KR100722102B1

KR100722102B1 - 외관 검사 장치 및 외관 검사 방법

Info

Publication number: KR100722102B1
Application number: KR1020050105803A
Authority: KR
Inventors: 유지 아카기; 이치로 만다이; 요시타카 고보리; 도모타카 가토
Original assignee: 다이니폰 스크린 세이조우 가부시키가이샤
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2005-11-07
Publication date: 2007-05-25
Also published as: CN1825099A; JP2006234553A; KR20060094451A; TW200630586A; TWI259266B

Abstract

스테이지부(21)는, 가요성(可撓性)을 갖는 박판 형상의 피검사물을 재치(載置)하는 스테이지면을 형성하고, 재치된 피검사물의 한쪽 주면(主面)과 스테이지면을 밀착 유지한다. 촬상 카메라(31)는, 스테이지면에 밀착 유지된 피검사물을 촬상한다. X축 방향 구동 기구(35), Y축 방향 구동 기구(23), 및 Z축 방향 구동 기구(36)는, 각각의 방향으로 스테이지면 및 촬상 카메라(31)의 적어도 한쪽을 상대적으로 이동시킨다. 제어부(4)는, 스테이지면에서의 복수 위치에 있어서의 변위 데이터에 근거하여, 촬상 카메라(31)와 스테이지면과의 사이를 등거리로 유지하면서 X축 방향 구동 기구(35), Y축 방향 구동 기구(23), 및 Z축 방향 구동 기구(36)를 제어한다.

Description

외관 검사 장치 및 외관 검사 방법{VISUAL INSPECTION APPARATUS AND METHOD}

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 외관 검사 장치의 전체 구성을 모식적으로 도시한 상면도 및 정면도이고,

도 2는 도 1의 외관 검사 장치(1)의 제어 기능을 도시한 블록도이고,

도 3은 도 2의 변위 센서(5)가 스테이지부(21) 상면의 변위를 Y축 방향으로 계측하는 동작을 도시한 개략도이고,

도 4는 스테이지부(21)의 상면을 주사(走査)하여 변위를 계측하는 변위 센서(5)의 위치를 도시한 개략도이고,

도 5는 도 2의 스테이지 높이 테이블(431)의 일례를 도시한 도면이고,

도 6은 도 1의 촬상 카메라(31)가 스테이지부(21)의 표면에 재치된 피검사물을 Y축 방향으로 촬상하는 동작을 도시한 개략도이고,

도 7은 도 1의 X축 방향에 관한 보간(補間) 처리를 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 외관검사장치 4 : 제어부

21 : 스테이지부 23 : Y축 방향 구동 기구

31 : 촬상 카메라 35 : X축 방향 구동 기구

36 : Z축 방향 구동 기구

본 발명은, 외관 검사 장치 및 외관 검사 방법에 관한 것으로, 보다 특정적으로는, 프린트 기판이나 필름 마스크 등의 플렉시블한 박판(薄板) 형상의 부재를 카메라로 촬상함으로써 외관 검사하는 외관 검사 장치 및 외관 검사 방법에 관한 것이다.

전자부품 등이 실장(實裝)되는 프린트 기판 등의 표면에는, 소정의 회로를 구성하는 데에 필요한 도체 배선이 패턴 형성된다. 그리고, 외관 검사 장치를 이용하여, 프린트 기판에 형성된 배선 패턴에 있어서의 결함의 유무가 외관 검사된다. 예를 들면, 패턴이 형성된 면을 상면(上面)으로 하여, 프린트 기판이 외관 검사 장치의 스테이지면에 재치된다. 외관 검사 장치는, 스테이지면에 재치된 프린트 기판상의 공간에, CCD(Charged Coupled Device) 카메라 등의 촬상 카메라를 갖고 있다. 외관 검사 장치는, 스테이지면을 주(主) 주사 방향으로 수평 이동시켜, 촬상 카메라의 아래를 통과한 프린트 기판을 촬상해 간다. 그리고, 외관 검사 장치는, 주 주사 방향의 주사가 1회 완료할 때마다 촬상 카메라를 부(副) 주사 방향으로 순차 시프트하고, 최종적으로 프린트 기판의 검사 영역 전체를 촬상하여 화상 데이터를 얻는다. 그 후, 외관 검사 장치는, 얻어진 화상 데이터에 대하여, 패턴 매칭 처리 등을 행하여, 패턴의 결함을 검출한다.

또, 프린트 기판 등의 표면에 도체 배선 등의 패턴을 형성할 때, 마스크가 이용되는 경우가 있다. 마스크는, 유리나 필름 등으로 구성되어 있으며, 기판에 전사(轉寫)하는 패턴의 원판이 되는 것이다. 이러한 마스크에 형성된 패턴에 대해서도, 상술한 바와 같은 외관 검사 장치를 이용한 방법으로 외관 검사된다.

이러한 프린트 기판이나 마스크를 피검사물로 하는 외관 검사 장치에 있어서, 패턴의 결함을 검출하는 정밀도를 높이는 경우, 촬상 수단이 되는 촬상 카메라의 초점을 피검사물의 상면에 일치시키는 것이 중요하게 된다. 이것은, 검사 분해능이 높아짐에 따라 현저하게 되며, 일반적으로는, 오토 포커스 기능을 구비한 촬상 카메라를 이용하여 실시간으로 피검사물의 상면에 초점을 맞추면서 검사하는 방법이 이용된다. 예를 들면, 오토 포커스의 방법은, 피검사물에 대하여 비접촉을 전제로 하고 있으며, 레이저 변위 센서를 이용하여 얻어진 피검사물의 높이 정보를 이용하거나, 포착된 화상 자체의 흐림량을 이용하여 초점이 조정된다.

또, 예를 들면, 일본국 특개2000-266691호 공보(이하, 특허문헌 1이라고 기재한다), 일본국 특개2002-42706호 공보(이하, 특허문헌 2라고 기재한다), 및 일본국 특개2003-177101호 공보(이하, 특허문헌 3이라고 기재한다)에 개시되어 있는 바와 같이, 피검사물의 높이나 형상에 관한 정보를 이용하여, 촬상 카메라의 초점 위치를 변화시키는 장치가 개시되어 있다. 특허문헌 1에 개시된 외관 검사 장치는, 프린트 기판을 반송중에 높이 센서에 의하여 프린트 기판의 기준면의 높이 변위량을 검출하고, 해당 변위량에 근거하여 촬상 카메라를 초점 방향으로 상대적으로 이동시킴으로써 초점을 맞춘다. 특허문헌 2에 개시된 장치는, 시료(試料)의 형상을 검출하여 작성한 초점 맵(map)에 근거하여, 초점 위치를 변화시켜 촬영하고 있다. 특허문헌 3에 개시된 결함 검사 장치는, 피검사물의 표면에서의 촬상 위치를 두 점을 포함하는 복수 점의 높이 정보를 검출하고, 해당 높이 정보를 이용하여 촬상 장치의 초점을 맞춘다. 이와 같이, 검사 전에 스테이지면에 재치된 피검사물의 높이나 형상을 계측하거나, 혹은, 피검사물의 변위를 계측하면서, 계측 결과에 따라 촬상 카메라를 초점 방향으로 상하 이동시키거나 하여, 초점 거리를 최적으로 조정하면서 피검사물을 주사하는 방법이 채용되고 있다.

그러나, 상기 외관 검사 장치에 있어서, 촬상 카메라의 포착된 화상 자체의 흐림량을 이용하여 초점을 맞추는 방법은, 긴 연산 시간이 필요하게 되기 때문에 고속의 외관 검사에 적합하지 못하다.

또, 상술한 바와 같은 변위 센서를 이용하여 피검사물의 상면을 계측하는 방법에 있어서는, 특히 필름 마스크와 같이 투명한 박판 부재의 검사에 있어서, 마스크면의 표면(상면) 및 이면(하면)의 분리가 곤란하게 된다. 일반적으로, 변위 센서는, 필름 마스크를 향하여 빛이나 레이저를 조사하고, 그 반사에 근거하여 필름 마스크의 상면의 변위를 검출하는 것이지만, 그 분해능에 제한이 있기 때문에 필름 마스크의 주사 도중에 표면과 이면을 오류 인식한다. 이러한 오류 검출을 방지하기 위해서는, 충분히 높은 분해능을 갖는 변위 센서를 이용할 필요가 있지만, 비용이 많이 들어 외관 검사 장치 자체의 가격을 인상시키는 요인이 된다. 또, 상기 특허문헌 1∼3에 개시된 장치는, 모두 피검사물상에서의 높이를 구해 두고, 이 높 이 정보를 이용하여 초점 맞춤을 자동적으로 행하는 기술이다. 따라서, 피검사물마다 미리 높이 정보를 구할 필요가 있다.

그러한 이유에서, 본 발명의 목적은, 저가(低價)의 장치를 이용하여 정확한 검사를 행할 수 있는 외관 검사 장치 및 외관 검사 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 이하에 서술하는 바와 같은 특징을 갖고 있다.

제1 국면은, 가요성(可撓性)을 갖는 박판 형상의 부재를 피검사물로서 검사하는 외관 검사 장치이다. 외관 검사 장치는, 스테이지부, 밀착 수단, 촬상 수단, 상대 이동수단, 기억 수단, 및 제어부를 구비한다. 스테이지부는, 피검사물을 얹어 놓은 스테이지면을 형성한다. 밀착 수단은, 재치된 피검사물의 한쪽 주면과 스테이지부의 스테이지면을 밀착 유지한다. 촬상 수단은, 스테이지면에 밀착 유지된 피검사물을 촬상한다. 상대 이동수단은, 스테이지면 및 촬상 수단의 적어도 한쪽을 상대적으로 이동시킨다. 기억 수단은, 스테이지면에서의 복수 위치 각각의 변위 데이터를 기억한다. 제어부는, 변위 데이터에 근거하여, 촬상 수단과 스테이지면의 사이를 등거리로 유지하면서 스테이지면 및 촬상 수단의 적어도 한쪽이 상대적으로 이동하도록 상대 이동수단을 제어한다.

제2 국면은, 상기 제1 국면에 있어서, 제어부가 등거리로 유지하는 촬상 수단과 스테이지면 사이의 거리는, 촬상 수단의 초점 위치가 스테이지면에 밀착 유지된 피검사물의 다른 쪽 주면 위로 되는 거리이다.

제3 국면은, 상기 제1 국면에 있어서, 상대 이동수단은, 촬상 방향 이동 수 단 및 수평 방향 이동 수단을 포함한다. 촬상 방향 이동 수단은, 스테이지면 및 촬상 수단의 적어도 한쪽을 상대적으로 촬상 수단의 촬상 방향으로 이동시킨다. 수평 방향 이동 수단은, 스테이지면 및 촬상 수단의 적어도 한쪽을 상대적으로 촬상 방향과 수직인 방향으로 이동시킨다. 변위 데이터는, 촬상 수단으로부터 스테이지면에 설정된 기준점까지의 촬상 방향의 높이를 기준으로 하여, 그 스테이지면의 다른 위치에서의 그 촬상 방향 높이의 변위를 나타내는 데이터이다.

제4 국면은, 상기 제1 국면에 있어서, 기억부는, 스테이지면상에 설정된 서로 직교하는 두 방향에 대하여 각각 소정의 간격으로 배열된 격자의 교점에 대하여 각각 변위 데이터를 기억한다.

제5 국면은, 상기 제4 국면에 있어서, 제어부는, 촬상 수단의 광학적 중심인 주점(主點)과 주시점(注視點)을 연결하는 직선과 스테이지면의 교점과 일치하는 격자의 교점 변위 데이터에 근거하여 상대 이동수단을 제어한다. 제어부는, 직선과 스테이지면의 교점과 격자의 교점이 일치하지 않을 때, 그 직선과 스테이지면의 교점 부근에 설정된 복수의 격자의 교점에 대한 변위 데이터를 이용하여, 그 직선과 스테이지면의 교점에서의 변위 데이터를 보간 연산하여, 그 보간된 변위 데이터에 근거하여 상대 이동수단을 제어한다.

제6 국면은, 가요성을 갖는 박판 형상의 부재를 피검사물로서 검사하는 외관 검사 방법이다. 외관 검사 방법은, 재치 단계, 밀착 단계, 촬상 단계, 및 제어 단계를 포함한다. 재치 단계는, 스테이지면에 피검사물을 올려 둔다. 밀착 단계는, 재치된 피검사물의 한쪽 주면과 스테이지면을 밀착 유지한다. 촬상 단계는, 스테 이지면에 밀착 유지된 피검사물 위를 촬상 수단에 의하여 주사하여 촬상한다. 제어 단계는, 스테이지면에서의 복수 위치 각각의 변위 데이터에 근거하여, 촬상 수단과 스테이지면과의 사이를 등거리로 유지하면서 피검사물 위를 주사한다.

상기 제1 국면에 의하면, 스테이지면의 변위 데이터를 이용하여, 촬상 수단과 스테이지면과의 거리를 등거리로 유지하면서 해당 스테이지면상을 주사할 수 있다. 그리고, 필름 마스크 등의 가요성이 있는 박판 형상의 부재가 피검사물이면, 상기 스테이지면을 따라 해당 피검사물이 밀착된다. 따라서, 촬상 수단은, 피검사물로부터 항상 등거리를 유지한 상태로 촬상을 행할 수 있어, 피검사물의 주사에 있어서 정확한 촬상을 행하여 검사 분해능을 높이는 것이 가능하게 된다. 또, 외관 검사 장치에 있어서, 스테이지부와 촬상 수단과의 위치 관계가 고정적인 경우, 한번 변위 데이터를 기억시켜 두면 재차 변위 데이터를 작성할 필요는 없다. 따라서, 종래, 피검사물마다 높이 정보를 구하는 것과 같은 단계가 불필요하게 되므로, 외관 검사에 필요한 시간을 단축할 수 있다. 또, 변위를 얻기 위한 센서가 외관 검사 장치에 불필요하게 되어, 장치 비용을 저감할 수 있다.

상기 제2 국면에 의하면, 스테이지면의 변위 데이터를 이용하여 촬상 수단의 초점을 항상 피검사물의 상면에 맞춘 주사가 가능하게 되므로, 필름 마스크와 같이 투명한 박판 부재의 검사에 있어서 상면 및 하면의 분리가 곤란한 피검사물에서도, 정확하게 상면에 초점을 맞춘 촬상이 가능하게 된다.

상기 제3 국면에 의하면, 변위 데이터가 촬상 방향 이동 수단의 이동 방향(촬상 방향)에서의 높이로 작성되어 있기 때문에, 변위 데이터를 그 상태로 촬상 방 향 이동 수단의 이동 제어에 이용할 수 있어, 제어가 용이해진다.

상기 제4 국면에 의하면, 스테이지면에 설정된 격자의 교점에 관해서만 변위 데이터를 기억하기 때문에, 기억하는 데이터량을 제한할 수 있다. 또, 스테이지면에서, 변위 데이터가 설정되어 있는 위치를 검출하는 것이 용이해진다.

상기 제5 국면에 의하면, 스테이지면에서 변위 데이터가 설정되어 있지 않은 위치에서도, 촬상 수단과 스테이지면과의 거리를 일정하게 유지할 수 있다.

또, 본 발명의 외관 검사 방법에 의하면, 상술한 외관 검사 장치와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징, 국면, 효과는, 첨부 도면과 대조하여, 이하의 상세한 설명으로부터 한층 더 명확해질 것이다.

도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 외관 검사 장치에 관하여 설명한다. 또한, 도 1은, 해당 외관 검사 장치의 전체 구성을 모식적으로 도시한 상면도 및 정면도이다. 여기서는, 설명을 구체적으로 하기 위하여, 배선 패턴이 그려진 필름 마스크를 피검사물로서 검사하는 경우를 일례로서 설명한다. 또한, 본 발명은, 필름 마스크에 한하지 않고, 유리 마스크, 프린트 기판, 플렉시블한 박판 기판 등, 가요성이 있는 박판 형상의 부재를 피검사물로 하는 검사에 대하여 유효하다.

도 1에서, 외관 검사 장치(1)는, 대략적으로 스테이지 반송 기구부(2), 촬상 기구부(3), 및 제어부(4)(도 2 참조)를 구비하고 있다. 스테이지 반송 기구부(2) 는, 스테이지부(21), 선회부(22), Y축 방향 구동 기구(23), 및 베이스부(24)를 구비하고 있다. 촬상 기구부(3)는, 촬상 카메라(31), 지지부재(32), X축 방향 구동부재(33), 카메라 지지부재(34), X축 방향 구동 기구(35), 및 Z축 방향 구동 기구(36)를 구비하고 있다.

스테이지부(21)는, 최상면에 유리판을 수평으로 장착하고 있으며, 해당 유리판 상면에서 스테이지면을 구성하고 있다. 그리고, 피검사물인 필름 마스크는, 스테이지부(21)의 스테이지면상에 밀착하여 재치된다. 필름 마스크와 스테이지면을 밀착시키는 방법은, 임의의 방법이라도 무관하다. 예를 들면, 롤러에 의하여 필름 마스크를 스테이지면에 압착하거나, 스테이지면과 필름 마스크와의 사이를 부압을 가하여 흡착 고정하거나, 스테이지면과 필름 마스크와의 사이에서 정전(靜電) 고정하거나, 필름 마스크 상면으로부터 에어(air)를 분무하거나, 필름 마스크의 단부를 클램프로 고정하는 등의 방법으로 필름 마스크를 스테이지면에 밀착시킨다. 또, 자중(自重)에 의하여 스테이지면에 밀착하는 피검사물이면, 피검사물을 스테이지면에 자연스럽게 재치하여 밀착시켜도 무관하다. 또한, 본 발명의 밀착 수단은, 이들 피검사물을 스테이지면에 밀착시키는 기구 등에 상당한다.

스테이지부(21)의 하부는, 선회부(22)에 의하여 지지되어 있으며, 선회부(22)의 회동 동작에 의하여 도시한 θ방향으로 스테이지부(21)가 회동 가능하게 구성되어 있다. 촬상 기구부(3)의 하방을 통과하도록, 베이스부(24)의 상기 스테이지면과 평행인 도시한 Y축 방향으로 연장 설치되어 고정된다. Y축 방향 구동 기구(23)는, 베이스부(24)의 상면의 Y축 방향에 설치된 가이드를 따라 미끄럼 이동하 고, 그 상면에 선회부(22)가 고정 설치되어 있다. 또, Y축 방향 구동 기구(23)는, 후술하는 Y축 구동 모터(231) 및 Y축 NC 드라이버(232)를 포함하고 있다(도 2 참조). 이에 따라, Y축 방향 구동 기구(23)가 Y축 구동 모터(231)로부터의 구동력에 의하여 베이스부(24)의 가이드에 따른 도시한 Y축 방향(주 주사 방향)으로 이동 가능하게 되고, 선회부(22)에 지지된 스테이지부(21)의 주 주사 방향으로의 수평 이동도 가능하게 된다. 또, 스테이지 반송 기구부(2)는, 스테이지부(21)의 유리판의 하방에 도시하지 않은 투과 조명용 광원을 갖고 있다. 이 투과 조명용 광원은, 유리판을 통하여 필름 마스크의 하면(下面)에 조명광을 조사한다.

지지부재(32)는, 베이스부(24) 위를 수평 이동하는 스테이지부(21)의 상부 공간에 가설(架設)되어 있다. 지지부재(32)상에는 X축 방향 구동 기구(35)가 설치되어 있으며, X축 방향 구동부재(33)를 상기 스테이지면과 평행하고, 또한 상기 Y축 방향과 수직인 도시한 X축 방향(부 주사 방향)으로 이동시킨다. 또, X축 방향 구동 기구(35)는, 후술하는 X축 구동 모터(351) 및 X축 NC 드라이버(352)를 포함하고 있다(도 2 참조). X축 방향 구동부재(33)에는 Z축 방향 구동 기구(36)가 설치되어 있고, 카메라 지지부재(34)를 상기 X축 및 Y축 방향과 수직인 도시한 Z축 방향으로 이동시킨다. 또, Z축 방향 구동 기구(36)는, 후술하는 Z축 구동 모터(361) 및 Z축 NC 드라이버(362)를 포함하고 있다(도 2 참조).

촬상 카메라(31)는, 예를 들면 CCD 카메라에 의하여 구성되고, 그 촬상 방향이 도시한 Z축 아래 방향이 되도록 카메라 지지부재(34)에 지지되어 있다. 촬상 카메라(31)는, 입사된 빛을 그 색이나 강도를 나타내는 전기 신호로 변환한다. 도 1에 도시한 외관 검사 장치(1)의 예에서는, 2개의 촬상 카메라(31a 및 31b)가 설치되어 있으며, 이들의 촬상 방향이 도시한 Z축 아래 방향이 되도록 카메라 지지부재(34)에 지지되어 있다. 예를 들면, 외관 검사 장치(1)에 있어서의 패턴 매칭 처리용 화상 데이터를 얻기 위한 촬상 카메라(31a)와, 외관 검사 장치(1)의 사용자에 의한 육안 검사용 화상 데이터를 얻기 위한 촬상 카메라(31b)에 의하여 구성되어, 각각 상기 투과 조명용 광원으로부터 필름 마스크에 조사된 투과광을 수광한다. 또한, 본 발명은, 복수의 촬상 카메라(31)를 카메라 지지부재(34)에 고정 설치하여도 되고, 하나의 촬상 카메라(31)만을 카메라 지지부재(34)에 고정 설치하여도 무관하다.

이러한 구성에 의하여, 촬상 카메라(31)는, 도시한 X축 방향(부 주사 방향)및 Z축 방향(촬상 방향)으로 이동 가능하게 되어 있다. 그리고, 촬상 카메라(31)의 X축 방향의 위치를 고정한 상태로 스테이지부(21)가 주 주사 방향(Y축 방향)으로 이동함으로써 주 주사가 행하여진다. 다음에, 필름 마스크 검사 영역의 일단으로부터 타단까지의 주 주사가 완료할 때마다, 촬상 카메라(31)는 부 주사 방향(X축 방향)을 따라 소정 거리만큼 이동한다. 이 결과, 필름 마스크의 검사 영역 전체에 대한 화상 데이터가 촬상 카메라(31)로부터 얻어지는 것이 된다. 또한, 촬상 카메라(31)는, Z축 방향 구동 기구(36)에 의하여 Z축 방향(촬상 방향)으로 이동 가능하게 되어 있다. 후술에서 명확하여지겠지만, Z축 방향 구동 기구(36)는, 스테이지부(21)의 스테이지면의 Z축 방향으로의 높이에 따라 카메라 지지부재(34)를 Z축 방향으로 적절하게 이동시킨다. 본 실시 형태에서는, 필름 마스크는, 스테이지부 (21)의 스테이지면에 따르도록 밀착되며, 해당 필름 마스크의 두께는 동일하다. 따라서, 스테이지부(21)의 스테이지면의 Z축 방향으로의 높이에 관한 데이터와 필름 마스크의 두께에 관한 데이터만 얻어지면, Z축 방향 구동 기구(36)는, 필름 마스크를 주사하는 동안, 촬상 카메라(31)의 초점 위치가 항상 필름 마스크의 상면이 되도록 촬상 카메라(31)의 Z축 방향의 위치를 제어할 수 있다. 또한, 본 발명의 상대 이동수단은, X축 방향 구동 기구(35), Y축 방향 구동 기구(23), 및 Z축 방향 구동 기구(36)에 상당한다. 또, 본 발명의 수평 방향 이동 수단은, X축 방향 구동 기구(35) 및 Y축 방향 구동 기구(23)에 상당한다. 또, 본 발명의 촬상 방향 이동 수단은, Z축 방향 구동 기구(36)에 상당한다.

다음에, 도 2를 참조하여, 외관 검사 장치(1)에 있어서의 제어 기능의 개략구성에 관하여 설명한다. 또한, 도 2는, 외관 검사 장치(1)의 제어 기능을 도시한 블록도이다.

도 2에서, 외관 검사 장치(1)는, 메인 제어부(41), 포커스 제어부(42), 및 기억부(43)를 포함하는 제어부(4)를 구비하고 있다. 메인 제어부(41) 및 포커스 제어부(42)는, 예를 들면 CPU 보드에 의하여 구성되어, 서로 접속되어 있다. 또, 메인 제어부(41) 및 포커스 제어부(42)에는, 기억부(43)가 접속되어 있다. 기억부(43)는, 메인 제어부(41) 및 포커스 제어부(42)의 처리 시에 기억 영역으로서 이용되고, 처리에 필요한 데이터 군(群)을 격납하고 있다. 기억부(43)는, 스테이지 높이 테이블(431)을 격납하고 있다.

메인 제어부(41)는, 주로 X축 NC 드라이버(352) 및 포커스 제어부(42)의 동 작을 제어한다. X축 NC 드라이버(352)는, 메인 제어부(41)의 제어에 따라 X축 구동 모터(351)를 구동한다. 그리고, X축 구동 모터(351)는, X축 방향 구동부재(33)를 X축 방향(부 주사 방향 ; 도 1 참조)으로 이동시키고, 촬상 카메라(31)를 X축 방향으로 이동시킨다. 이들 구성에 의하여, 메인 제어부(41)는, 부 주사 방향에 대한 촬상 카메라(31)의 동작을 제어할 수 있다.

포커스 제어부(42)는, 주로 Y축 NC 드라이버(232) 및 Z축 NC 드라이버(362)의 동작을 제어한다. Y축 NC 드라이버(232)는, 포커스 제어부(42)의 제어에 따라 Y축 구동 모터(231)를 구동한다. 그리고, Y축 구동 모터(231)는, Y축 방향(주 주사 방향; 도 1 참조)으로 스테이지부(21)를 수평 이동시킨다. 이들 구성에 의하여, 포커스 제어부(42)는, 주 주사 방향에 대한 스테이지부(21)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, Z축 NC 드라이버(362)는, 포커스 제어부(42)의 제어에 따라 Z축 구동 모터(361)를 구동한다. 그리고, Z축 구동 모터(361)는, Z축 방향(촬상 방향; 도 1 참조)으로 카메라 지지부재(34)를 이동시켜, 촬상 카메라(31)를 Z축 방향으로 하게 한다. 이들 구성에 의하여, 포커스 제어부(42)는, 촬상 방향(초점 방향)에 대한 촬상 카메라(31)의 동작을 제어할 수 있다.

여기서, 포커스 제어부(42)는, 피검사물을 외관 검사하기 전에, 미리 스테이지 높이 테이블(431)을 작성하여, 기억부(43)에 격납한다. 그 때, 변위 센서(5)가 외관 검사 장치(1)에 장착된다. 변위 센서(5)는, 스테이지부(21)의 스테이지면에 설정된 기준점의 높이를 기준으로 하여, 해당 스테이지면의 검출점 각각에서의 스테이지면의 변위를 검출하는 것으로, 예를 들면, 레이저 변위 센서, 광 변위 센서, 초음파 센서, 스테이지면과 접촉하는 기계식 센서 등이 이용된다. 변위 센서(5)는, 그 변위 검출 방향을 촬상 카메라(31)의 촬상 방향과 동일하게 스테이지부(21)의 상면을 향하는 Z축 방향(도 1 참조)으로 하여, 촬상 카메라(31)나 카메라 지지부재(34)에 고정 설치된다. 또한, 후술에 의하여 명확하여지겠지만, 변위 센서(5)는, 스테이지부(21)의 상면에 설정된 기준점을 기준으로 하여, 해당 상면에서의 피검사물을 재치하는 영역의 Z축 방향으로의 변위를 검출하는 것이므로, 스테이지부(21)에 대하여 상대적으로 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하면서 해당 변위를 검출할 수 있다면, 다른 부위에 고정 설치하여도 무관하다.

스테이지 높이 테이블(431)을 작성할 때, 변위 센서(5)는, 스테이지부(21)의 상면의 변위 정보(DL)를 포커스 제어부(42)로 출력한다. 또, 변위 센서(5)와 스테이지부(21)의 Y축 방향의 상대적인 위치 관계는, Y축 구동 모터(231)로부터 출력되는 피드백 펄스(PF)를 포커스 제어부(42)로 출력함으로써, 포커스 제어부(42)에서 검출할 수 있다. 또한, 변위 센서(5)와 스테이지부(21)의 X축 방향의 상대적인 위치 관계는, X축 방향 구동부재(33)를 X축 방향으로 이동시키는 제어량을 메인 제어부(41)로부터 얻음으로써, 포커스 제어부(42)로 검출할 수 있다. 결국, 포커스 제어부(42)는, 변위 센서(5)와 스테이지부(21)의 X축 방향 및 Y축 방향으로의 상대적인 위치 관계에 근거하여, 변위 센서(5)가 검출하고 있는 스테이지부(21)의 스테이지면 상의 위치를 얻을 수 있다. 그리고, 포커스 제어부(42)는, 변위 센서(5)가 검출하고 있는 스테이지면 상의 위치에 대한 변위 정보(DL)를 얻을 수 있다.

다음에, 도 3 및 도 4를 참조하여, 변위 센서(5)에 의하여 스테이지부(21)의 상면의 변위를 계측하는 동작에 관하여 설명한다. 또한, 도 3은, 변위 센서(5)가 스테이지부(21)의 상면의 변위를 Y축 방향으로 계측하는 동작을 도시한 개략도이다. 도 4는, 스테이지부(21)의 상면을 주사하여 변위를 계측하는 변위 센서(5)의 위치를 도시한 개략도이다.

도 3에서, 변위 센서(5)는, 스테이지부(21)의 상면에 설정된 기준점(P0)을 기준으로 하여, Y축 방향으로 피치(Yp)마다 스테이지부(21)의 상면의 변위를 계측한다. 예를 들면, 변위 센서(5)로부터 기준점(P0)까지의 Z축 방향의 거리가 Z0라고 한다. 그리고, 기준점(P0)으로부터 Y축 방향으로 피치(Yp)마다의 스테이지부(21) 상면의 점 각각에서의 변위 센서(5)로부터의 Z축 방향 거리가, 각각 Z1, Z2, …, Zn(n은 자연수)이라고 한다. 이 경우, 변위 센서(5)는, 기준점(P0)으로부터 Y축 방향으로 피치(Yp) 마다의 스테이지부(21) 상면의 점 각각 대하여, 순차로 변위 Z1-Z0, Z2-Z0, …, Zn-Z0를 검출하여, 포커스 제어부(42)에 출력한다. 또한, 도 3에서는, 변위 센서(5)가 Y축 방향으로 이동하고 있도록 기재되어 있지만, 이것은 상대적인 위치 관계를 나타내고 있다. 도 1 및 도 2의 구성에 의하면, 변위 센서(5)를 스테이지면 상에서 고정하고, 스테이지부(21)를 Y축 방향으로 이동함으로써, 순차로 변위 센서(5)가 스테이지면의 변위를 기준점(P0)으로부터 피치(Yp)마다 계측하여 간다. 이와 같이 변위 센서(5)의 X축 및 Z축 방향의 위치를 고정한 상태로 스테이지부(21)가 주 주사 방향(Y축 방향)으로 이동함으로써, 주 주사 방향에 대한 스테이지부(21)의 상면의 변위가 계측된다.

도 4에서, 스테이지부(21)의 상면에 있어서, 변위 계측 영역의 한쪽 끝으로 부터 다른 쪽 끝까지 Y축 방향의 변위 계측이 종료될 때마다, X축 방향 구동 기구(35)는, X축 방향 구동부재(33)를 부 주사 방향(X축 방향)을 따라 피치(Xp)만큼 이동한다. 이 이동에 의하여, 변위 센서(5)가 변위를 계측하는 위치도 피치(Xp)만큼 X축 방향으로 이동한다. 그리고, 변위 센서(5)의 X축 및 Z축 방향의 위치를 고정한 상태에서 스테이지부(21)가 전회(前回)와 반대인 Y축 방향으로 이동함에 따라, 전회와 피치(Xp) 떨어진 주 주사 방향에 대한 스테이지부(21)의 상면의 변위가 계측된다. 이러한 동작을 반복함으로써, 스테이지부(21)의 상면에서의 변위 계측 영역 전체의 변위가 변위 센서(5)로부터 얻어지는 것이 된다. 이 때, 상기 변위 계측 영역은, X축 방향에 피치(Xp) 및 Y축 방향에 피치(Yp)로 된 격자 형상의 교점 위치에 대하여, 기준점(P0)에 대한 Z축 방향의 변위가 계측된다. 또, 도 4에서는, 변위 센서(5)가 변위를 계측하는 라인을 실선으로 나타내고 있으며, 부 주사 방향 (X축 방향)에 따른 피치(Xp)마다의 이동을 파선으로 나타내고 있다. 포커스 제어부(42)는, 이러한 동작에 의하여 계측되어 출력된 변위 센서(5)로부터의 변위 정보 (DL)를 이용하여, 스테이지 높이 테이블(431)을 작성한다. 또, 부 주사 방향에 대하여 주 주사 방향의 변위량을 보다 짧은 간격(결국, Yp<Xp)으로 계측하는 것이 바람직하다.

도 5는, 스테이지 높이 테이블(431)의 일례를 도시한 도면이다. 또한, 도 5에 도시하는 스테이지 높이 테이블(431)은, Z축 방향에서의 스테이지부(21)의 스테이지면의 높이에 관한 데이터로서, 피치(Xp)=10mm 및 피치(Yp)=0.5mm로 하여, 기준점(P0)(X축 방향 위치:0mm, Y축 방향 위치:0.0mm)에 대한 각 계측점의 변위를 단위 (㎛)로 기술하고 있다.

도 5에서, 스테이지 높이 테이블(431)은, 스테이지부(21)의 상면에 있어서, X축 방향에 피치(Xp) 및 Y축 방향에 피치(Yp)로 된 격자 형상의 교점의 위치에 대하여, 변위 센서(5)가 계측한 변위량이 각각 기술된다. 상술한 바와 같이, 포커스 제어부(42)는, 변위 센서(5)와 스테이지부(21)의 X축 방향 및 Y축 방향으로의 상대적인 위치 관계에 근거하여, 변위 센서(5)가 계측하고 있는 스테이지면 상의 위치를 얻어 있다. 또, 포커스 제어부(42)는, 변위 센서(5)로부터 기준점(P0)을 기준으로 한 변위 정보(DL)를 이용하여 변위량을 도출한다. 따라서, 포커스 제어부(42)는, 변위 센서(5)가 계측하고 있는 스테이지면 상의 위치에 대응한 변위량을 기술함으로써, 스테이지 높이 테이블(431)을 작성할 수 있다. 그리고, 스테이지 높이 테이블(431)은, 촬상 카메라(31)의 촬상 방향(Z축 방향)에 대한 스테이지면의 높이 및 기복(평면도)을 표현하는 데이터가 된다. 포커스 제어부(42)는, 작성한 스테이지 높이 테이블(431)을 기억부(43)에 격납한다.

다음에, 도 6을 참조하여, 외관 검사 장치(1)의 촬상 카메라(31)가 피검사물을 촬상할 때의 동작에 관하여 설명한다. 또한, 도 6은, 촬상 카메라(31)가 스테이지부(21)의 상면에 재치된 피검사물을 Y축 방향으로 촬상하는 동작을 도시한 개략도이다. 또한, 도 6에서는, 스테이지부(21)의 상면에 재치한 피검사물(필름 마스크)을 생략하고 있다.

도 6에서, 촬상 카메라(31)는, X축 방향(부 주사 방향) 및 Z축 방향(촬상 방향)으로 이동 가능하게 되어 있다. 그리고, 촬상 카메라(31)의 X축 방향의 위치를 고정한 상태로 스테이지부(21)가 주 주사 방향(Y축 방향)으로 이동함으로써 주 주사가 행하여진다. 예를 들면, 포커스 제어부(42)는, 스테이지면 상의 기준점(P0)에 재치되어 있는 필름 마스크의 상면에 촬상 카메라(31)의 초점이 맞도록 Z축 방향 구동 기구(36)를 제어하여, 그 촬상 카메라(31)의 Z축 방향의 위치를 기준 높이로 한다. 이 기준 높이의 도출에 대해서는, 스테이지면으로부터 촬상 카메라(31)까지의 거리와 재치하는 필름 마스크의 두께로부터 필름 마스크의 상면에 촬상 카메라(31)의 초점이 맞는 기준 높이를 산출할 수 있다. 또, 촬상 카메라(31)에 구비되어 있는 초점 맞춤 기능으로 조정 가능한 높이(기준 높이)까지 Z축 방향으로 촬상 카메라(31)를 이동시킨 후, 해당 초점 맞춤 기능에 의하여 필름 마스크의 상면에 초점을 맞추어도 무관하다.

여기서, 피검사물로서의 필름 마스크는, 스테이지부(21)의 스테이지면에 따르도록 밀착하고, 해당 필름 마스크의 두께는 초점 심도와 비교할 때 충분히 동일하다. 결국, 필름 마스크의 상면이 스테이지부(21)의 스테이지면과 동일한 기복을 형성하고 있다. 그래서, 본 발명에서는, 스테이지면상의 필름 마스크를 주사하는 동안, 촬상 카메라(31)의 초점 위치가 항상 필름 마스크의 상면이 되도록, 스테이지 높이 테이블(431)을 이용하여 포커스 제어부(42)가 Z축 방향 구동 기구(36)를 제어하여 촬상 카메라(31)의 Z축 방향의 위치를 이동시킨다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 포커스 제어부(42)는, 기준점(P0)에서의 상기 기준 높이를 기준으로 하여, 스테이지 높이 테이블(431)에 근거하여 Y축 방향으로 피치(Yp)마다 촬상 카메라(31)의 Z축 방향의 위치를 변화시킨다. 예를 들면, 스테 이지부(21)의 스테이지면이 도 3을 이용하여 설명한 바와 같이 변위하고 있다고 한다. 다시 말해서, 스테이지 높이 테이블(431)에는, 기준점(P0)으로부터 Y축 방향으로 피치(Yp)마다의 스테이지부(21) 상면의 점 각각에 대하여, 순차로 변위 Z 1-Z0, Z2-Z0, …, Zn-Z0가 기술되어 있다. 그리고, 포커스 제어부(42)는, 촬상 카메라(31)의 X축 방향의 위치를 고정한 상태로 스테이지부(21)가 주 주사 방향(Y축 방향)으로 이동하여 주사할 때, 피치(Yp)마다 촬상 카메라(31)의 Z축 방향의 위치를 스테이지 높이 테이블(431)에 기술된 변위량만큼 승강시킨다. 상기 변위량이 스테이지 높이 테이블(431)에 기술되어 있는 경우, 포커스 제어부(42)는, Y축 방향으로 피치(Yp)마다 변위 Z1-Z0, Z2-Z0, …, Zn-Z0만큼 상기 기준 높이로부터 Z축 방향으로 촬상 카메라(31)를 승강시킨다. 이에 따라, 촬상 카메라(31)와 필름 마스크의 상면(스테이지부(21)의 스테이지면)과의 거리가 일정하게 되므로, 촬상 카메라(31)의 초점 위치가 항상 필름 마스크의 상면이 되도록 제어된다.

다음에, 메인 제어부(41)는, 필름 마스크의 검사 영역의 일단으로부터 타단까지의 주 주사가 완료할 때마다, X축 방향 구동 기구(35)를 제어하여 촬상 카메라(31)를 부 주사 방향(X축 방향)을 따라 소정 거리(예를 들면, 피치(Xp))만큼 이동시킨다. 그리고, 포커스 제어부(42)는, 촬상 카메라(31)의 X축 방향의 위치를 고정한 상태로 스테이지부(21)를 전회와 반대인 Y축 방향으로 이동시켜 주사한다. 이 때, 포커스 제어부(42)는, 피치(Yp)마다 촬상 카메라(31)의 Z축 방향의 위치를, 해당 촬상 카메라(31)의 X축 방향 및 Y축 방향 위치에 따른 스테이지 높이 테이블(431)에 기술된 변위량만큼 승강시킨다. 이에 따라, 전회와 소정 거리 떨어진 주 주사 방향에 대한 필름 마스크의 상면의 주사가 행하여진다. 이러한 동작을 반복함으로써, 필름 마스크를 주사하는 동안, 촬상 카메라(31)의 초점 위치가 항상 필름 마스크의 상면에 대응하도록 촬상 카메라(31)의 Z축 방향의 위치가 제어되면서, 필름 마스크의 검사 영역 전체의 화상 데이터가 촬상 카메라(31)로부터 출력된다.

또한, 상술한 설명에서의 촬상 카메라(31)의 정확한 X축 방향 및 Y축 방향 위치는, 촬상 카메라(31) 렌즈의 광학적 중심인 주점과 주시점을 연결하는 직선(이하, 시선 방향이라고 기재한다)과 스테이지부(21)의 스테이지면과의 교점에 의하여 정해진다. 상술한 바와 같이, 촬상 카메라(31)는, 그 촬상 방향이 Z축 아래 방향이 되도록 카메라 지지부재(34)에 지지되어 있기 때문에, 그 시선 방향도 Z축 아래 방향에서 고정된다. 따라서, 촬상 카메라(31)의 주점이 위치하는 X축 방향 및 Y축 방향 위치가, 촬상 카메라(31)의 X축 방향 및 Y축 방향 위치가 된다. 한편, 스테이지 높이 테이블(431)에 기술된 변위량은, X축 방향에 피치(Xp) 및 Y축 방향에 피치(Yp)된 격자 형상의 교점의 위치에서의 X축 방향 및 Y축 방향 위치에 대하여 기술된다. 따라서, 촬상 카메라(31)의 X축 방향 및 Y축 방향 위치와, 스테이지 높이 테이블(431)에 변위량이 기술된 X축 방향 및 Y축 방향 위치와는 일치하지 않는 경우가 있다. 예를 들면, 촬상을 시작하는 X축 방향의 위치와 스테이지 높이 테이블(431)에 기술된 X축 방향의 위치가 맞지 않는 경우나, X축 방향 구동 기구(35)를 제어하여 촬상 카메라(31)를 X축 방향에 이동시킬 때의 거리가 피치(Xp)와 다른 경우 등에 불일치가 발생한다. 이 때, 포커스 제어부(42)는, Y축 방향에 관하여 스테이지 높이 테이블(431)에 기술된 피치(Yp)마다 변위량을 얻기 위해, X축 방향에 관하여 보간을 행하여 변위량을 산출한다.

도 7은, X축 방향에 관한 보간 처리를 설명하기 위한 도면이다. 예를 들면, 스테이지 높이 테이블(431)에 기술된 X축 방향의 위치에 대하여, X축 방향으로 거리 Xof(Xof<Xp) 떨어진 위치를 Y축 방향으로 촬상 카메라(31)가 주사하고 있다고 한다. 이 때, 스테이지 높이 테이블(431)에 기술된 Y축 방향 위치 중 하나에 촬상 카메라(31)가 배치되면 (도 7에 도시하는 점 Ps), 그 X축 방향의 좌우에 스테이지 높이 테이블(431)에 변위량이 기술되어 있는 점 P1 및 점 P2가 존재한다. 포커스 제어부(42)는, 점 P1의 변위량과 점 P2의 변위량을 이용하여, 점 Ps에서의 변위량을 예를 들면 선형 보간 처리를 행하여 연산한다. 예를 들면, 도 7에 도시한 예의 경우,

Zps= Zp1+(Zp2-Zp1)*(Xof/Xp)가 된다. 여기서, Zps:점 Ps의 변위량, Zp1:점 P1의 변위량, Zp2:점 P2의 변위량이다. 상기의 예에서는, 2점 사이의 보간 처리에 관하여 설명하고 있지만, 4점의 격자 내에서 4점 보간하는 경우도 동일한 연산을 행할 수 있다.

또한, 상술한 촬상 카메라(31)가 피검사물을 촬상하는 동작에서는, 기준점(P0)에 재치되어 있는 필름 마스크의 상면에 촬상 카메라(31)의 초점이 맞추어져 카메라(31)의 기준 높이로 하였지만, 다른 위치에서 촬상 카메라(31)의 기준 높이를 설정하여도 무관하다. 기준점(P0) 이외의 위치에 재치되어 있는 필름 마스크의 상면에 촬상 카메라(31)의 초점을 맞추더라도, 해당 위치와 기준점(P0)과의 변위량의 차를 고려하면, 마찬가지로 기준 높이를 설정할 수 있는 것은 당연하다.

이와 같이, 외관 검사 장치(1)는, 사전에 계측한 스테이지부(21)의 스테이지면의 Z축 방향으로의 높이에 관한 데이터를 이용하여, 촬상 카메라(31)와 스테이지면과의 거리를 등거리로 유지하면서 해당 스테이지면상을 주사할 수 있다. 그리고, 필름 마스크 등의 가요성이 있는 박판 형상의 부재가 피검사물이면, 상기 스테이지면을 따라 해당 피검사물이 밀착한다. 따라서, 촬상 카메라(31)는, 피검사물의 상면으로부터 항상 등거리를 유지한 상태로 촬상을 행할 수 있으며, 한번 피검사물의 상면에 초점을 맞추면, 피검사물의 검사 영역 전체의 주사에 있어서도 항상 초점을 상면에 정확하게 맞출 수 있어, 외관 검사 장치(1)의 검사 분해능을 높이는 것이 가능하게 된다. 또, 촬상 카메라(31)의 시선 방향 및 변위 센서(5)의 변위 검출 방향이 스테이지면에 대하여 수직에서 약간 기울어져 있었다 하더라도, 스테이지 높이 테이블(431)에 기술된 변위량이 해당 기울기를 포함하여 계측되어 있기 때문에, 해당 기울기에 따라 촬상 카메라(31)의 초점을 피검사물의 상면에 맞출 수 있다. 또, 외관 검사 장치(1)에 있어서, 스테이지부(21)와 촬상 카메라(31)의 Z축 방향에서의 위치 관계가 고정되어 있는 경우, 한번 스테이지 높이 테이블(431)을 작성하면 검사 때마다 스테이지 높이 테이블(31)을 작성할 필요는 없다. 따라서, 종래, 피검사물마다 높이 정보를 구하도록 하는 단계가 불필요해지기 때문에, 외관 검사에 필요한 시간을 단축할 수 있다.

또한, 스테이지 높이 테이블(431)은, 스테이지부(21)가 제조된 단계에서만 계측하여 기억부(43)에 기억해 두어도 되고, 피검사물을 검사하기 직전의 적시 타이밍(예를 들면, 매일이나 검사 로트마다)에 따라 계측하여 기억부(43)에 기억하 도록 하여도 된다. 또한, 제조 직후에만 계측하여 작성해 두는 경우에는, 재차 스테이지 높이 테이블(431)을 작성할 필요가 없기 때문에, 변위 센서(5)가 외관 검사 장치(1)에 불필요하게 되어, 장치 코스트를 저감할 수 있다. 한편, 피검사물을 검사하기 직전의 적시 타이밍마다 스테이지 높이 테이블(431)을 작성하는 경우에는, 제조 후에 스테이지부(21)와 촬상 카메라(31)와의 Z축 방향의 위치 관계가 변화하여도, 그 변화에 따라 초점 위치를 적절히 조정할 수 있다.

또, 상술한 설명에서는, 복수의 촬상 카메라(31a 및 31b)가 하나의 카메라 지지부재(34)에 지지되어 있는 예를 게시하였다. 이 경우, 복수의 촬상 카메라(31)의 주점 군 중, 대표적인 하나의 촬상 카메라(31)의 주점 위치를 이용하여 상술한 바와 같은 동작으로 주사를 행하여도 무관하다. 또한, 복수의 촬상 카메라(31)가 동시에 촬상을 행하면서 주사하는 경우, 복수의 촬상 카메라(31)의 주점 군에 있어서의 중립적인 위치(예를 들면, 평균)를 이용하여 상술한 바와 동일한 동작으로 주사를 행하여도 무관하다. 또한, 복수의 촬상 카메라(31)가 동시에 촬상을 행하면서 주사하는 경우, 복수의 촬상 카메라(31)의 주시점이 스테이지면상에서 동일 위치가 되도록 카메라 지지부재(34)에 고정하여, 상술한 바와 동일한 동작으로 주사를 행하여도 무관하다.

또, 상술한 설명에서는, 촬상 카메라(31)가 스테이지부(21)의 유리판의 하방에 설치된 투과 조명용 광원으로부터 피검사물에 조사된 투과광을 수광하는 예를 설명하였지만, 광원은 스테이지부(21)의 상부에 설치하여도 무관하다. 이 경우, 촬상 카메라(31)가 스테이지부(21)의 상부에 설치된 광원으로부터 피검사물에서 반 사한 반사광을 수광하는 것이 된다.

또, 본 실시 형태에서는 스테이지부(21)가 Y축 방향으로 이동함으로써 주 주사를 행한다고 하였지만, 본 발명은 이에 한하지 않고, 촬상 카메라(31)를 주 주사 방향으로 이동시킴으로써 주 주사를 행하도록 하여도 된다. 마찬가지로, 촬상 카메라(31)를 부 주사 방향으로 이동시키는 대신에, 스테이지부(21)를 부 주사 방향으로 이동시키도록 하여도 된다.

본 발명에 따른 외관 검사 장치 및 방법은, 저가의 장치를 이용하여 정밀도 높은 검사를 행할 수 있으며, 가요성이 있는 박판 형상의 부재를 피검사물로서 스테이지면상에 재치하는 외관 검사 장치나 외관 검사 방법 등으로서 유용하다.

이상, 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 전술한 설명은 모든 점에 있어서 본 발명의 예시에 지나지 않으며, 그 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 여러 종류의 개량이나 변형을 행할 수 있음은 당연하다.

Claims

가요성을 갖는 박판 형상의 부재를 피검사물로서 검사하는 외관 검사 장치로서,

피검사물을 재치하는 스테이지면이 형성된 스테이지부와,

재치된 피검사물의 한쪽 주면과 상기 스테이지부의 스테이지면을 밀착 유지하는 밀착 수단과,

상기 스테이지면에 밀착 유지된 피검사물을 촬상하는 촬상 수단과,

상기 스테이지면 및 상기 촬상 수단의 적어도 한쪽을 상대적으로 이동시키는 상대 이동수단과,

상기 스테이지면에서의 복수 위치 각각의 변위 데이터를 기억하는 기억 수단과,

상기 변위 데이터에 근거하여, 상기 촬상 수단과 상기 스테이지면과의 사이를 등거리로 유지하면서 상기 스테이지면 및 상기 촬상 수단의 적어도 한쪽이 상대적으로 이동하도록 상대 이동수단을 제어하는 제어부를 구비하는 외관 검사 장치.
제1항에 있어서,

상기 제어부가 등거리를 유지하는 상기 촬상 수단과 상기 스테이지면과의 사이의 거리는, 상기 촬상 수단의 초점 위치가 상기 스테이지면에 밀착 유지된 피검사물의 다른 쪽 주면 위로 되는 거리인 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
제1항에 있어서, 상기 상대 이동수단은,

상기 스테이지면 및 상기 촬상 수단의 적어도 한쪽을 상대적으로 상기 촬상 수단의 촬상 방향으로 이동시키는 촬상 방향 이동 수단과,

상기 스테이지면 및 상기 촬상 수단의 적어도 한쪽을 상대적으로 상기 촬상 방향과 수직인 방향으로 이동시키는 수평 방향 이동 수단을 포함하고,

상기 변위 데이터는, 상기 촬상 수단으로부터 상기 스테이지면에 설정된 기준점까지의 상기 촬상 방향의 높이를 기준으로 하여, 해당 스테이지면의 다른 위치에서의 해당 촬상 방향의 높이의 변위를 나타내는 데이터인 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
제1항에 있어서,

상기 기억수단은, 상기 스테이지면 상에 설정된 서로 직교하는 두 방향에 대하여 각각 소정의 간격으로 배열된 격자의 교점에 대하여 각각 상기 변위 데이터를 기억하는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
제4항에 있어서

상기 제어부는, 상기 촬상 수단의 광학적 중심인 주점과 주시점을 연결하는 직선과 상기 스테이지면의 교점과 일치하는 상기 격자의 교점의 상기 변위 데이터에 근거하여 상대 이동 수단을 제어하고,

상기 제어부는, 상기 직선과 상기 스테이지면의 교점과 상기 격자의 교점이 일치하지 않을 때, 해당 직선과 스테이지면의 교점 부근에 설정된 복수의 상기 격자의 교점에 대한 변위 데이터를 이용하여, 해당 직선과 스테이지면의 교점에서의 변위 데이터를 보간 연산하여, 해당 보간된 변위 데이터에 근거하여 상대 이동수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
가요성을 갖는 박판 형상의 부재를 피검사물로서 검사하는 외관 검사 방법으로서,

스테이지면에 피검사물을 올려두는 재치 단계와,

재치된 피검사물의 한쪽 주면과 상기 스테이지면을 밀착 유지하는 밀착 단계와,

상기 스테이지면에 밀착 유지된 피검사물 위를 촬상 수단에 의하여 주사하여 촬상하는 촬상 단계와,

상기 스테이지면에서의 복수 위치 각각의 변위 데이터에 근거하여, 상기 촬상 수단과 상기 스테이지면과의 사이를 등거리로 유지하면서 상기 피검사물 위를 주사하는 제어 단계를 포함하는 외관 검사 방법.