JPS62118243A

JPS62118243A - 表面欠陥検査装置

Info

Publication number: JPS62118243A
Application number: JP25916485A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Nishimoto; 善郎西元; Yasuhide Nakai; 康秀中井; Yasushi Yoneda; 米田　康司; Hiroyuki Takamatsu; 弘行高松
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1985-11-18
Filing date: 1985-11-18
Publication date: 1987-05-29

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】（産業上の利用分野）この発明は、被検査体表面の欠陥を検出する表面欠陥検
査装置に関し、特に微少な反射むら欠陥の検出を可能と
した表面欠陥検査装置に関する。

（従来の技術とその問題点）光の回折現象を利用し、被検査体の表面欠陥、たとえば
汚れ、傷、凹凸形状を検査するものとして、特公昭５６
−２６５５号公報に示すような表面欠陥検査装置が存在
する。

この装置は、被検査体表面と作用して生じる回折パター
ン像が、表面の欠陥や表面状態により変化することを利
用して欠陥検出を行なうもので、複数の光電変換素子を
スクリーン状に配置して、そのスクリーン面に被検査体
表面と作用してできた回折光を結像させ、各々の光電変
換素子の出力信号を電気的に演算処理することにより、
欠陥種類や表面状態を弁別するように構成される。

ところが、上記表面欠陥検査装置は、多種類の欠陥を検
出することが可能であるが、「汚れ」、「しみ」、「腐
蝕」等に起因する微少な反射むらをもつ欠陥を検出する
ことができないという問題を有していた。その理由は、
反射むら欠陥の場合、被検査体表面での反射率の変動を
測定して欠陥検出を行うが、反射率の変動を単に反射光
の光量変化から求めただけでは、「汚れ」、「しみ」、
「腐蝕」等の欠陥のように微少な反射率変動しか伴わな
い欠陥の場合には、反射光の光ｍ変化が、反射むらの他
、入射光の光量変化にも影響されて、欠陥検出ミスを生
じるためである。

（発明の目的）この発明の表面欠陥検査装置は、上記問題を解決するた
めになされたもので、微少な反射率変動しか伴わない反
射むら欠陥の検出を精度良く行なえる表面欠陥検査装置
を提供することを目的とする。

（目的を達成するための手段）この発明の表面欠陥検査装置は、上記目的を達成するた
めに、光源から投射した入射光の一部を、光路変更部材
により第１の光電変換素子へ導くとともに、他部を被検
査体表面で反射させてから第２の光電変換素子へ導き、
欠陥判定回路において、上記第１および第２の光電変換
素子からの出力信号に基づき、被検査体表面の反射率を
算出して、その反射率に対する基準反射率の偏位」が許
容値を越えたときに欠陥判定回路から欠陥検出信号が出
力されるように構成している。

（実施例）第１図はこの発明の一実施例である表面欠陥検査装置の
概略構成図を示す。同図に示すように、レーザ光源１か
ら投射されたレーザビームは、偏光ビームスプリッタ２
で２分され、反射した光は光電変換素子３へ入射される
。この場合、レーザ光源１から投射されるレーザビーム
強度を１とすると、Ｉ／２が光電変換素子３へ入射され
る。すなわち、光電変換素子３の入射光量を１゜とする
と、となる。

一方、偏光ビームスプリッタ２を透過した光は、四分の
一波長板４を経て被検査体表面５に入射する。そして、
被検査体表面５で反射したビーム光は、再び四分の一波
長板４を透過後、偏光ビームスプリッタ２で反射されて
もう一方の光電変換素子６に入射される。したがって、
四分の一波長板４の透過量をｒ、被検査体表面５の反射
率をＲと一般に、透過ｌｒは一定である。しかし、レー
ザビーム強度Ｉはレーザ光源１の状態によって微少に変
動する。また、超精密加工面の「汚れ」、「しみＪ、「
°腐蝕」等に起因する反射率Ｒの変動もわずかである。

従って、上記（２）式の■　　（光電変換素子６０ｕ【の入射光量〉のみを測定しても、■　　の変動がｏｕｔ反射率Ｒの変化によるものか、レーザビーム強度■の変
動によるものか区別しがたく、■　　のみｏｕｔでは微少な反射むら欠陥の検出が不可能である。

そこで、この実施例では、上記Ｉ　　とＩｉｎのＯｕ【両方を求め、下記式に示す除算処理を施して、レーザビ
ーム強度Ｉの影響を除去するようにしていりなわら、上
記Δは、透過（６）ｒが一定であるため、反射率Ｒにの
み依存して変化することとなる。

そこで、このΔを用いて欠陥検出を行なえば、反射率Ｒ
を高精度に測定できて、微少な反射むら欠陥の検出が可
能となる。なお、上述の実施例では偏光ビームスプリッ
タ２はレーザ光源１からのレーザビームを等分するとし
たが、被検査体表面５の反射率に応じた強度比に分割す
ることも可能である。

具体的な演算処理は、次のようにして行なわれる。すな
わち、第１図に示すように、光電変換素子３から入射光
ｆｆｉ　Ｉ　ｉｎに応じた電圧値をもつ信号が出力され
、増幅器７で増幅されて、信号Ｉｉｎ”となって徐ｎ器
８に入力される。また、他の光電変換素子６から入射光
ｆｆ１Ｔ　　　に応じた電圧値をｏｕｔもつ信号が出力され、増幅器７と同一の利得をもつ増幅
器９で増幅されて、信＠Ｉ　　　’となってＯｕ（徐算器８に入ノコされる。徐算器８では、上記両信号Ｉ
・　、Ｉ　　１に基づいて（３）式の除算処理＋ｎ　　
　　　　　ｏｕｔを実行し、反射率Ｒに比例した電圧値をもつ信号Δを出
力する。この信号Δは、フィルタ１０により雑音成分が
除かれ、信号Δ８となって比較回路１１に与えられる。

比較回路１１では、信号Δ９に基づいて、実測反射率Ｒ
の基準反射率（被検査体表面５が正常な場合の反射率）
に対する偏位量が許容値を越えているか判断され、許容
値を越えているときは欠陥検出信号を出力するように構
成される。具体的には、例えば、被検査体表面５が正常
な場合に得られる信号Δ１の電圧値に等しい電圧値を基
準電圧値として定め、この基準電圧値の上下部に、基準
電圧値との間で最大許容偏位量に相当する電位差をもた
せて上限電圧値と下限電圧値を定める。そして、信号Δ
９の電圧値を、上記上限電圧値および下限電圧値と比較
し、上限電圧値と下限電圧値の間に位置するとき、すな
わち実測反射率Ｒの基準反射率に対する偏位量が許容値
以下のときは、反射むら欠陥なしと判定し、逆に、上限
電圧値より６大きいか下限電圧値よりも小さいとき、す
なわち実測反射率Ｒの基準反射率に対する偏位量が許容
値を越えているときは、反射むら欠陥ありと判定して欠
陥検出信号を出力する。

なお、第１図においては、レーザビーム走査機構の図示
を省略しているが、レーザ走査方法は一般的な方法を用
いればよい。例えば、 ■　レーザ光源１からレーザビームを、回転ミラーある
いは振動ミラーを用いて、被検査体表面にスキャンさせ
る方法、 ■　第２図に示すように、被検査体Ｐがディスク状の場
合には、被検査体Ｐを矢符Ａ方向に回転させながら、矢
符Ｂ方向に並進させて、被検査体表面５をスキャンする
方法 ■　第３図に示すように、被検査体Ｑがドラム状の場合
には、被検査体Ｑを矢符Ｃ方向に回転させながら、矢符
り方向に並進させて被検査体表面５をスキャンする方法
、等が考えられる。

この装置の動作はつぎのとおりである。すなわち、上記
スキャン法を用いて、レーザビームにより被検査体表面
５をスキャンする。この場合、反射むら欠陥のない面が
スキャンされたとき、すなわち実測反射率Ｒの基準反射
率に対する偏位が許容値よりも小さいときは、信号Δ８
の電圧値が上限電圧値と下限電圧値の間に位置して、比
較回路１１からは欠陥検出信号が出力されない。これに
対し、反射むら欠陥のある面がスキャンされたとき、す
なわち実測反射率Ｒの基準反射率に対する偏位が許容値
を越えたときは、信号Δ６の電圧値が上限電圧値よりも
大ぎくなるか、または下限電圧値よりも小さくなり、比
較回路１１から欠陥検出信号が出力される。

このように、入射光量に■、と反射光ＩＩ。ｕｔｎから、レーザビーム強度■の影響が一切除外された反射
率Ｒにのみ依存する信号Δを算出して、反射むら欠陥を
検出するようにしたため、「汚れ」、「しみ」、「腐蝕
」等の微少な反射率変動しか伴わない反射むら欠陥の場
合でも、精度良く欠陥検出することが可能となる。

なお、入射光ｆｆ１Ｉ。に応じた電圧値をもつ光電変換
素子３の出力信号と、入射光ｆｆｉ［に応じｕｔた電圧値をもつ光電変換素子６の出力信号とをそれぞれ
増幅するための増幅器７，９の利得を、被検査体表面５
に異常がない場合に１”−１’ｏｕｔ　　　　　　　　
＋ｎ＝Ｏとなるようにあらかじめ設定しておけば、徐算器８
の代りに安価な減算器を用いて反射むら欠陥を検出する
ことが可能となる。すなわち、反射むら欠陥があれば、
減算器より反射率偏位量に応じた信号が出力されるので
、その信号を用゛いて反射むら欠陥を検出できる。

（発明の効果）以上のように、この発明の表面欠陥検査装置によれば、
入射光量と反射光量を測定し、その測定信号により検査
光強度の影響が除外された反射率のみに依存する信号を
算出して欠陥検出を行なうようにしたため、微少な反射
率変動しか伴わない反射むら欠陥の検出が可能となると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である表面欠陥検査装置の
概略構成図、第２図および第３図はレーザビームのスキ
ャン法を説明する図である。１・・・レーザ光源、２・・・偏光ビームスプリッタ、３．６・・・光電変換素子、５・・・被検査体表面、８・・・徐算器、１１・・・比較回路

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検査体表面に光を投射する光源と、第１および
第２の光電変換素子と、前記光源から投射された入射光の一部を前記第１の光電
変換素子へ導くとともに、他部を被検査体表面で反射さ
せてから前記第２の光電変換素子へ導く光路設定部材と
、前記第１および第２の光電変換素子の出力信号に基づき
被検査体表面の反射率を算出して、その反射率の基準反
射率に対する偏位量が許容値を越えたときに欠陥検出信
号を出力する欠陥判定回路とを備えた、表面欠陥検査装
置。