JP3406951B2 - 表面状態検査装置 - Google Patents
表面状態検査装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は表面状態検査装置に関
し、検査すべき物体表面として、例えば半導体デバイス
の製造装置において回路パターンが形成されているレチ
クルやフォトマスク等において、これらの表面にゴミや
埃等の欠陥部としての凸部材が付着しているときに、該
凸部材を精度良く検査するときに好適なものである。
し、検査すべき物体表面として、例えば半導体デバイス
の製造装置において回路パターンが形成されているレチ
クルやフォトマスク等において、これらの表面にゴミや
埃等の欠陥部としての凸部材が付着しているときに、該
凸部材を精度良く検査するときに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より物体表面の表面状態、例えば表
面上にゴミや埃等の欠陥部としての凸部材が付着してい
るか否かを、レーザ光等の光ビームで表面を走査し、該
凸部材から生じる散乱光を検査して凸部材の有無を検査
するようにした表面状態検査装置が種々と提案されてい
る。
面上にゴミや埃等の欠陥部としての凸部材が付着してい
るか否かを、レーザ光等の光ビームで表面を走査し、該
凸部材から生じる散乱光を検査して凸部材の有無を検査
するようにした表面状態検査装置が種々と提案されてい
る。
【０００３】一般に対象物の表面にゴミや埃等の凸部材
が付着していると、光ビームで走査したときにその凸部
材で散乱光が発生するが、このとき凸部材の大きさによ
り、それから生ずる散乱光の光量が異なってくる。従来
の表面状態検査装置では受光素子で受光される散乱光に
基づく信号の大小を検出して凸部材の有無及びその大き
さ等を検出している。
が付着していると、光ビームで走査したときにその凸部
材で散乱光が発生するが、このとき凸部材の大きさによ
り、それから生ずる散乱光の光量が異なってくる。従来
の表面状態検査装置では受光素子で受光される散乱光に
基づく信号の大小を検出して凸部材の有無及びその大き
さ等を検出している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の光ビームで対象
物を走査して、そのとき対象物から生じる散乱光を検出
して表面状態を検査する表面状態検査装置では、例えば
対象物の表面がざらついているときや表面粗さが大きい
ときには、凸部材以外の正常な領域からも散乱光が発生
してくる。この為、受光素子を正反射光を受光しない領
域に単に配置して、散乱光のみを検出するようにして
も、正常な領域からの散乱光を受光してしまうこととな
り、表面に存在している凸部材からの散乱光のみを精度
良く検出することが難しいという問題点があった。
物を走査して、そのとき対象物から生じる散乱光を検出
して表面状態を検査する表面状態検査装置では、例えば
対象物の表面がざらついているときや表面粗さが大きい
ときには、凸部材以外の正常な領域からも散乱光が発生
してくる。この為、受光素子を正反射光を受光しない領
域に単に配置して、散乱光のみを検出するようにして
も、正常な領域からの散乱光を受光してしまうこととな
り、表面に存在している凸部材からの散乱光のみを精度
良く検出することが難しいという問題点があった。
【０００５】特に、凸部材が小さく、それより生ずる散
乱光が少ないときには、検出信号のＳ／Ｎ比が悪くなり
凸部材の有無を精度良く検出することができない場合が
あるといった問題点があった。
乱光が少ないときには、検出信号のＳ／Ｎ比が悪くなり
凸部材の有無を精度良く検出することができない場合が
あるといった問題点があった。
【０００６】この他、対象物に付着している凸部材から
生じる散乱光の強度は凸部材の大きさや、対象物の表面
から突出している突出量によっても異なってくる。この
為、受光素子から得られる散乱光量の大小を検知して
も、それより直ちに凸部材の大きさやその突出量を検出
することが難しいという問題点があった。
生じる散乱光の強度は凸部材の大きさや、対象物の表面
から突出している突出量によっても異なってくる。この
為、受光素子から得られる散乱光量の大小を検知して
も、それより直ちに凸部材の大きさやその突出量を検出
することが難しいという問題点があった。
【０００７】本発明は対象物の表面を光ビームで走査し
て、該表面に付着しているゴミや埃等の欠陥部としての
凸部材から生じる散乱光を空間内に適切に配置した受光
素子から得られる信号を用いることにより対象物の表面
のざらつきや不均一の影響を受けずに、該凸部材を精度
良く検出するようにした表面状態検査装置の提供を目的
とする。
て、該表面に付着しているゴミや埃等の欠陥部としての
凸部材から生じる散乱光を空間内に適切に配置した受光
素子から得られる信号を用いることにより対象物の表面
のざらつきや不均一の影響を受けずに、該凸部材を精度
良く検出するようにした表面状態検査装置の提供を目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の表面状
態検査装置は光源手段からの光ビームを用いて走査手段
で対象物を走査する際、該光ビームによる該対象物上に
おける走査線と該光ビームによる該対象物上の走査点に
おける接線とで形成される走査平面に対して、該光ビー
ムの入射側と反対側の空間内に受光素子を設けると共
に、該光ビームが対象物上に入射したときに該走査平面
に対して光ビームの入射側と反対側の空間内に射出され
る光ビームを遮光する遮光手段を設け、該受光素子によ
り該走査平面よりも該光ビームの入射側の空間内に突出
した該対象物上の凸部材から生じる散乱光を検出し、該
受光素子からの出力信号を利用して該対象物上の表面状
態を検査していることを特徴としている。請求項２の発
明は、請求項１の発明において前記遮光手段は前記走査
線に平行なナイフエッジであることを特徴としている。
請求項３の発明の表面状態検査装置は光源手段からの光
ビームを用いて走査手段で対象物を走査する際、該光ビ
ームによる該対象物上における走査線と該光ビームによ
る該対象物上の走査点における接線とで形成される走査
平面に対して、該光ビームの入射側の空間内に受光素子
を設けると共に該光ビームで該対象物を走査するときに
該対象物の走査領域から該走査平面に対して光ビームの
入射側の空間内に射出される光束が該受光素子に入射す
るのを防止する該走査線に平行なナイフエッジより成る
遮光手段を設け、該受光素子により該走査平面よりも該
光ビームの入射側の空間内に突出した該対象物上の凸部
材から生じる散乱光を検出し、該受光素子からの出力信
号を利用して該対象物上の表面状態を検査していること
を特徴としている。請求項４の発明は請求項１、２又は
３の発明において前記対象物は円筒物体又はシート状の
透明物体又は板状の透明物体であることを特徴としてい
る。
態検査装置は光源手段からの光ビームを用いて走査手段
で対象物を走査する際、該光ビームによる該対象物上に
おける走査線と該光ビームによる該対象物上の走査点に
おける接線とで形成される走査平面に対して、該光ビー
ムの入射側と反対側の空間内に受光素子を設けると共
に、該光ビームが対象物上に入射したときに該走査平面
に対して光ビームの入射側と反対側の空間内に射出され
る光ビームを遮光する遮光手段を設け、該受光素子によ
り該走査平面よりも該光ビームの入射側の空間内に突出
した該対象物上の凸部材から生じる散乱光を検出し、該
受光素子からの出力信号を利用して該対象物上の表面状
態を検査していることを特徴としている。請求項２の発
明は、請求項１の発明において前記遮光手段は前記走査
線に平行なナイフエッジであることを特徴としている。
請求項３の発明の表面状態検査装置は光源手段からの光
ビームを用いて走査手段で対象物を走査する際、該光ビ
ームによる該対象物上における走査線と該光ビームによ
る該対象物上の走査点における接線とで形成される走査
平面に対して、該光ビームの入射側の空間内に受光素子
を設けると共に該光ビームで該対象物を走査するときに
該対象物の走査領域から該走査平面に対して光ビームの
入射側の空間内に射出される光束が該受光素子に入射す
るのを防止する該走査線に平行なナイフエッジより成る
遮光手段を設け、該受光素子により該走査平面よりも該
光ビームの入射側の空間内に突出した該対象物上の凸部
材から生じる散乱光を検出し、該受光素子からの出力信
号を利用して該対象物上の表面状態を検査していること
を特徴としている。請求項４の発明は請求項１、２又は
３の発明において前記対象物は円筒物体又はシート状の
透明物体又は板状の透明物体であることを特徴としてい
る。
【０００９】請求項５の発明の表面状態検査方法は請求
項１〜４のいずれか１項記載の表面状態検査装置を用い
て、対象物上の表面状態を検査していることを特徴とし
ている。
項１〜４のいずれか１項記載の表面状態検査装置を用い
て、対象物上の表面状態を検査していることを特徴とし
ている。
【００１０】請求項６の発明の凸量測定装置は請求項１
〜４のいずれか１項記載の表面状態検査装置を用いて、
該対象物上に付着している凸部材の凸量を測定している
ことを特徴としている。請求項７の発明の凸量測定装置
は光源手段からの光ビームを用いて走査手段で対象物を
走査する際、該光ビームによる該対象物上における走査
線と該光ビームによる該対象物上の走査点における接線
とで形成される走査平面に対して、該光ビームの入射側
と反対側の空間内に受光素子を設け、該受光素子により
該走査平面よりも該光ビームの入射側の空間内に突出し
た該対象物上の凸部材から生じる散乱光を検出し、該受
光素子からの出力信号を利用して該対象物上に付着して
いる凸部材の凸量を測定していることを特徴としてい
る。請求項８の発明の凸量測定装置は光源手段からの光
ビームを用いて走査手段で対象物を走査する際、該光ビ
ームによる該対象物上における走査線と該光ビームによ
る該対象物上の走査点における接線とで形成される走査
平面に対して、該光ビームの入射側の空間内に受光素子
を設けると共に該光ビームで該対象物を走査するときに
該対象物の走査領域から該走査平面に対して光ビームの
入射側の空間内に射出される光束が該受光素子に入射す
るのを防止する遮光手段を設け、該受光素子により該走
査平面よりも該光ビームの入射側の空間内に突出した該
対象物上の凸部材から生じる散乱光を検出し、該受光素
子からの出力信号を利用して該対象物上に付着している
凸部材の凸量を測定していることを特徴としている。
〜４のいずれか１項記載の表面状態検査装置を用いて、
該対象物上に付着している凸部材の凸量を測定している
ことを特徴としている。請求項７の発明の凸量測定装置
は光源手段からの光ビームを用いて走査手段で対象物を
走査する際、該光ビームによる該対象物上における走査
線と該光ビームによる該対象物上の走査点における接線
とで形成される走査平面に対して、該光ビームの入射側
と反対側の空間内に受光素子を設け、該受光素子により
該走査平面よりも該光ビームの入射側の空間内に突出し
た該対象物上の凸部材から生じる散乱光を検出し、該受
光素子からの出力信号を利用して該対象物上に付着して
いる凸部材の凸量を測定していることを特徴としてい
る。請求項８の発明の凸量測定装置は光源手段からの光
ビームを用いて走査手段で対象物を走査する際、該光ビ
ームによる該対象物上における走査線と該光ビームによ
る該対象物上の走査点における接線とで形成される走査
平面に対して、該光ビームの入射側の空間内に受光素子
を設けると共に該光ビームで該対象物を走査するときに
該対象物の走査領域から該走査平面に対して光ビームの
入射側の空間内に射出される光束が該受光素子に入射す
るのを防止する遮光手段を設け、該受光素子により該走
査平面よりも該光ビームの入射側の空間内に突出した該
対象物上の凸部材から生じる散乱光を検出し、該受光素
子からの出力信号を利用して該対象物上に付着している
凸部材の凸量を測定していることを特徴としている。
【００１１】本発明の表面状態検査方法は、前述の構成
（１−１），（１−２），（１−３）のいずれか１つを
用いて対象物の表面を検査していることを特徴としてい
る。本発明の凸量検査装置は、前述の構成（１−１），
（１−２），（１−３）のいずれか１つを用いて凸部材
の突出量（凸量）を測定していることを特徴としてい
る。
（１−１），（１−２），（１−３）のいずれか１つを
用いて対象物の表面を検査していることを特徴としてい
る。本発明の凸量検査装置は、前述の構成（１−１），
（１−２），（１−３）のいずれか１つを用いて凸部材
の突出量（凸量）を測定していることを特徴としてい
る。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の実施例１の要部概略図であ
る。図２は図１の一部分の要部断面図である。
る。図２は図１の一部分の要部断面図である。
【００１３】図中、１は光源手段であり、例えばＨｅ−
Ｎｅレーザ及びそれより放射される光ビーム１ａを集光
する光学系等を有している。２は偏向手段であり、回転
多面鏡（ポリゴンミラー）から成り、回転軸２ａを中心
に等速回転しており、光源手段１からの光ビーム１ａを
偏向反射している。３はｆ−θ特性を有する走査光学系
であり、ポリゴンミラー２からの光ビームを集光してい
る。偏向手段２と走査光学系３は走査手段の一要素を構
成している。４は折り返しミラーであり、走査光学系３
からの光ビームを所定方向に反射している。５は測定す
る対象物であり、本実施例では円筒形状をしており、そ
の表面５ｂ上に付着しているゴミや埃等の凸部材（凸部
ともいう。）の有無突出量等を検出している。対象物５
は回転軸５ａを中心に矢印の如く一定速度で回転してい
る。
Ｎｅレーザ及びそれより放射される光ビーム１ａを集光
する光学系等を有している。２は偏向手段であり、回転
多面鏡（ポリゴンミラー）から成り、回転軸２ａを中心
に等速回転しており、光源手段１からの光ビーム１ａを
偏向反射している。３はｆ−θ特性を有する走査光学系
であり、ポリゴンミラー２からの光ビームを集光してい
る。偏向手段２と走査光学系３は走査手段の一要素を構
成している。４は折り返しミラーであり、走査光学系３
からの光ビームを所定方向に反射している。５は測定す
る対象物であり、本実施例では円筒形状をしており、そ
の表面５ｂ上に付着しているゴミや埃等の凸部材（凸部
ともいう。）の有無突出量等を検出している。対象物５
は回転軸５ａを中心に矢印の如く一定速度で回転してい
る。
【００１４】６は受光ファイバーであり、対象物５の表
面上の欠陥で散乱された散乱光を均一に受光し集光して
いる。７は光電変換器であり、受光ファイバー６で集め
られた光を電気信号に変換するためのものであり、例え
ばホトマルチプライヤーより成っている。８は信号処理
部であり、光電変換器７からの電気信号から欠陥の存在
を検知している。受光ファイバー６と光電変換器７は受
光手段１０１の一要素を構成している。尚、本実施例に
おいては受光ファイバー６の位置に直接受光素子を配置
するようにしても良い。
面上の欠陥で散乱された散乱光を均一に受光し集光して
いる。７は光電変換器であり、受光ファイバー６で集め
られた光を電気信号に変換するためのものであり、例え
ばホトマルチプライヤーより成っている。８は信号処理
部であり、光電変換器７からの電気信号から欠陥の存在
を検知している。受光ファイバー６と光電変換器７は受
光手段１０１の一要素を構成している。尚、本実施例に
おいては受光ファイバー６の位置に直接受光素子を配置
するようにしても良い。
【００１５】本実施例では、光源手段１から出た光ビー
ム１ａは走査用のポリゴンミラー２で偏向され、走査光
学系３で集光され、折り返しミラー４で所定の位置に向
かうよう角度を変えられ、円筒状の対象物５の表面５ｂ
を長手方向に走査する。５ｃはこのときの走査線を示し
ている。対象物５は光ビーム１ａの走査速度に対しゆっ
くりと回転しており、これにより、表面５ｂ全体を光ビ
ーム１ａで走査している。
ム１ａは走査用のポリゴンミラー２で偏向され、走査光
学系３で集光され、折り返しミラー４で所定の位置に向
かうよう角度を変えられ、円筒状の対象物５の表面５ｂ
を長手方向に走査する。５ｃはこのときの走査線を示し
ている。対象物５は光ビーム１ａの走査速度に対しゆっ
くりと回転しており、これにより、表面５ｂ全体を光ビ
ーム１ａで走査している。
【００１６】本実施例では対象物５は金属製であり、不
透明なため、対象物５に当たった光ビーム１ａは反射も
しくは散乱する。そのとき、対象物５の表面の光ビーム
の走査状態が見える領域（図１の走査線５ｃと光ビーム
１ａの入射点の接線５ｄとで形成される走査平面より上
方の光ビームの入射側の領域Ｓ１）には、表面５ｂでの
散乱光が届くが、対象物５自身の影になる領域（図１の
走査平面より下方の光ビームの入射側とは反対側の空間
領域である領域Ｓ２）には、表面５ｂでの散乱光は届か
ない。一方、対象物５の表面５ｂに局所的に例えば凸部
材等の欠陥部分があった場合に、光ビーム１ａがちょう
どそこを走査すれば、光ビーム１ａが凸部材の高い位置
で散乱されるため、凸部材での散乱光は図１の領域Ｓ２
にまで届く。そして凸部材の高さが高いほど領域Ｓ２方
向への散乱光が届く角度が広がる。
透明なため、対象物５に当たった光ビーム１ａは反射も
しくは散乱する。そのとき、対象物５の表面の光ビーム
の走査状態が見える領域（図１の走査線５ｃと光ビーム
１ａの入射点の接線５ｄとで形成される走査平面より上
方の光ビームの入射側の領域Ｓ１）には、表面５ｂでの
散乱光が届くが、対象物５自身の影になる領域（図１の
走査平面より下方の光ビームの入射側とは反対側の空間
領域である領域Ｓ２）には、表面５ｂでの散乱光は届か
ない。一方、対象物５の表面５ｂに局所的に例えば凸部
材等の欠陥部分があった場合に、光ビーム１ａがちょう
どそこを走査すれば、光ビーム１ａが凸部材の高い位置
で散乱されるため、凸部材での散乱光は図１の領域Ｓ２
にまで届く。そして凸部材の高さが高いほど領域Ｓ２方
向への散乱光が届く角度が広がる。
【００１７】そこで本実施例では、図１の領域Ｓ２に受
光ファイバー６又は受光素子（不図示）を配置してい
る。ここが本発明の特徴とする構成である。その結果、
対象物が正常な良品部分であるときは、そこからの散乱
光は受光手段１０１で全く受光されない。そして表面５
ｂ上に凸部があったときは該凸部からの散乱光のみが受
光手段１０１で検出される。そしてこのときの散乱光を
光電変換器７で電気信号に変えている。そして凸部等の
欠陥が存在すると、それに相当する位置でパルス状の検
出信号が得られる。これを信号処理部８で判定処理する
ことにより対象物５の表面５ｂ上の凸部材の有無を検知
している。
光ファイバー６又は受光素子（不図示）を配置してい
る。ここが本発明の特徴とする構成である。その結果、
対象物が正常な良品部分であるときは、そこからの散乱
光は受光手段１０１で全く受光されない。そして表面５
ｂ上に凸部があったときは該凸部からの散乱光のみが受
光手段１０１で検出される。そしてこのときの散乱光を
光電変換器７で電気信号に変えている。そして凸部等の
欠陥が存在すると、それに相当する位置でパルス状の検
出信号が得られる。これを信号処理部８で判定処理する
ことにより対象物５の表面５ｂ上の凸部材の有無を検知
している。
【００１８】また受光ファイバー６の角度は、図１の領
域Ｓ１と領域Ｓ２の境界線５ｄを含む走査平面よりも離
れるほど、大きな凸部しか検出しなくなる。従ってこの
ときの離れ量を調整して、凸部の突出量を定量的に判定
している。次にこの理由を図２を用いて説明する。
域Ｓ１と領域Ｓ２の境界線５ｄを含む走査平面よりも離
れるほど、大きな凸部しか検出しなくなる。従ってこの
ときの離れ量を調整して、凸部の突出量を定量的に判定
している。次にこの理由を図２を用いて説明する。
【００１９】対象物５の中心（回転中心５ａに相当）を
Ｏ、半径をｒとして、その表面５ｂの光ビーム１ａが走
査している点をＡとする。そして凸部の高さをｄとし
て、高さｄだけ凸になった点をＢとする。高さｄは半径
ｒに比べて小さく、ｄ＜＜ｒであるが、同図では説明の
ため大きく表している。そして点Ａを通る接線がＡＤで
あり、点Ｂを通る接線がＢＥである。尚、走査線５ｃと
接線ＡＤとで形成される平面が走査平面である。接線Ｂ
Ｅは、点Ｃで円と接し、角ＡＯＣをθとする。
Ｏ、半径をｒとして、その表面５ｂの光ビーム１ａが走
査している点をＡとする。そして凸部の高さをｄとし
て、高さｄだけ凸になった点をＢとする。高さｄは半径
ｒに比べて小さく、ｄ＜＜ｒであるが、同図では説明の
ため大きく表している。そして点Ａを通る接線がＡＤで
あり、点Ｂを通る接線がＢＥである。尚、走査線５ｃと
接線ＡＤとで形成される平面が走査平面である。接線Ｂ
Ｅは、点Ｃで円と接し、角ＡＯＣをθとする。
【００２０】良品部の表面５ｂでは光ビーム１ａは点Ａ
の位置をスポット照明するため、散乱光は同図の領域Ｓ
１の範囲にしか届かない。この散乱光が届くか届かない
かの境界線は、光ビームのスポット径が理想的に小さい
とすると、点Ａを通る接線ＡＤである。一方、表面５ｂ
に凸部があり、表面５ｂよりも高さｄだけ高くなってい
る点Ｂを光ビームが走査したとすると、点Ｂでの散乱光
は円周に遮られるぎりぎりの角度である方向Ｅにまで届
くことになる。そしてこの角度は対象物５自身が遮光物
として働いているため、取り付け位置ずれや偏心にはほ
とんど影響されない。
の位置をスポット照明するため、散乱光は同図の領域Ｓ
１の範囲にしか届かない。この散乱光が届くか届かない
かの境界線は、光ビームのスポット径が理想的に小さい
とすると、点Ａを通る接線ＡＤである。一方、表面５ｂ
に凸部があり、表面５ｂよりも高さｄだけ高くなってい
る点Ｂを光ビームが走査したとすると、点Ｂでの散乱光
は円周に遮られるぎりぎりの角度である方向Ｅにまで届
くことになる。そしてこの角度は対象物５自身が遮光物
として働いているため、取り付け位置ずれや偏心にはほ
とんど影響されない。
【００２１】そのときの角度θと対象物５の半径ｒと、
凸部の高さｄとの関係は、 ｃｏｓθ ＝ ｒ／（ｒ＋ｄ） である。すなわち対象物５の大きさと検出すべき欠陥と
しての凸部の高さｄが決まれば、受光ファイバーをどの
角度に配置すればよいかが決まる。これにより凸部の高
さを定量化して判定している。そして逆に受光する角度
を動かし、どの角度にしたときに凸部からの信号が検出
できるようになるかを測定し、上式から計算すること
で、検出している凸部の高さを測定している。
凸部の高さｄとの関係は、 ｃｏｓθ ＝ ｒ／（ｒ＋ｄ） である。すなわち対象物５の大きさと検出すべき欠陥と
しての凸部の高さｄが決まれば、受光ファイバーをどの
角度に配置すればよいかが決まる。これにより凸部の高
さを定量化して判定している。そして逆に受光する角度
を動かし、どの角度にしたときに凸部からの信号が検出
できるようになるかを測定し、上式から計算すること
で、検出している凸部の高さを測定している。
【００２２】以上のように本実施例によれば、良品部分
からの散乱光を全く受光せず、凸部材からの散乱光のみ
を受光するようにして高感度に凸部の有無を検出してい
る。また対象物の表面のざらつきやナシ地処理などによ
り、良品部での散乱光のばらつきが大きな場合であって
も、その影響がなくなり、高いＳ／Ｎで凸部の有無の検
出をしている。そして対象物５自身を遮光のために使用
することから、円筒状の物体に偏心があっても散乱光を
遮る角度のぶれが小さく、そのため凸部の高さの検出誤
差が小さくなる。さらに対象物５に対し、検出したい欠
陥の凸部の高さが決まれば、受光ファイバー６の配置が
決まることから、凸部の高さを定量化して凸部の有無の
判定をすることができる。さらに受光ファイバー６の角
度を移動させ、受光信号が出はじめるぎりぎりの角度を
求めることで、上記の式から凸部の高さｄを求めてい
る。
からの散乱光を全く受光せず、凸部材からの散乱光のみ
を受光するようにして高感度に凸部の有無を検出してい
る。また対象物の表面のざらつきやナシ地処理などによ
り、良品部での散乱光のばらつきが大きな場合であって
も、その影響がなくなり、高いＳ／Ｎで凸部の有無の検
出をしている。そして対象物５自身を遮光のために使用
することから、円筒状の物体に偏心があっても散乱光を
遮る角度のぶれが小さく、そのため凸部の高さの検出誤
差が小さくなる。さらに対象物５に対し、検出したい欠
陥の凸部の高さが決まれば、受光ファイバー６の配置が
決まることから、凸部の高さを定量化して凸部の有無の
判定をすることができる。さらに受光ファイバー６の角
度を移動させ、受光信号が出はじめるぎりぎりの角度を
求めることで、上記の式から凸部の高さｄを求めてい
る。
【００２３】図３は本発明の実施例２の要部概略図、図
４は図３の一部分の要部断面図である。
４は図３の一部分の要部断面図である。
【００２４】本実施例は表面状態を検出する対象物５と
して柔軟性のシート状の透明フィルムを用い、該透明フ
ィルムを円筒状の回転物であるガイドローラ９に矢印９
ａ方向に接触移動させていること、対象物５の良品部か
らの散乱光を遮光する為の遮光手段としてナイフエッジ
１０を用いていることが実施例１と異なっており、その
他の構成は同じである。尚、遮光手段１０は走査平面よ
りも光ビームの入射側と反対側の空間内に配置してい
る。
して柔軟性のシート状の透明フィルムを用い、該透明フ
ィルムを円筒状の回転物であるガイドローラ９に矢印９
ａ方向に接触移動させていること、対象物５の良品部か
らの散乱光を遮光する為の遮光手段としてナイフエッジ
１０を用いていることが実施例１と異なっており、その
他の構成は同じである。尚、遮光手段１０は走査平面よ
りも光ビームの入射側と反対側の空間内に配置してい
る。
【００２５】本実施例では光ビーム１ａで透明フィルム
からなる対象物５上の表面５ｂを走査している。そのと
きの走査位置は対象物５をガイドローラ９にかけてある
位置で、ガイドローラ９の表面にならって曲がっている
部分である。対象物５はガイドローラ９の回転とともに
送られることで対象物５を光ビーム１ａで連続的に走査
線５ｃに示すように走査している。
からなる対象物５上の表面５ｂを走査している。そのと
きの走査位置は対象物５をガイドローラ９にかけてある
位置で、ガイドローラ９の表面にならって曲がっている
部分である。対象物５はガイドローラ９の回転とともに
送られることで対象物５を光ビーム１ａで連続的に走査
線５ｃに示すように走査している。
【００２６】そして本実施例では対象物５が透明である
ことから、実施例１で説明したような対象物自身が遮光
する効果がない。そのためナイフエッジ１０を対象物５
の光ビームの走査点に近い位置に配置し、このナイフエ
ッジ１０で対象物５の良品部からの散乱光を遮光してい
る。領域Ｓ１はこのナイフエッジ１０に良品部からの散
乱光が遮られない領域であり、領域Ｓ２は遮られる領域
である。
ことから、実施例１で説明したような対象物自身が遮光
する効果がない。そのためナイフエッジ１０を対象物５
の光ビームの走査点に近い位置に配置し、このナイフエ
ッジ１０で対象物５の良品部からの散乱光を遮光してい
る。領域Ｓ１はこのナイフエッジ１０に良品部からの散
乱光が遮られない領域であり、領域Ｓ２は遮られる領域
である。
【００２７】一方、対象物５の表面５ｂに凸部がある
と、光は高い位置で散乱されるため、その散乱光は領域
Ｓ２まで届くようになる。凸部の高さが高いほど領域Ｓ
２の方へ大きく広がって届くようになる。
と、光は高い位置で散乱されるため、その散乱光は領域
Ｓ２まで届くようになる。凸部の高さが高いほど領域Ｓ
２の方へ大きく広がって届くようになる。
【００２８】そこで、受光ファイバ６を領域Ｓ２に配置
している。ここが本実施例の特徴とする構成である。本
実施例では、これにより良品部からの散乱光は全く受光
せず、凸部での散乱光のみを受光手段１０１で受光する
ようにしている。この散乱光を光電変換器７で電気信号
に変えている。そして凸部があると、それに相当する位
置でパルス状の検出信号が得られる。この信号を信号処
理部８で処理することにより透明フィルム５上の欠陥を
検知している。
している。ここが本実施例の特徴とする構成である。本
実施例では、これにより良品部からの散乱光は全く受光
せず、凸部での散乱光のみを受光手段１０１で受光する
ようにしている。この散乱光を光電変換器７で電気信号
に変えている。そして凸部があると、それに相当する位
置でパルス状の検出信号が得られる。この信号を信号処
理部８で処理することにより透明フィルム５上の欠陥を
検知している。
【００２９】次に図４を用いて本実施例の特徴部分を説
明する。厚さｔの対象物５はガイドローラ９の上にかけ
られ、同図のようにガイドローラ９の表面にそって曲が
る。この曲がった部分のＡ点に光ビーム１ａがスポット
状に照射する。この良品部での散乱光はナイフエッジ１
０により、点Ｐより下方、即ち走査平面より下方の光が
遮られ、同図の領域Ｓ１の角度には届くが、領域Ｓ２の
角度には届かない。その境界線５ｄは線分ＡＤである。
一方対象物５の表面５ｂに高さｄの凸部があると、その
凸部の点Ｂでの散乱光は、高い位置で散乱されることか
ら、さらに線分Ｅ方向の角度θ方向にまで届く。このと
きの角度差θはナイフエッジ１０の位置Ｐと、光ビーム
１ａの操作位置Ａと凸部の高さｄで決まる。
明する。厚さｔの対象物５はガイドローラ９の上にかけ
られ、同図のようにガイドローラ９の表面にそって曲が
る。この曲がった部分のＡ点に光ビーム１ａがスポット
状に照射する。この良品部での散乱光はナイフエッジ１
０により、点Ｐより下方、即ち走査平面より下方の光が
遮られ、同図の領域Ｓ１の角度には届くが、領域Ｓ２の
角度には届かない。その境界線５ｄは線分ＡＤである。
一方対象物５の表面５ｂに高さｄの凸部があると、その
凸部の点Ｂでの散乱光は、高い位置で散乱されることか
ら、さらに線分Ｅ方向の角度θ方向にまで届く。このと
きの角度差θはナイフエッジ１０の位置Ｐと、光ビーム
１ａの操作位置Ａと凸部の高さｄで決まる。
【００３０】ここでは関係式が最も簡単となる、角ＯＡ
Ｐ＝９０度のときの例を示しているが、それ以外の場合
でも関係式が少し複雑になるだけで、本質的な差はな
い。光ビーム１ａの操作位置Ａとナイフエッジ１０の位
置Ｐとの距離をＬとすれば、角ＢＡＰ＝９０度なので、 ｔａｎθ ＝ ｄ／Ｌ となる。すなわち、凸部の高さｄが大きくなるほど、そ
こでの散乱光は領域Ｓ２へ大きな角度まで届くことにな
る。またナイフエッジ１０を光ビーム１ａの走査位置に
近づけるほど、同じく散乱光は大きな角度まで届くこと
になる。以上のことから、この領域Ｓ２の角度に受光フ
ァイバー６を配置することで、凸部からの散乱光のみを
とらえている。
Ｐ＝９０度のときの例を示しているが、それ以外の場合
でも関係式が少し複雑になるだけで、本質的な差はな
い。光ビーム１ａの操作位置Ａとナイフエッジ１０の位
置Ｐとの距離をＬとすれば、角ＢＡＰ＝９０度なので、 ｔａｎθ ＝ ｄ／Ｌ となる。すなわち、凸部の高さｄが大きくなるほど、そ
こでの散乱光は領域Ｓ２へ大きな角度まで届くことにな
る。またナイフエッジ１０を光ビーム１ａの走査位置に
近づけるほど、同じく散乱光は大きな角度まで届くこと
になる。以上のことから、この領域Ｓ２の角度に受光フ
ァイバー６を配置することで、凸部からの散乱光のみを
とらえている。
【００３１】以上のように、本実施例によれば、良品部
分からの散乱光を全く受光せず、凸部からの散乱光のみ
を受光するようにして、高感度に凸部の有無を検出して
いる。また対象物の表面のざらつきやナシ地加工などに
より、良品部での散乱光のばらつきが大きな場合であっ
てもその影響が少なくなり、安定した高いＳ／Ｎ比で凸
部の検出を行っている。さらに本実施例によれば、検出
したい凸部の凸量（高さ）が決まれば、ナイフエッジ１
０と受光ファイバー６の配置が決定でき、それにより凸
部の高さを定量化して凸部の有無の判定をすることがで
きるという効果を得ている。
分からの散乱光を全く受光せず、凸部からの散乱光のみ
を受光するようにして、高感度に凸部の有無を検出して
いる。また対象物の表面のざらつきやナシ地加工などに
より、良品部での散乱光のばらつきが大きな場合であっ
てもその影響が少なくなり、安定した高いＳ／Ｎ比で凸
部の検出を行っている。さらに本実施例によれば、検出
したい凸部の凸量（高さ）が決まれば、ナイフエッジ１
０と受光ファイバー６の配置が決定でき、それにより凸
部の高さを定量化して凸部の有無の判定をすることがで
きるという効果を得ている。
【００３２】図５は本発明の実施例３の要部概略図、図
６は図５の一部分の要部断面図である。
６は図５の一部分の要部断面図である。
【００３３】本実施例は表面状態を検出する対象物５と
して平板性のガラス基板を用いていること、対象物５を
移動させる為に自動ステージ１１を用いていること、そ
して対象物５の良品部からの散乱光を遮光する為の遮光
手段としてのナイフエッジ１０を用いていることが実施
例１と異なっており、その他の構成は同じである。尚、
遮光手段１０は走査平面よりも光ビームの入射側の空間
内に配置している。
して平板性のガラス基板を用いていること、対象物５を
移動させる為に自動ステージ１１を用いていること、そ
して対象物５の良品部からの散乱光を遮光する為の遮光
手段としてのナイフエッジ１０を用いていることが実施
例１と異なっており、その他の構成は同じである。尚、
遮光手段１０は走査平面よりも光ビームの入射側の空間
内に配置している。
【００３４】本実施例では、光ビーム１ａでガラス基板
より成る対象物５の表面５ｂを走査する。そして、この
光ビーム１ａの走査速度に対してゆっくりと自動ステー
ジ１１を移動させて、光ビームで対象物５の表面全体を
走査している。そして本実施例では対象物５が平板状な
ため、ナイフエッジ１０は対象物５の上方空間に配置し
ている。これによりこのナイフエッジ１０で良品部から
の散乱光を遮光している。このナイフエッジ１０に良品
部からの散乱光が遮られない領域が、図５の領域Ｓ１で
あり、遮られる角度が図５の領域Ｓ２である。一方、対
象物５の表面５ｂに凸部があると、光ビームは凸部の高
い位置で散乱されるため、その散乱光は領域Ｓ２まで届
くようになる。凸部の高さが高いほど、領域Ｓ２の方へ
大きく広がって届くようになる。
より成る対象物５の表面５ｂを走査する。そして、この
光ビーム１ａの走査速度に対してゆっくりと自動ステー
ジ１１を移動させて、光ビームで対象物５の表面全体を
走査している。そして本実施例では対象物５が平板状な
ため、ナイフエッジ１０は対象物５の上方空間に配置し
ている。これによりこのナイフエッジ１０で良品部から
の散乱光を遮光している。このナイフエッジ１０に良品
部からの散乱光が遮られない領域が、図５の領域Ｓ１で
あり、遮られる角度が図５の領域Ｓ２である。一方、対
象物５の表面５ｂに凸部があると、光ビームは凸部の高
い位置で散乱されるため、その散乱光は領域Ｓ２まで届
くようになる。凸部の高さが高いほど、領域Ｓ２の方へ
大きく広がって届くようになる。
【００３５】そこで、受光ファイバ６を領域Ｓ２に配置
している。ここが本実施例の特徴とする構成である。そ
の結果、良品部からの散乱光は全く受光せず、凸部での
散乱光のみを受光手段１０１で受光するようにしてい
る。このときの散乱光を光電変換器７で電気信号に変え
ている。そして凸部があると、それに相当する位置でパ
ルス状の検出信号が得られる。この信号を信号処理部８
で処理することによりガラス基板上の凸部の有無を検知
している。
している。ここが本実施例の特徴とする構成である。そ
の結果、良品部からの散乱光は全く受光せず、凸部での
散乱光のみを受光手段１０１で受光するようにしてい
る。このときの散乱光を光電変換器７で電気信号に変え
ている。そして凸部があると、それに相当する位置でパ
ルス状の検出信号が得られる。この信号を信号処理部８
で処理することによりガラス基板上の凸部の有無を検知
している。
【００３６】次に図６を用いて本実施例の特徴部分を説
明する。対象物５の点Ａに光ビーム１ａがスポットで照
射する。この良品部からの散乱光は、ナイフエッジ１０
により、点Ｐより下方の光が遮られ、同図の領域Ｓ１の
角度には届くが、領域Ｓ２の角度には届かない。その境
界線５ｄは線分ＡＤである。
明する。対象物５の点Ａに光ビーム１ａがスポットで照
射する。この良品部からの散乱光は、ナイフエッジ１０
により、点Ｐより下方の光が遮られ、同図の領域Ｓ１の
角度には届くが、領域Ｓ２の角度には届かない。その境
界線５ｄは線分ＡＤである。
【００３７】一方、対象物５の表面５ｂに高さｄの凸部
があると、その凸部の点Ｂからの散乱光は散乱位置が高
いことからさらに線分Ｅ方向の角度θ方向にまで届く。
このときの角度差θはナイフエッジ１０の位置Ｐと、光
ビーム１ａの走査位置Ａと、凸部の高さｄで決まる。光
ビーム１ａの走査位置Ａとナイフエッジ１０の位置Ｐと
の間隔をＬとし、ナイフエッジ点Ｐの、点Ａからの高さ
をｈとすれば、 θ ＝ ａｒｃｔａｎ Ｌ／（ｈ−ｄ）− ａｒｃｔａ
ｎ Ｌ／ｈ となる。すなわち、凸部の高さｄが大きくなるほど、そ
こでの散乱光は領域Ｓ２へ大きな角度まで届くことにな
る。
があると、その凸部の点Ｂからの散乱光は散乱位置が高
いことからさらに線分Ｅ方向の角度θ方向にまで届く。
このときの角度差θはナイフエッジ１０の位置Ｐと、光
ビーム１ａの走査位置Ａと、凸部の高さｄで決まる。光
ビーム１ａの走査位置Ａとナイフエッジ１０の位置Ｐと
の間隔をＬとし、ナイフエッジ点Ｐの、点Ａからの高さ
をｈとすれば、 θ ＝ ａｒｃｔａｎ Ｌ／（ｈ−ｄ）− ａｒｃｔａ
ｎ Ｌ／ｈ となる。すなわち、凸部の高さｄが大きくなるほど、そ
こでの散乱光は領域Ｓ２へ大きな角度まで届くことにな
る。
【００３８】この領域Ｓ２に受光ファイバー６を配置す
ることで、凸部からの散乱光のみをとらえている。
ることで、凸部からの散乱光のみをとらえている。
【００３９】以上のように本実施例によれば、良品部分
からの散乱光を全く受光せず、凸部からの散乱光のみ受
光するようにして、高感度に凸部の有無を検出してい
る。また対象物の表面のざらつきやナシ地処理などによ
り、良品部での散乱光のばらつきが大きく、散乱光量に
不均一がある場合でも、その影響が少なくなり高いＳ／
Ｎで凸部の有無の検出を可能としている。
からの散乱光を全く受光せず、凸部からの散乱光のみ受
光するようにして、高感度に凸部の有無を検出してい
る。また対象物の表面のざらつきやナシ地処理などによ
り、良品部での散乱光のばらつきが大きく、散乱光量に
不均一がある場合でも、その影響が少なくなり高いＳ／
Ｎで凸部の有無の検出を可能としている。
【００４０】さらに検出したい凸部の高さが決まれば、
ナイフエッジ１０と受光ファイバー６の配置が決定で
き、これにより凸部の高さを定量化して凸部の有無の判
定をすることができるという効果を得ている。
ナイフエッジ１０と受光ファイバー６の配置が決定で
き、これにより凸部の高さを定量化して凸部の有無の判
定をすることができるという効果を得ている。
【００４１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、対象物の
表面を光ビームで走査して、該表面に付着しているゴミ
や埃等の欠陥部としての凸部材から生じる散乱光を空間
内に適切に配置した受光素子から得られる信号を用いる
ことにより対象物の表面のざらつきや不均一の影響を受
けずに、該凸部材を精度良く検出するようにした表面状
態検査装置を達成することができる。
表面を光ビームで走査して、該表面に付着しているゴミ
や埃等の欠陥部としての凸部材から生じる散乱光を空間
内に適切に配置した受光素子から得られる信号を用いる
ことにより対象物の表面のざらつきや不均一の影響を受
けずに、該凸部材を精度良く検出するようにした表面状
態検査装置を達成することができる。
【図１】 本発明の実施例１の要部概略図
【図２】 本発明の実施例１の要部断面図
【図３】 本発明の実施例２の要部概略図
【図４】 本発明の実施例２の要部断面図
【図５】 本発明の実施例３の要部概略図
【図６】 本発明の実施例３の要部断面図
１ 光源手段
２ 偏向手段
３ 走査光学系
４ 折り返しミラー
５ 対象物
６ 受光ファイバー
７ 光電変換器
８ 信号処理回路
９ ガイドローラ
１０ 遮光手段
１０１ 受光手段
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 21/84 - 21/958
G01B 11/00 - 11/30
Claims (8)
- 【請求項１】 光源手段からの光ビームを用いて走査手
段で対象物を走査する際、該光ビームによる該対象物上
における走査線と該光ビームによる該対象物上の走査点
における接線とで形成される走査平面に対して、該光ビ
ームの入射側と反対側の空間内に受光素子を設けると共
に、該光ビームが対象物上に入射したときに該走査平面
に対して光ビームの入射側と反対側の空間内に射出され
る光ビームを遮光する遮光手段を設け、該受光素子によ
り該走査平面よりも該光ビームの入射側の空間内に突出
した該対象物上の凸部材から生じる散乱光を検出し、該
受光素子からの出力信号を利用して該対象物上の表面状
態を検査していることを特徴とする表面状態検査装置。 - 【請求項２】 前記遮光手段は前記走査線に平行なナイ
フエッジであることを特徴とする請求項１の表面状態検
査装置。 - 【請求項３】 光源手段からの光ビームを用いて走査手
段で対象物を走査する際、該光ビームによる該対象物上
における走査線と該光ビームによる該対象物上の走査点
における接線とで形成される走査平面に対して、該光ビ
ームの入射側の空間内に受光素子を設けると共に該光ビ
ームで該対象物を走査するときに該対象物の走査領域か
ら該走査平面に対して光ビームの入射側の空間内に射出
される光束が該受光素子に入射するのを防止する該走査
線に平行なナイフエッジより成る遮光手段を設け、該受
光素子により該走査平面よりも該光ビームの入射側の空
間内に突出した該対象物上の凸部材から生じる散乱光を
検出し、該受光素子からの出力信号を利用して該対象物
上の表面状態を検査していることを特徴とする表面状態
検査装置。 - 【請求項４】 前記対象物は円筒物体又はシート状の透
明物体又は板状の透明物体であることを特徴とする請求
項１，２又は３の表面状態検査装置。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項記載の表面
状態検査装置を用いて、対象物上の表面状態を検査して
いることを特徴とする表面状態検査方法。 - 【請求項６】 請求項１〜４のいずれか１項記載の表面
状態検査装置を用いて、該対象物上に付着している凸部
材の凸量を測定していることを特徴とする凸量測定装
置。 - 【請求項７】 光源手段からの光ビームを用いて走査手
段で対象物を走査する際、該光ビームによる該対象物上
における走査線と該光ビームによる該対象物上の走査点
における接線とで形成される走査平面に対して、該光ビ
ームの入射側と反対側の空間内に受光素子を設け、該受
光素子により該走査平面よりも該光ビームの入射側の空
間内に突出した該対象物上の凸部材から生じる散乱光を
検出し、該受光素子からの出力信号を利用して該対象物
上に付着している凸部材の凸量を測定していることを特
徴とする凸量測定装置。 - 【請求項８】 光源手段からの光ビームを用いて走査手
段で対象物を走査する際、該光ビームによる該対象物上
における走査線と該光ビームによる該対象物上の走査点
における接線とで形成される走査平面に対して、該光ビ
ームの入射側の空間内に受光素子を設けると共に該光ビ
ームで該対象物を走査するときに該対象物の走査領域か
ら該走査平面に対して光ビームの入射側の空間内に射出
される光束が該受光素子に入射するのを防止する遮光手
段を設け、該受光素子により該走査平面よりも該光ビー
ムの入射側の空間内に突出した該対象物上の凸部材から
生じる散乱光を検出し、該受光素子からの出力信号を利
用して該対象物上に付着している凸部材の凸量を測定し
ていることを特徴とする凸量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16001295A JP3406951B2 (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | 表面状態検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16001295A JP3406951B2 (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | 表面状態検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08327558A JPH08327558A (ja) | 1996-12-13 |
| JP3406951B2 true JP3406951B2 (ja) | 2003-05-19 |
Family
ID=15706075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16001295A Expired - Fee Related JP3406951B2 (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | 表面状態検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3406951B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5042649B2 (ja) * | 2007-01-30 | 2012-10-03 | キヤノン化成株式会社 | 円筒状表面の欠陥検出方法および欠陥検出装置 |
-
1995
- 1995-06-02 JP JP16001295A patent/JP3406951B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08327558A (ja) | 1996-12-13 |
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