JPS6256847A - 光ビ−ム表面検査装置 - Google Patents
光ビ−ム表面検査装置Info
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- JPS6256847A JPS6256847A JP19711685A JP19711685A JPS6256847A JP S6256847 A JPS6256847 A JP S6256847A JP 19711685 A JP19711685 A JP 19711685A JP 19711685 A JP19711685 A JP 19711685A JP S6256847 A JPS6256847 A JP S6256847A
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- observation surface
- light beam
- scanning
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
- G01N21/8901—Optical details; Scanning details
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、金属製品等の表面の検査に使用される光ビー
ム表面検査装置に係り，特に被検査表面に走査ビーム光
を供給するための走査ビーム光供給部忙関する。
ム表面検査装置に係り，特に被検査表面に走査ビーム光
を供給するための走査ビーム光供給部忙関する。
この種の光ビーム表面検査装置は、金属製品。
セラミック製品の表面仕上りの粗さ、クラックの有無の
検査に用いられており、最近では半導体装置その他の各
種製品の製造に際して製造工程における表面欠陥の検出
を行なって製品歩留りの向上を図るなどのために広く用
いられている。この光ビーム表面検査装置にあっては、
光源の色収差が少なく、検出感度を高めるために高エネ
ルギ密度の得られるレーデビームが多く使用されており
、基本的な構成としては光源からの光を集光部で光ビー
ムとし、この光ビームを光ビーム走査部により観測面（
被検査表面）上に走査させ、この観測面に欠陥部がある
場合に生じる散乱光を集めて充電変換部で電気信号に変
換［７、これを情報処理部で計数化して出力部よシ出力
するようになりでいる。
検査に用いられており、最近では半導体装置その他の各
種製品の製造に際して製造工程における表面欠陥の検出
を行なって製品歩留りの向上を図るなどのために広く用
いられている。この光ビーム表面検査装置にあっては、
光源の色収差が少なく、検出感度を高めるために高エネ
ルギ密度の得られるレーデビームが多く使用されており
、基本的な構成としては光源からの光を集光部で光ビー
ムとし、この光ビームを光ビーム走査部により観測面（
被検査表面）上に走査させ、この観測面に欠陥部がある
場合に生じる散乱光を集めて充電変換部で電気信号に変
換［７、これを情報処理部で計数化して出力部よシ出力
するようになりでいる。
上記観測面に光ビームを走査させる方法として、観測面
上の回転方向にビーム走査を行なう回転走査方式と、観
測面上のＸＹ方向にビーム走査を行なうＸＹ走査方式と
がある。前者の回転走査方式は、観測面を回転させなが
ら半径方向に光ビーム照射位置を移動させるものであり
、原理的に高速に観測することができない。後者のＸＹ
走査方式は、第３図に示すように被検査物体１の観測面
２上をＸ方向に光ビームにより走査し、観測面２をたと
えば搬送ベルトによりＹ方向に移動させ、これによって
観測面２上にＸＹ二次元走査面を形成するものであり、
高速観測が可能である。この場合、従来のｘｙ走査方式
の光ビーム表面検査装置は、第４図（ａ） 、 （ｂ）
に示すように構成されている。即ち、光源３からの光を
集光レンズ４により集光して光ビームにし、高速回転し
ている多面体鏡（ポリゴンミラー）５に上記光ビームを
照射して得られた反射光（走査ビーム）により観測面２
上をＸ方向に走査し、この観測面２を搬送ベルト６によ
りＹ方向に移動させる。走査ビームが観測面表面を走査
するとき、表面に欠陥が無い場合には所定方向に反射光
が生じるが、表面に欠陥が有る場合には散乱光が生じる
。この散乱光を積分鏡７により集めたのち光電子増倍管
８で電気信号に変換し、この信号を情報処理部９により
計数化し、出力部１０より出力している。
上の回転方向にビーム走査を行なう回転走査方式と、観
測面上のＸＹ方向にビーム走査を行なうＸＹ走査方式と
がある。前者の回転走査方式は、観測面を回転させなが
ら半径方向に光ビーム照射位置を移動させるものであり
、原理的に高速に観測することができない。後者のＸＹ
走査方式は、第３図に示すように被検査物体１の観測面
２上をＸ方向に光ビームにより走査し、観測面２をたと
えば搬送ベルトによりＹ方向に移動させ、これによって
観測面２上にＸＹ二次元走査面を形成するものであり、
高速観測が可能である。この場合、従来のｘｙ走査方式
の光ビーム表面検査装置は、第４図（ａ） 、 （ｂ）
に示すように構成されている。即ち、光源３からの光を
集光レンズ４により集光して光ビームにし、高速回転し
ている多面体鏡（ポリゴンミラー）５に上記光ビームを
照射して得られた反射光（走査ビーム）により観測面２
上をＸ方向に走査し、この観測面２を搬送ベルト６によ
りＹ方向に移動させる。走査ビームが観測面表面を走査
するとき、表面に欠陥が無い場合には所定方向に反射光
が生じるが、表面に欠陥が有る場合には散乱光が生じる
。この散乱光を積分鏡７により集めたのち光電子増倍管
８で電気信号に変換し、この信号を情報処理部９により
計数化し、出力部１０より出力している。
ところで、上記した表面検査装置にあっては、集光レン
ズ４により絞られた光ビームを多面体鏡５により走査し
ているだけであり、観測面（通常は平坦面である）２上
のＸ方向に関して集光レンズ４からの距離が等Ｌ ＜な
いのでコマ収差が生じる。これにより、上記Ｘ方向に関
して光ビーム形状が一様でなく、光ビームエネルギ密度
が異なるので、一様な検出感度が得られない。上記コマ
収差による検出感度への影響は第５図（ａ） 、 （ｂ
） 、 （ｃ） Ｋ示すような３つの・ψターンがある
。この影響を軽減するために、長焦点の集光レンズを使
用することが考えられるが、長い焦点距離を確保するた
めに表面検査装置が大型化してしまうという問題がある
。また、前記コマ収差の影響は観測面２上のＸ方向の中
心部よりも周辺部程大きいので、Ｘ方向に長い観測面２
を測定する場合には従来の表面検査装置は不適である。
ズ４により絞られた光ビームを多面体鏡５により走査し
ているだけであり、観測面（通常は平坦面である）２上
のＸ方向に関して集光レンズ４からの距離が等Ｌ ＜な
いのでコマ収差が生じる。これにより、上記Ｘ方向に関
して光ビーム形状が一様でなく、光ビームエネルギ密度
が異なるので、一様な検出感度が得られない。上記コマ
収差による検出感度への影響は第５図（ａ） 、 （ｂ
） 、 （ｃ） Ｋ示すような３つの・ψターンがある
。この影響を軽減するために、長焦点の集光レンズを使
用することが考えられるが、長い焦点距離を確保するた
めに表面検査装置が大型化してしまうという問題がある
。また、前記コマ収差の影響は観測面２上のＸ方向の中
心部よりも周辺部程大きいので、Ｘ方向に長い観測面２
を測定する場合には従来の表面検査装置は不適である。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので。
観測面がＸ方向に長い場合でも観測面全面をＸＹ走査に
よシ一様の検出感度で高速に検査でき、しかも小型化を
図り得る光ビーム表面検査装置を提供するものである。
よシ一様の検出感度で高速に検査でき、しかも小型化を
図り得る光ビーム表面検査装置を提供するものである。
即ち１本発明の光ビーム表面検査装置は、光ビーム走査
部からの走査ビーム光を光ビーム走査部を中心として円
弧状に彎曲した光入力端を有する光ファイバケーブルで
受け、観測面のＸ方向走査範囲にわたって観測面に平行
に対向する光出力端から走査ビーム光を導き出すように
してなることを特徴とするものである。
部からの走査ビーム光を光ビーム走査部を中心として円
弧状に彎曲した光入力端を有する光ファイバケーブルで
受け、観測面のＸ方向走査範囲にわたって観測面に平行
に対向する光出力端から走査ビーム光を導き出すように
してなることを特徴とするものである。
このような光ファイバケーブルを用いるととくより、観
測面のＸ方向走査範囲にわたって等エネルギで光ビーム
を走査させることができ、Ｘ方向走査範囲ひいては観測
面全面で一様の検出感度が得られる。甘た、光源と光ビ
ーム走査部との間に設ける集光レンズとして短焦点のも
のを用いた場合でもコマ収差の影響を除去できるので、
表面検査装置の小型化が可能である。
測面のＸ方向走査範囲にわたって等エネルギで光ビーム
を走査させることができ、Ｘ方向走査範囲ひいては観測
面全面で一様の検出感度が得られる。甘た、光源と光ビ
ーム走査部との間に設ける集光レンズとして短焦点のも
のを用いた場合でもコマ収差の影響を除去できるので、
表面検査装置の小型化が可能である。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図（、） 、 （ｂ）において、１は観測面２が平
坦な被検査物体であり、観測面２上のＹ方向に沿って、
たとえば搬送ベルト６により移動されるように設定され
ている。上記観測面２の上方には、光源３と、光源３か
らの光を集光して光ビ−ムにする集光レンズ１１と、集
光レンズＩＩからの光ビームを観測面Ｚ上のＸ方向に走
査する多面体鐘５と、この多面体鏡５からの走査ビーム
光を受けて観測面２上のＸ方向走査範囲で等エネルギで
ビーム走査を行なわせるように光を導く導光路１２と、
観測面２に欠陥が有る場合に光入射により生じる散乱光
を集める積分鏡７と、この積分鏡７で集めた光エネルギ
を電気信号に変換する光電変換部（たとえば光電子増倍
管８）が設けられている。さらに、上記光電子増倍管８
の出力信号を／４’ルス化して計数するなどの情報処理
を行ない、観測面２の欠陥の有無、欠陥の状況を検出す
る情報処理部９と、この処理部９により検出された結果
を記録装置、表示装置、記憶装置等に出力するための出
力部１０が設けられている。
坦な被検査物体であり、観測面２上のＹ方向に沿って、
たとえば搬送ベルト６により移動されるように設定され
ている。上記観測面２の上方には、光源３と、光源３か
らの光を集光して光ビ−ムにする集光レンズ１１と、集
光レンズＩＩからの光ビームを観測面Ｚ上のＸ方向に走
査する多面体鐘５と、この多面体鏡５からの走査ビーム
光を受けて観測面２上のＸ方向走査範囲で等エネルギで
ビーム走査を行なわせるように光を導く導光路１２と、
観測面２に欠陥が有る場合に光入射により生じる散乱光
を集める積分鏡７と、この積分鏡７で集めた光エネルギ
を電気信号に変換する光電変換部（たとえば光電子増倍
管８）が設けられている。さらに、上記光電子増倍管８
の出力信号を／４’ルス化して計数するなどの情報処理
を行ない、観測面２の欠陥の有無、欠陥の状況を検出す
る情報処理部９と、この処理部９により検出された結果
を記録装置、表示装置、記憶装置等に出力するための出
力部１０が設けられている。
前記導光路１２は、たとえば直径５０μｍ程度の光ファ
イバが一列に配列された、たとえば合成樹脂製の光ファ
イバケーブル１３と、このケーブル１３の光入力端に設
けられた合成樹脂製の導光レンズ１４と、上記ケーブル
１３の光出力端に設けられた合成樹脂製の集光レンズ１
５とから表るが、上記光入力端および光出力端は上記レ
ンズ１４．１５を設けることなくファイバ端面を揃えて
おき、光出力端と観測面２との間にビームスリット板を
設けるように［２てもよい。また、光ファイバケーブル
１３は光ファイバが二列に配列されたものでもよい。そ
して、光ファイバケーブル１３の光入力端の形状は、多
面体鏡５からの走査ビーム光を走査方向について等エネ
ルギに分配するために多面体鏡５の光ビーム反射面部を
中心とし７て円弧状に彎曲されてお抄、光出力端は観測
面２のＸ方向に沿りてＸ方向走査範囲（わたって観測面
２に平行に対向している。
イバが一列に配列された、たとえば合成樹脂製の光ファ
イバケーブル１３と、このケーブル１３の光入力端に設
けられた合成樹脂製の導光レンズ１４と、上記ケーブル
１３の光出力端に設けられた合成樹脂製の集光レンズ１
５とから表るが、上記光入力端および光出力端は上記レ
ンズ１４．１５を設けることなくファイバ端面を揃えて
おき、光出力端と観測面２との間にビームスリット板を
設けるように［２てもよい。また、光ファイバケーブル
１３は光ファイバが二列に配列されたものでもよい。そ
して、光ファイバケーブル１３の光入力端の形状は、多
面体鏡５からの走査ビーム光を走査方向について等エネ
ルギに分配するために多面体鏡５の光ビーム反射面部を
中心とし７て円弧状に彎曲されてお抄、光出力端は観測
面２のＸ方向に沿りてＸ方向走査範囲（わたって観測面
２に平行に対向している。
上記構成の表面検査装置においては、光ビームが多面体
鏡５により走査され、この走査ビーム光が導光路１２を
経て観測面２のＸ方向走査範囲を走査し、観測面２は搬
送ベル）６１ＣよシＹ方向に移動するので、観測面２上
でＸＹ方向ビーム走査が行なわれる。そして、観測面２
に欠陥が有る場合、ビーム走査に伴って欠陥部から散乱
光が生じ、この散乱光が積分＠ｌ！７により集められた
のち光電子増倍管８により電気信号に変換され、この信
号が情報処理部９によシ処理された欠陥の状況が検出さ
れ、検出結果が出力部１０より出力される。
鏡５により走査され、この走査ビーム光が導光路１２を
経て観測面２のＸ方向走査範囲を走査し、観測面２は搬
送ベル）６１ＣよシＹ方向に移動するので、観測面２上
でＸＹ方向ビーム走査が行なわれる。そして、観測面２
に欠陥が有る場合、ビーム走査に伴って欠陥部から散乱
光が生じ、この散乱光が積分＠ｌ！７により集められた
のち光電子増倍管８により電気信号に変換され、この信
号が情報処理部９によシ処理された欠陥の状況が検出さ
れ、検出結果が出力部１０より出力される。
上記動作において、導光路１２は光入力端が円弧形であ
シ、光出力端が観測面２に平行であるので、観測面２の
Ｘ方向について等エネルギでビーム照射を行なうことが
可能であり、集光レンズ１１と観測面２のＸ方向走査範
囲との間の光路距離の不均一に起因するコマ収差の影響
は生じない。
シ、光出力端が観測面２に平行であるので、観測面２の
Ｘ方向について等エネルギでビーム照射を行なうことが
可能であり、集光レンズ１１と観測面２のＸ方向走査範
囲との間の光路距離の不均一に起因するコマ収差の影響
は生じない。
即ち、上記装置によれば、第２図に示すように観測面２
のＸ方向走査範囲内で一定の検出感度が得られ、このこ
とは観測面２のＸＹ走査全面で一定の検出感度が得られ
ることを意味する。
のＸ方向走査範囲内で一定の検出感度が得られ、このこ
とは観測面２のＸＹ走査全面で一定の検出感度が得られ
ることを意味する。
また、コマ収差の影響を無視できるので、集光レンズ１
１として短焦点のものを利用して焦点距離を短かく設定
することにより、表面検査装置の小型化が可能である。
１として短焦点のものを利用して焦点距離を短かく設定
することにより、表面検査装置の小型化が可能である。
また、コマ収差の影響を無視できるので、観測面２のＸ
方向走査範囲が大きい場合でもそれに対応して導光路１
２を設ければよく、広い観測面２の表面検出に適してい
る。また、上記装置はＸＹ走査方式を採用しているので
、回転走査方式の装置に比べて高速観測が可能であるこ
とは勿論である。
方向走査範囲が大きい場合でもそれに対応して導光路１
２を設ければよく、広い観測面２の表面検出に適してい
る。また、上記装置はＸＹ走査方式を採用しているので
、回転走査方式の装置に比べて高速観測が可能であるこ
とは勿論である。
なお、上記実施例においては、光ビームを導光路の光入
力端に対して走査的に供給する手段として多面体鏡を用
いたが、これに限らず他の装置を用いてもよい。
力端に対して走査的に供給する手段として多面体鏡を用
いたが、これに限らず他の装置を用いてもよい。
上述したように本発明の光ビーム表面検査装置によれば
、観測面がＸ方向に長い場合でも観測面全面をＸＹ走査
により一様の検出感度で高速に検出でき、しかも小型化
を図ることができる。
、観測面がＸ方向に長い場合でも観測面全面をＸＹ走査
により一様の検出感度で高速に検出でき、しかも小型化
を図ることができる。
第１図（！Ｌ） 、 （ｂ）は本発明の光ビーム表闇検
査装置の一実施例を正面および側面から見て示す構成説
明図、第２図は第１図の装置における検出感度特性を示
す特性図、第３図はＸＹ走査方式光ビーム表面検査装置
におけるビーム走査方式を説明するかめに示す図、第４
図（、） 、 （ｂ）は従来のＸＹ走査方式光ビーム表
面検査装置を正面および側面から見て示す構成説明図、
第５図（＆）。 （ｂ） 、 （ｅ）は第４図の装置における検出感度特
性の相異なる・セターンを示す特性図である。 １・・・被検査物体、２・・・観測面、３・・・光源、
５・・・多面体鏡（光ビーム走査部）、６・・・搬送ベ
ルト、７・・・積分鏡、８・・・光電子増倍管、９・・
・情報処理部、１０・・・出力部、１１・・・集光レン
ズ、１２・・・導光路、１３・・・光ファイバ、１４．
１５・・・レンズ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦（ａ）
（ｂ）第１図 Ｘ方向定Ｉ」暇出 第２図 Ｘ万ｆｑｊｔｉ 第３図
査装置の一実施例を正面および側面から見て示す構成説
明図、第２図は第１図の装置における検出感度特性を示
す特性図、第３図はＸＹ走査方式光ビーム表面検査装置
におけるビーム走査方式を説明するかめに示す図、第４
図（、） 、 （ｂ）は従来のＸＹ走査方式光ビーム表
面検査装置を正面および側面から見て示す構成説明図、
第５図（＆）。 （ｂ） 、 （ｅ）は第４図の装置における検出感度特
性の相異なる・セターンを示す特性図である。 １・・・被検査物体、２・・・観測面、３・・・光源、
５・・・多面体鏡（光ビーム走査部）、６・・・搬送ベ
ルト、７・・・積分鏡、８・・・光電子増倍管、９・・
・情報処理部、１０・・・出力部、１１・・・集光レン
ズ、１２・・・導光路、１３・・・光ファイバ、１４．
１５・・・レンズ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦（ａ）
（ｂ）第１図 Ｘ方向定Ｉ」暇出 第２図 Ｘ万ｆｑｊｔｉ 第３図
Claims (2)
- （１）被検査物体表面の観測面に対して光ビームをＸ方
向へ走査すると共に上記観測面をＹ方向へ移動させるこ
とによって観測面上をＸＹ方向にビーム走査し、観測面
に欠陥が有る場合に生じる散乱光を集めて光電変換する
ことによって観測面の検査を行なう光ビーム表面検査装
置において、光ビーム走査部を中心にして円弧状に彎曲
した光入力端により上記光ビーム走査部からの走査ビー
ムを受け、前記観測面のＸ方向走査範囲にわたって観測
面に平行に対向する光出力端から走査ビーム光を導き出
す光ファイバケーブルを具備してなることを特徴とする
光ビーム表面検査装置。 - （２）前記光ファイバケーブルの光入力端には導光レン
ズが設けられ、光出力端には集光レンズが設けられてい
ることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の光
ビーム表面検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19711685A JPS6256847A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 光ビ−ム表面検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19711685A JPS6256847A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 光ビ−ム表面検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6256847A true JPS6256847A (ja) | 1987-03-12 |
Family
ID=16368997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19711685A Pending JPS6256847A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | 光ビ−ム表面検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6256847A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2681429A1 (fr) * | 1991-09-13 | 1993-03-19 | Thomson Csf | Procede et dispositif d'inspection du verre. |
-
1985
- 1985-09-06 JP JP19711685A patent/JPS6256847A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2681429A1 (fr) * | 1991-09-13 | 1993-03-19 | Thomson Csf | Procede et dispositif d'inspection du verre. |
| WO1993006467A2 (fr) * | 1991-09-13 | 1993-04-01 | Thomson-Csf | Procede et dispositif d'inspection du verre |
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