CN1815206A - 光学元件的缺陷检测方法和缺陷检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种能高精度检测出叠积多个具有透光性的层的光学元件的缺陷的光学元件缺陷检测方法和缺陷检测装置。以相互不同的2个观察角度(θ1、 θ2)检测出亮点(10)的光强度，对检测出的各观察角度(θ1、θ2)的光强度进行比较，并根据缺陷的观察角度与光强度的相关关系，判断缺陷的正当性、即判断是伪缺陷还是真缺陷，从而严格判别该缺陷是真缺陷还是伪缺陷。

Description

光学元件的缺陷检测方法和缺陷检测装置

发明领域

本发明涉及检测叠积多个具有透光性的层而构成的光学元件的缺陷的光学元件缺陷检测方法和缺陷检测装置。

背景技术

已在各种实际应用中提供用激光检测被检查物缺陷的技术。第1已有技术的缺陷检测方法，使激光从半导体晶圆的侧面传导至晶圆表面，并从被检查物的上方检测反射光。在检测出来自被检查物的反射光时，区别异物反射的反射光和正常保护膜等反射的反射光。通过使用偏振板，能仅检测出异物反射的光。在这种技术中，利用异物的反射光偏振分量的特性，判断是否为异物(例如参考日本国专利公开平1-41922号公报)。

第2已有技术的缺陷检测方法将激光导入透明衬底，使激光在透明衬底内全反射，并由光检测器将透明衬底内不均匀点不能满足全反射条件时泄漏的光当作缺陷点检测出。这种技术在光检测器与透明衬底之间配置偏振板，利用偏振板去除从光学元件漏出的光，并去除残余的光，从而检测出缺陷(例如参考日本国专利公开平11-190699号公报)。

利用前述那样的导光方式对叠层型光学元件检测缺陷时，在叠层型光学元件的表面上将该缺陷当作亮点观测。叠层型光学元件是指多个叠积具有相互不同的光学特性的厚度几微米至几十微米的光学膜而构成的元件，叠层型光学元件由叠层的膜和叠积的层数控制叠层型光学元件总体光学特性。叠层型光学元件表面上出现的亮点起因于传导检查光的层中某些散射因素，其主要区别则是存在2种起因于散射因素的亮点。一种亮点是对叠层型光学元件可认为缺陷的散射因素产生的散射亮点(下文有时称为“缺陷亮点”)，另一种亮点是对叠层型光学元件不是妨碍其功能的缺陷的散射因素产生的散射亮点(下文有时称为“伪亮点”)。

叠层型光学元件的组成越复杂，产生这些散射亮点的因素越多。尤其是伪亮点，还包含起因于不妨碍被检查物的功能的微小缺陷的亮点。即便是这种微小缺陷，其散射光的亮度(即伪亮点的亮度)与缺陷亮点的亮度也无大差别。换句话说，缺陷的大小与散射光的亮度不成正比。因此，存在仅检测出散射光的亮度也不能区别缺陷亮点和伪亮点的问题。

上述第1和第2已有技术中，揭示了具有使光在被检查体的内部传导以检测出缺陷的单元的技术，又揭示了通过偏振元件观察受观测的散射亮点、从而去除来自散射亮点的散射光以外的光的技术。这种已有技术存在不能判别散射亮点是缺陷亮点还是伪亮点的问题。因此，第1和第2已有技术中，有可能将包含原本不应判断为缺陷的伪缺陷的叠层型光学元件，也错误识别为具有缺陷。因此采用第1和第2的已有技术，则叠层型光学元件存在缺陷检测精度差的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能高精度检测叠积多个具有透光性的层的光学元件的缺陷的光学元件缺陷检测方法和缺陷检测装置。

本发明的光学元件缺陷检测方法，检测叠积多个具有透光性的层的光学元件的缺陷，包含

使检测用的光从光学元件的一端面部入射的入射步骤；

以相互不同的多个观察角度，检测出从光学元件的叠层方向的一表面出射的光的光强度的检测步骤；

对检测出的各观察角度的光强度进行比较的比较步骤；以及

根据所述比较步骤的比较结果和预定的缺陷观察角度与光强度的相关关系，判断缺陷的正当性的判断步骤。

按照本发明，以相互不同的观察角度检测出光强度，对检测出的各观察角度的光强度进行比较，并根据该比较结果和预定的缺陷观察角度与光强度的相关关系判断缺陷的正当性。叠积多个具有透光性的层的光学元件中，作为检测用的光发生散射的缺陷，有不妨碍光学元件功能但使检测用的光散射的伪缺陷和异物或气泡等妨碍光学元件功能并使检测用的光散射的真缺陷。这些缺陷的散射光具有光强度因观察角度而不同的特性。因此，本发明通过以相互不同的多个观察角度检测出光强度，对检测出的各观察角度的光强度作比较，能判断缺陷的散射光的特性。预先规定缺陷的观察角度与光强度的相关关系。因此，可根据前述相关关系判断缺陷的正当性，能判断是伪缺陷还是真缺陷。因此，能严格判别是真缺陷还是伪缺陷。

根据本发明，由于以相互不同的多个观察角度检测出光强度，而且预先规定缺陷的观察角度与光强度的相关关系，可根据此相关关系判断缺陷的正当性，即判断是伪缺陷还是真缺陷。因此，能严格判别是真缺陷还是伪缺陷。由此，能去除检测出真缺陷的光学元件，所以能使生产率提高。

又，本发明的所述检测步骤中，使用至少一种光检测单元。

按照本发明，所述检测步骤中，用至少一种光检测单元以多个观察角度进行检测，因而能判断缺陷的正当性。

根据本发明，所述检测步骤中，用至少一种光检测单元以多个观察角度进行检测，因而能判断缺陷的正当性。

又，本发明的所述检测步骤中的多个观察角度包含对所述一表面形成大致法线方向的第1角度和对所述一表面形成锐角的第2角度。

按照本发明，所述检测步骤中的多个观察角度包含对所述一表面形成大致法线方向的第1角度和对所述一表面形成锐角的第2角度，因而能加大检测出的光强度的差异。

根据本发明，能加大检测出的光强度的差异。因此，可提高缺陷正当性的判断精度。

又，本发明的所述检测步骤中，包含通过导光单元使应以多个观察角度检测出的出射光折射到特定检测位置的阶段。

按照本发明，所述检测步骤中，包含通过导光单元使应以多个观察角度检测出的出射光折射到特定检测位置的阶段，因而能使检测位置的数量少于观察角度的数量。

根据本发明，能使检测位置的数量少于观察角度的数量。由此，能简便地实现本发明。

本发明的光学元件缺陷检测方法，检测叠积多个具有透光性的层的光学元件的缺陷，包含

使检测用的光从光学元件的一端面部入射的入射步骤；

以预定的观察角度，检测出从光学元件的叠层方向的一表面出射的光的光强度的检测步骤；以及

根据预定的缺陷观察角度与光强度的相关关系和所述检测步骤中检测出的光强度，判断有无缺陷的判断步骤。

按照本发明，以预定的观察角度检测出光强度，并根据预定的缺陷观察角度与光强度的关系判断有无缺陷。如上所述，伪缺陷和真缺陷的散射光具有光强度因观察角度而不同的特性，因而本发明这样通过以预定的观察角度检测出光强度，对检测出的各观察角度的光强度作比较，能判断缺陷的散射光的特性。由于预先规定缺陷的观察角度与光强度的相关关系，可根据此相关关系判断缺陷的正当性，即判断是伪缺陷还是真缺陷。

根据本发明，由于预先规定缺陷的观察角度与光强度的相关关系，可根据此相关关系判断缺陷的正当性，即判断是伪缺陷还是真缺陷。因此，能严格判别是真缺陷还是伪缺陷。

又，本发明的所述入射步骤中，使检测用的光入射成在光学元件的预定位置上检测用的光的光强度大致相同。

按照本发明，所述入射步骤中，使检测用的光入射成在光学元件的预定位置上检测用的光的光强度大致相同。检测用的光随着在光学元件内传导而衰减，但由于控制检测用的光的光强度，能使检测用的光的光强度在预定位置大致相同。

根据本发明，能使检测用的光的光强度在预定位置大致相同。由此，能防止检测用的光的光强度使缺陷从光学元件出射的光不希望地衰减，并且可根据上述相关关系可靠地判断缺陷的正当性。

又，本发明的所述检测步骤中，将观察角度规定为对所述一表面形成小于等于30度。

按照本发明，通过所述检测步骤中将观察角度规定为对所述一表面形成小于等于30度，能较可靠地判断基于所述相关关系的正当性。

根据本发明，通过所述检测步骤中将观察角度规定为对所述一表面形成小于等于30度，能较可靠地判断基于所述相关关系的正当性。

本发明的所述入射步骤中，将检测用的光的偏振状态取为大致平行于光学元件叠层方向的线偏振，并进行入射。

按照本发明，所述入射步骤中，将检测用的光的偏振状态取为大致平行于光学元件叠层方向的线偏振并进行入射，从而即使检测用的光由于光学元件的散射因素而散射，散射方向也能与叠层方向大致平行。由此，能防止检测用的光不希望地扩散而衰减。

根据本发明，能防止检测用的光不希望地扩散而衰减。因此，能使检测用的光有效地在光学元件内传导。

本发明的光学元件缺陷检测装置，检测叠积多个具有透光性的层的光学元件的缺陷，包含

使检测用的光从光学元件的一端面部入射的入射单元；

以相互不同的多个观察角度，检测出从光学元件的叠层方向的一表面出射的光的光强度的光检测单元；

对检测出的各观察角度的光强度进行比较的比较单元；以及

根据所述比较单元的比较结果和预定的缺陷观察角度与光强度的相关关系，判断缺陷的正当性的判断单元。

按照本发明，光检测单元以相互不同的观察角度检测出光强度，比较单元对检测出的各观察角度的光强度进行比较。根据比较单元的比较结果，判断单元根据预定的缺陷观察角度与光强度的相关关系，判断缺陷的正当性。叠积多个具有透光性的层的光学元件中，作为检测用的光发生散射的缺陷，有不妨碍光学元件功能但使检测用的光散射的伪缺陷和异物或气泡等妨碍光学元件功能并使检测用的光散射的真缺陷。这些缺陷的散射光具有光强度由于观察角度而不同的特性。因此，本发明这样通过以相互不同的多个观察角度检测出光强度，对检测出的各观察角度的光强度作比较，能判断缺陷的散射光的特性。由于预先规定缺陷的观察角度与光强度的相关关系，可根据此相关关系判断缺陷的正当性，即判断是伪缺陷还是真缺陷。

根据本发明，由于预先规定缺陷的观察角度与光强度的相关关系，可根据此相关关系判断缺陷的正当性，即判断是伪缺陷还是真缺陷。因此，能严格判别是真缺陷还是伪缺陷。由此，能去除检测出真缺陷的光学元件，所以使生产率提高。

又，本发明中至少使用一种光检测单元。

按照本发明，因至少使用一种光检测单元，所以对于多个观察角度的每一个观察角度也可以用对应的多个光检测单元检测光强度，也可以使一个光检测单元改变位置、用多个观察角度检测光强度。

根据本发明，通过至少使用一种光检测单元，能在合适的状态用多个观察角度检测光强度，判断缺陷的正当性。

又，本发明的所述光检测单元中的多个观察角度，包含对所述一表面形成大致法线方向的第1角度和对所述一表面形成锐角的第2角度。

按照本发明，所述光检测单元中的多个观察角度包含对所述一表面形成大致法线方向的第1角度和对所述一表面形成锐角的第2角度，因而能加大检测出的光强度的差异。

根据本发明，能加大检测出的光强度的差异。因此，可提高缺陷正当性的判断精度。

本发明中还包含导光单元，并且

通过所述导光单元，将应以多个观察角度检测出的出射光折射到特定位置。

按照本发明，通过导光单元将应以多个观察角度检测出的出射光折射到特定位置，因而能使检测位置的数量少于观察角度的数量。

根据本发明，能使检测位置的数量少于观察角度的数量。由此，能简化光检测单元的结构，用简便的装置实现本发明。

本发明的光学元件缺陷检测装置，检测叠积多个具有透光性的层的光学元件的缺陷，包含

使检测用的光从光学元件的一端面部入射的入射单元

以预定的观察角度，检测出从光学元件的叠层方向的一表面出射的光的光强度的光检测单元；以及

根据预定的缺陷观察角度与光强度的相关关系和所述光检测单元中检测出的光强度，判断有无缺陷的判断单元。

按照本发明，光检测单元以预定的观察角度检测出光强度，判断单元根据预定的缺陷观察角度与光强度的相关关系和检测出的光强度判断有无缺陷。如上文所述，伪缺陷和真缺陷的散射光具有光强度因观察角度而不同的特性，所以本发明这样通过以预定的观察角度检测出光强度，对检测出的各观察角度的光强度作比较，能判断缺陷的散射光的特性。由于预先规定缺陷的观察角度与光强度的相关关系，可根据此相关关系判断缺陷的正当性，即判断是伪缺陷还是真缺陷。

根据本发明，由于预先规定缺陷的观察角度与光强度的相关关系，可根据此相关关系判断缺陷的正当性，即判断是伪缺陷还是真缺陷。因此，能严格判别是真缺陷还是伪缺陷。

又，本发明的所述入射单元使检测用的光入射成在光学元件的预定位置上检测用的光的光强度大致相同。

按照本发明，入射单元使检测用的光入射成在光学元件的预定位置上检测用的光的光强度大致相同。检测用的光随着在光学元件内进行而衰减，但由于控制检测用的光的光强度，能使检测用的光的光强度在预定的位置大致相同。

根据本发明，能使检测用的光的光强度在预定位置大致相同。由此，能防止检测用的光的光强度使缺陷从光学元件出射的光不希望地衰减。因此根据上述相关关系，可靠地判断缺陷的正当性。

又，本发明的所述光检测单元将观察角度规定为对所述一表面形成小于等于30度。

按照本发明，光检测单元中将观察角度规定为对所述一表面形成小于等于30度，观察角度小于等于30度，则能进一步明确伪缺陷与真缺陷的光强度差。

根据本发明，在光检测单元中，将观察角度规定为对所述一表面形成小于等于30度。能进一步明确伪缺陷与真缺陷的光强度差，因而能较可靠地判断基于所述相关关系的正当性。

本发明的所述入射单元中，将检测用的光的偏振状态取为大致平行于光学元件叠层方向的线偏振，并进行入射。

按照本发明，入射单元将检测用的光的偏振状态取为大致平行于光学元件叠层方向的线偏振并进行入射，从而即使检测用的光由于光学元件的散射因素而散射，散射方向也能与叠层方向大致平行。由此，能防止检测用的光不希望地扩散而衰减。

根据本发明，能防止检测用的光在叠层方向交叉的方向不希望地扩散而衰减。因此，能使检测用的光有效地在光学元件内传导。

附图说明

从下面记述的详细说明和附图能进一步明确本发明的目的、特色和优点。

图1是示出本发明实施方式1的光元件缺陷检测装置1的立体图。

图2是示出一例观察角度与亮点强度的关系的曲线图。

图3是示出光元件6的缺陷检测方法的流程图。

图4是示出本发明实施方式2的光元件缺陷检测装置20的立体图。

图5是示出本发明实施方式3的光元件缺陷检测装置30的立体图。

图6是示出一例离开入射端面的距离与光强度的关系的曲线图。

图7是示出本发明实施方式4的光元件缺陷检测装置40的立体图。

具体实施方式

下面，参考附图详细说明本发明的较佳实施方式。

下面，边参照附图、边说明多种实施本发明用的方式。各实施方式中，有时对与前面的实施方式说明的事项对应的部分标注相同的参考标号，省略重复说明。仅说明部分组成时，设组成的其它部分与先行说明的方式相同。不仅可组合各实施方式中具体说明的部分，而且可对各实施方式作局部组合，只要组合可行。

实施方式1

图1是示出本发明实施方式1的光学元件缺陷检测装置1的立体图。光学元件缺陷检测装置(下文有时简称为“缺陷检测装置”)1的组成部分包含入射部2、光检测器3、比较部4以及判断部5。缺陷检测装置1是检测出叠积多个具有透光性的层(图1中是4层，但不限制于4层)而构成的叠层型光学元件(下文有时称为“光学元件”)6的缺陷并判断缺陷的正当性的装置。图1中，为了容易理解，示出减少叠层数的光学元件6。

叠积具有不同光学特性的厚度几微米至几十微米的光学膜，构成光学元件6。光学元件6利用所叠积的膜和叠积的层数，控制整个光学元件6的光学特性。

入射部2使检测用的光7从光学元件6的一个端面部6a入射。光学元件6的端面是与叠层方向交叉的方向的外周面。入射部2的组成部分包含出射650nm波长的激光的激光源8和使激光汇聚的聚光透镜9。由例如半导体激光器实现激光源8。聚光透镜9将来自激光源8的激光汇聚到光学元件6的一个端面6a，使来自激光源8的检测用的光7入射。利用聚光透镜9，可将检测用的光7汇聚成点状，也可将其汇聚成线状。

将由聚光透镜9汇聚成光点直径约20微米的激光导入到厚度约200微米且具有8层的叠层结构的光学元件6时，可使激光在光学元件6中所选择的至少1个层传导。

设光学元件6中导光的层的光衰减系数为α，亮点10至光的入射端面的距离为x，入射到光学元件6前的激光功率为P，亮点位置上的传导光强度为I，则下面的式(1)成立。

I＝P·exp[-α·x]                            ……(1)

根据式(1)，能计算出使用入射前激光功率P为约1mW的激光时的从亮点10到光的入射端面为止的距离x。在激光功率P为1mW，衰减系数α为0.2(cm-1)，且检测中需要的传导光强度I为2.5μW的情况下，可检查光学元件6的从入射端面到30cm处的区域。本实施方式中，将激光功率P设定为约1mW。

激光的汇聚光点形状，往偏振方向的垂直方向扩展，因此为了便于使激光按叠层方向聚光，期望作为具有偏振方向对光学元件6在法线方向平行的偏振面的线偏振光进行入射。因此，使在1个层上聚光时，能更有效地使激光入射。

入射部2使激光导入构成光学元件6的至少1个层，并且在层中传导。传导光由于在光学元件6中传导，逐渐衰减，但是层中存在异物、气泡或折射率等不均匀的点等时，传导光被散射。散射后的散射光出射到光学元件6的表面和背面。根据这种散射光，在光学元件6的表面上呈现亮点10。该亮点10起因于传导检测用的光7的层中的散射因素。因此，没有检测用的光7不传导的层和光学元件6的表面、背面的尘埃和伤痕等的影响。

光检测器3是光检测单元，以相互不同的多个观察角度(本实施方式中为2个观察角度θ1、θ2)检测出从光学元件6的叠层方向的一个表面6b出射的光的光强度。本实施方式中，使用2个光检测器3a、3b，在2个观察角度θ1、θ2观察因散射而出现在光学元件6的表面的亮点10。一光检测器3a、即第1光检测器3a相对于光学元件6的表面和光学元件6中传导光线双方，将观察角度θ1配置在75度的方向。另一光检测器3b、即第2光检测器3b相对于光学元件6的表面和光学元件6中传导光线双方，将观察角度θ2配置在15度的方向。根据这些第1和第2光检测器3a、3b，从不同的2个观察角度θ1、θ2，检测出亮点10的光强度。各光检测器3a、3b将检测出的基于各观察角度θ1、θ2的光强度的信息供给比较部4。由例如感光元件和电荷耦合元件(Charge CoupledDevice，简称为CCD)实现各检测器3a、3b。

比较部4对检测出的各观察角度θ1、θ2的光强度进行比较。本实施方式中，比较部4利用上述2个光检测器3a、3b检测出的1个亮点10的像，比较该2个像的亮度。比较部4将基于该比较结果的信息供给判断部5。由例如微计算机等处理电路实现比较部4。

判断部5根据比较部4的比较结果、预定的缺陷观察角度与光强度的相关关系，判断缺陷的正当性。如果第1光检测器3a的像比第2光检测器3b的像亮，判断部5判断为该散射亮点10是伪亮点。反之，如果第2光检测器3b的像比第1光检测器3a的像亮，判断部5判断为该散射亮点10是缺陷亮点。判断部5将表示判断结果的信息供给通知单元、例如显示单元或发声单元，通知基于缺陷正当性的信息。判断部5由例如微计算机等处理电路实现。

图2是示出一例观察角度与亮点强度的关系的曲线图。曲线的横轴表示观察角度，曲线的纵轴表示亮点强度。亮点强度是亮点10的光强度。判断部5根据观察角度与光强度的相关关系(本实施方式中根据图2所示的曲线)判断缺陷的正当性。图2所示的曲线是根据本案申请人的实验发现的缺陷亮点和伪亮点的散射特性。此曲线示出将观察角度取为对传导光线的光学元件6的表面的角度θ时，缺陷亮点和伪亮点的亮点强度与观察角度θ的关系。

以对光学元件6使用检测用的光7的导光方式进行缺陷检测时，在光学元件6的表面上将缺陷当作亮点10观测。光学元件6的表面上出现的亮点10起因于对检查光进行传导的层中的某些散射因素，但本情况下存在2种亮点10，即缺陷亮点和伪亮点。缺陷亮点是对光学元件6可认为缺陷的真缺陷发生的散射亮点10。伪亮点是对光学元件6可认为不妨碍其功能的缺陷的伪缺陷发生的散射亮点。

图2中，用“○”和“×”画出的点示出缺陷亮点的亮点10的亮点强度与观察角度θ的关系，用“△”和“□”画出的点示出伪亮点的亮点10的亮点强度与观察角度θ的关系。缺陷亮点(○、×)随着观察角度θ减小而变亮。换句话说，缺陷亮点具有相对于观察角度θ右上角下降的亮点强度特性。如图2所示，相对于来自从10度方向检测出的亮点10的散射光亮点强度1.0，通过靠近法线方向约30度，使该亮点强度变成约0.5，成为其1半以下。进一步靠近法线方向，则其亮点强度降低到约0.2。

伪亮点(△、□)随着观察角度θ加大而亮度变亮。换句话说，伪亮点具有相对于观察角度θ右上角升高的亮点强度特性。如图2所示，相对于来自从80度检测出的亮点10的散射光亮点强度1.0，往元件平面方倾斜约20度并且将观察角度θ取为约60度时，亮点10的亮点强度降低到约0.3。这样，对缺陷亮点和伪亮点都从靠近光学元件6的一表面的角度、例如在15度看时、从靠近来自一表面的法线的角度、例如在75度看时、其亮点强度相对于观察最亮的亮点10时的亮点强度变化达3分之1以下。

如上文所说明，将观察角度θ1例如设定为75度时，能容易地发现缺陷亮点与伪亮点的亮度强度差异和光强度大小关系。将观察角度θ2例如设定为15度时，能容易地发现缺陷亮点与伪亮点的亮度强度差异和光强度大小关系。这样，本申请人将亮点10以起因于散射因素的方式分为伪亮点和缺陷亮点后，靠专心努力发现上述相关关系。即，缺陷亮点具有右上角相对于观察角度θ下降的亮度强度特性，伪亮点具有右上角相对于观察角度θ升高的亮度强度特性。所述判断部5根据这种相关关系判断缺陷的正当性。

图3是示出光学元件6的缺陷检测方法的流程图。在步骤a 0将光学元件6配置到预定的位置后，进至步骤a1。步骤a1是使检测用的光7从一端面入射的入射步骤。由入射部2使检测用的光7入射到构成光学元件6的层中预定的1层后，转移到步骤a 2。

步骤a2是以相互不同的观察角度θ1、θ2检测出光学元件6的叠层方向的一表面6b出射的光的光强度的检测步骤。在步骤a2中，用第1光检测器3a以75度观察角度检测出散射光的光强度，用第2光检测器3b以15度观察角度检测出散射光的光强度后，转移到步骤a3。

步骤a3是比较检测出的各观察角度θ1、θ2的光强度的比较步骤。在步骤a3中，由比较部4对光学元件6的相同位置的各光检测器3a、3b检测出的散射光的光强度的大小关系进行比较后，转移到步骤a4。

步骤a4是根据比较部4的比较结果、预定的缺陷观察角度θ与光强度的相关关系判断缺陷的正当性的判断步骤。在步骤a4中，判断部5根据所观察的亮点10的亮度之差以及缺陷亮度和伪亮点的倾斜特性、判别缺陷亮点和伪亮点后，转移到步骤a5。具体而言，根据图2所示的曲线，如果第2光检测器3b从15度观察角度观察的亮点10比第1光检测器3a从75度观察角度观察的亮点10亮，则将该亮点10判断为缺陷亮点；反之，从75度观察角度观察的亮点10比从15度观察角度观察的亮点10亮，则判断为伪亮点。在步骤a5结束从步骤a0开始的一系列检测步骤。利用这样的检测步骤检测出缺陷，并判断该缺陷的正当性。

至此，如已说明的那样，根据本实施方式的光学元件6的缺陷检测装置1，通过以相互不同的2个观察角度θ1、θ2检测出光强度，并比较检测出的各观察角度θ1、θ2的光强度，能判断缺陷的散射光的性质。由于预先已知缺陷观察角度与光强度的关系(如图2所示)，可根据此相关关系判断缺陷的正当性，即判断是伪缺陷还是真缺陷。因此，能严格判别缺陷是真缺陷还是伪缺陷。

又，本实施方式中，光检测器3的2个观察角度θ1、θ2是对所述一表面部6b为大致法线方向的75度和对一表面部6b为较小的锐角的15度，因而如图2的曲线图所示，能使对1个亮点10的角度依赖性大，并加大检测的光强度的差异。

又，本实施方式中，由入射部2将检测用的光7的偏振状态取为大致平行于光学元件6的叠层方向的线偏振并进行入射，因而即使检测用的光7由于光学元件的散射因素而散射，也能使散射的方向为大致平行于叠层方向。由此，能防止检测用的光7不希望地扩散而衰减。因此，能使检测用的光7在光学元件6内有效地传导。

又，本实施方式中，固定用2个光检测器3a、3b检测出缺陷，但不限于此，也可构成例如使视场小的光检测器3或以积分方式检测出光强度的光检测器3作角度位移，从多个观察角度检测出光强度。这时，可减少光检测器数量，谋求降低缺陷检测装置的制作成本。

实施方式2

图4是示出本发明实施方式2的光学元件6的缺陷检测装置20的立体图。图4中，为了容易理解，示出减少叠层数的光学元件6。上述实施方式1用2个光检测器3a、3b分别从2个观察角度θ1、θ2检测出亮点10的光强度，但本实施方式的缺陷检测装置1在通过从1个观察角度θ检测出亮点10进行缺陷检测装置20的简化方面具有特征。

本实施方式的缺陷检测装置20，其组成部分还包含棱镜21。棱镜21是导光单元，通过棱镜21将应以多个观察角度检测出的出射光折射到特定的检测位置。棱镜21具有45度的倾斜角，并配置在亮点10附近。通过这样配置，能反射来自亮点10的出射光，将其引导到作为特定检测位置的一个光检测器3。

将光检测器3相对于导光线和光学元件6的一表面，配置在75度的位置。通过这样配置，光检测器3从75度的角度检测出光学元件6上的亮点10。同时，相对于棱镜21的表面，从30度的角度检测出映在棱镜21上的亮点10的像，这等同于相对于光学元件6从15度的角度进行观察。即，本实施方式可用1个光检测器3观测上述实施方式1的缺陷检测装置1中用第1和第2光检测器3a、3b观测的像。

将光检测器3构成具有可观测2种散射光的视场范围。光检测器3能获取2种散射光作为视频数据，并根据CCD的计数对光强度作比较。

这里，映在棱镜21上的亮点10与相对于光学元件6的一表面从15度的角度观测的亮点10相同，因而如果映在棱镜21的亮点10比光学元件6的一表面上的亮点10亮，可判别该亮点10是缺陷亮点。反之，光学元件6的一表面上的亮点10比映在棱镜21上的亮点10亮，则能判别该亮点10是伪亮点。

至此，如已说明的那样，根据本实施方式的缺陷检测装置20，通过棱镜21将应以2个观察角度检测出的出射光折射到特定的检测位置，因而能使检测位置的数量少于观察角度的数量。由此，能减少光检测器3的数量，可简化缺陷检测装置1的组成。

实施方式3

图5是示出本发明实施方式3的光学元件缺陷检测装置30的立体图。图5中，为了容易理解，示出减少叠层数的光学元件6。本实施方式的缺陷检测装置30构成从上述实施方式1和实施方式2去除比较部4，并且组成部分包含控制入射部2的出射光量的激光功率控制装置31。

光检测器3以预定的1个观察角度θ检测出从光学元件6的叠层方向的一表面部6b出射的光的光强度，并将基于检测出的光强度的信息供给判断部5。判断部5根据预定的缺陷观察角度θ与光强度的相关关系和光检测器3检测出的光强度，判断有无缺陷。

激光功率控制装置31控制入射部2，以入射检测用的光7，使光学元件6的预定位置上检测用的光7的光强度大致相同。激光功率控制装置31是以使亮点10位置上的传导光的光强度总相同为目的的装置。激光功率控制装置31为了总使传导光强度I恒定，控制入射光强度P0和P1，使采用上述式(1)时，距离x0上的传导光强度I0＝P0·exp[-α·x0]与距离x1上的传导光强度I1＝P1·exp[-α·x1]相等。

例如，使激光入射时的激光功率为1mW的激光入射到光学元件6中进行传导的层的衰减系数α＝0.5(cm^-1)的光学元件6时，传导离开光学元件6的端面5cm距离的光的强度I0为0.082mW，同样传导离开光学元件6的端面10cm距离的光的强度I1为0.067mW。与5cm距离时相比，传导10cm距离时传导的光的强度为前者的0.82倍。即，传导5cm的点上，为了做到与传导10cm的点光强度相同，可利用激光功率控制装置31进行控制，使入射的激光功率为0.82倍(0.82mW)。

亮点位置上的传导光强度恒定的情况下，从斜方向测量来自亮点10的散射光时，如图2所示，可在伪亮点与缺陷亮点之间测量明确的亮度差，所以能对来自伪亮点和缺陷亮点的散射光的亮度设定阈值。因此，利用配置在亮点10的斜方向的光检测器3测量亮点10的散射光的亮度，并判断该亮度是否超过设定的阈值，从而可判别亮点10。

至此，如已说明的那样，根据本实施方式的缺陷检测装置30，光检测器3以预定的观察角度θ检测出光强度，判断部5根据预定的缺陷观察角度θ与光强度的相关关系和检测出的光强度判断有无缺陷。如上文所述，伪缺陷和真缺陷的散射光具有光强度因观察角度θ而不同的特性。因此，本实施方式这样通过以预定的观察角度检测出光强度，能判断缺陷的散射光的特性。由于预先规定缺陷观察角度与光强度的相关关系(例如图2所示)，根据此关系能判断缺陷的正当性，即判断时伪缺陷还是真缺陷。因此，能严格判别缺陷时真缺陷还是伪缺陷。

又，本实施方式中，入射部2利用激光功率控制装置31使检测用的光7入射成在光学元件6的预定位置上检测用的光7的光强度大致相同。检测用的光7随着在光学元件6内传导而衰减，但由于控制检测用的光7的光强度，能在预定位置上使检测用的光7的光强度大致相同。由此，能防止因检测用的光7的光强度而使缺陷从光学元件6出射的光的光强度不希望地衰减，并可根据所述相关关系可靠地判断缺陷的正当性。

通过这样从1个观察角度观察亮点10，简化装置和方法，仅测量散射光的光强度，不比较光强度就能判别亮点10。

所述实施方式3中，为了从1个观察角度θ观察亮点10，利用激光功率控制装置31控制来自激光源8的出射光量，但不限于这种组成，也可构成例如通过控制光检测器3的增益达到同样的效果。图6是示出一例离开入射端面的距离与光强度的关系的曲线图。曲线的横轴表示离开入射端面的距离，曲线的横轴表示光强度。根据式(1)，如图6所示，传导光的强度随离开入射端面的距离而按指数函数减小。

例如，将亮点10的可检测传导光强度取为2.5μW时，如果激光功率P为1mW，衰减系数α为0.2(cm^-1)，则可检测的极限为离开端面30cm。换句话说，对30cm以内的区域，传导光的强度具有足够大的值，用于使亮点10显现，所以可利用增益控制校正亮点强度。然而，对超过30cm的区域而言，由于没有亮点10在该位置显现所需的光强度，即使利用光检测器3的增益控制使检测出的光强度放大，也不能检测出亮点10。因此，光学部件在预定的尺寸(例如为30cm)以内时，可通过控制光检测器3的增益，用1个光检测器3判断缺陷的正当性。

实施方式4

图7是示出本发明实施方式4的光学元件缺陷检测装置40的立体图。图7中，为了容易理解，示出减少叠层数的光学元件6。本实施方式的缺陷检测装置40在入射部41的组成上具有特征。

将激光源8配置成对光学元件6的端面平行地至少排列2个以上，同时还将入射部41构成遍及整个端面出射激光。把激光波长设定为650nm。配置激光源8，使其空开约1cm的间隔，并且各自出射的激光由聚光透镜9加以汇聚。

可由排成约1cm间隔的激光源8将激光23以遍及与叠层方向交叉的宽度方向的大范围的方式传导到光学元件6。例如通过排列20个或排列40个激光源8，能将约20cm的区域或约40cm的区域作为传导光的宽度。

通过这样构成入射部41，能遍及整个光学元件6地进行缺陷检测，可缩短1个光学元件6所需的检测时间。由此，能提高缺陷检测的作业效率。

本实施方式中，也可构成如实施方式2所示那样，在光学元件6上配置棱镜21，以判别亮点10。本实施方式中，还可如实施方式3所示那样，用1个光检测器3判别亮点10。又可构成将光检测器3排列成平行于使激光源8入射的端面，从而能同时检测至少比传导光的宽度大的宽度。

上述各实施方式中，使用波长650nm的激光源8，并且将入射到光学元件6前的功率取为1mW，但激光源8的组成可不限于此，使用的检测用的光7的功率也可不限于此。

上述各实施方式中，示出用1个透镜汇聚激光源8出射的检测用的光7的组成，但透镜部分可以不用1个透镜构成，也可用容易汇聚激光的耦合透镜和聚光透镜9这2个透镜的组合构成。例如将耦合透镜的焦距f取为12mm，将聚光透镜9的焦距f取为12mm时，能将激光汇聚成光点直径约20μm。作为聚光透镜，除平凸透镜外，还可用在光学元件6的面内往垂直方向聚光的圆柱透镜，从而在平行于光学元件6的边界面的面内扩大检查。

上述各实施方式中，最多以2个观察角度检测出光学元件6出射的散射光，但不限于此，也可例如是3个以上的观察角度。通过增加观察角度，能使缺陷正当性判断的准确性提高。又，上述各实施方式中，根据图2所示的曲线判断缺陷正当性，但不限于此，也可以是表示光强度与观察角度的相关关系的信息，例如数据库等。

本发明能以其它各种方式实施，而不脱离其精神或主要特征。因此，上述实施方式所有的方面均仅为示例而已，本发明的范围为权利要求书所示的范围，不受说明书正文任何约束。而且，属于权利要求书范围的变换或更改全在本发明范围内。

Claims (16)

1、一种光学元件缺陷检测方法，检测叠积多个具有透光性的层的光学元件的缺陷，其特征在于，包含以下步骤：

使检测用的光从光学元件的一端面部入射的入射步骤；

以相互不同的多个观察角度，检测从光学元件的叠层方向的一表面出射的光的光强度的检测步骤；

对检测出的各观察角度的光强度进行比较的比较步骤；以及

根据所述比较步骤的比较结果和预定的缺陷观察角度与光强度的相关关系，判断缺陷的正当性的判断步骤。

2、如权利要求1中所述的光学元件缺陷检测方法，其特征在于，

所述检测步骤中，使用至少一种光检测单元。

3、如权利要求1或2中所述的光学元件缺陷检测方法，其特征在于，

所述检测步骤中的多个观察角度，包含对所述一表面形成大致法线方向的第1角度和对所述一表面形成锐角的第2角度。

4、如权利要求1或3中所述的光学元件缺陷检测方法，其特征在于，

所述检测步骤中，包含通过导光单元使应以多个观察角度检测出的出射光折射到特定检测位置的阶段。

5、一种光学元件缺陷检测方法，检测叠积多个具有透光性的层的光学元件的缺陷，其特征在于，包含以下步骤：

使检测用的光从光学元件的一端面部入射的入射步骤；

以预定的观察角度，检测从光学元件的叠层方向的一表面出射的光的光强度的检测步骤；以及

根据预定的缺陷观察角度与光强度的相关关系和所述检测步骤中检测出的光强度，判断有无缺陷的判断步骤。

6、如权利要求5中所述的光学元件缺陷检测方法，其特征在于，

所述入射步骤中，使检测用的光入射成在光学元件的预定位置上检测用的光的光强度大致相同。

7、如权利要求1或5中任一项所述的光学元件缺陷检测方法，其特征在于，

所述检测步骤中，将观察角度规定为对所述一表面形成小于等于30度。

8、如权利要求1或5中任一项所述的光学元件缺陷检测方法，其特征在于，

所述入射步骤中，将检测用的光的偏振状态取为大致平行于光学元件叠层方向的线偏振，并进行入射。

9、一种光学元件缺陷检测装置，检测叠积多个具有透光性的层的光学元件的缺陷，其特征在于，包含

使检测用的光从光学元件的一端面部入射的入射单元；

以相互不同的多个观察角度，检测从光学元件的叠层方向的一表面出射的光的光强度的光检测单元；

对检测出的各观察角度的光强度进行比较的比较单元；以及

根据所述比较单元的比较结果和预定的缺陷观察角度与光强度的相关关系，判断缺陷的正当性的判断单元。

10、如权利要求9中所述的光学元件缺陷检测装置，其特征在于，

至少使用一种光检测单元。

11、如权利要求9或10中所述的光学元件缺陷检测装置，其特征在于，

所述光检测单元中的多个观察角度，包含对所述一表面形成大致法线方向的第1角度和对所述一表面形成锐角的第2角度。

12、如权利要求9或11中任一项所述的光学元件缺陷检测装置，其特征在于，

还包含导光单元，并且

通过所述导光单元，将应以多个观察角度检测出的出射光折射到特定位置。

13、一种光学元件缺陷检测装置，检测叠积多个具有透光性的层的光学元件的缺陷，其特征在于，包含

使检测用的光从光学元件的一端面部入射的入射单元；

以预定的观察角度，检测从光学元件的叠层方向的一表面出射的光的光强度的光检测单元；以及

根据预定的缺陷观察角度与光强度的相关关系和所述光检测单元中检测出的光强度，判断有无缺陷的判断单元。

14、如权利要求13中所述的光学元件缺陷检测装置，其特征在于，

所述入射单元，使检测用的光入射成在光学元件的预定位置上检测用的光的光强度大致相同。

15、如权利要求9或13中任一项所述的光学元件缺陷检测装置，其特征在于，

所述光检测单元，将观察角度规定为对所述一表面形成小于等于30度。

16、如权利要求9或13中任一项所述的光学元件缺陷检测装置，其特征在于，

所述入射单元，将检测用的光的偏振状态取为大致平行于光学元件叠层方向的线偏振，并进行入射。

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