JPS62284248A - 表面疵検査装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） この発明は、半導体サブストレートや磁気ディスク、光
ディスクなどの被測定物について、その表面の微細形状
を測定する表面疵検査装置に、関する。

（従来の技術とその問題点） 半導体サブストレートや磁気ディスク、光ディスクなど
においては、その表面疵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まで超精密加
工するとともに、加工後の表面形状を一定して品質管理
を行う必要がある。

このような表面疵測定を行う装置として以前は、テレビ
カメラ等にて表面を県影し、検査者がモニタテレビの画
像を観察することで行われていたが、最近においては、
表面欠陥を高い信頼性をもって効率的に検出するため、
例えば第４図の構成図に示すような装置（特開昭５７−
１６１６４２号）が考えられている。

第４図に示す装置は、被検査体１を＠脱可能なターンテ
ーブル２に装置し、ターンテーブル２を回転するととも
に、表面を検査する検査ヘッド３を半径方向へ定速移動
させることにより、被検査体１の全面を走査検査するも
のである。

ターンテーブル２はモータ４により回転させられるが、
モータ４は回転検査手段５からの回転信号により、回転
制御部６を介して制御され、検査時にはターンテーブル
２を定速で連続回転させる。

また既に検出された欠陥部の詳細観測が必要な場合には
、顕微鏡およびＴＶカメラから成る観測体３ａを欠陥部
位に移動させるために間欠運転を行う。

しかしながら、上述した従来技術では被検査体１の表面
疵検査を、ターンテーブル２の定速度回転、半径方向へ
の検査ヘッド３の定速移動により実施しているので、検
査ヘッド３により検出されている被検査体１の部位（被
検査点〉における検査ヘッド３に対する移動速度は、回
転中心からの半径方向距離に比例して大きくなる。従っ
て同程度の大きざの欠陥が被検査体１にあった場合も、
それらの検出信号の変化は回転中心より離れるにつれ速
くなる。

つまり、中心部と周辺部では、がなり異なる周波数領域
で検査されることになり、検査ヘッドの周波数特性の影
響を受けてしまい、欠陥位置に対し等しい評価のデータ
を青にくいという問題点がある。

さらに上記従来技術では、被検査体１の外周部で最大速
度、ｊｌ大周波数領域となり、これが検査ヘッド３の検
出許容範囲に収まるようにターンテーブル２の定回転速
度を設定しなければならないので、内周部においては必
要以上に検査時間がかかるという問題がある。

（発明の目的） この発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、被
検査体の全表面において欠陥位置に関係なく、正確にか
つ高速に欠陥度合を検出することのできる表面疵検査装
置を提供することである。

（目的を達成するための手段） 上記目的を達成するため、この発明による表面疵検査装
置は、被検査体をターンテーブルに装着して該ターンテ
ーブルを回転させるとともに、表面疵を検査する検査ヘ
ッドを前記ターンテーブルの半径方向に移動させ、前記
被検査体の表面を走査検査することにより、前記被検査
体表面に存在する欠陥を検出する装置において、前記検
査ヘッドの移動に伴い、前記被検査体上における被検査
点の前記検査ヘッドに対する移動速度を一定に保つよう
に前記ターンテーブルの回転速度を変化させるようにし
ている。

（実施例） 第１図は、この発明による表面疵検査装置の一実施例を
示す欄成説明図である。第１図で示すように、この実施
例では、被検査体１を着脱可能なターンテーブル２に装
着している。被検査体１の空中上部には、被検査体１表
面の欠陥を検出するための検査ヘッド３が取り付けられ
ている。検査ヘッド３は、検査ヘッド３を半径方向へ移
動させるための検査ヘッド移動機構７と、検査ヘッド３
の被検査体１に対する位置を検出するための例えば差動
トランスやリニアエンコーダ等から成る検査ヘッド位置
検出器８とを備えている。検査ヘッド移！ｌ１機構７は
、システム制御回路９の指令によって検査ヘッド３を移
動させ、検査ヘッド位置検出計８は検査ヘッド３の位置
を検出して検査ヘッド３の位置信号を演算回路１０及び
システム制御回路９に伝える。演算回路１０は前記検査
ヘッド３の位置信号を得て、ターンテーブル２の回転中
心からの距離に反比例した参照信号を作成して回転制御
部６へ送る回路である。

また、ターンテーブル２の動力源としてモータ４が取り
付けられている。モータ４は回転制御部６よりの指令に
従い回転し、モータ４の回転率および回転位相を検出す
るための例えばロータリエンコーダなどから成る回転検
出器１１が備え付けられている。回転検出器１１による
検出結果は、回転率信号として回転１ｉ１１１１１部６
及びシステム制御回路９に伝送される。回転制御部６は
演算回路１０からの前記参照信号、回転検出器１１らの
前記回転率信号及びシステム制御回路９からの指令に基
いてモータ４を制御する装置である。検査ヘッド３によ
り得られた被検査体１の表面部位（被検査点）にｌする
信号は信号処理回路１２に送られる。信号処理回路１２
は前記信号を受は信号処理を施し、図示しないデータ処
理部に送る回路である。

前述した各部位を総括制御するものとしてシステム１．
ＩＪ　Ｉ１１回路９があり、システム１ｉＩＩＩＩＩＩ
ｉｌ！回路９は検査ヘッド位置検出器８からの前記検査
ヘッド３の位置信号および回転検出器１１からの前記回
転率信号より、検査ヘッド３の位置とターンテーブル２
の回転位相とを取り込んでおり、検査対象点の位置を常
に把握している。そして既に検出された欠陥部の詳細観
測における間欠運転等を行うときには、外部からの指令
に応じて、検査ヘッド移動機構７及び回転制御部６に駆
動指令信号を送るように構成されている。

次に動作について説明する。

ターンテーブル２上に装着された被検査体１はモータ４
によって回転している。検査ヘッド３は被検査体１の表
面を走査し、検査ヘッド３からの信号は信号処理回路１
２に与えられて信号！Ｉ！ｌＬ！［！が施され、図示し
ないデータ処理部を通して、表面疵測定が行われる。こ
のとき検査ヘッド３は、検査ヘッド移動機構７によりタ
ーンテーブル２の半径方向に移動され、ターンテーブル
２の回転と伴って被検査体１上面をスパイラル状に走査
する。

ところで、従来技術ではモータ４の回転率は一定であっ
たが、それでは上述したように、検査ヘッド３の回転中
心からの距離によって検査ヘッド３に対する被検査体１
の移動速度が異なってくる。

これを防止するため、本実施例では以下に説明するよう
に、モータ４の回転率を検査ヘッド３の被検査体１に対
する位置に応じて時々刻々に変化させる。すなわち、検
査ヘッド位置検出器８は検査ヘッド３の位置を時々刻々
に検出し、その検出結果を位置信号として演算回路１０
に送る。演算回路１０はこの位置信号に基づきターンテ
ーブル回転中心からの距離に反比例するような参照信号
を作成し、これを回転制御部６に送る。

一方、回転検出器１１は、モータ４の回転率を時々刻々
に検出し、その検出結果を回転率信号として回転制御部
６に伝える。回転制御部６は前述した２つのパラメータ
、すなわち参照信号と回転率信号とを受けで、これらを
比較し、その偏差に応じた速度変化指令をモータ４に与
える。これによりモータ４の回転率は、回転率信号が参
照信号に一致するように変化される。このようにしてモ
ータ４の回転率は常に、参照信号が示す値と等しくなる
。参照信号は上述したように、検査ヘッド３のターンテ
ーブル回転中心からの距離に反比例した値を示す信号で
あるので、結果としてモータ４の回転率は、検査ヘッド
３がターンテーブル回転中心に近い位置にあるほど大き
く、遠い位置にあるほど小さくなる。その結果、検査ヘ
ッド３に対する被検査体１上の被検査点の移動速度は、
検査ヘッド３がどの様な位置にあっても一定に保たれる
。これより、被検査体全面を同一の精度で検査できる。

さらにシステム制御回路９により全体を制御する。シス
テム制御回路９は検査ヘッド位置検出器８からの前記検
査ヘッド３の位置信号および回転検出器１１からの前記
回転率信号より被検査点の位置を把握しており、例えば
検査終了後に欠陥部の詳細観察が必要なときには、外部
（オペレータ）からの指令により検査ヘッド移動Ｒｍ７
及び回転制御部６に駆動指令信号を送り、当該欠陥部ま
で間欠運転を行う。

従来技術においては被検査体外周部で最大速度。

最大周波数領域となり、上述したようにここで検査速度
が制限される。すなわち回転中心付近での検査速度を、
もつと速くしても被検査体１の表面疵を測定できるにも
かかわらず、実際には遅いままになってしまう。

しかしながら、本発明では全面が同一周波数領域であり
、それを従来技術の外周部における周波数と一致させる
ことは可能であり、当然内周部回転速度は従来技術にお
ける内周部回転速度よりも速くなり、全面検査に要する
時間は短くてすむ。

第２図はこの発明の他の実施例を示す構成説明図である
。この実施例では、ターンテーブル２に対し検査ヘッド
３の真反対側に速度センサ１３を設け、この速度センサ
１３のターンテーブル回転中心からの距離が常に検査ヘ
ッド３のターンテーブル回転中心からの距離と等しくな
るように、センサ移動機構１４をシステム制御回路９に
より駆動制御して、速度センサ１３を移動させる。シス
テムｆ、ＩＩ　ｍ回路９は、例えば差動トランスやリニ
アエンコーダ等から成るセンサ位置検出器１５からの速
度センサ１３の位置信号と、検査ヘッド位置検出器８か
らの検査ヘッド３の位置信号とにより、検査ヘッド移動
機構７およびセンサ移動機構１４をａｉ制御する。回転
制御部６は、速度センサ１３により検出されるターンテ
ーブル２の表面速度（被検査体１上の被検査点の検査ヘ
ッド３に対する移同速度と同等）が常に予め定められた
一定基準速度と一致するように、モータ４を駆動する。

この場合第１図で示したような演口回路１０は必要なく
、実際に検査速度を測っている点で優れている。

尚、この実施例における速度センサ１３として例えば光
学式非接触空間フィルタを用い、裏面に放射状の線模様
等を入れたターンテーブル２の当該線模様の移動や、タ
ーンテーブル２の裏面の加工ムラの移動等を測定するよ
うにしてもよい。

第３図は、第２図の実施例の変形例の要部のみを示す構
成説明図である。この変形例では、検査ヘッド３と速度
センサ１３とを、ターンテーブル２上の同じ側に配設す
る。そして検査ヘッド３と速度センサ１３の回転中心か
らの距離ｒが等しくなるように、検査ヘッド移動機構７
およびセンサ移動機構１４により両者を移動させる。こ
の変形例においても、第２図の実施例と同様の効果が得
られる。尚、この変形例における速度センサ１３として
、例えば車の速度測定などに用いられている電波のドツ
プラー効果を利用した速度センサを用いてもよい。この
場合には速度センサ１３は、ターンテーブル２の円周方
向に対し斜めに傾けて配置する必要がある。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、被検査体の表
面疵を全面同じ精度で、しかも速く測定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図。 第３図は他の実施例の構成図、第４図は従来技術の構成
図である。 ３・・・検査ヘッド、　　　　６・・・回転制御部、７
・・・検査ヘッド移動機構、 ８・・・検査ヘッド位置検出器、 ９・・・システム制御回路、１０・・・演算回路、１１
・・・回転検出器、　　１３・・・速度センサ、１４・
・・センサ移動機構、 １５・・・センサ位置検出器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検査体をターンテーブルに装着して該ターンテ
   ーブルを回転させるとともに、表面疵を検査する検査ヘ
   ッドを前記ターンテーブルの半径方向に移動させ、前記
   被検査体の表面を走査検査することにより、前記被検査
   体表面に存在する欠陥を検出する装置において、前記検
   査ヘッドの移動に伴い、前記被検査体上における被検査
   点の前記検査ヘッドに対する移動速度を一定に保つよう
   に前記ターンテーブルの回転速度を変化させることを特
   徴とする表面疵検査装置。