JPS6410044B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、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
ーザー光回析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。

しかしながら、規則性パターンの全領域にわた
つて複数連続した形状欠陥信号をパターンの縁部
とみなしてしまうと、パターンの縁部以外で発生
した連続した形状欠陥も縁部とみなし無視してし
まうため見落しが起こる。

このため、本発明は、パターンの縁部を判別す
べき領域を限定することにより、パターンの縁部
以外の連続した形状欠陥を見落さない規則性パタ
ーンの欠陥検査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
焦点面上には、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
の移行側により、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（threshold）を持つコンパレータ１０４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の外に縁内部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。

それには、第６図に表わすように規則性パター
ン５０の存在する領域を領域指定線１７で囲み、
この中で検出される形状欠陥は通常の欠陥と認定
するものである。

第７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側からみた平面図で
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７２は、
駆動装置７１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位置発生装
置７３、Ｘ位置信号発生装置７４により求められ
る。

そしてパターン移動装置７２は第８図に示すよ
うに、８０から８１まで等速移動してＹ軸を移動
させ、８１から８２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、８２から８３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９図ないし第１４図は本平明の一実施例のブ
ロツク図である。

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た、縁部
と縁部でないつまり領域指定線内での連続しない
あるいは連続した通常欠陥とを区別する装置であ
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検出回路９１で検出
され、次に領域指定縁部判別回路９２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７３とＸ位置信号発生装置７４から
領域指定縁部判別回路９２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７３と
Ｘ位置信号発生装置７４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１４図に
示すタイミングチヤートのDS１となる。

DS１からDS２へ至る間のゲート２３は、領域
指定線１７の外側においてのみ、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と供にゲート２３に与えられる信
号Ｇは、第１１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
欠陥が現われた時に、それらが領域指定線１７の
外側に存在する場合に限り、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１２図に示す回路では、第１１図において作り
出されたＹ方向領域指定信号AG１によつて、領
域外にフオトデイテクタアレイ１１が存在する場
合に限り開かれるゲート２４を通過した互いに隣
り合う３個の欠陥信号線DS１が同一のゲート２
５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DS１すべてを消去するため、ゲー
ト２６を経て第１０図のゲート２３へ与えられ
る。この効果によりタイミングチヤート（第１５
図）に示した通り、DS１は指定領域外において
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。

ここで、領域指定信号AG１について説明す
る。（第１１図２）本回路はコンパレータ３６及
びゲート３７により構成され、Ｙ位置信号発生装
置７３より出力される位置座標のＹ成分が、各々
のコンパレータに与えられたＹ方向の領域始端座
標及び領域終端座標と比較され、それらの間に存
在する場合に限りAG１が“１”になるように作
られている。

次にＹ方向に連続して発生した欠陥を指定領域
外に限りＹ方向縁部として無視する回路（第１２
図）を説明する。本回路の動作については第１４
図に指定領域外における各部Ｑ１〜WRと、指定
領域内における結果（Ｑ５′とWR′）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２７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２８及
びフリツプフロツプ２９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
３０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３１等によつて構
成される。さらに、各単一フオトデイテクタが指
定領域内にある時に限り、本回路を単なるシフト
レジスタにするゲート３２が設けられている。本
回路の指定領域外における効果はタイミングチヤ
ートのＱ５においてDS２(i)に存在した連続５個
の欠陥が消去されている部分に現われており、指
定領域内においてはＱ５′に示すように上記連続
５個の欠陥がそのまま検出されている。

ここにおいてAG２(i)は各信号線について固有
の信号であり、第１１図１の回路によつて発生さ
れる。本回路の動作は上記したAG１の発生方法
と同様であるが、Ｘ位置信号発生装置７４はフオ
トデイテクタアレイ１１の代表位置座標を出力す
るのみであり、各単位フイトデイテクタの固有の
座標を示すものではないため、単位フオトデイテ
クタ毎にＸ方向の領域始端座標及び終端座標を与
えなければならない。

以上説明した動作によつて、Ｘ、Ｙ両方向縁部
が指定領域外に限つて識別された信号Ｑ５，Ｑ
５′に従つて、真の欠陥位置を記憶する部分が第
１３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３３
を通過し、記憶装置３４への書き込み信号WRと
なる。記憶装置３４のデータラインにはＸ位置信
号発生装置７４及びＹ位置信号発生装置７３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３５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３５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内部との間に介在する縦・
横方向縁部の説明図、第６図は領域指定の説明
図、第７図は本発明で適用される欠陥検出装置を
フオトデイテクタ側から見た平面図、第８図はそ
の移動装置の移動方向の説明図、第９図ないし第
１４図は本発明の一実施例のブロツク図、第１５
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……縁内部、１７……領域指定線、２０
……増幅器、２１……２値化回路、２２……サン
プリング回路、３４……記憶装置、３５……アド
レス発生装置、３６……コンパレータ、５０……
規則性パターン、５Ｙ……縦方向縁部、５Ｘ……
横方向縁部、７１……駆動装置、７２……パター
ン移動装置、７３……Ｙ位置信号発生装置、７４
……Ｘ位置信号発生装置、８１〜８４……パター
ン移動装置７２の移動経路、９１……マルチ欠陥
検出回路、９２……縁部判別装置、９３……欠陥
位置出力、１０１……レーザ光、１０２……光−
電気変換器、１０３……電気信号、１０４……コ
ンパレータ、１０５……２値化信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レーザー光回折パターン空間周波数フイルタ
   リング方式を用いて単位開口の規則性配列で成る
   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成るフオトデイテク
   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力する装置
   と、 ｅ 前記規則性パターンの縁部より内側の領域に
   領域指定線を設け、この領域指定線の外側にて
   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し、この
   領域指定線の内側にて発生する形状欠陥信号を
   すべて形状欠陥部と判別する回路と 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。