JPS58225347A - 表面検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は表面検査方法に関する。

金践板やプラスチック板、あるいはガラス板％の表面に
レーザー光等をスポット状に集束させ、スポット状の集
１光部で上記表面を走査し、上記表面による正反射光あ
るいは回折光を利用１−で、上記表面における傷等の欠
陥を検量する方法が知られでいる（例えば、雑誌：フシ
／デザイン、　　１９８１年１２月号、負６９）。

とわらの検査方法では、正反射光のみ、もしくは回折光
のみが利用されるので、ノイズに弱く、欠陥検出精度が
十分でないとｔ・う問題があった。

本発明の目的は、欠陥検出精度の高い、表面検査方法を
提供することである。

以下、本発明を説明する。

本発明による表面検査方法では、光源からの光は、偏向
光学系を介して、被検体上にスポット状に呆光される。

偏向光学系は光偏向を行ない、こねによって、スポット
状の未光部は被検体を定食する。

被検体による正反射光は、矛ｌの光電変換手段にまり光
電変換される。

光源から、偏向光学系にいたる光路途上には。

ハーフミラ−が配備される。

光源から、被検体の被照明部にいたる光路を逆進する、
被検体からの拡散反射光成分は、上記ハーフミラ−によ
って、才２の光電変換手段へ導かれ、同手段により、光
電変換される。

矛ｌ、才２の光゛電変換手段のそわぞねから得ら」する
２種の電気信号が処理されて、被検体表面の欠陥が検知
される。

この方法では、被検体表面による正反射光のみならず、
拡散反則光も検査に利用される。すなわち、被検体の表
面に傷等の欠陥があ」１ば・、スポット状の集光部が、
この欠陥部を照明するとき、正反射光にも拡散反射光に
も変化か生ずる。従って、’Ａ□１．”Ａ・２の光電変
換手段による２種の電気信号の同日、！ｌ的の変化を抽
出することによって、欠陥部の存在を正しく検知できる
。各電気信号におけるノイズは、谷信号においてランタ
゛ムに発生し、各信号で発生ずるノイズが同時的となる
ことは、極めて小さい確率でしか生じ得な（・。従って
、本発明の検電方法によねば、ノイズの彰響な有効に除
去し、欠陥検出梢度を高めることかできる。

以下１図面を参照しなから、具体的な実施例にν１」シ
て、本発明を説明する。

’Ａ□　１図は、本発明の表面検査方法を実施するため
の装置の要部な、説明図的に略示している。

図中、符号０．は被検体、符号ｌは光源、符号２はハー
フミラ−５符号３はシリ／トリカルレンズ、符号４は平
面鏡、符号５はスピンナー、符号６はモーター、符号７
は平面鏡、符号８はｆθ　レンズ、符号９はシリンドリ
カルレンズ、符号ｌＯは集光器、符号１１、Ｊ２は受光
素子を、それぞね示している。

この装置例にあって、光源ｌはレーザー光源である。光
源ｌから放射さねるレー慢−光は、適当な手段により、
適当なビーム径の平行光束Ｌ１　　とされ、ハーフミラ
−２、シリンドリカルレンズ３を透過する。シリンドリ
カルレンズ３を透過し１こ光束Ｌ２　　は、同し／ズ３
の作用により一方向的な人 集束性を付与さねており、平面鏡４により反射さ　　　
：れると、スピンナー５に入射する。

スピンナー５は１才２図に示す如くディスク状であって
、透明なディスク状支持体に、複数のホログラムＨ１’
＋　Ｈ２、・・−・−・・Ｈｉ・・・・・・・を円環状
に配備してなり、その中心部０を、２ｘ図に示す如く、
モーター６の駆動軸に固足さねている。

平面鏡４に反射さねたレーザー光束が、スピンナー５に
入射すると、同光束は、スピンナー５上のホログラムの
ひとつに入射し、（口ｊホログラムによる回折光Ｌ３　
　が発生する。回折光Ｌ３　は、ｆθレンズ８、シリン
ドリカルレンズ９を透過し、これらレンズの作用により
、被検体０．の検査すべき表面上にスポット状に集光す
る。なお、被検体０゜の検査すべき表面は、ｆθ　し／
ズ８の光軸に対して、図の如く傾いており、適宜の搬送
手段により、被検体Ｏ４は矢印方向へ送られる。

ｊ・３図は、３・１図に示す装置の要部を、平面図的ｙ
：ｃ＝明図として示している。

モーター６ＭＪ・１図）によって、スピンナ−５を矢印
方向（１・３図）へ回動させると、回折光Ｌ３も１・３
図において時計方向へ回転し、被検体０上のスポット状
の集光部は、走畳線Ｓ−Ｌ上を、１・３′図で、上方か
ら下方へと移動して、被検体Ｏ，を走査する。スピンナ
ー５がさらに回転すわば、回折光を生ずるホログラムが
順次入れ替り、次々に再生される新たな回折光により、
被検体Ｏ１の周期的な走弘が実現される。そこで、被検
体Ｏ６を、適当な速さで、才１図の矢印方向へ搬送すわ
ば、被検１面は、２次元的に走査される。

さて、集光器１０は、光学ファイバーを束ねたものであ
る。この集光器Ｎｏの入力端側において、光学ファイバ
ーは、個々のファイバーの微小な端面の集合面が、スリ
ット形状をなすように束形状を足められており、出力端
側は、個々のファイバーの微小な端面の集合面が円形状
をなすように東形状を定めらねている。

集光器ｌＯは、その入力端部が走頁線Ｓ−Ｌ　（矛３図
）に沿うで、被検体０．に近接し、被検体０４の被検液
面による、定食元の正反射光を受光しうるように（Ｊ−
１図）、又、出力端部が、受光、素子１１の受光面に近
接もしくは接触するよう（才１図）に。

配ｙ４憇位を定めらねでいる。

シリンドリカルレンズ３、平面鏡４、スピンナー５、モ
ーター６、平面鏡７、ｆθ　レンズ８、シリ／トリカル
レンズ９は、偏向光学系を構成している。従って、光源
１からの光は、偏向光学系７を介して、被検体ＯＩ上に
スポット状に集光される。

また、集光器１．０と、受光素子３１とは、矛ｌの光電
変換手段を構成している。一方、受光素子１２は、この
装置例において１才２の光電変換手段である。

さて、以下に、この装置例による、表面検査について説
明する。

光源ｌを発光させ、モーター６によってスビ／す−５を
回転させつつ、被検体０．を才１図の矢印方向へ送る。

被検体０．０被走萱面は、スポット状の集光部により照
明走査され、被照明部からは１反則光が生ずる。この反
射光のうち、正反射光は、集光器１．０にとらえらねて
、受光素子ＩＩに伝送さね、同素子１１　　によって光
眠変灰される。

一方、反射光のうちの、拡散反則光の一部は、光源ｌか
ら、被照明部にいたる光路を、被照明部からシリンドリ
カルレンズ９、ｆθ　レンズ８、平面鏡７、ホログラム
、平面鏡４．シリンドリカルレ／ズ３という順序で、逆
進し、ハーフミラ−２によって、受光素子１２に導かね
、同素子１２にょって光電変換される。

受光素子１１．．１２により光電変換されて得らねた電
気信号は、３１４図に示すように、そＪｌぞれ、増幅器
２１．２２により増幅されたのち、Ｓ／Ｈ２３，２４で
サンプルアンドボールドさ第１、さらに。

Ａ／Ｄ変換器２５．２６でディジタルｆｉ号化されて。

信号処理回路２６．へ、そねぞれ入力される。

スポット状の集光部が、被検体０の被検五面上の鴎や、
付着異物等の欠陥部を照射する瞬間、一般的にいって、
正反射光は減少し、拡散反射光成分は増大する。従って
、受光素子１１．１２により光′＃［、変換さｔｌて得
られた電気信号は、そ牙１ぞわ、１１５図、Ｎ’　６図
に示す如きものとなる。ずンよりち。

ｉＥあＷヵヶカ、６．オう、ヵオイ０．１よう、２え　
　　５号では１才５図に示すように、傷、異物等の欠陥
に対応する信号は、正反射光の減少に対応して。

信号電圧の低下にあたる。又、受光素子１２による電気
信号では、３・６図に示すように、欠陥に対応して、信
号電圧は増加する。拡散反射光成分が増大するからであ
る。

しかし、いず第１の電気信号も、欠陥の信号とまぎられ
しいノイズを含んでいる。しかし、欠陥を示す信号は、
両電気信号で同時的であるので、信号処理回路２６．で
は、この同時的な信号のみを抽出して、その結果を表示
部２７に表示する。こｔｌＫよって、常に高い精度で被
検体の表面を検査することができる。

上記説明では、偏向光学系の偏向部に、ホログラムを用
いるスピンナーを用いる場合を例にとったが、これに限
らす、回転多面鏡を用いるもの。

ＡＯ素子を用いるもの等１種々の偏向光学系を用いうる
。又、レーザー以外の光源の使用がｏｌ能である。

【図面の簡単な説明】

１１１図は、本発明を実施するための装置の１例を要部
のみ、説明図的に略示する側面図、１・２図は、２ｘ図
に示す装置におけるスピンナーの形状を示す平面図、１
・３図は、才１図に示す装置の説明図的部分平面図、１
・４図ないし矛６図は１本発明の詳細な説明するための
図である。 ｌ・・・光源、Ｏ・・・被検体、２・・・ハーフミラ−
１３゜９・・・シリ／トリカルレンズ、４．７・・・平
面鏡、５・・・スピンナー、６・・・モーター、８・・
・ｆθ　レンズ。 Ｈｉ・・・ホログラム、　１０・・・集光器、１１．１
２・・・受光素子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光源からの光を、偏向光学系を介して、被検体上にスポ
   ット状に集光させ、 上記偏向光学系による光偏向を行って、スポット状の集
   光部により被検体を走査し、 被検体による正反射光を、１・１の光電変換手段により
   光電に侠し、 上記光源から被検体の被照明部にいたる光路な逆進する
   、被検体からの拡散反射光成分を、光源と偏向光学系と
   の間に配備さねたハーフミラ−により、オ・２の光電変
   換手段に導いて光電変換し。 上記オｌ、第２の光電変換手段による冗気伯号を処理し
   て、上記被検体表面の欠陥部を検知することを特徴とす
   る、表面検査方法。