JPS61164105A - 欠陥検査方法及びその装置 - Google Patents

欠陥検査方法及びその装置

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JPS61164105A
JPS61164105A JP409085A JP409085A JPS61164105A JP S61164105 A JPS61164105 A JP S61164105A JP 409085 A JP409085 A JP 409085A JP 409085 A JP409085 A JP 409085A JP S61164105 A JPS61164105 A JP S61164105A
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秀明 土井
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靖彦 原
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    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/30Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は光学的に透明な物体(以下「被検査物体」とい
う)の欠陥検査方法に係り、特に、被検査物体表面上の
微小凹凸欠陥を検出するのに好適な欠陥検査方法に関す
る。
〔発明の背景〕
被検査物体を透過する光は、被検査物体の厚みに応じた
位相変化を受ける。位相差顕微鏡は、こ−鼾−−頁 の位相変化量を測定することにより、生の細胞や菌ある
いは透明基板上の微小凹凸等の透明で明暗。
色調の差に乏しい物体を観察できるようになっている(
参考文献:吉原邦夫著「物理光学」共立出版1966年
131〜135頁)。
第7図は位相差顕微鏡の光学系の原理−であり、被検査
物体7の透過率によって変調される0次回折光1を背景
強度とし、前述の被検査物体7の屈折率変化あるいは厚
みの変化という位相差量に応じて変調される1′次以上
の高次回折光2に位相板9を用いて既述00次回折光重
と干渉するように1/4波長の位相変化を与え、像面l
Oで被検査物体7による位相変化を明暗コントラストで
観察できるようにしたものである。尚、第7図において
、3は光源、4はコレクタレンズ、6はコンデンサレン
ズ、8は対物レンズである。
前述00次回折光重と高次回折光2とを干渉させるため
に、振幅の大きな0次回折光はリングスリット5及び吸
収膜11によって減衰される。このうち、吸収膜11の
吸収率は、生体観察等の位相差3   jr 顕微鏡の主たる用途からいって、被検査物体7の忠実度
(通常の光学的顕微鏡で観察した像との類似性)を大き
く損わないように90チ程度にしである。このため、被
検査物体7の微小な凹凸に対して弱いコントラストしか
得られないという欠点がある。
前述の吸収膜11の吸収率を高くすると、位相差量すな
わち被検査物体7の凹凸量の大きな部分のまわ9にハロ
ーと呼ばれる光環12が生じる。このハローは、前述の
吸収allの吸収量が大きい程、また被検査物体7上の
検出物の位相差量が大きい程、また検出物(微小凹凸)
の大きさが小さい程大きく生じる。第8図は、位相差量
の小さい検出物Aに比し、位相差量の大きい検出物Bに
大きなハロー12が生じているところを示している。
透明基板上に例えば回路パターンを描く場合、微小凹凸
が存在すると回路は不良品となる。そこで、微小凹凸存
在有無の確認のためにハローを調べることは有効である
。しかし、ハローは、通常、背景信号レベル14に対す
る検出信号レベル13と逆のレベルに発生するので、検
出ビデオ信号に対し単一の闇値を設定し信号2値化を行
ったのでは、検出信号レベル13とハロー12の両者を
背景信号レベル14と分離することができない。
この検出信号レベル13とハロー12の両者を背景信号
レベル14と分離する方法として、第9図に示すように
、高レベル闇値18と低レベル閾値19の2つの闇値を
用いて検出信号を3値化する手法かめる。しかし、この
3値化を用いた場合、前記検出信号レベル13とハロー
12の両者を背景信号レベル14と分離することができ
るが、通常、背景信号レベルは第1O図に示すようなシ
ェーディングと呼ばれる照明むらの影wを受けるので、
雑音等を発生しない闇値レベルを設定するのは困難であ
る。
ツク7レス パイ レベル クオy−イデー 7オー 
7アクVlす“Notohlass B1−1evel
 Qnantlzer for Facsmileる文
献において論じられている浮動闇値の手法を用いる方法
がめる。しかし、この浮動闇値による− ミー頁 2値化は、第11図に示すように、シェープインク等の
影響を除去することができるが、このままでは前記検出
信号レベル13とハロー12の両者を背景信号レベル1
4と分離できないという欠点がある。
〔発明の目的] 本発明の目的は、シェーディング等の影響を除去し、し
か屯、検出信号レベルとハローの両者を背景信号レベル
から分離して、被検査物体表面の微小凹凸を高感度に検
出する欠陥検査方法を提供することにある。
〔発明の概要] 本発明では、透明な被検査物体の表面上に微小凹凸欠陥
が存在していた場合、この欠陥による濃淡画像を明瞭に
して、欠陥検出信号とハローとを背景信号レベルと分離
しやすくシ、更に、シエーデング等の影響を受けにくく
する。そこで、微小凹凸欠陥による画像の明暗コントラ
ストを明瞭とする為、被検査物体を透過照明して得られ
る回折光のうち0次、回折光を著しく減衰あるいは完全
に遮蔽した。そして、少なくとも1次あるいはそれ−6
−頁 以上の高次回折光により被検査物体の像を得、この像か
ら欠陥を検出するようにした。
本発明の実施態様として、検出像を光電変換して欠陥信
号を背景から分、1m!する。これは、例えば第1図に
示すように、背景レベルに対応した闇値レベルから若干
高いレベルにシフトした閾値レベルと若干低いレベルに
シフトした閾値レベルの2つの闇値を作成し、これによ
って検出した電気信号を背景と欠陥とに分離すれば、雑
音なく高精度に分離を行うことができる。この分離のた
めの判定は、検出信号レベルが高レベル闇値より大きい
か、あるいは低レベル闇値より小さいかを判定すればよ
い。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第2図乃至第6図により貌明
する。
第2図は検出光学系の構成図である。この検出光学系I
にお込て、透過照明光源nより発せられた透過照明光お
け、コレクタレンズ23.IJングスリット24.コン
デンサレンズδを通って被検査物7  頁 体26を照明する。透過照明光おによって、被検査物体
かの透過率に基づき主として振幅変調された0次回折光
37と、被検査物体あの厚さあるいは屈折率に基づいて
主として試料の位相差量に応じて振幅変調された高次回
折光あとが被検査物体部から発せられる。O次回折光3
7は、位相板部によって174波長または一1/4波長
分の位相変化を受け、吸収膜部によって著しく減衰める
いは完全に遮蔽される。これにより、光電変換素子31
の像面上には、主として被検査物体部の位相差量に応じ
た濃淡画像が得られ、被検査物体が上の微小凹凸欠陥を
光電変換することができる。
この光電変換された信号おけ、2値化回路32によって
背景と欠陥とに分離され、検出出力34として出力され
る。
第3図は2値化回路32の一例を示す。この2値化回路
32は、光電変換信号おを積分し該信号33の平均値を
出力する積分回路40と、積分回路40の出力値及び闇
値レベル■□の和と光電変換信号33とを比較する比較
回路41と、積分回路40の出力値から閾値レベルvL
を減じた値と光電変換信号おとを比較してその結果の反
転値を出力する比較回路42と、両比較回路41と42
の出力の論理和をとり検出出力34を出力する論理和回
路43とから構成しである。
比較回路41は、第4図に示すように、信号あの平均値
よpレベルvHだけ高い値に設定された高レベル闇値以
上の入力光電変換信号があったとき、欠陥有りとする検
出信号を出力する。
比較回路42は、信号あの平均値よりレベルvLだけ低
い値に設定された低レベル闇値以下の入力光電変換信号
があったとき、欠陥有りとする検出信号を出力する。
このため、両比較回路41 、42の出力の論理和をと
ることにより、欠陥の有無が判定される。
第5図はJi1!2図に示す2値化回路32の第2実施
例回路である。
本実施例における2値化回路32は、比較回路45゜遅
延回路46等で構成した第1欠陥検出回路47と、比較
回路48.遅延回路491反転回路関等で構成した第2
欠陥検出回路51と、論理和回路52とで成る。
−9−頁 第1欠陥検出回路47は、比較回路45の■入力端子と
■入力端子に光電変換信号33が供給され、■が加算さ
れている。
ここで、第1欠陥検出回路470入力電圧をvi (n
)r出力電圧を■。(n)とする。第5図のA点での電
圧はvO(n−1)でおる為、比較回路47の■入力側
の利得を172.θλ入力側利得を1に調整すれば、v
O(nl  2(vO(n−1)十vi(n))  (
vl(n)+■H)となる。第1項は入力信号33の平
均値となり、第2項は入力信号おからレベルvHを減じ
た値となる。
この信号レベルを図に示すと第6図の様になる。
従って、第1欠陥検出回路47は、第6図の例ではハロ
ーを検出できる。第2欠陥検出回路51の動作も第1欠
陥回路47と同様である。
この為、本実施例では比較回路45 、48の各■側0
fIIlの利得を調整すれば、被検査物体あ表面上の微
小凹凸を精度良く検出できる。
〔発明の効果〕
10頁 上記したように、本発明方法を用いれば、通常の光学顕
微鏡では識別不可能な、光学的に透明な被検査物体表面
の微小凹凸を高感度に検出できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の説明図、第2図は本発明の一実施
例を適用した検出光学系の構成図、第3図は第2図に示
す2値化回路のブロック回路図、第4図は第3図に示す
回路の動作説明図、第5図紘2値化回路の別実施例のブ
ロック回路図、第6図は第5図に示す回路の動作説明図
、第7図は一般の位相差顕微鏡の光学系構成図、第8図
はハローの説明図、第9図は3値化の説明図、第10図
はシェーディングの説明図、第11図は浮動閾値2値化
の説明図である。 訪・・・被検査物体、四・・・吸収膜、31・・・光電
変換素子、32・・・2値化回路、U・・・高次回折光
、37・・・0次回折光。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、光学的に透明な平行平板でなる被検査物体を透過照
    明して得られる回折光のうち、0次回折光を著しく減衰
    あるいは完全に遮蔽し、高次回折光により濃淡画像を得
    て該濃淡画像から被検査物体の凹凸欠陥を検出する欠陥
    検査方法。 2、前記濃淡画像を光電変換した電気信号から前記凹凸
    欠陥を検出することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の欠陥検査方法。
JP409085A 1985-01-16 1985-01-16 欠陥検査方法及びその装置 Expired - Lifetime JPH061178B2 (ja)

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CN104204720A (zh) * 2012-03-21 2014-12-10 韩国标准科学研究院 透明基板监测装置和透明基板监测方法

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