KR20060046459A - 광학적 측정방법 및 그 장치 - Google Patents

광학적 측정방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

검사대상의 표면특성에 의한 노이즈로부터 발생하는 측정 정밀도의 열화를 회피할 수 있는 광학적 측정방법 및 광학적 측정장치를 제공한다.
검사대상GL에 광을 조사하고, 검사대상GL로부터 얻어지는 광을 수광하여 최종적으로 2차원적인 광강도 신호S1로 변환하고, 광강도 신호S1 중에서 표면상태IB를 측정하는 데에 있어서 필요한 신호인 주목신호SB와 표면상태를 측정하는 데에 있어서 불필요한 신호인 노이즈 신호SN을 분리함으로써 주목신호SB만을 추출하고, 추출된 주목신호SB와 소정의 임계값T1을 비교한다. 실질적으로 광강도 신호S1과, 노이즈 신호SN을 추종하는 임계값을 비교함으로써 검사대상의 표면특성에 의한 노이즈로부터 발생하는 측정 정밀도의 열화를 회피할 수 있다.

Description

광학적 측정방법 및 그 장치{OPTICAL MEASURING METHOD AND DEVICE THEREOF}
도1은, 본 발명에 관한 이물질 검출장치의 원리도이다.
도2는, 연산 처리부에 있어서의 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도3은, 이물질 신호를 포함하는 광강도 신호를 나타내는 도면이다.
도4는, 이물질 화소 추출부에 있어서의 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도5는, 광강도 신호와 실질적인 임계값과의 관계를 나타내는 도면이다.
도6은, 종래의 광학적 측정방법을 이용한 이물질 검출장치의 원리도이다.
도7은, 도6에서 나타내는 이물질에 의한 산란광의 광강도 신호와 임계값과의 관계를 나타내는 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 이물질 검출장치(광학적 측정장치) 11 : 광조사수단(光照射手段)
13 : 수광수단(受光手段) 23 : 비교부(비교수단)
30 : 이물질 신호 추출부(주목신호 추출수단(注目信號 抽出手段))
31 : 기억부
32 : 이물질 화소 추출부(주목화소 추출부(注目畵素 抽出部))
33 : 노이즈 감산부(noise 減算部)
42 : 좌단부(左端部)(일방 단부(一方 端部))
44 : 우단부(右端部)(타방 단부(他方 端部))
GL : 글래스 기판(glass 基板)(검사대상)
IB : 이물질(표면상태) S1 : 광강도 신호(光强度 信號)
SB : 이물질 신호(주목신호) SN : 노이즈 신호(noise 信號)
T1 : 임계값(threshold level)
40 : 이물질 화소, 이물질 영역(주목화소)
P1 : 제1파라미터(first parameter) P2 : 제2파라미터
본 발명은, 광학적 측정방법 및 광학적 측정장치에 관한 것이다. 더 상세하게는, 글래스 기판(glass 基板) 등의 검사대상 중에 그 표면특성에 기인하는 노이즈(noise)가 존재하고 또한 그 노이즈의 분포가 일정하지 않 은 검사대상에 호적(好適)한 광학적 측정방법 및 광학적 측정장치에 관한 것이다.
광학적 측정방법의 하나로서, 예를 들면 일본국 공개특허공보 특개2002-8444호 공보에 기재되어 있는 바와 같이 소정의 임계값(threshold level)을 이용하는 방법이 있다. 이 방법을 사용함으로써 액정 패널(液晶 panel) 등에 이용하는 글래스 기판에 부착된 티끌 등의 이물질을 검출하는 이물질 검출장치를 실현할 수 있다.
도6은 종래의 광학적 측정방법을 이용한 이물질 검출장치5의 원리도, 도7은 도6에서 나타내는 이물질IB에 의한 산란광(散亂光)의 광강도 신호(光强度 信號)S1과 임계값T0와의 관계를 나타내는 도면이다. 도7의 상부(上部)는 글래스 기판GL 상에 이물질IBa, IBb를 포함하는 4개의 이물질이 존재하는 것을 나타내고, 도7의 하부(下部)의 그래프는 도7의 상부의 라인(line)L0에 있어서의 광강도 신호S1을 나타낸다. 도6에 나타나 있는 바와 같이 이물질 검출장치5는, 검사대상인 글래스 기판GL에 광(光)을 조사(照射)하는 광조사수단(光照射手段)51, 광조사수단51에 의해 조사된 광 중에서 글래스 기판GL 상에 있어서 산란한 산란광을 수광(受光)하여 최종적으로 2차원적인 산란광의 광강도 신호S1로 변환 가능한 수광수단(受光手段)53 및 산란광의 광강도 신호S1을 소정의 임계값T0와 비교하는 비교수단63을 구비한다.
이물질 검출장치5에 의하면 글래스 기판GL 상에 이물질IB가 부착되어 있는 경우 광조사수단51에 의해 조사된 광은, 이물질IB에 의해 산란하여 산란광이 된다. 산란광의 일부(一部)는 수광수단53에 수광되고, 산란광의 광강도 신호S1로 변환되어 출력된다. 산란광의 광강도 신호S1은, A/D 변환기61에서 A/D 변환된 후에 비교부63에 있어서 소정의 임계값T0와 비교되고, 도7(A)와 같이 임계값T0보다 큰 경우에만 이물질 신호SB가 출력된다. 이 처리는 글래스 기판GL의 2차원 표면 전체에 대해서 이루어진다. 이에 따라 이물질 신호SB의 화소(畵素)에 대응하는 글래스 기판GL 상의 위치에 이물질IB가 부착되어 있는지를 알 수 있다. 또한 이물질 신호SB의 총강도(總强度)에 의거하여 이물질IB의 크기도 알 수 있다.
(특허문헌1) 일본국 공개특허공보 특개2002-8444호 공보
그런데 검사대상이 되는 글래스 기판GL의 표면에는 검출대상이 되는 이물질IB의 크기의 1/2에서 1/10 정도 또는 그 이하의 미소한 흠집, 돌기(projection), 기타 표면조도(表面粗度 ; surface roughness) 등이 일반적으로는 존재하고, 이들의 표면특성은 모두 노이즈를 야기하는 것에 있다. 이 종류의 노이즈는, 장소적으로도 시간적으로도 그 크기가 일정하지 않고 변동한다. 이와 같이 변동하는 노이즈의 존재 하에서는, 상기 이물질 검출장치5는 검출 정밀도(精密度)가 높지 않다고 하는 문제가 있었다.
예를 들면 도7(A)와 같이 표면특성에 의한 노이즈SN이 작고 또한 일정한 경우에는, 2개의 이물질IBa, IBb에 의한 산란광의 광강도 신호SBa, SBb는 광강도 신호S1(=SB+SN)과 소정의 임계값T0와의 비교에 의하여 양호하게 검출할 수 있다. 그러나 도7(B)와 같이 노이즈SN이 일정하지 않은 분포를 가지고 있는 경우에는, 소정의 임계값T0를 설정함으로써 좌측(左側)의 이물질IBa를 검출하는 것은 가능하지만, 우측(右側)의 이물질IBb와 같이 비교적 작은 노이즈SN이 존재하는 위치에 이물질IB가 부착되어 있는 경우에는 그 산란광의 광강도 신호S1(=SBb+SN)은 상기 임계값T0를 넘지 않기 때문에 이물질IBb를 검출하는 것은 불가능하다.
또한 이 노이즈 분포는 검사대상인 글래스 기판GL의 면(面) 내의 장소에 따라 달라지고, 또 글래스 기판GL마다 달라지기 때문에 애당초 소정의 임계값T0를 공통의 값으로 설정하는 것조차 곤란하다. 플랫 패널 디스플레이(flat panel display)에 적합한 글래스 기판에는 금속막(金屬膜) 등으로 코팅(coating)이 된 것도 많고, 특히 이러한 경우에는 표면조도 등이 노이즈를 야기하여 검출 정밀도(精密度)의 열화가 현저해진다. 이 때문에 검사대상의 표면특성에 의하지 않고 높은 검출 정밀도를 달성할 수 있는 이물질 검출장치가 요망되고 있다.
본 발명은, 상기의 문제를 감안하여 이루어진 것으로서 검사대상의 표면특성에 의한 노이즈로부터 발생하는 측정 정밀도의 열화를 회피할 수 있는 광학적 측정방법 및 광학적 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 청구항1의 발명은, 도1, 2에 잘 나타나 있는 바와 같이 검사대상GL의 표면상태IB를 광학적으로 측정하기 위한 광학적 측정방법으로서, 상기 검사대상GL에 광(光)을 조사(照射)하고, 상기 검사대상GL로부터 얻어지는 광을 수광(受光)하여 최종적으로 2차원적인 광강도 신호(光强度 信號)S1으로 변환하고, 상기 광강도 신호S1 중에서 상기 표면상태IB를 측정하는 데에 있어서 필요한 신호인 주목신호(注目信號)SB와 상기 표면상태를 측정하는 데에 있어서 불필요한 신호인 노이즈 신호(noise 信號)SN을 분리함으로써 주목신호SB만을 추출하고, 추출된 주목신호SB와 소정의 임계값(threshold level)T1을 비교한다.
청구항2의 발명은, 도2(B), 2(C)에 잘 나타나 있는 바와 같이 상기 주목신호SB가 존재하는 화소(畵素)인 주목화소40을 추출하고, 추출한 상기 주목화소40의 광강도 신호로부터 당해 주목화소40에 있어서의 노이즈 신호SN을 제거함으로써 상기 주목신호SB를 추출한다.
청구항3의 발명은, 도3, 4에 잘 나타나 있는 바와 같이 제1파라미터P1과 제2파라미터P2를 기억부31에 미리 기억시켜 두고, 인접하는 화소의 광강도 신호S1에서 순차차분처리(順次差分處理)를 하고, 그 인접하는 화소 사이의 차분값과 제1파라미터P1과의 대소(大小) 비교에 의거하여 주목화소40의 일방 단부(一方 端部)42의 화소를 인식하고, 이어서 인접하는 화소 사이의 차분값과 제2파라미터P2와의 대소 비교에 의거하여 주목화소40의 타방 단부(他方 端部)44의 화소를 인식함으로써 주목화소40의 위치를 인식하고, 인식된 주목화소40의 양(兩) 단부42, 44의 광강도 신호로부터 노이즈 신호SN을 보간(補間)하고, 보간한 노이즈 신호SN을 각 주목화소40의 광강도 신호로부터 빼서 이루어진다.
청구항4의 발명은, 주목화소의 일방 단부42를 인식한 후에 주목화소40의 타방 단부44를 인식할 수 없었던 경우에, 상기 일방 단부42로부터 소정의 화소폭(畵素幅)만큼 떨어진 위치를 강제적으로 타방 단부44로 하든지 또는 상기 일방 단부42를 처음부터 인식하지 않았다고 간주하든지 어느 한 쪽의 처리를 실시할 수 있도록 한다.
청구항5의 발명은, 검사대상GL의 표면상태IB를 광학적으로 측정하기 위한 광학적 측정장치1로서, 상기 검사대상GL에 광을 조사하는 광조사수단(光照射手段)11과, 상기 검사대상GL로부터 얻어지는 광을 수광하여 최종적으로 2차원적인 광강도 신호로 변환 가능한 수광수단(受光手段)13과, 상기 광강도 신호S1 중에서 상기 표면상태IB를 측정하는 데에 있어서 필요한 신호인 주목신호SB와 상기 표면상태IB를 측정하는 데에 있어서 불필요한 신호인 노이즈 신호SN을 분리함으로써 주목신호SB만을 추출하는 주목신호 추출수단(注目信號 抽出手段)30과, 추출된 주목신호SB와 소정의 임계값T1을 비교하는 비교수단(比較手段)23을 구비한다.
청구항6의 발명에서는, 상기 주목신호 추출수단30은, 상기 주목신호SB가 존재하는 화소인 주목화소40을 추출하는 주목화소 추출부(注目畵素 抽出 部)32와, 추출한 상기 주목화소40의 광강도 신호S1으로부터 당해 주목화소40에 있어서의 노이즈 신호SN을 제거함으로써 상기 주목신호SB를 추출하는 노이즈 감산부(noise 減算部)33을 구비하여 이루어진다.
청구항7의 발명에서는, 상기 주목신호 추출수단30은 제1파라미터P1과 제2파라미터P2를 미리 기억한 기억부31을 구비하고, 상기 주목화소 추출부34는, 상기 수광수단13으로 얻어진 인접하는 화소의 광강도 신호S1에서 순차차분처리를 하고, 그 인접하는 화소 사이의 차분값과 제1파라미터P1과의 대소 비교에 의거하여 주목화소SB의 일방 단부42의 화소를 인식하고, 이어서 인접하는 화소 사이의 차분값과 제2파라미터P2와의 대소 비교에 의거하여 주목화소40의 타방 단부44의 화소를 인식함으로써 주목화소40의 위치를 인식하고, 인식된 주목화소40의 양 단부42, 44의 광강도 신호로부터 노이즈 신호SN을 보간하고, 상기 노이즈 감산부33은, 보간한 노이즈 신호SN을 각 주목화소40의 광강도 신호S1로부터 빼서 이루어진다.
청구항8의 발명에서는, 상기 주목화소 추출부32는, 주목화소40의 일방 단부42를 인식한 후에 주목화소40의 타방 단부44를 인식할 수 없었던 경우에, 상기 일방 단부42로부터 소정의 화소폭만큼 떨어진 위치를 강제적으로 타방 단부44로 하든지 또는 상기 일방 단부42를 처음부터 인식하지 않았다고 간주하든지 어느 한 쪽의 처리를 실시할 수 있다.
본 발명에서는, 검사대상GL에 광을 조사하고, 상기 검사대상GL로부터 얻어지는 광을 수광하여 최종적으로 2차원적인 광강도 신호S1으로 변환한다. 이 광강도 신호S1은, 노이즈 신호SN과 주목신호SB를 포함하고 있다. 노이즈 신호SN은 검사대상GL의 표면특성에 의거하는 신호이며, 이물질 등이 존재하는 표면상태IB를 측정하는 데에 있어서 불필요한 신호이다. 주목신호SB는 표면상태IB에 의해 산란한 산란광의 광강도 신호이며, 표면상태IB를 측정하는 데에 있어서 필요한 신호이다. 주목신호SB는 노이즈 신호SN 상에 실려 있다. 광강도 신호S1 중에서 주목신호SB와 노이즈 신호SN을 분리함으로써 주목신호SB만을 추출하고, 추출된 주목신호SB와 소정의 임계값T1을 비교한다. 이는 실질적으로 도5와 같이 광강도 신호S1과, 노이즈 신호SN을 추종하는 임계값T1'을 비교하고 있는 것이 된다. 따라서 검사대상의 표면특성에 의한 노이즈로부터 발생하는 측정 정밀도의 열화를 회피할 수 있다.
(실시예)
도1은 본 발명에 관한 이물질 검출장치1의 원리도, 도2는 연산 처리부20에 있어서의 처리를 설명하기 위한 도면, 도3은 이물질 신호SB를 포함하는 광강도 신호(光强度 信號)S1을 나타내는 도면, 도4는 이물질 화소 추출부32에 있어서의 처리를 설명하기 위한 도면, 도5는 광강도 신호S1과 실질상의 임계값(threshold level)T1′과의 관계를 나타내는 도면이다.
도1에 나타나 있는 바와 같이 이물질 검출장치1은 광조사수단(光照射手段)11, 광학계(光學系)12, 수광수단(受光手段)13, 연산 처리장치20 및 표시수단14를 구비한다. 광조사수단11은, 검사대상인 글래스 기판(glass 基板)GL을 향하여 레이저 빔(laser beam)이 상방(上方)으로부터 비스듬하게 조사되도록 배치된다. 광학계12는, 글래스 기판GL과 수광수단13의 사이에 배치되고, 수광수단13에 있어서의 수광면(受光面)으로 글래스 기판GL의 표면으로부터의 산란광(散亂光)을 인도하는 렌즈(lens)를 구비한다. 수광수단13은, 이 산란광을 수광하여 최종적으로 2차원적인 광강도 신호S1로 변환 가능한 어레이 센서 카메라(array sensor camera)이다.
연산 처리장치20은 A/D 변환부21, 이물질 신호 추출부30 및 비교부23을 구비한다. 물론 A/D 변환부21은 수광수단13 내에 배치되어 있어도 좋다. 즉 수광수단13이, 디지털 신호(digital 信號)를 출력하는 이른바 디지털 센서(digital sensor)이더라도 좋다. 이물질 신호 추출부30은 기억부31, 이물질 화소 추출부32 및 노이즈 감산부(noise 減算部)33을 구비한다. 기억부31은, 제1파라미터P1 및 제2파라미터P2를 미리 기억하고 있다. 파라미터ΔL, ΔR 및 W도 기억하고 있어도 좋다. 이들 각 파라미터의 기능에 관해서는 후술한다. 이물질 화소 추출부32는, 광강도 신호S1로부터 이물질 신호SB의 존재를 검지(檢知)하고, 도2(B)와 같이 이 이물질 신호SB가 존재하는 화소 또는 그 영역(이후 이물질 화소 또는 이물질 영역이라고 부른다)40을 추출한다. 또한 이물질 신호SB가 본 발명의 주목신호(注目信號)에 상당한다. 또한 이물질 화소 추출부32가 본 발명의 주목화소 추출부(注目畵素 抽出部)에 상당한다.
노이즈 감산부33은, 도2(B) 및 (C)와 같이 추출된 이물질 화소40의 광강도 신호S1로부터 그 이물질 화소40에 있어서의 노이즈 신호SN을 제거함으로써 이물질 신호SB만을 추출한다. 비교부23은, 도2(D)와 같이 이물질 신호 추출부30에서 추출한 이물질 신호SB의 값과 소정의 임계값T1을 비교하고, 임계값T1보다 큰 경우에만 출력한다. 표시수단14는, CRT 또는 액정화면 등의 표시화면을 구비한 디스플레이 장치이며, 연산 처리장치20으로부터 출력되는 이물질 신호SB에 의거하여 이물질IB의 정보를 표시화면에 표시한다.
다음에 상기와 같이 구성된 이물질 검출장치1의 이물질 검출 기능에 대해서 상세하게 설명한다. 도1에 있어서 광조사수단11은 글래스 기판GL을 조사한다. 글래스 기판GL에 이물질IB가 부착되어 있으면, 조사광은 이물질IB에 부딪쳐 산란한다. 이 산란광의 일부(一部)는, 광학계12를 통하여 집광(集光)되어 수광수단13으로 인도된다. 수광수단13은, 상기 산란광의 일부를 광강도 신호S1로 변환한다. 이 광강도 신호S1은, 노이즈 신호SN과 이물질 신호SB를 포함하고 있다.
여기에서 검사대상이 되는 글래스 기판GL의 표면에는 검출대상이 되는 이물질IB의 크기의 1/2에서 1/10 정도 또는 그 이하의 미소한 흠집, 돌기(projection), 기타 표면조도(表面粗度 ; surface roughness) 등이 일반적으로는 존재하고, 이들의 표면특성은 모두 노이즈를 야기하는 것에 있다. 노이즈 신호SN은 이러한 글래스 기판GL의 표면특성에 의거하는 신호이다. 이물질 신호SB는 이물질IB에 의해 산란한 산란광의 광강도 신호이며, 노이즈 신호SN 상에 실려 있다.
연산 처리장치20에서 받아들인 아날로그(analog)의 광강도 신호S1은, A/D 변환부21에 있어서 디지털 신호로 변환된다. 이물질 화소 추출부32에서는 이물질 신호SB의 양단부(兩端部)를 인식하고, 그들 사이에 있는 영역을 이물질 화소40으로서 추출한다. 구체적으로는, 예를 들면 도3과 같이 광강도 신호S1에 대해서 인접하는 화소 사이에서 순차차분처리(順次差分處理)를 하여 도4와 같이 차분값ΔS1의 관계를 얻는다. 도4에서, ΔS1이 제1파라미터P1보다 큰 차분값을 라이징 신호(rising 信號)로서 갖는 화소41이 있는 경우에 그 화소의 어드레스(address)를 이물질IB의 좌단부 후보(左端部 候補)로 한다. 제1파라미터P1보다 큰 차분값을 라이징 신호로서 갖는 화소가 서로 이웃하는 여러 화소에서 연속인 경우에는, 가장 우측(右側)의 화소의 어드레스를 좌단부 후보로 한다.
그리고 좌단부 후보에서 파라미터ΔL, 예를 들면 1∼5화소만큼 뺀 어드레스를 이물질IB의 좌단부42로 한다. 파라미터ΔL만큼 뺌으로써 보다 정밀도가 높은 이물질IB 단부를 인식할 수 있다. 이어서 제2파라미터P2보다 작은 차분값을 폴링 신호(falling 信號)로서 갖는 화소43이 있는 경우에 그 화소43의 어드레스를 이물질IB의 우단부 후보(右端部 候補)로 한다. 제2파라미터P2보다 작은 차분값을 폴링 신호로서 갖는 화소가 서로 이웃하는 여러 화소에서 연속인 경우에는, 가장 좌측의 화소를 좌단부 후보로 한다.
그리고 우단부 후보에서 파라미터ΔR, 예를 들면 1∼5화소만큼 가산한 어드레스를 이물질IB의 우단부44로 한다. 파라미터ΔR만큼 가산함으로써 보 다 정밀도가 높은 이물질 단부를 인식할 수 있다. 물론 좌단부 후보의 인식에는 여러 가지 변형(variation)이 생각된다. 예를 들면 제1파라미터P1보다 큰 차분값을 라이징 신호로서 갖는 화소가 서로 이웃하는 여러 화소에서 연속인 경우에, 가장 좌측의 화소로 하더라도 좋고, 그들의 중간값으로 하더라도 좋다. 우단부 후보도 같다.
여기에서 제1파라미터P1은, 고주파 노이즈(高周波 noise)의 진폭(振幅)과 같은 정도의 값이 바람직하다. 제2파라미터P2는, 제1파라미터P1과 같은 등급의 값 또는 그것보다 작은 값이 바람직하고, 더 바람직하게는 제1파라미터P1의 1/2 정도가 좋다. 제1 및 제2파라미터P1, P2는 제거하고자 하는 고주파 노이즈, 예를 들면 막면(膜面)의 조도(粗度)에 따라 설정하면 좋다. 파라미터ΔL, ΔR은, 검출 대상으로 하는 모든 이물질IB의 평균적인 주목화소의 단부 사이의 거리, 즉 이물질 영역40의 1/3 정도의 크기가 바람직하다. 예를 들면 P1=10, P2=-5, ΔL=3, ΔR=-3으로 설정한다. 이렇게 하여 이물질 신호SB의 좌단부42와 우단부44를 인식하고, 그들 사이에 있는 영역을 이물질 영역40으로서 추출한다.
다음에 실행하는 것이, 이 이물질 영역40의 광강도 신호S1로부터 그 이물질 영역40에 있어서의 노이즈 신호SN을 제거하는 처리이다. 좌단부42의 신호강도를 좌단부42의 노이즈 신호로 하고, 마찬가지로 우단부44의 신호강도를 우단부44의 노이즈 신호로 하고, 그 사이는 도3과 같이 선형 보간(線形 補間)한다. 이렇게 하여 이물질 영역40 내의 노이즈 신호SN을 구할 수 있고, 이물질 영역40 내의 광강도 신호S1로부터 이 노이즈 신호SN의 값을 뺀 값을 이물질 신호SB의 신호강도로서 구할 수 있다.
또한 어떤 어드레스를 이물질IB의 좌단부42로 간주한 후에 이물질IB의 우단부44로 간주할 수 있는 신호가 발견되지 않은 경우에는, 강제적으로 좌단부42로부터 소정의 화소폭(畵素幅)W(특별히 도면에는 나타내지 않는다)만큼 우측에 당해 이물질의 우단부가 있다고 간주할지 또는 이물질IB는 처음부터 존재하지 않았다고 간주할지를 선택할 수 있다. 이렇게 함으로써 좌단부42를 발견하였지만 우단부44가 발견되지 않았다고 하는 상태를 회피할 수 있다. 또는 상정(想定) 외의 위치에 우단부44를 잘못 검출하는 것을 회피할 수 있다. 이 소정의 화소폭W는 검출 대상으로 하는 이물질IB의 평균적인 주목화소의 단부 사이의 거리, 즉 이물질 영역40의 평균 정도의 값이 바람직하다.
또한 좌단부42로 간주한 후에 우단부 후보보다 앞에 좌단부 후보가 더 있는 경우의 처리는, 그 목적에 따라 새로운 좌단부 후보를 무시할지 새로운 좌단부 후보를 좌단부로 간주하여 정정할지를 선택할 수 있다. 또한 이물질이 근접하여 존재함으로써 2개의 이물질 영역이 겹쳐버린 경우의 처리는, 그 목적에 따라 2개의 이물질 영역으로서 분할하는 처리로 할지 2개의 이물질 영역을 연결시켜 1개로 하는 처리로 할지를 선택할 수 있다. 이에 따라 이물질 검출을 한층 더 적확(的確)하게 할 수 있다.
비교부23은, 이물질 신호 추출부30의 처리로 추출한 이물질 신호SB의 값과 소정의 임계값T1을 비교하고, 임계값T1보다 큰 경우에만 출력한다. 이 임계값T1은 작게 하면 보다 작은 이물질IB를 검출할 수 있고, 크게 하면 보다 큰 이물질만을 검출할 수 있게 된다. 즉, 검출의 감도(感度)를 정하는 값이라고 할 수 있다. 이상의 처리를 글래스 기판GL의 표면 전체에 대해 함으로써 임계값T1에 따른 이물질 신호SB를 추출한다.
이와 같이 비교부23은, 노이즈 신호SN을 제거한 이물질 신호SB의 값을 소정의 크기의 임계값T1과 비교한다. 이는 실질적으로 도5와 같이 광강도 신호S1과, 노이즈 신호SN을 추종하는 임계값T1'을 비교하고 있는 것이 된다. 따라서 표면에 금속막(金屬膜)이 코팅(coating)된 글래스 기판GL이더라도, 금속막의 조도에 의거하는 노이즈 신호의 변동에 영향을 받지 않아 정밀도가 높은 이물질 검출을 할 수 있다.
표시수단14는 추출한 이물질 신호SB를, 글래스 기판GL 상에 있어서의 부착 위치를 나타내는 2차원 화상으로서 표시화면에 표시한다. 물론 이물질IB의 크기를 표시할 수도 있고, 크기마다의 개수 분포나 부착 위치 분포 등도 표시할 수 있다. 또한 이와는 정반대로 노이즈의 분포를 표시하는 것도 가능하다. 즉 글래스 기판GL의 조도 분포를 아는 것도 가능해진다.
상기 실시예에 있어서, 이물질 검출장치1의 전체 또는 각 부의 구성, 구조 및 개수 등과 연산 처리장치20에 있어서의 처리 내용 및 순서 등은 본 발명의 주지에 따라 적당하게 변경할 수 있다. 상기 연산 처리장치20에서는 인접하는 화소에 대해서 차분처리 등의 상기 처리를 하고 있지만, 인접하지 않고 하나의 화소 또는 2개의 화소를 사이에 두고 떨어진 화소끼리 상기 처리를 하도록 하는 것도 가능하다. 따라서 본 발명의 「인접하는 화소」는 근방에 있는 화소의 의미도 포함한다. 또한 차분처리 대신에 보다 복잡한 저역통과필터링(low pass filtering)을 이용하는 것도 당연히 가능하다. 또한 본 발명은 이물질 검출장치에 한정되지 않고, 다른 용도의 광학적 측정장치에도 적용할 수 있다. 예를 들면 결함 검사장치, 돌기 높이 측정장치, 3차원 형상 측정장치, 막 두께 측정장치, 조도(粗度) 계측장치, 패턴(pattern) 인식장치 및 폭 계측장치 등에 적용하는 것도 가능하다.
본 발명에 의하면, 검사대상의 표면특성에 의한 노이즈로부터 발생하는 측정 정밀도(精密度)의 열화를 회피할 수 있는 광학적 측정방법 및 광학적 측정장치가 제공된다.

Claims (8)

  1. 검사대상의 표면상태를 광학적으로 측정하기 위한 광학적 측정방법으로서, 상기 검사대상에 광(光)을 조사(照射)하고, 상기 검사대상으로부터 얻어지는 광을 수광(受光)하여 최종적으로 2차원적인 광강도 신호(光强度 信號)로 변환하고, 상기 광강도 신호 중에서 상기 표면상태를 측정하는 데에 있어서 필요한 신호인 주목신호(注目信號)와 상기 표면상태를 측정하는 데에 있어서 불필요한 신호인 노이즈 신호(noise 信號)를 분리함으로써 주목신호만을 추출하고, 추출된 주목신호와 소정의 임계값(threshold level)을 비교하는 것을 특징으로 하는 광학적 측정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주목신호가 존재하는 화소(畵素)인 주목화소를 추출하고, 추출한 상기 주목화소의 광강도 신호로부터 당해 주목화소에 있어서의 노이즈 신호를 제거함으로써 상기 주목신호를 추출하는 광학적 측정방법.
  3. 제2항에 있어서,
    제1파라미터와 제2파라미터를 기억부에 미리 기억시켜 두고, 인접하는 화소의 광강도 신호에서 순차차분처리(順次差分處理)를 하고, 그 인접하는 화소 사이의 차분값과 제1파라미터와의 대소(大小) 비교에 의거하여 주목화소의 일방 단부(一方 端部)의 화소를 인식하고, 이어서 인접하는 화소 사이의 차분값과 제2파라미터와의 대소 비교에 의거하여 주목화소의 타방 단부(他方 端部)의 화소를 인식함으로써 주목화소의 위치를 인식하고, 인식된 주목화소의 양(兩) 단부의 광강도 신호로부터 노이즈 신호를 보간(補間)하고, 보간한 노이즈 신호를 각 주목화소의 광강도 신호로부터 빼서 이루어지는 광학적 측정방법.
  4. 제3항에 있어서,
    주목화소의 일방 단부를 인식한 후에 주목화소의 타방 단부를 인식할 수 없었던 경우에, 상기 일방 단부로부터 소정의 화소폭(畵素幅)만큼 떨어진 위치를 강제적으로 타방 단부로 하든지 또는 상기 일방 단부를 처음부터 인식하지 않았다고 간주하든지 어느 한 쪽의 처리를 실시할 수 있는 광학적 측정방법.
  5. 검사대상의 표면상태를 광학적으로 측정하기 위한 광학적 측정장치로서, 상기 검사대상에 광을 조사하는 광조사수단(光照射手段)과, 상기 검사 대상으로부터 얻어지는 광을 수광하여 최종적으로 2차원적인 광강도 신호로 변환 가능한 수광수단(受光手段)과, 상기 광강도 신호 중에서 상기 표면상태를 측정하는 데에 있어서 필요한 신호인 주목신호와 상기 표면상태를 측정하는 데에 있어서 불필요한 신호인 노이즈 신호를 분리함으로써 주목신호만을 추출하는 주목신호 추출수단(注目信號 抽出手段)과, 추출된 주목신호와 소정의 임계값을 비교하는 비교수단(比較手段)을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학적 측정장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 주목신호 추출수단은, 상기 주목신호가 존재하는 화소인 주목화소를 추출하는 주목화소 추출부(注目畵素 抽出部)와, 추출한 상기 주목화소의 광강도 신호로부터 당해 주목화소에 있어서의 노이즈 신호를 제거함으로써 상기 주목신호를 추출하는 노이즈 감산부(noise 減算部)를 구비하여 이루어지는 광학적 측정장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 주목신호 추출수단은 제1파라미터와 제2파라미터를 미리 기억한 기억부를 구비하고, 상기 주목화소 추출부는, 상기 수광수단으로 얻어진 인 접하는 화소의 광강도 신호에서 순차차분처리를 하고, 그 인접하는 화소 사이의 차분값과 제1파라미터와의 대소 비교에 의거하여 주목화소의 일방 단부의 화소를 인식하고, 이어서 인접하는 화소 사이의 차분값과 제2파라미터와의 대소 비교에 의거하여 주목화소의 타방 단부의 화소를 인식함으로써 주목화소의 위치를 인식하고, 인식된 주목화소의 양 단부의 광강도 신호로부터 노이즈 신호를 보간하고, 상기 노이즈 감산부는, 보간한 노이즈 신호를 각 주목화소의 광강도 신호로부터 빼서 이루어지는 광학적 측정장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 주목화소 추출부는, 주목화소의 일방 단부를 인식한 후에 주목화소의 타방 단부를 인식할 수 없었던 경우에, 상기 일방 단부로부터 소정의 화소폭만큼 떨어진 위치를 강제적으로 타방 단부로 하든지 또는 상기 일방 단부를 처음부터 인식하지 않았다고 간주하든지 어느 한 쪽의 처리를 실시할 수 있는 광학적 측정장치.
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