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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- JP
- Japan
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- phase
- detected
- light
- illumination light
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Microscoopes, Condenser (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 |
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 |
JPS636444A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-12 | Hitachi Ltd | 異物検査装置 |
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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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-
1984
- 1984-09-07 JP JP59186325A patent/JPH0613963B2/ja not_active Expired - Lifetime
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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 |
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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0613963B2 (ja) | 1994-02-23 |
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