JP2019039842A - 外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検査対象物の位置ずれを抑制する。【解決手段】外観検査装置１０は、対象物Ｔの外観を検査する。外観検査装置１０は、ステージ３１と、駆動部３３、３５と、カメラ６１と、制御部８０と、を備える。ステージ３１は、対象物Ｔが載置される。駆動部３３、３５は、ステージ３１を傾斜および回転させる。カメラ６１は、対象物Ｔの表面の全領域よりも小さい撮像領域における表面の画像を取得する。制御部８０は、駆動部３３、３５を制御して、対象物Ｔの表面うちの特定箇所を撮像領域へ移動させる。【選択図】図１

Description

本発明は、外観検査装置に関する。

特許文献１には、マクロ画像検査装置が開示されている。マクロ画像検査装置は、試料である半導体ウエハの欠陥の有無を検査する。欠陥は例えばキズ、ゴミ、レジストむら、露光不良などである。異なる種類の欠陥を見つけやすくするため、マクロ画像検査装置は
試料の姿勢を変えることができるステージを有する。ステージは試料を回転および傾斜させる。

特開平８−２８５７８２号公報

試料の傾斜角度が大きいとき、試料の表面のうちの多くの領域がカメラのレンズの被写界深度から外れる。この場合、多くの領域において画像が不鮮明になるので、試料の検査を適切に実施することは困難である。

本発明は、上記問題に鑑み、検査対象の適切な検査を実施することが容易な検査装置を提供するものである。

本発明の例示的な一実施形態の外観検査装置は、対象物の外観を検査する。外観検査装置は、ステージと、駆動部と、カメラと、制御部と、を備える。ステージは、対象物が載置される。駆動部は、ステージを傾斜および回転させる。カメラは、対象物の表面の全領域よりも小さい撮像領域における表面の画像を取得する。制御部は、駆動部を制御して、対象物の表面うちの特定箇所を撮像領域へ移動させる。

本発明の例示的な一実施形態の外観検査装置によれば、検査対象の適切な検査を実施することが容易である。

図１は、本発明の一実施形態に係る外観検査装置１０の斜視図である。 図２は、外観検査装置１０の載置部３０の斜視図である。 図３は、外観検査装置１０の空気吸引経路の模式図である。 図４は、外観検査装置１０の載置部３０の側面図である。 図５は、外観検査装置１０の載置部３０の側面図である。 図６は、外観検査装置１０の反転機構４０の斜視図である。 図７は、外観検査装置１０の反転機構４０の斜視図である。 図８は、外観検査装置１０の側面図である。 図９は、外観検査装置１０の第１撮像部６０の斜視図である。 図１０は、外観検査装置１０の第２撮像部７０の斜視図である。 図１１は、外観検査装置１０の制御部８０のブロック図である。 図１２Ａは、第１検査法を示す模式図である。 図１２Ｂは、第１検査法を示す模式図である。 図１３は、第２検査法を示す模式図である。 図１４は、第３検査法を示す模式図である。 図１５は、第１カメラ６１の被写界深度ＤＯＦを示す模式図である。 図１６Ａは、第１手法を示す模式図である。 図１６Ｂは、第１手法を示す模式図である。 図１７Ａは、第２手法を示す模式図である。 図１７Ｂは、第２手法を示す模式図である。 図１８は、対象物ＴのセグメントＳ１〜Ｓ４を示す模式図である。 図１９Ａは、反転動作の一工程を示す模式図である。 図１９Ｂは、反転動作の一工程を示す模式図である。 図１９Ｃは、反転動作の一工程を示す模式図である。 図１９Ｄは、反転動作の一工程を示す模式図である。 図１９Ｅは、反転動作の一工程を示す模式図である。 図１９Ｆは、反転動作の一工程を示す模式図である。 図１９Ｇは、反転動作の一工程を示す模式図である。 図２０Ａは、第１変形例に係るステージ３１および反転部４１を示す模式図である。 図２０Ｂは、第２変形例に係るステージ３１および反転部４１を示す模式図である。 図２０Ｃは、第３変形例に係るステージ３１および反転部４１を示す模式図である。 図２０Ｄは、第４変形例に係るステージ３１および反転部４１を示す模式図である。 図２０Ｅは、第５変形例に係るステージ３１および反転部４１を示す模式図である。 図２０Ｆは、第６変形例に係るステージ３１および反転部４１を示す模式図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

以下の説明においては、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を用いて説明する。Ｙ軸は鉛直方向に延びる。Ｘ軸およびＺ軸は水平方向に延びる。Ｘ軸とＹ軸とで規定される平面をＸＹ平面という。Ｘ軸とＺ軸とで規定される平面をＸＺ平面という。Ｙ軸とＺ軸とで規定される平面をＹＺ平面という。

以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で、便宜上特徴となる部分を拡大して示す場合がある。よって、各構成要素の寸法および比率は実際のものと必ずしも同じではない。また、同様の目的で、特徴とならない部分を省略して図示する場合がある。

＜１．構成＞
図１は外観検査装置１０を示す。外観検査装置１０は、対象物Ｔの外観を検査するために用いられる。対象物Ｔの形状は、典型的には平板状であるが、これ以外の形状であってもよい。対象物Ｔの材質は、例えば、樹脂、金属、セラミック、木材、紙などである。

外観検査装置１０は、架台２０、載置部３０、反転機構４０、第１撮像部６０、第２撮像部７０を有する。さらに、図８に示すように、外観検査装置１０は、光源部５０を有する。さらに、図１１に示すように、外観検査装置１０は、制御部８０を有する。さらに、図３に示すように、外観検査装置１０は、真空ポンプ９０を有する。

＜１−１．架台＞
図１に示す架台２０は、他の構成要素を取り付けるための基礎として機能する。架台２０には、載置部３０、反転機構４０、光源部５０、第１撮像部６０、第２撮像部７０、制御部８０、および真空ポンプ９０が取り付けられる。

＜１−２．載置部＞
載置部３０は、検査の対象物Ｔを載置するための機構である。図２に示すように、載置部３０は、ステージ３１、傾斜体３２、傾斜用モータ３３、回転体３４、回転用モータ３５、Ｚ軸移動体３６、Ｚ軸移動用モータ３７、ガイド３８を有する。

ステージ３１は、対象物Ｔを載置するための部材である。ステージ３１には、凹部３１ｒが設けられている。凹部３１ｒはＹ軸方向に貫通している。ステージ３１は、載置面３１ａ、第１凹部壁面３１ｂ、第２凹部壁面３１ｃを有する。第１凹部壁面３１ｂと第２凹部壁面３１ｃは平行である。

載置面３１ａには、対象物Ｔが載置される。載置面３１ａに垂直な直線を、ステージ３１の法線Ｎという。載置面３１ａには、対象物Ｔを保持するためのステージ側吸引部３１ｓが設けられている。図３に示すように、ステージ側吸引部３１ｓは、ステージ側吸引切替器３１ｖを介して、真空ポンプ９０と連通している。ステージ側吸引切替器３１ｖは、例えば電磁弁である。ステージ側吸引部３１ｓは、空気の吸引によって対象物Ｔを保持する。ステージ側吸引切替器３１ｖが開いているときは、ステージ側吸引部３１ｓは空気を吸引する。ステージ側吸引切替器３１ｖが閉じているときは、ステージ側吸引部３１ｓは空気の吸引を停止する。ステージ側吸引部３１ｓは、対象物Ｔに接触する際に弾性変形する材質からなる接触部材を有する。接触部材は、例えば、円筒状、円錐台形の筒状、半球形の筒状、またはこれに類する筒状の形状を有する。このような接触部材は、空気の吸引による対象物Ｔの保持が失敗することを抑制する。また、接触部材を弾性変形する材質で構成することで、対象物Ｔにキズがついてしまうことを抑制できる。

図２において、載置面３１ａはＸＺ平面に平行であるが、ステージ３１は、載置面３１ａおよび対象物Ｔを傾斜させることができる。さらに、図２において回転軸３２ａはＺ軸と平行に配置されているが、ステージ３１はＹ軸を中心として回転軸３２ａおよび対象物Ｔを回転させることができる。さらに、ステージ３１は、対象物ＴをＺ軸方向に移動させることができる。

ステージ３１は、傾斜体３２に取り付けられている。傾斜体３２は、回転軸３２ａを中心として旋回する。傾斜体３２の旋回により、ステージ３１は傾斜し、ステージ３１の法線ＮはＸＹ平面の中で旋回する。傾斜用モータ３３は、傾斜体３２を、回転軸３２ａを中心として傾斜させる。回転体３４は、回転軸３２ａを介して傾斜体３２を支持する。回転用モータ３５は、Ｙ軸を中心として回転体３４を回転させる。回転体３４が図２に示す状態から別の角度へ回転する場合、傾斜体３２の回転軸３２ａも同様に回転するので、法線ＮはＸＹ平面とは異なる平面内を旋回する。回転用モータ３５は、Ｚ軸移動体３６に取り付けられている。Ｚ軸移動体３６は、ガイド３８に沿ってＺ軸方向に移動する。Ｚ軸移動用モータ３７は、Ｚ軸移動体３６をＺ軸方向に移動させる。ガイド３８は架台２０に取り付けられている。

図４は、法線ＮとＹ軸が平行である姿勢にある載置部３０を示す。すなわち、載置面３１ａはＸＺ平面に平行である。図５は、法線ＮとＹ軸と角度をなす姿勢にある載置部３０を示す。すなわち、載置面３１ａは傾斜している。

＜１−３．反転機構＞
図６に示すように、反転機構４０は、反転部４１、回転体４２、回転用モータ４３、Ｙ軸移動体４４、Ｙ軸移動用モータ４５、ガイド４６、フレーム４７を有する。

反転部４１は、反転機構４０において凸部を構成する。反転部４１は、保持面４１ａ、第１壁面４１ｂ、および第２壁面４１ｃを有する。第１壁面４１ｂと第２壁面４１ｃは平行である。図７に示すように、ステージ３１はＺ軸方向に移動できるので、反転部４１はステージ３１の凹部３１ｒに挿入される。反転部４１が凹部３１ｒに挿入されるとき、第１壁面４１ｂおよび第２壁面４１ｃは、それぞれ、第１凹部壁面３１ｂおよび第２凹部壁面３１ｃに接触する。

保持面４１ａは、検査の対象物Ｔを保持する。保持面４１ａには、対象物Ｔを保持するための反転部側吸引部４１ｓが設けられている。図３に示すように、反転部側吸引部４１ｓは、反転部側吸引切替器４１ｖを介して、真空ポンプ９０と連通している。反転部側吸引切替器４１ｖは、例えば電磁弁である。反転部側吸引部４１ｓは、空気の吸引によって、対象物Ｔを保持する。反転部側吸引切替器４１ｖが開いているときは、反転部側吸引部４１ｓは空気を吸引する。反転部側吸引切替器４１ｖが閉じているときは、反転部側吸引部４１ｓは空気の吸引を停止する。反転部側吸引部４１ｓは、対象物Ｔに接触する際に弾性変形する材質からなる接触部材を有する。接触部材は、例えば、円筒状、円錐台形の筒状、半球形の筒状、またはこれに類する筒状の形状を有する。このような接触部材は、空気の吸引による対象物Ｔの保持が失敗することを抑制する。また、接触部材を弾性変形する材質で構成することで、対象物Ｔにキズがついてしまうことを抑制できる。

図６に戻り、反転部４１は、Ｚ軸を中心として対象物Ｔを回転させる。さらに、反転部４１は、対象物ＴをＹ軸方向に移動させる。反転部４１は回転体４２に取り付けられている。回転体４２はＺ軸を中心として回転する。回転用モータ４３は、Ｚ軸を中心として回転体４２を回転させる。回転用モータ４３はＹ軸移動体４４に取り付けられる。Ｙ軸移動体４４は、ガイド４６に沿ってＹ軸方向に移動する。Ｙ軸移動用モータ４５は、Ｙ軸移動体４４をＹ軸方向に移動させる。ガイド４６はＹ軸方向に延びる。Ｙ軸移動用モータ４５およびガイド４６は、フレーム４７に取り付けられる。フレーム４７は架台２０に取り付けられる。

＜１−４．光源部＞
図８に示すように、光源部５０は、第１光源５１、第２光源５２、第３光源５３、第４光源５４を有する。光源部５０は、後述する第５光源６２、および第６光源７２をさらに有する。第１光源５１〜第４光源５４の位置は、矢印で示すように、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に調節できる。さらに、第１光源５１〜第４光源５４の光の出射方向も調節できる。

なお、光源の「出射方向」とは、所定の広がりを持ちながら出射される光の中心方向をいう。すなわち、出射方向に伝播する光の強度が最も大きい。

第１光源５１〜第４光源５４、第５光源６２、および第６光源７２の照度または波長は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。これらの光源の照度および波長を適切に選択することにより、対象物Ｔの多様な欠陥を見つけることができる。なお、これらの照度、波長の個別制御は、後述する光源制御部８５によって行われる。

＜１−５．第１撮像部＞
図９に示すように、第１撮像部６０は、第１カメラ６１、Ｙ軸移動体６３、Ｙ軸移動モータ６４、ガイド６５、Ｘ軸移動体６６、Ｘ軸移動モータ６７、ガイド６８、フレーム６９を有する。さらに、第１撮像部６０には、光源部５０の第５光源６２が取り付けられる。

第１カメラ６１は、Ｙ軸に平行な光軸を有し、下方を撮影する。光軸は、第１カメラ６１の光学系の中心を通る直線である。第１カメラ６１の下方には、ステージ３１が配置される。第５光源６２は、第１カメラ６１の光軸と平行な方向に、下方に光を出射する。すなわち、第５光源６２の出射方向はＹ軸に平行である。第１カメラ６１および第５光源６２は、Ｙ軸移動体６３に取り付けられる。Ｙ軸移動体６３は、ガイド６５に沿ってＹ軸方向に移動する。Ｙ軸移動モータ６４は、Ｙ軸移動体６３をＹ軸方向に移動させる。ガイド６５は、Ｙ軸方向に延びる。Ｙ軸移動体６３、Ｙ軸移動モータ６４、およびガイド６５は、Ｘ軸移動体６６に取り付けられる。Ｘ軸移動体６６は、ガイド６８に沿ってＸ軸方向に移動する。Ｘ軸移動モータ６７は、Ｘ軸移動体６６をＸ軸方向に移動させる。ガイド６８は、Ｘ軸方向に延びる。Ｘ軸移動体６６、Ｘ軸移動モータ６７、ガイド６８は、フレーム６９に取り付けられる。フレーム６９は、架台２０に取り付けられる。

＜１−６．第２撮像部＞
図１０に示すように、第２撮像部７０は、第２カメラ７１、Ｘ軸移動体７３、Ｘ軸移動モータ７４、ガイド７５、フレーム７６を有する。さらに、第２撮像部７０には、光源部５０の第６光源７２が取り付けられる。

第２カメラ７１は、Ｘ軸に平行な光軸を有し、対象物Ｔの側方を撮影する。光軸は、第２カメラ７１の光学系の中心を通る直線である。第２カメラ７１の側方（第６光源７２が光を出射する側）には、ステージ３１が配置される。第６光源７２は、第２カメラ７１の光軸と平行な方向に、側方に光を出射する。すなわち、第６光源７２の出射方向はＸ軸に平行である。第２カメラ７１および第６光源７２は、Ｘ軸移動体７３に取り付けられる。Ｘ軸移動体７３は、ガイド７５に沿ってＸ軸方向に移動する。Ｘ軸移動モータ７４は、Ｘ軸移動体７３をＸ軸方向に移動させる。ガイド７５は、Ｘ軸方向に延びる。Ｘ軸移動体７３、Ｘ軸移動モータ７４、およびガイド７５は、フレーム７６に取り付けられる。フレーム７６は、架台２０に取り付けられる。

＜１−７．制御部＞
図１１に示すように、制御部８０は、中央処理部８１、記憶部８２、第２記憶部８２’、載置部駆動部８３、ステージ側吸引部駆動部８３’、反転機構駆動部８４、反転部側吸引部駆動部８４’、光源制御部８５、第１撮像部駆動部８６、第２撮像部駆動部８７、ポンプ駆動部８８を有する。

中央処理部８１は外観検査装置１０全体の動作を管理する。記憶部８２は、プログラムおよびデータを一時的または恒久的に記憶する。第２記憶部８２’は、対象物Ｔの情報を記憶する。

載置部駆動部８３は、載置部３０のモータ３３，３５，３７を駆動する。ステージ側吸引部駆動部８３’は、ステージ側吸引切替器３１ｖを駆動する。反転機構駆動部８４は、反転機構４０のモータ４３，４５を駆動する。反転部側吸引部駆動部８４’は、反転部側吸引切替器４１ｖを駆動する。

光源制御部８５は、光源部５０に属する光源５１，５２，５３，５４，６２，７２の点灯または消灯をそれぞれ個別に制御する。さらに、可能な場合には、光源制御部８５は、光源５１，５２，５３，５４，６２，７２の照度を個別に制御してもよい。第１撮像部駆動部８６は、第１撮像部６０のモータ６４，６７を駆動する。第２撮像部駆動部８７は、第２撮像部７０のモータ７４を駆動する。ポンプ駆動部８８は、真空ポンプ９０を駆動する。

中央処理部８１は、第１カメラ６１または第２カメラ７１から取得した画像に対して、画像処理を行うことができる。画像処理には、記憶部８２が関与する場合がある。

＜１−８．真空ポンプ＞
真空ポンプ９０は、空気の吸引のために必要な真空または低い空気圧を生成するためのものである。真空ポンプ９０に代えて、ポンプ以外の真空発生器である、真空エジェクタまたは真空ブロワなどを用いてもよい。

＜２．検査＞
外観検査装置１０は、以下に説明する検査法を実施することができる。

＜２−１．第１検査法＞
第１検査法では、図１２Ａに示すように、第５光源６２の出射方向が、第１カメラ６１の光軸と平行である。ステージ３１の法線Ｎもまた、第１カメラ６１の光軸と平行である。この配置において、第１カメラ６１は、対象物Ｔの表面から発される反射光または散乱光を検出することができる。

図１２Ｂでは、ステージ３１が傾斜しており、法線Ｎはもはや第１カメラ６１の光軸とは平行ではない。この場合においても、第１カメラ６１の光軸と平行に光を出射する第５光源６２の採用により、強度の大きな散乱光を検出することができる。

＜２−２．第２検査法＞
第２検査法では、図１３に示すように、法線Ｎの方向を第１カメラ６１の光軸の方向と一致させる。第１光源５１と第２光源５２が対象物Ｔに光を照射する。第１光源５１の出射方向と光軸とのなす角度、および第２光源５２の出射方向と光軸とのなす角度は、それぞれ鋭角である。第１光源５１の出射方向と第２光源５２の出射方向は、第１カメラ６１の光軸を基準として互いに対称である。この構成によれば、強度の大きな散乱光を検出することができる。

この検査によれば、シミ、汚れなどの平面的な欠陥を見つけることができる。

＜２−３．第３検査法＞
第３検査法では、図１４に示すように、法線Ｎの方向と第１カメラ６１の光軸が角度をなす。図１４では、角度は８０°である。第３検査法における当該角度は８０°に限られないが、大きな鋭角であることが好ましい。第３光源５３と第４光源５４の一方もしくは両方が対象物Ｔに光を照射する。第３光源５３の出射方向が光軸となす角度は、例えば９０°以上かつ１５０°以下を含む範囲であり、一例を挙げると１２０°である。第４光源５４の出射方向が光軸となす角度は、例えば１５０°以上かつ１８０°未満を含む範囲であり、一例を挙げると１６０°である。

この構成によれば、傷、ホコリなどの立体的な欠陥を見つけやすい。ステージ側吸引部３１ｓの働きにより、ステージ３１の傾斜時における対象物Ｔの落下を抑制することができる。

＜２−４．第４検査法＞
第４検査法では、第２カメラ７１を用いて、対象物Ｔの側面の状態などの検査をする。この場合、第６光源７２が対象物Ｔに光を照射する。

＜３．被写界深度の限界＞
第１カメラ６１の被写界深度は有限である。検査においてステージ３１が大きな角度で傾斜している場合、第１カメラ６１の被写界深度の限界のため、対象物Ｔの全体の鮮明な画像を取得することは困難である。例えば、図１５に示す配置において、第１カメラ６１の被写界深度ＤＯＦは図示の範囲である。この場合、対象物Ｔの点Ｐ２については鮮明な画像が得られる。一方、点Ｐ１および点Ｐ３の画像はいずれも不鮮明になり、検査に適さない。この問題に対処する手法として、下記の２つが考えられる。

＜３−１．第１手法＞
Ｙ軸移動モータ６４を用いて、ステージ３１に対する第１カメラ６１のＹ軸方向の相対位置を移動させる。点Ｐ１の画像を取得する場合には、図１６Ａに示すように、第１カメラ６１を図１５に示す第１カメラ６１の位置から上昇させる。結果として、点Ｐ１は被写界深度ＤＯＦに含まれる。一方、点Ｐ３の画像を取得する場合には、図１６Ｂに示すように、第１カメラ６１を図１５に示す第１カメラ６１の位置から下降させる。結果として、点Ｐ３は被写界深度ＤＯＦに含まれる。

この構成によれば、Ｙ軸方向に離間する第１カメラ６１と対象物ＴをＹ軸方向に相対移動させることにより、対象物Ｔの各部の位置を第１カメラ６１の被写界深度ＤＯＦに適合させることができる。したがって、対象物Ｔの各部について鮮明な画像を得ることができるので、適切な検査を実施することができる。

さらに、Ｘ軸移動モータ６７およびＺ軸移動用モータ３７を用いて、ステージ３１に対する第１カメラ６１のＸ軸方向およびＺ軸方向の相対位置を移動させることができる。したがって、対象物Ｔのより多くの領域を被写界深度ＤＯＦに適合させることができる。

＜３−２．第２手法＞
載置部３０の回転用モータ３５を用いて、対象物Ｔの姿勢を変更する。最初に、図１７Ａに示すとおり、点Ｐ１と点Ｐ２が被写界深度ＤＯＦに含まれるように、第１カメラ６１の位置およびステージ３１の位置を調節する。被写界深度ＤＯＦに含まれる対象物Ｔの撮像領域は、対象物Ｔの表面の全領域よりも小さい。その後、点Ｐ１および点Ｐ２を含む領域の検査を行う。次に、図１７Ｂに示すように、傾斜用モータ３３及び回転用モータ３５を制御して、点Ｐ３が被写界深度ＤＯＦに含まれるように位置を再調節する。その後、点Ｐ３および点Ｐ２を含む領域の検査を行う。

１つの対象物Ｔは、複数のセグメントに分割される。検査はセグメント毎に実施される。

図１８は、対象物Ｔの一例である平板状の樹脂製品である。対象物Ｔは例えば４つのセグメントＳ１〜Ｓ４に分割される。セグメントの数、および各セグメントの座標などの情報は、第２記憶部８２’に記憶される。すなわち、第２記憶部８２’は、対象物Ｔの表面の全領域を複数のセグメントＳ１〜Ｓ４として管理するセグメント管理部として機能する。なお、第２記憶部８２’は、制御部８０の構成要素として設けられるのではなく、制御部８０とは独立した要素として設けられ、制御部８０に接続されていてもよい。中央処理部８１は、第２記憶部８２’からセグメントの情報を受け取る。中央処理部８１は、セグメントの情報に応じて、毎回の検査終了時に対象物Ｔを回転させる角度を決定し、回転を実行する。これにより、制御部８０は、対象物Ｔの表面のうちの特定箇所を撮像領域へ移動させる。

この構成によれば、第１カメラ６１は、対象物Ｔの表面の全領域よりも小さい撮像領域の画像を取得する。加えて、制御部８０が、対象物Ｔの特定のセグメントＳ１〜Ｓ４を撮像領域に移動させる。第１カメラ６１と制御部８０との協働により、１つの対象物Ｔに対して複数の画像が取得される。したがって、対象物Ｔの表面のうちの多くの領域について鮮明な画像が得られるので、適切な検査を実施することができる。

さらに、Ｘ軸移動モータ６７およびＺ軸移動用モータ３７を用いて、ステージ３１に対する第１カメラ６１のＸ軸方向およびＺ軸方向の相対位置を移動させることができる。したがって、対象物Ｔのより多くの領域を被写界深度ＤＯＦに適合させることができる。

さらに、この構成によれば、複数のセグメントＳ１〜Ｓ４を逐次撮像領域に移動させることができる。したがって、それぞれのセグメントＳ１〜Ｓ４について鮮明な画像が得られるので、１つの対象品Ｔの全体について適切な検査を実施できる。

＜４．反転動作＞
外観検査装置１０は、反転機構４０を用いて、対象物Ｔの第１面および第１面とは反対側の第２面の両方を検査することができる。対象物Ｔの反転は下記の要領で行われる。

まず、図１９Ａに示すように、対象物Ｔの第１面Ｆ１の検査を実施する。このとき、ステージ３１の載置面３１ａのステージ側吸引部３１ｓは、対象物Ｔの第２面Ｆ２を保持している。

次に、制御部８０は反転部４１をＹ軸方向に移動させて、反転部４１の高さをステージ３１の高さと同じにする。次に、制御部８０は載置部３０をＺ軸方向に移動させて、反転部４１を凹部３１ｒに挿入する。

次に、図１９Ｂに示すように、反転部側吸引部４１ｓが空気を吸引して、対象物Ｔの第２面Ｆ２を保持する。このとき、第２面Ｆ２はステージ側吸引部３１ｓと反転部側吸引部４１ｓの両方によって保持される。

次に、制御部８０はステージ側吸引部３１ｓによる空気の吸引を停止させる。これにより、ステージ側吸引部３１ｓによる第２面Ｆ２の保持が中止される。

次に、図１９Ｃに示すように、制御部８０は反転部４１をステージ３１の高さよりも高く持ち上げる。

次に、図１９Ｄに示すように、制御部８０は反転部４１を反転させ、第１面Ｆ１をステージ３１に向ける。

次に、図１９Ｅに示すように、制御部８０は反転部４１をＹ軸方向に下降させて、第１面Ｆ１をステージ側吸引部３１ｓと接触させる。次に、ステージ側吸引部３１ｓが空気を吸引して、第１面Ｆ１を保持する。このとき、第１面Ｆ１と第２面Ｆ２は、それぞれ、ステージ側吸引部３１ｓと反転部側吸引部４１ｓによってそれぞれ保持される。

次に、制御部８０は反転部側吸引部４１ｓによる空気の吸引を停止させる。これにより、反転部側吸引部４１ｓによる第２面Ｆ２の保持が中止される。
次に、図１９Ｆに示すように、制御部８０は反転部４１を上昇させる。

次に、図１９Ｇに示すように、制御部８０は載置部３０を反転機構４０からＺ方向へ離間させ、第１撮像部６０の下方へ移動させる。こうして、第２面Ｆ２の検査の準備が整う。

この構成によれば、ステージ３１と反転部４１のいずれもが吸引部３１ｓ，４１ｓによって対象物Ｔを保持できる。したがって、ステージ３１による保持と反転部４１による保持が切り替えられる前に、ステージ３１と反転部４１の双方が対象物Ｔを把持する状態を実現できる。結果として、対象物Ｔの位置ずれを抑制できる。

さらに、反転部４１が凹部３１ｒに挿入されるとき、第１壁面４１ｂおよび第２壁面４１ｃは、それぞれ、第１凹部壁面３１ｂおよび第２凹部壁面３１ｃに接触する。したがって、反転部４１のステージ３１に対する位置決めができる。

＜５．変形例＞
＜５−１．ステージおよび反転部の構造＞
＜５−１−１．第１変形例＞
上記実施形態では、反転部４１が凹部３１ｒに挿入されるとき、第１壁面４１ｂおよび第２壁面４１ｃは、それぞれ、第１凹部壁面３１ｂおよび第２凹部壁面３１ｃに接触する。これに代えて、図２０Ａに示すように、第１壁面４１ｂと第１凹部壁面３１ｂのみが接触し、第２壁面４１ｃと第２凹部壁面３１ｃが接触しない構成であってもよい。

この構成によれば、第１壁面４１ｂと第１凹部壁面３１ｂの接触によって、反転部４１のステージ３１に対する位置決めができる。

＜５−１−２．第２変形例＞
上記実施形態では、ステージ３１の第１凹部壁面３１ｂと第２凹部壁面３１ｃは平行であり、第１壁面４１ｂと第２壁面４１ｃは平行である。これに代えて、図２０Ｂに示すように、第１凹部壁面３１ｂと第２凹部壁面３１ｃが非平行であり、第１壁面４１ｂと第２壁面４１ｃは非平行であってもよい。

この構成によれば、第１壁面４１ｂおよび第２壁面４１ｃが、それぞれ第１凹部壁面３１ｂおよび第２凹部壁面３１ｃに接触することによって、反転部４１のステージ３１に対する位置決めができる。

＜５−１−３．第３変形例＞
上記実施形態では、反転部４１の形状は直方体である。これに代えて、図２０Ｃに示すように、反転部４１の先端が曲面であってもよい。

＜５−１−４．第４変形例＞
上記実施形態では、反転部４１の形状は平面視で四角形である。これに代えて、図２０Ｄに示すように、反転部４１の形状は平面視で四角形以外の多角形であってもよい。

＜５−１−５．第５変形例＞
上記実施形態では、ステージ３１は反転部４１が挿入可能な凹部３１ｒを有している。これに代えて、図２０Ｅに示すように、ステージ３１は凹部３１ｒを有していなくともよい。この場合、ステージ３１と反転部４１はそれぞれ、単一の接触面３１ｘおよび接触面４１ｘにおいて接触する。反転部４１の位置決めは、ステッピングモータとして構成されたＺ軸移動用モータ３７、およびＹ軸移動用モータ４５の駆動パルス数を計数することにより行ってもよい。あるいは、反転部４１の位置決めは、光センサによって、ステージ３１および反転部４１の位置を検知することにより行ってもよい。あるいは、Ｚ軸移動用モータ３７、およびＹ軸移動用モータ４５は、サーボモータとして構成してもよい。この場合、モータの指令値（例えば電流やトルク）が所定の閾値を上回った場合にステージ３１および反転部４１が互いに接触していると判断し、その判断を反転部４１の位置決めに利用してもよい。さらに、サーボモータにエンコーダが内蔵されている場合は、制御部８０は、ステージ３１および反転部４１の移動量をエンコーダの監視により把握できる。

＜５−１−６．第６変形例＞
第５変形例に代えて、図２０Ｆに示すように、ステージ３１と反転部４１の形状をステップ形として構成してもよい。ステージ３１は、接触面３１ｘおよび接触面３１ｙを有する。反転部４１は、接触面４１ｘおよび接触面４１ｙを有する。接触面３１ｘおよび接触面３１ｙは、それぞれ、接触面４１ｘおよび接触面４１ｙと接触する。反転部４１の位置決めを行うために、第５変形例において説明した方法を採用してもよい。

＜５−１−７．第７変形例＞
上記実施形態では、ステージ３１は反転部４１が挿入可能な凹部３１ｒを有している。これに代えて、反転部４１に、ステージ３１が挿入可能な凹部が形成されていてもよい。

＜５−１−８．第８変形例＞
上記実施形態では、ステージ３１の凹部３１ｒはＹ軸方向に貫通している。これに代えて、凹部３１ｒは、例えば上方にのみ開口していてもよい。この場合、ステージ３１の底面側は閉じている。

＜５−２．検査法の内容＞
上記実施形態において説明したとおり、外観検査装置１０は第１検査法〜第４検査法を実施できる。しかし、外観検査装置１０が実施する検査はこれらに限られない。例えば、検査において同時に点灯される光源は、第１光源５１、第２光源５２、第３光源５３、第４光源５４、第５光源６２、第６光源７２のうちのいかなる組合せであってもよい。

この構成によれば、複数の光源のそれぞれを単独で点灯させることができる。加えて、複数の光源を同時に点灯させることができる。したがって、多様な照射ができるので、対象物Ｔの多様な欠陥を見つけることができる。

さらに、検査においてステージ３１がとる姿勢は、第１検査法〜第４検査法において説明したもの以外であってもよい。すなわち、対象物Ｔの表面の法線Ｎと第１カメラ６１の光軸のなす角度は、０°以上かつ８０°以下のいずれであってもよい。さらには、角度は８０°より大きくてもよい。

この構成によっても、多様な照射ができるので、対象物Ｔの多様な欠陥を見つけることができる。

＜５−３．ステージおよび第１カメラの相対位置の調節＞
上記実施形態では、ステージ３１に対する第１カメラ６１の相対位置は、Ｘ軸移動モータ６７、Ｙ軸移動モータ６４、Ｚ軸移動用モータ３７によって調節される。このうち、Ｘ軸移動モータ６７およびＹ軸移動モータ６４は第１撮像部６０に属し、Ｚ軸移動用モータ３７は載置部３０に属する。これに代えて、Ｘ軸移動モータ６７およびＹ軸移動モータ６４が載置部３０に属してもよく、Ｚ軸移動用モータ３７が第１撮像部６０に属してもよい。

１０ ：外観検査装置
２０ ：架台
３０ ：載置部
３１ ：ステージ
３１ａ ：載置面
３１ｂ ：第１凹部壁面
３１ｃ ：第２凹部壁面
３１ｒ ：凹部
３１ｓ ：ステージ側吸引部
３１ｖ ：ステージ側吸引切替器
４０ ：反転機構
４１ ：反転部
４１ａ ：保持面
４１ｂ ：第１接触面
４１ｃ ：第２接触面
４１ｓ ：反転部側吸引部
４１ｖ ：反転部側吸引切替器
５０ ：光源部
５１ ：第１光源
５２ ：第２光源
５３ ：第３光源
５４ ：第４光源
６０ ：第１撮像部
６１ ：第１カメラ
６２ ：第５光源
７０ ：第２撮像部
７１ ：第２カメラ
７２ ：第６光源
８０ ：制御部
９０ ：真空ポンプ
ＤＯＦ ：被写界深度
Ｎ ：法線
Ｔ ：対象物

Claims (5)

1. 対象物の外観を検査する外観検査装置であって、
   前記対象物が載置されるステージと、
   前記ステージを傾斜および回転させる駆動部と、
   前記対象物の表面の全領域よりも小さい撮像領域における前記表面の画像を取得するカメラと、
   前記駆動部を制御して、前記対象物の前記表面うちの特定箇所を前記撮像領域へ移動させる制御部と、
   を備える外観検査装置。
2. 前記駆動部は、前記ステージの法線と前記カメラの光軸のなす角度を、少なくとも０°から８０°までを含む範囲にわたり変更できる、
   請求項１に記載の外観検査装置。
3. 前記駆動部は、さらに、前記光軸に対して垂直な方向に前記ステージを移動させる、
   請求項２に記載の外観検査装置。
4. 前記対象物の前記表面の前記全領域を複数のセグメントとして管理するセグメント管理部、
   をさらに備え、
   前記制御部は、前記セグメント管理部からの情報に基づいて、前記セグメントのいずれか１つを前記撮像領域へ移動させる、
   請求項１から３のいずれか１つに記載の外観検査装置。
5. 前記ステージは、空気を吸引して前記対象物を保持する吸引部を有する、
   請求項１から４のいずれか１つに記載の外観検査装置。

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