JPH11351849A - 欠陥検査装置及び欠陥検査方法 - Google Patents

欠陥検査装置及び欠陥検査方法

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JPH11351849A
JPH11351849A JP16363998A JP16363998A JPH11351849A JP H11351849 A JPH11351849 A JP H11351849A JP 16363998 A JP16363998 A JP 16363998A JP 16363998 A JP16363998 A JP 16363998A JP H11351849 A JPH11351849 A JP H11351849A
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JP
Japan
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light
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inspection
defect inspection
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JP16363998A
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Koji Haruyama
弘司 春山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】欠陥の形状に関わらず、欠陥を良好に検出する
ことができる欠陥検査装置を提供する。 【解決手段】平面状の検査対象物101の表面の微細な
凹凸などの欠陥を検査するための欠陥検査装置であっ
て、光を照射するための光源104と、光源104から
の光を検査対象物の表面に集光するための第1の集光光
学系106と、検査対象物101の表面で反射された光
の一部を遮光する遮光部材110と、検査対象物101
の表面で反射された光を受光して光電変換するための受
光センサ112と、検査対象物101の表面で反射され
た光を受光センサ112上に集光するための第2の集光
光学系111とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は物品の表面の欠陥検
査装置及び方法、特に微細な凹凸欠陥の検査装置及び方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、表面欠陥検査は光学的な手法を用
いて、正反射光または拡散反射光を受光部でとらえるこ
とによって行われていた。例えば図4は、従来の欠陥検
査方法を模式的に表した図で、検査対象物901の表面
の欠陥を検査する際に、903で示す様な帯状の光を投
光し、検査対象物901の表面を905で示すようにス
リット状に照明する。その検査対象物901の表面から
のスリット光の反射光904を受光センサ906で受光
し、その光の反射状況を判断し欠陥の検出を行ってい
る。
【0003】実際上、投受光光はレンズ等で検査対象物
901に対して光学結像関係にあるように構成される。
検査対象物901は一般的に、矢印Aで示すようにスリ
ット光の幅方向と直角な方向に移動されながら面内の欠
陥が検出される。受光センサ906は1次元ラインセン
サがよく用いられる。
【0004】図4を側方から見た図が図5である。スリ
ット光照明1003からスリット光903を投影し、そ
の反射光904aを1次元センサ906a等で受光する
方法で検出している。この時の信号波形は図6の様にな
る。図6において横軸は、図4におけるスリット光の矢
印A方向の位置を表わし、縦軸は、受光センサ906の
出力値を示している。図6で、例えば1101は欠陥部
分で、反射率変化のあるゴミ欠陥や、反射方向変化の大
きいキズ欠陥の様なものでは、その反射光が正確に受光
センサ906に入射しないので、受光センサ906の出
力値が低下し、容易に欠陥を判別できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例では、図5で説明するとスリット光照明1003
からの光903を検査対象901に投光し、表面からの
拡散反射光904bを受光センサ906bで受光する手
法では表面の急峻に変化する欠陥には有効であるがなだ
らかな凹凸を検出することは難しい。また正反射光90
4aを受光センサ906aで受光する手法においては欠
陥ではない表面の大きなうねり成分によって正反射光を
うまくとらえることができず、そのためにうねり成分の
影響を受けないように受光側の光学系の開口数を大きく
することで回避しているが、開口数を大きくすることで
欠陥も背景と同様に埋もれてしまい検出が難しかった。
【0006】図7で欠陥の検出の様子を説明すると、
(a)では検査対象面1201に凹欠陥1202がある
とき、スリット投光903は反射によって904cとな
り、受光センサ906への結像光学系1204から欠陥
部分の反射光が外れるため、欠陥部分とそれ以外の反射
光904dとは、受光センサ上でセンサ出力の差となっ
て現れ、欠陥の検出が可能である。これに対し、(b)
のように凹欠陥1212が浅い場合は、その欠陥による
反射光904eも欠陥以外の反射光904fも結像光学
系1204によってセンサに結像されることになり、欠
陥の識別が不可能となる。また表面の大きなうねり成分
は図2のように反射光の方向や位置が変化するために一
概に開口数を小さくできないという問題があった。
【0007】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的は、欠陥の形状に関わら
ず、欠陥を良好に検出することができる欠陥検査装置及
び方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わる欠陥検査装置
は、平面状の検査対象物の表面の微細な凹凸などの欠陥
を検査するための欠陥検査装置であって、光を照射する
ための光源と、該光源からの光を前記検査対象物の表面
に集光するための第1の集光光学系と、前記検査対象物
の表面で反射された光の一部を遮光する遮光手段と、前
記検査対象物の表面で反射された光を受光して光電変換
するための受光センサと、前記検査対象物の表面で反射
された光を前記受光センサ上に集光するための第2の集
光光学系とを具備することを特徴としている。
【0009】また、この発明に係わる欠陥検査装置にお
いて、前記第1の集光光学系により集光された光の位置
と前記検査対象物の表面とを相対的に移動させるための
移動手段をさらに具備することを特徴としている。
【0010】また、この発明に係わる欠陥検査装置にお
いて、前記光源と前記第1の集光光学系との間に配置さ
れ、前記光源からの光をスリット状に整形するための整
形手段をさらに具備することを特徴としている。
【0011】また、この発明に係わる欠陥検査装置にお
いて、前記遮光手段は、前記検査対象物と前記第2の集
光光学系の間に配置されていることを特徴としている。
【0012】また、この発明に係わる欠陥検査装置にお
いて、前記遮光手段は、前記検査対象物の表面で反射さ
れた光の光軸を中心とする上側又は下側半分を遮光する
ことを特徴としている。
【0013】また、この発明に係わる欠陥検査装置にお
いて、前記検査対象物の表面で反射された光とは、前記
光源から前記検査対象物の表面に照射された光の正反射
光であることを特徴としている。
【0014】また、本発明に係わる欠陥検査方法は、平
面状の検査対象物の表面の微細な凹凸などの欠陥を検査
するための欠陥検査方法であって、光源から光を照射す
る照射工程と、前記光源からの光を前記検査対象物の表
面に集光する第1の集光工程と、前記検査対象物の表面
で反射された光の一部を遮光する遮光工程と、前記検査
対象物の表面で反射された光を受光して光電変換する光
電変換工程と、前記検査対象物の表面で反射された光を
前記受光センサ上に集光する第2の集光工程とを具備す
ることを特徴としている。
【0015】また、この発明に係わる欠陥検査方法にお
いて、前記第1の集光工程において集光された光の位置
と前記検査対象物の表面とを相対的に移動させるための
移動工程をさらに具備することを特徴としている。
【0016】また、この発明に係わる欠陥検査方法にお
いて、前記照射工程と前記第1の集光工程との間に、前
記光源からの光をスリット状に整形するための整形工程
をさらに具備することを特徴としている。
【0017】また、この発明に係わる欠陥検査方法にお
いて、前記遮光工程では、前記検査対象物と前記第2の
集光工程を行う集光手段との間で遮光を行うことを特徴
としている。
【0018】また、この発明に係わる欠陥検査方法にお
いて、前記遮光工程では、前記検査対象物の表面で反射
された光の光軸を中心とする上側又は下側半分を遮光す
ることを特徴としている。
【0019】また、この発明に係わる欠陥検査方法にお
いて、前記検査対象物の表面で反射された光とは、前記
光源から前記検査対象物の表面に照射された光の正反射
光であることを特徴としている。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
について、添付図面を参照して説明する。
【0021】図1は本発明の一実施形態に関わる欠陥検
査装置の構成を示す側面図である。図1において、10
1は検査対象物、102は検査対象物を矢印B方向に走
査させるための移動ステージ、103は照明装置であ
る。照明装置103は、照明光源104と、照明光源1
04からの光を紙面に垂直な方向に細長く整形するため
のスリット用チャート105と、スリット用チャート1
05を通過した光を検査対象物101の表面に集光させ
るための集光光学系106とを備えており、照明光源1
04からの照明光をスリット105を通して、そのスリ
ット像を集光光学系106によって検査対象物101の
表面に投光する。
【0022】一方、検査対象物101を照明した光10
7は反射によって反射光109となり、受光装置108
で受光される。受光装置108は、反射光109の一部
を遮光する遮光部材110と、遮光部材110を通過し
た光を集光させるための集光光学系111と、受光セン
サ112とを備えている。反射光109は集光光学系1
11の前で遮光部材110によってその光の一部が遮光
され、通過した分の光が集光光学系111によって集光
され受光センサ112上に結像される。この時、遮光部
材110は、反射光光束109をその光軸を中心に上下
に2分した上側を遮光する。
【0023】次に検査対象物101に微細でなだらかな
凹凸欠陥がある時にどのように検出できるかを説明す
る。
【0024】図2は、検査対象物に走査方向(図1にお
ける矢印B方向)に伸びる凹みのある欠陥がある場合を
示している。図中201、202は欠陥の斜面を表し、
スリット光は紙面と垂直な方向に長く照明されている。
203は横軸に検査対象物101の移動方向(走査方
向)位置をとり、縦軸に1次元の受光センサ112の出
力をとったときの欠陥部付近の受光センサ112の出力
変化を示す曲線である。
【0025】また、図3は説明の便宜のために、受光装
置108を検査対象物101の表面に対して垂直に配置
したと仮定したときに、検査対象物101の表面に角度
変化があったときの反射光の光束の様子を示した図であ
る。
【0026】まず図2において、204より左側と20
6より右側では図3(a)のような光束109が受光部
に入る。すなわち反射光光束のうち約半分が受光センサ
112に集光される。また図2の204と205の間の
区間では検査対象物の凹みによって傾斜部が存在し、そ
の反射光束は図3(b)のように光束の主軸が傾き、遮
光部材110によって遮られる光束が減少することによ
って受光センサ112に届く光束量は図3(a)に比べ
て増加する。従って、受光センサ112の出力は増加す
る。逆に、図2の205から206の間の区間では、図
3(c)のような状態になり、光束の主軸はやはり傾く
が、この場合は光束のうち遮光される分が多くなり、受
光センサ112に受光される光束は減少する。従って、
受光センサ112の出力は減少する。このように検査対
象物に凹凸があるとその傾斜に従った光量が受光センサ
112に入射し、それに応じた出力が受光センサ112
から出力される。即ち、受光センサ112の出力をモニ
ターすることによって、検査対象物の凹凸を検出するこ
とができる。
【0027】なお、遮光部材110は上側である必要は
なく、下側であれば検査対象物の欠陥による斜面に対す
るセンサ出力強度が上記説明と逆になるだけである。ま
た、上記の説明では検査対象物の走査方向の斜面に対す
る説明であるがこれと直交する方向の斜面も遮光部材の
形状及び位置を変更することによって検出が可能であ
る。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
欠陥の形状に関わらず、欠陥を良好に検出することがで
きる。
【0029】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に関わる欠陥検査装置の構
成を示す側面図である。
【図2】欠陥部の形状と受光センサの検出出力を説明す
る図である。
【図3】検査対象物の傾斜とその反射光束を説明する図
である。
【図4】従来の欠陥検査装置の概略構成を説明するため
の図である。
【図5】従来例の全体機能を説明する図である。
【図6】従来例のセンサ出力を説明する図である。
【図7】欠陥部での光の反射状態を示す図である。
【符号の説明】
101 検査対象物 102 移動ステージ 103 照明装置 104 受光装置 105 遮光部材 112 受光センサ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平面状の検査対象物の表面の微細な凹凸
    などの欠陥を検査するための欠陥検査装置であって、 光を照射するための光源と、 該光源からの光を前記検査対象物の表面に集光するため
    の第1の集光光学系と、 前記検査対象物の表面で反射された光の一部を遮光する
    遮光手段と、 前記検査対象物の表面で反射された光を受光して光電変
    換するための受光センサと、 前記検査対象物の表面で反射された光を前記受光センサ
    上に集光するための第2の集光光学系とを具備すること
    を特徴とする欠陥検査装置。
  2. 【請求項2】 前記第1の集光光学系により集光された
    光の位置と前記検査対象物の表面とを相対的に移動させ
    るための移動手段をさらに具備することを特徴とする請
    求項1に記載の欠陥検査装置。
  3. 【請求項3】 前記光源と前記第1の集光光学系との間
    に配置され、前記光源からの光をスリット状に整形する
    ための整形手段をさらに具備することを特徴とする請求
    項1に記載の欠陥検査装置。
  4. 【請求項4】 前記遮光手段は、前記検査対象物と前記
    第2の集光光学系の間に配置されていることを特徴とす
    る請求項1に記載の欠陥検査装置。
  5. 【請求項5】 前記遮光手段は、前記検査対象物の表面
    で反射された光の光軸を中心とする上側又は下側半分を
    遮光することを特徴とする請求項1に記載の欠陥検査装
    置。
  6. 【請求項6】 前記検査対象物の表面で反射された光と
    は、前記光源から前記検査対象物の表面に照射された光
    の正反射光であることを特徴とする請求項1に記載の欠
    陥検査装置。
  7. 【請求項7】 平面状の検査対象物の表面の微細な凹凸
    などの欠陥を検査するための欠陥検査方法であって、 光源から光を照射する照射工程と、 前記光源からの光を前記検査対象物の表面に集光する第
    1の集光工程と、 前記検査対象物の表面で反射された光の一部を遮光する
    遮光工程と、 前記検査対象物の表面で反射された光を受光して光電変
    換する光電変換工程と、 前記検査対象物の表面で反射された光を前記受光センサ
    上に集光する第2の集光工程とを具備することを特徴と
    する欠陥検査方法。
  8. 【請求項8】 前記第1の集光工程において集光された
    光の位置と前記検査対象物の表面とを相対的に移動させ
    るための移動工程をさらに具備することを特徴とする請
    求項7に記載の欠陥検査方法。
  9. 【請求項9】 前記照射工程と前記第1の集光工程との
    間に、前記光源からの光をスリット状に整形するための
    整形工程をさらに具備することを特徴とする請求項7に
    記載の欠陥検査方法。
  10. 【請求項10】 前記遮光工程では、前記検査対象物と
    前記第2の集光工程を行う集光手段との間で遮光を行う
    ことを特徴とする請求項7に記載の欠陥検査方法。
  11. 【請求項11】 前記遮光工程では、前記検査対象物の
    表面で反射された光の光軸を中心とする上側又は下側半
    分を遮光することを特徴とする請求項7に記載の欠陥検
    査方法。
  12. 【請求項12】 前記検査対象物の表面で反射された光
    とは、前記光源から前記検査対象物の表面に照射された
    光の正反射光であることを特徴とする請求項7に記載の
    欠陥検査方法。
JP16363998A 1998-06-11 1998-06-11 欠陥検査装置及び欠陥検査方法 Withdrawn JPH11351849A (ja)

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