JPH1073423A

JPH1073423A - 表面形状欠陥検出方法とその装置

Info

Publication number: JPH1073423A
Application number: JP16836397A
Authority: JP
Inventors: Mineo Nomoto; 峰生野本; Yuji Takagi; 裕治高木; Takanori Ninomiya; 隆典二宮
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-06-25
Filing date: 1997-06-25
Publication date: 1998-03-17
Anticipated expiration: 2017-06-25
Also published as: JP3610730B2

Abstract

(57)【要約】【課題】平面部材一般における内部表面の局所的形状欠
陥を、大きなうねり変形から区別された状態として高精
度に検出すること。【解決手段】スクリーン（平面部材の１種）１上の表面
１Ａを光学的に走査し手居る検出器１１からのその表面
高さ情報からは、マイクロコンピュター３０内でその表
面形状が抽出された上、別途推定されている基準面形状
との間でその誤差が求められているが、その誤差が設定
許容値以上である場合は、局所的形状欠陥が存在してい
るとして、表面１Ａ上でのその局所的形状欠陥が位置座
標として検出されているものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子回路基板やハ
イブリッドＩＣ等を製造するに際して、回路パターンや
導体ペーストを印刷するためのスクリーン用マスク等の
ように、薄板平板状の平面部材における表面の形状欠陥
や、周囲が高剛性部材を以て構成されてなる平面部材に
おける内部表面の形状欠陥が、その位置が特定された状
態として光学的に検出されるようにした表面形状欠陥検
出方法とその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７に回路パターンや導体ペーストが基
板上にスクリーンにより印刷される際での概要を示す。
図示のように、スクリーン（厚さ数１０μｍのニッケル
板２にエッチングなどにより、パターン開口部３が形成
されている薄板平面部材）１には、剛性強化とハンドリ
ングなどの作業性の容易化とを図るべく、その周縁に沿
って外枠４が一体として設けられているが、必要に応じ
て、更に、スクリーン１自体には、編込み状メッシュ
（後述）が接着されるものとなっている。開口率の大き
いパターン等が形成されているスクリーンの場合、その
パターン形状如何によっては、直径数１０μｍのステン
レスワイヤからなる編込み状メッシュがスクリーン１に
接着されることによって、スクリーン１全体としての強
度向上が図られているものである。

【０００３】さて、そのようにしてなるスクリーン１を
用いスクリーン印刷が行われるに際しては、スキージ５
と称される刷毛でペースト状、あるいは液状のインク６
をスクリーン１に擦り付けながら、スクリーン１に形成
されているパターン開口部３からインク６が押し出され
ることによって、ホルダ７上に載置されている基板８上
には、そのパターン開口部３の形状に応じたパターン９
が転写されているものである。

【０００４】ところで、スクリーン印刷が行われるに際
し、後述の理由からして、スクリーン自体には高精度な
平坦性が要求されており、したがって、スクリーン印刷
に先立って、スクリーン自体の平坦性がチェックされる
必要があるものとなっている。このような事情は、たと
え、パターン開口部が形成されていない、スクリーン以
外の特殊用途用平面部材でも同様とされているものであ
る。

【０００５】なお、これまでにも、何等かの目的を以
て、例えば平面部材における表面形状や凹凸欠陥を検出
することが行われているが、平面部材表面上での凹凸変
位を検出する方法としては、例えば特開昭６２−１２７
６１４号公報に記載のものが知られている。これによる
場合、半導体レーザからのレーザ光が照射側集光レンズ
を介しワーク表面に照射される一方、そのワーク表面か
らの反射光が受光側集光レンズを介しディテクタで検出
されており、そのディテクタ上での受光位置からワーク
表面変位が検出されるものとなっている。また、特開平
１−２５０７０５号公報による場合には、被測定対象と
しての３次元曲面をその全面に亘って線状スリット光に
よって直線的に走査する等、所定の処理が行われること
によって、その３次元曲面の形状が測定されるものとな
っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スクリ
ーン全体としての大きなうねり変形は、基板へのスキー
ジによる回路パターン転写時にその変形が矯正され得る
ものとしても、スクリーン上に存在している局所的な変
形／凹凸はそのままの変形状態を保ってスクリーン印刷
が行われることから、印刷精度上での向上は望めないも
のとなっているのが実情である。

【０００７】これは、それら変形／凹凸部分では、スク
リーンと基板（被印刷物）表面に隙間が生じてしまい、
印刷時の密着状態が損なわれる結果として、印刷滲みが
生じたり、あるいは被印刷物が損傷されるなど、被印刷
物上への印刷精度や信頼性が大幅に損われる虞があるか
らである。このため、印刷原板としてのスクリーンの表
面（特に、被印刷物と直接接触する側の表面）には、局
所的な変形／凹凸が存在しないよう、その平坦性に優れ
ていることが要求されており、事前にその表面での平坦
性が評価された上、局所的な変形／凹凸が修正された
り、修正不可な不良スクリーンは排除されるなどの措置
が講じられる必要があるものである。

【０００８】なお、上記公報による場合には、印刷スク
リーン用マスクのように、部材表面にパターン形成用の
穴／開口部が形成されている場合には、その部材表面上
でのうねりや凹凸が高精度に測定され得ないばかりか、
その部材表面上での大きなうねり変形と局部的なそれと
を識別し得ないものとなっている。

【０００９】本発明の第１の目的は、平面部材一般にお
ける内部表面の局所的形状欠陥を、大きなうねり変形か
ら区別された状態として高精度に検出し得る表面形状欠
陥検出方法とその装置を提供することにある。

【００１０】本発明の第２の目的は、表面に開口部が形
成されてなる平面部材一般における内部表面の局所的形
状欠陥を、大きなうねり変形から区別された状態とし
て、しかも開口部を走査すること不要として高精度に検
出し得る表面形状欠陥検出方法とその装置を提供するこ
とにある。

【００１１】本発明の第３の目的は、表面に開口部が形
成されてなる平面部材一般における内部表面の局所的形
状欠陥を、大きなうねり変形から区別された状態とし
て、しかも開口部に影響されることなく高精度に検出し
得る表面形状欠陥検出方法とその装置を提供することに
ある。

【００１２】本発明の第４の目的は、周囲が高剛性部材
を以て構成されてなる平面部材一般における内部表面の
局所的形状欠陥を、大きなうねり変形から区別された状
態として高精度に検出し得る表面形状欠陥検出方法とそ
の装置を提供することにある。

【００１３】本発明の第５の目的は、周囲が高剛性部材
を以て構成され、かつ内部表面に開口部が形成されてな
る平面部材一般における内部表面の局所的形状欠陥を、
大きなうねり変形から区別された状態として、しかも開
口部を走査すること不要として高精度に検出し得る表面
形状欠陥検出方法とその装置を提供することにある。

【００１４】本発明の第６の目的は、周囲が高剛性部材
を以て構成され、かつ内部表面に開口部が形成されてな
る平面部材一般における内部表面の局所的形状欠陥を、
大きなうねり変形から区別された状態として、しかも開
口部に影響されることなく高精度に検出し得る表面形状
欠陥検出方法とその装置を提供することにある。

【００１５】本発明の第７の目的は、表面に開口部が形
成されているか否かに拘らず、また、少なくとも周囲が
高剛性部材を以て構成されてなるか否かに拘わらず、平
面部材一般における内部表面の局所的形状欠陥を、大き
なうねり変形から区別された状態として、しかも開口部
に影響されることなく、かつ該当位置にマーキングが付
された状態として高精度に検出し得る表面形状欠陥検出
方法とその装置を提供することにある。

【００１６】本発明の第８の目的は、周囲が高剛性部材
を以て構成されているか否かに拘らず、表面に開口部が
形成されてなる平面部材一般における内部表面の局所的
形状欠陥を、開口部の大きさに影響されることなく高精
度に検出し得る表面形状欠陥検出方法を提供することに
ある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記各目的は、基本的に
は、平面部材における全表面が光学的に走査されること
によって、その平面部材における内部表面形状が走査位
置対応の絶対高さ変位量として抽出された後、平面部材
上の表面形状から別途推定された大局的基準面形状と上
記表面形状との間の差として、あるいは、高剛性部材上
の外周表面形状から別途推定された基準面形状とその内
部表面形状との間の差として、それぞれ、その基準面形
状に対する相対高さ変位量が抽出された上、設定許容変
位量と比較されることによって、内部表面の形状欠陥が
位置が特定された状態として検出されることで達成され
る。

【００１８】また、上記目的は、装置構成としては、そ
の構成要素として、平面部材における全表面を光学的に
走査することによって、その平面部材における内部表面
形状を走査位置対応の絶対高さ変位量として抽出する絶
対高さ変位量抽出手段と、該表面形状から、平面部材に
おける表面に対する大局的な基準面形状を別途推定する
基準面形状推定手段、あるいは、周囲の高剛性部材上の
外周表面形状から、平面部材における内部表面に対する
基準面形状を別途推定する基準面形状推定手段と、それ
ぞれの、基準面形状推定手段からの基準面形状と上記絶
対高さ変位量抽出手段からの内部表面形状との間の差と
して、その基準面形状に対する相対高さ変位量を抽出す
る相対高さ変位量抽出手段と、設定許容変位量とその相
対高さ変位量抽出手段からの相対高さ変位量との比較に
よって、内部表面の形状欠陥を位置が特定された状態と
して検出する形状欠陥手段とを少なくとも具備せしめる
ことで達成される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、平面部材の例として、パタ
ーン開口部が形成されているスクリーンにその例を採っ
て、本発明の一実施形態を図１から図７により説明す
る。図１の実施例は周囲が高剛性部材を以て構成されて
なる平面部材の表面形状欠陥検出装置の一例である。

【００２０】先ず、本発明による表面形状欠陥検出装置
の一例での構成について、図１を用いて説明する。表面
形状欠陥検出対象としてのスクリーン１自体には、その
周縁に沿って外枠４が一体として設けられた上、ワーク
ホルダ１０上に載置保持されているが、そのワークホル
ダ１０はまた、Ｙステージ１３を介しＹモータ１４と送
りネジ１５によりＹ方向に往復走査可とされたことによ
って、スクリーン１もまた、Ｙ方向に往復走査可とされ
たものとなっている。

【００２１】一方、スクリーン１上方には、検出器（例
えば特開平５ー２９４２０で開示されているような光切
断方式のもの）１１とマーキングユニット１２が一定距
離間隔Ｌを以て配置されているが、これら検出器１１，
マーキングユニット１２はＸステージ１６上に取付保持
された上、Ｘステージ１６がＸモータ１７と送りネジ１
８によりＸ方向に往復走査されれば、Ｘステージ１６と
一体となってＸ方向に往復走査されるものとなってい
る。

【００２２】結局、マイクロコンピュター２０による制
御下に、ステージコントローラ２１を介してＸステージ
１６、Ｙステージ１３各々が走査制御されることによっ
て、検出器１１によりスクリーン１上の表面１Ａが光学
的に走査される一方、その走査に同期して、検出器１１
からの、表面高さ形状に応じた電圧変化はセンサコント
ローラ１９を介し、走査位置対応の絶対高さ変位量（デ
ィジタル値）としてマイクロコンピュター２０で所定に
処理されているものである。

【００２３】即ち、マイクロコンピュター２０では、検
出器１１から順次得られる、走査位置対応の絶対高さ変
位量のうちから、その走査位置対応の絶対高さ変位量に
もとづき、先ず穴部／ノイズ除去部２０１で、パターン
開口部３とその近傍から発生されるノイズが除去された
上、面形状抽出部２０２では、表面１Ａ（パターン開口
部を除く）上での走査位置対応の絶対高さ変位量にもと
づき、その表面形状が抽出されているものである。一
方、その表面形状の抽出に並行して、内部面形状推定部
２０３では、スクリーン１周囲、即ち、外枠４上の絶対
高さ変位量からは、スクリーン１上の表面１Ａに対する
基準面形状が推定されたものとなっている。

【００２４】したがって、抽出値―推定値部２０４によ
って、面形状抽出部２０２からの表面形状と内部面形状
推定部２０３からの基準面形状との絶対差を求めた上、
比較部２０５で設定許容値と比較される場合は、表面１
Ａ上での局所的形状欠陥がその位置座標（Ｘ，Ｙ）とし
て検出され得るものである。その位置座標（Ｘ，Ｙ）に
もとづきステージコントローラ２１、Ｘステージ１６、
Ｙステージ１３を介しマーキングユニット１２を形状欠
陥位置に移動せしめた上、その位置にマーキングが行わ
れる場合は、形状欠陥位置各々が容易に可視表示され得
るものである。

【００２５】因みに、本例では、基準面形状は表面１Ａ
上の実測値から、その都度推定されているが、設計値に
もとづく基準面形状を用いてもよく、設計値にもとづく
基準面形状を用いる場合には、内部面形状推定部２０３
にその基準面形状を事前に格納せしめておけばよいもの
である。

【００２６】以上のように、スクリーン１上の表面１Ａ
が検出器１１により走査されているが、図２，図３はそ
れぞれその際での走査方法を示したものである。先ず図
２に示す走査方法による場合、スクリーン１外周に設け
られている外枠４Ａは矢印方向Ｐに走査される一方、ス
クリーン１上の表面１Ａが走査されるに際しては、設計
データにもとづきパターン開口部３に対する走査が回避
されつつ、したがって、開口部３以外の表面（平面部１
Ｂ）のみが走査されるものとなっている。

【００２７】また、図３に示す走査方法による場合に
は、外枠４とスクリーン１上の表面１Ａが矢印方向Ｒと
して示すように、パターン開口部３に対する走査が回避
されることなく、順次走査されるものとなっている。図
２に示す走査方法は、パターン開口部３が規則正しく配
列されている場合に特に有効とされているが、これは、
パターン開口部３でのエッジや補強用メッシュからの複
雑な反射光強度の変化を考慮すること不要として、表面
１Ａ上での走査位置対応の絶対高さ変位量にもとづき、
その表面形状が抽出され得るものである。

【００２８】図４（Ａ）にはまた、スクリーン１の一部
断面が示されているが、本例でのスクリーン１は、既述
の図７に示したものに、更に、直径数１０μｍのステン
レスワイヤ製編込み状メッシュ１Ｃが被印刷物側表面に
接着されたものとなっている。図４（Ａ）に示すよう
に、Ｄは開口部３の穴径を、また、Ｄ１（＞０．５
Ｄ），Ｄ２（＜０．５Ｄ）はそれぞれ検出器１１からの
走査用ビーム光直径を示すが、ビーム光直径Ｄ１で開口
部３が走査された場合での検出器１１出力は図４（Ｂ）
として、また、ビーム光直径Ｄ２で開口部３が走査され
た場合での検出器１１出力は図４（Ｃ）として得られる
ものとなっている。

【００２９】図４（Ｂ）からも判るように、ビーム光直
径が大きい場合には、検出器１１出力として、パターン
開口部３からの反射光出力には平坦部からの反射光出力
が、また、平坦部からの反射光出力にはパターン開口部
３からの反射光出力が重畳される状態の出力波形が得ら
れる結果、表面１Ａ上での表面形状が確実に検出され得
ないものとなっている。

【００３０】一方、図４（Ｃ）に示すように、ビーム光
直径が小さい場合には、パターン開口部３、平坦部各々
からの反射光出力が重畳し合うことはなく、表面１Ａ上
での表面形状がより確実に検出され得るものとなってい
る。換言すれば、走査用ビーム光はパターン開口部３の
大きさに比しその直径が小さくなる程に、表面形状を検
出する上での感度が向上されるものである。

【００３１】本例では、光切断法等の光を照射する際で
のビーム光直径について述べたが、反射光を検出する場
合での分解能についても同様に考えられ、テレビカメラ
やリニアセンサ上の１画素相当の大きさ、即ち、分解能
をパターン開口部３の直径、あるいは開口幅の１／２以
下にすることで等価の効果が得られるものとなってい
る。

【００３２】ここで、穴部／ノイズ除去部２０１での穴
部／ノイズ除去処理について説明すれば、図５（Ａ）に
スクリーン１の一部断面が示されているが、パターン開
口部３が平坦部１Ｂに比し急峻に変化していることに着
目の上、特開平５ー２９４２０号公報で開示されている
ような光学式変位計を検出器１１として用い、パターン
開口部３が走査されたとすれば、平坦部１Ｂからの、照
射ビーム光１１Ａに対する反射光１１Ｂは規則性を以て
反射されているにしても、照射ビーム光１１Ａの照射位
置が傾斜／変形している場合には、反射光１１Ｃとして
示すように、その照射位置からは照射ビーム光１１Ａが
乱反射される結果として、表面形状が確実に検出され得
ないものとなっている。

【００３３】図５（Ｂ）は平坦部１Ｂのみならず、パタ
ーン開口部３が併せて走査される場合での検出器１１出
力波形（黒点：サンプリング点）を示したものである。
このような検出器１１出力波形が穴部／ノイズ除去部２
０１で所定に処理された上、最終処理結果として図５
（Ｄ）に示す出力波形が得られているものであるが、そ
の処理について詳細に説明すれば以下のようである。

【００３４】即ち、説明の簡単化上、図５（Ｂ）に示す
検出器１１出力波形のうち、サンプリング点ｄ1 〜ｄ10
間に亘る出力波形について説明すれば、先ずステップ１
として、走査位置としてのサンプリング点各々について
は、その前後のサンプリング点各々との間での出力偏差
が一定値ｚにもとづき評価されるものとなっている。

【００３５】より具体的に、例えばサンプリング点ｄ2
に着目すれば、図５（Ｂ）に示すように、サンプリング
点ｄ1 ，ｄ3 各々との間には、｜ｄ2 −ｄ1 ｜＜ｚ、｜
ｄ2−ｄ3 ｜＜ｚの関係が成立することから、サンプリ
ング点ｄ2 での出力は消去されないものとなっている。
これと同様にして、次に、サンプリング点ｄ3 に着目す
れば、｜ｄ3 −ｄ2 ｜＜ｚ、｜ｄ3 −ｄ4 ｜＞ｚとな
り、サンプリング点ｄ3での出力も消去されないものと
なっている。更に、サンプリング点ｄ4 に着目すれば、
｜ｄ4 −ｄ3 ｜＞ｚ、｜ｄ4 −ｄ5 ｜＞ｚの関係が成立
することから、何れの出力偏差も一定値ｚよりも大であ
ることを以て、サンプリング点ｄ4 での出力は消去され
るものとなっている。

【００３６】以下、サンプリング点ｄ4 以降について
も、同様な処理が繰返し行われることで、サンプリング
点ｄ1 〜ｄ10間では、その処理結果として、図５（Ｃ）
に示すように、サンプリング点ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 ，ｄ7
，ｄ8 ，ｄ9 ，ｄ10各々での出力は消去されないもの
となっている。

【００３７】さて、次のステップ２としては、ステップ
１での処理結果に対し、図５（Ｃ）に示すように、ヒス
トグラム（出力頻度分布）が求められた上、このヒスト
グラムから、例えばＡ、ａをそれぞれ可変定数、定数と
して、Ａ±ａの範囲内に存在する出力のみが抽出される
が、この処理結果として、図５（Ｄ）に示すように、サ
ンプリング点ｄ7 ，ｄ8 各々での出力のみが消去される
ものとなっている。結局、サンプリング点ｄ1 ，ｄ2 ，
ｄ3 ，ｄ9 ，ｄ10各々での出力が表面形状を形成するも
のとして抽出されているものである。

【００３８】したがって、このような穴部／ノイズ除去
処理による場合には、たとえ、スクリーン１の表面１Ａ
にパターン開口部３がランダムに形成されていようと
も、また、検出器１１による走査方向とパターン開口部
３の形成方向が平行でなく傾いていたとしても、パター
ン開口部３とその極く近傍からの出力は効率的に消去さ
れることで、パターン開口部３の大きさやその形状如何
に拘らず、表面形状が状態良好として抽出され得るもの
である。

【００３９】次に、内部面形状推定部２０３での処理に
ついて説明する。スクリーン１においては、パターン開
口部３が形成されている内部表面側に比し外枠４上の外
周表面での剛性が大きく、しかも本願発明者によって、
内部表面の表面形状は外枠４外周フレームの変形に倣う
といった事実が実験的に見出された次第である。即ち、
外枠４上の外周表面への走査によって、外枠４上での絶
対高さ変位量を得るようにすれば、これより内部表面に
対する基準面形状が容易に推定され得るというものであ
る。この基準面形状の推定方法について、図６により具
体的に説明すれば以下のようである。

【００４０】即ち、説明の簡単化上、外枠４の４隅（頂
点）にはそれぞれ符号Ａ〜Ｄを付し、しかも走査により
実際に得られた線分ＡＢでの高さデータ（絶対高さ変位
量）をＺI 、同様にして、線分ＡＣ，ＣＤ，ＢＤそれぞ
れでのそれがＺII、ＺIII 、ＺIVであるとして、高さデ
ータＺI ，ＺIII にもとづきｘｚ平面での面形状が、ま
た、高さデータＺII，ＺIVにもとづきｙｚ平面での面形
状がそれぞれ抽出されるものとなっている。これら抽出
されたそれぞれの高さデータからｚｘｙ平面全体として
の面形状を抽出しようというわけであるが、このために
は、ｘｚ平面、ｙｚ平面各々における相対応するｘｙ点
でのｚからその平均高さを求め、これをｘ座標とｙ座標
の交点での高さとしてｚｘｙ平面を求めればよいもので
ある。

【００４１】このｚｘｙ平面から得られた外枠４高さ、
即ち、線分ＡＢ，ＡＣ，ＣＤ，ＢＤそれぞれにおける高
さとＺI 〜ＺIVとの比較結果として、その差が一定値内
に収っている場合には、基準面形状が推定され得たと判
定されるも、その一定値内に収っていない場合には、得
られた基準面形状にもとづき、一定値内に収るまで上記
演算処理が繰返し行われているものである。

【００４２】因みに、基準面形状ｚ(ｘ，ｙ)の推定方法
を、以下の各種数式（＝は右辺から左辺への数値の代入
を示す）を用い説明すれば、先ずステップ１として、全
ての(ｘ，ｙ)について初期化が行われる（ｚ(ｘ，ｙ)＝
０）。次ステップ２としては、既述のＺI 〜ＺIVを用い
外枠４内の基準となる面形状が推定されるに際しては、
先ずＺII(ｘ，ｙ)，ＺIV(ｘ，ｙ)を用い、ｘｚ平面（こ
れに平行な平面を含む）内で内挿する。

【００４３】

【数１】

【００４４】同様にして、ＺI (ｘ，ｙ)，ＺIII (ｘ，
ｙ)用い、ｙｚ平面（これに平行な平面を含む）内で内
挿する。

【００４５】

【数２】

【００４６】数式１，２より求められたｚｘ(ｘ，ｙ)，
ｚｙ(ｘ，ｙ)を用い、基準となる面形状ｚｘｙを求め
る。

【００４７】

【数３】

【００４８】その後、ステップ３として、外枠４内のデ
ータｚ(ｘ，ｙ)が計算される。

【００４９】

【数４】

【００５０】更に、ステップ４として、推定された基準
面形状より得られた外枠データとＺI 〜ＺIVとから、推
定された基準面データの誤差が算出される。

【００５１】

【数５】

【００５２】

【数６】

【００５３】

【数７】

【００５４】

【数８】

【００５５】これら誤差が一定値内に収っている場合は
次ステップ５に進み、そうでない場合にはステップ２に
戻されるが、ステップ５では、外枠４が強制的に平面に
押し仕付けられた場合での、スクリーンの推定平面から
のずれ量が算出される。

【００５６】

【数９】

【００５７】但し、Ｅｉ(ｘ，ｙ)：凹凸量Ｚｉ(ｘ，ｙ)：スクリーン表面上での実測データｚ(ｘ，ｙ)：ステップ２で求められた推定値ｄ：外枠とスクリーン表面との間の段差（設計値）であ
る。

【００５８】このように、外枠から推定された面形状と
実測外枠形状との誤差が最小となるべく、基準面形状が
推定し得ることから、スクリーン内部が外枠４に倣って
変形している場合であっても、高精度に局所的凹凸変形
が抽出され得るものである。因みに、スクリーンのよう
に、その表面上にパターン開口部が形成されている場合
には、その位置情報は事前に設計データにより、または
穴部／ノイズ除去処理により予め知れているので、その
位置情報により局所的形状欠陥位置情報がマスクされる
ことによって、真の局所的形状欠陥のみが検出可となっ
ている。

【００５９】以上は平面部材の表面の変形が周囲の高剛
性部材の変形に倣う、比較的内部の剛性が高い場合につ
いての実施例である。次に、平面部材の剛性が周囲の枠
などの剛性より小さく、平面部材の表面の変形が周囲の
高剛性部材に倣いにくい場合の、本発明の一実施形態を
図８から図１０により説明する。図８の実施例は、走査
位置対応の絶対高さ変位量としてマイクロコンピュター
３０に入力されるまでの機能、動作は図１と同じである
ため、図１の機能と動作が同じものについては同一符号
を付してある。

【００６０】マイクロコンピュター３０では、検出器１
１から順次得られる、走査位置対応の絶対高さ変位量の
うちから、その走査位置対応の絶対高さ変位量にもとづ
き、先ず穴部／ノイズ除去部３０１でパターン開口部３
とその近傍から発生されるノイズが除去された上、面形
状抽出部３０２では、表面１Ａ（パターン開口部を除
く）上での走査位置対応の絶対高さ変位量にもとづき、
その表面形状が抽出されているものである。一方、その
表面形状の抽出に並行して、大局的面形状推定部３０３
では、抽出した大局的な曲面近似によりスクリーン１上
の表面１Ａに対する基準面形状が推定されたものとなっ
ている。

【００６１】したがって、抽出値―推定値部３０４によ
って、面形状抽出部３０２からの表面形状と大局的面形
状推定部３０３からの基準面形状との絶対差を求めた
上、比較部３０５で設定許容値と比較される場合は、表
面１Ａ上での局所的形状欠陥がその位置座標（Ｘ，Ｙ）
として検出され得るものである。その位置座標（Ｘ，
Ｙ）にもとづきステージコントローラ２１、Ｘステージ
１６、Ｙステージ１３を介しマーキングユニット１２を
形状欠陥位置に移動せしめた上、その位置にマーキング
が行われる場合は、形状欠陥位置各々が容易に可視表示
され得るものである。

【００６２】次に、穴部／ノイズ除去部３０２での穴部
／ノイズ除去処理について図９を用いて説明する。図５
に示した穴部／ノイズ除去部２０１の他の方法による実
施例であり、本方式では広い区間のヒストグラムから大
きい出力のノイズ成分を除き、次に小さい区間のヒスト
グラムから、微小なノイズ成分を除く処理である。

【００６３】図９（Ａ）は図５（Ｂ）に相当するノイズ
成分を含んだ波形である。まず最初に大区間Ｊ１、Ｊ２
のヒストグラムを求める。このヒストグラムからある頻
度Ｎaより多いヒストグラムを抽出し、高い位置に存在
するピークＰaを求める。次にｑを可変定数、定数とし
て,Ｐa±ｑの範囲内に存在する出力のみを抽出する。高
い位置に存在するピークＰaを求める理由は、ノイズ以
外の最上部表面を忠実に抽出するためである。

【００６４】図９（Ｂ）はこの大区間ヒストグラム処理
で求められた波形である。この波形を小区間に分割して
ヒストグラム処理をする。図９では７分割した例を示
す。区間Ｋ１のヒストグラムから、頻度Ｎbより多いヒ
ストグラムを抽出し、高い位置に存在するピークＰbを
求める。次にrを可変定数、定数として,Ｐb±rの範囲内
に存在する出力のみを抽出する。上記大区間、小区間ヒ
ストグラム処理により（Ｃ）に示す出力波形が得られ
る。この方法では表面形状にうねりがあっても、スパイ
ク状ノイズを除いて、表面のみの形状を忠実に抽出でき
る効果がある。

【００６５】次に面形状抽出部３０２及び大局的面形状
推定部３０３において用いられる曲線近似の方法につい
て図１０（ａ）（ｂ）を用いて説明する。この曲線近似
は図５（Ｄ）あるいは図９（Ｃ）に示す出力波形として
得られるサンプリング点に対して施されるものである。
サンプリング点をｄ1〜ｄｎで表す。ｎはサンプリング
点数であり、図１０の実施例ではｎ＝２０の場合につい
ての説明である。図１０（ａ）はｄ０〜ｄ20は図５
(Ｂ)、図９（Ｃ）に示したサンプリング点と同様走査方
向に順番に並んでいるものとする。

【００６６】この点列を次に述べる手順で直線近似す
る。まずｄ０とｄ20を直線Ｌ０で結ぶ。この直線とｄ1
とｄ20の間にある点の距離を調べ、最も遠い点とその距
離を得る。今、この点をｄｋ1、直線からの距離をＬｋ1
と記述する。Ｌｋ1を予め与えられた値Ｌｔｈと比較
し、Ｌｋ1の方が大きい場合点ｄｋで先の直線を二分
し、新たにｄ1とｄｋ1を結ぶ直線Ｌ1、Ｌ2と、ｄｋ1と
ｄ20を結ぶ直線の二つの直線に分割する。

【００６７】図１０（ｂ）は、更に、分割された場合を
示すもので、直線Ｌ１からの最遠点ｄｋ２と直線Ｌ２か
らの最遠点ｄｋ３を求め、それぞれの直線Ｌ１，Ｌ２か
らの距離Ｌｋ２，Ｌｋ３を求めた場合を示している。距
離Ｌｋ２，Ｌｋ３と予め与えられた値Ｌｔｈと比較し、
Ｌｋ２＜Ｌｔｈ、Ｌｋ３＞Ｌｔｈの場合、Ｌ１は近似直
線として採用し、Ｌ２については、ｄｋ１とｄｋ３を結
ぶ直線Ｌ3，ｄ２０とｄｋ３を結ぶ直線Ｌ4に分割して、
上記と同様の直線各々に処理を施し、この処理を再帰的
に繰り返し、直線を決定する２点の間にあるどの点も直
線からＬｔｈ以内にあるとき処理を打ち切る。

【００６８】この結果、最初に与えられたサンプリング
点はどのサンプリング点も、この近似直線からｌｔｈ以
内にあるような折線で直線近似される。ｌｔｈを零にす
れば、得られる直線近似は隣あうサンプリング点をすべ
て繋いで得られる折線である。よってｌｔｈを小さく設
定すれば、局所的なサンプリング点列の凹凸も直線近似
で顕在化でき、ｌｔｈを大きく設定すれば局所的名凹凸
は無視され、サンプリング点列の大きなうねり即ち大局
的な凹凸が顕在化できる。大局的な凹凸を抽出するため
のｌｔｈは、検査対象を実際使用するときに矯正されえ
る変形量をもとに設定される値である。また、局所的な
凹凸を抽出するためのｌｔｈは顕在化すべき欠陥の変形
量をもとに設定される値である。

【００６９】以下、大局的な凹凸を顕在化するために折
線近似された直線をＳ（ｔ）、局所的な凹凸を顕在化す
るために折線近似された直線をＲ（ｔ）とする。ただし
ｔは走査方向の位置を表す。

【００７０】面形状抽出部３０２は前述の局所的な凹凸
を顕在化した直線近似を出力し、大局的面形状推定部３
０３は前述の大局的な凹凸を顕在化した直線近似を出力
する。抽出値−推定値部３０４により｜Ｓ（ｔ）−Ｒ
（ｔ）｜あるいは（Ｓ（ｔ）−Ｒ（ｔ））として前記２
直線の差を求めた上、比較部３０５で設定許容値と比較
される。本説明では走査方向の直線近似について述べて
いるが、走査方向と直角方向についても同様の処理によ
り、曲線近似が出来ることは明らかである。このため、
本方式によれば２次元平面の局部的な凹凸を抽出するこ
とが出来る。

【００７１】上記を図１１で説明すれば、面形状抽出部
３０２の出力を３０２ａ、大局的面形状推定部３０３
ａ、比較部３０５での設定許容値３０５ａ、３０５ｂと
すると、許容値を超える凹凸部３１０ａ、３１０ｂ、３
１０ｃ、３１０ｄが欠陥として出力される。

【００７２】更に対象の面形状を忠実に扱うために、曲
線近似を導入してもよい。この場合、大局的曲線はＳ
（ｔ）の端点を含む頂点を補間する曲線としてW.H.Pres
s著"Numerical Recipes in C"(技術評論社)第３.３章
「３次スプライン補間」に記載されているようにスプラ
イン曲線などを適用する方法、同じくW.H.Press著"Nume
rical Recipes in C"(技術評論社)第３.１章「多項式に
よる補間と補外」に記載されているように端点を含む頂
点の数から１少ない次数の曲線を端点を含む頂点にあて
はめる方法、P.Saint-Marc,et al,"B-Spline Contour R
epresentation andSymmetry Detection",IEEE Trans,PA
MI,vol 15,No.11,pp 1191-1197,Nov1993に記載されてい
る方法により、端点を含む頂点の数を制御点数としてス
プライン曲線を穴部／ノイズ除去部３０１から出力され
るサンプリング点に当てはめる方法などがある。局所的
曲線についても同様である。得られた大局的曲線をＣ
（ｔ）、局所的曲線をｃ（ｔ）とすれば、抽出値−推定
値部３０４で計算される差分は｜Ｓ（ｔ）−ｓ（ｔ）｜
あるいは（Ｓ（ｔ）−ｓ（ｔ））で求めることができ
る。

【００７３】なお、以上の説明では、主にスクリーン用
マスクに例を採って説明されているが、鋼板などの高剛
性シート材の変形評価にも適用可とされており、特にパ
ンチングメタルなどの穴明き部材の表面検査に有効とな
っている。更に、適用分野としては、例えば燃料電池な
どに用いられる、セパレータ等の鋼板表面の形状測定や
変形評価にそのまま適用され得るものとなっている。

【００７４】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、周囲が高剛性部材を以て構成されてなる平面部材一
般における内部表面の局所的形状欠陥を、大きなうねり
変形から区別された状態として高精度に検出することが
できる。

【００７５】また、本発明によれば、周囲が高剛性部材
を以て構成され、かつ内部表面に開口部が形成されてな
る平面部材一般における内部表面の局所的形状欠陥を、
大きなうねり変形から区別された状態として、しかも開
口部を走査すること不要として高精度に検出することが
できる。

【００７６】更に、本発明によれば、周囲が高剛性部材
を以て構成され、かつ内部表面に開口部が形成されてな
る平面部材一般における内部表面の局所的形状欠陥を、
大きなうねり変形から区別された状態として、しかも開
口部に影響されることなく高精度に検出することができ
る。

【００７７】更に、本発明によれば、内部表面に開口部
が形成されているか否かに拘らず、少なくとも周囲が高
剛性部材を以て構成されてなる平面部材一般における内
部表面の局所的形状欠陥を、大きなうねり変形から区別
された状態として、しかも開口部に影響されることな
く、かつ該当位置にマーキングが付された状態として高
精度に検出することができる。

【００７８】更に、本発明によれば、周囲が高剛性部材
を以て構成されてなる平面部材一般における内部表面の
局所的形状欠陥を、大きなうねり変形から区別された状
態として高精度に検出し得る表面形状欠陥検出すること
ができる。

【００７９】更に、本発明によれば、周囲が高剛性部材
を以て構成され、かつ内部表面に開口部が形成されてな
る平面部材一般における内部表面の局所的形状欠陥を、
大きなうねり変形から区別された状態として、しかも開
口部を走査すること不要として高精度に検出することが
できる。

【００８０】更に、本発明によれば、周囲が高剛性部材
を以て構成され、かつ内部表面に開口部が形成されてな
る平面部材一般における内部表面の局所的形状欠陥を、
大きなうねり変形から区別された状態として、しかも開
口部に影響されることなく高精度に検出することができ
る。

【００８１】更に、本発明によれば、内部表面に開口部
が形成されているか否かに拘らず、少なくとも周囲が高
剛性部材を以て構成されてなる平面部材一般における内
部表面の局所的形状欠陥を、大きなうねり変形から区別
された状態として、しかも開口部に影響されることな
く、かつ該当位置にマーキングが付された状態として高
精度に検出することができる。

【００８２】更に、本発明によれば、内部表面に開口部
が形成されてなる平面部材一般における内部表面の局所
的形状欠陥を、開口部の大きさに影響されることなく高
精度に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による表面形状欠陥検出装置の構成の一
例を示す射視図である。

【図２】スクリーン上の表面を走査する走査方法（その
１）を示すスクリーンの射視図である。

【図３】スクリーン上の表面を走査する走査方法（その
２）を示すスクリーンの射視図である。

【図４】走査用ビーム光のビーム径の相違による、表面
形状を検出する上での分解能の相違を説明するための図

【図５】（Ａ）はスクリーンの断面図、（Ｂ）〜（Ｄ）
は（Ａ）の断面図上の位置とセンサ出力との関係を示す
図である。

【図６】スクリーン表面の射視図とこのスクリーン表面
をＸ方向およびＹ方向から見たときの各断面形状を示す
図である。

【図７】一般的なスクリーン印刷機のスクリーンとスキ
ージの関係を示す射視図である。

【図８】本発明による表面形状欠陥検出装置の第２の実
施例での構成を示す射視図である。

【図９】本発明による第２の実施例における穴部／ノイ
ズ除去部での検出位置と出力との関係を示す図である。

【図１０】本発明による第２の実施例における内部面形
状推定部での検出位置と出力との関係を示す図である。

【図１１】本発明による第２の実施例における凹凸抽出
の処理での検出位置と出力との関係を示す図である。

【符号の説明】１…スクリーン、３…パターン開口部、４…外枠、１０
…ワークホルダ、１１…検出器、１２…マーキングユニ
ット、１３…Ｙステージ、１６…Ｘステージ、１９…セ
ンサコントローラ、２０…マイクロコンピュータ、２１
…ステージコントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平面部材における内部表面の形状欠陥を検
出するための表面形状欠陥検出方法であって、平面部材
における全表面が光学的に走査されることによって、該
平面部材における表面形状が走査位置対応の絶対高さ変
位量として抽出された後、該平面部材上の表面形状から
別途推定された大局的基準面形状と上記表面形状との間
の差として、該大局的基準面形状に対する相対高さ変位
量が抽出された上、設定許容変位量と比較されることに
よって、表面の形状欠陥が位置が特定された状態として
検出されるようにした表面形状欠陥検出方法。
【請求項２】平面部材における内部表面の形状欠陥を検
出するための表面形状欠陥検出装置であって、平面部材
における全表面を光学的に走査することによって、該平
面部材における表面形状を走査位置対応の絶対高さ変位
量として抽出する絶対高さ変位量抽出手段と、該表面形
状から、平面部材における表面に対する大局的な基準面
形状を別途推定する基準面形状推定手段と、該基準面形
状推定手段からの基準面形状と上記絶対高さ変位量抽出
手段からの表面形状との間の差として、該基準面形状に
対する相対高さ変位量を抽出する相対高さ変位量抽出手
段と、設定許容変位量と該相対高さ変位量抽出手段から
の相対高さ変位量との比較によって、表面の形状欠陥を
位置が特定された状態として検出する形状欠陥検出手段
と、を少なくとも含む表面形状欠陥検出装置。
【請求項３】表面に開口部が形成されてなる平面部材に
おける表面の形状欠陥を検出するための表面形状欠陥検
出方法であって、設計データにもとづき、平面部材にお
ける、開口部以外の全表面が光学的に走査されることに
よって、該平面部材における表面形状が走査位置対応の
絶対高さ変位量として抽出された後、平面部材における
表面に対する大局的な基準面形状を別途推定された基準
面形状と上記表面形状との間の差として、該基準面形状
に対する相対高さ変位量が抽出された上、設定許容変位
量と比較されることによって、表面の形状欠陥が位置が
特定された状態として検出されるようにした表面形状欠
陥検出方法。
【請求項４】表面に開口部が形成されてなる平面部材に
おける表面の形状欠陥を検出するための表面形状欠陥検
出装置であって、設計データにもとづき、平面部材にお
ける、開口部以外の全表面を光学的に走査することによ
って、該平面部材における表面形状を走査位置対応の絶
対高さ変位量として抽出する絶対高さ変位量抽出手段
と、該表面形状から、平面部材における表面に対する大
局的な基準面形状を別途推定する基準面形状推定手段
と、該基準面形状推定手段からの基準面形状と上記絶対
高さ変位量抽出手段からの内部表面形状との間の差とし
て、該基準面形状に対する相対高さ変位量を抽出する相
対高さ変位量抽出手段と、設定許容変位量と該相対高さ
変位量抽出手段からの相対高さ変位量との比較によっ
て、内部表面の形状欠陥を位置が特定された状態として
検出する形状欠陥検出手段と、を少なくとも含む表面形
状欠陥検出装置。
【請求項５】表面に開口部が形成されてなる平面部材に
おける表面の形状欠陥を検出するための表面形状欠陥検
出方法であって、平面部材における全表面が光学的に走
査され、設計データにもとづき、平面部材における、開
口部を検出不可領域（マスキング領域）として開口部以
外の全表面が、該平面部材における表面形状が走査位置
対応の絶対高さ変位量として抽出された後、平面部材に
おける表面に対する大局的な基準面形状を別途推定され
た基準面形状と上記表面形状との間の差として、該基準
面形状に対する相対高さ変位量が抽出された上、設定許
容変位量と比較されることによって、表面の形状欠陥が
位置が特定された状態として検出されるようにした表面
形状欠陥検出方法。
【請求項６】表面に開口部が形成されてなる平面部材に
おける表面の形状欠陥を検出するための表面形状欠陥検
出装置であって、平面部材における全表面を光学的に走
査する手段と、設計データにもとづき、平面部材におけ
る、開口部を検出不可領域（マスキング領域）として、
開口部以外の全表面を該平面部材における表面形状を走
査位置対応の絶対高さ変位量として抽出する絶対高さ変
位量抽出手段と、該表面形状から、平面部材における表
面に対する大局的な基準面形状を別途推定する基準面形
状推定手段と、該基準面形状推定手段からの基準面形状
と上記絶対高さ変位量抽出手段からの内部表面形状との
間の差として、該基準面形状に対する相対高さ変位量を
抽出する相対高さ変位量抽出手段と、設定許容変位量と
該相対高さ変位量抽出手段からの相対高さ変位量との比
較によって、内部表面の形状欠陥を位置が特定された状
態として検出する形状欠陥検出手段と、を少なくとも含
む表面形状欠陥検出装置。
【請求項７】内部表面に開口部が形成されてなる平面部
材における表面の形状欠陥を検出するための表面形状欠
陥検出方法であって、平面部材における全表面が光学的
に走査されることによって、該平面部材における、開口
部以外の表面形状が走査位置対応の絶対高さ変位量とし
て抽出された後、平面部材における表面に対する大局的
な基準面形状を別途推定された基準面形状と上記表面形
状との間の差として、該基準面形状に対する相対高さ変
位量が抽出された上、設定許容変位量と比較されること
によって、表面の形状欠陥が位置が特定された状態とし
て検出されるようにした表面形状欠陥検出方法。
【請求項８】表面に開口部が形成されてなる平面部材に
おける表面の形状欠陥を検出するための表面形状欠陥検
出方法であって、平面部材における全表面が光学的に走
査されることによって、該平面部材における表面形状が
走査位置対応の絶対高さ変位量として抽出されるに際
し、連続した複数の走査位置対応の絶対高さ変位量に対
するノイズ・開口部除去処理により上記平面部材におけ
る、開口部以外の表面形状が抽出された後、平面部材に
おける表面に対する大局的な基準面形状を別途推定され
た基準面形状と上記表面形状との間の差として、該基準
面形状に対する相対高さ変位量が抽出された上、設定許
容変位量と比較されることによって、内部表面の形状欠
陥が位置が特定された状態として検出されるようにした
表面形状欠陥検出方法。
【請求項９】部表面に開口部が形成されてなる平面部材
における内部表面の形状欠陥を検出するための表面形状
欠陥検出装置であって、平面部材における全表面を光学
的に走査することによって、該平面部材における、開口
部以外の表面形状を走査位置対応の絶対高さ変位量とし
て抽出する絶対高さ変位量抽出手段と、該表面形状か
ら、平面部材における表面に対する大局的な基準面形状
を別途推定する基準面形状推定手段と、該基準面形状推
定手段からの基準面形状と上記絶対高さ変位量抽出手段
からの内部表面形状との間の差として、該基準面形状に
対する相対高さ変位量を抽出する相対高さ変位量抽出手
段と、設定許容変位量と該相対高さ変位量抽出手段から
の相対高さ変位量との比較によって、内部表面の形状欠
陥を位置が特定された状態として検出する形状欠陥検出
手段と、を少なくとも含む表面形状欠陥検出装置。
【請求項１０】表面に開口部が形成されているか否かに
拘らず、平面部材表面の形状欠陥を検出するための表面
形状欠陥検出方法であって、平面部材における全表面が
光学的に走査されることによって、該平面部材におけ
る、開口部以外の表面形状が走査位置対応の絶対高さ変
位量として抽出された後、平面部材における表面に対す
る大局的な基準面形状を別途推定された基準面形状と上
記表面形状との間の差として、該基準面形状に対する相
対高さ変位量が抽出された上、設定許容変位量と比較さ
れることによって、形状欠陥位置にマーキングが行われ
つつ、内部表面の形状欠陥が位置が特定された状態とし
て検出されるようにした表面形状欠陥検出方法。
【請求項１１】表面に開口部が形成されているか否かに
拘らず、平面部材における表面の形状欠陥を検出するた
めの表面形状欠陥検出装置であって、平面部材における
全表面を光学的に走査することによって、該平面部材に
おける、開口部以外の内部表面形状を走査位置対応の絶
対高さ変位量として抽出する絶対高さ変位量抽出手段
と、該表面形状から、平面部材における表面に対する大
局的な基準面形状を別途推定する基準面形状推定手段
と、該基準面形状推定手段からの基準面形状と上記絶対
高さ変位量抽出手段からの内部表面形状との間の差とし
て、該基準面形状に対する相対高さ変位量を抽出する相
対高さ変位量抽出手段と、設定許容変位量と該相対高さ
変位量抽出手段からの相対高さ変位量との比較によっ
て、内部表面の形状欠陥を位置が特定された状態として
検出する形状欠陥手段と、該形状欠陥手段からの検出形
状欠陥位置にもとづき、内部表面上の形状欠陥位置にマ
ーキングを行うマーキング手段と、を少なくとも含む表
面形状欠陥検出装置。
【請求項１２】周囲が高剛性部材を以て構成されてなる
平面部材における内部表面の形状欠陥を検出するための
表面形状欠陥検出方法であって、平面部材における全表
面が光学的に走査されることによって、該平面部材にお
ける内部表面形状が走査位置対応の絶対高さ変位量とし
て抽出された後、高剛性部材上の外周表面形状から別途
推定された基準面形状と上記内部表面形状との間の差と
して、該基準面形状に対する相対高さ変位量が抽出され
た上、設定許容変位量と比較されることによって、内部
表面の形状欠陥が位置が特定された状態として検出され
るようにした表面形状欠陥検出方法。
【請求項１３】周囲が高剛性部材を以て構成されてなる
平面部材における内部表面の形状欠陥を検出するための
表面形状欠陥検出方法であって、平面部材における全表
面が光学的に走査されることによって、該平面部材にお
ける内部表面形状が走査位置対応の絶対高さ変位量とし
て抽出された後、周囲４辺の高剛性部材上の外周表面形
状から別途推定された基準面形状と上記内部表面形状と
の間の差として、該基準面形状に対する相対高さ変位量
が抽出された上、設定許容変位量と比較されることによ
って、内部表面の形状欠陥が位置が特定された状態とし
て検出されるようにした表面形状欠陥検出方法。
【請求項１４】周囲が高剛性部材を以て構成されてなる
平面部材における内部表面の形状欠陥を検出するための
表面形状欠陥検出装置であって、平面部材における全表
面を光学的に走査することによって、該平面部材におけ
る内部表面形状を走査位置対応の絶対高さ変位量として
抽出する絶対高さ変位量抽出手段と、周囲の高剛性部材
上の外周表面形状から、平面部材における内部表面に対
する基準面形状を別途推定する基準面形状推定手段と、
該基準面形状推定手段からの基準面形状と上記絶対高さ
変位量抽出手段からの内部表面形状との間の差として、
該基準面形状に対する相対高さ変位量を抽出する相対高
さ変位量抽出手段と、設定許容変位量と該相対高さ変位
量抽出手段からの相対高さ変位量との比較によって、内
部表面の形状欠陥を位置が特定された状態として検出す
る形状欠陥手段と、を少なくとも含む表面形状欠陥検出
装置。
【請求項１５】周囲が高剛性部材を以て構成され、かつ
内部表面に開口部が形成されてなる平面部材における内
部表面の形状欠陥を検出するための表面形状欠陥検出方
法であって、設計データにもとづき、平面部材におけ
る、開口部以外の全表面が光学的に走査されることによ
って、該平面部材における内部表面形状が走査位置対応
の絶対高さ変位量として抽出された後、高剛性部材上の
外周表面形状から別途推定された基準面形状と上記内部
表面形状との間の差として、該基準面形状に対する相対
高さ変位量が抽出された上、設定許容変位量と比較され
ることによって、内部表面の形状欠陥が位置が特定され
た状態として検出されるようにした表面形状欠陥検出方
法。
【請求項１６】周囲が高剛性部材を以て構成され、かつ
内部表面に開口部が形成されてなる平面部材における内
部表面の形状欠陥を検出するための表面形状欠陥検出装
置であって、設計データにもとづき、平面部材におけ
る、開口部以外の全表面を光学的に走査することによっ
て、該平面部材における内部表面形状を走査位置対応の
絶対高さ変位量として抽出する絶対高さ変位量抽出手段
と、周囲の高剛性部材上の外周表面形状から、平面部材
における内部表面に対する基準面形状を別途推定する基
準面形状推定手段と、該基準面形状推定手段からの基準
面形状と上記絶対高さ変位量抽出手段からの内部表面形
状との間の差として、該基準面形状に対する相対高さ変
位量を抽出する相対高さ変位量抽出手段と、設定許容変
位量と該相対高さ変位量抽出手段からの相対高さ変位量
との比較によって、内部表面の形状欠陥を位置が特定さ
れた状態として検出する形状欠陥手段と、を少なくとも
含む表面形状欠陥検出装置。
【請求項１７】周囲が高剛性部材を以て構成され、かつ
内部表面に開口部が形成されてなる平面部材における内
部表面の形状欠陥を検出するための表面形状欠陥検出方
法であって、平面部材における全表面が光学的に走査さ
れることによって、該平面部材における、開口部以外の
内部表面形状が走査位置対応の絶対高さ変位量として抽
出された後、高剛性部材上の外周表面形状から別途推定
された基準面形状と上記内部表面形状との間の差とし
て、該基準面形状に対する相対高さ変位量が抽出された
上、設定許容変位量と比較されることによって、内部表
面の形状欠陥が位置が特定された状態として検出される
ようにした表面形状欠陥検出方法。
【請求項１８】周囲が高剛性部材を以て構成され、かつ
内部表面に開口部が形成されてなる平面部材における内
部表面の形状欠陥を検出するための表面形状欠陥検出方
法であって、平面部材における全表面が光学的に走査さ
れることによって、該平面部材における内部表面形状が
走査位置対応の絶対高さ変位量として抽出されるに際
し、連続した複数の走査位置対応の絶対高さ変位量に対
するノイズ・開口部除去処理により上記平面部材におけ
る、開口部以外の内部表面形状が抽出された後、高剛性
部材上の外周表面形状から別途推定された基準面形状と
の間の差として、該基準面形状に対する相対高さ変位量
が抽出された上、設定許容変位量と比較されることによ
って、内部表面の形状欠陥が位置が特定された状態とし
て検出されるようにした表面形状欠陥検出方法。
【請求項１９】周囲が高剛性部材を以て構成され、かつ
内部表面に開口部が形成されてなる平面部材における内
部表面の形状欠陥を検出するための表面形状欠陥検出装
置であって、平面部材における全表面を光学的に走査す
ることによって、該平面部材における、開口部以外の内
部表面形状を走査位置対応の絶対高さ変位量として抽出
する絶対高さ変位量抽出手段と、周囲の高剛性部材上の
外周表面形状から、平面部材における内部表面に対する
基準面形状を別途推定する基準面形状推定手段と、該基
準面形状推定手段からの基準面形状と上記絶対高さ変位
量抽出手段からの内部表面形状との間の差として、該基
準面形状に対する相対高さ変位量を抽出する相対高さ変
位量抽出手段と、設定許容変位量と該相対高さ変位量抽
出手段からの相対高さ変位量との比較によって、内部表
面の形状欠陥を位置が特定された状態として検出する形
状欠陥手段と、を少なくとも含む表面形状欠陥検出装
置。
【請求項２０】内部表面に開口部が形成されているか否
かに拘らず、少なくとも周囲が高剛性部材を以て構成さ
れてなる平面部材における内部表面の形状欠陥を検出す
るための表面形状欠陥検出方法であって、平面部材にお
ける全表面が光学的に走査されることによって、該平面
部材における、開口部以外の内部表面形状が走査位置対
応の絶対高さ変位量として抽出された後、高剛性部材上
の外周表面形状から別途推定された基準面形状と上記内
部表面形状との間の差として、該基準面形状に対する相
対高さ変位量が抽出された上、設定許容変位量と比較さ
れることによって、形状欠陥位置にマーキングが行われ
つつ、内部表面の形状欠陥が位置が特定された状態とし
て検出されるようにした表面形状欠陥検出方法。
【請求項２１】内部表面に開口部が形成されているか否
かに拘らず、少なくとも周囲が高剛性部材を以て構成さ
れてなる平面部材における内部表面の形状欠陥を検出す
るための表面形状欠陥検出装置であって、平面部材にお
ける全表面を光学的に走査することによって、該平面部
材における、開口部以外の内部表面形状を走査位置対応
の絶対高さ変位量として抽出する絶対高さ変位量抽出手
段と、周囲の高剛性部材上の外周表面形状から、平面部
材における内部表面に対する基準面形状を別途推定する
基準面形状推定手段と、該基準面形状推定手段からの基
準面形状と上記絶対高さ変位量抽出手段からの内部表面
形状との間の差として、該基準面形状に対する相対高さ
変位量を抽出する相対高さ変位量抽出手段と、設定許容
変位量と該相対高さ変位量抽出手段からの相対高さ変位
量との比較によって、内部表面の形状欠陥を位置が特定
された状態として検出する形状欠陥手段と、該形状欠陥
手段からの検出形状欠陥位置にもとづき、内部表面上の
形状欠陥位置にマーキングを行うマーキング手段と、を
少なくとも含む表面形状欠陥検出装置。
【請求項２２】表面に開口部が形成されてなる平面部材
における内部表面の形状欠陥を検出するための表面形状
欠陥検出方法であって、平面部材における全表面が光学
的に走査されるに際しては、開口部の大きさの１／２以
下にビーム径が絞られたビーム光によって走査されるこ
とによって、該平面部材における、開口部以外の内部表
面形状が走査位置対応の絶対高さ変位量として抽出され
た後、別途推定された基準面形状と上記表面形状との間
の差として、該基準面形状に対する相対高さ変位量が抽
出された上、設定許容変位量と比較されることによっ
て、内部表面の形状欠陥が位置が特定された状態として
検出されるようにした請求項３、５、７、８、１０、１
５、１７、１８、２０の何れかに記載の表面形状欠陥検
出方法。