JPS59153151A

JPS59153151A - 規則性パタ−ンの欠陥検査装置

Info

Publication number: JPS59153151A
Application number: JP2746983A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Tsumita; 積田　伸夫; Shunsuke Mukasa; 武笠　俊介
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1983-02-21
Filing date: 1983-02-21
Publication date: 1984-09-01

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】本発明はレーザ光回折パターン空間周波数フィルタリン
グ方式により単位開口の規則性パターン中の形状欠陥を
検出する装置に係り、特に検査過程と同時進行形式で形
状欠陥をディスプレイ管面に表示する装置に関する。

レーザ光回折パターン空間周波数フィルタリング方式に
よる形状欠陥検査装置は第１図に示すように構成さ扛て
いる。すなわち、レーザ発振器ｌを出たレーザビーム２
は、コリメータ３によって拡大さｎた平行光４となって
被恢査切５に照射さ扛る。被検査物５はフーリエ変換レ
ンズ７の前焦点面に置かしてあり、後焦点向上には被検
査物５を通過する時に回折した光６によって、被検査物
５のフーリエ変換スペクトルが現わ扛る。そして、フー
リエ変換レンズ７の後焦点面には、被検査物５の正常パ
ターン（フーリエ変換レンズ７による）のフーリエ変換
スペクトル強度分布を記録したネガ写真フィルム、つま
り空間周波数フィルタ８が置か扛ており、被検査物５の
フーリエ変換スペクトルのうち、正常パターンに相当す
るスペクトルのみが空間周波数フィルタ８によって吸収
さ扛、欠陥パターンに相当するスペクトルは透過する。

この空間周波数フィルタは逆フーリエ変換レンズ１０の
前焦点面上に設けら扛ているため、空間周波数フィルタ
８を透過した光９は逆フーリエ変換レンズ１０によって
逆フーリエ変換さｎ。

逆フーリエ変換レンズの後焦点面（逆フーリエ変換面）
上に置か扛たスクリーン１１に、空間フィルタリングさ
扛た逆フーリエ変換像、すなわち被検査物５の欠陥部分
だけの像となって現われる。

こｒにより形状欠陥が検出さする訳である。

次に、第２図は矩形状の単位開口規則的配列で成るパタ
ーンの一例を示すものであり、かかるパターンの欠陥は
その大きさが予め決められた一定値以上のものと定義さ
ｎる。そして、第１図に示し空間フィルタリング方式に
より欠陥検査装置では、第３図（Ａ）〜の）の欠陥部分
Ｄ１〜Ｄ４だけが、その欠陥面積に対応した明るさの点
となって再回折像面上に現わ扛る。なお、第３図（Ｅ）
は正常なパターンを示している。

逆フーリエ変換面に現わ扛る杖検査パターン５の逆像の
欠陥部分だけの像は、第４図に示すように、フォトディ
テクタアレイ１１によって検出さ扛る。つまり欠陥部分
１５たけ明るい点となって現わｎ、フォトディテクタア
レイ１１によ□って検出さ扛る。

ここにおいて、被検査パターン５を平行光４内で光軸１
２に直角に平行移動してもフーリエ変換の移行期により
、フーリエ変換レンズ７の後焦点面上に現わ扛るンーリ
エ変換パターンに変化はない。したがって、被検査パタ
ーン５を平行移動しても同様に、被検査パターン５の７
−リエ変換スペクトルのうち正常パターンに相当するス
ペクトルのみが空間フィルタ８によって吸収さ扛、欠陥
パターンに相当するスペクトルは透過する。こうして、
被検査パターン５の平行移動により逆フーリエ変換像は
光軸対称の逆方向に移動、つまり被検査パターン５の逆
像の欠陥部分だけの像が、光軸１２ヲ挾んで被検査パタ
ーン５の移動方向と反対の方向に逆フーリエ変換面上を
移動する。

例えば第１図において、被検査パターン５の移動方向を
紙面に直角な方向とし、逆フーリエ変換面上のフォトデ
ィテクタアレイ１１の配列方向を紙面に平行な方向とす
扛げ、逆フーリエ変換面上を移動する欠陥像はフォトデ
ィテクタアレイ１１’ｉｉｌ［角に横切ることになり、
欠陥像の出力信号と［７て検出さ扛る。

ｔた、被検査パターン５の移動に伴ない、その移動距離
に間する情報を出力する装餠金上記欠陥検査装置に設置
することにより、被検査パターン中において検出さｔｌ
、た欠陥の位置を知ることができる。例を挙けて説明す
ると、今、被検査パターンの移動方向に直角な方向をＸ
方向、平行な方向をＹ方向とすれば、Ｘ方向の欠陥位置
成分は、規則性パターンのピッチ送りにフォトディテク
タアレイ１１の長さ分だけ加算する回路をカウンタ及び
加算器等で構成し、フォトディテクタアレイ１１の代表
値を出力しておけば、逆フーリエ変換面上において欠陥
像が横切る単位フォトデイテクメのフォトディテクタア
レイ方向の位置によって検出でき、Ｙ方向のそ扛は、被
検査パターンの固定台及び本体に位置スケール、さらに
高精度が要求さ扛る場合には回折格子のモアレ縞を利用
した位置変位検出装置等を設ける、あるいは被検査パタ
ーンを移動させるためのモータ等の駆動軸部分にロータ
リエンコーダを設ける、等の手段によって検出可能であ
る。これら以外にも、Ｙ方向の欠陥位置成分は、被検査
パターンが等速移動するため移動開始時を起点として時
間を計数することによっても求めることができる。

フォトディテクタアレイ１１は矩形開口を持つ複数の単
位フォトディテクタ１３の配列で構成され、被検査パタ
ーンの移動により得らｒる出力信号は欠陥の最大許容面
積に相当したスレッショルドレベルを持つ２値化回路に
より２値化さｔ、こ扛により欠陥検出が行なわｎる。

以上の如くして、被検査パターンにおける欠陥部分に対
応する信号が得られる。

第５図は本発明が適用さ扛る欠陥検査装置のフォトディ
テクタアレイ部分につき平面図として示したもので、図
示の便宜上フーリエ変換レンズと空間周波数フィルタは
図示省略している。

フォトディテクタアレイ１１は固定され、パターン５０
ヲ移動させるパターン移動装置６２は、駆動装置６１に
よりＹ軸方向、Ｘ軸方向に移動さ扛、それぞ扛のＹ位置
、Ｘ位置は、Ｙ位置信号発生装置６３．Ｘ位置信号発生
装置６４により求めらｎる。

そしてパターン移動装置６２は第６図に示すように、７
０から７１まで等速移動してＹ軸を移動させ、７１から
７２マでフォトディテクタアレイ１１の長手方向の長さ
だけＸ軸會移動（ピッチ送り）させ、７２から７３はＹ
軸を逆に等速移動して、こｌｒＬヲ繰返し、パターン５
０の全面を走査する。

ここにおいて、フォトディテクタアレイ１１による走査
出力は、被検査物のパターン形成部金倉めてその外側の
非パターン形成部についても得ら扛る。この非パターン
形成部はパターンが形成さ扛ていないから欠陥として検
出さ扛、仮にパターン形成部には全く欠陥が無いとして
も非パターン形成部についての欠陥検出が行わ扛、単に
欠陥検出信号の有無だけによって被検査物の良否判定を
行おうとすると全ての被検査物が不良品ということにな
る。

このことから、従来は被検査物全体の検査信号から非パ
ターン形成部の検査信号を除去し、パターン形成部のみ
についての欠陥有無信号を取出すようにしている。

しかしながら、このような信号処理を行うには、特定の
信号を除外するために特別の回路およびプログラムを必
要とすると共に、信号処理のための時間全必要とし検査
のための走査がらある時間ヲ紅なけ扛ば欠陥有無につい
てディスプレイ装置に表示することができない欠点があ
る。

本発明は上述の点に鑑みてなさｔ″ＬｆＩ−もので、フ
ォトディテクタアレイによる被検査物全面についての検
出信号をメモリに書込み、このメモリの記憶内容全その
ままディスプレイ装置に与え、パターン形成部および非
パターン形成部についての検査結果ヲ灸陥検査動作の進
行と共に表示し得る規則性パターンの欠陥検査装置を提
供するものである。

以下第７図乃至第９図を参照して本発明の詳細な説明す
る。

第７図は本発明の一実施例における回路構成を示したも
のである。フォトディテクタアレイ１１に入射した形状
欠陥部光２０は電気信号に変換され、マルチ検出回路２
１によって形状欠陥の有無を示す２値化値号となって出
力さ牡る。

この２値化値号は記憶装置ｔ２２に対する入力データと
して用いらｎる。データ書込みのタイミングは、パター
ン移動装［６２の動きと同期している。すなわち、Ｘ位
置信号発生装置６４及びＹ位置信号発生装置６３からの
位置信号音基に、アドレス発生回路２３内で同期をとる
ためのクロックパルスを発生している。また、アドレス
発生回路２３では、上記クロックパルスの他にフレーム
メモリに対するアドレス信号全発生する。このアドレス
信号は、マルチ検出回路２１の出力である形状欠陥信号
が記憶装置２２に書き込まｎる際のアドレスとなり、被
検査）（ターン上の形状欠陥が”１″、“０“の信号に
置き換えら牡た状態で記憶装置２２内に写像さｎるよう
に発生さ牡る。

記憶袋［２２は、モノクロディスプレイ２５のフレーム
メモリとなっており、パターン移動装置６２の動きに同
期してフレームメモリ２２に書き込まれる欠陥情報は順
次ディスプレイ５に表示される。

第８図はフレームメモリ２２の内容を仮想的に示す図で
あり、図中”１″が欠陥を表わしている。

但し、フレームメモリの周辺部に連続して現出している
１１“は、第５図の縁ｉ５ｘ、５ｙの外側を表わしてい
る。つまり、縁線の外側には単位開口が無いために、欠
陥部として検出され名。

モノクロディスプレイ２５の管面には、第８図の”１”
が明るくドツト表示されるようになっており、パターン
の移動と同期して、５ＣＡＮ１．５ＣＡＮ２という順序
で順次表示さ扛ていく。

第９図は、第８図におけるフォトディテクタアレイ１１
、マルチ検出回路２１のブロック図である。フオ・トデ
イテクタアレイ１１に入射する形状欠陥部光２０は、各
々増幅器２６によって増幅さ扛、２値化回路２７によっ
て欠陥の有無わ表わす２個の毎号に変換さｎた後、この
信号はサンプリング回路２８においてアドレス発生回路
２３からのクロックパルスＣＫ２によってサンダルさし
、形状欠陥信号ＤＳＩとなる。

本発明は上述のように、被検査物の全面からの検出信号
を逐次メモリに書込みこのメモリの記憶内容をそのｉｔ
ディスプレイ装置に与えるようにしたため、検査結果が
時間的な遅Ａを伴わずに検査のための走査と同時に表示
さｔ視覚に訴えるもので、検査能率が向上する。また、
被検査物のパターン形成部と非パターン形成部とを分け
る祥線の信号処理をしないため、回路構成が非常に簡単
になり、装置の信頼性゛が向上する。

【図面の簡単な説明】

＠１図は空間フィルタリング方式による規則性パターン
欠陥検査装置の構成を示す図、第２図は矩形状単位開口
が規則的に配列さ扛てなるパターンを示す図、第３図（
Ａ）〜（Ｅ）はパターンの欠陥、正常をそ扛ぞｎ示す図
、第４図は第１図の構成における逆フーリエ変換面に現
れる被検査パターンの逆像の欠陥部分の像の説明図、第
５図は本発明が適用さｎる欠陥検査装置のパターン欠陥
検出部の平面図、第６図は第５図の装置のフォトディテ
クタアレイの移動方向を示す図、第７図は本発明の実施
側の回路構成を示す図、第８図は第７図の実施例におけ
るフレームメモリ内の欠陥情報格納状態を仮想的に示す
図、第９図は第７図の実施例の（ｉ号検出部の回路構成
を示す図である。１・・・レーｆ発振！、２・・・レーザビーム、３・・
・コリメータ、４・・・平行光、５・・・被検査物、６
・・・回折した光、７・・・フーリエ変換レンズ、８・
・・空間周波数フィルタ、９・・・そのフィルタ８を透
過した光、１０・・・逆フーリエ変換レンズ、１１・・
・フォトディテクタアレイ（スクリーン）、１２・・・
光軸、１３・・・単位フォトディテクタ、１４・・・単
位開口、１５・・・通常の欠陥、２０・・・形状欠陥部
光、２１・・・マルチ検出回路、２２・・・記憶装置（
フレームメモリ）、２３・・アドレス発生回路、Ｕ・・
・ディスプレイコントローラー、２５・・・モノクロデ
ィスプレイ、２６・−・増幅器、２７・・・２値化回路
、あ・・・サンプリング回路、５０・・・規則性パター
ン、５Ｙ・・・縦方向縁部、５Ｘ・・・横方向縁部、６
１・・・駆動装置、６２・・・パターン移動装置、６３
・・・Ｙ位置信号発生装置、６４・・・Ｘ位置信号発生
装置、７０〜７４・・・パターン移動装置、６２の移動
経路。出願人代理人　　猪　股　　　清第４図１００μ　　　３０明

Claims

【特許請求の範囲】

空間周波数フィルタラ持ったフーリエ変換光学系に、単
位開口の規則性パターンを持った被検査物を介してレー
ザ光が与えら扛ることによシ前記光学系の逆フーリエ変
換面に前記規則性パターンの形状欠陥像が形成さ牡る光
学装置と、単位フォトディテクタを複数個−列に配列し
てなり、前記光学系の逆フーリエ変換面における形状欠
陥像を電気信号に変換するフォトディテクタアレイと、
前記被検査物の規則性パターンを光軸に直角な面内で前
記フォトディテクタアレイと面角方向への等速移動、お
よび平行方向への前記ディテクタ１個分のピッチ送りを
繰返して移動させるパターン移動装置と、この移動装置
の前記アレイに対する移動動作に応じてアドレス信号を
形成する装置と、前記フォトディテクタアレイの出力信
号音２値化するマルチ検出回路と、このマルチ検出回路
の出力を前記アドレス信号形成装置からのアドレス信号
にしたがって格納するフレームメモリと、このフレーム
メモリの記憶内容全表示するディスプレイと金そなえた
規則性パターンの欠陥検査装置。