JP2008304217A - 表面欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被検査物に段差等が存在する場合であっても、被検査物の表面欠陥を検査することができる表面欠陥検査装置を提供する。
【解決手段】 表面欠陥検査装置１においては、ステージ３によって支持されたガラス基板Ｓの表面に反射照明装置４によって光が照射され、ガラス基板Ｓの表面がカメラ６によって撮像される。このとき、ガラス基板Ｓの表面に照射される光の照射方向が変化するように制御装置８によって反射照明装置４が制御されるため、凸部Ｓ_２による段差がガラス基板Ｓに存在するものの、影になる領域が生じるのを防止して、ガラス基板Ｓの表面欠陥を検査することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被検査物の表面欠陥（例えば、点傷、線傷、打痕、錆、異物の付着、ピンホール等）を検査するための表面欠陥検査装置に関する。

従来の表面欠陥検査装置として、互いに異なる複数の照射方向から被検査物の表面に光を順次照射し、各照射方向からの光の照射時において被検査物の表面を撮像し或いは観察する装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２０００−１６２１４６号公報 特開２０００−２８４７６号公報

しかしながら、上述したような従来の表面欠陥検査装置には、被検査物に段差等が存在する場合、いずれの照射方向から被検査物の表面に光を照射しても影になる領域が生じてしまい、その領域では表面欠陥を検査することができないという問題がある。

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、被検査物に段差等が存在する場合であっても、被検査物の表面欠陥を検査することができる表面欠陥検査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る表面欠陥検査装置は、被検査物の表面欠陥を検査するための表面欠陥検査装置であって、被検査物を支持する支持手段と、支持手段によって支持された被検査物の表面に光を照射する照明手段と、照明手段によって光が照射された被検査物の表面を撮像する撮像手段と、被検査物の表面に照射される光の照射方向が変化するように照明手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

この表面欠陥検査装置では、支持手段によって支持された被検査物の表面に照明手段によって光が照射され、被検査物の表面が撮像手段によって撮像される。このとき、被検査物の表面に照射される光の照射方向が変化するように制御手段によって照明手段が制御されるため、被検査物に段差等が存在する場合であっても、影になる領域が生じるのを防止して、被検査物の表面欠陥を検査することができる。

本発明に係る表面欠陥検査装置においては、制御手段は、被検査物の表面に照射される光のスポット径が変化するように照明手段を制御することが好ましい。この場合、被検査物の表面に照射される光のスポット径を広げれば、比較的広い領域において表面欠陥を検査することが可能となる。一方、被検査物の表面に照射される光のスポット径を絞れば、反射散乱光の強度が強まるため、比較的小さな表面欠陥であっても検査することが可能となる。

本発明に係る表面欠陥検査装置においては、制御手段は、支持手段と照明手段との位置関係が変化するように支持手段及び照明手段の少なくとも１つを制御することが好ましい。この場合、支持手段と照明手段との位置関係を変化させることで、支持手段によって支持された被検査物の表面の略全領域において表面欠陥を検査することが可能となる。

本発明に係る表面欠陥検査装置においては、制御手段は、撮像手段によって撮像された画像に基づいて表面欠陥の位置を特定し、特定した表面欠陥の位置に対して、被検査物の表面に照射される光の照射方向が一致し且つその光のスポット径が絞られるように、照明手段を制御することが好ましい。これにより、表面欠陥の位置を特定した後に、撮像手段を用いて、その表面欠陥の大きさや種類等を検査することができる。

本発明に係る表面欠陥検査装置は、被検査物の表面を拡大観察する拡大観察手段を備え、制御手段は、撮像手段によって撮像された画像に基づいて表面欠陥の位置を特定し、特定した表面欠陥の位置において表面欠陥が拡大観察されるように拡大観察手段を制御することが好ましい。これにより、表面欠陥の位置を特定した後に、拡大観察手段を用いて、その表面欠陥の大きさや種類等をより詳細に検査することができる。なお、拡大観察手段は、撮像手段と同一の構成を有するものであってもよい。

本発明によれば、被検査物に段差等が存在する場合であっても、被検査物の表面欠陥を検査することができる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明に係る表面欠陥検査装置の一実施形態を示す構成図である。図１に示されるように、表面欠陥検査装置１は、円板状の本体部Ｓ_１に断面円形の凸部Ｓ_２が形成されてなるガラス基板（被検査物）Ｓの表面欠陥（例えば、点傷、線傷、打痕、錆、異物の付着、ピンホール等）を検査するための装置であって、検査軸線Ｌ上においてガラス基板Ｓを支持するステージ（支持手段）３を備えている。ステージ３は、検査軸線Ｌに垂直なＸ軸及びＹ軸方向に移動可能となっていると共に、検査軸線Ｌに平行なＺ軸周りに回転可能となっている。

検査軸線Ｌ方向においてステージ３の一方の側には、ステージ３によって支持されたガラス基板Ｓに光（例えば、紫外線）を照射する反射照明装置（照明手段）４が複数設けられている。反射照明装置４は、ガラス基板Ｓに照射される光の照射方向が可変となっていると共に、ガラス基板Ｓに照射される光のスポット径が可変となっている。

検査軸線Ｌ方向において反射照明装置４の一方の側には、反射照明装置４によって光が照射されたガラス基板Ｓを撮像するカメラ（撮像手段）６、及びガラス基板Ｓを拡大観察する顕微鏡（拡大観察手段）７が設けられている。カメラ６及び顕微鏡７は、検査軸線Ｌ上に移動可能となっており、反射照明装置４によってガラス基板Ｓに照射された光の反射散乱光を捉える。

更に、表面欠陥検査装置１は、装置全体を制御する制御装置（制御手段）８と、カメラ６及び顕微鏡７によって捉えられた反射散乱光像や検査結果等を表示する表示装置９と、を備えている。制御装置８は、ステージ３と反射照明装置４との位置関係が変化するように、ステージ３のＸ軸及びＹ軸方向への移動並びにＺ軸周りの回転を制御する。また、制御装置８は、ガラス基板Ｓに照射される光の照射方向が変化するように反射照明装置４を制御すると共に、ガラス基板Ｓに照射される光のスポット径が変化するように反射照明装置４を制御する。

以上のように構成された表面欠陥検査装置１の動作について、図２を参照して説明する。図２は、図１に示された表面欠陥検査装置の動作を示すフローチャートである。

まず、ステージ３によって支持されたガラス基板Ｓの表面に反射照明装置４によって光が照射され、検査軸線Ｌ上に配置されたカメラ６によってガラス基板Ｓの表面が撮像される（ステップＳ１）。このとき、ガラス基板Ｓの表面に照射される光の照射方向が変化するように制御装置８によって反射照明装置４が制御されると共に、ステージ３と反射照明装置４との位置関係が変化するように制御装置８によってステージ３が制御される。これにより、ガラス基板Ｓには凸部Ｓ_２による段差が存在するものの、影になる領域が生じるのを防止しつつ、ガラス基板Ｓの表面の略全領域の画像を取得することができる。

続いて、制御装置８によって、取得された画像が解析され（ステップＳ２）、表面欠陥の有無が判断される（ステップＳ３）。その結果、表面欠陥がなかった場合には、次のガラス基板Ｓの検査に移行し（ステップＳ７）、ステップＳ１の動作に戻る。

ステップＳ３の判断の結果、表面欠陥があった場合には、制御装置８によって、表面欠陥の座標が認識される（ステップＳ４）。つまり、制御装置８は、カメラ６によって撮像された画像に基づいて表面欠陥の位置を特定する。表面欠陥の座標が認識されると、表面欠陥が検査軸線Ｌ上に位置するようにステージ３が制御装置８によって制御され、カメラ６に代わって顕微鏡７が検査軸線Ｌ上に配置されて、顕微鏡７によって表面欠陥が拡大観察される（ステップＳ５）。つまり、制御装置８は、特定した表面欠陥の位置において表面欠陥が拡大観察されるように顕微鏡７を制御する。これにより、表面欠陥の位置を特定した後に、顕微鏡７を用いて、その表面欠陥の大きさや種類等をより詳細に検査することができる。

続いて、制御装置８によって、検査結果（表面欠陥の大きさや種類等）が表示装置９に表示されると共に、検査結果が制御装置８のメモリ内に保存される（ステップＳ６）。そして、次のガラス基板Ｓの検査に移行し（ステップＳ７）、ステップＳ１の動作に戻る。

以上説明したように、表面欠陥検査装置１においては、ステージ３によって支持されたガラス基板Ｓの表面に反射照明装置４によって光が照射され、ガラス基板Ｓの表面がカメラ６によって撮像される。このとき、ガラス基板Ｓの表面に照射される光の照射方向が変化するように制御装置８によって反射照明装置４が制御されため、凸部Ｓ_２による段差がガラス基板Ｓに存在するものの、影になる領域が生じるのを防止して、ガラス基板Ｓの表面欠陥を検査することができる。しかも、ガラス基板Ｓの表面に照射される光の照射方向を変化させることで、表面欠陥による反射散乱光を強くすることができ、表面欠陥の反射散乱光像をより明確に捉えることが可能となる。

また、表面欠陥検査装置１においては、ステージ３と反射照明装置４との位置関係が変化するように制御装置８がステージ３を制御する。このように、ステージ３と反射照明装置４との位置関係を変化させることで、ステージ３によって支持されたガラス基板Ｓの表面の略全領域において表面欠陥を検査することが可能となる。なお、制御装置８は、ステージ３と反射照明装置４との位置関係を変化させるために、反射照明装置４を制御してもよいし、ステージ３及び反射照明装置４の両方を制御してもよい。反射照明装置４を制御する場合には、検査軸線Ｌに垂直なＸ軸及びＹ軸方向に移動可能となり、且つ検査軸線Ｌに平行なＺ軸周りに回転可能となるように、反射照明装置４を構成すればよい。

更に、表面欠陥検査装置１においては、ガラス基板Ｓの表面に照射される光のスポット径が変化するように制御装置８が反射照明装置４を制御する。これにより、ガラス基板Ｓの表面に照射される光のスポット径を広げれば、比較的広い領域において表面欠陥を検査することが可能となる。一方、ガラス基板Ｓの表面に照射される光のスポット径を絞れば、反射散乱光の強度が強まるため、比較的小さな表面欠陥であっても検査することが可能となる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、制御手段８は、カメラ６によって撮像された画像に基づいて表面欠陥の位置を特定し、特定した表面欠陥の位置に対して、ガラス基板Ｓの表面に照射される光の照射方向が一致し且つその光のスポット径が絞られるように、反射照明装置４を制御してもよい。この場合、表面欠陥の位置を特定した後に、顕微鏡７を用いなくても、カメラ６を用いて、その表面欠陥の大きさや種類等を検査することができる。

また、反射照明装置４は、複数に限定されず１つであってもよい。更に、被検査物の形状は、段差が存在するものに限定されず、フラットなものであってもよいし、被検査物の材料も、ガラスに限定されず、金属や樹脂等であってもよい。また、顕微鏡７に代えて、カメラ６と同一の構成を有するカメラを用いてもよい。

本発明に係る表面欠陥検査装置の一実施形態を示す構成図である。 図１に示された表面欠陥検査装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１…表面欠陥検査装置、３…ステージ（支持手段）、４…反射照明装置（照明手段）、６…カメラ（撮像手段）、７…顕微鏡（拡大観察手段）、８…制御装置（制御手段）。

Claims (6)

1. 被検査物の表面欠陥を検査するための表面欠陥検査装置であって、
   前記被検査物を支持する支持手段と、
   前記支持手段によって支持された前記被検査物の表面に光を照射する照明手段と、
   前記照明手段によって光が照射された前記被検査物の表面を撮像する撮像手段と、
   前記被検査物の表面に照射される光の照射方向が変化するように前記照明手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする表面欠陥検査装置。
2. 前記制御手段は、前記被検査物の表面に照射される光のスポット径が変化するように前記照明手段を制御することを特徴とする請求項１記載の表面欠陥検査装置。
3. 前記制御手段は、前記支持手段と前記照明手段との位置関係が変化するように前記支持手段及び前記照明手段の少なくとも１つを制御することを特徴とする請求項１又は２記載の表面欠陥検査装置。
4. 前記制御手段は、前記撮像手段によって撮像された画像に基づいて前記表面欠陥の位置を特定し、特定した前記表面欠陥の位置に対して、前記被検査物の表面に照射される光の照射方向が一致し且つその光のスポット径が絞られるように、前記照明手段を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の表面欠陥検査装置。
5. 前記被検査物の表面を拡大観察する拡大観察手段を備え、
   前記制御手段は、前記撮像手段によって撮像された画像に基づいて前記表面欠陥の位置を特定し、特定した前記表面欠陥の位置において前記表面欠陥が拡大観察されるように前記拡大観察手段を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の表面欠陥検査装置。
6. 前記拡大観察手段は、前記撮像手段と同一の構成を有することを特徴とする請求項５記載の表面欠陥検査装置。

Images