JPS6410043B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レーザー光回折パターン空間周波フ
イルタリング方式を用いて単位開口の規則性パタ
ーン中の形状欠陥を検出する装置において、形状
欠陥を縁部と区別して検出する規則性パターンの
欠陥検査装置に関する。

メタルメツシユ等の単位開口の規則性配列パタ
ーンからなる工業製品は、一般に縁部は縁線によ
つて開口が途中から切られているため不規則な形
状の単位開口でつながつている。したがつて、レ
ーザー光回折パターン空間周波数フイルタリング
方式を用いた場合は、縁部はすべて欠陥形状とし
て検出されるため、通常の欠陥と区別しなければ
ならない。

ここにおいて、本発明は、それから通常の欠陥
と縁部とを識別する装置を提供することを、その
目的とする。

先ず、レーザー光回折パターン空間周波数フイ
ルタリング方式の基本構成を第１図により説明す
る。

レーザ発振器１を出たレーザビーム２は、コリ
メータ３によつて拡大された平行光４となつて被
検査物５に照射される。被検査物５はフーリエ変
換レンズ７の前焦点面に置かれてあり、後焦点面
上には被検査物５を通過する時に回折した光６に
よつて、被検査物５のフーリエ変換スペクトルが
現われる。しかして、フーリエ変換レンズ７の後
集点面上には、被検査物５の正常パターン（フー
リエ変換レンズ７による）のフーリエ変換スペク
トル強度分布を記録したネガ写真フイルム、つま
り空間周波数フイルタ８が置かれており、被検査
物５のフーリエ変換スペクトルのうち、正常パタ
ーンに相当するスペクトルのみが空間周波数フイ
ルタ８によつて吸収され、欠陥パターンに相当す
るスペクトルは透過する。

ところで、この空間周波数フイルタ８は逆フー
リエ変換レンズ１０の前焦点面上に設けられてい
るため、空間周波数フイルタ８を透過した光９は
逆フーリエ変換レンズ１０によつて逆フーリエ変
換され、逆フーリエ変換レンズの後焦点面（逆フ
ーリエ変換面）上に置かれたスクリーン１１に、
空間フイルタリングされた逆フーリエ変換像、す
なわち被検査物５の欠陥部分だけの像となつて現
われる。以上が空間フイルタリング方式の基本構
成である。

一方、第２図は矩形状の単位開口の規則的配列
で成るパターンの一例を示すものであり、かかる
パターンの欠陥はその大きさが予め決められた一
定値以上のものと定義される。しかして、第１図
で述べた空間フイルタリング方式を利用した欠陥
検査装置では、第３図Ａ〜Ｄの欠陥部分Ｄ１〜Ｄ
４だけが、その欠陥面積に対応した明るさの点と
なつて再回折像面上に現われる。なお、第３図Ｅ
は正常なパターンを示している。

逆フーリエ変換面に現われる被検査パターン５
の逆像の欠陥部分だけの像は、第４図に示すよう
に、フオトデイテクタアレイ１１によつて検出さ
れる。つまり、欠陥部分１５だけ明るい点となつ
て現われ、フオトデイテクタアレイ１１によつて
検出される。

ここにおいて、被検査パターン５を平行光４内
で光軸１２に直角に平行移動してもフーリエ変換
の移行則により、フーリエ変換レンズ７の後焦点
面上に現われるフーリエ変換パターンに変化はな
い。したがつて、被検査パターン５を平行移動し
ても同様に、被検査パターン５のフーリエ変換ス
ペクトルのうち正常パターンに相当するスペクト
ルのみが空間フイルタ８によつて吸収され、欠陥
パターンに相当するスペクトルは透過する。かく
して、被検査パターン５の平行移動により逆フー
リエ変換像は光軸対称の逆方向に移動、つまり被
検査パターン５の逆像の欠陥部分だけの像が、光
軸１２を挾んで被検査パターン５の移動方向と反
対の方向に逆フーリエ変換面上を移動する。

第１図において、被検査パターン５の移動方向
を紙面に直角な方向とし、逆フーリエ変換面上の
フオトデイテクタアレイ１１の配列方向を紙面に
平行な方向とすれば、逆フーリエ変換面上を移動
する欠陥像はフオトデイテクタアレイ１１を直角
に横切ることになり、欠陥像の出力信号として検
出される。

また、被検査パターン５の移動に伴ない、その
移動距離に関する情報を出力する装置を本欠陥検
査装置に設置することにより、被検査パターン中
において検出された欠陥の位置を知ることができ
る。例を挙げて説明すると、今、被検査パターン
の移動方向に直角な方向をＸ方向、平行な方向を
Ｙ方向とすれば、Ｘ方向の欠陥位置成分は、逆フ
ーリエ変換面上において欠陥像が横切る単位フオ
トデイテクタのフオトデイテクタアレイ方向の位
置によつて検出でき、Ｙ方向のそれは、被検査パ
ターンの固定台及び本体に位置スケール、さらに
高精度が要求される場合には回折格子のモアレ縞
を利用した位置変位検出装置等を設ける、あるい
は被検査パターンを移動させるためのモータ等の
駆動軸部分にロータリエンコーダを設ける、等の
手段によつて検出可能である。これら以外にも、
Ｙ方向の欠陥位置成分は、被検査パターンが等速
移動するため移動開始時を起点として時間を計数
することによつても求めることができる。

フオトデイテクタアレイ１１は矩形開口を持つ
複数の単位フオトデイテクタ１３の配列で構成さ
れ、被検査パターンの移動により得られる出力信
号は欠陥の最大許容面積に相当したスレツシヨル
ドを持つコンパレータにより２値化され、これに
より欠陥検出が行なわれる。

以上の如くして、被検査パターンにおける欠陥
部分に対応する信号が得られる。

ところが、上記のような信号には、第５図に示
す規則性パターン５０の外に縁肉部１６における
縦方向縁部５Ｙと、横方向縁部５Ｘが通常欠陥と
混在するので、本発明はこれを識別しようとする
ものである。

第６図は、本発明で適用される欠陥検査装置を
フオトデイテクタアレイ１１側から見た平面図で
ある。説明をわかりやすくするためにフーリエ変
換レンズと空間周波数フイルタは省略してある。

フオトデイテクタアレイ１１は固定され、パタ
ーン５０を移動させるパターン移動装置６２は、
駆動装置６１によりＹ軸方向、Ｘ軸方向に移動さ
れ、それぞれのＹ位置、Ｘ位置は、Ｙ位置信号発
生装置６３、Ｘ位置信号発生装置６４により求め
られる。

そしてパターン移動装置６２は第７図に示すよ
うに、７０から７１まで等速移動してＹ軸を移動
させ、７１から７２までフオトデイテクタアレイ
１１の伸長方向の長さだけＸ軸を移動（ピツチ送
り）させ、７２から７３はＹ軸を逆に等速移動し
て、これを繰返し、パターン５０の全面をカバー
する。

第８図ないし第１２図は本発明の一実施例であ
る。

本発明は、逆フーリエ変換面上の規則パターン
の縦方向縁部と横方向縁部が、単位フオトデイテ
クタを複数個一列に配列してなるフオトデイテク
タアレイで検出するとき、縦方向および横方向の
欠陥が連続して検出されることを利用し、縁部で
ない通常欠陥と区別する装置である。

そこで、規則性パターン５０を、光軸に直角な
面内で、フオトデイテクタアレイ１１と直角（Ｙ
軸）方向への等速移動と、平行（Ｘ軸）方向への
フオトデイテクタアレイの長さ分のピツチ送りを
繰返す。

フオトデイテクタアレイ１１に入射する形状欠
陥部光は並列検出するマルチ欠陥検出回路８１で
検出され次に縁部判別回路８２へ与えられる。

同時に、前記等速移動と前記ピツチ送りに従つ
て、規則性パターン５０の移動距離情報がＹ位置
信号発生装置６３とＸ位置信号発生装置６４から
縁部判別回路８２へ与えられる。

フオトデイテクタアレイ１１に入射する形状欠
陥部光は、各々増幅器２０によつて増幅され、２
値化回路２１によつて形状欠陥の有無を表わす信
号に変換される。この信号は、前記等速移動と前
記ピツチ送りに従つてＹ位置信号発生装置６３と
Ｘ位置信号発生装置６４から発生される位置信号
と同期したクロツクパルスCKによつてサンプリ
ング回路２２においてサンプルされ、第１３図に
示すタイミングチヤートのDS１となる。

DS１からDS２へ至る間のアンドゲート２３
は、Ｘ方向の同時発生欠陥をＸ方向の縁部として
無視するためのものであり、DS１と共にアンド
ゲート２３に与えられる信号Ｇは、第１０図に示
す同時信号発生回路によつて作られる。

本実施例はＸ、Ｙ両方向において連続３個以上
欠陥が現われた場合にそれらをＸ方向縁部、Ｙ方
向縁部として無視するものであるため、第１０図
に示す回路では互いに隣り合う３個の欠陥信号線
DS１が同一のアンドゲート２４に接続され、さ
らにそれらは３個以上同時発生した欠陥信号DS
１すべてを消去するためノアゲート２５を経て第
９図のアンドゲート２３へ与えられる。この効果
によりタイミングチヤート（第１３図）に示した
通り、DS１は３個以上同時に発生した瞬間にゲ
ート信号Ｇによつてブロツクされ、DS２となる。

次にＹ方向に連続して発生した欠陥をＹ方向縁
部として無視する回路（第１１図）を説明する。
本回路の動作については第１３図に各部の詳細な
タイミングチヤートを示してあるので概要だけを
述べる。本回路はシフトレジスタを構成するフリ
ツプフロツプ２６と、連続３個の欠陥信号を検出
した場合にそれらをクリアするためのゲート２７
及びフリツプフロツプ２８と、連続した３個の欠
陥に続く欠陥をも無視するためのフリツプフロツ
プ２９と、連続欠陥が途切れた時に本回路をリセ
ツトするためのフリツプフロツプ３０等によつて
構成され、タイミングチヤートのDS２（ｉ）に
おける５個連続した欠陥信号が、最終出力Ｑ５に
おいて無視されている。

以上説明した動作によつて、Ｘ、Ｙ両方向縁部
が無視された信号Ｑ５に従つて、真の欠陥位置を
記憶する部分が第１２図である。

クロツクパルスCKに同期したパルスWCKは、
Ｑ５に欠陥信号が現われている時のみゲート３１
を通過し、記憶装置３２への書き込み信号WRと
なる。記憶装置３２のデータラインにはＸ位置信
号発生装置６４及びＹ位置信号発生装置６３から
の信号が接続され、アドレスラインにはアドレス
発生装置３３からのアドレス信号が与えられてい
る。アドレス発生装置３３は、クロツクパルス
CKに同期しており、WR信号が発生した直後に
アドレス信号をカウントアツプするようになつて
いる。

かくして、本発明によれば、メタルメツシユ等
の開口規則性配列パターンの縁部が通常の欠陥と
完全に識別されるため、規則性パターンの欠陥検
査装置としての信頼性の向上と、検査能率の格段
の飛躍が認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は空間フイルタリング方式の基本構成
図、第２図は矩形状の単位開口の規則的配列で成
るパターンの一例を示す図、第３図Ａ〜Ｅはパタ
ーンの欠陥、正常を表わす図、第４図は逆フーリ
エ変換面に現われる被検査パターンの逆像の欠陥
部分の像の説明図、第５図は被検査パターンの規
則性パターンの外に縁肉部との間に介在する縦・
横方向縁部の説明図、第６図は本発明で適用され
る欠陥検出装置のパターンの欠陥検出部の平面
図、第７図はその移動装置の移動方向の説明図、
第８図ないし第１２図は本発明の一実施例のブロ
ツク図、第１３図は一実施例のタイミングチヤー
トである。 １……レーザ発振器、２……レーザビーム、３
……コリメータ、４……平行光、５……被検査
物、６……回折した光、７……フーリエ変換レン
ズ、８……空間周波数フイルタ、９……そのフイ
ルタ８を透過した光、１０……逆フーリエ変換レ
ンズ、１１……フオトデイテクタアレイ（スクリ
ーン）、１２……光軸、１３……単位フオトデイ
テクタ、１４……スロツト、１５……通常の欠
陥、１６……縁肉部、２０……増幅器、２１……
２値化回路、２２……サンプリング回路、３２…
…記憶装置、３３……アドレス発生装置、５０…
…規則性パターン、５Ｙ……縦方向縁部、５Ｘ…
…横方向縁部、６１……駆動装置、６２……パタ
ーン移動装置、６３……Ｙ位置信号発生装置、６
４……Ｘ位置信号発生装置、７１〜７４……パタ
ーン移動装置６２の移動経路、８１……マルチ欠
陥検出回路、８２……縁部判別装置、８３……欠
陥位置出力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レーザー光回析パターン空間周波数フイルタ
   リング方式を用いて単位開口の規則性配列でなる
   規則性パターン中の形状欠陥を検出する装置にお
   いて、 ａ 逆フーリエ変換面上に、単位フオトデイテク
   タを複数個一列に配列してなるフオトデイテク
   タアレイと、 ｂ 前記規則性パターンを、光軸に直角な面内
   で、前記フオトデイテクタアレイと直角方向へ
   の等速移動と、平行方向へのフオトデイテクタ
   アレイの長さ分のピツチ送りを繰返して移動さ
   せる装置と、 ｃ 前記フオトデイテクタアレイに入射する形状
   欠陥部光を並列検出するマルチ欠陥検出回路
   と、 ｄ 前記等速移動とピツチ送りに従つて、前記規
   則性パターンの移動距離情報を出す装置と、 ｅ 前記単位フオトデイテクタの前記等速移動方
   向に複数連続して発生する形状欠陥信号を、前
   記規則性パターンの縦方向縁部と判別し、前記
   等速移動方向と直角に連続した複数の単位フオ
   トデイテクタに同時に発生する形状欠陥信号を
   横方向縁部と判別して形状欠陥部と区別する回
   路と、 を具えることを特徴とする規則性パターンの欠陥
   検査装置。