JPH0933446A

JPH0933446A - 表面欠陥検査装置

Info

Publication number: JPH0933446A
Application number: JP18254195A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ikeda; 比呂志池田; Akihiro Wakabayashi; 章浩若林
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-07-19
Filing date: 1995-07-19
Publication date: 1997-02-07
Anticipated expiration: 2015-07-19
Also published as: JP3494762B2

Abstract

(57)【要約】【目的】表面欠陥検査装置に関し、表面欠陥検出精度を
高めることを目的とする。【構成】対象物１の表面に光を照射するための投光装置
２と、対象物の表面で正反射された光の量を検出する第
１の受光装置３と、内面がミラー構造で、対象物１の表
面で乱反射された光の散逸を防止する遮光装置４と、対
象物１の表面で乱反射された光の量を検出する第２の受
光装置５と、前記第１、第２の受光装置３、５に入射し
た光量の比率から対象物の表面欠陥の良否を判定する表
面欠陥判定装置６とを有して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対象物の凹凸や傷など
の微少な表面欠陥を良否判定する表面欠陥検出方法及び
表面欠陥の検査装置に関する。

【０００２】近年、情報機器の小型化、高機能化を実現
するために各種部品の高密度化が飛躍的に進んでいる。
その結果、磁気ヘッドのサスペンションや光ディスク、
半導体ウエハ、液晶などの精密部品は、加速度的に微細
化し、従来は問題とならなかったようなわずかな表面欠
陥さえも品質に著しく影響するようになってきた。

【０００３】このため、このような表面欠陥を精度良く
検出できる表面欠陥検査装置の開発が強く望まれてい
る。

【０００４】

【従来の技術】従来、表面欠陥装置に用いられる手法
は、対象物に任意の位置から投光手段により光を当て、
その正反射光を検出できる位置に受光手段を配置し、そ
の受光手段により正反射光を検出する。そして、その光
量の変化から対象物の表面欠陥の有無を判定していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、対象
物表面の凹凸による反射率の変化（例えば、色調の違い
により光の吸収率が変動する場合）があった場合、受光
手段で検出する光量が変化して良品である対象物を不良
品と判定してしまうことがあった。また、欠陥が微小な
場合には、検出する光量変化がわずかなため、不良品で
ある対象物を良品と判定してしまうことがあった。

【０００６】本発明は、このような誤った判定を防ぎ、
正確で精度の良い表面欠陥検出を行う装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１に本発明の原理図を
示す。２は対象１の表面に光を照射する投光装置、３は
検査ポイント１０で反射された正反射光を検出する第１
の受光装置、５は乱反射光を検出する第２の受光装置、
４は対象物１の表面で乱反射された光の散逸を防止する
とともに、外乱光の影響による検出力の低下を防ぐため
の遮光装置、６は第１、第２の受光装置３、５における
検出光量の比から表面欠陥の有無を判定する表面欠陥判
定装置である。

【０００８】対象物１は駆動制御装置８０により制御さ
れる移動テーブル８上に保持され、表面欠陥判定装置６
により各部位の良否が判定され、表面欠陥検査装置全体
の動作は、全体制御装置９により制御される。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明において、投光装置２から
対象物１の表面に検査光が照射され、該表面からの反射
光を第１、第２の受光装置３、５により検出する。第
１、第２の受光装置３、５により検出した光量は表面欠
陥判定装置６で比が取られ、その値で良否判定が行われ
る。

【００１０】第１、第２の受光装置３、５での検出光量
をそれぞれＡ、Ｂとした場合、｜Ａ−Ｂ｜／（Ａ＋Ｂ）
×１００を求め、予め実験やシュミレーションといった
手段で得た判定値Ｋより小さければ、対象物１の表面に
凹凸の変化があったものとして不良と判定する。

【００１１】Ａを求め、前記同様の手段で得た判定値
Ｋ’より小さな時は不良とする従来手法に対する本発明
の有効性は、凹凸変化があればフラットな状態より少な
からず乱反射を引き起こして第２の受光装置５で検出す
る光量が増える点に着目した点にあり、従来の手法では
欠陥でなくても通常の面と反射率の異なる面の場合、不
良と判定しやすかったのに対し、乱反射光量と正反射光
量との比率により良否判定する本発明においては、反射
率が異なっても光量比はほぼ同一となるために、上記欠
点を防止できる上に、微小な傷や凹凸といった欠陥も検
出可能となる。

【００１２】請求項２記載の発明における投光装置２
は、微小レーザスポット照明装置により構成され、少な
くとも第２の受光装置５としては、フォトマルチプライ
アが使用される。かかる構成により、機器そのものの精
度が高められ、装置全体としてもより高精度な検査が可
能になる。第２の受光装置５における集光能力を高める
ことにより、乱反射光の捕捉効率が高くなり、全体の検
査精度が向上する。

【００１３】請求項３記載の発明において、対象物１上
を遮光装置４で覆う場合の遮光装置４内への外乱光の進
入を防止する構成が提供される。遮光装置４には、対象
物１上を転動する軟質ローラ４０が装着されており、遮
光装置４と対象物１とが相対変位した場合にも、対象物
１表面と遮光装置４との間隙は軟質ローラ４０により閉
塞され、該間隙からの外乱光の遮蔽装置内への進入が防
止される。また、軟質ローラ４０を使用することによ
り、対象物１表面を転動する際の対象物１表面へのダメ
ージの付与が防止される。

【００１４】請求項４、５記載の発明において、外乱光
の影響を防止した第１の受光装置３が提供される。すな
わち、図３（ａ）に示す請求項４記載の発明において、
光電変換部３０の前段には投光装置２の照射光のみを透
過させるバンドパスフィルタ３１が配置される。バンド
パスフィルタ３１は、投光装置２からの照射光のみを透
過することにより、外乱光の光電変換部３０への入射を
防止し、測定精度の向上に寄与する。

【００１５】図３（ｂ）に示す請求項５記載の発明にお
いて、第１の受光装置３の光電変換部３０の前段に焦点
距離ｆの集光レンズ３２と、ピンホール３３とが配置さ
れる。ピンホール３３と集光レンズ３２との距離は集光
レンズ３２の焦点距離ｆに等しく、対象物１の表面にお
ける正反射光は、集光レンズ３２を通ってピンホール３
３に至り、さらに光電変換部３０に入射される。集光レ
ンズ３２とピンホール３３の存在により、正反射光のみ
が集光レンズ３２上に集焦した後、ピンホール３３を通
って第１の受光装置３に入射されるために、第１の受光
装置３の光電変換部３０への外乱光の進入が防止され
る。

【００１６】請求項６、７記載の発明において、第２の
受光装置５の変形が示される。正反射光に比して光量の
少ない乱反射光を効率よく受光することは検査精度を向
上させるために有効であり、第２の受光装置５は、請求
項６記載の発明において、多面体の上面を除く面にフォ
トダイオードアレイを張り付けて形成され、請求項７記
載の発明において、球体の上部を除く全面にピンフォト
ダイオードを張り巡らせて形成される。

【００１７】図４に示す請求項８記載の発明において、
投光装置２は対象物１表面への照射光路に沿って移動可
能とされる。投光装置２の位置は、第１の受光装置３に
おける正反射光量がピークになるように自動補正される
結果、投光装置２からの照射光の焦点は常に対象物１表
面上の検査ポイント１０に合致することとなり、正確な
良否判定が行われる。

【００１８】請求項９ないし１１記載の発明において、
第１の受光装置３でのオーバーフローの防止に有効な構
成が提供される。すなわち、図５に示す請求項９記載の
発明において、第１の受光装置３により受光される正反
射光量が常に一定量となるように、投光装置２からの光
量が自動制御される。正反射光量が一定となるように投
光装置２からの照射光量を電圧、あるいは電流により制
御することにより、正反射光が第１の受光装置３での受
光可能な光量範囲を超えることが防止され、正確な測定
が可能となる。

【００１９】図６に示す請求項１０記載の発明におい
て、第１の受光装置３における光量を検出することで正
反射光量が監視され、光電変換部３０の前段にはＰＬＺ
Ｔシャッタ３４が配置される。ＰＬＺＴシャッタ３４
は、印可電圧を制御することにより光透過率を連続的に
コントロール可能であり、入射光量が光電変換部３０の
受光可能な光量を越えた場合には、ＰＬＺＴシャッタ３
４の光透過率を連続的にコントロールし、第１の受光装
置３における受光量を一定に保持する。

【００２０】請求項１１記載の発明において、第１の受
光装置３における光量の調整は回転可変式ＮＤフィルタ
３５のセレクトにより行われる。回転可変式ＮＤフィル
タ３５は、透過率の異なる複数のＮＤフィルタを同一円
周上に配置して形成され、フィルタを保持する板を回転
させて任意のＮＤフィルタにより光路を遮ることにより
光透過量が制御される。

【００２１】図８に示す請求項１２記載の発明におい
て、第１の受光装置３を対象物１の測定ポイントに向け
るために有効な構成が提供される。すなわち、第１の受
光装置３は、対象物１の表面における正反射光の光路上
に配置されるハーフミラー３６と、ハーフミラー３６で
反射した光を捉えるＣＣＤカメラ３７を備える。ＣＣＤ
カメラ３７の画像情報から第１の受光装置３に入射する
正反射光の位置が判断され、第１の受光装置３側の位置
を、正反射光の位置情報に基づいて自動補正することに
より、正確な正反射光の捕捉が可能となる。

【００２２】図９に示す請求項１３記載の発明におい
て、投光装置２はレーザスリット照明装置を用いて構成
され、第１および第２の受光装置５としてラインＣＣＤ
センサが使用される。レーザスリット照明装置を使用す
ることにより、１ラインを一括して検査することが可能
となり、検査効率が向上する。

【００２３】請求項１４、１５記載の発明において、回
折の影響の少ない静止形の線状ビームを得るためのレー
ザスリット照明手段が提供される。すなわち、図１０
（ａ）に示す請求項１４記載の発明において、レーザス
リット照明手段は、半導体レーザ２０とビームエキスパ
ンダ２１と光学スリット２２とスリット縮小結像光学系
２３により構成される。ビームエキスパンダ２１からの
光をスリット幅の大きな光学スリット２２に通すことに
より、光の回折の影響が少なくなり、この状態の光を縮
小結像光学系によって絞ることにより、回折の影響が防
止される。

【００２４】図１０（ｂ）に示す請求項１５記載の発明
において、光学スリット２２を使用しないレーザスリッ
ト照明手段が提供され、半導体レーザ２０とスリット結
像光学系２３と凹形シリンドリカルレンズ２４により構
成される。

【００２５】レーザスリット照明光には、静止形のみで
なくフライングビームの使用も可能であり、図１１
（ａ）に示す請求項１６記載の発明においてはガルバノ
ミラー２５により、図１１（ｂ）に示す請求項１７記載
の発明においてはポリゴンミラー２６により走査ビーム
が形成される。

【００２６】図１２に示す請求項１８記載の発明におい
て、表面欠陥の検出力をより高めるために、投光装置２
と第１の受光装置３が複数セット配置され、それら全て
の正反射光と乱反射光の受光量の比率を算出して良否判
定が行われる。

【００２７】さらに、図１３に示す請求項１９記載の発
明において、投光装置２と第１の受光装置３の配置角度
は、自動で同時に変更可能とされ、投光装置２と第１の
受光装置３の前段にそれぞれ電動スリット７が付加され
る。

【００２８】投光装置２は、検査ポイント１０に対して
種々の角度からの照射が可能であり、第１の受光装置３
は、検査ポイント１０からの正反射角度に対応する位置
に移動するように構成される。良否判定は、種々の照射
角度における対象表面からの正反射光と乱反射光の受光
量の総和を求め、その比率を算出することにより行われ
るために、表面欠陥の検出力をより高めることが可能に
なる。

【００２９】図１４に示す請求項２０記載の発明におい
て、乱反射光の効率的な捕捉に有利な遮光装置４が提供
される。すなわち、遮光装置４は半楕円球形に形成さ
れ、楕円が持つ２つの焦点のうち一つを投光装置２の光
軸と対象表面とが交わるポイントにおき、さらにもう一
つの焦点位置に第２の受光装置５の受光中心が設定され
る。

【００３０】

【実施例】図２に本発明の第１の実施例を示す。図にお
いて８はＸＹテーブル等の移動テーブル、８０は移動テ
ーブル８の移動速度、移動方向等を制御するための駆動
制御装置であり、検査対象物１は、図示しない固定手段
により移動テーブル８上に載置、固定される。

【００３１】４は上記移動テーブル上に配置される遮光
装置であり、対象物１の上面を覆うように配置される。
図示の遮光装置４は、ボックス形状に形成されており、
内面にはミラー面が構成される。ミラー面を有する遮光
装置４の形成は、筺体内にミラー体を貼設したり、ある
いは遮光装置４を複数のミラー体を組み立てることによ
り行われる。

【００３２】上記遮光装置４の側方には投光装置２が配
置されており、該投光装置２からの照射光が、遮光装置
４の一側壁に開設された透孔４１から遮光装置４内に導
光され、移動テーブル８上に保持された対象物１の検査
ポイント１０に対して所定角度θで照射される。投光装
置２には、レーザ発振器等を使用した微小レーザスポッ
ト照明装置の使用が可能である。

【００３３】上記観察光の検査ポイント１０での正反射
光を受光するために、遮光装置４に対して投光装置２と
対称位置に第１の受光装置３が配置されるとともに、検
査ポイント１０での乱反射光を受光するための第２の受
光装置５が遮光装置４内に設けられる。第１、第２の受
光装置３、５には、シリコン光ディテクタの使用が可能
であるが、フォトマルチプライアを使用することによ
り、検出光量を増幅させることも可能である。

【００３４】図３（ａ）は第１の受光装置３を示すもの
で、シリコン光ディテクタ等の光電変換部３０と、集光
レンズ３２と、投光装置２の照射光のみを透過するバン
ドパスフィルタ３１により構成され、外乱光はバンドパ
スフィルタ３１により遮断され、図において矢印で示す
正反射光のみが光電変換部３０に入射して光量測定が行
われる。

【００３５】また、図３（ｂ）に示す第１の受光装置３
において、光電変換部３０の前段には、焦点距離ｆの集
光レンズ３２と、該集光レンズ３２の焦点位置に配置さ
れるピンホール３３体が配置され、集光レンズ３２に対
して平行に入射される対象物１からの正反射光以外はピ
ンホール３３部材の中心に形成されたピンホール３３に
より遮断されるために、外乱光の光電変換部３０への入
射が妨げられる。

【００３６】さらに、第２の受光装置５の集光能率を高
めることは検査精度の向上に有効であり、上述したよう
に第２の受光装置５にフォトマルチプライアを使用する
以外に、第２の受光装置５を直方体、あるいは立方体等
の多面体形状に形成し、信号取り出し用の配線が接続さ
れる一面以外の全ての面にフォトダイオードアレイを張
り付けたり、第２の受光装置５を球形に形成し、信号と
りだ仕様の配線が接続される一点以外の全ての面にピン
フォトダイオードを張り付け、あらゆる方向からの光を
検出可能なように構成することが可能である。

【００３７】４２は外乱光遮断装置であり、投光装置２
からの照射光、および検査ポイント１０からの反射光へ
の外乱光の混入を防止するために設けられるもので、投
光装置２から遮光装置４までの光路、および遮光装置４
から第１の受光装置３までの正反射光の光路を覆うため
のボックス体４３と、対象物１の表面と遮光装置４との
間隙を閉塞するための軟質ローラ４０とから構成され
る。軟質ローラ４０としては、合成ゴム、軟質合成樹脂
等が使用可能である。

【００３８】したがってこの実施例において、投光装置
２から照射した光は透孔を通って対象物１の検査ポイン
ト１０を照射し、乱反射光は直接、あるいは遮蔽装置内
のミラー面により反射を繰り返しつつ第２の受光装置５
に捕捉されてその光量が測定される。一方、検査ポイン
ト１０により正反射した光は遮光装置４の他方の透孔を
通って第１の受光装置３により捕捉されてその光量が測
定され、これらの光量の比を元に表面欠陥装置により検
査ポイント１０における表面状態の良否が判定される。

【００３９】検査ポイント１０の変更は、移動テーブル
８を駆動することにより行われ、移動テーブル８の駆
動、すなわち対象物１の移動により遮光装置４に設けら
れた軟質ローラ４０は対象物１上を転動しながら遮光装
置４と対象物１との相対変位を許容し、かつ、遮光装置
４内への外乱光の進入を防止する。

【００４０】対象物１の表面の検査は、移動制御装置８
０により移動テーブル８を駆動しながら行われ、表面欠
陥判定装置６、および駆動制御装置８０、さらには投光
装置２等の装置全体の制御は、全体制御装置９により行
われる。

【００４１】図４に本発明の第２の実施例を示す。な
お、以下の説明において、上述した実施例と同一の構成
要素は、図中に同一の符号を付して説明を省略する。こ
の実施例は、投光装置２からの照射光の焦点を対象物１
の検査ポイント１０に合わせ、検査精度を高めるために
有効な変形であり、投光装置２は、入射角度θを一定に
した状態で投光装置２を対象物１の検査ポイント１０に
対して進退させることができるように、投光装置２の光
軸に沿って移動する投光装置移動テーブル２７１上に保
持される。投光装置移動テーブル２７１の動作は投光装
置駆動制御装置２７２により制御されており、投光装置
２は、第１の受光装置３における検出光量が最大となる
位置、すなわち、投光装置２からの照射光が対象物１の
検査ポイント１０上に焦点を結ぶように自動制御され
る。

【００４２】図５に本発明の第３の実施例を示す。この
実施例は、対象物１からの正反射光量が第１の受光装置
３の受光可能な光量範囲を超えないようにしたもので、
特に、対象物１を変更したり、あるいは局部的に性状の
大きく異なる対象物１を検査する場合に有効な変形で、
第１の受光装置３からの出力値は常に監視され、該出力
値が一定となるように光量制御装置２８にフィードバッ
クがかけられる。なお、投光装置２における照射光量の
調整は、電流、あるいは電圧を制御することにより行わ
れる。

【００４３】図６に図５の変形例を示す。この変形は対
象物１からの正反射光の入射光量を直接調整することに
より第１の受光装置３でのオーバーフローを防止するも
ので、第１の受光装置３の光電変換部３０の前段には、
印可電圧を制御することにより光透過率を連続的に制御
可能なＰＬＺＴシャッタ３４が配置される。ＰＬＺＴシ
ャッタ３４の光透過率はシャッタ制御装置３４０により
制御されており、シャッタ制御装置３４０は、常に監視
される第１の受光装置３からの出力によりＰＬＺＴシャ
ッタ３４を制御する。

【００４４】なお、この場合、ＰＬＺＴシャッタ３４に
変えて、図７に示すように、光透過率の異なる複数のＮ
Ｄ（ＮｅｕｔｒａｌＤｅｎｓｉｔｙ）フィルタ３５
０、３５０・・を基体３５１に固定した回転可変式ＮＤ
フィルタ３５を使用することも可能である。

【００４５】図８に本発明の第４の実施例を示す。この
実施例は、第１の受光装置３を常に対象物１の検査ポイ
ント１０に向けておくために有効な構成で、遮光装置４
の第１の受光装置３側の壁面は光透過壁面４４とされ
る。第１の受光装置３は、光電変換部３０と、スリット
の位置がスリット制御装置３８０により制御され、正反
射光のみを第１の受光装置３に伝えるための電動スリッ
ト３８と、ハーフミラー３６と、ハーフミラー３６から
の反射光を捉えるＣＣＤカメラ３７とから構成され、Ｃ
ＣＤカメラ３７からの出力は画像処理装置３７０により
処理されて第１の受光装置３に入射する正反射光の位置
が判定される。

【００４６】上記第１の受光装置３、および投光装置２
は移動装置３９により、対象物１の検査ポイント１０を
中心とする円周軌道上を移動可能であり、画像処理装置
からの出力に基づいて第１の受光装置３の位置を制御す
ることにより、第１の受光装置３を正反射光の光路上に
位置させる。

【００４７】図９に本発明の第５の実施例を示す。この
実施例は、１ライン上の検査ポイント１０、１０・・を
一括して検査することを可能にしたもので、投光装置２
としてレーザスリット照明装置が使用されるとともに、
第１、第２の受光装置３、５にラインＣＣＤセンサが使
用される。

【００４８】レーザスリット照明装置は、図１０（ａ）
に示すように、半導体レーザ２０、ビームエキスパンダ
２１、光学スリット２２、およびスリット結像光学系２
３により構成することが可能であり、半導体レーザ２０
からのレーザビームはビームエキスパンダ２１によりビ
ーム幅が広げられた後、光学スリット２２により回折の
影響の少ないスリット幅の大きなスリットを得、さら
に、スリット結像光学系２３により絞ってレーザスリッ
ト光が得られる。

【００４９】また、図１０（ｂ）に示すレーザスリット
装置は、光学スリット２２を使用することなく静止形の
線状ビームを得るもので、半導体レーザ２０、スリット
結像光学系２３、および凹形シリンドリカルレンズ２４
により構成され、スリット結像光学系２３により絞られ
たスリット光は凹形シリンドリカルレンズ２４により拡
張されてレーザスリット光が得られる。

【００５０】これらのレーザスリット照明装置を使用し
た検査は、例えば、検査対象ラインの良否を第１、第２
の受光装置３、５での光量の総和の比率から判定し、第
１の受光装置３のＣＣＤセンサにおける各セルでの受光
量の分布からライン上の不良点を特定することができ
る。

【００５１】図１１は走査ビームを照射光として使用す
る場合のレーザスリット照明装置の変形例を示すもの
で、図１１（ａ）のレーザスリット照明装置は、半導体
レーザ２０、スリット結像光学系２３、コリメータレン
ズ２９、およびガルバノミラー２５とから構成され、図
１１（ｂ）のレーザスリット照明装置は、ガルバノミラ
ー２５に代えて、ポリゴンミラー２６が使用される。

【００５２】図１２に本発明の第６の実施例を示す。こ
の実施例は検査の信頼性をより向上させるための変形
で、検査ポイント１０には２組の投光装置２、２から検
査光が照射される。一方、遮光装置４の反対方には、各
々の検査光の正反射光を受光するために２組の第１の受
光装置３、３が配置され、対象物１の良否は各々の第１
の受光装置３における検出光量と第２の受光装置５での
検出光量の比率により判定される。なお、図１２におい
ては、投光装置２、および第１の受光装置３が２組使用
される場合が示されているが、それ以上使用することも
もちろん可能である。

【００５３】図１３に本発明の第７の実施例を示す。こ
の実施例において、遮光装置４の両側壁にはスリット位
置が移動可能な電動スリット７が固定され、内面がミラ
ー面とされる遮光装置４の壁面のうち、上記電動スリッ
ト７の設置領域に対応する領域はハーフミラー面４５と
される。

【００５４】一方、第１の受光装置３と投光装置２は移
動装置３９により検査ポイント１０を中心とする円周軌
道上を移動可能であり、投光装置２を上記軌道に沿って
移動させるとともに、第１の受光装置３を正反射光の光
路上に位置させながら種々の角度での照射、受光を行
い、第１の受光装置３、および第２の受光装置５による
受光量の総和を算出し、その比率で良否判定がなされ
る。

【００５５】なお、以上の実施例において、遮光装置４
はボックス形状のものが示されていたが、図１４に示す
ように、半楕円球形に形成し、楕円の１つの焦点位置に
第２の受光装置５の受光中心を置き、他の焦点位置に検
査ポイント１０を置くようにして第２の受光装置５への
乱反射光の集束を図るように構成することも可能であ
る。

【００５６】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば、通常の面と反射率の異なる面においても誤っ
て欠陥と判定するなどの不具合がなくなり、検査精度を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施例を示す図である。

【図３】第１の受光装置を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施例を示す図である。

【図５】本発明の第３の実施例を示す図である。

【図６】図５の変形例を示す図である。

【図７】回転可変式ＮＤフィルタを示す図である。

【図８】本発明の第４の実施例を示す図である。

【図９】本発明の第５の実施例を示す図である。

【図１０】投光装置を示す図である。

【図１１】投光装置の変形例を示す図である。

【図１２】本発明の第６の実施例を示す図である。

【図１３】本発明の第７の実施例を示す図である。

【図１４】遮光装置の変形例を示す図である。

【符号の説明】

１対象物２投光装置２０半導体レーザ２１ビームエキスパンダ２２光学スリット２３スリット縮小結像光学系２４凹形シリンドリカルレンズ２５ガルバノミラー２６ポリゴンミラー３第１の受光装置３０光電変換部３１バンドパスフィルタ３２集光レンズ３３ピンホール３４ＰＬＺＴシャッタ３５回転可変式ＮＤフィルタ３６ハーフミラー３７ＣＣＤカメラ４遮光装置４０軟質ローラ５第２の受光装置６表面欠陥判定装置７電動スリット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対象物の表面に光を照射するための投光装
置と、対象物の表面で正反射された光の量を検出する第１の受
光装置と、内面がミラー構造で、対象物の表面で乱反射された光の
散逸を防止する遮光装置と、対象物の表面で乱反射された光の量を検出する第２の受
光装置と、前記第１、第２の受光装置に入射した光量の比率から対
象物の表面欠陥の良否を判定する表面欠陥判定装置とを
有する表面欠陥検査装置。
【請求項２】前記投光装置として微小レーザスポット照
明装置を用い、かつ、少なくとも前記第２の受光装置としてフォトマル
チプライアを使用する請求項１記載の表面欠陥検査装
置。
【請求項３】前記遮光装置には、対象物上を転動する軟
質ローラが装着され、遮光装置と対象物との間隙から入
り込む外乱光の影響を防ぐ請求項１または２記載の表面
欠陥検査装置。
【請求項４】前記第１の受光装置の光電変換部の前段に
投光装置の照射光のみを透過させるバンドパスフィルタ
を配置して外乱光の影響を防止する請求項１ないし３の
いずれかに記載の表面欠陥検査装置。
【請求項５】前記第１の受光装置の光電変換部に、焦点
距離ｆの集光レンズと、ｆの距離に配置したピンホール
を介して対象物の表面における正反射光を導く請求項１
ないし３のいずれかに記載の表面欠陥検査装置。
【請求項６】前記第２の受光装置は、多面体の上面を除
く面にフォトダイオードアレイを張り付けて形成される
請求項１ないし５のいずれかに記載の表面欠陥検査装
置。
【請求項７】前記第２の受光装置は、球体の上部を除く
全面にピンフォトダイオードを張り巡らせて形成される
請求項１ないし５のいずれかに記載の表面欠陥検査装
置。
【請求項８】前記投光装置は対象物表面への照射光路に
沿って移動可能であり、前記第１の受光装置における正
反射光量がピークになる位置に投光装置を自動補正する
請求項１ないし７のいずれかに記載の表面欠陥検査装
置。
【請求項９】前記第１の受光装置における受光量が常に
一定となるように前記投光装置からの光量を自動制御す
る請求項１ないし８のいずれかに記載の表面欠陥検査装
置。
【請求項１０】前記第１の受光装置における光量を検出
することで正反射光量を監視し、常に一定の受光量とな
るように前記第１の受光装置への受光量を光電変換部の
前段に配置したＰＬＺＴシャッタにより自動制御する請
求項１ないし８のいずれかに記載の表面欠陥検査装置。
【請求項１１】前記ＰＬＺＴシャッタに代えて、回転可
変式ＮＤフィルタを使用する請求項１０記載の表面欠陥
検査装置。
【請求項１２】前記第１の受光装置は、対象物の表面に
おける正反射光の光路上に配置されるハーフミラーと、
ハーフミラーで反射した光を捉えるＣＣＤカメラを備
え、ＣＣＤカメラによる画像から正反射光の位置を捉え、該
正反射位置に合うように第１の受光装置の位置を自動補
正する請求項１ないし１１のいずれかに記載の表面欠陥
検査装置。
【請求項１３】前記投光装置としてレーザスリット照明
装置を用い、対象物表面上の１ラインを一括して検査する請求項１記
載の表面欠陥検査装置。
【請求項１４】前記レーザスリット照明手段は、半導体
レーザとビームエキスパンダと光学スリットとスリット
縮小結像光学系により構成される請求項１３記載の表面
欠陥検査装置。
【請求項１５】前記レーザスリット照明手段は、半導体
レーザとスリット結像光学系と凹形シリンドリカルレン
ズにより構成される請求項１３記載の表面欠陥検査装
置。
【請求項１６】前記レーザスリット照明光は、ガルバノ
ミラーにより走査されるレーザビームである請求項１３
記載の表面欠陥検査装置。
【請求項１７】前記レーザスリット照明光は、ポリゴン
ミラーにより走査されるレーザビームである請求項１３
記載の表面欠陥検査装置。
【請求項１８】前記投光装置と前記第１の受光装置を複
数セットで配置して、それら全ての正反射光と乱反射光
の受光量の比率を算出し良否判定することで、表面欠陥
の検出力を高める請求項１ないし１７のいずれかに記載
の表面欠陥検査装置。
【請求項１９】前記投光装置と第１の受光装置の配置角
度を自動で同時に可変できる構造とし、かつ前記投光装
置と第１の受光装置の前段にそれぞれ電動スリットを付
加することで、種々の照射角度における対象表面からの
正反射光と乱反射光の受光量の総和を求め、その比率を
算出し良否判定することで、表面欠陥の検出力を高める
請求項１ないし１８のいずれかに記載の表面欠陥検査装
置。
【請求項２０】前記遮光装置は半楕円球形に形成され、楕円が持つ２つの焦点のうち一つを投光装置２の光軸と
対象表面とが交わるポイントにおき、さらにもう一つの焦点を第２の受光装置の受光中心位置
とすることで、乱反射した光が全て第２の受光装置に入
射するようにして、微少な欠陥の検出力を高める請求項
１ないし１９のいずれかに記載の表面欠陥検査装置。
【請求項２１】検査対象物の表面に投光装置から検査光
を照射して検査対象物の表面から正反射光と乱反射光の
光量を測定し、前記乱反射光量の正反射光量に対する比率が所定値より
高い場合には表面欠陥ありと判定し、低い場合には表面
欠陥なしと判定する表面欠陥検査方法。