JPH1164159A - 位相格子の表面の検査方法および検査装置 - Google Patents

位相格子の表面の検査方法および検査装置

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JPH1164159A
JPH1164159A JP22482497A JP22482497A JPH1164159A JP H1164159 A JPH1164159 A JP H1164159A JP 22482497 A JP22482497 A JP 22482497A JP 22482497 A JP22482497 A JP 22482497A JP H1164159 A JPH1164159 A JP H1164159A
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JP
Japan
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phase grating
field illumination
illumination
dark
light
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Pending
Application number
JP22482497A
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English (en)
Inventor
Takeshi Hashimoto
健 橋本
Masaichi Mobara
政一 茂原
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 位相格子の表面の異常点の位置および大きさ
の検出精度を高くすることができる位相格子の表面の検
査装置を提供する。 【解決手段】 位相格子1をホルダー2に取り付けて、
XYステージ3,Zステージ4で位置を調整し、暗視野
照明用の光源5,6で照明する。それを側方よりCCD
カメラで観測する。暗視野照明用光源5の場合は、位相
格子1の溝方向に対して直角で、かつ、位相格子の表面
に対して斜めの方向からの照明であり、位相格子のパタ
―ンがある部分とない部分の領域を容易に区別し観察す
ることができ、キズやゴミ等の異常点の位置を検出でき
る。暗視野照明用光源6の場合は、位相格子の配列方向
に対して直角で、かつ、位相格子の表面に対して斜めの
方向からの照明であり、異常点の大きさを検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファイバグレーテ
ィングの作製などに用いられる位相格子の表面状態の検
査方法および検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ファイバグレーティングの作製に位相格
子を用いる方法がある。この方法による場合、位相格子
の表面にゴミが付着していたり、傷があったりすると、
作製されるグレ―ティングの特性、例えば、反射特性な
どが劣化する。
【0003】位相格子の表面状態を調べるために、通常
の顕微鏡観察(落射照明)による方法では、ゴミとバッ
クグラウンドとのコントラストが悪いため、位相格子の
表面のゴミの検出精度が悪く、定量的な把握は困難であ
る。また、ゴミとバックグラウンドとの境界がはっきり
分からないため、ゴミの位置の検出精度も悪いという問
題もある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、位相格子の表面の異常点の
位置および大きさの検出精度を高くすることができる位
相格子の表面の検査方法および検査装置を提供すること
を目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、位相格子の表面の検査方法において、位相格子の溝
方向に対して直角で、かつ、該位相格子の表面に対して
斜めの方向からの暗視野照明を行ない、表面の画像から
位相格子面上の異常点の位置を検出し、前記位相格子の
配列方向に対して直角で、かつ、前記位相格子の表面に
対して斜めの方向からの暗視野照明を行ない、表面の画
像から異常点の大きさを検出することを特徴とするもの
であり、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の位
相格子の表面の検査方法において、撮像光学系にテレセ
ントリック系対物レンズで観測することを特徴とするも
のである。
【0006】請求項3に記載の発明は、位相格子の表面
の検査装置において、位相格子の溝方向に対して直角
で、かつ、該位相格子の表面に対して斜めの方向からの
暗視野照明を行なう照明装置と、前記位相格子の配列方
向に対して直角で、かつ、前記位相格子の表面に対して
斜めの方向からの暗視野照明を行なう照明装置と、表面
の画像を観測する撮像装置と、観測した画像を処理し異
常点を抽出する画像処理を有することを特徴とするもの
であり、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の位
相格子の表面の検査装置において、撮像装置の対物レン
ズがテレセントリック系であることを特徴とするもので
ある。
【0007】
【発明の実施の形態】まず、明視野照明と暗視野照明で
の観測の様子と観測した画像について説明する。
【0008】図4は、明視野照明(落射照明)での観測
の様子を説明するためのもので、図4(A)は位相格子
の断面を見た図、図4(B)は観察像の一例である。図
中、21は位相格子の表面、22は異常点、23は対物
レンズ、24は照明光、25は反射光、26は透過光で
ある。明視野落射照明の場合、照明光24は、位相格子
の表面21に対して垂直に当てられる(Y軸方向)。図
4(A)に示すように、位相格子のパターンがある部分
では、反射光25には回折があるため、対物レンズ23
への入射光は減少し、位相格子のパターンがない部分に
比べて暗くなる。位相格子のパターン上にキズやゴミ等
の異常点22がある場合、図4(B)に示す観察像で
は、異常点22は暗く見えるが、位相格子の背景とのコ
ントラストがよくないため検出がしにくい。
【0009】図5は、位相格子の溝方向(Z軸方向)に
対して直角で、かつ、位相格子の表面に対して斜めの方
向から照明を当てる暗視野照明(以下、「暗視野照明
1」という。)での観測の様子を説明するためのもの
で、図5(A)は位相格子の断面を見た図、図5(B)
は観察像の一例である。図中、図4と同様の部分には同
じ符号を付して説明を省略する。27は透過回折光であ
る。照明光24を位相格子の溝方向(Z軸方向)に対し
て直角で、かつ、位相格子の表面21に対して斜め下方
の方向から照明を当てる暗視野照明1の場合、照明光の
大部分は斜めの透過光26となって対物レンズ23へは
入射しない。したがって、対物レンズ23が見る視野は
暗視野となる。しかし、照明光24の一部は、位相格子
の表面21で回折して、透検過回折光27となる。対物
レンズ23に透過回折光27が入射するように調整して
おく。図5(B)は、位相格子の四角パターンの角の部
分を観察する場合の例であり、位相格子の部分28が明
るく見られ、位相格子のパターンがない部分29は暗い
部分となって、容易に位相格子の領域を区別して観察す
ることができる。また、位相格子のパターン上にキズや
ゴミ等の異常点22がある場合は、異常点22の部分で
は、透過回折光が減少するため暗くなって見え、異常点
をコントラストよく検出できる。また、明るく見える位
相格子の部分28と暗く見える異常点22の位置関係か
ら、位相格子面上の異常点の位置を検出することができ
る。
【0010】図6は、位相格子の配列方向(X軸方向)
に対して直角で、かつ、位相格子の表面に対して斜めの
方向から照明を当てる暗視野照明(以下、「暗視野照明
2」という。)での観測の様子を説明するためのもの
で、図6(A)は位相格子の断面を見た図、図6(B)
は観察像の一例である。図中、図4と同様の部分には同
じ符号を付して説明を省略する。30は散乱光である。
照明光24を位相格子の配列方向(X軸方向)に対して
直角で、かつ、位相格子の表面21に対して斜め下方の
方向から照明を当てる暗視野照明2の場合、照明光の大
部分は斜めの透過光26となって対物レンズ23へは入
射しない。したがって、暗視野照明2の場合も、対物レ
ンズ23が見る視野は暗視野となる。図6(B)に示す
ように、位相格子の表面上にキズやゴミ等の異常点22
がある場合は、散乱光30によって異常点22が明るく
見えるため、コントラストがよく異常点22を観測で
き、異常点22の大きさを検出することもできる。
【0011】本発明では、暗視野照明1と暗視野照明2
とにより観測を行なう。暗視野照明1の場合に、位相格
子の領域を画像から求めることができ、また、異常点が
ある場合には、その領域上での異常点の位置を検出する
ことができる。暗視野照明2の場合には、輝度の高い部
分を検出することにより、位相格子のパターン上にある
キズ、ゴミ等の異常点の大きさを検出することができ
る。
【0012】図1は、本発明の位相格子の表面状態を検
査する検査装置の実施の形態の一例の概略を示す構成図
である。図中、1は位相格子、2はホルダー、3はXY
ステージ、4はZステージ、5は暗視野照明1用光源、
6は暗視野照明2用光源、7はカメラ、8は対物レン
ズ、9は顕微鏡鏡筒、10はXYZステージ、11は落
射明視野照明用光源である。
【0013】ファイバグレーティングの作製に使用する
位相格子の場合、中央部に凹凸を持つ位相格子が用いら
れる。位相格子の一例を図2に示す。図2(A)は平面
図であり、位相格子1の溝の配列方向をX軸、溝の深さ
方向をY軸、溝の方向をZ軸とする。位相格子1の断面
をより拡大して図示したものが図2(B)である。
【0014】この位相格子1を図1の検査装置のホルダ
ー2に取り付けて、明視野、暗視野の2つの方法のいず
れかで照明し、それを側方よりカメラ7で観測する。暗
視野の場合は、暗視野照明1と暗視野照明2とが可能な
ように、暗視野照明1用光源5と暗視野2用光源6とが
配置されている。これら光源は、一例では、図示しない
ハロゲン光源からの出射光を光ファイバ束により導くよ
うにしている。1つの照明用光源のみを用いて、それぞ
れの所要の位置に着脱可能にして、選択的に取り付ける
ようにしてもよい。
【0015】位相格子1を載せたホルダー2をXYステ
ージ3に載せ、XYステージ3の位置をZステージ4で
調整可能にして、各ステージを3次元的に移動させるこ
とにより観測する範囲を変えられるようにしている。対
物レンズを含め、観測用の光学系としてテレセントリッ
ク系のものを用いることにより、厚みのある位相格子の
表裏を一度に観測できるようにすれば、表と裏の両表面
の2回にわたる測定を1回で済ませることができ、測定
時間を短縮することができる。観測する画像は、カメラ
7で電気信号に変換することができる。カメラ7として
は、CCDカメラ等、画像信号を電気信号として得るこ
とができるカメラを用いることができる。
【0016】画像処理の装置の構成の一例を図3に示
す。図中、12はパソコン、13は画像処理ボード、1
4はCCD電源コントローラ、15はビデオモニタ、1
6はステージコントロールボード、17はD/Aボー
ド、18はハロゲン光源である。パソコン12からの制
御で、D/Aボード17を介して、ハロゲン光源18の
切り替えと光量調整を行なう。観測する視野は、位相格
子を保持するホルダーをXYステージおよびZステージ
を移動させることによって設定されるが、これらステー
ジは、パソコン12からの指令によりステージコントロ
ールボード16を介して移動制御が行なわれる。画像処
理ボード13は、CCD電源コントローラ14を介して
CCDカメラを制御し、取り込んだ画像の2値化、ラベ
リング処理、面積計算等を行なう。異常点の認識と位相
格子面上での位置と大きさを演算することもできる。ま
た、取り込んだ画像をビデオモニタ15でモニタするよ
うにしてもよい。
【0017】暗視野照明1では、位相格子のパタ−ンに
よる回折の有無により光の吸収率、反射率の差が生じ、
それを映像にとらえることができるため、位相格子のパ
タ―ンがある部分とない部分の領域を容易に区別し観察
することができる。異常点がある場合には、位相格子面
上での位置を検出できる。暗視野照明2では、回折の生
じない方向からの照明より、異常点からの散乱光のみを
観測できるため、位相格子の表面のキズやゴミ等の異常
点の大きさを検出することができる。
【0018】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、暗視野照明1と暗視野照明2との2つの照明
を用いる。暗視野照明1では、位相格子のパタ―ンがあ
る部分とない部分の領域を容易に区別し観察することが
でき、異常点がある場合には、位相格子面上での位置を
検出できる。暗視野照明2では、位相格子の表面のキズ
やゴミ等の異常点の大きさを検出することができる。い
ずれも異常点の像はコントラストよく観測することがで
きる。また、撮像光学系にテレセントリック系対物レン
ズを用いることによって、位相格子の表裏の両表面につ
いた異物を同時に観測し、表と裏の2回の測定時間を短
縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の位相格子の表面状態を検査する検査装
置の実施の形態の一例の概略を示す構成図である。
【図2】位相格子の一例の説明図である。
【図3】画像処理装置の一例の構成図である。
【図4】明視野照明(落射照明)での観測の様子を説明
するためのもので、図4(A)は位相格子の断面を見た
図、図4(B)は観察像の一例である。
【図5】暗視野照明1での観測の様子を説明するための
もので、図5(A)は位相格子の断面を見た図、図5
(B)は観察像の一例である。
【図6】暗視野照明2での観測の様子を説明するための
もので、図6(A)は位相格子の断面を見た図、図6
(B)は観察像の一例である。
【符号の説明】
1…位相格子、2…ホルダー、3…XYステージ、4…
Zステージ、5…暗視野照明1用光源、6…暗視野照明
2用光源、7…カメラ、8…対物レンズ、9…顕微鏡鏡
筒、10…XYZステージ、11…落射明視野照明用光
源、12…パソコン、13…画像処理ボード、14…C
CD電源コントローラ、15…ビデオモニタ、16…ス
テージコントロールボード、17…D/Aボード、18
…ハロゲン光源、21…位相格子の表面、22…異常
点、23…対物レンズ、24…照明光、25…反射光、
26…透過光、27…透過回折光、28…位相格子の部
分、29…位相格子のパターンがない部分、30…散乱
光。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 位相格子の溝方向に対して直角で、か
    つ、該位相格子の表面に対して斜めの方向からの暗視野
    照明を行ない、表面の画像から位相格子面上の異常点の
    位置を検出し、前記位相格子の配列方向に対して直角
    で、かつ、前記位相格子の表面に対して斜めの方向から
    の暗視野照明を行ない、表面の画像から異常点の大きさ
    を検出することを特徴とする位相格子の表面の検査方
    法。
  2. 【請求項2】 撮像光学系にテレセントリック系対物レ
    ンズで観測することを特徴とする請求項1に記載の位相
    格子の表面の検査方法。
  3. 【請求項3】 位相格子の溝方向に対して直角で、か
    つ、該位相格子の表面に対して斜めの方向からの暗視野
    照明を行なう照明装置と、前記位相格子の配列方向に対
    して直角で、かつ、前記位相格子の表面に対して斜めの
    方向からの暗視野照明を行なう照明装置と、表面の画像
    を観測する撮像装置と、観測した画像を処理し異常点を
    抽出する画像処理を有することを特徴とする位相格子の
    表面の検査装置。
  4. 【請求項4】 撮像装置の対物レンズがテレセントリッ
    ク系であることを特徴とする請求項3に記載の位相格子
    の表面の検査装置。
JP22482497A 1997-08-21 1997-08-21 位相格子の表面の検査方法および検査装置 Pending JPH1164159A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009229156A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Pulstec Industrial Co Ltd 格子構造の検査装置および格子構造の検査方法
CN108406442A (zh) * 2018-03-13 2018-08-17 上海铼钠克数控科技股份有限公司 光栅尺性能检测方法和系统
JP2019109236A (ja) * 2017-12-19 2019-07-04 大日本印刷株式会社 検査装置、検査方法
CN111551119A (zh) * 2020-05-25 2020-08-18 广州中恒工程技术有限公司 一种用于水运工程实体检测不规则裂缝长度轨迹仪

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