KR101863572B1

KR101863572B1 - 외관 검사 장치 및 기판 검사 장치

Info

Publication number: KR101863572B1
Application number: KR1020167035351A
Authority: KR
Inventors: 노부아키 타바타
Original assignee: 야마하하쓰도키 가부시키가이샤
Priority date: 2014-09-10
Filing date: 2014-09-10
Publication date: 2018-06-01
Also published as: WO2016038703A1; KR20170012329A; JPWO2016038703A1; JP6246942B2

Abstract

조명부(35)로부터 사출된 후에 기판(10)에서 정반사되어 경사 카메라(32)를 향하는 광의 진행 경로(P)에 있어서, 기판(10)의 입사측에 입사측 평광판(37)이 배치됨과 아울러, 기판(10)의 반사측에 반사측 편광판(38)이 배치된다. 입사측 편광판(37) 및 반사측 편광판(38)은 각각 2종류의 편광 성분 중 1종류를 선택적으로 통과시키는 것임과 아울러, 서로 다른 편광성분을 선택적으로 통과시킨다. 기판(10)에서 정반사된 정반사광은 입사광과 같은 편광성분(S 편광성분)의 광으로 되어 진행 경로(P)를 경사 카메라(32)를 향해서 진행한다. 단, 반사측 편광판(38)이 설치되어 있으므로 정반사광은 반사측 편광판(38)에 의해 차단되어 경사 카메라(32)에 도달할 수 없다. 그 결과, 기판(10)에서의 정반사광이 경사 카메라(32)에 도달하는 것을 차단해서 조명광(35)이 상의 투영을 억제하면서 경사 카메라(32)에 의해 기판(10)을 적절하게 촬상하는 것이 가능하게 되어 있다.

Description

외관 검사 장치 및 기판 검사 장치{EXTERNAL APPEARANCE INSPECTION DEVICE AND SUBSTRATE INSPECTION DEVICE}

본 발명은 검사 대상에 광을 조사하면서 검사 대상을 촬상한 결과에 의거하여 검사 대상을 검사하는 기술에 관한 것이다.

특허문헌 1에는 조명 장치 및 카메라를 구비하고, 조명 장치로부터 검사 대상으로 광을 조사하면서 카메라에 의해 검사 대상을 촬상한 결과에 의거하여 검사 대상의 외관을 검사하는 외관 검사 장치가 기재되어 있다. 즉, 이 외관 검사 장치는 검사 대상에서 반사된 광을 카메라에 의해 수광함으로써 검사 대상을 촬상한다.

일본 특허공개 평 07-307599호 공보

단, 이러한 외관 검사 장치에서는 조명부(조명 장치)로부터 사출되어 검사 대상에서 정반사된 광이 카메라에 입사하면, 조명부의 상이 검사 대상의 촬상결과에 투영되어서 검사 대상의 외관 검사의 정밀도에 영향을 미칠 우려가 있었다. 이에 대해서 특허문헌 1에서는 조명부의 상의 투영에 대해서 특별히 고려되어 있지 않다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 조명부로부터 검사 대상에 광을 조사하면서 카메라에 의해 검사 대상을 촬상함으로써 검사 대상을 검사하는 기술에 있어서, 조명부의 상이 카메라의 촬상결과에 투영되는 것을 억제하면서 카메라에 의해 검사 대상을 적절하게 촬상하는 것을 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1형태에 따른 외관 검사 장치는 상기 목적을 달성하기 위해서 검사 대상을 유지하는 유지부와, 검사 대상을 향해서 광을 사출하는 조명부와, 검사 대상을 촬상하는 카메라와, 조명부로부터 사출된 후에 검사 대상에서 정반사되어서 카메라를 향하는 광의 진행 경로에 있어서 광의 편광상태를 2종류의 편광성분 사이에서 조정하는 편광수단을 구비하고, 편광수단은 진행 경로에 있어서의 검사 대상의 입사측에 배치되어서 2종류의 편광성분 중 1종류를 선택적으로 통과시키는 입사측 편광부재와, 진행 경로에 있어서의 검사 대상의 반사측에 배치되어서 2종류의 편광성분 중 1종류를 선택적으로 통과시키는 반사측 편광부재를 갖고, 입사측 편광부재가 통과시키는 편광성분과 반사측 편광부재가 통과시키는 편광성분은 다르다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제1형태(외관 검사 장치)에서는 조명부로부터 사출된 후에 검사 대상에서 정반사되어서 카메라를 향하는 광의 진행 경로에 있어서, 검사 대상의 입사측에 입사측 편광부재가 배치됨과 아울러 검사 대상의 반사측에 반사측 편광부재가 배치된다. 입사측 편광부재 및 반사측 편광부재는 각각 2종류의 편광성분 중 1종류를 선택적으로 통과시키는 것임과 아울러, 서로 다른 편광성분을 선택적으로 통과시킨다. 이러한 구성에서는 입사측 편광부재를 통과해서 진행 경로로부터 검사 대상으로 입사하는 입사광은 특정 편광성분의 광이 된다. 그리고, 검사 대상에서 정반사된 정반사광은 입사광과 같은 편광성분의 광으로 되어 진행 경로를 카메라를 향해서 진행한다. 단, 입사측 편광부재와 다른 편광성분, 즉 정반사광과는 다른 편광성분을 선택적으로 통과시키는 반사측 편광부재가 설치되어 있으므로, 정반사광은 반사측 편광부재에 의해 차단되어서 카메라에 도달할 수 없다. 이렇게 해서, 조명부의 상이 카메라의 촬상결과에 투영되는 것을 억제할 수 있게 되어 있다. 한편, 검사 대상에서 확산반사된 광의 적어도 일부는 반사측 편광부재를 통과해서 카메라에 도달할 수 있으므로 카메라는 이러한 확산 반사광에 의해 검사 대상을 적절하게 촬상할 수 있다. 이렇게 본 발명의 제1형태에서는 검사 대상에서의 정반사광이 카메라에 도달하는 것을 차단해서 조명부의 상의 투영을 억제하면서 카메라에 의해 검사 대상을 적절하게 촬상하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한 조명부는 소정의 중심선을 중심으로 하는 원환형상을 갖고, 유지부는 중심선이 연장되는 방향으로부터 환상 사(射)의 중심에 검사 대상이 대향하도록 검사 대상을 유지하고, 카메라는 중심선에 대해서 경사진 방향으로부터 검사 대상에 대향하는 경사 카메라이도록 외관 검사 장치를 구성할 수 있다. 또한, 복수의 경사 카메라가 중심선의 주위에 배치되고, 복수의 경사 카메라의 각각에는 서로 다른 진행 경로를 진행하는 광이 입사하도록 외관 검사 장치를 구성할 수 있다.

이 때, 입사측 편광부재 및 반사측 편광부재가 진행 경로마다 설치되고, 동일한 진행 경로에 설치된 입사측 편광부재 및 반사측 편광부재가 서로 다른 종류의 편광성분을 통과시키도록 외관 검사 장치를 구성해도 좋다. 이것에 의해, 검사 대상에서의 정반사광이 각 카메라에 도달하는 것을 차단해서 조명부의 상의 투영을 억제하면서, 각 카메라에 의해 검사 대상을 적절하게 촬상할 수 있다.

또한 입사측 편광부재는 S 편광성분을 통과시키고, 반사측 편광성분은 P 편광성분을 통과시키도록 외관 검사 장치를 구성해도 좋다.

또한 조명부는 유지부가 유지하는 검사 대상을 향해서 광을 사출하는, 중심선을 중심으로 하는 원환형상을 갖는 환상 사출면을 갖고, 입사측 편광부재는 환상 사출면에 배치되도록 외관 검사 장치를 구성해도 좋다. 이러한 구성은 입사측 편광부재와 조명부의 환상 사출면 사이의 스페이스를 배제할 수 있으므로 외관 검사 장치를 소형화함에 있어서 유리하게 된다.

그런데, 상술한 바와 같이, 조명부의 상의 투영의 원인이 되는 것은 검사 대상에서 정반사되어서 카메라에 입사하는 광이다. 바꿔 말하면, 검사 대상에서 정반사된 후에 카메라와는 다른 방향을 향하는 광은 조명부의 상의 투영의 원인으로는 되지 않는다. 그래서, 환상 사출면 중 검사 대상에서 정반사된 후에 카메라와는 다른 방향을 향하는 광을 사출하는 영역의 적어도 일부를 제외하고 입사측 편광부재는 환상 사출면에 배치되도록 외관 검사 장치를 구성해도 좋다. 이러한 구성에서는 환상 사출면이 입사측 편광부재로 덮여지는 면적을 억제해서 카메라의 시야를 밝게 할 수 있다.

또한 반사측 편광부재가 진행 경로마다 설치됨과 아울러, 단일의 입사측 편광부재가 각 진행 경로에 교차하도록 배치됨으로써 각 진행 경로에 대해서 공통으로 설치되고, 입사측 편광부재는 그 전역에서 똑같은 방향으로 광을 편광하고, 각 반사측 편광부재는 입사측 편광부재에 의한 편광의 방향에 직교하는 방향으로 광을 편광하도록 외관 검사 장치를 구성해도 좋다. 이러한 구성에서는 단일의 입사측 편광부재를 각 진행 경로에 공통으로 설치함으로써 외관 검사 장치의 구성의 간소화를 꾀할 수 있다.

또한 조명부는 유지부가 유지하는 검사 대상을 향해서 사출하는, 중심선을 중심으로 하는 원환형상을 갖는 환상 사출면을 갖고, 반사측 편광부재는 중심선을 중심으로 하는 원환형상을 갖고, 환상 사출면의 전역을 덮도록 환상 사출면에 배치되도록 외관 검사 장치를 구성해도 좋다. 이러한 구성은 입사측 편광부재와 조명부의 환상 사출면 사이의 스페이스를 배제할 수 있으므로 외관 검사 장치를 소형화함에 있어서 유리하게 된다.

또한 중심선이 연장되는 방향으로부터 검사 대상에 대향해서 검사 대상을 촬상하는 정대(正對) 카메라를 더 구비하도록 외관 검사 장치를 구성해도 좋다. 이러한 구성은 경사 카메라와 정대 카메라에 의해 다른 각도로부터 검사 대상을 촬상할 수 있고, 검사 정밀도의 향상에 기여한다.

또한 경사 카메라, 정대 카메라 및 조명부를 제어하는 제어부를 더 구비하고, 제어부는 조명부로부터 검사 대상을 향해서 사출하면서 경사 카메라 및 정대 카메라의 촬상을 각각의 노광 시간을 중복시켜서 실행하도록 외관 검사 장치를 구성해도 좋다. 이렇게 경사 카메라 및 정대 카메라의 노광 시간을 중복시켜서 촬상함으로써 촬상의 완료에 요하는 시간을 단축해서 효율적으로 검사를 행할 수 있다.

또한 조명부와는 다른 각도로부터 검사 대상을 향해서 광을 사출하는, 정대 카메라에 의한 촬상에 전용의 정대 전용 조명부를 더 구비하고, 경사 카메라는 롤링 셔터 방식의 카메라이며, 제어부는 정대 전용 조명부로부터 검사 대상을 향해서 광을 사출하면서 정대 카메라에 의해 검사 대상을 촬상 종료하고 나서 조명부로부터 검사 대상을 향해서 광을 사출하면서 경사 카메라 및 정대 카메라의 촬상을 각각의 노광 시간을 중복시켜서 실행하도록 외관 검사 장치를 구성해도 좋다. 즉, 롤링 셔터 방식의 경사 카메라의 촬상에 계속해서 정대 전용 조명부를 사용한 정대 카메라에 의한 촬상이 실행되면, 정대 전용 조명부로부터의 광이 롤링 셔터 효과에 의해 경사 카메라의 촬상결과에 영향을 미칠 우려가 있다. 이에 대해서 정대 전용 조명부를 사용한 정대 카메라의 촬상을 끝내고나서 경사 카메라의 촬상을 행함으로써 롤링 셔터 효과에 의한 영향을 배제해서 경사 카메라의 촬상을 적절하게 행할 수 있다.

본 발명의 제2형태에 따른 외관 검사 장치는 상기 목적을 달성하기 위해서 검사 대상을 유지하는 유지부와, 검사 대상을 촬상하는 카메라와, S 편광성분 및 P 편광성분의 양쪽을 포함하는 광을 검사 대상에 조사하는 조명부와, 검사 대상에서 반사되어서 카메라를 향하는 광에 포함되는 Ｓ편광성분 및 P 편광성분 중 P 편광성분을 선택적으로 통과시키는 편광부재를 구비한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제2형태(외관 검사 장치)에서는 S 편광성분 및 P 편광성분의 양쪽을 포함하는 광이 검사 대상에 조사된다. 이 때, S 편광성분은 P 편광성분에 비해서 높은 반사율로 검사 대상에 정반사되므로 카메라에 도달하면 조명상의 투영의 주요인이 된다. 이에 대해서 본 발명의 제2형태에서는 검사 대상에서 반사되어서 카메라를 향하는 광에 포함되는 Ｓ편광성분 및 P 편광성분 중 P 편광성분을 선택적으로 통과시키는 편광부재가 설치되어 있다. 그 때문에 검사 대상에서 정반사된 Ｓ편광성분이 카메라에 도달하는 것을 억제할 수 있다. 이렇게 해서, 검사 대상에서의 정반사광이 카메라에 도달하는 것을 차단해서 조명부의 상의 투영을 억제하면서 카메라에 의해 검사 대상을 적절하게 촬상하는 것이 가능해지고 있다.

본 발명에 따른 기판 검사 장치는 상기 목적을 달성하기 위해서 평판형상의 기판을 검사 대상으로서 촬상하는 상기 외관 검사 장치와, 외관 검사 장치에 의한 기판의 촬상결과에 의거하여 기판의 상태를 판정하는 판정부를 구비한다.

이와 같이 구성된 발명(기판 검사 장치)은 상기 외관 검사 장치를 구비하고 있다. 따라서, 검사 대상에서의 정반사광이 카메라에 도달하는 것을 차단해서 조명부의 상의 투영을 억제하면서 카메라에 의해 검사 대상을 적절하게 촬상하는 것이 가능해지고 있다.

또한 판정부는 상태가 불량하다고 판단한 기판의 촬상결과를 보존하도록 기판 검사 장치를 구성해도 좋다. 이것에 의해, 예를 들면 작업자가 보존된 촬상결과를 참조해서 상태가 불량하다고 판단된 기판을 확인한다라는 것이 가능해진다.

(발명의 효과)

조명부의 상이 카메라의 촬상결과에 투영되는 것을 억제하면서 카메라에 의해 검사 대상을 적절하게 촬상하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명에 따른 기판 검사 장치를 모식적으로 예시하는 블록도이다.
도 2는 도 1의 기판 검사 장치가 구비하는 검사 헤드의 일례를 나타내는 부분측면도이다.
도 3은 도 1의 검사 헤드가 구비하는 조명부의 주위의 구성의 일례를 나타내는 부분저면도이다.
도 4는 입사측 편광판 및 반사측 편광판의 배치를 모식적으로 나타낸 부분단면도이다.
도 5는 기판 검사 장치가 실행하는 자동검사의 일례를 나타내는 플로우차트이다.
도 6은 도 5의 자동검사의 결과에 의거하여 작업자가 행하는 육안 판정의 일례를 나타내는 플로우차트이다.
도 7은 NG화상의 표시의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 검사 헤드의 변형예를 나타내는 부분저면도이다.
도 9는 검사 헤드의 다른 변형예를 나타내는 부분측면도이다.
도 10은 도 9의 검사 헤드에 의한 촬상의 일례를 나타내는 타이밍 차트이다.

도 1은 본 발명에 따른 기판 검사 장치를 모식적으로 예시하는 블록도이다. 동 도면 및 이하에 나타내는 도면에서는 화살표가 상방을 향하는 Z방향으로 연직방향을 적당하게 나타낸다. 이 기판 검사 장치(1)는 반송 컨베이어(2), 검사 헤드(3) 및 구동기구(4)를 갖는 외관 검사 장치(100)를 제어 장치(200)에 의해 제어함으로써 평판형상을 갖는 기판(10)(프린트 기판)의 표면(10A)의 상태, 특히 기판(10)의 표면(10A)에 부품(전자부품)을 접합하는 땜납의 상태를 검사한다.

반송 컨베이어(2)는 기판(10)을 소정의 반송 경로를 따라 반송한다. 구체적으로는 반송 컨베이어(2)는 검사전의 기판(10)을 외관 검사 장치(100)내의 검사 위치(L10)(도 1에 나타내는 위치)에 반입하고, 기판(10)을 검사 위치(L10)에서 수평하게 유지한다. 이렇게 해서 기판(10)을 검사 위치(L10)에서 유지한 상태에 있어서, 기판(10)의 표면(10A)은 수평하게 되고, 기판(10)의 표면(10A)의 법선은 연직방향(Z)으로 평행하게 된다. 여기에서, 기판(10)의 표면(10A)의 법선은 기판(10)의 표면(10A) 중 노출된 평면의 법선, 즉 부품이나 땜납 등의 부착물이 존재하지 않는 평면의 법선에 해당된다. 그리고, 검사 위치(L10)에서의 기판(10)에의 검사가 종료하면, 반송 컨베이어(2)는 검사후의 기판(10)을 검사 위치(L10)로부터 외관 검사 장치(100)의 외부로 반출한다.

검사 헤드(3)는 촬상범위(R3)를 상측으로부터 촬상하는 단일의 정대 카메라(31), 복수의 경사 카메라(32), 및 촬상범위(R3)를 상측으로부터 비추는 조명부(35)를 일체적으로 구비한다. 정대 카메라(31)는 연직방향(Z)에 대해서 평행한 방향으로부터 촬상범위(R3)에 대향하고, 경사 카메라(32)는 연직방향(Z)에 대해서 경사진 방향으로부터 촬상범위(R3)에 대향한다. 그리고, 검사 위치(L10)에 반입된 기판(10)의 검사 대상부분을 촬상범위(R3)내에 수용한 상태에서 조명부(35)로부터 촬상범위(R3)에 광을 조사하면서 정대 카메라(31) 및 경사 카메라(32)로 촬상을 행한다. 이러한 검사 헤드(3)는 정대 카메라(31) 및 경사 카메라(32)의 각각에 의해 다른 각도로부터 기판(10)의 검사 대상부위의 화상을 촬상할 수 있어 검사 정밀도의 향상에 기여한다. 즉, 검사 헤드(3)는 4개의 경사 카메라(32)를 구비하지만, 도 1에서는 도시를 간편화하기 위해서 2개의 경사 카메라(32)가 대표해서 나타내어져 있다. 이러한 검사 헤드(3)의 상세는 도 2 및 도 3을 이용하여 후술한다.

구동기구(4)는 검사 헤드(3)를 지지하면서, 모터에 의해 수평방향 및 연직방향(Z)으로 검사 헤드(3)를 구동시킨다. 즉, 구동기구(4)에 의해, 검사 헤드(3)를 기판(10)의 검사 대상부위의 상방으로 이동시킬 수 있음과 아울러, 검사 헤드(3)를 기판(10)의 검사 대상부위에 대해서 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.

제어 장치(200)는 CPU(Central Processing Unit) 및 메모리로 구성된 주 제어부(110)를 갖고 있고, 주 제어부(110)가 장치 각 부의 제어를 통괄함으로써 검사가 실행된다. 제어 장치(200)는 조명부(35)를 제어하는 조명 제어부(120), 카메라(31,32)를 제어하는 촬상 제어부(130) 및 구동기구(4)를 제어하는 구동 제어부(140)를 갖는다. 반송 컨베이어(2)가 검사 위치(L10)에 기판(10)을 반입하면, 주 제어부(110)는 구동 제어부(140)에 의해 구동기구(4)를 제어하고, 기판(10)의 검사 대상부위의 상방으로 검사 헤드(3)를 이동시킨다. 이것에 의해, 정대 카메라(31) 및 경사 카메라(32)의 촬상범위(R3)내에 검사 대상부위가 수용된다. 계속해서, 제어 장치(200)는 조명 제어부(120)에 의해 조명부(35)를 제어함으로써 조명부(35)로부터 촬상범위(R3)에 소정 조도의 광을 조사한다. 이렇게 해서 촬상범위(R3)를 비춘 상태에서 제어 장치(200)는 촬상 제어부(130)에 의해 정대 카메라(31) 및 경사 카메라(32) 각각의 노광 시간을 제어하면서 정대 카메라(31) 및 경사 카메라(32)의 각각으로 촬상을 행한다. 이것에 의해, 촬상범위(R3)내에 있어서의 기판(10)의 검사 대상부위의 화상이 촬상된다.

또한, 제어 장치(200)는 화상 처리부(150), 기억부(160) 및 통신부(170)를 갖는다. 화상 처리부(150)는 정대 카메라(31) 및 경사 카메라(32)에 의해 촬상된 화상에 대해서 적당한 화상처리를 행한다. 기억부(160)는 불휘발성 메모리로 구성되고, 화상 처리부(150)에 의한 화상처리를 받은 화상을 기억한다. 통신부(170)는 기판 검사 장치(1)의 외부에 설치된 데이터 베이스(300)에 데이터를 송신가능하며, 주 제어부(110)는 기억부(160)에 기억된 화상을 통신부(170)를 통해 데이터 베이스(300)에 업로드할 수 있다. 따라서, 작업자는 기판 검사 장치(1)의 외부에 설치된 컴퓨터(400)로부터 데이터 베이스(300)에 액세스함으로써 기판 검사 장치(1)에서 촬상되어서 데이터 베이스(300)에 업로드된 화상을 컴퓨터(400)에 다운로드할 수 있다.

도 2는 도 1의 기판 검사 장치가 구비하는 검사 헤드의 일례를 나타내는 부분측면도이다. 도 3은 도 1의 검사 헤드가 구비하는 조명부의 주위의 구성의 일례를 나타내는 부분저면도이다. 또, 도 2에서는 검사 헤드(3)의 내부에 감춰져서 측면시에 나타나지 않는 구성이 파선으로 나타내어짐과 아울러, 검사 헤드(3) 이외에 반송 컨베이어(2) 및 기판(10)이 나타내어져 있다. 검사 헤드(3)는 정대 카메라(31), 경사 카메라(32) 및 조명부(35)를 일체적으로 지지하는 유지 프레임(30)을 갖는다. 유지 프레임(30)은 연직방향(Z)에 평행한 중심선(C3)에 대해서 회전 대칭인 형상을 구비하고 있고, 연직방향(Z)의 상측의 카메라 지지부(301)와, 연직방향(Z)의 하측의 조명 지지부(302)로 구성된다.

카메라 지지부(301)는 대략 원통형상을 갖고 있고, 그 상면을 관통하도록 배치된 정대 카메라(31)와, 그 측면의 주위에 원주상으로 배치된 4개의 경사 카메라(32)를 각각 지지한다. 정대 카메라(31)의 광축(A31)(정대 카메라(31)의 대물렌즈의 광축)은 중심선(C3)에 평행하며, 바꾸어 말하면 기판(10)의 표면(10A)의 법선에 평행하다. 이렇게 해서, 정대 카메라(31)는 중심선(C3)이 연장되는 방향으로부터 촬상범위(R3)에 대향한다. 4개의 경사 카메라(32)는 중심선(C3)을 중심으로 해서 동일한 각도 피치(90도 피치)로 원주상으로 배열된다. 각 경사 카메라(32)의 광축(A32)(각 경사 카메라(32)의 대물렌즈의 광축)은 중심선(C3)에 대해서 경사져 있고, 바꾸어 말하면 기판(10)의 표면(10A)의 법선에 대해서 경사져 있다. 이렇게 해서, 각 경사 카메라(32)는 중심선(C3)에 대해서 경사지는 방향으로부터 촬상범위(R3)에 대향한다.

조명 지지부(302)는 대략 돔 형상을 갖고 있고, 그 상부가 카메라 지지부(301)의 저부에 부착되며, 그 저부에 조명부(35)가 부착되어 있다. 이 조명 지지부(302)는 카메라 지지부(301)와 촬상범위(R3) 사이에 위치하고 있고, 정대 카메라(31) 및 경사 카메라(32)의 각각은 조명 지지부(302)에 형성된 개구(H31,H32)를 통해 촬상범위(R3)에 대향한다. 즉, 정대 카메라(31)의 광축(A31)상에서는 원형의 개구(H31)가 조명 지지부(302)에 관통하고, 경사 카메라(32)의 광축(A32)상에서는 원형의 개구(H32)가 조명 지지부(302)에 관통하고 있다. 이렇게 해서, 도 3에 나타내듯이 연직방향(Z)으로부터 보았을 경우에 있어서, 조명 지지부(302)에서는 정대 카메라(31)에 대해서 형성된 개구(H31)가 중앙에 위치하고, 경사 카메라(32)마다 형성된 개구(H32)가 개구(H31)의 주위에 위치한다.

조명부(35)는 중심선(C3)을 중심으로 하는 원환형상을 갖는다. 구체적으로는 조명부(35)는 중심선(C3)을 중심으로 하는 원환형상을 갖는 평판상의 환상 평판(351)과, 중심선(C3)을 중심으로 하는 원환상으로 배열되어서 환상 평판(351)의 바로 위에 위치하는 다수의 점광원(352)(예를 들면 Light Emitting Diode)을 갖는다. 환상 평판(351)의 하면(351A)(환상 사출면)은 중심선(C3)을 중심으로 하는 원환형상을 갖고, 점광원(352)으로부터 사출된 광을 하측을 향해서 사출한다. 연직방향(Z)으로부터 보았을 경우에 있어서, 촬상범위(R3)를 둘러싸도록 환상 평판(351) 및 점광원(352)이 배치되어 있고, 점광원(352)으로부터 사출된 광은 환상 평판(351)에 의해 일부는 확산광이 되고, 대부분은 지향성을 유지하면서 중심선(C3)의 방향으로 구부러져서 연직방향(Z)에 대해서 경사진 방향으로부터 촬상범위(R3)에 조사된다. 한편, 검사 위치(L10)에 유지되는 기판(10)의 표면(10A)은 중심선(C3)이 연장되는 방향으로부터 환상 평판(351)의 중심에 대향하고, 촬상범위(R3)에 있어서 광의 조사를 받는다.

이러한 검사 헤드(3)에서는 정대 카메라(31) 및 경사 카메라(32)는 환상 평판(351)의 하면(351A)으로부터 사출되어 촬상범위(R3)내에서 기판(10)에 의해 반사된 광을 수광한다. 구체적으로는 정대 카메라(31)는 촬상범위(R3)내에서 기판(10)에 의해 반사된 후에 개구(H31)를 통과한 광을 수광함으로써 촬상범위(R3)내의 기판(10)을 촬상한다. 또한 각 경사 카메라(32)는 촬상범위(R3)내에서 기판(10)에 의해 반사된 후에 대응하는 개구(H32)를 통과한 광을 수광함으로써 촬상범위(R3)내의 기판(10)을 촬상한다. 이 때, 환상 평판(351)의 하면(351A)으로부터 사출된 광은 기판(10)의 표면(10A)에 대해서 경사진 방향으로부터 촬상범위(R3)에 입사한다. 이에 대해서 정대 카메라(31)는 기판(10)의 표면(10A)에 대해서 수직인 방향으로부터 대향하므로 정대 카메라(31)에는 환상 평판(351)의 원주 전역으로부터 광이 촬상범위(R3)에 조사되고, 기판(10)의 촬상범위(R3)의 표면(10A)에서 확산반사된 확산 반사광 중 방향이 일치하는 것이 주를 향한다. 한편, 경사 카메라(32)는 기판(10)의 표면(10A)에 대해서 경사진 방향으로부터 대향하므로 경사 카메라(32)에는 확산 반사광 이외에, 기판(10)의 표면(10A)에서 정반사된 정반사광도 향한다. 이러한 정반사광이 경사 카메라(32)에 입사하면, 경사 카메라(32)의 촬상결과에 조명부(35)의 구성부품, 예를 들면 점광원(352)의 상이 비쳐 버릴 우려가 있다. 이 투영에 대응하기 위해서, 검사 헤드(3)는 입사측 편광판(37) 및 반사측 편광판(38)을 경사 카메라(32)마다 설치하고 있다.

도 4는 입사측 편광판 및 반사측 편광판의 배치를 모식적으로 나타낸 부분단면도이다. 또, 도 4에서는 1개의 경사 카메라(32)와 상기 경사 카메라(32)에 대응해서 설치된 입사측 편광판(37) 및 반사측 편광판(38)이 나타내어져 있다. 계속해서는 도 2∼도 4를 이용하여 입사측 편광판(37) 및 반사측 편광판(38)에 대해서 설명한다. 도 4에 나타내듯이, 중심선(C3)에 대해서 경사 카메라(32)의 반대측에는 환상 평판(351)의 일부의 영역(제1영역(D1))이 위치한다. 이러한 배치 관계에서는 환상 평판(351)의 상기 제1영역(D1)으로부터 사출된 광을 경사 카메라(32)를 향해서 정반사하는 정반사 범위(Rr)가 경사 카메라(32)의 촬상범위(R3)(시야) 중에 존재할 수 있다. 그래서, 이러한 정반사광이 경사 카메라(32)에 입사하는 것을 억제하기 위해서, 입사측 편광판(37) 및 반사측 편광판(38)이 설치되어 있다. 이것에 의해, 환상 평판(351)으로부터 사출된 후에 정반사 범위(Rr)에 있어서 기판(10)의 표면(10A)에서 정반사되어서 경사 카메라(32)를 향하는 광의 진행 경로(P)(도 4에 있어서 파선으로 나타내어진 광로가 지나는 경로)에 있어서 광의 편광상태가 2종류의 편광성분 사이에서 조정된다. 또, 4개의 경사 카메라(32)의 각각에는 서로 다른 진행 경로(P)를 지나 광이 진행한다. 따라서, 다음에 설명한 바와 같이, 입사측 편광판(37) 및 반사측 편광판(38)은 각 경사 카메라(32)의 진행 경로(P) 각각에 대해서 설치된다.

입사측 편광판(37)은 4개의 경사 카메라(32)의 각각에 1매씩 설치되어 있다. 각 입사측 편광판(37)은 중심선(C3)을 사이에 두고 대응하는 경사 카메라(32)의 반대측에 있어서 환상 평판(351)의 하면(351A)의 제1영역(D1)에 배치되고, 환상 평판(351)과 촬상범위(R3)(환언하면, 기판(10)의 표면(10A)) 사이에 위치한다. 즉, 도 3에 나타내듯이 연직방향(Z)으로부터 보았을 경우에 있어서, 4매의 입사측 편광판(37)은 중심선(C3)을 중심으로 해서 등각도 피치(90도 피치)로 원주상으로 배열된다. 따라서, 각 입사측 편광판(37)은 환상 평판(351)의 제1영역(D1)으로부터 촬상범위(R3)로 사출되는 광을 편광한다. 또, 각 입사측 편광판(37)이 광을 편광하는 방향은 도 3에 있어서 입사측 편광판(37)에 대해서 실시된 직선의 방향에 해당된다. 즉, 도 3에 나타낸 4개의 입사측 편광판(37) 중 상하 각각에 배치된 입사측 편광판(37)에 의한 편광의 방향은 횡방향이며, 좌우 각각에 배치된 입사측 편광판(37)에 의한 편광의 방향은 종방향이다.

또, 환상 평판(351)의 하면(351A) 중에는 촬상범위(R3)에 있어서 기판(10)의 표면(10A)에서 정반사된 후에 각 경사 카메라(32)와는 다른 방향, 바꾸어 말하면, 원주 방향으로 인접하는 각 경사 카메라(32) 사이를 향하는 광을 사출하는 영역(제2영역(D2))이 존재한다. 도 3에서는 환상 평판(351)의 하면(351A)의 외주 가장자리부이며 원주 방향으로 인접하는 각 제1영역(D1) 사이의 영역이 제2영역(D2)에 해당된다. 각 입사측 편광판(37)은 제2영역(D2)을 빼고 배치되어 있으며, 제2영역(D2)으로부터 사출된 광은 편광되지 않고 촬상범위(R3)에 있어서 기판(10)의 표면(10A)에 입사한다. 제2영역(D2)으로부터 입사한 광의 일부는 기판(10)의 표면(10A)에서 정반사되고, 입사광과 중심선(C3)을 포함하는 평면위를 중심선(C3)에 대해서 입사광과 선대칭이 되는 방향으로 진행한다. 이 방향의 앞에 경사 카메라(32)는 없어 정반사광은 경사 카메라(32)에 도입되는 일은 없다. 한편, 입사한 광의 일부는 기판(10)의 표면(10A)에서 확산반사하고, 정대 카메라(31)나 각 경사 카메라(32)가 확산 반사광의 일부를 각각 도입한다.

반사측 편광판(38)은 4개의 경사 카메라(32)의 각각에 1매씩 설치되어 있다. 각 반사측 편광판(38)은 대응하는 경사 카메라(32)에 대해서 대물렌즈에 대향하도록 부착되고, 대응하는 경사 카메라(32)와 촬상범위(R3)(환언하면, 기판(10)의 표면(10A)) 사이에 위치한다. 즉, 도 3에 나타내듯이 연직방향(Z)으로부터 보았을 경우에 있어서, 4개의 개구(H32)의 각각으로부터 반사측 편광판(38)이 보인다. 따라서, 각 반사측 편광판(38)은 촬상범위(R3)에 있어서 기판(10)의 표면(10A)에서 반사되어서 대응하는 경사 카메라(32)를 향하는 광을 편광한다. 또, 각 반사측 편광판(38)이 광을 편광하는 방향은 도 3에 있어서 각 반사측 편광판(38)에 대해서 실시된 직선의 방향에 해당된다. 즉, 도 3에 나타낸 4개의 반사측 편광판(38) 중 상하 각각에 배치된 반사측 편광판(38)에 의한 편광의 방향은 종방향이며, 좌우 각각에 배치된 반사측 편광판(38)에 의한 편광의 방향은 횡방향이다.

도 3에 나타내듯이 동일한 경사 카메라(32)에 대응하는, 바꾸어 말하면 동일한 진행 경로(P)에 대응하는 입사측 편광판(37)과 반사측 편광판(38)은 서로 직교하는 방향으로 광을 편광한다. 동일한 진행 경로(P)에 대해서 설치된 입사측 편광판(37) 및 반사측 편광판(38)의 동작에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 입사측 편광판(37)은 환상 평판(351)으로부터 사출된 광에 포함되는 편광성분 중 S 편광성분을 선택적으로 통과시켜서 P 편광성분을 차단한다. 따라서, 촬상범위(R3)에 있어서 기판(10)의 표면(10A)에는 S 편광성분의 광만이 입사한다. 계속해서 기판(10)의 표면(10A)에서 반사되는 과정에 있어서, 정반사되는 광은 반사전과 같은 단일의 편광성분(S 편광성분)만을 포함하는 한편, 확산반사되는 광에는 2종류의 편광성분(S 및 P 편광성분)이 혼재한다. 따라서, 기판(10)의 표면(10A)에서 반사되어서 경사 카메라(32)를 향하는 광에는 정반사 및 확산반사 각각에 유래하는 Ｓ편광성분과, 확산반사에 유래하는 P 편광성분이 포함된다. 이에 대해서 기판(10)의 표면(10A)과 경사 카메라(32) 사이에는 반사측 편광판(38)이 설치되어 있고, 반사측 편광판(38)은 P 편광성분을 선택적으로 통과시켜서 S 편광성분을 차단한다. 따라서, 경사 카메라(32)에는 기판(10)의 표면(10A)에서 확산반사된 P 편광성분의 광만이 입사한다. 즉, 경사 카메라(32)는 상기 P 편광성분의 광을 수광하여 기판(10)의 표면(10A)을 촬상한다. 또, 경사 카메라(32)는 환상 평판(351)의 제2영역(D2)으로부터 사출되어 편광되지 않고 기판(10)의 표면(10A)에 입사하고, 확산반사한 광에 포함되는 P 편광성분의 광도 추가해서 수광하고, 기판(10)의 표면(10A)을 촬상한다. 이에 따라 경사 카메라(32)의 시야를 밝게 할 수 있다.

이상이 기판 검사 장치(1)의 구성의 설명이다. 계속해서는 기판 검사 장치(1)의 동작에 대해서 설명한다. 도 5는 기판 검사 장치가 실행하는 자동검사의 일례를 나타내는 플로우차트이다. 도 6은 도 5의 자동검사의 결과에 의거하여 작업자가 행하는 육안 판정의 일례를 나타내는 플로우차트이다. 또, 여기에서는 기판(10)의 표면(10A)에 있어서 부품을 접합하는 땜납의 상태를 검사하는 경우를 예시해서 설명한다.

도 5의 플로우차트는 주 제어부(110)가 기판 검사 장치(1)의 각 부를 제어함으로써 실행된다. 스텝 S101에서 기판(10)을 반송 컨베이어(2)에 의해 검사 위치(L10)에 반입해서 검사 위치(L10)에 고정한다. 계속해서, 스텝 S102에서 검사 헤드(3)를 구동기구(4)에 의해 기판(10)의 상방으로 이동시키고, 검사 헤드(3)의 촬상범위(R3)(시야)를 기판(10) 상의 대상부품을 포함하는 범위까지 이동시키고, 상하 방향으로의 이동조정이 필요하면 병행해서 실시시킨다.

이렇게 해서 검사 대상인 기판(10)과 검사 헤드(3)의 위치 결정이 완료하면, 촬상범위(R3)(시야)의 화상을 촬상한다(스텝 S103). 구체적으로는 촬상범위(R3)내의 기판(10)의 표면(10A)에 조명부(35)로부터 광을 조사하면서, 정대 카메라(31) 및 경사 카메라(32)에 의해 촬상범위(R3)의 화상을 촬상한다. 이것에 의해, 정대 카메라(31) 및 경사 카메라(32)의 각각이 촬상범위(R3)에 있어서의 기판(10)의 표면(10A)의 화상을 촬상한다. 이 때, 정대 카메라(31) 및 경사 카메라(32)의 노광 시간을 중복시켜서 촬상을 실행한다. 이것에 의해 촬상의 완료에 요하는 시간을 단축해서 효율적으로 검사를 행할 수 있다. 또, 검사 헤드(3)에서는 1개의 정대 카메라(31)와 4개의 경사 카메라(32)가 서로 다른 방향으로부터 촬상범위(R3)에 대향하고 있기 때문에, 서로 다른 방향으로부터 촬상된 5매의 화상이 얻어지게 된다.

계속해서, 화상 처리부(150)에 의해, 대상부품을 포함하는 소정 사이즈의 화상인 부품화상을 촬상결과로부터 잘라내고(스텝 S104), 부품화상에 대해서 검사를 행한다(스텝 S105). 이 부품화상의 검사는 대상부품을 접합하는 땜납의 상태의 양부를 공지의 기술을 이용하여 판단함으로써 실행가능하다. 검사의 결과가 불량한 경우(스텝 S106에서 「NG」의 경우)는 스텝 S107에서 통신부(170)에 의해 NG화상을 데이터 베이스(300)에 업로드하고나서 스텝 S108로 진행된다. 한편, 검사의 결과가 양호할 경우(스텝 S106에서 「OK」인 경우)는 그대로 스텝 S108로 진행된다. 즉, 스텝 S103에서는 서로 다른 각도로부터 촬상범위(R3)를 촬상한 5매의 화상이 얻어진다. 그래서, 스텝 S106에서는 5매 모두가 양호하다고 판단되는 경우에만 「OK」라고 판단하고, 5매 중 1매라도 불량이라고 판단되는 경우에는 「NG」라고 판단해서 5매의 NG화상을 데이터 베이스(300)에 업로드한다.

스텝 S108에서는 촬상범위(R3)(시야)내의 모든 부품에 대해서 검사를 완료했는지의 여부를 판단하고, 미검사의 부품이 잔존할 경우(스텝 S108에서 「NO」인 경우)에는 스텝 S104∼S108을 반복한다. 그리고, 촬상범위(R3)내의 모든 부품에 대해서 검사를 완료했을 경우(스텝 S108에서 「YES」인 경우)는 스텝 S109로 진행된다. 스텝 S109에서는 기판(10)의 전체 범위에 대해서 검사를 완료했는지의 여부를 판단하고, 미검사의 범위가 기판(10)에 잔존할 경우(스텝 S109에서 「NO」인 경우)는 스텝 S102∼S109를 반복하고, 다른 촬상범위(R3)에 대해서 검사를 행한다. 그리고, 기판(10)의 전체 범위에 대해서 검사를 완료했을 경우(스텝 S109에서 「YES」인 경우)는 반송 컨베이어(2)에 의해 검사 위치(L10)로부터 외관 검사 장치(100)의 외부로 기판(10)을 반출하고, 도 5의 플로우차트를 종료한다.

이러한 도 5의 자동검사가 완료하면, 작업자가 도 6의 육안 판정을 실행한다. 이 육안 판정은 도 5의 자동검사에서 불량으로 된 NG화상의 양부를 육안으로 재확인하는 것이다. 스텝 S201에서는 작업자는 컴퓨터(400)를 조작해서 데이터 베이스(300)로부터 NG화상을 다운로드한다. 계속해서, 스텝 S202에 있어서, 컴퓨터(400)의 디스플레이에 NG화상을 표시한다(도 7). 도 7은 NG화상의 표시의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이고, 땜납에 의해 접합된 칩 형상의 전자부품(저항, 콘덴서 등)을 촬상한 NG화상을 나타내고 있다. 도 7에 나타내듯이 컴퓨터(400)에는 서로 다른 각도로부터 촬상범위(R3)를 촬상한 5매의 NG화상이 표시된다. 구체적으로는 중앙에 정대 카메라(31)가 촬상한 NG화상이 표시되고, 그 주위에 각 경사 카메라(32)가 촬상한 NG화상이 표시된다.

스텝 S203에서는 작업자가 표시된 NG화상의 양부를 육안에 의해 판정하고, 그 판정 결과에 따라 디스플레이에 표시된 NG화상의 표시 화면에 있어서의 「OK」 및 「NG」중 어느 하나의 아이콘을 클릭한다. 이것에 의해, NG화상의 양부를 재확인한 결과가 컴퓨터(400)에 입력되어서 확정된다. 스텝 S205에서는 NG라고 판단된 모든 부품에 대해서 판정이 완료되었는지의 여부를 판단하고, 미판정의 부품이 잔존할 경우(스텝 S205에서 「NO」인 경우)은 스텝 S201∼S205를 반복한다. 그리고, 모든 부품에 대해서 판정이 완료했을 경우(스텝 S205에서 「YES」인 경우)는 도 6의 플로우차트를 종료한다.

이와 같이 구성된 외관 검사 장치(100)에서는 조명부(35)로부터 사출된 후에 기판(10)에서 정반사되어서 경사 카메라(32)를 향하는 광의 진행 경로(P)에 있어서, 기판(10)의 입사측에 입사측 편광판(37)이 배치됨과 아울러 기판(10)의 반사측에 반사측 편광판(38)이 배치된다. 입사측 편광판(37) 및 반사측 편광판(38)은 각각, 2종류의 편광성분 중 1종류를 선택적으로 통과시키는 것임과 아울러, 서로 다른 편광성분을 선택적으로 통과시킨다. 이러한 구성에서는 입사측 편광판(37)을 통과해서 진행 경로(P)로부터 기판(10)에 입사하는 입사광은 특정 편광성분(S 편광성분)의 광이 된다. 그리고, 기판(10)에서 정반사된 정반사광은 입사광과 같은 편광성분(S 편광성분)의 광이 되어서 진행 경로(P)를 경사 카메라(32)를 향해서 진행한다. 단, 입사측 편광판(37)과 다른 편광성분(P 편광성분), 즉 정반사광과는 다른 편광성분을 선택적으로 통과시키는 반사측 편광판(38)이 설치되어 있기 때문에, 정반사광은 반사측 편광판(38)에 의해 차단되어서 경사 카메라(32)에 도달할 수 없다. 이렇게 해서, 조명부(35)의 상이 경사 카메라(32)의 촬상결과에 투영되는 것이 억제 가능하게 되어 있다. 한편, 기판(10)에서 확산반사된 광의 적어도 일부(P 편광성분의 광)는 반사측 편광판(38)을 통과해서 경사 카메라(32)에 도달할 수 있으므로 경사 카메라(32)는 이러한 확산 반사광에 의해 기판(10)을 적절하게 촬상할 수 있다. 이렇게 해서 기판(10)에서의 정반사광이 경사 카메라(32)에 도달하는 것을 차단해서 조명부(35)의 상의 투영을 억제하면서 경사 카메라(32)에 의해 기판(10)을 적절하게 촬상하는 것이 가능해지고 있다.

즉, 외관 검사 장치(100)에서는 복수의 경사 카메라(32)가 설치되어 있다. 따라서, 각 경사 카메라(32)에 대해서 조명부(35)의 상의 투영을 억제하는 것이 요구된다. 이에 대해서 복수의 경사 카메라(32) 각각의 진행 경로(P)에 대해서 입사측 편광판(37) 및 반사측 편광판(38)이 설치되어 있다. 그리고, 동일한 진행 경로(P)에 설치된 입사측 편광판(37) 및 반사측 편광판(38)이 서로 다른 종류의 편광성분을 통과시킨다. 이것에 의해, 기판(10)에서의 정반사광이 각 경사 카메라(32)에 도달하는 것을 차단해서 조명부(35)의 상의 투영을 억제하면서, 각 경사 카메라(32)에 의해 기판(10)을 적절하게 촬상할 수 있다.

또한 입사측 편광판(37)은 조명부(35)가 갖는 환상 평판(351)의 하면(351A)에 배치되어 있다. 따라서, 반사측 편광판(38)과 환상 평판(351)의 하면(351A) 사이의 스페이스를 배제할 수 있어 외관 검사 장치(100)를 소형화함에 있어서 유리하게 된다.

그런데, 상술한 바와 같이, 조명부(35)의 상의 투영의 원인이 되는 것은 기판(10)에서 정반사되어서 경사 카메라(32)에 입사하는 광이다. 바꾸어 말하면, 기판(10)에서 정반사된 후에 경사 카메라(32)와는 다른 방향을 향하는 광은 조명부(35)의 상의 투영의 원인으로는 되지 않는다. 그래서, 환상 평판(351)의 하면(351A) 중 기판(10)에서 정반사된 후에 경사 카메라(32)와는 다른 방향을 향하는 광을 사출하는 영역의 적어도 일부를 제외하고 입사측 편광판(37)이 배치되어 있다. 따라서, 조명부(35)가 갖는 환상 평판(351)의 하면(351A)이 입사측 편광판(37)으로 덮여지는 면적을 억제해서 경사 카메라(32)의 시야를 밝게 할 수 있다.

이와 같이 본 실시형태에서는 기판 검사 장치(1)가 본 발명의 「기판 검사 장치」의 일례에 해당되고, 주 제어부(110) 및 화상 처리부(150)가 협동해서 본 발명의 「판정부」의 일례로서 기능하고, 외관 검사 장치(100)가 본 발명의 「외관 검사 장치」의 일례에 해당되며, 반송 컨베이어(2)가 본 발명의 「유지부」의 일례에 해당되며, 조명부(35)가 본 발명의 「조명부」의 일례에 해당되고, 환상 평판(351)의 하면(351A)이 본 발명의 「환상 사출면」의 일례에 해당되고, 입사측 편광판(37)과 반사측 편광판(38)이 협동해서 본 발명의 「편광수단」으로서 기능하고, 입사측 편광판(37)이 본 발명의 「입사측 편광부재」의 일례에 해당되고, 반사측 편광판(38)이 본 발명의 「반사측 편광부재」의 일례에 해당되고, 경사 카메라(32)가 본 발명의 「카메라」 또는 「경사 카메라」의 일례에 해당되고, 정대 카메라(31)가 본 발명의 「정대 카메라」의 일례에 해당되고, 조명 제어부(120) 및 촬상 제어부(130)가 협동해서 본 발명의 「제어부」의 일례로서 기능하고 있다.

또, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서 상술한 것에 대해서 여러가지 변경을 추가하는 것이 가능하다. 예를 들면 상기 실시형태에서는 기판(10)을 검사 대상으로 하고 있었다. 그러나, 검사 대상은 기판(10)에 한정되지 않고, 기판(10) 이외의 것을 검사하는 것에 있어서도 본 발명을 사용할 수 있다.

또한 상기 실시형태에서는 입사측 편광판(37)은 S 편광성분을 선택적으로 통과시키고, 반사측 편광판(38)이 P 편광성분을 선택적으로 통과시키고 있었다. 그러나, 입사측 편광판(37)이 P 편광성분을 선택적으로 통과시키고, 반사측 편광판(38)이 S 편광성분을 선택적으로 통과시키도록 구성해도 상관없다.

또한 상기 실시형태에서는 복수의 경사 카메라(32)의 각각에 대해서 1개의 입사측 편광판(37)이 설치되어 있었다. 그러나, 도 8에 나타내는 검사 헤드(3)와 같이, 단일의 입사측 편광판(37)을 복수의 경사 카메라(32)에 대해서 공통으로 설치해도 좋다. 도 8은 검사 헤드의 변형예를 나타내는 부분저면도이다. 이 변형예에서는 입사측 편광판(37)은 연직방향(Z)으로부터 볼 때 조명부(35)의 환상 평판(351)과 동일한 환상형상을 갖고 있고, 환상 평판(351)의 하면(351A)에 배치되어 있다. 즉, 단일의 입사측 편광판(37)이 환상 평판(351)의 하면(351A)을 덮고, 복수의 경사 카메라(32) 각각에 대한 진행 경로(P)에 교차한다. 이렇게 해서, 단일의 입사측 편광판(37)이 각 진행 경로(P)에 대해서 공통으로 설치되어 있다. 입사측 편광판(37)은 그 전역에서 똑같은 방향(도 8에 있어서 종방향으로)으로 광을 편광한다. 한편, 각 반사측 편광판(38)은 모두 입사측 편광판(37)에 의한 편광의 방향에 직교하는 방향(도 8에 있어서 횡방향)으로 광을 편광한다.

도 8에 나타내는 변형예에 있어서도 조명부(35)로부터 사출된 후에 기판(10)에서 정반사되어서 경사 카메라(32)를 향하는 광의 진행 경로(P)에 있어서, 기판(10)의 입사측에 입사측 편광판(37)이 배치되과 아울러 기판(10)의 반사측에 반사측 편광판(38)이 배치된다. 그리고, 입사측 편광판(37)과 반사측 편광판(38)은 서로 다른 편광성분을 선택적으로 통과시킨다. 그 때문에 기판(10)의 표면(10A)에서 반사된 광 중 확산 반사광만이 반사측 편광판(38)을 통과할 수 있고, 정반사광은 경사 카메라(32)에 도달할 수 없다. 이렇게 해서, 기판(10)에서의 정반사광이 경사 카메라(32)에 도달하는 것을 차단해서 조명부(35)의 상의 투영을 억제하면서 경사 카메라(32)에 의해 기판(10)을 적절하게 촬상하는 것이 가능해지고 있다.

또한, 단일의 입사측 편광판(37)을 각 진행 경로(P)에 공통으로 설치하고 있다. 그 때문에 기판 검사 장치(1)의 구성의 간소화를 꾀하는 것도 가능해지고 있다.

또한 입사측 편광판(37)은 조명부(35)가 갖는 환상 평판(351)의 하면(351A)에 배치되어 있다. 따라서, 반사측 편광판(38)과 환상 평판(351)의 하면(351A) 사이의 스페이스를 배제할 수 있고, 외관 검사 장치(100)를 소형화함에 있어서 유리하게 된다.

그런데, 상기 실시형태에서는 정대 카메라(31) 및 경사 카메라(32)에 공통의 조명부(35)만이 설치되어 있었다. 그러나, 도 9에 나타내듯이 조명부(35) 이외에 정대 카메라(31)에 전용의 정대 전용 조명부(36A,36B)를 설치해도 좋다. 도 9는 검사 헤드의 다른 변형예를 나타내는 부분측면도이다. 도 10은 도 9의 검사 헤드에 의한 촬상의 일례를 나타내는 타이밍 차트이다. 도 9의 변형예와 도 1의 실시형태의 차이는 정대 전용 조명부(36A,36B)를 설치한 점이기 때문에, 도 1의 실시형태와의 차이점을 중심으로 설명하고, 공통점에 대해서는 상당 부호를 붙여서 적당하게 설명을 생략한다.

도 9의 변형예에 따른 검사 헤드(3)는 중심선(C3)을 중심으로 하는 원환형상을 각각 갖는 정대 전용 조명부(36A,36B)를 구비한다. 정대 전용 조명부(36A,36B) 및 조명부(35)는 이 순서로 작은 지름을 갖고, 연직방향(Z)의 상방으로부터 하방으로 배열되어 있다. 그리고, 정대 전용 조명부(36A,36B) 및 조명부(35)의 각각이 사출한 광은 촬상범위(R3)에 있어서의 기판(10)의 표면(10A)에 조사된다. 이렇게, 정대 전용 조명부(36A,36B) 및 조명부(35)를 설치함으로써, 예를 들면 특허문헌 1과 마찬가지로, 다른 방향으로부터 광을 조사하면서 정대 카메라(31)에 의한 촬상을 행할 수 있다.

도 10에 나타내듯이 시각(t1)에 정대 카메라(31)의 노광을 개시하면, 시각(t2∼t3) 사이, 정대 전용 조명부(36A)를 점등시킨 후에, 시각(t4)에 정대 카메라(31)의 노광을 종료한다. 이렇게 해서, 시각(t2∼t3) 사이에 정대 전용 조명부(36A)로부터 광을 조사하면서 정대 카메라(31)에 의한 촬상을 행한다. 다음에 시각(t5)에 정대 카메라(31)의 노광을 개시하면, 시각(t6∼t7) 사이, 정대 전용 조명부(36B)를 점등시킨 후에, 시각(t8)에 정대 카메라(31)의 노광을 종료한다. 이렇게 해서, 시각(t6∼t7) 사이에 정대 전용 조명부(36B)로부터 광을 조사하면서 정대 카메라(31)에 의한 촬상을 행한다. 계속해서, 시각(t9)에 정대 카메라(31)의 노광을 개시하면, 시각(t10∼t12) 사이, 조명부(35)를 점등시킨 후에, 시각(t13)에 정대 카메라(31)의 노광을 종료한다. 이렇게 해서, 시각(t10∼t12) 사이에 조명부(35)로부터 광을 조사하면서 정대 카메라(31)에 의한 촬상을 행한다. 또, 정대 전용 조명부(36A,36B) 및 조명부(35)를 사용한 촬상에 있어서의 정대 카메라(31)의 밝기의 조정은 각 조명부(36A,36B,35)의 발광 펄스폭(t2∼t3, t6∼t7, t10∼t12)을 조정함으로써 실행할 수 있다. 또한, 시각(t10∼t12)에 있어서는 조명부(35)로부터 광을 조사하면서 각 경사 카메라(32)에 의한 촬상도 병행해서 행한다. 즉, 시각(t10)에 조명부(35)가 점등하면, 시각(t11)에 각 경사 카메라(32)의 노광을 개시한다. 그 후에 시각(t12)에 있어서 조명부(35)를 소등하는 동시에 각 경사 카메라(32)의 노광을 종료한다. 이 때, 각 경사 카메라(32)의 밝기는 노광 개시 시간, 즉 시각(t11)을 조정함으로써 실행할 수 있다(단, t10≤t11). 또, 조명부(35)를 사용한 촬상에 있어서, 정대 카메라(31)가 노광을 개시하는 시각(t9)보다 각 경사 카메라(32)가 노광을 개시하는 시각(t11)은 느리고, 정대 카메라(31)가 노광을 종료하는 시각(t13)보다 경사 카메라(32)가 노광을 종료하는 시각(t12)은 빠르다. 즉, 정대 카메라(31)의 노광 시각(t9∼t13)내에 각 경사 카메라(32)의 노광 시각(t11∼t12)은 포함되어 있다. 그리고, 롤링 셔터 방식의 각 경사 카메라(32)는 시각(t12∼t14)을 입력해서 데이터를 판독한다. 이 때, 각 조명부(36A,36B,35)는 모두 소등하고 있어 각 경사 카메라(32)의 데이터의 판독에의 영향이 방지되어 있다.

이와 같이 도 10의 촬상동작에서는 정대 전용 조명부(36A,36B)를 사용한 정대 카메라(31)에 의한 촬상을 끝내고나서 조명부(35)를 사용한 정대 카메라(31) 및 경사 카메라(32)에 의한 촬상을 행하고 있다. 이러한 촬상동작은 롤링 셔터 방식의 카메라를 경사 카메라(32)로서 사용한 경우에 특히 바람직하게 된다. 즉, 롤링 셔터 방식의 경사 카메라(32)의 촬상에 계속해서 정대 전용 조명부(36A,36B)를 사용한 정대 카메라(31)에 의한 촬상이 실행되면, 정대 전용 조명부(36A,36B)로부터의 광이 롤링 셔터 효과에 의해 경사 카메라(32)의 촬상결과에 영향을 미칠 우려가 있다. 이에 대해서 정대 전용 조명부(36A,36B)를 사용한 정대 카메라(31)의 촬상을 끝내고나서 경사 카메라(32)의 촬상을 행함으로써 롤링 셔터 효과에 의한 영향을 배제해서 경사 카메라(32)의 촬상을 적절하게 행할 수 있다.

또한 상기 실시형태에서는 기판(10)에 대한 광의 입사측 및 반사측의 각각에 편광판(입사측 편광판(37), 반사측 편광판(38))을 설치하고 있었다. 그러나, 입사측 편광판(37)을 배제해서 반사측 편광판(38)만을 설치하도록 구성해도 좋다. 이 때, 반사측 편광판(38)으로서는 P 편광성분을 선택적으로 통과시켜서 S 편광성분을 차단하는 것을 사용하면 좋다.

이와 같이 구성된 외관 검사 장치(100)에서는 S 편광성분 및 P 편광성분의 양쪽을 포함하는 광이 기판(10)의 표면(10A)에 조사된다. 이 때, S 편광성분은 P 편광성분에 비해서 높은 반사율로 기판(10)에 정반사되므로 경사 카메라(32)에 도달하면 조명부(35)의 상의 투영의 주요인이 된다. 이에 대해서 이 외관 검사 장치(100)에서는 기판(10)에 의해 반사되어서 경사 카메라(32)를 향하는 광에 포함되는 Ｓ편광성분 및 P 편광성분 중 P 편광성분을 선택적으로 통과시키는 반사측 편광판(38)이 설치되어 있다. 그 때문에 기판(10)에서 정반사된 Ｓ편광성분이 경사 카메라(32)에 도달하는 것을 억제할 수 있다. 이렇게 해서, 기판(10)에서의 정반사광이 경사 카메라(32)에 도달하는 것을 차단해서 조명부(35)의 상의 투영을 억제하면서 경사 카메라(32)에 의해 기판(10)을 적절하게 촬상하는 것이 가능해지고 있다.

1…기판 검사 장치
100…외관 검사 장치
2…반송 컨베이어
3…검사 헤드
31…정대 카메라
32…경사 카메라
35…조명부
351…환상 평판
351A…환상평판의 하면
37…입사측 편광판
38…반사측 편광판
110…주 제어부
120…조명 제어부
130…촬상 제어부
150…화상 처리부

Claims

검사 대상을 유지하는 유지부와,
상기 유지부가 유지하는 상기 검사 대상을 향해서 광을 사출하는, 소정의 중심선을 중심으로 하는 원환형상의 환상 사출면을 갖는 조명부와,
상기 중심선에 대해서 경사진 방향으로부터 상기 검사 대상에 대향해서 상기 검사 대상을 촬상하는 경사 카메라와,
상기 조명부로부터 사출된 후에 상기 검사 대상에서 정반사되어서 상기 경사 카메라를 향하는 광의 진행 경로에 있어서 광의 편광상태를 2종류의 편광성분 사이에서 조정하는 편광수단을 구비하고,
상기 유지부는 상기 중심선이 연장되는 방향으로부터 상기 원환형상의 중심에 상기 검사 대상이 대향하도록 상기 검사 대상을 유지하고,
복수의 상기 경사 카메라가 상기 중심선의 주위에 배치되고, 상기 복수의 경사 카메라의 각각에는 서로 다른 상기 진행 경로를 진행하는 광이 입사되고,
상기 편광수단은 상기 진행 경로에 있어서의 상기 검사 대상의 입사측에 있어서 상기 환상 사출면에 배치되어서 2종류의 편광성분 중 1종류를 선택적으로 통과시키는 입사측 편광부재와, 상기 진행 경로에 있어서의 상기 검사 대상의 반사측에 배치되어서 2종류의 편광성분 중 1종류를 선택적으로 통과시키는 반사측 편광부재를 갖고,
상기 입사측 편광부재가 통과시키는 편광성분과 상기 반사측 편광부재가 통과시키는 편광성분은 다르고,
상기 환상 사출면 중 상기 검사 대상에서 정반사된 후에 상기 경사 카메라와는 다른 방향을 향하는 광을 사출하는 영역의 적어도 일부를 제외하고 상기 입사측 편광부재는 상기 환상 사출면에 배치되는 외관 검사 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 입사측 편광부재 및 상기 반사측 편광부재가 상기 진행 경로마다 설치되고, 동일한 상기 진행 경로에 설치된 상기 입사측 편광부재 및 상기 반사측 편광부재가 서로 다른 종류의 편광성분을 통과시키는 외관 검사 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 입사측 편광부재는 S 편광성분을 통과시키고, 상기 반사측 편광부재는 P 편광성분을 통과시키는 외관 검사 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 반사측 편광부재가 상기 진행 경로마다 설치됨과 아울러, 단일의 상기 입사측 편광부재가 상기 각 진행 경로에 교차하도록 배치됨으로써 상기 각 진행 경로에 대해서 공통으로 설치되고, 상기 입사측 편광부재는 그 전역에서 똑같은 방향으로 광을 편광하고, 상기 각 반사측 편광부재는 상기 입사측 편광부재에 의한 편광의 방향에 직교하는 방향으로 광을 편광하는 외관 검사 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 중심선이 연장되는 방향으로부터 상기 검사 대상에 대향해서 상기 검사 대상을 촬상하는 정대 카메라를 더 구비하는 외관 검사 장치.
검사 대상을 유지하는 유지부와,
소정의 중심선을 중심으로 하는 원환형상을 갖고 상기 검사 대상을 향해서 광을 사출하는 조명부와,
상기 중심선에 대해서 경사진 방향으로부터 상기 검사 대상에 대향해서 상기 검사 대상을 촬상하는 롤링 셔터 방식의 경사 카메라와,
상기 중심선이 연장되는 방향으로부터 상기 검사 대상에 대향해서 상기 검사 대상을 촬상하는 정대 카메라와,
상기 조명부로부터 사출된 후에 상기 검사 대상에서 정반사되어서 상기 경사 카메라를 향하는 광의 진행 경로에 있어서 광의 편광상태를 2종류의 편광성분 사이에서 조정하는 편광수단과,
상기 조명부와는 다른 각도로부터 상기 검사 대상을 향해서 광을 사출하는 상기 정대 카메라에 의한 촬상에 전용의 정대 전용 조명부와,
상기 정대 전용 조명부로부터 상기 검사 대상을 향해서 광을 사출하면서 상기 정대 카메라에 의해 상기 검사 대상을 촬상 종료하고나서, 상기 경사 카메라, 상기 정대 카메라 및 상기 조명부를 제어해서 상기 조명부로부터 상기 검사 대상을 향해서 광을 사출하면서 상기 경사 카메라 및 상기 정대 카메라의 촬상을 각각의 노광 시간을 중복시켜서 실행하는 제어부를 구비하고,
상기 유지부는 상기 중심선이 연장되는 방향으로부터 상기 원환형상의 중심에 상기 검사 대상이 대향하도록 상기 검사 대상을 유지하고,
상기 편광수단은 상기 진행 경로에 있어서의 상기 검사 대상의 입사측에 배치되어서 2종류의 편광성분 중 1종류를 선택적으로 통과시키는 입사측 편광부재와, 상기 진행 경로에 있어서의 상기 검사 대상의 반사측에 배치되어서 2종류의 편광성분 중 1종류를 선택적으로 통과시키는 반사측 편광부재를 갖고,
상기 입사측 편광부재가 통과시키는 편광성분과 상기 반사측 편광부재가 통과시키는 편광성분은 다른 외관 검사 장치.
제 6 항에 있어서,
복수의 상기 경사 카메라가 상기 중심선의 주위에 배치되고, 상기 복수의 경사 카메라의 각각에는 서로 다른 상기 진행 경로를 진행하는 광이 입사하는 외관 검사 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 입사측 편광부재 및 상기 반사측 편광부재가 상기 진행 경로마다 설치되고, 동일한 상기 진행 경로에 설치된 상기 입사측 편광부재 및 상기 반사측 편광부재가 서로 다른 종류의 편광성분을 통과시키는 외관 검사 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 입사측 편광부재는 S 편광성분을 통과시키고, 상기 반사측 편광부재는 P 편광성분을 통과시키는 외관 검사 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 조명부는 상기 유지부가 유지하는 상기 검사 대상을 향해서 광을 사출하는, 상기 중심선을 중심으로 하는 원환형상을 가진 환상 사출면을 갖고,
상기 입사측 편광부재는 상기 환상 사출면에 배치되는 외관 검사 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 환상 사출면 중 상기 검사 대상에서 정반사된 후에 상기 경사 카메라와는 다른 방향을 향하는 광을 사출하는 영역의 적어도 일부를 제외하고, 상기 입사측 편광부재는 상기 환상 사출면에 배치되는 외관 검사 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 반사측 편광부재가 상기 진행 경로마다 설치됨과 아울러 단일의 상기 입사측 편광부재가 상기 각 진행 경로에 교차하도록 배치됨으로써 상기 각 진행 경로에 대해서 공통으로 설치되고, 상기 입사측 편광부재는 그 전역에서 똑같은 방향으로 광을 편광하고, 상기 각 반사측 편광부재는 상기 입사측 편광부재에 의한 편광의 방향에 직교하는 방향으로 광을 편광하는 외관 검사 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 조명부는 상기 유지부가 유지하는 상기 검사 대상을 향해서 광을 사출하는, 상기 중심선을 중심으로 하는 원환형상을 가진 환상 사출면을 갖고,
상기 입사측 편광부재는 상기 중심선을 중심으로 하는 원환형상을 갖고, 상기 환상 사출면의 전역을 덮도록 상기 환상 사출면에 배치되는 외관 검사 장치.
평판형상의 기판을 검사 대상으로서 촬상하는 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 외관 검사 장치와,
상기 외관 검사 장치에 의한 상기 기판의 촬상결과에 의거하여 상기 기판의 상태를 판정하는 판정부를 구비하는 기판 검사 장치.