JPS63284455A - 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、磁気ディスク・サブストレートなどの被検
査体について、その表面に存在する傷などの欠陥を塵埃
等と区別して検出するための表面欠陥検査装置に関する
。

（従来の技術とその問題点） コンピュータ用磁気ディスクのサブストレートや半導体
ウェハなどにおいては、その表面に存在するわずかな傷
などの欠陥によって製品の品質が大きく左右されるため
、その表面を鏡面に近い程度にまで超精密加工するとと
もに、加工後のサブストレート等について表面欠陥検査
を行なう必要がある。

このような欠陥検査は、従来、検査員の目視によって行
なわれており、熟練した検査員はサブミクロンオーダー
の欠陥を識別できるだけでなく、後の洗浄工程などによ
って除去することができる無害な塵埃などと、製品に影
響を及ぼすような欠陥とを判別することができる。そし
て、これによって当該被検査物を後工程に送ってもよい
のか、それとも不合格品として処分すべきかを判断し、
さらに欠陥の種類によっては、表面加工装置の異常を感
じ取って適切な措置を講することも行なわれている。

ところが、上述のように、検査員の目視による検査は多
岐にわたる能力を必要とするため、検査員の養成も容゛
易ではなく、また、検査員ごとの検査能力の差によって
、製品の品質が必ずしも一様ではないという問題がある
。

そこで、このような検査員の目視に代わる表面欠陥検査
装置が種々提案されている。このうち、前述した被検査
物の欠陥と被検査物上の塵埃を判別する機能を備えてい
る装置として、特開昭５７−１３３４０に開示されたも
のがある。

第４図はその構成説明図であり、この装置はハーフミラ
−１に反射さゼて被検査体２の表面上に垂直に照射する
落射照明３と、被検査体２の表面上に斜め方向から照射
する斜方照明４　（４ａ、　４ｂ）の２つの照明手段を
有しており、両照明３゜４による反射光を別々に［１装
置５により受光し、映像信号として記憶し双方を比較す
ることで、第５図で示すような被検査体２上の塵埃６と
ピンホール７の判別を行なっている。なお、８は対物レ
ンズ、９　（９ａ、９ｂ、９ｃ）はコンデンサＬ／ンズ
、１０〜１２はシャッタである。

この検査装置は第５図に示すように被検査体２表面に斜
方から照明光１３を照射した場合、ピンホール７からの
散乱光１４はほぼ正反射するため対物レンズ８で集光さ
れないが、塵埃６はその形状が不規則なため、その散乱
光１５は四方に敗乱し、対物レンズ８で集光されるとい
う性質を利用している。

つまり、塵埃６．ピンホール７が存在する場合、落射照
明３に対する被検査体２の反射光は、塵埃６とピンホー
ル７を反映した光であり、斜方照明４に対する被検査体
２の反射光は塵埃６のみを反映した光となり、これらの
反射光を受けた撮像装置５における映像信号を各々８１
．８２とすると、信号Ｓ１と信号Ｓ２を比較することで
、ピンホール７のみの映像信号を検出することができる
のである。このとき、映像信号８１．３２を所定の閾値
で２値化し、その組合せにより、塵埃６とピンホール７
の判別を行なっている。

しかしながら、上記した装置の判別方法では、２値化信
号の単純な組合せによるため、被検査体表面における多
様なピンホール等の欠陥および塵埃に対し、・精度よく
判別するのは困難である。また、照明手段が落射照明と
斜方照明の２系統必要となり、光学系が複雑、大型化し
てしまう問題点があった。

さらに、落射照明と斜方照明とが通常は同時に行なえず
、両者の反射光を検出するため同一箇所を２度元像しな
ければならず、時間がかかつてしまう。これを回避する
ために、落射照明と斜方照明の光の波長を変え、２つの
搬像装置で各々別々に受光する方法が用いられるが、こ
の場合も、照明手段の一層の複雑化と共に、受光手段も
２系統と複雑化してしまう問題点があった。

（発明の目的） この発明は、従来技術における上述の問題の克服を意図
しており、高速かつ正確に被検査体の表面欠陥のみを判
別することが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） 上記目的を達成するため、この発明における表面欠陥検
査装置は、被検査体の表面に対し所定角度でビーム光を
照射する照射手段と、前記ビーム光の散乱光を受光する
、受光角度が前記ビーム光の正反射方向に対し比較的大
きい角度に設けられた第１の受光手段と、同じく受光角
度が前記ビーム光の正反射光に対し、比較的小さな角度
に設けられた第２の受光手段と、前記第１及び第２の受
光手段により検出された前記散乱光の光強度信号を所定
の関係式に基づいて比較し、館記被検査体の欠陥判定を
行なう判定手段とを備えて構成されている。

（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
の構成説明図である。同図において、光源２０より対物
レンズ２１を介し被検査体２の表面に垂直にビーム光り
が照射される。このビーム光りの反射光をとらえるため
、集光レンズ２２゜２３を介して受光素子２４．２５が
、ビーム光の正反射光Ｒの方向に対し、各々θ　、θ２
　（θ１〉θ２）の角度で設置されている。集光レンズ
２２．２３は各々ビーム光りの被検査体２の表面での散
乱光Ｒ１，Ｒ２を集光し、受光素子２４゜２５に結像さ
せるように設けられている。受光素子２４．２５は受光
した光を光電変換し、次段の演算回路２６に電気信号ｖ
　、Ｖ２を送っている。

第２図は、第１図で示した装置において、θ１＝７０’
、θ２＝１０°とした場合の実験結果を示したグラフで
ある。図中Ｏ印が塵埃等の突出物の存在、Ｘ印がピンホ
ール等の実際の被検査体２の表面欠陥を示している。図
より明らかに、電圧信号■　が閾値電圧■１□２を越え
た時に、突出物。

表面欠陥の存在が認められる。すなわち、突出物。

表面欠陥の存在を判定する境界を示す条件式としてＶ２
＝ａ　（ａ＞０の定数）が得られる。しかしながら、突
出物と表面欠陥を判別する境界は、例えば閾値電圧■　
　（従来の２値化に相当）のよＨ１ うな単純な境界線では分けることができず、同図Ａで示
すような境界線で分ける必要がある。

この曲線Ａは第２図の例ではＶ２＝ｋＶ１（ｋ〉０の定
数）で近似できているが、散乱受光角θ１．θ２の変更
、突出物１表面欠陥の種類により変化するために、これ
ら検出条件に応じ変更される必要がある。しかしながら
、種々の実験結果から類推するに、信号電圧ｖ１の増加
にともない、信号電圧■２が単調に増加する関係の■２
＝ｂＶｌ　＋ｄ　（ｂ、ｃはｂ＞Ｑ、Ｃ＞０の定数。

ｄは定数）で示すような式でほぼ正確に近似できる。

このような境界線Ａを予め算出し、演算回路２６におい
て電圧信号ｖ　１、Ｖ２を比較することで０埃等の突出
物とピンホール等の表面欠陥を正確に判別することがで
きる。しかも照明手段は一系統を用いるだけでよく、同
一箇所を異なった照明手段で２回照射するようなことは
ない。また受光手段は二系統必要であるが、簡単な光電
変換素子ですますことができるため、装置が複雑化する
ことはない。

第３図はこの発明の他の実／ｉＩ！例である表面欠陥検
査装置の構成説明図である。同図に示すように光源２０
を斜方から照射するような構成にしても、同様の効果を
奏する。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば２つの受光手段
による検出値を所定の関係式に基づき比較することで被
検査体の表面欠陥以外の影響を取り除いたため、高速か
つ正確に被検査体の表面欠陥のみを判別することができ
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
構成説明図、第２図は第１図の装置の実験結果を示すグ
ラフ、第３図はこの発明の他の実施例である表面欠陥検
査装置の構成説明図、第４図は従来の表面欠陥検査装置
の構成説明図、第５図は塵埃、ピンホールの散乱光の説
明図である。 ２・・・被検査体、 ２０・・・光源、 ２４．２５・・・受光素子、 ２６・・・演算回路 代即人　弁理士　古田茂明

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検査体の表面に存在する表面欠陥の検査を光学
   的に行なう表面欠陥検査装置であって、前記被検査体の
   表面に対し所定角度でビーム光を照射する照射手段と、 前記ビーム光の散乱光を受光する、受光角度が前記ビー
   ム光の正反射方向に対し比較的大きい角度に設けられた
   第１の受光手段と、 同じく受光角度が前記ビーム光の正反射光に対し、比較
   的小さな角度に設けられた第２の受光手段と、 前記第１及び第２の受光手段により検出された前記散乱
   光の光強度信号を所定の関係式に基づいて比較し、前記
   被検査体の欠陥判定を行なう判定手段とを備えた表面欠
   陥検査装置。
2. （２）前記判定手段における所定の関係式は前記第１、
   第２の受光手段により検出された前記散乱光の光強度信
   号を各々Ｖ＿１、Ｖ＿２とすると、Ｖ＿２＝ａ（ａはａ
   ＞０の定数）及び Ｖ＿２＝ｂＶ＿１＾ｃ＋ｄ（ｂ、ｃは、ｂ＞０、ｃ＞０
   の定数、ｄは定数）である特許請求の範囲第１項記載の
   表面欠陥検査装置。