JPS6165107A - 表面欠陥検査方法 - Google Patents
表面欠陥検査方法Info
- Publication number
- JPS6165107A JPS6165107A JP18632584A JP18632584A JPS6165107A JP S6165107 A JPS6165107 A JP S6165107A JP 18632584 A JP18632584 A JP 18632584A JP 18632584 A JP18632584 A JP 18632584A JP S6165107 A JPS6165107 A JP S6165107A
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- Japan
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- light
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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。
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、％に光学的に透明な平行平板物体上にある微
小な凹凸等の欠陥を検出するのに好適な欠陥検査方法に
関する。
小な凹凸等の欠陥を検出するのに好適な欠陥検査方法に
関する。
光学的に透明な物体表面の微小な凹凸を測定する手段と
して、光の干ｅを用いるものがるる。
して、光の干ｅを用いるものがるる。
この−例として第５図に示すようなマイクルソン干ｅａ
ｔと呼ばれるものがろる。マイクルソン干渉計は例えば
岩波ＩＩＦ店発行（昭和３４牢ン久保田広著「応用光学
」オワ８頁から第１００頁までに記載されているが、第
５図を用いて、この原理を説明する。
ｔと呼ばれるものがろる。マイクルソン干渉計は例えば
岩波ＩＩＦ店発行（昭和３４牢ン久保田広著「応用光学
」オワ８頁から第１００頁までに記載されているが、第
５図を用いて、この原理を説明する。
レーデ光線等のコヒーレント光源１から出た光線がビー
ムスプリッタ２によって二つの光束に分けられ、その一
方の光束は対物レンズ３を通して被検査物体４０表面忙
投影され、他方の光束は〜般に対物レンズ３と等しい倍
率を持つ対物レンズ５を通して参照ＩＪ［Ｋ投影される
。
ムスプリッタ２によって二つの光束に分けられ、その一
方の光束は対物レンズ３を通して被検査物体４０表面忙
投影され、他方の光束は〜般に対物レンズ３と等しい倍
率を持つ対物レンズ５を通して参照ＩＪ［Ｋ投影される
。
参照鏡６は対物レンズ５の視野内において、高い平面精
度を有する鏡面でるる。被検査物体４および参照説６か
らの反射鏡はそれぞれ対物し。
度を有する鏡面でるる。被検査物体４および参照説６か
らの反射鏡はそれぞれ対物し。
ンズ３幹よび５によって集光され、ビームスプリ、り２
で合成され、干＄像を像面７に結像する。
で合成され、干＄像を像面７に結像する。
この場合の干渉原理は、ピームスク９：、夕２の反射面
上の点Ｏと被検査物体４上の点Ｑ１の距離ＯＱ＋と、点
Ｏと参照鏡６上の点Ｑ２の距離数２の差Δ２が、使用す
る光線の波長をλとして、÷λの奇数倍であれば、干渉
によって被検査物体４からの反射光と参照鏡６からの反
射光は互いに弱めあい、一方、Δχが上λの偶数倍であ
れば、両反射光は互に強めあうというものである。すな
わち、参照Ａ６の位置を光軸方向く移動すると、像面７
は明暗を繰り返し、前記へ１がユλの整数暗になる毎に
、像面７は明るさの極大値となる。
上の点Ｏと被検査物体４上の点Ｑ１の距離ＯＱ＋と、点
Ｏと参照鏡６上の点Ｑ２の距離数２の差Δ２が、使用す
る光線の波長をλとして、÷λの奇数倍であれば、干渉
によって被検査物体４からの反射光と参照鏡６からの反
射光は互いに弱めあい、一方、Δχが上λの偶数倍であ
れば、両反射光は互に強めあうというものである。すな
わち、参照Ａ６の位置を光軸方向く移動すると、像面７
は明暗を繰り返し、前記へ１がユλの整数暗になる毎に
、像面７は明るさの極大値となる。
本原理によって、被検査試料４上の凹凸は、その凹凸猷
に応じて÷λを周期として明暗となって像面７で観測さ
れる。
に応じて÷λを周期として明暗となって像面７で観測さ
れる。
このような、光の干渉を用いて光学的に透明な物体表面
の微小な凹凸を検出する方法は、例えば、特開昭５７−
１２０８０５号公報に記載されている。この公印例では
、前記マイクルソン干渉計の参照鏡６を光軸に対して僅
かに煩けて、検出範囲内に必ず明暗１対以上の干渉縞を
生じるようにして背景の干渉条件を変化させ、被検査物
本上の微小凹凸欠陥をコントラスト良く検出でよる条件
が得られるようになっている。
の微小な凹凸を検出する方法は、例えば、特開昭５７−
１２０８０５号公報に記載されている。この公印例では
、前記マイクルソン干渉計の参照鏡６を光軸に対して僅
かに煩けて、検出範囲内に必ず明暗１対以上の干渉縞を
生じるようにして背景の干渉条件を変化させ、被検査物
本上の微小凹凸欠陥をコントラスト良く検出でよる条件
が得られるようになっている。
しかし、これら公知列に述べられている方法は、被検査
（勿体４のるいは参照鏡６からの反射を考えているだけ
で、対物レンズ３や対物レンズ５等の光路中に挿入され
ている物体からの反射光については配慮されていない。
（勿体４のるいは参照鏡６からの反射を考えているだけ
で、対物レンズ３や対物レンズ５等の光路中に挿入され
ている物体からの反射光については配慮されていない。
特に対物レンズ３．５等に、通常、収差を補正するため
に複数のレンズを１組みあわせた、例えは第６図に示す
プラン対物レンズ等の組合わせレンズを用いる必要がロ
シ、各レンズ底面からの反射光？１゜＃２＋Ｉ−ｙＬ等
と参照鏡６からの反射光等、種々の光が互いｔζ干渉し
、像面７上でバックグランドノイズとして検出されるた
め、被検査物体４上の微小な凹凸による像面７上の干渉
像の認識が困難となる欠点があった。
に複数のレンズを１組みあわせた、例えは第６図に示す
プラン対物レンズ等の組合わせレンズを用いる必要がロ
シ、各レンズ底面からの反射光？１゜＃２＋Ｉ−ｙＬ等
と参照鏡６からの反射光等、種々の光が互いｔζ干渉し
、像面７上でバックグランドノイズとして検出されるた
め、被検査物体４上の微小な凹凸による像面７上の干渉
像の認識が困難となる欠点があった。
また、被検査物体４上の埃等の異物の反射率が高い場合
、この異物からの反射光と同位相の被検査物からの反射
光とは区別することができず、一方、異物の反射率が低
い場合には像面７上に干渉像は得られないが、像面７上
で異物近傍の背景が明るいと、被検査物体４上の凹凸欠
陥と同様に観測されるので、被検査物体上の凹凸欠陥の
みを精度良く検出することはできないという欠点があっ
た。
、この異物からの反射光と同位相の被検査物からの反射
光とは区別することができず、一方、異物の反射率が低
い場合には像面７上に干渉像は得られないが、像面７上
で異物近傍の背景が明るいと、被検査物体４上の凹凸欠
陥と同様に観測されるので、被検査物体上の凹凸欠陥の
みを精度良く検出することはできないという欠点があっ
た。
本発明の目的は、上記した従来方法の欠点をなくシ、光
学的に透明な被検査物体表面の微小凹凸欠陥の検査を行
なう方法を提供し、さらに、この微小凹凸欠陥と埃等の
異物を分別して認識する方法を提供することにある。
学的に透明な被検査物体表面の微小凹凸欠陥の検査を行
なう方法を提供し、さらに、この微小凹凸欠陥と埃等の
異物を分別して認識する方法を提供することにある。
本発明の要点は、被検査物体を透過する光は被検査物の
厚みに応じた付則変化を受けるので、位相変化量を測定
することによって被検査物体上の微小凹凸欠陥を検出す
ることＫある。
厚みに応じた付則変化を受けるので、位相変化量を測定
することによって被検査物体上の微小凹凸欠陥を検出す
ることＫある。
位相差を測定する手段として、なまの細胞や菌などのよ
うに透明で明暗や色調の差に乏しい物体を観察するのに
用いられる位相差顕微鏡がある。
うに透明で明暗や色調の差に乏しい物体を観察するのに
用いられる位相差顕微鏡がある。
第２図に位相差顕微鏡の光学系の一例を示すが、被検量
物体１４の透過″４によって変調される直接光８を背暴
強とし、被検査物体の屈折率変化あるいは厚みの変化に
よって位相変調される回折光９に位相板１６を用いて直
接光と干渉するように位相変化を与え、被検査物体１４
による位相変化を明暗コントラストで像面１７を観察で
よるよう忙したものである。こへで、１ｏは光源、１１
はコレクタレンズ、１２はリンゲス！ｌ、）、１３はコ
ンデンサレンズ、１５は対物レンズである。
物体１４の透過″４によって変調される直接光８を背暴
強とし、被検査物体の屈折率変化あるいは厚みの変化に
よって位相変調される回折光９に位相板１６を用いて直
接光と干渉するように位相変化を与え、被検査物体１４
による位相変化を明暗コントラストで像面１７を観察で
よるよう忙したものである。こへで、１ｏは光源、１１
はコレクタレンズ、１２はリンゲス！ｌ、）、１３はコ
ンデンサレンズ、１５は対物レンズである。
直接光８と回折光９が干渉するように１憑幅の大きい直
接光８は吸収膜１８によって減資させるが、位相差顕微
鏡の主たる用途からいって、被検査物体１４の忠実度を
大きく損なわないように、吸収膜１日の吸収率は９０％
程度までである。
接光８は吸収膜１８によって減資させるが、位相差顕微
鏡の主たる用途からいって、被検査物体１４の忠実度を
大きく損なわないように、吸収膜１日の吸収率は９０％
程度までである。
本発明の目的からいって、位相差の有無を検出すればよ
いので、直接光８をさらに減少させるか、あるいは全く
通過させずえ、主として回折光９を検出すれば、被検査
物体１４による低位相差、すなわち、被検査物体１４の
微小な凹凸を高感度に検出することがでよる。
いので、直接光８をさらに減少させるか、あるいは全く
通過させずえ、主として回折光９を検出すれば、被検査
物体１４による低位相差、すなわち、被検査物体１４の
微小な凹凸を高感度に検出することがでよる。
位相板１６による直接光８と回折光９の干渉のさせ方に
よって、すなわち、両光−の位相関係が同位相のとよ、
直接光８による背景コントラスト１９は明るいものとな
シ、逆位トｕのときに暗いものとなる。ところで、埃等
の異物が被検査物体１４上にあるとき、Ｊ４ｗは像面１
７に暗部として検出されるが、背景コントラスト１９が
暗いときは検出することができず、逆に背景コントラス
ト１９が明るいときは検出できる。しかし、この検出さ
れた異物を被検査物体１４上１ｃ微小凹凸欠陥と識別す
ることは困難である。一方、例えば、通常の透過照明あ
るいは落射照明を用いる場合には、微小凹凸欠陥を検出
することはできないが、異物等は容易＋Ｃ検出すること
ができる。
よって、すなわち、両光−の位相関係が同位相のとよ、
直接光８による背景コントラスト１９は明るいものとな
シ、逆位トｕのときに暗いものとなる。ところで、埃等
の異物が被検査物体１４上にあるとき、Ｊ４ｗは像面１
７に暗部として検出されるが、背景コントラスト１９が
暗いときは検出することができず、逆に背景コントラス
ト１９が明るいときは検出できる。しかし、この検出さ
れた異物を被検査物体１４上１ｃ微小凹凸欠陥と識別す
ることは困難である。一方、例えば、通常の透過照明あ
るいは落射照明を用いる場合には、微小凹凸欠陥を検出
することはできないが、異物等は容易＋Ｃ検出すること
ができる。
そこで、位相差顕微鏡光学系と、例えばリンゲス！Ｉ、
）１２を除去した通過照明（通常顕微鏡）とを併用し、
第５図のように位相差顕微鏡光学系による像面１９の背
景コントラストが明るいと＃（ａ）に示す慣出された欠
陥２０ 、２１のうち、通常顕微鏡でも同様に検出され
る欠陥２１は異物であシ、検出されない欠陥２０は被検
査物体１４上の微小凹凸欠陥であると識別できる。第４
図のよ５ｉＣ，位相差顕微鏡光学系による像面１９の背
景コントラストが暗いとよ（α）に示す検出された欠陥
２０は肢検査物体上の微小凹凸欠陥でろり１通常顕微ｍ
Ｋよって検出される欠陥は異物でるると識別でよる。第
５図および第４図中ハｙｆ”ングが施された部分は視野
中暗い部分を表わす。
）１２を除去した通過照明（通常顕微鏡）とを併用し、
第５図のように位相差顕微鏡光学系による像面１９の背
景コントラストが明るいと＃（ａ）に示す慣出された欠
陥２０ 、２１のうち、通常顕微鏡でも同様に検出され
る欠陥２１は異物であシ、検出されない欠陥２０は被検
査物体１４上の微小凹凸欠陥であると識別できる。第４
図のよ５ｉＣ，位相差顕微鏡光学系による像面１９の背
景コントラストが暗いとよ（α）に示す検出された欠陥
２０は肢検査物体上の微小凹凸欠陥でろり１通常顕微ｍ
Ｋよって検出される欠陥は異物でるると識別でよる。第
５図および第４図中ハｙｆ”ングが施された部分は視野
中暗い部分を表わす。
以下に、図面を参照しながら、実施例を用いて本発明を
一ノ＃詳励に説明するが、それらは例示に！ぎず、本発
明の枠を越えることなしにいろいろな変形や改良がろ９
得ることは勿論である。
一ノ＃詳励に説明するが、それらは例示に！ぎず、本発
明の枠を越えることなしにいろいろな変形や改良がろ９
得ることは勿論である。
第１図を参照すれ、ば、透過照明光源１０よシ発せられ
た透過Ｒ明光２５はコレクタレンズ１１，９ングス９ッ
ト１２．コンゲンチレンズ１５’ｌＡって被検査物体１
４ （＠気バブルメモリはＣＰｔ１ＧｐｓＯｔ２等の光
学的にｘｆ！明なりエバ上１ｃ ＹｓＦ４ｓＣｈ ２等
の磁性ガーネット透ＢＡｒｌ！膜をこの液槽成長させた
ものを基板として作成する。磁気バブルメモリの特性確
保のため、この透明基の凹凸を測定する必要がある。）
を照明する。透明照明光２５によって、被検査物体１４
から、被検査物体の透過享忙よって生として振幅変調さ
れるｉｓ光２９と被検査物体の厚さあるいは屈折率によ
って主として位相変調される回折光２６が発せられる。
た透過Ｒ明光２５はコレクタレンズ１１，９ングス９ッ
ト１２．コンゲンチレンズ１５’ｌＡって被検査物体１
４ （＠気バブルメモリはＣＰｔ１ＧｐｓＯｔ２等の光
学的にｘｆ！明なりエバ上１ｃ ＹｓＦ４ｓＣｈ ２等
の磁性ガーネット透ＢＡｒｌ！膜をこの液槽成長させた
ものを基板として作成する。磁気バブルメモリの特性確
保のため、この透明基の凹凸を測定する必要がある。）
を照明する。透明照明光２５によって、被検査物体１４
から、被検査物体の透過享忙よって生として振幅変調さ
れるｉｓ光２９と被検査物体の厚さあるいは屈折率によ
って主として位相変調される回折光２６が発せられる。
直接光２９は、位相板１６によって４あるいは一÷の位
相変化を受け、吸収膜１８によって減衰させられて、回
折光２６と干渉でよるように変換される。
相変化を受け、吸収膜１８によって減衰させられて、回
折光２６と干渉でよるように変換される。
これによシ、テレビカメラ２３の像面上に被検査物体の
位相差量に応じたｉＩＩ淡信号を検出することができる
。
位相差量に応じたｉＩＩ淡信号を検出することができる
。
一方、落射照明光源２４による落射照明光２８はハーフ
ミラ−２２１Ｃよって光軸を曲げられ、対物レンズ１５
を通して、被検査物体１４を落射照明する。これによる
被検食物体１４０反射率忙応じた振幅を与えられた反射
光２７は、テレビカメラ２３によって検出される。
ミラ−２２１Ｃよって光軸を曲げられ、対物レンズ１５
を通して、被検査物体１４を落射照明する。これによる
被検食物体１４０反射率忙応じた振幅を与えられた反射
光２７は、テレビカメラ２３によって検出される。
被検査物体１４への照明は透過照明光源１０と落射照明
光源２４を切夛換えることによっていずれかくよって行
なわれ、透明照明光源２５を用いた場合には位相差顕微
鏡照明光学系を、落射照明光源２２を用いた場合には、
通常の顕微鏡照明法を得ることがでよる。
光源２４を切夛換えることによっていずれかくよって行
なわれ、透明照明光源２５を用いた場合には位相差顕微
鏡照明光学系を、落射照明光源２２を用いた場合には、
通常の顕微鏡照明法を得ることがでよる。
位相板１６の選び方によって、背景の明るい前記第３図
あるいは背景の暗い前記第４図のような画像をテレビカ
メラ２３で検出でよる。第３図の場合忙は、位相差顕微
鏡光学系で得られる第５図（４）と通常顕微鏡の照明で
得られる第３図（４）の両者に存在する特異点２１は埃
等の異物でろ）、（りのみに存在する特異点２０は微小
凹凸欠陥であると判定できる。第４図の場合には、位相
差顕微鏡光学系で得られる特異点（ｅＬ）は、微小凹凸
欠陥であシ、通常顕微鏡の照明で得られる特異点（Ｊ）
は埃等の異物である、と判定できる。
あるいは背景の暗い前記第４図のような画像をテレビカ
メラ２３で検出でよる。第３図の場合忙は、位相差顕微
鏡光学系で得られる第５図（４）と通常顕微鏡の照明で
得られる第３図（４）の両者に存在する特異点２１は埃
等の異物でろ）、（りのみに存在する特異点２０は微小
凹凸欠陥であると判定できる。第４図の場合には、位相
差顕微鏡光学系で得られる特異点（ｅＬ）は、微小凹凸
欠陥であシ、通常顕微鏡の照明で得られる特異点（Ｊ）
は埃等の異物である、と判定できる。
以上の実施例では位旧差顕微境照明と通常顕微鏡の落射
照明とを組み合わせたが、位相差顕微鏡照明と組み合わ
せる通常顕微腕の照明法は池の照明法でもよく、例えば
透過層ＦＪＡあるいは暗携舒照萌あるいは微分干渉顕微
鏡との組み合Ｆ）讐であってもよい。
照明とを組み合わせたが、位相差顕微鏡照明と組み合わ
せる通常顕微腕の照明法は池の照明法でもよく、例えば
透過層ＦＪＡあるいは暗携舒照萌あるいは微分干渉顕微
鏡との組み合Ｆ）讐であってもよい。
以上説明した通り、本発に！ＡＶｃよれば、通常の顕微
鏡では識別不０Ｔ能な光学的に透明な被検査物体上の微
小凹凸欠陥を高感度に検出でよるとともに、上記欠陥と
埃等の異物とを識別することができるという効果が得ら
れる。
鏡では識別不０Ｔ能な光学的に透明な被検査物体上の微
小凹凸欠陥を高感度に検出でよるとともに、上記欠陥と
埃等の異物とを識別することができるという効果が得ら
れる。
第１図は本発明による表面欠陥検査方法を実施するため
の装置の図式図、第２図は位泪差顕微虜光学系の構成を
示す図式図、第３図（ａ）。 （−Ｉ！−）および第４図ＣＧ）、Ｃ４）はそれぞれ位
…差顕微跳光学系および通常顕微鏡で観察される儂を示
す図、第５図は従来の式面欠陥検査方法で使用されてい
る干渉光学系の（Ｓ成を示す図式図、第６図は第５図に
示す光学系の中で使用される対物レンズの模式図である
。 １０・・・透過照明光源、１１・・・コンタクトレンズ
、１２・・・９ングスｙ、ト、１５・・・コンタクトレ
ンズ、１４・・・被検査物体、１５・・・対物レンズ、
１６・・・位相板、１７・・・像面、１８・・・技収膜
、１９・・・背景コントラスト、２０・・・微小凹凸欠
陥の慮、２１・・・埃などの異物の像、２２・・・ハー
フミラ−１２３・・・テレビカメラ、２４・・・落射照
明光源、２５・・・透過照明光、２６・・・回折光、２
７・・・反射光、２８・・・落射照明光、２９・・・直
接光。
の装置の図式図、第２図は位泪差顕微虜光学系の構成を
示す図式図、第３図（ａ）。 （−Ｉ！−）および第４図ＣＧ）、Ｃ４）はそれぞれ位
…差顕微跳光学系および通常顕微鏡で観察される儂を示
す図、第５図は従来の式面欠陥検査方法で使用されてい
る干渉光学系の（Ｓ成を示す図式図、第６図は第５図に
示す光学系の中で使用される対物レンズの模式図である
。 １０・・・透過照明光源、１１・・・コンタクトレンズ
、１２・・・９ングスｙ、ト、１５・・・コンタクトレ
ンズ、１４・・・被検査物体、１５・・・対物レンズ、
１６・・・位相板、１７・・・像面、１８・・・技収膜
、１９・・・背景コントラスト、２０・・・微小凹凸欠
陥の慮、２１・・・埃などの異物の像、２２・・・ハー
フミラ−１２３・・・テレビカメラ、２４・・・落射照
明光源、２５・・・透過照明光、２６・・・回折光、２
７・・・反射光、２８・・・落射照明光、２９・・・直
接光。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、位相差顕微鏡光学系を用い、被検査物体の微小凹凸
を濃淡画像に変換し、欠陥として検出することを特徴と
する、光学的に透明な被検査物体上の微小凹凸欠陥検査
方法。 ２、上記位相差顕微鏡光学系を用いて検出された微小凹
凸と通常顕微鏡を用いて検出された異物を組み合わせる
ことによって凹凸欠陥のみを検出することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の表面欠陥検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59186325A JPH0613963B2 (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 表面欠陥検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59186325A JPH0613963B2 (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 表面欠陥検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6165107A true JPS6165107A (ja) | 1986-04-03 |
| JPH0613963B2 JPH0613963B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=16186363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59186325A Expired - Lifetime JPH0613963B2 (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 表面欠陥検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0613963B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS636442A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-12 | Hitachi Ltd | 異物検査方法及びその装置 |
| JPS636444A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-12 | Hitachi Ltd | 異物検査装置 |
| JPS636854A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-12 | Hitachi Ltd | 異物検査装置 |
| JPS636443A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-12 | Hitachi Ltd | マスク上の異物検査装置およびその方法 |
| WO2014115871A1 (ja) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | 横浜リーディングデザイン合資会社 | 光学系、光学系に用いる位相板及び光学系の製造方法 |
Citations (1)
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| JPS5767844A (en) * | 1980-10-15 | 1982-04-24 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Surface inspecting device |
-
1984
- 1984-09-07 JP JP59186325A patent/JPH0613963B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP2014145839A (ja) * | 2013-01-28 | 2014-08-14 | Yokohama Leading Design Co Ltd | 光学系、光学系に用いる位相板及び光学系の製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
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| JPH0613963B2 (ja) | 1994-02-23 |
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