JPH01214743A - 光学検査装置 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、試料表面上の傷、欠は等の形状検査を光学的
に行う光学検査装置に関する。

Ｂ、従来の技術 従来、線状光を試料に照射して光切断法により試料表面
の欠陥、その他の形状を検査する装置としては、第４図
に示す方式のものが知られている。

第４図において、被検査試料１は、図示しない搬送装置
により矢印Ａ方向に移動される。また、試料１の移動方
向と反対の一端側には、水平方向に透光用スリット２ａ
を形成したスリット板２が試料１側へ僅かに傾けて配置
され、その後方に光源３をスリット２ａに対向して配置
し、光源３の光をスリット２ａにより一定幅の線状光４
に作成して、該線状光４を試料１の表面に対し所望の角
度αで斜め方向から照射できるようになっている。

試料１の上方には、試料表面上に照射された線状光領域
を撮像するテレビカメラ５が対向設置され、さらにテレ
ビカメラ５により撮像された画像信号は、これを２値化
、その他の形状検査に必要な画像処理を行う画像処理装
置６に入力されるようになっており、その処理画像は第
５図に示すような２値画像としてＣＲＴ等に表示される
。

第５図に示す画面において、白抜きの部分が線状光が照
射された部分であり、ハッ￥ングを施した部分が非光照
射部分である。

したがって、試料１の検査表面上に第４図に示すような
溝状の段差１ａあるいは突起等の傷、欠けなどが存在し
ていると、得られた２値画像の線状光照射部分の画像は
、直線的なものとならず、第４図に示すように段差１ａ
の部分がずれた不連続なものとなる。そこで、このよう
な２値画像の違いを利用して試料表面の形状がどのよう
になっているかを検査することができる。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 ところで上述した従来の光学検査装置では、テレビカメ
ラ５で撮像した画像信号を用いて画像処理を行うもので
あるため、これに要する画像処理装置６のシステムコス
トが大きくなり、しかもテレビカメラ５そのものの分解
能が低いため、試料表面上の傷、欠けなどの幅、深さ等
が微細になると、第５図に示すような鮮明な２値画像と
はならず、表面欠陥の有無、形状等が識別不能になる問
題がある。

また、分解能の高いテレビカメラを利用して分解能の高
い画像を入力すれば、鮮明な２値画像を得ることができ
るが、これに要する処理システムのコストがさらに増大
してしまう。

さらにまた、試料表面上の微細な欠陥を目視検査により
行なう場合には、検査員の疲労や視力低下の弊害があり
、かつ人件費もかかる問題があった。

本発明は、上述したような問題点に着目してなされたも
ので、試料表面上の形状を高精度に検査識別できると共
に、処理速度の高速化およびシステムコストの低減を可
能にした光学検査装置を提供することを目的とする。

Ｄ１問題点を解決するための手段 第１図は、本発明の光学検査装置の原理構成図である。

図において、線状光源１０は、検査対象となる試料１１
の表面上に一定幅を有する直線状の光１０ａを斜め方向
から照射し、線状光源１０および試料１１の相対的移動
により試料表面をスキャンする。

ラインセンサ１２は、試料表面に照射された線状光１０
ａの反射光路に一致して配置され、試料表面からの反射
光をその光量に応じた電気信号に変換する。

画像処理手段１３は、ラインセンサ１２からの電気信号
を２値化、その他の表面検査に必要な画像に処理するも
のである。

８１作用 本発明においては、試料１１の表面に１０から線状光１
０ａが照射されると、その光は試料表面からラインセン
サ１２に向は反射される。そして、反射光を受けたライ
ンセンサ１２は、線状光照射表面の状態に応じて反射さ
れた光量をこれに応じたレベルの電気信号に変換して画
像処理手段１３に出力する。画像処理手段１３では受信
信号レベルから傷、欠けなどの欠陥幅、深さなどの表面
状態を反映した２値画像に変換する。

したがって本発明にあっては、試料表面の光切断法によ
る表面撮像にラインセンサ１２を用いるから、高い分解
能が得られ、試料の表面形状を高精度に検査できると共
に、処理速度の早い、かつシステムコストの低減が可能
になる。

Ｆ、実施例 第２図及び第３図により本発明の一実施例を説明する。

第２図は、本発明の検査方式を適用した光学検査装置の
全体構成図であり、第１図と同一の部分には同一符号を
付して説明する。

第２図において、線状光源１０は、コンベア１４により
矢印六方向に移動される被検査試料１１の移動方向と反
対の側に、試料１１の表面に対し所望の入射角度α傾け
て配置したスリット板１０１と、このスリット板１０１
の後方にスリット板１０１に水平に形成した線状光作成
用の透光スリット１０１ａに対向して配置した光源１０
２と備えている。

ラインセンサ１２は、試料１１の移動方向側において、
試料表面に照射された線状光１０ａの反射光路に一致し
て配置され、試料表面からの反射光を、その表面状態を
反映した電気信号（アナログ信号）に変換するもので、
シリコン基板表面に形成した酸化薄膜上に２〜３μ間隔
で金属電極と配列して成るＣ　ＣＤ　（Ｃｈａｒｇｅ　
Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）等から構成されている
！ ラインセンサ１２からの電気信号を受信する画像処理装
置１３は、ラインセンサ１２からの電気信号、すなわち
各配列電極下に蓄えられた電位をデジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換回路１３１と、Ａ／Ｄ変換回路１３１から
のデジタル信号を試料表面形状の反射特性を反映した欠
陥の幅、深さ等のデータを含む２値信号に処理する処理
回路１３２と、処理回路１３２で得られた２値化データ
をもとに試料の反射特性と比較して欠陥の有無を判断す
る比較回路１３３と、この比較回路１３３からの信号に
基づいて試料表面の形状検出１判定を行なう判定回路１
３４とを備え、判定回路１３４での処理結果はＣＲＴ等
の表示装置１５に表示されるようになっている。

次に、上述のように構成された本実施例の動作について
説明する。

光源１０２からの光がスリット板１０１のスリット１０
１ａを透過すると、線状光１０ａが作成され、これを検
査対象である試料１１の表面に入射角度αで照射する。

そして表面で反射された光をラインセンサ１２で受け、
表面状態を反映した電気信号に変換して画像処理手段１
３へ出力する。

ここで、試料１１の表面に何らの欠陥も存在しない場合
、ラインセンサ１２から出力される信号は、表面の反射
特性に応じて試料表面の光照射全域はぼ同程度の信号レ
ベルとなる。しかるに傷。

欠は等の欠陥１１ａが存在する場合には、ラインセンサ
１２からの出力信号は欠陥幅、深さ等を反映した信号レ
ベルとなる。

第２図は、横軸に光照射表面の位置を採り、縦軸に反射
光の輝度レベルを取って表わした信号レベルの実験デー
タ例を示す。

この図からも明らかなように、表面欠陥の存在する位置
では、他の正常表面に比較して、その信号レベルが低下
していることが理解されよう。

したがって、ラインセンサ１２より得られた第４図に示
す如き信号を画像処理手段１３のＡ／Ｄ変換回路１３１
でデジタル量に変換した後、処理回路１３２で試料１１
の反射特性に応じたしきい値にしたがって２値化し、欠
陥の幅、深さ等のデータに処理する。また、処理回路１
３２で得られた２値化データを比較回路１３３において
試料の反射特性と比較して欠陥の有無を判断し、さらに
判定回路に加えることにより、試料表面の形状検出９判
定処理を行ない、その結果を表示装置１５に表示する。

なお、２値化データから所定輝度レベル以下の信号波形
の幅、すなわちＣＣＤのピクセルアドレスを求め、この
ピクセルアドレスと各ピクセル間ピッチと光学系の倍率
とから、傷などの幅、大きさを測定することもできる。

上述した本実施例にあっては、光切断法による試料表面
の光照射部の撮像にラインセンサ１２を用いているので
、試料表面上の傷、欠は等の幅。

深さ等が微細になっても、分解能の高い鮮明な２値画像
とすることができ、表面欠陥の有無、形状を容易に識別
することができる。また、固体ラインセンサ１２を用い
ることにより、その出力信号の後処理が高速かつ簡便と
なり、処理システムのコストも低減できるほか、検査員
の疲労や視力低下の弊害がなくなり、人件費も削減し得
る。

なお、上述した実施例では、線状光源１０をスリット板
１０１と光源１０２で構成した場合について説明したが
、これに限定されず、しかも光源の種類も白熱ランプに
限らすレーザ光等を利用してもよい。例えば、レーザス
ポットを回転多面鏡で試料の幅方向に走査したり、レー
ザスポットを光学的に線状光に変換したりできる。

また、実施例では試料１１を移動させる場合について説
明したが、線状光源１０およびラインセンサ１２を移動
させるようにしてもよい。

Ｇ１発明の効果 上述したように、本発明によれば、線状光により照射さ
れた試料表面の撮像にＣＣＤ等からなるラインセンサを
用いたので、高い分解能が得られ、試料の表面形状を反
映した高精度の表面検査が可能になると共に、処理速度
の高い、かつシステムコストの低い検査装置を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明の光学検査装置の原理構成図である。 第２図は本発明の光学検査装置の実施例を示す全体構成
図である。 第３図は本実施例における信号レベルの実験データ例を
示すグラフである。 第４図は従来の光学検査装置の構成図である。 第５図はその表示状態を示す説明図である。 １０：線状光源　　　　１０ａ　：線状光１１：被検査
試料　　　　１２ニラインセンサ１３：画像処理手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 検査対象となる試料の表面上に一定幅を有する直線状の
   光を斜め方向から照射しスキャンする線状光源と、前記
   試料表面に照射された線状光の反射光路に一致して配置
   され前記試料表面からの反射光をその光量に応じた電気
   信号に変換するラインセンサと、前記ラインセンサから
   の信号を２値化、その他の表面検査に必要な画像に処理
   する画像処理手段とを備える光学検査装置。