JPS6224258Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、光学計測系を用いたパターン計測、
特に規則性パターン開口形状欠陥の判別を行う場
合に使用する空間周波数フイルタに関する。

〔考案の技術的背景およびその問題点〕

規則性パターンの欠陥検出には、光の回折現象
を利用した空間周波数フイルタリング方式（以下
空間フイルタリング方式という）が便利であり、
時間的空間的なコヒーレンシーの高いレーザ光を
使用したレージ光回折パターン空間フイルタリン
グ方式が、シヤドウマスクに代表されるメタルフ
イルタ、ICマスクなどの規則性パターンを有す
る工業製品の欠陥検査に使用されている。

まず、空間フイルタリング方式の基本構成と作
用を第１図に従つて説明する。

レーザ発振器１を出たレーザビーム２はコリメ
ータ３によつて拡大された平行光４となつて被検
査物５に照射される。被検査物５はフーリエ変換
レンズ７の前焦点面上に置かれており、後焦点面
上には被検査物５を通過する時に回折した光６に
よつて、被検査物５のフーリエ変換スペクトルが
現われる。そしてフーリエ変換レンズ７の後焦点
面上には、被検査物５のパターンが正常である場
合のフーリエ変換スペクトル強度分布パターンを
ガラス板等の透明板に記録したものである空間周
波数フイルタ８が置かれている。この空間周波数
フイルタ８は、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ものを遮光
吸収する一方で、欠陥パターンに相当するものを
透光する作用を行う。

ここにおいて、この空間周波数フイルタ８は逆
フーリエ変換レンズ１０の前焦点面上に設けられ
ているため、空間周波数フイルタ８を透過した光
９は逆フーリエ変換レンズ１０によつて逆フーリ
エ変換され、逆フーリエ変換レンズの後焦点面
（逆フーリエ変換面）上に置かれたスクリーン１
１に空間フイルタリングされた逆フーリエ変換
像、すなわち被検査物５の欠陥部分だけの像とな
つて現われ、欠陥部分の存在が容易に判明するこ
ととなる。なお、１２は光軸を表わしている。

空間周波数フイルタにつき、以下にさらに詳細
に説明する。

被検査物の開口物の形状が一定で、位置が直線
状に等ピツチ規則配列されている場合は、そのフ
ーリエ変換パターンも一定であり、１枚の空間周
波数フイルタを使用することにより、被検査物全
面の検査が可能である。

しかし、被検査物の開口部の配列ピツチが変動
する場合には、各開口部でフーリエ変換パターン
が変化し、１枚の空間周波数フイルタでは、被検
査面全面の検査はできない。

例えば、第２図においては、被検査物５は連続
的な変動配列ピツチを有し、単位開口１３がピツ
チP₁からP₃までの範囲で変動して配置されてい
る。いま、基準となるピツチP₁を含む領域をＡと
し、これより大きなピツチP₂を含む領域をＢ、さ
らに大きなピツチP₃を含む領域をＣとすれば、第
３図ａ、第３図ｂ、第３図ｃはそれぞれＡ部、Ｂ
部、Ｃ部のフーリエ変換スペクトル１４を示して
いる。それぞれのスペクトルにおいて、０次スペ
クトルを基準位置とすれば０次スペクトルと各次
スペクトルとの距離は単位開口のピツチにより変
動する。

従来、このような配列ピツチ変動パターンを検
査するためには、各部の被検査パターンに応じた
別々の空間周波数フイルタを使用する必要があつ
た。このため、空間周波数フイルタを交換する手
間がかかり検査効率の低下を招いていた他、空間
周波数フイルタを交換するための機構を設ける必
要から検査装置が複雑になり、問題であつた。

〔考案の目的〕

本考案は、上記問題点を解決するため、被検査
パターンが変動ピツチで配列されている場合に、
１枚で各部の検査ができるような空間周波数フイ
ルタを提供することを目的とする。

〔考案の概要〕

本考案は、上記目的達成のため、空間周波数フ
イルタの遮光部を必要範囲で直線状にすることに
よつて構成される。

〔考案の実施例〕

以下図面に従つて本考案の１実施例を説明す
る。

第４図は本考案にかかる空間周波数フイルタの
パターンを示しており、ハツチングを施した遮光
部１７とそれ以外の部分である遮光部１８により
構成されている。この遮光部１７は第３図におけ
るＡからＣにいたる各位置のスペクトルをつなぎ
合わせた直線状を呈している。

第３図において、０次スペクトル１５と１次ス
ペクトル１６ａ，１６ｂ，１６ｃとの距離は、λ
をレーザ光波長、をフーリエ変換レンズの焦点
距離、P₁，P₂，P₃を被検査パターンのピツチとす
れば、それぞれλ／P₁，λ／P₂，λ／P₃で
表わされるから、ピツチがP₁からP₃まで変化する
被検査部を検査できる空間周波数フイルタの遮光
部は、次のようになる。第４図において、基準線
１９上には、０次スペクトル用遮光部２０を中心
として、１次スペクトル用遮光部２１はλ／P₃
からλ／P₁の範囲で直線上に形成され、２次ス
ペクトル用遮光部２２は２λ／P₃から２λ／
P₁の範囲で形成されている。一般に、スペクトル
次数をｎとし、配列ピツチがＰ_HからＰ_L（Ｐ_H＞
Ｐ_L）まで変化するとすれば、ｎ次スペクトル用
の遮光部は始点をｎλ／Ｐ_H、長さをｎλ／
（１／Ｐ_L−１／Ｐ_H）とすればよい。

このような空間周波数フイルタは、ガラス基板
上に蒸着やエツチング等の手段によつて金属遮光
部を形成する方法、ガラス基板上にゼラチン感光
剤を塗布しフイルターパターンを焼き付けて遮光
部を形成する方法等によつて製作するのが一般的
であるが、他のどんな方法で製作してもよい。

実際の空間周波数フイルタについて述べると、
例えば被検査パターンが第５図に示すように幅
Ｗ、長さL₁の開口部を持ち、長手方向ピツチ
L₂、幅方向ピツチはＰ_LからＰ_Hまで変動してい
るとする。いまＷ＝200μ，L₁＝600μ，L₂＝700
μ，Ｐ_L＝600μ，Ｐ_H＝700μとし、He−Neレー
ザ光を約100mm径で照射し、焦点距離250mmのフー
リエ変換レンズを用いて光学系を構成するとすれ
ば、空間周波数フイルタ８の１次スペクトルは
0.264mmから0.226mmまで変化する。したがつて第
４図における１次スペクトル用遮光部２１は０次
スペクトル用遮光部２０の中心すなわち光軸を基
準として0.226mmを始点とし0.264mmを終点をする
0.038mmの範囲で形成する。遮光部２１の幅はフ
ーリエ変換スペクトルの径に応じてとればよく、
通常0.1mm程度とし、遮光部の両端に半径0.05mm
の半円を追加すればよい。２次スペクトル用遮光
部は同様にして光軸から0.452mmを始点とし0.528
mmを終点とする0.076mmの範囲で形成され、３次
以上のスペクトルについても同様に形成すればよ
い。

空間周波数フイルタ８の遮光部１７は連続的に
直線状とすれば被検査パターンのピツチ変動がど
のような範囲であつても検査が可能である。しか
し検査を必要とする被検査パターンのピツチ変動
範囲は限られており、また遮光部の面積が多すぎ
ると検出すべき欠陥スペクトルが遮光されて検出
効率を低下させるためあまり遮光部の面積が多い
のは適当でない。このため、遮光部１７の範囲は
検査対象となつている単位開口が配列されている
ピツチ変動範囲と等しい範囲にすることが適当で
ある。

次にこのような空間周波数フイルタを使用した
実際の検査方法について次に述べる。

第６図は、本考案にかかる空間周波数フイルタ
を使用した連続的検査方法を示し、２３はレーザ
光照射スポツト、２４はレーザ光スポツトの移動
方向である。

本考案にかかる空間周波数フイルタは検査範囲
の各部パターンに対応できるので、被検査パター
ンと空間周波数フイルタを相対的に移動させれ
ば、連続的に欠陥検査が可能となる。被検査パタ
ーンと空間周波数フイルタは第１図に示した如
く、フーリエ変換レンズの両側に置かれるから、
検査時の被検査パターンと空間周波数フイルタの
相対的移動方向は互いに逆方向とすればよい。

〔考案の効果〕

本考案にかかる直線状遮光部を有する空間周波
数フイルタを使用することにより、単位開口部が
変動ピツチで配列された被検査パターンの検査に
おいても、空間周波数フイルタを交換することな
く１枚の空間周波数フイルタで各部の検査がで
き、検査能率、検査速度が向上し、検査コストを
低下させることができる。

また、被検査物と空間周波数フイルタに単純な
相対運動をさせることにより連続的な検査が可能
となるため、検査装置が簡単になり、検査速度を
さらに向上させることができる。

さらに、遮光部の範囲を被検査物の規則性配列
パターンの検査対象配列ピツチ範囲にしたことに
より、検出すべき欠陥のスペクトル成分の検出効
率低下を招くことなく検査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は空間フイルタリングの概要を示す概念
図、第２図は被検査物の規則性変動ピツチ配列パ
ターンを示す図、第３図は第２図のＡ部、Ｂ部、
Ｃ部に対応するフーリエ変換パターンを示す図、
第４図は本考案にかかる空間周波数フイルタの構
成を示すパターン図、第５図は被検査部の詳細を
表わす拡大図、第６図は本考案にかかるフイルタ
を使用して連続的検査を行う方法を表わす説明図
である。 １……レーザ発振器、２……レーザビーム、３
……コリメータ、４……平行光、５……被検査
物、６……回折光、７……フーリエ変換レンズ、
８……空間周波数フイルタ、９……透過光、１０
……逆フーリエ変換レンズ、１１……スクリー
ン、１２……光軸、１３……単位開口、１４……
フーリエ変換スペクトル、１５……０次スペクト
ル、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ……１次スペクト
ル、１７……遮光部、１８……透光部、１９……
基準線、２０……０次スペクトル用遮光部、２１
……１次スペクトル用遮光部、２２……２次スペ
クトル用遮光部、２３……レーザ光スポツト、２
４……レーザ光スポツト移動方向。P₁，P₂，P₃…
…単位開口配列パターンピツチ、λ……レーザ光
波長、……フーリエ変換レンズ焦点距離、Ｗ…
…単位開口幅、L₁……単位開口長さ、L₂……単
位開口長手方向ピツチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 所定の一次元方向関して単位開口が種々のピツ
   チで配された規則的パターンの光学的フーリエ変
   換スペクトルに対応した遮光部をもつ空間周波数
   フイルタにおいて、前記種々のピツチのうちの最
   大ピツチをＰ_H、最小ピツチをＰ_L、前記光学的フ
   ーリエ変換スペクトルを得るのに用いるコヒーレ
   ント光の波長および光学系の焦点距離をそれぞれ
   λおよびｆ、としたときに、ｎ次のフーリエ変換
   スペクトルに対応した遮光部が、空間周波数フイ
   ルタ上の原点から前記一次元方向に対応した方向
   への距離がｎλｆ／Ｐ_Hなる点を始点とし、ｎλ
   ｆ／Ｐ_Lなる点を終点とする線分周辺にのみ設け
   られていることを特徴とする空間周波数フイル
   タ。