CN102012376B - 缺陷检查装置和缺陷检查方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种缺陷检查装置和缺陷检查方法。该缺陷检查装置包括：光源，其发射激光；反射镜组，其将所述光源发射的入射激光的波面分割为多个分量波面，将所述分量波面排列为形成朝着一个方向的阵列，并在所述激光通过移动的被测物体之后使所述分量波面对齐，形成单个波面；干涉仪，其将所述单个波面分割为两个分波面，产生干涉条纹；摄像部，其获得由所述干涉仪产生的所述干涉条纹的图像；以及分析部，其根据所述干涉条纹的图像随时间的改变，检测在移动的所述被测物体的表面上存在的缺陷。因此，可检测被测物体的宽度方向上较宽范围内的缺陷。

Description

缺陷检查装置和缺陷检查方法

相关申请的交叉参考 

本申请包含与2009年9月4日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2009-204491的公开内容相关的主题，将该在先申请的全部内容以引用的方式并入本文。 

技术领域

本发明涉及一种缺陷检查装置和该缺陷检查装置所使用的缺陷检查方法，该缺陷检查装置用于检测诸如光学膜等被测物体的缺陷。 

背景技术

近几年，作为电视接收机和个人计算机(Personal Computer，PC)等显示装置，液晶显示装置非常受欢迎。该液晶显示装置使用多种光学膜之一用作偏光板的表面。上述光学膜的主要示例是三醋酸纤维素(Tri-acetyl cellulose，TAC)膜。通常，诸如TAC膜等光学膜是柔性的且容易被损坏。因此，如图13所示，通常在TAC膜15的表面上形成有硬涂层16，以改进其耐擦伤性。如图14A所示，硬涂层16在称作移动方向的方向上被铺设在作为原膜的TAC膜15的表面上。为了在TAC膜15的表面上铺设硬涂层16，使用诸如刀片110等涂敷部将硬涂敷材料连续地涂敷到TAC膜15的表面。当涂敷到TAC膜15表面的硬涂敷材料硬化时，则在TAC膜15的表面上形成了硬涂层16。 

虽然硬涂敷材料被连续地涂敷到TAC膜15的表面上，但在图14B中的位置P处的标记X所示的一些情况下，诸如刀片110等涂敷部的一部分可能会阻塞。因此，如图14B所示，在TAC膜15表面上形成了具有沿刀片110的移动方向的线状的涂敷不均匀。结果，在涂敷到TAC膜15表面上的硬涂敷材料硬化后，在一些情况下，在铺设在TAC膜15表面上的硬涂层16上留下条带，该条带在TAC膜15表面上沿刀片110的移动方向具有固定长度并呈线状。如果此类TAC膜15用于偏光器件中，则使用该偏光器件的液晶显示装置的显示特性在一些情况下会受到恶劣的影响，因此期望对此进行改进。

另外，现有技术还提出了一种系统，该系统用于获取与微结构有关的信息或者与诸如面板、基板或晶片等物理主体表面结构有关的信息。上述系统使用剪切干涉仪，该剪切干涉仪将照射到被测物体上的光的波面分割为两个分波面(partial wave surface)，并使这两个分波面彼此干涉。对于与上述系统有关的更多信息，例如可参考日本专利公开文本2006-516737号(在下文中称为专利文件1)。 

此外，现有技术还提出了一种检测用作被测物体的光学膜的缺陷的方法。根据上述方法，通常通过使用电荷耦合器件(Charge Coupled Devices，CCD)照相机来获得光学膜的图像，且通过检测色调变化或阴影变化来检测光学膜的缺陷。对于与上述方法有关的更多信息，例如可参考日本专利公开文本2006-208196号(在下文中称为专利文件2)。 

但是，在上述专利文件1公开的系统中，很难在制造过程中检测在光学膜的宽度方向上的较宽范围内的缺陷的存在。此外，该系统根据被测物体表面所反射的光来检测该被测物体上缺陷的存在。专利文件1也没有说明对存在于具有较好光透射特性的光学膜上的缺陷的检测。具有较好光透射特性的光学膜的通常示例为上述TAC膜。 

此外，根据上述专利文件2公开的缺陷检测方法，很难观察正在移动中的光学膜的较宽范围。 

发明内容

基于上述问题，本申请揭示了一种用于检测被测物体的较宽范围内的缺陷的缺陷检查装置，还揭示了该缺陷检查装置使用的缺陷检测方法。 

为解决上述问题，本发明的第一实施例提供了一种缺陷检测装置，其包括：光源，其发射激光；光源，其发射激光；反射镜组，其将所述光源发射的入射激光的波面分割为多个分量波面，将所述多个分量波面排列为形成朝向一个方向的阵列，并在所述激光通过移动的被测物体之后，使所述多个分量波面对齐，形成单个波面；干涉板，其将所述单个波面分割为两个分波面，并使用所述两个分波面产生干涉条纹；摄像部， 其获得由所述干涉板产生的所述干涉条纹的图像；以及分析部，其根据通过所述摄像部获得的所述干涉条纹的图像随时间的改变，检测在移动的所述被测物体的表面上存在的缺陷。 

为解决上述问题，本发明的第二实施例提供了一种缺陷检查方法，其包括如下步骤：驱动光源发射激光；驱动反射镜组，将由所述光源发射的入射激光的波面分割为多个分量波面，将所述多个分量波面排列为形成朝向一个方向的阵列，并在所述激光通过移动的被测物体之后，使所述多个分量波面对齐，形成单个波面；将所述单个波面分割为两个分波面，并使用所述两个分波面产生干涉条纹；获得所产生的所述干涉条纹的图像；以及根据所获得的所述干涉条纹的所述图像随时间的改变，检测在移动的所述被测物体的表面上存在的缺陷。 

如上所述，根据本发明的第一和第二实施例，光源用于发射激光；反射镜组用于将由所述光源发射的入射激光的波面分割为多个分量波面，将所述多个分量波面排列为形成朝着一个方向的阵列，并在所述激光通过移动的被测物体之后，使所述多个分量波面对齐，形成单个激光波面。当波面被分割为多个分量波面的激光通过移动的被测物体时，由于可能存在于被测物体表面上的缺陷，激光的波面将产生褶皱。接着，在激光已经通过移动的被测物体之后，反射镜组使多个分量波面对齐以形成单个波面。接着，干涉板用于将所述单个波面分割为两个分波面，并使用所述两个分波面产生干涉条纹。随后，摄像部用于获得由所述干涉板产生的所述干涉条纹的图像。最后，分析部根据由所述摄像部获得的所述干涉条纹的图像随时间的改变，检测在移动的所述被测物体的表面上存在的缺陷。因此，能够检测移动的被测物体上的在被测物体宽度方向上的较宽范围内存在的缺陷。 

如上所述，根据本发明，可检测被测物体的宽度方向上较宽范围内的缺陷。 

附图说明

图1是粗略示出了缺陷检查装置的代表性结构的图。 

图2A是示出了楔形板的代表性形状的图。 

图2B是说明在光学膜中没有缺陷的情况下干涉条纹产生原理的图。 

图2C是示出了在光学膜中没有缺陷的情况下代表性干涉条纹的图。 

图3A是粗略示出了光学膜上产生的代表性缺陷的示例图。 

图3B是说明在光学膜上存在缺陷的情况下干涉条纹产生原理的粗略示例图。 

图3C是粗略示出了在光学膜上存在缺陷的情况下代表性干涉条纹的示例图。 

图4A是粗略示出了具有作为代表性缺陷的突出的光学膜的图。 

图4B是粗略示出了具有作为另一代表性缺陷的凹陷的光学膜的图。 

图5是粗略示出了本发明第一实施例的缺陷检查装置的代表性结构的图。 

图6是粗略示出了本发明第一实施例中第一反射镜的代表性布局图。 

图7是示出了第一反射镜和被第一反射镜分割的矩形波面之间关系的图。 

图8是说明将激光的波面分割成多个分量波面的过程的粗略图。 

图9A是粗略示出了对各光谱进行代表性分离的图。 

图9B是粗略示出了使用滤光技术提取代表性预定光谱的图。 

图9C是粗略示出了经提取的光谱向原点的代表性移动的图。 

图10是示出了本发明第二实施例的缺陷检查装置的代表性结构的图。 

图11是粗略示出了本发明第二实施例的第一至第四反射镜的代表性布局图。 

图12A是粗略示出了激光的反射的示例图。 

图12B是粗略示出了激光通过光学膜的缺陷部的示例图。 

图12C是粗略示出了激光通过TAC膜厚度改变部分的示例图。 

图13是粗略示出了光学膜的代表性结构的图。 

图14A是说明制造没有缺陷产生的光学膜的过程的示例图。 

图14B是说明制造有缺陷产生的光学膜的过程的示例图。 

具体实施方式

参考附图，以下述章节的顺序来解释本发明的优选实施例。 

1.光学膜上缺陷的检测原理 

2.第一实施例(使用第一镜组和第二镜组的实施例) 

3.第二实施例(使用第三镜组和第四镜组的实施例) 

1.光学膜上缺陷的检测原理

首先，为了使本发明的实施例更易于理解，下述说明使用剪切干涉仪检测光学膜10上存在的缺陷的原理。 

缺陷检查装置的结构

图1是示出了缺陷检查装置1的代表性结构的图。如图1所示，缺陷检查装置1使用光源2、扩束镜3、楔形板4、反射镜5、成像透镜6、摄像部7和分析部8。用作被测物体的光学膜10放置在楔形板4和反射镜5之间。光学膜10通常包括诸如TAC膜15等光学膜和在TAC膜15上形成的诸如硬涂层16等其它光学膜。 

光源2向扩束镜3发射用作相干光的激光。扩束镜3将来自光源2的入射激光的波面扩大到预定大小。接着，扩束镜3将激光以平行激光束的形式导向楔形板4。 

楔形板4设置在相对于来自扩束镜3的入射激光束的方向倾斜的方向上，从而与激光束的方向形成预定角度。楔形板4将来自扩束镜3的激光束透射到用于反射激光束的反射镜5上。楔形板4还将从反射镜5反射的激光的波面(检测波面)分割为两个分波面，在两个分波面之间提供空间位移，并使两个分波面彼此干涉。 

图2A是示出了楔形板4的代表性形状的图。如图2A所示，楔形板4具有楔子形状。更具体地说，楔形板4具有彼此面对的第一表面S1和 第二表面S2。第二表面S2相对于第一表面S1倾斜，与第一表面S1形成预定角度α。 

在具有上述结构的楔形板4中，从反射镜5反射的激光的一部分由第一表面S1反射到成像透镜6。另一方面，从反射镜5反射的激光的剩余部分不会被第一表面S1反射到成像透镜6。而是，从反射镜5反射的激光的剩余部分传播到楔形板4内部并到达第二表面S2。接着第二表面S2反射激光的剩余部分。 

来自扩束镜3并透过楔形板4的激光通过用作被测物体的光学膜10传播到反射镜5。反射镜5也通过光学膜10将激光反射回楔形板4。反射镜5设置为与来自楔形板4的激光的入射方向垂直，从而反射该入射激光。 

成像透镜6在摄像部7上形成由楔形板4形成的干涉条纹的图像。摄像部7通常是CCD照相机。摄像部7在其使用的摄像器件上获得由成像透镜6形成的干涉条纹的图像。上述摄像器件的代表示例是CCD。摄像部7将干涉条纹的图像作为图像数据提供给分析部8。为了检测光学膜10上存在的缺陷，分析部8使用预定算法来分析从摄像部7接收的作为干涉条纹数据的图像数据。 

缺陷检查装置的操作

下述说明具有上述结构的缺陷检查装置1执行的代表性操作，由此检测光学膜10上存在的缺陷。如上所述，光源2向扩束镜3发射激光。扩束镜3将入射激光的波面扩大到预定大小。接着，扩束镜3将激光以平行激光束的形式导向楔形板4。楔形板4将激光透射到用于反射激光的反射镜5。透过楔形板4的激光通过光学膜10传播到反射镜5。反射镜5也通过光学膜10将激光反射回楔形板4。 

图2B是示出了楔形板4反射激光的图。图2C是示出了由楔形板4形成的代表性干涉条纹的图。如图2B所示，楔形板4将利用反射镜5通过光学膜10反射回楔形板4的激光的波面分割为两个分波面。更具体地说，从反射镜5反射的激光的一部分由楔形板4的第一表面S1反射到成像透镜6，作为具有一个分波面的激光。另一方面，从反射镜5反射的 激光的剩余部分并不由第一表面S1反射到成像透镜6。而是，从反射镜5反射的激光的剩余部分传播到楔形板4的内部并到达第二表面S2。接着第二表面S2将从反射镜5反射的激光的剩余部分反射到成像透镜6，作为具有另一分波面的激光。 

通过如上所述将从反射镜5到达楔形板4的激光的波面分割为两个分波面，在两个分波面之间产生空间位移。接着，通过将具有两个分波面之一的激光重叠在具有另一分波面的激光上，如图2C所示，在摄像部7上产生干涉条纹的图像。 

图2C是示出了在光学膜10中不具有缺陷的情况下代表性干涉条纹的分波面的图。干涉条纹间距d可由下述方程(1)表达。在此方程中，参考符号α表示楔形板4的楔形角度，参考符号λ表示激光的波长。 

由楔形板4形成的干涉条纹在摄像部7中形成为图像，然后摄像部7将该图像转换为电信号。摄像部7随后将该电信号提供给分析部8作为代表图像数据的信号。最后，为了检测在光学膜10上可能存在的缺陷，分析部8通过使用预定算法分析从摄像部7接收的作为干涉条纹数据的图像数据。 

光学膜上缺陷的检测

如下所述，参考图3A～图3C来说明分析部8通常采用的缺陷检测方法。图3A是粗略示出了在光学膜10上产生的代表性缺陷的示例图，该光学膜10是通过在TAC膜15的表面上形成硬涂层16而获得的。下面说明用于检测在硬涂层16上产生的代表性缺陷的缺陷检测方法。在硬涂层16上产生的代表性缺陷是具有凹陷的条带。如图3A所示，该凹陷具有在相对于光学膜10的移动方向的水平方向上的宽度w和深度t。但是，可由缺陷检查装置1检测的缺陷形状并不限于图3A的示例图中所示的代表形状。例如，缺陷检查装置1还可以检测具有突出形状的条带缺陷。 

如果光学膜10具有如图3A的示例图中所示的缺陷，则通过缺陷的激光的波面从通过除了该缺陷之外的部分的光的波面偏移。在此情况下， 产生这样的波面：该波面弯曲，形成如图3B所示的在该波面一部分上的突出。由此，激光的波面形成褶皱。弯曲波面的弯曲宽度a由如下的方程(2)表达。 

a＝2(n-1)t                                              (2) 

上述方程中的参考符号n和t表示下述量： 

n：硬涂层16的折射率 

t：硬涂层16上形成的缺陷的深度。 

如图3B所示，当具有上述波面且由反射镜5反射的激光到达楔形板4时，由反射镜5反射的入射激光的一部分由楔形板4的第一表面S1反射到成像透镜6，作为具有两个分波面之一的激光。另一方面，由反射镜5反射的激光的剩余部分并不由第一表面S1反射到成像透镜6。而是，由反射镜5反射的激光的剩余部分传播到楔形板4的内部并到达第二表面S2。接着，第二表面S2将由反射镜5反射的激光的该剩余部分反射到成像透镜6，作为具有另一分波面的激光。此时，在两个分波面之间产生空间位移，这两个分波面是指由楔形板4的第一表面S1反射到成像透镜6的激光的分波面以及由楔形板4的第二表面S2反射到成像透镜6的激光的分波面。也就是说，由第一表面S1反射的激光用作具有两个分波面之一的激光，而由第二表面S2反射的激光用作具有另一分波面的激光。接着，通过将具有两个分波面之一的激光重叠在具有另一分波面的激光上，如图3C所示，在摄像部7上产生干涉条纹的图像。 

如上所述，当在光学膜10的硬涂层16上产生条带时，产生具有波浪形的干涉条纹。具有波浪形的干涉条纹具有间距d和位移Δd，该间距d和位移Δd与在光学膜10上的硬涂层16上产生的条带的深度t相关联。在光学膜10上的硬涂层16上产生的条带的深度t由下述方程(3)表达。在方程(3)中，参考符号d表示干涉条纹的间距，参考符号Δd表示干涉条纹的位移，参考符号n表示硬涂层16的折射率，参考符号λ表示激光的波长。 

$t=\frac{\mathrm{\Δd}}{2(n-1)d}\·\mathrm{\λ}---\left(3\right)$

此外，下述方程(4)表达了在两个分波面之间产生的空间位移W。在方程(4)中，参考符号n_w表示楔形板4的折射率，参考符号h表示楔形板4的厚度，参考符号θ表示楔形板4和入射到楔形板4上的激光形成的入射角。应注意的是，在此代表性表达式中，楔形板4的厚度h是楔形板4的高度的平均值，并且在两个分波面之间产生的空间位移W大于在光学膜10上的硬涂层16上产生的条带的宽度w。 

$w<W=\frac{2h\&CenterDot;{\sin }^2\mathrm{\&theta;}}{\sqrt{n_W^2-{\sin }^2\mathrm{\&theta;}}}---\left(4\right)$

如上所述，为了检测有可能存在于光学膜10上的缺陷，分析部8使用预定算法分析从摄像部7接收的作为干涉条纹数据的图像数据。例如，如果在光学膜10上产生有缺陷，则在干涉条纹中产生的弯曲的位移大于在光学膜10上没有产生缺陷的情况下所产生的弯曲的位移。 

在解释上述原理时所使用的缺陷检查装置1中，由扩束镜3扩大的激光波面的宽度近似于存在有缺陷的光学膜10的检查范围。另一方面，光学膜10的宽度通常为带状，该光学膜10还可认为是用作被测物体的原膜。因此，缺陷检查装置1能够仅检查移动的光学膜10的较小区域。 

2.第一实施例

接下来说明本发明的第一实施例。在本发明的第一实施例中，使用反射镜组来将激光的圆形波面分割为多个分量波面，各分量波面都具有近似矩形形状，且该多个分量波面布置在光学膜10的宽度方向上，从而检测光学膜10的较宽范围内的缺陷。 

光学膜

首先，下述说明在本发明实施例中用作被测物体的光学膜10。如前面所述的图13所示，光学膜10是通过在TAC膜15的表面上形成硬涂层16而获得的。如说明制造没有缺陷产生的光学膜的过程的图14A所示，硬涂层16在称作移动方向的方向上铺设在用作原膜的TAC膜15的表面上。为了将硬涂层16铺设在TAC膜15的表面上，使用诸如刀片110等涂敷部将硬涂敷材料连续地涂敷到TAC膜15的表面上。当涂敷到TAC 膜15表面上的硬涂敷材料硬化时，则在TAC膜15的表面上产生硬涂层16，从而形成光学膜10。 

虽然硬涂敷材料被连续涂敷到TAC膜15的表面上，但在一些情况下，如在说明产生具有缺陷的光学膜的制造过程的图14B中的位置P处的标记X所示，诸如刀片110等涂敷部的一部分可能被阻塞。因此，如图14B所示，形成了涂敷不均匀，并且具有在TAC膜15表面上刀片110的移动方向上的线状。结果，在涂敷到TAC膜15表面上的硬涂敷材料硬化后，在一些情况下，在涂敷在TAC膜15表面上的硬涂层16上留下条带，该条带具有在TAC膜15表面上刀片110的移动方向上的固定长度和线状。 

更具体地说，如图14B所示，涂敷不均匀被形成为具有在TAC膜15表面上刀片110的移动方向上的线状。在此情况下，如图4A所示，具有在TAC膜15表面上刀片110的移动方向上的线状的条带留在硬涂层16上，作为硬涂层16上的突出部分。可替换地，如图4B所示，具有在TAC膜15表面上刀片110的移动方向上的线状的条带留在硬涂层16上，作为硬涂层16上的凹陷部分。应注意的是，到目前为止的说明中使用的膜也可认为是薄膜。 

缺陷检查装置的结构

图5是粗略示出了本发明第一实施例的缺陷检查装置20的代表性结构的图。如图5所示，缺陷检查装置20使用光源2、光反射镜11、扩束镜3、楔形板4、第一反射镜组12、第二反射镜组13、成像透镜6、摄像部7和分析部8。用作被测物体的光学膜10位于第一反射镜组12和第二反射镜组13之间。光学膜10以固定速度在从纸面下方的位置向纸面上方的位置方向上，即，在相对于纸面向上的方向上移动。可替换地，光学膜10以固定速度在从纸面上方的位置向纸面下方的位置方向上，即，在相对于纸面向下的方向上移动。应注意的是，缺陷检查装置20使用一些与图1所示的缺陷检查装置1中相同的元件。这些相同的元件由与图1中对应元件所用的相同附图标记来表示，为避免重复说明，在下面的说明中不再详细解释。 

光反射镜11倾斜，且与光源2所发射的激光入射到光反射镜11的入射方向形成预定角度。光反射镜11将光源2发射的激光反射到扩束镜3。 

第一反射镜组12配置为通常使用第一反射镜12a～12d。第一反射镜组12将来自楔形板4的入射激光的圆形波面分割为多个分量波面，各分量波面都具有近似的矩形，且第一反射镜组12将多个分量波面排列在光学膜10的宽度方向上。 

图6是粗略示出了第一反射镜12a～12d的代表性布局图。各第一反射镜12a～12d倾斜，且与从楔形板4出射到第一反射镜组12上的激光的入射方向形成预定角度。各第一反射镜12a～12d到楔形板4的距离以阶梯式增加。各第一反射镜12a～12d在高度上以预定间隔布置，并且各第一反射镜12a～12d所处的高度随着它们与楔形板4的距离的阶梯式增加也以阶梯式增加。也就是说，第一反射镜与楔形板4的距离越远，第一反射镜的高度越高。因此，第一反射镜12a～12d被设置在第一反射镜12a～12d不互相重叠的位置处。 

图7是示出了第一反射镜12a～12d、将要被第一反射镜12a～12d分割的到达第一反射镜组12的入射激光的圆形波面A以及由第一反射镜12a～12d输出的激光的四个矩形波面A1～A4之间关系的图。入射到第一反射镜组12上的激光的圆形波面A是从激光入射侧的位置看过去的激光的截面。如图7的顶部所示，圆形波面A可被认为是由四个矩形波面A1～A4组成的波面。如图7所示，如上述布置的第一反射镜12a～12d通过下述方式反射入射激光：将被包围在激光的圆形波面A中的四个矩形波面A1～A4分成图7的右下角所示的四个矩形波面A1～A4。更具体地说，设置在最靠近楔形板4的位置处的第一反射镜12d反射作为具有矩形波面A4的激光束的入射激光。同理，然后，设置在相对靠近楔形板4的位置处的第一反射镜12c反射作为具有矩形波面A3的激光束的入射激光。同理，随后，设置在相对远离楔形板4的位置处的第一反射镜12b反射作为具有矩形波面A2的激光束的入射激光。同样，最后，设置在距离楔形板4最远的位置处的第一反射镜12a反射作为具有矩形波面A1的激光束的入射激光。 

分别由第一反射镜12a～12d反射并用作各自具有矩形波面A1、A2、A3和A4的四条激光束的四条激光束，在光学膜10的宽度方向上，在相邻且彼此分离的不同位置处分别通过移动的光学膜10。也就是说，入射到第一反射镜组12上的激光在一个方向上扩展为四条激光束。因此，可以加宽对光学膜10上存在缺陷的检查范围。 

第二反射镜组13配置为通常使用上述第二反射镜13a～13d。如图6所示，第二反射镜13a～13d放置在分别与第一反射镜12a～12d的高度对应的位置处。此外，如图5所示，第二反射镜13a～13d各自朝着与分别由第一反射镜12a～12d反射的入射激光束的入射方向垂直的方向。因此，通过分别与来自第一反射镜12a～12d的入射激光束相同的路径，由第二反射镜13a～13d反射的激光束分别传播到第一反射镜12a～12d。也就是说，分割入射到第一反射镜组12上的激光而获得的四条激光束各自在光学膜10的同一路线上通过两次。 

此外，在第一反射镜12a～12d和与第一反射镜12a～12d形成反射镜对的第二反射镜13a～13d之间的距离根据第一反射镜12a～12d和楔形板4之间的距离而设定。也就是说，在第一反射镜12a～12d和第二反射镜13a～13d之间的距离被设定为这样的值，使得从楔形板4出射的激光束在由第一反射镜12a～12d和第二反射镜13a～13d反射后通过具有预定长度的光路返回到楔形板4。 

更具体地说，距离楔形板4最远的第一反射镜12a和与第一反射镜12a形成反射镜对的第二反射镜13a之间的距离被设定为最小值，从而与第一反射镜12a和楔形板4之间的距离一起提供上述预定长度。 

同样，最靠近楔形板4的第一反射镜12d和与第一反射镜12d形成反射镜对的第二反射镜13d之间的距离被设定为最大值，从而与第一反射镜12d和楔形板4之间的距离一起提供上述预定长度。 

因此，来自楔形板4的入射激光的波面分别由第一反射镜12a～12d分割为四条激光束的四个分量波面。在四条激光束通过各自的光路之后，分别由第二反射镜13a～13d反射的四条激光束再次分别到达第一反射镜12a～12d。因此，四条激光束的四个分量波面再次对齐为一个波面。具有 上述对齐的波面的激光由第一反射镜组12照射回楔形板4。 

如上所述，分别与第二反射镜13a～13d形成反射镜对的第一反射镜12a～12d用于将入射到第一反射镜组12上的激光的波面通常分割为四个分量波面。但是应注意的是，分量波面的数目并不限于四个。也就是说，较理想的是，将分量波面的数目适当地设定为对于用作被测物体的光学膜10的宽度合适的值。例如，激光的分量波面的数目可设定为四之外的合适数值。 

缺陷检查装置的操作

接下来说明缺陷检查装置20进行的操作。应注意的是，下述说明根据光学膜10的宽度确定测量范围并且从楔形板4出射的激光的波面由第一反射镜组12分割为八个分量波面的情况。接着，具有八个分量波面的八条激光束照射到光学膜10上。 

更详细地说，由光源2发射的激光通过光反射镜11传播到扩束镜3。扩束镜3将激光的波面扩大到预定大小，并将激光以平行激光束的形式照射到楔形板4。入射到楔形板4的激光通过楔形板4并传播到第一反射镜组12。 

如图8所示，入射到第一反射镜组12上的激光的波面由第一反射镜组12的第一反射镜12a～12h分割为八个分量波面，该八个分量波面接着被照射到光学膜10上。各第一反射镜12a～12h在高度上以预定间隔布置，并且各第一反射镜12a～12h所处的高度随着它们与楔形板4的距离的阶梯式增加也以阶梯式增加。因此，第一反射镜12a～12h设置在使第一反射镜12a～12h不互相重叠的位置处。因此，由第一反射镜12a～12h反射的激光束排列在光学膜10的宽度方向上，加宽了光学膜10中存在缺陷的检查范围。 

应注意的是，在图8所示的代表性结构中，八个分量波面中的任意一个特定分量波面可稍微与该特定分量波面相邻的分量波面重叠。通过将八个分量波面的任意一个特定分量波面稍微重叠在与该特定分量波面相邻的分量波面上，即使缺陷存在于光学膜10上任意两个相邻分量波面之间的边界上，也能检测到缺陷。 

由第一反射镜12a～12h照射到光学膜10的激光束的分量波面通过光学膜10，并分别到达第二反射镜13a～13h。由于第二反射镜13a～13h布置在与入射到第二反射镜组13上的激光束的入射方向垂直的方向上，因而入射到第二反射镜组13上的激光束的分量波面由第二反射镜13a～13h反射，并通过与入射到第二反射镜组13上的激光束的分量波面相同的光路，分别返回到第一反射镜12a～12h。随后，第一反射镜12a～12h使由第二反射镜组13反射的分量波面对齐，形成单个波面，接着将该单个波面照射到楔形板4上。 

入射到楔形板4的激光的单个波面由楔形板4的第一表面S1和第二表面S2反射，并被分割为两个分波面。楔形板4的第一表面S1靠近第一反射镜组12，而楔形板4的第二表面S2靠近扩束镜3。更详细地说，由第一反射镜组12反射的激光的一部分由第一表面S1反射到成像透镜6。另一方面，由第一反射镜组12反射的激光的剩余部分不由第一表面S1反射到成像透镜6。而是，由第一反射镜组12反射的激光的剩余部分传播到楔形板4内部，并到达第二表面S2。接着，第二表面S2将由第一反射镜组12反射的激光的该剩余部分反射到成像透镜6。 

在从楔形板4出射的两个分波面之间产生空间位移。在摄像部7执行的过程中，产生有空间位移的两个分波面彼此重叠，从而获得如上面参照图3说明的干涉条纹的图像。接着，摄像部7将其获得的干涉条纹的图像作为图像数据提供给分析部8。接着，分析部8分析干涉条纹的图像数据。 

下面参考图9来说明分析部8所使用的用于分析图像数据的图像分析方法，图9包括多个用于说明上述图像分析方法的图。现有各种可用的图像分析方法。在第一实施例中，采用使用了傅立叶变换(Fouriertransform)的图像分析方法。根据使用了傅立叶变换的图像分析方法，使用空间载波的频率来提取与干涉条纹振幅有关的信息和与相位变化有关的信息。 

更具体地说，通过在相互干涉的波面之间设置极小角度的倾斜，可以获得由方程(5)表达的空间载波条纹，作为基于干涉条纹图像的空间载波条纹图形。 

g(x，y)＝a(x，y)+b(x，y)cos[2π(f_XOx+f_YOy)+φ(x，y)]              (5) 

接着，将二维傅立叶变换施加到空间载波条纹图形上，从而获得由下述方程(6)表达的二维空间频谱。 

G(f_X，f_Y)＝A(f_X，f_Y)+C(f_X-f_OX，f_Y-f_OY)+C*(-(f_X+f_OX，-(f_Y+f_OY))    (6) 

在上述方程中使用的符号C(f_x，f_y)表示干涉条纹中明暗变化的复振幅的傅立叶谱(Fourier spectrum)。傅立叶谱C(f_x，f_y)由下述方程(7)表达。 

$c(x,y)=\frac{1}{2}b(x,y)\exp \left[\mathrm{i\&phi;}(x,y)\right]---\left(7\right)$

以此方法，如图9A所示，各谱被载波频率分离。因此，如图9B所示，通过使用滤波技术提取方程(6)右侧表达式的第二项，图9B是粗略示出了通过使用滤波技术提取的代表性预定谱的图。接着，如图9C所示，将提取的方程(6)右侧表达式的第二项移动到原点。由此，空间载波频率f_X0和f_Y0被移除，从而可获得傅立叶谱C(f_X，f_Y)。 

接着，将傅立叶逆变换(inverse Fourier transform)应用到提取的谱，从而提供由方程(7)表达的复振幅。因此，可从表示复振幅的对数的方程(8)右侧表达式的实部中获得干涉条纹的振幅b(x，y)。此外，还可以从方程(8)右侧表达式的虚部中获得干涉条纹的相位 

$\log \left[c(x,y)\right]=\log \left[\frac{1}{2}b(x,y)\right]+\mathrm{i\&phi;}(x,y)---\left(8\right)$

根据通过上述方法获得的干涉条纹的振幅信息和相位信息，可确定在光学膜10上是否产生有缺陷。 

如上所述，在第一实施例中，激光的波面被分割成多个分量波面，该多个分量波面接着被排列在光学膜10的宽度方向上，从而加宽光学膜10中存在缺陷的检查范围。 

3.第二实施例

接下来说明本发明的第二实施例。在第二实施例中，除了第一实施例中使用的第一反射镜组12和第二反射镜组13之外，还提供了第三反射镜组21和第四反射镜组22，从而使激光比第一实施例中来回更多次地 通过光学膜10。 

缺陷检查装置的结构

在下文中说明本发明第二实施例的缺陷检查装置30的代表性结构。图10是示出了本发明第二实施例的缺陷检查装置30的代表性结构的图。通过上述说明可知，第二实施例的缺陷检查装置30与第一实施例的缺陷检查装置20的不同之处在于，除了第一实施例的缺陷检查装置20中使用的第一反射镜组12和第二反射镜组13之外，缺陷检查装置30还包括第三反射镜组21和第四反射镜组22。 

应注意的是，在图10所示的第二实施例的缺陷检查装置30中，所使用的与图5所示的第一实施例的缺陷检查装置20中使用的各对应部分相同的元件由与其对应部分相同的附图标记来表示。此外，下述说明不详细解释图10所示的第二实施例的缺陷检查装置30中与第一实施例的缺陷检查装置20中使用的各对应部分相同的元件，从而避免重复说明。 

第二反射镜13a～13d倾斜预定角度，使得第二反射镜13a～13d将从各个第一反射镜12a～12d通过光学膜10传播来的入射激光束也通过光学膜10分别反射到第三反射镜21a～21d，第三反射镜21a～21d属于稍后说明的第三反射镜组21。 

如上所述，第三反射镜组21配置为包括第三反射镜21a～21d，第三反射镜21a～21d设置在第三反射镜21a～21d在高度方向上分别从第一反射镜12a～12d偏移的上方位置处。也就是说，当从光学膜10的位置处观察时，第三反射镜21a～21d并不与第一反射镜12a～12d分别重叠。此外，第三反射镜21a～21d倾斜预定角度，使得第三反射镜21a～21d将从各个第二反射镜13a～13d传播来的入射激光束通过光学膜10分别反射到第四反射镜22a～22d，第四反射镜22a～22d属于稍后说明的第四反射镜组22。 

如上所述，第四反射镜组22配置为包括第四反射镜22a～22d，第四反射镜22a～22d设置在分别对应于第三反射镜21a～21d的高度上，使得第四反射镜22a～22d在高度方向上分别从第二反射镜13a～13d偏移。也就是说，当从光学膜10的位置处观察时，第四反射镜22a～22d并不与第二反射镜13a～13d分别重叠。此外，第四反射镜22a～22d朝着与分别来 自第三反射镜21a～21d的入射激光束的入射方向垂直的方向，因而第四反射镜22a～22d将分别来自第三反射镜21a～21d的入射激光束通过光学膜10分别反射到第三反射镜21a～21d。 

因此，入射到第四反射镜组22的激光束由第四反射镜22a～22d反射，并通过与激光束入射到第四反射镜组22上相同的光路分别返回到第三反射镜21a～21d。由第四反射镜22a～22d反射的激光束通过光学膜10分别传播到第三反射镜21a～21d，并由第三反射镜21a～21d通过光学膜10分别反射到第二反射镜13a～13d。最后，激光束由第二反射镜13a～13d通过光学膜10分别反射回到第一反射镜12a～12d。 

如上所述，在第二实施例中，第三反射镜组21具有四个第三反射镜21a～21d，第四反射组22具有四个第四反射镜22a～22d。但是应注意的是，本发明的实施并不限于第二实施例。也就是说，第三反射镜的数目以及第四反射镜的数目可根据第一反射镜的数目或第二反射镜的数目来确定。 

缺陷检查装置的操作

接下来说明缺陷检查装置执行的操作。图11是粗略示出了第一～第四反射镜的代表性布局图。为了避免说明过于复杂，图11中仅显示了第三反射镜21a～21d中的第三反射镜21b，且图11中仅显示了第四反射镜22a～22d中的第四反射镜22b。 

由光源2发射的激光通过光反射镜11传播到扩束镜3。扩束镜3将激光以平行激光束的形式照射到楔形板4。入射到楔形板4的激光通过楔形板4并传播到第一反射镜组12。第一反射镜12a～12d将入射到第一反射镜组12的激光的波面分割为四个分量波面，并将该四个分量波面照射到光学膜10。 

照射到光学膜10的四个激光分量波面通过光学膜10，并分别由第二反射镜13a～13d反射。分别由第二反射镜13a～13d反射的四个激光分量波面通过光学膜10分别传播到第三反射镜21a～21d，并分别由第三反射镜21a～21d反射。分别由第三反射镜21a～21d反射的四个激光分量波面通过光学膜10分别传播到第四反射镜22a～22d，并分别由第四反射镜 22a～22d反射。 

第四反射镜22a～22d朝着与分别来自第三反射镜21a～21d的四个入射激光分量波面的入射方向垂直的方向，因而第四反射镜22a～22d通过与四个激光分量波面入射到第四反射镜组22相同的光路，将分别来自第三反射镜21a～21d的四个入射激光分量波面分别反射到第三反射镜21a～21d。 

因此，入射到第四反射镜组22的四个激光分量波面由第四反射镜22a～22d反射，并通过光学膜10分别返回到第三反射镜21a～21d。由第四反射镜22a～22d反射的激光束通过光学膜10分别传播到第三反射镜21a～21d，并同样通过光学膜10由第三反射镜21a～21d反射到第二反射镜13a～13d。最后，激光束通过光学膜10分别由第二反射镜13a～13d反射回到第一反射镜12a～12d。第一反射镜12a～12d使四个激光分量波面对齐，从而形成单个激光波面，并将该单个激光波面照射到楔形板4。 

以上述第一实施例相同的方式，楔形板4将照射到其上的单个激光波面分割为两个分波面，接着成像透镜6使用该两个分波面产生干涉条纹。 

光学膜上缺陷的检测

在本发明的第二实施例中，在检测存在于光学膜10上的缺陷的过程中，发射的激光来回多次通过光学膜10。例如，在本发明的第二实施例中，除了第一实施例中使用的第一反射镜组12和第二反射镜组13之外，还设置了第三反射镜组21和第四反射组22，从而使激光比第一实施例来回更多次地传播通过光学膜10。因此，如图12A所示，当激光被照射到光学膜10上时，第一反射镜组12、第二反射镜组13、第三反射镜组21和第四反射镜组22使激光来回各三次通过光学膜10。结果，激光通过光学膜10上包括点X、Y和Z的同一路线六次。 

因此，如果在光学膜10上相对于光学膜10的移动方向的水平方向上产生线状的条带，则当激光通过光学膜10时，激光波面的弯曲增加。因而，在观察干涉条纹时，更强调条带所形成的弯曲。因此，即使条带较浅，通过强调激光波面的弯曲，也能检测由条带导致的缺陷。 

此外，接下来考虑在光学膜10中TAC膜15一些部分的厚度改变的情况。通常，TAC膜15的厚度以不同于条带形成于硬涂层16上的方式部分地改变，该条带在与光学膜10的移动方向平行的方向上具有特定长度。因此，即使激光的波面来回多次地通过光学膜10，也很有可能出现这样的情况：在光学膜10上的激光波面通过的所有点处不能检测到TAC膜15的部分改变。 

在本发明的第二实施例中，为了仅强调由产生在硬涂层16上的条带导致的波面的弯曲，激光的波面来回多次通过光学膜10。因此，可减少TAC膜15的厚度改变的影响。 

例如，接下来考虑已经在光学膜10的硬涂层16上形成了条带，且TAC膜15的厚度不改变的情况。在此情况下，在图12A所示的点X、Y和Z处，激光的波面通过产生有条带的部分。因此，如图12B所示，激光的波面通过产生有条带的部分六次。图12B是粗略示出了激光通过缺陷部分的示例图。 

另一方面，作为另一示例，考虑在光学膜10的硬涂层16上没有产生条带，但TAC膜15的厚度在图12A的示例图所示的点Y处改变的情况。在此情况下，在点Y处，激光的波面通过TAC膜15厚度改变的部分。因此，如图12C所示，激光的波面通过TAC膜15厚度改变的部分两次。 

如上所述，激光的波面来回多次通过光学膜10。在此情况下，激光的波面通过硬涂层16上的条带部分的次数多于激光的波面通过TAC膜15厚度改变部分的次数。因此，当激光的波面通过硬涂层16上的条带部分时，与激光的波面通过TAC膜15厚度改变部分的情况相比，干涉条纹处产生的弯曲增加得更多。 

因此，仅强调由在硬涂层16中产生的条带导致的弯曲，从而可降低TAC膜15厚度改变的影响。因此，可防止TAC膜15厚度改变导致的缺陷被错误检测。 

如上所述，在第二实施例中，即使在光学膜10的硬涂层16上产生的条带较浅，由于激光来回多次传播通过光学膜10，因此激光波面的弯 曲被强调，从而能够以比第一实施例更高的精确度来检测条带导致的缺陷。 

此外，在第二实施例中，激光来回多次通过光学膜10上的同一路线。因此，即使TAC膜15的厚度改变，也仅强调由光学膜10上的缺陷导致的波面弯曲。由此可防止TAC膜15厚度改变导致的缺陷被错误检测。 

如上所述，在第二实施例中设置有第三反射镜组21和第四反射镜组22。但是应注意的是，本发明的实施并不限于第二实施例的结构。例如，还可提供在第一实施例中仅增加第三反射镜组21的结构。在此结构中，第三反射镜组21朝着与来自第二反射镜组13的激光入射到第三反射镜组21的入射方向垂直的方向。因此，由第二反射镜组13照射到第三反射镜组21上并作为入射到第三反射镜组21上的激光的激光由第三反射镜组21反射，并通过与入射激光相同的光路离开第三反射镜组21。从而，激光来回通过光学膜10四次。因此，还是在此结构中，与激光来回六次通过光学膜10的第二实施例的情况相同，仅强调由光学膜10上的缺陷导致的波面弯曲。这样，能够防止TAC膜15厚度改变导致的缺陷被错误检测。 

对本发明的第一和第二实施例的说明到此为止。但是应注意的是，本发明的实施并不限于上述的第一和第二实施例的结构。也就是说，第一和第二实施例的结构可变为多种变化例，只要变化例在不偏离本发明精神的范围内即可。此外，虽然上述第一和第二实施例都使用光学膜10中的TAC膜15，但本发明的实施并不限于该代表性结构。也就是说，由任何材料制成的能够透光的膜都可以使用。 

综上所述，第一和第二实施例都实现了包括使用楔形板4作为干涉仪的剪切干涉仪的代表性结构。但是应注意的是，本发明的实施并不限于第一和第二实施例实现的此代表性结构。也就是说，也可以使用除了剪切干涉仪之外的干涉仪。 

Claims (8)

1.一种缺陷检查装置，所述缺陷检查装置包括：

光源，其发射激光；

反射镜组，其将由所述光源发射的入射激光的波面分割为多个分量波面，将所述多个分量波面排列为形成朝着一个方向的阵列，并在所述激光通过移动的被测物体之后，使所述多个分量波面对齐，形成单个波面；

干涉仪，其将所述单个波面分割为两个分波面，并使用所述两个分波面产生干涉条纹；

摄像部，其获得由所述干涉仪产生的所述干涉条纹的图像；以及

分析部，其根据通过所述摄像部获得的所述干涉条纹的图像随时间的改变，检测在移动的所述被测物体的表面上存在的缺陷。

2.根据权利要求1所述的缺陷检查装置，其中，所述反射镜组使分割后的所述多个分量波面通过所述被测物体上的同一路线至少两次。

3.根据权利要求2所述的缺陷检查装置，其中，所述反射镜组使分割后的所述多个分量波面通过所述被测物体上的同一路线至少四次。

4.根据权利要求1所述的缺陷检查装置，其中，所述干涉仪具有第一表面和第二表面，并使用楔形板，把来自所述反射镜组的入射激光分割为由所述第一表面反射的激光和不由所述第一表面反射而由所述第二表面反射的激光。

5.根据权利要求1所述的缺陷检查装置，其中，所述被测物体是光学膜或基板。

6.根据权利要求1所述的缺陷检查装置，其中，所述分析部使用预先确定的图像处理算法分析从所述干涉条纹的图像获得的干涉条纹图形，以便检测在所述被测物体的表面上存在的缺陷。

7.根据权利要求6所述的缺陷检查装置，其中，所述分析部使用傅立叶变换作为所述图像处理算法。

8.一种缺陷检查方法，所述缺陷检查方法包括如下步骤：

驱动光源发射激光；

驱动反射镜组，将由所述光源发射的入射激光的波面分割为多个分量波面，将所述多个分量波面排列为形成朝着一个方向的阵列，并在所述激光通过移动的被测物体之后，使所述多个分量波面对齐，形成单个波面；

将所述单个波面分割为两个分波面，并使用所述两个分波面产生干涉条纹；

获得所产生的所述干涉条纹的图像；以及

根据所获得的所述干涉条纹的图像随时间的改变，检测在移动的所述被测物体的表面上存在的缺陷。

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