JPS63252210A - 表面欠陥検査装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） この発明は、被検査体表面をセンサで走査し、このセン
サにより１ツられた検出データに基づき被検査体の表面
欠陥を検出する表面欠陥検査装置に関する。

（従来の技術とその問題点） 近年、半導体ウェハやアルミ磁気ディスクなどの被検査
体表面のゴミ、傷などの欠陥を検出するのに、被検査体
を回転させながら、その表面を光ビームで走査して、そ
の散乱光を光電変換器などのセンナで検出して、その検
出データから表面欠陥の有無を判定する装置が開発され
ている。このような表面欠陥検査装置において、数ミク
ロン−数十ミクロン程度の微細な欠陥を検査対象とする
場合は、装置の分解能を高めるために欠陥リイズに相応
する検査領域からの散乱光データの取り込みを行う必要
があるが、検査ｆｆｉ［＋ナイスを小さくするとそれだ
けデータ数が増加することになり、メモリ容量並びにデ
ータ処理時間の増大を招くことになる。そのため、この
種の装置では、通常、取り込まれたデータに対し所要の
データ圧縮を行い、その圧縮データに基づき欠陥判定の
処理を行うようにしている。

第９図はこのようなデータ圧縮を採用した従来の表面欠
陥検査装置の一例を示す概略構成図である（特ＩＦｉ１
昭６０−５６２０８号公報）。この装置では、ターンテ
ーブル１上に載置される被検査体２に対し、その上方に
配置されたレーザ３からレーザ光を照射する一方、上記
ターンテーブル１を回転用モータ４で回転させるのと並
行して、被検査体２の１回転ごとにターンテーブル１を
並進用モータ５で半径方向に所定ｍずつ移動させること
により、被検査体２の表面をレーザ光で同心円状に順次
走査する。そして、その走査中に積分球６により集光さ
れる散乱光を光電変換器７で電気信号に変換し、その電
気信号をＡ−Ｄ変換器８でデジタル信号に変換し、これ
を走査トラックの各位置に対応づけてメモリー９の各ア
ドレスに順次記憶さゼる。いま例えば光電変換器７によ
って電気信号に変換される散乱光の波形に第１０図（ａ
）に示すように点状欠陥に相当するピーク部分Ａがある
場合を考えると、この電気信号はＡ−Ｄ変換器８によっ
て同図（ｂ）のようにデジタル信号に変換され、メモリ
ー９に記憶される。メモリー９への散乱光データの内ぎ
込みが終了すると、次段のＣＰＵ１０より、メモリー９
に書き込まれている全データに基づき複数のスレッショ
ルドレベルが設定され、これら各スレッショルドレベル
とメモリー９に出き込まれている全データとが各別に比
較されて、各データがレベル別（欠陥の大ぎさ別）に分
類される。分類された各データは、ＣＰＬＪ　１０によ
り、被検査体２の表面の区画化された領域（第１０図で
はデジタル信号４個分を一区画とした場合を示す）ごと
に、各区画領域に含まれるデータのうち最大値をその区
画における代表値とするデータ圧縮がなされ（第１０図
（Ｃ）参照）、この圧縮データがデータメモリー１１に
格納される。

そして、この圧縮データに基づきＣＰＵ１０により欠陥
判定がなされて、その結果が表示部１２に表示される。

しかしながら、上記装置を用いた欠陥検出では、汚れや
シミなどのように面積は一般的に大きいが光電変換後の
信号レベルの比較的低い面状欠陥を検出する場合にはＳ
Ｎ比が悪く検出困難であるという問題を有する。ずなわ
ら、第１１図（ａ）は上記面状欠陥に相当する部分Ｂを
含む光電変検波形を示し、同図（１１）−はその信号を
Ａ−Ｄ変換器８によりサンプリングした取込みデータ波
形を示し、同図（Ｃ）は各区画をその代表値で表示した
圧縮データ波゛形をそれぞれ示す。同図（Ｃ）に示すよ
うに、面状欠−陥の信号レベルが小さいためにＳＮ比が
悪くなり、欠陥検出困難であることが分る。また上記装
置では、データ圧縮された信号レベルからは欠陥の種類
（点状又は面状）を判別困難であるという問題も有して
いた。

（発明の目的） この発明は１．Ｆ記問題を解決するためになされたもの
で、データ圧縮法の採用によりメモリー容量、処理時間
を増大させることなく欠陥を検出できるとともに、汚れ
、シミなど信号レベルの低い面状欠陥についても安定よ
く検出でき、しかも面状欠陥と点状欠陥を精度良く判別
できる表面欠陥検査装置を提供することを目的とする。

（目的を達成するための手段） この発明は被検査体表面をセンサで走査し、このセンナ
により得られた検出データに基づき前記被検査体の表面
欠陥を検出する表面欠陥検査装置であって、上記目的を
達成するために、データ処理手段により、竹記センサに
よる一定走査区間ごとに、順次その区間の検出データの
最大値と積分値とを求めるとともに、次段の判定手段に
より、前記最大値と積分値とから前記各走査区間での被
検査体の表面欠陥の有無を判定するように構成している
。この装置によれば、判定処理のために求めておくべき
データを各走査区間ごとに最大値と積分１直の２つの値
に圧縮してメモリ容量、処理時間の増大を抑える一方、
前記最大値と積分ｉＣ【の組合せにより低レベル信号で
ある面状欠陥のＳＮ比を向上させて、点状欠陥だけでな
く面状欠陥の検出も行なえる。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例である表面欠陥検査装置の
概略図を示す。同図において、回転角モータ２１によっ
て駆動されるターンテーブル２２上には、アルミ磁気デ
ィスクなどの被検査体２３が水平に載置される。そして
上記回転用モータ２１を含むターンテーブル２２全体は
並進用モータ２４によって同図に矢印Ｈで示す水平所定
方向に進退移動するように構成されている。

一方、上記ターンテーブル２３の上方には、レーザ光を
発振するレーザ光源２５とレーザ光を被検査体２３の表
面にスポット状に照射させる光学系２６とからなる光照
射部２７が配置されるとともに、この光照）１部２７の
近傍に被検査体２３の表面での散乱光を受けてこれを電
気信号として検出する光電変換器２８が配置され、上記
光照射部２７と光電変換Ｆｉ２８とにより被検査体２３
の表面を走査するセン壷す２９が構成されている。そし
て、前記並進用モータ２４によるターンテーブル２３の
水平移動により、ターンテーブル２３の１回転ごとに上
記センサ２９を被検査体２３の半径方向に所定量だけ相
対変位させ、被検査体２３の表面を同心円状に順次走査
するように構成されている。また、上記ターンテ−ブル
２２には、その回転角を検出するためのロータリ・エン
コーダ３０が設けられ、ターンテーブル２２の回転開始
時およびターンテーブル２２が所定角度回転するたびに
パルスを出力するように構成されている。

前記光電変換器２８の次段には光電変換されたデータを
処理するデータ処理手段３１が設けられており、このデ
ータ処理手段３１は光電変換器２８から出力される電気
信号をデジタル信号に変換するＡ−Ｄ変換器３２と、デ
ジタル信号に変換されたデータを圧縮処理するデータ圧
縮回路３）３とで構成されている。そして、Ａ−Ｄ変換
器３・２のり゛ンプリング周期は、前記したロークリ・
エンコーダ３０のパルスに基いて一定に制御され、Ａ−
Ｄ変換器３２からは第２図（ａ）に模式図で示すように
、被検査体２３の表面の走査トラックの各位置に対応す
るデータＤ、Ｄ２．・・・Ｄｏ、・・・、Ｄ２ｏ、・・
・が出力される。また、次段のデータ圧縮回路３３では
、上記走査トラックの一定区間（ここではデータｎ個分
に相当する区間）ごとに、その区間のデータの最大ｆＭ
Ｐと積分値Ｓとが求められ、この最大値Ｐ、＆１分（ｉ
ａＳがその走査区間の代表値として次段のメモリー３４
に順次記憶される。つまり、１つの走査区間を最大値Ｐ
と積分値Ｓの２つの値で代表することによりデータ圧縮
（元のデータの２／ｎ倍に圧縮）が行なわれる。第２図
（ｂ）はデータＤ、Ｄ２．・・・Ｄｏを含む走査区間Ｔ
１が、その区間のデータの最大値１〕１と積分値Ｓ１で
代表され、データＤ。＋１．・・・”２ｎを含む走査区
間Ｔ　　７／最大値Ｐ２と積分値Ｓ２で代表されるデー
タ圧縮処理を模式図で示している。

前記メモリー３４の次段にはそのメモリー３４に記憶さ
れている各走査区間の代表値からそれらの走査区間にお
ける表面欠陥の有無を判定するＣＰＬＪ３５が設けられ
、ＣＰＵ３５で得られた判定結果を次段の表示部３６で
表示するように構成されている。第１図において、３７
は前記した回転角モータ２１および並進用モータ２４を
制御する駆動制御０部である。

つぎに、上記装置によって行なわれる被検査体２３の表
面欠陥検査の処理手順を、第３図に示すフ１コー図を参
照して説明する。

被検査体２３がターンテーブル２２上にゼットされたあ
と（ステップＳ１）、回転用モータ２１および並進用モ
ータ２４が始紡してターンテーブル２２の回転および並
進が開始すると（ステップＳ　）、次のステップＳ３で
はセンサ２９．データ処理手段３１によるデータ取込み
が開始されたかどうかの確認が行なわれる。そして、デ
ータ取込み１部始が確認されると、データ取込み回数つ
まりＡ−Ｄ変換器３２によるナンブリング回数の力ラン
ｌ１−１ａが０に初１１１化される（ステップＳ４）。

ついで光電変換器２８より出力される電気信号つよりア
ナログデータの１回ｌコのサンプリングがＡ−Ｄ変換器
３２により行なわれ（ステップＳ５）、次のステップＳ
６では１すられたデータの最大値Ｐと総和つまり積分値
Ｓとがデータ圧縮回路３３によって行なわれる（１回目
のデータ取込みではデータは１個であるのでそのデータ
値が最大値Ｐ。

積分値Ｓとされる）。ついでステップＳ７ではサンプリ
ング回数のカウント値ｍに１を加算し、さらにカウント
値ｍがｎ（１走査区間のサンプリング回数）に達したか
どうかの確認が行なわれる（ステップＳ８）。ｎに達し
ていないと確認されるとステップＳ５に戻り、ｎに達す
るまで、つまりＡ−Ｄ変換器３２によるサンプリング回
数がｎ回になるまでステップＳ　　−Ｓ８の処理が繰り
返される。こうしてステップ８５〜Ｓ８の処理がｎ回繰
り返されると、ｎ回のサンプリングによるデータの最大
値Ｐと積分値Ｓとがメモリー３４に記憶される（ステッ
プＳ９）。ついでステップＳ１０において検査終了の確
認が行なわれ、検査が終了するまでステップＳ−８１ｏ
の処理が繰り返される。すなわち各走査区間ごとの最大
ＩＰと積分値Ｓとが順次求められメーしり−３４に記憶
される。

第５図（ａ）〜（ｄ）はセンサ２９によって１ｑられる
データに面状欠陥が含まれるｕＡ合の、上記ステップ８
４〜Ｓ１ｏで１１られる各データの波形図であって、同
図（ａ）は光電変換信号の波形図（図中Ｂは面状欠陥に
相当する部分を示す）、同図（ｂ）は△−Ｄ′ａ換鼎３
２より出力されるデジタル信号の波形図、同図（Ｃ）は
各走査区間（ここではサンプリング回数４回分を１走査
区間として表している）の最大ｖ１Ｐの波形図、同図（
ｄ）は各走査区間の積分値Ｓの波形図を示している。ま
た第６図（ａ）〜（ｄ）はセンサ２９によって得られる
データに点状欠陥が含まれる場合の、上記ステップ８４
〜Ｓ１゜で得られる各データの波形図であって、同図（
ａ）は光電変換信号の波形図（図中Ａは点状欠陥に相当
する部分を示す）、同図（ｂ）はデジタル信号の波形図
、同図（Ｃ）は各走査区間の最大値Ｐの波形図、同図（
ｄ）は各走査区間の積分Ｉｔｉｓの波形図を示している
。

一方、前記したステップＳ１ｏにおいて検査終了が確認
されると、メモリー３４に記憶された各走査区間（１）
Ｒ大ｆａＰ、積分値ｓｔ、：ｉづき、ＣＰｔＪ３５にお
いて各走査区間での欠陥の有無が判定される（ステップ
５１１）。この判定は第４図に示すフロー図の手順で行
なわれる。すなわち、先ずステップＳ１３によって積分
値Ｓが予め設定された第１のり準Ｗ４ｃｏと比較され、
積分値Ｓが基準値Ｃ８以下のとき欠陥はないものと判定
される。一方、積分値Ｓがｕ＊ｗｉｃｏを上まわるとき
には、最大値Ｐの大きさに対応づけで定められる第２の
基準値Ｃ（Ｐ）と積分値Ｓが比較され、積分値Ｓが基準
値Ｃ（Ｐ）を上まわる場合は面状欠陥ありと判定され、
３Ｑ値Ｃ（Ｐ）以下の場合は点状欠陥ありと判定される
。

そして、前記ステップＳ１１によって行なわれた判定結
果は、次のステップＳ１２において表示部３６に表示さ
れる。

第７図はこの発明の表面欠陥検査装置の他の実施例の部
分の概略図を示すものであっ・て、ここでは先の実施例
の光電変換器２８に醍えてセンサとしてＣＯＤラインス
キャンカメラ３８が用いられている。３９は被検査体２
３の表面を照射する照明光源である。この場合は、先の
実施例の並進用モータ２４が省略され、ターンテーブル
２２は回転用モータ２１で回転駆動されるだ番プであり
、上記ＣＣＤラインスキ１１ンカメラ３８の走査によっ
で、第８図（ａ）に模式図で示すように被検査体２３の
表面の径方向に沿ってデータが取り込まれる。

そして、同図（ｂ）に模式図で示すように各走査区間Ｔ
、Ｔ２．・・・のデータ圧縮が行なわれる。そのほかの
構成およびその動作は先の実施例とほぼ同様である。

なお、以上の各実施例は円板状の被検査体２３を回転さ
せながら、その表面をセンサで走査Ｊる場合について説
明したが、これに限らず他の定形の被検査体表面を任意
の方法で走査して表面欠陥の検査を行なう場合にも同様
に適用可能である。

また、センサとしては、実施例のような光学系のものに
限らず、渦流センサ、超音波センサを用いで行なう場合
についても同様に適用可能である。

（発明の効果） 以上のように、この発明の表面欠陥検査装置によれば、
被検査体表面の各走査区間の表面欠陥情報を最大値、積
分値の２Ｖｉのデータに圧縮した形で求めるので、分解
能を高めるために微小欠陥に相応する号イズで散乱光デ
ータを取り込んだ場合でも、データ倒が増大することが
なく、メモリー容ｔｄ、処理時間の増大を抑えることが
できる。また、各走査区間の代表値として求められる最
大値と積分値とにより、信号レベルの低い汚れ、シミな
どの面状欠陥についても点状欠陥と変りなく高いＳＮ比
のものとで精度よく検出でき、しかも点状欠陥と面状欠
陥の判別も精度良く行なえるなどの効果が（！１られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である表面欠陥検査装置の
概略図、第２図（ａ）、（ｂ）はその装置によるデータ
圧縮処理を示す模式図、第３図は表面欠陥検査装置の動
作手順を示すフロー図、第４図は欠陥判定処理の手順を
示すフロー図、第５図は取込みデータに面状欠陥情報が
含まれる場合の波形図、第６図は取込みデータに白状欠
陥情報が含まれる場合の波形図、第７図はこの発明の他
の実施例の表面欠陥検査装置の部分の概略図、第８図（
ａ）、　（ｂ）はその装置によるデータ圧縮処理を示づ
゛模式図、第９図は従来例の概略図、第１０図Ｊ３よび
第１１図はそれぞれ従来例の信号処１！Ｉ！における波
形図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検査体表面をセンサで走査し、このセンサによ
   り得られた検出データに基づき前記被検査体の表面欠陥
   を検出する表面欠陥検査装置において、 前記センサによる一定走査区間ごとに、順次その区間の
   検出データの最大値と積分値とを求めるデータ処理手段
   と、前記最大値と積分値に基づき前記各走査区間での被
   検査体の表面欠陥の有無を判定する判定手段とを備えた
   ことを特徴とする表面欠陥検査装置。
2. （２）前記判定手段は、積分値が所定の第１基準値以下
   のとき無欠陥と判定する一方、積分値が前記第１基準値
   を上まわり、かつ最大値に対応づけて定められる第２基
   準値を上まわるとき面状欠陥と判定し、積分値が前記第
   １基準値を上まわり、かつ第２基準値以下のとき点状欠
   陥と判定するものである特許請求の範囲第１項記載の表
   面欠陥検査装置。