８号公報により知
られている。

【０００３】図３はこの特開平５−１１１８６８号公報
に係る表面欠陥検査装置の概略構成を示すもので、第１
の光源１から発せられた光がハーフミラー３によって反
射された後にコリメータレンズ４により光束が平行とさ
れて標本面５に照射される。

【０００４】この際、標本面５に対しては上記第１の光
源１とは別に、第２の光源７から発せられた光がほぼ真
横方向から照射され、上記第１の光源１からの光と合わ
せて標本面５に傷、ごみ、膜むら等の欠陥があった場合
にその存在を際立たせるようになっており、この標本面
５上の画像がコリメータレンズ４、ハーフミラー３を介
してＣＣＤカメラ２により撮像される。

【０００５】そして、このＣＣＤカメラ２で得た標本面
５の画像をここでは図示しない画像処理装置により処理
することで、自動的に上記欠陥を検出可能としたもので
ある。

【０００６】なお、同図で６ａは、光を透過する標本に
対する欠陥検査を行なう場合に標本の図中下部側に位置
する構造物がＣＣＤカメラ２で撮像されてしまうのを防
止するべく配置された反射防止板であり、ここではその
板面を上記標本面５と平行に６ａ配置しているが、この
反射防止板６ａに代えて図中に６ｂで示す上記標本面５
とは斜めに配置した反射防止板を用い、上記光源１，７
からの光を逃がすようにすることもある。

【０００７】しかるに、上述した画像処理装置で標本面
５上の欠陥を自動的に検出可能としたために、検査員が
直接目視検査を行なう場合と比べて、個人差による検査
結果のばらつき、検査員から標本への発塵等を排除する
ことができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記図３
で示した装置では、特に標本が光を透過する透明部分を
有する場合に、しばしば反射防止板６ａまたは６ｂに写
った標本面の被透明部分の影を欠陥であるものとして誤
検出し、あるいは上記影の部分に隠れた本当の欠陥を見
逃してしまうという、いずれも正確な欠陥の検査を疎外
してしまう結果となる。

【０００９】図４はこのような誤検出のケースを例示す
るものである。ここでは、上記第２の光源７から発せら
れた光Ｏがレンズ１１を介して平行な光束を有するもの
とされた後に標本１２の表面、すなわち上記標本面５に
照射され、コリメータレンズ４を介して上記第１の光源
１からの光も照射されて、その画像がコリメータレンズ
４を介して図示しないＣＣＤカメラ２に撮像されるもの
とする。

【００１０】しかるに、第２の光源７からの光が図示す
る如く標本１２に対して斜め上方から照射される場合、
標本１２が例えば表面に配線パターンＷを形成した液晶
基板の如く、部分的に透明部分を有するものであると、
該配線パターンＷの影Ｓが反射防止板６ｂ（または６
ａ）に投影され、ＣＣＤカメラ２により共に撮像される
ことになる。

【００１１】図中の画像ＩはこのときＣＣＤカメラ２で
撮像される標本１２の状態を例示するもので、配線パタ
ーンＷと共に、この配線パターンＷと第２の光源７から
の光Ｏにより反射防止板６ｂ上にできる影Ｓが写り込ん
でしまうと共に、反射防止板６ｂ上のごみＤも実際には
標本１２上にあるものではないにも拘らず写り込んでし
まうことになる。

【００１２】また、反対に、標本１２上の上記影Ｓに相
当する部分に仮に傷、ごみ等の欠陥がある場合でも、上
記影Ｓが写り込んでいるために画像Ｉによってこれを確
認することはできなくなる。

【００１３】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、たとえ標本が少な
くとも一部に透明な部分を有するものであっても、常に
その表面の欠陥を正確に検出することが可能な表面欠陥
検査装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
標本に光を照射し、その反射光を観察系で得て画像処理
することにより該標本表面の欠陥を検出する表面欠陥検
査装置において、上記標本をその裏面周辺部で保持する
保持部分を除いて上記標本の対応部分を中空構造とした
ホルダと、このホルダを挟んで上記観察系の反対側で且
つ上記観察系の焦点深度範囲外に配置された反射防止板
とを具備したものである。

【００１５】このような構成とした結果、たとえ標本が
少なくとも一部に透明な部分を有するものであっても、
標本の背面側の反射防止板が上記観察系で得られる標本
の画像に影響を与えることなく、標本の表面欠陥を常に
正確に検出することが可能となる。

【００１６】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の発明において、上記反射防止板の少なくとも上記光が
照射される面を黒色または黒色に近い暗色としたもので
ある。

【００１７】このような構成とした結果、上記請求項１
記載の発明の作用に加えて、反射防止板における光の反
射を最小限に抑えたため、標本の背面側に配置された反
射防止板が上記観察系で得られる標本の画像に影響を与
える度合いをより少なくすることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態に係
る表面欠陥検査装置を図面を参照して説明する。図１は
その概略構成を示すもので、第１の光源２１から発せら
れた光は、レンズ２２を介して光束が平行とされた後
に、ハーフミラー２３によって全反射されて標本面２４
に垂直に照射される。

【００１９】この標本面２４に対しては、上記第１の光
源２１とは別に、第２の光源２５から発せられた光がミ
ラー２６を介した後にレンズ２７により光束が平行とさ
れてから、斜め上方より照射される。

【００２０】しかるに上記標本面２４は、ここでは図示
しない標本をホルダ２８上に載置して保持、固定した場
合の上面位置であり、この標本面２４における画像が上
記ハーフミラー２３を透過し、コリメータレンズ２９に
より平行光から収束光とされた後にミラー３０，３１を
介してＣＣＤカメラ３２により撮像される。

【００２１】このＣＣＤカメラ３２で得た標本面２４の
画像は、ここでは図示しない画像処理装置により処理さ
れることで、自動的に上記標本面２４に存在する欠陥が
検出される。

【００２２】上記ホルダ２８は、標本をその裏面周辺部
で保持する複数の保持部分を有するもので、これら保持
部分を除いて標本と対応する下部側が中空構造となって
いる。

【００２３】またこのホルダ２８は、上記標本面２４に
垂直なＸＹ平面にホルダ２８を移動させるＸＹステージ
３３上に組合わせて固定されるもので、このＸＹステー
ジ３３の上記標本に対応する下部側も図示する如く中空
構造となっている。

【００２４】そして、上記ホルダ２８及びＸＹステージ
３３の下部側、上記標本面２４からＣＣＤカメラ３２を
含む観察系の焦点深度範囲を外れた位置に反射防止板３
４が配置される。この反射防止板３４は、少なくともホ
ルダ２８、ＸＹステージ３３側の全面が黒一色とされて
いる。

【００２５】しかし、例えばホルダ２８に保持固定され
る標本の全体が透明な部材で構成されていた場合、ある
いはホルダ２８に標本を保持していない場合には、上記
第１の光源２１からレンズ２２、ハーフミラー２３を介
して標本面２４に垂直に照射される光は、ホルダ２８及
びＸＹステージ３９の各中空部分を介して反射防止板３
４に照射されることとなる。

【００２６】上記のような構成にあって、上記反射防止
板３４の配設される位置について図２により説明する。
同図は上記標本面２４を挟んでＣＣＤカメラ３２及びコ
リメータレンズ２８を含む観察系と相対向する位置に配
設された反射防止板３４の関係を例示するもので、上記
該観察系が標本面２４の位置にピントを合わせていた場
合、このピント位置の上下ある一定の範囲Ｌ1 の間にあ
るものに対してはすべてピントが合ってその存在を確認
可能とする。

【００２７】この一定の範囲Ｌ1 を焦点深度と呼ぶもの
とすると、標本３５が光を透過するものであった場合、
図中にハッチングで示す上記焦点深度範囲Ｌ1 にある標
本３５以外の物体は観察の障害となる。そのために反射
防止板３４は、標本面２４から下方にＬ1 だけとった図
中のＡ位置より少なくとも下方に配設しなければならな
い。

【００２８】ここで、この該Ａ位置から実際に反射防止
板３４が配設される位置までの距離をＬ2 とすると、こ
の距離Ｌ2 を大きく設定するほどに反射防止板３４が観
察に影響を及ぼす可能性を低くすることができることに
なる。

【００２９】また、反射防止板３４の素材としては、例
えばアルミニウムやステンレス鋼等の表面状態が均一な
金属であればよく、少なくとも光が照射される面全体を
光の反射を防止するべく艶消しの黒色とすることが望ま
しい。なお、黒色以外にも反射率の十分低い黒色に近い
暗色を用いることも可能である。

【００３０】反射防止板３４を上述した構成とすること
により、たとえ標本３５が光をある程度透過するもので
あったとしても、反射防止板３４を観察系の焦点深度範
囲Ｌ1 から充分離した位置に配設しているため、この反
射防止板３４による反射光や反射防止板３４上の異物等
をＣＣＤカメラ３２で標本３５の表面上の欠陥を表わす
画像として誤って撮像してしまうことはない。

【００３１】同様に、標本３５が透明な部材上に配線パ
ターンを形成した際に、反射防止板３４を標本３５から
充分離した位置に配設しているため、第２の光源２５に
より斜め上方から光が照射されることで発生する上記配
線パターンの影を反射防止板３４に位置してＣＣＤカメ
ラ３２が撮像する標本３５の画像中に写し込んでしまう
ことはない。

【００３２】

【発明の効果】以上詳記した如く本発明によれば、たと
え標本が少なくとも一部に透明な部分を有するものであ
っても、常にその表面の欠陥を正確に検出することが可
能な表面欠陥検査装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る概略構成を示す
図。

【図２】同実施の形態に係る反射防止板の配設位置を説
明する図。

【図３】従来の表面欠陥検査装置の概略構成を示す図。

【図４】従来の表面欠陥検査装置による誤検出を説明す
る図。

【符号の説明】 １，２１…第１の光源 ２，３２…ＣＣＤカメラ ３，２３…ハーフミラー ４，２９…コリメータレンズ ５，２４…標本面 ６ａ，６ｂ，３４…反射防止板 １１，２２，２７…レンズ １２，３５…標本 ２５…第２の光源 ２６，３０，３１…ミラー ２８…ホルダ ３３…ＸＹステージ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 標本に光を照射し、その反射光を観察系
   で得て画像処理することにより該標本表面の欠陥を検出
   する表面欠陥検査装置において、 上記標本をその裏面周辺部で保持する保持部分を除いて
   上記標本の対応部分を中空構造としたホルダと、 このホルダを挟んで上記観察系の反対側で且つ上記観察
   系の焦点深度範囲外に配置された反射防止板とを具備し
   たことを特徴とする表面欠陥検査装置。
2. 【請求項２】 上記反射防止板の少なくとも上記光が照
   射される面を黒色または黒色に近い暗色としたことを特
   徴とする請求項１記載の表面欠陥検査装置。