KR20020020211A - 상처 검사 방법 및 상처 검사 장치 - Google Patents

Abstract

화학 에칭 전에 랩핑 가공 후의 수정 블랭크를 검사할 때에 암시야 관찰법에서는 검출할 수 없는 크랙을 검출할 수 있도록 한다. 수정 블랭크(B)의 표면에 대해서 거의 평행한 낮은 각도로부터의 빛을 블랭크의 사방 방향으로부터 조사하는 암시야용 광원(21)을 가하여 수정 블랭크 표면에 대해서 경사진 빛을 한 방향으로부터 조사하는 경사광용 광원(22)을 마련한다. 경사광용 광원(22)으로부터 수정 블랭크(B)의 표면에 경사지게 조사하면, 크랙 화상이 떠올라 암시야 관찰법으로 검출할 수 없었던 크랙을 검사할 수가 있게 된다.

Description

상처 검사 방법 및 상처 검사 장치{Crack Inspect Method and Crack Inspect Apparatus}

본 발명은 수정 기판의 상처를 검사하기 위한 상처 검사 방법 및 상처 검사 장치와 관한 것으로, 특히 수정 블랭크 표면의 크랙을 검출하는데 매우 적합한 상처 검사 방법 및 상처 검사 장치에 관한 것이다.

일반적으로 커트(cut; 절단) 수정진동자를 제조하는 경우에는 도 8에 나타낸 바와 같이, 인공 수정을 절단하여 수정 블랭크를 자르고(스텝 81), 잘린 수정 블랭크의 표면을 연삭재 연마용 입자로 랩핑 가공한다(스텝 82). 이것에 의해 표면에 가공 변질층과 2차 결렬층(이하, 가공층이라고 한다)이 발생한다. 이 가공층을 없애기 위해서, 더욱 더 입도가 작은 연삭 연마용 입자를 이용하여 랩핑 가공을 하는 경우도 있다. 랩핑 가공 후에 수정 블랭크 표면에서의 음향 손실을 줄이기 위해서, 최종 마무리 가공인 폴리쉬(polish) 마무리를 하고(화학 에칭)를 베푼다(스텝 83). 그리고, 전극을 증착하고(스텝 84), 패키징하여 수정진동자를 만든다(스텝 85).

그런데, 수정진동자용의 수정 블랭크는 소형이고 얇으며 경량이고, 게다가 투명하기 때문에 취급이 어렵다. 이 때문에, 특히 수정 블랭크에 뒤따르는 미소한 상처를 검사하는 것이 곤란하였다. 거기서, 표면에 난반사(散亂)를 일으키게 하는 암시야(暗視野) 관찰법을 이용하여, 수정 블랭크에 생긴 상처를 떠오르게 하고, 이것을 화상 검출하여 전수(全數) 검사할 수 있는 기술이 개발되었다(예를 들면, 일본특허등록 제2821460호). 암시야 관찰법을 적용하는 것으로써, 지금까지 눈으로 검사할 수 없었던 미소한 상처를 검출할 수 있고, 게다가 자동으로 전수 검사할 수 있는 큰 장점이 있으므로, 이것에 의해 수정 기판의 상처 검사 기술은 비약적으로 향상했다.

그러나, 암시야 관찰법에도 맹점이 있는 것이 드러났다. 긁힘 상처나 크랙이 암시야 관찰법에서는 검출할 수 없는 점이다. 여기서 긁힘 상처는 수정 블랭크의 폴리쉬 마무리에 의한 연마, 산세정(酸洗淨) 등에 의해 생기는 세게 긁힌 상처이고, 통상, 수정 블랭크 표면에 금(線) 형상의 얕은 도랑으로서 나타난다. 크랙은 랩핑 가공에 의한 연마 등에 의해 생기는 균열이고, 통상, 표면으로부터 소정 깊이에 이르러 표면을 따라 금 형상으로 나타난다. 크랙은 수정 블랭크 표면에서는 폴리쉬 마무리 전에 닫혀 있는 것이 보통이다.

여기에서는 세게 긁힌 상처는 아니고, 특히 크랙을 문제삼는다. 표면에서 남겨진 상처의 얕고 세게 긁힌 상처와 달리, 크랙은 표면에서 내부의 깊은 곳에 걸쳐서 형성되어 있을 뿐만 아니라, 발진에 의해 시간의 흐름에 따라 성장해 가므로, 두께와 상관이 있는 수정진동자의 주파수에 중대한 영향을 주기 때문이다. 암시야관찰법에서는 크랙을 검출할 수 없는 이유는 다음과 같이 추측된다. 수정 블랭크는 랩핑 가공 후에 0.7μm~2.0μm정도의 표면 거침이 있다. 즉, 표면의 거칠기 때문에 암시야 관찰법에서는 그 거친 표면으로부터의 난반사에 의하여 표면에 나타나야 할 금 형태의 크랙형상이 파묻혀 버려 크랙을 검출하는 것이 곤란해지기 때문이다.

통상, 암시야 관찰법에 의한 상처 검사는 폴리쉬 마무리 후에 실시하는 것이 대부분이다. 그 이유는 폴리쉬 마무리 때의 화학 에칭으로 에칭액이 크랙 내에 침투하여 크랙이 블랭크 표면에서 개구(開口; 열려 있는)되어 것이 많고, 이와 같이 표면에 개구된 크랙이면 암시야 관찰법에 의해도 검출하는 것이 가능하기 때문이다. 그러나, 랩핑 가공 후에 폴리쉬 마무리 전으로는 암시야 관찰법에 의한 크랙 검출이 곤란한 것이 상술한 바와 같다. 또, 상처가 닫혀진 표면에 함몰이 생기지 않은 크랙에서는 표면에 함몰이 형성되어 세게 긁힌 상처와 달리, 동일한 축락사법(軸落射法)에 의해서도 검출할 수 없다.

그런데, 랩핑 가공 후에 폴리쉬 마무리 전에 크랙 검사가 가능하다라고 가정한다면, 크랙의 경우, 그 검사로 NG(No Good; 나쁨)가 되는 것은 폴리쉬 마무리를 하여도 절대로 우량품이 되지 않는다. 이 때문에, 랩핑 가공 단계에서 크랙의 NG검출을 할 수 있으면, 불량 블랭크에 대한 필요 없는 폴리쉬 마무리하여 전극 증착, 패키징을 하지 않아도 끝나므로, 제조 효율이 현격히 향상하는 것을 기대할 수 있다. 거기에서, 폴리쉬 마무리 전의 랩핑 가공한 단계에서 크랙을 검출할 수 있는 것이 요청되고 있다.

본 발명의 과제는, 사광(斜光; 경사광) 관찰법을 도입하는 것에 의하여, 상술한 종래 기술의 문제점을 해소하고, 암시야 관찰법에 의해서는 검출할 수 없는 크랙을 검사하는 것이 가능한 상처 검사 방법 및 상처 검사 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 의한 상처 검사 장치의 주요 부분의 구성도,

도 2는 본 발명의 실시 형태에 의한 상처 검사 장치의 주요부의 평면도,

도 3은 본 발명의 실시 형태에 의한 샘플 1의 크랙의 검출 화상을 나타내, (a)는 암시야용(暗視野用) 광원만으로, (b)는 암시야용 광원만으로 각각 조사했을 때의 촬상 화상도,

도 4는 본 발명의 실시 형태에 의한 샘플 2의 크랙의 검출 화상을 나타내, (a)는 암시야용 광원만으로, (b)는 암시야용 광원만으로 각각 조사했을 때의 촬상 화상도,

도 5는 본 발명의 실시 형태에 의한 샘플 3의 크랙의 검출 화상을 나타내, (a)는 암시야용 광원만으로, (b)는 암시야용 광원만으로 각각 조사했을 때의 촬상 화상도,

도 6은 본 발명의 실시 형태에 의한 상처 검사 장치의 주요부의 설명도이고, (a)는 평면도, (b)는 주요부의 정면도,

도 7은 광원을 지웠을 때에 측정한 상처 검사 장치내의 어두움에 대한 크랙 불량 검출율의 추이 특성도,

도 8은 수정진동자의 일반적인 제조 공정도.

♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣

20: 재치대 21: 암시야용 광원

22: 경사광용 광원 25: 촬상 수단

26: 화상 처리 장치 B: 수정 블랭크

본 발명은, 폴리쉬 가공 전에 랩핑 가공 후의 수정 기판의 표면에 대하여 경사 방향으로부터의 빛(이하, 사광이라고 한다)을 전기 수정 기판의 한 방향으로부터 조사하여 그 반사광으로 전기 수정 기판 표면을 촬상하고, 촬상한 수정 기판 표면의 화상으로부터 전기 수정 기판에 존재하는 크랙을 검사하도록 한 상처 검사 방법이다. 수정 기판의 표면과 사광선과의 이루는 각은 45°±30°이고, 바람직하게는 45°±10°이며, 이상적으로는 45°이다.

한 방향으로부터의 사광을 사용하므로, 빛이 수정 기판 내에 비집고 들어가서 금 형상으로 늘어난 크랙에 대해서 측면으로부터 빛을 쬐므로, 크랙으로부터의 유효한 반사광을 끄집어 낼 수가 있다. 따라서, 암시야 관찰법에 비하여, 촬상된 수정 기판의 표면 화상에 크랙을 선명히 떠오를 수가 있어 크랙 검사가 용이하게 된다.

또한, 본 발명은, 수정 기판의 표면에 대하여 전기 사광을 가하여, 거의 수평 방향으로부터의 빛(이하, 암시야광이라고 한다)을 전기 수정 기판의 사방 방향으로부터 조사하도록 한 상기와 같은 상처 검사 방법이다. 거의 수평 방향이라는것은, 수정 기판의 표면과 암시야 광선과의 이루는 각이 0~±15°의 범위이다.

수정 기판 표면과 거의 평행한 방향으로부터 조사하는 암시야 광만으로도 수정 기판 표면의 마무리 상태나 크랙의 상태에 따라, 불선명한 크랙을 검출할 수 있는 경우도 있다. 그러나, 상기 발명에서는, 암시야 광에 사광을 더할 뿐만 아니라 간단한 조작으로 암시야 화상 중에 있어서도 크랙 화상을 선명하게 떠오르게 할 수가 있어 크랙을 용이하게 검출할 수가 있다.

또한, 본 발명은, 수정 기판 표면에 상처 검사용의 광원 이외의 빛이 입사하지 않도록 주위를 어둡게 하여 검사하도록 한 상기 발명에서의 상처 검사 방법이다. 주위를 어둡게 하여 광원 이외의 광(환경 광)이 들어가지 않게 하면, 크랙 화상을 보다 선명히 떠오를 수가 있으므로, 크랙 상처 검출율이 비약적으로 향상한다.

또한, 본 발명은, 수정 기판의 표면에 대해 경사 방향으로부터 빛을 상기 수정 기판의 한 방향으로부터 조사하는 경사광용 광원과, 상기 경사광용 광원으로부터 수정 기판의 표면에 조사되어 반사한 빛 가운데, 상기 수정 기판 표면에 대해 거의 수직 방향을 따라 반사한 반사광을 촬상하는 촬상 수단과, 촬상한 화상 신호로부터 수정 기판에 존재하는 크랙의 특징을 추출하고, 추출한 신호에 근거하여 크랙의 검사를 실시하는 화상 처리 수단을 갖춘 상처 검사 장치이다.

경사광용 광원을 갖추는 것으로, 폴리쉬 마무리 전에 랩핑 가공 다음에 있어도, 암시야용 광원에서는 검출이 어려웠던 수정 기판의 크랙 검사를 용이하고 유효하게 실시할 수가 있다.

또한, 본 발명은, 수정 기판의 표면에 대해 거의 수평 방향으로부터의 빛을 상기 수정 기판의 사방 방향으로부터 조사하는 암시야용 광원과, 상기 수정 기판의 표면에 대하여 상기 암시야용 광원으로부터의 빛에 가하여, 경사 방향으로부터 빛을 상기 수정 기판의 한 방향으로부터 조사하는 경사광용 광원과, 상기 암시야용 광원 또는 경사광용 광원으로부터 수정 기판의 표면에 조사되어 반사한 빛 가운데, 상기 수정 기판 표면에 대하여 거의 수직 방향을 따라 반사한 반사광을 촬상하는 촬상 수단과, 촬상한 화상 신호로부터 수정 기판에 존재하는 크랙의 특징을 추출하고, 추출한 신호에 근거하여 크랙의 검사를 실시하는 화상 처리 수단을 갖춘 상처 검사 장치이다.

기존의 암시야용 광원에 경사광용 광원을 더함으로써, 폴리쉬 마무리 전에 랩핑 가공 다음에 있어도, 암시야용 광원만으로는 검출이 어려웠던 수정 기판의 크랙 검사를 암시야용 광원의 전원을 떨어뜨리지 않고, 용이하고 유효하게 실시할 수가 있다.

또한, 본 발명은, 상기 수정 기판의 한 방향으로부터 조사하는 경사광용 광원에 상기 수정 기판의 한 방향에 대해 90°어긋난 다른 방향으로부터 조사하는 제 2의 경사광용 광원을 더하여 이것들의 경사광용 광원을 변환하여 사용하는 상기 발명에 의한 상처 검사 장치이다. 조사는 한 방향으로부터도 좋지만, 바람직하지는 90°어긋난 두 방향으로부터 실시하는 것도 좋다. 보다 바람직하지는 서로 120°어긋난 세 방향으로부터 실시하면 더욱 좋다. 두 방향 또는 세 방향으로부터의 사광을 사용하는 경우, 반사광이 서로 지우지 않도록 하기 위하여, 이것들은 동시에사용하는 것이 아니라, 변환하여 사용한다.

또한, 본 발명은, 상기 경사광용 광원이 455~492nm의 파장 영역의 단색광을 출력하는 청색 광원인 상처 검사 장치이다. 파장이 짧아지므로 보다 검출 정밀도가 향상된다.

크랙은 직사각 형상의 수정 블랭크의 경우, 그 결정의 각도로부터 긴 변의 에지(edge)에 대해서 좌우 45°부근의 방향으로 성장하는 확률이 높다. 거기서 크랙을 유효하게 검출하는 사광의 조사 방향은 긴 변 방향에 대해서 직각의 방향으로부터 조사하는 것이 가장 검출 효율이 좋아진다. 본 발명은, 화학 에칭전의 블랭크가 화학 에칭에서도 가벼운(얇은) 에칭 처리가 이루어진 블랭크에 대해서 특히 유효하게 된다.

(실시 형태)

이하에 본 발명의 실시의 형태를 도면을 이용해 설명한다. 도 1은 크랙을 포함한 상처를 검사하는 것이 가능한 상처 검사 장치의 구성도이다.

상처 검사 장치는, 수정진동자가 되는 수정 블랭크(B)에 빛을 조사하여 촬상한 수정 블랭크(B)의 화상 신호에 근거하여 상처의 검출을 실시한다. 수정 블랭크(B)는, 여기에서는 직사각 형상의 것을 이용한다. 크기는, 수 mm정도이다. 이 상처 검사 장치는, 수정 블랭크(B)를 올려놓는 투명 부재인 재치대(20)와, 수정 블랭크(B)의 표면에 빛을 조사하는 2개의 상처 검사용 광원(21, 22)과, 수정 블랭크(B)의 표면에 대해서 수직 방향으로부터 수정 블랭크(B)의 표면을 촬상하는 촬상 수단(25)을 갖는다. 촬상 수단(25)은, 수정 블랭크(B)를 확대해 관찰하는현미경(23)과 관찰 형상을 전기신호로 변환하는 CCD 카메라(24)로 구성된다.

촬상 수단(25)으로 촬상된 수정 블랭크(B) 표면의 화상 신호는 화상 처리 장치(26)에 보내진다. 화상 처리 장치(26)는, 촬상한 화상 신호로부터 수정 기판에 존재하는 크랙 등의 상처의 특징을 추출하고, 추출한 신호에 근거하여 크랙 등의 상처 검사를 실시한다. 상술한 재치대(20)는, 예를 들면, 수정보다 딱딱하여 상처가 나기 어려운 사파이어나 경질 유리로 구성한다. 2개의 상처 검사용 광원(21, 22)은 암시야용 광원(21)과, 경사광용 광원(22)으로 구성되어 이러한 광원(21, 22)은 1대의 상처 검사 장치에 조립된다.

한 쪽의 암시야용 광원(21)은, 복수의 LED를 링 형상으로 배열되고 구성되어 재치대(20)의 사방을 둘러싸듯이 하여 이 재치대(20)의 중심과 동축으로 배치된다. LED로서는 가장 휘도의 높은 파장 600nm급의 적색 LED가 바람직하다. 또한, 청색 LED라도 좋다. 암시야용 광원(21)은, 재치대(20)의 상하에 배치된 2단 구성으로 되어 있고, 그 상하 2단의 정확히 중간에 재치대(20)가 오도록 배치한다. 상단부(21a)는 수평 방향 내지 좁은 경사 위 방향으로부터 재치대(20) 상의 수정 블랭크(B)의 표면을 0~＋15°의 각도로 조사하도록 되어 있다. 하단부(21b)는 수평 방향 내지 좁은 경사 아래 방향으로부터 재치대(20)를 투과하여 수정 블랭크(B)의 이면을 0~－15°의 각도로 조사하도록 되어 있다. 암시야용 광원(21)의 광량은 통전 제어에 의해 조광이 가능하도록 되어 있다.

다른 쪽의 경사광용 광원(22)은, 복수의 LED를 직선 모양으로 배열하여 구성되고, 그 직선 모양의 배열 방향을 수정 블랭크(B)의 긴 변에 대해서 평행으로, 수정 블랭크(B)의 표면에 대해서 출사면이 기울기 하부를 향하도록 배치된다. 이것에 의해 경사광용 광원(22)은 기울기 위 방향으로부터 재치대(20) 상의 수정 블랭크(B)의 표면에 대해서 45°±30°이고, 바람직하게는 45°±10°이며, 이상적으로는 45°의 각도로 사광 조명하도록 되어 있다. 광원에 적색 LED 내지 청색 LED를 사용하여 광원 파장을 암시야용 광원(21)과 같거나(600nm) 짧게(455~492 nm)하는 한편, 광의 조절이 가능하도록 하고 있다. 도시한 예의 경사광용 광원(22)은 암시야용 광원(21)의 위쪽에 배치했지만, 이것은 크랙을 난반사에 의해 유효하게 검출하기 위함이다. 또, 광원 자체를 도시한 위치에 배치해도 괜찮지만, 검사부의 스페이스(공간)의 관계로, 실제는 검사부(27)의 하부에 경사광용 광원을 배치하고, 그 경사광용 광원으로부터의 빛을 광섬유(28)로 이끌어, 필요에 따라 광학 렌즈(29)로부터 수정 블랭크(B) 위로 조사하도록 하는 것이 좋다.

실제의 검사에서는, 우선 암시야 관찰로 미소한 상처를 검사하고, 다음에 암시야 관찰에 사광 관찰을 더하여 크랙 검사를 하게 된다. 광원은 도시하지 않는 변환 장치로 변환하고, 이 2단계 검사를 실시한다. 또한, 본 발명은, 직사각 형상 수정 블랭크 이외에, 다른 형상, 예를 들면, 원형 모양의 수정 블랭크에도 적용할 수 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 직사각 형상의 수정 블랭크(B)는 부품 공급기(parts feeder)(30)로부터 표리면(표면 및 이면)을 상하로 향한 수평 자세로 하는 한편, 짧은 변을 이재(移載) 방향(문자만 흰색으로 한 화살표)과 직교하는 방향을 향하고, 긴 변을 이재 방향을 향하도록, 검사부(27) 위로 송출된다. 상기 경사광용 광원(22)은, 그 LED 직렬 배열 방향이 검사부(27) 위의 수정 블랭크(B)의 긴 변과 평행이 되도록 배치된다.

암시야용 광원(21)과 경사광용 광원(22)은 동시에 점등해도 괜찮지만, 크랙을 보다 유효하게 검출하기 위해서는 전술한 바와 같이, 경사광용 광원(22)으로 변환하여 사광을 단독으로 수정 블랭크에 조사하도록 한다. 미리, 로트(lot)에 따라 암시야용 광원(21) 및 경사광용 광원(22)의 광 조절을 수행하고, 암시야용 광원(21)으로부터의 조사로 보다 유효하게 미소한 상처를, 또 경사광용 광원(22)으로부터의 조사로 보다 유효하게 크랙을 각각 검사할 수 있도록 각 광원의 최적인 광량을 설정한다.

그런데, 상술한 것 같은 구성에 있어서, 화학 에칭 전에, 랩핑 가공 후의 수정 블랭크(B)의 크랙을 포함한 상처를 검사하기에는 광 조절한 암시야광 및 사광에 의한 변환 조사를 실시한다. 미리 설정해 둔 광 조절 전류를 암시야용 광원(21)에 흘려, 광 조절한 빛을 수정 블랭크(B)에 얕은 각도로부터 조사한다. 이것에 의해 에지(edge)의 샤프한 상처의 대부분을 암시야에 떠오르게 할 수가 있다.

또, 경사광용 광원(22)으로부터는 광 조절한 빛을 수정 블랭크(B)에 깊은 각도로부터 경사 방향에 조사한다. 이것에 의해 암시야용 광원(21)에서는 유효하게 검출 할 수 없었던 크랙을 명시야(明視野) 위에 선명하게 떠오르게 할 수가 있다.

이와 같이 하여 암시야광과 사광의 변환 조사로 수정 블랭크의 표면 화상에 선명하게 떠오른 상처를 화상 신호로서 화상 처리 장치(26)에 가하여 처리하고 추출하여 종합 판정에 거친다.

다음으로, 도 1의 상처 검사 장치를 사용하여 실제로 검사한 실험 결과를 설명한다. 치수 4.0mm×1.5mm, 두께 40μm의 직사각 형상의 3개의 수정 블랭크 샘플에 대해서, 암시야용 광원 및 경사광용 광원을 모두 파장 660nm의 적색 LED를 이용하여 빛의 강함이 최적으로 되도록 광 조절하여 변환 조사했을 때의 화상 예이다.

도 3으로부터 도 5에, 암시야용 광원으로부터의 빛만을 조사했을 때와 경사광용 광원으로부터의 빛만을 조사하였을 때를 비교한 수정 블랭크 표면의 촬상 사진을 나타낸다. 도 3에서는, 암시야에서는 좌측 하단에 불선명하게 나타나 종합 판정으로 OK로 나온 크랙 화상(도 3b)이 사광으로 강조되어 선명하고, 불량 검출의 문턱값을 초과하여 종합 판정으로 NG가 되고 있음을 알 수 있다. 동일한 형태로 도 4에서는, 암시야 관찰법에서는 크랙이 검출되지 않았기 때문에 종합 판정으로 OK가 된 수정 블랭크(도 4b)가 나타나고, 사광 관찰법에서는 크랙을 중앙에서 보기 좋게 검출하여 종합 판정으로 NG로 하고 있다(도 4a). 더욱이, 도 5에서는, 암시야 관찰에서는 크랙이 조금 검출되었기 때문에 종합 판정으로 OK로 나온 크랙 화상(도 5b)이 나타나고, 사광 관찰에서는 금(線) 형상의 크랙을 중앙 보다 약간 우측 위쪽에 선명하게 비추고 있음을 알 수 있다(도 5a).

상술한 실시의 형태에 의하면, 암시야 관찰법에 의한 일정 광량의 빛 검사에서는 검출할 수 없고, 또는 검출하더라도 불선명한 검출밖에 할 수 없었던 크랙을 확실히 검사할 수 있게 된다. 특히 경사광용 광원에 청색 광원을 이용했을 경우에는 적색 광원을 이용한 것에 비하여 크랙 불량율의 검출율이 향상된다. 이것은 지향성이 강하고, 반사에 대해서 심하게 활동하기 때문이라고 생각된다. 사광 각도가 45°일 때 가장 유효하게 된다.

상술한 실시의 형태에서는, 사광을 한 방향으로부터 조사하도록 하고 있다. 한 방향에서 만의 조사에서도 97%~98%의 크랙의 유효 검출이 가능하다. 나머지의 2%~3%의 검출도 가능하기 위해서는, 두 방향 또는 세 방향으로부터 사광을 변환하여 차례차례 조사하는 것이 좋다. 도 6은 두 방향의 사광에 대하여 설명한 개략도이고, (a)는 평면도, (b)는 주요부 정면도이다. 직사각 형상의 수정 블랭크(B)는 부품 공급기(30)로부터 표리면(表裏面)을 상하를 향한 수평 자세로 하는 한편, 짧은 변을 이재 방향을 향하고 긴 변을 이재 방향과 직교하는 방향을 향하여, 검사부(27) 위로 송출된다. 제 1의 경사광용 광원(22)은 그 직렬 배열 방향이 상술한 것처럼 검사부(27) 위의 수정 블랭크(B)의 긴 변과 평행이 되도록 배치되어 수정 블랭크(B)의 긴 변에 대해서 직교하는 방향으로부터 수정 블랭크(B)의 표면을 조사하도록 되어 있다. 이것에 대해서 제 2의 경사광용 광원(31)은 그 직렬 배열 방향이 검사부(27) 위의 수정 블랭크(B)의 짧은 변과 평행이 되도록 배치되어 수정 블랭크(B)의 짧은 변에 대해서 직교하는 방향으로부터 수정 블랭크(B)의 표면을 조사하도록 되어 있다. 이 제 2의 경사광용 광원(31)도 제 1의 경사광용 광원(22)과 동일하게 광섬유(32), 필요에 따라서 광학 렌즈(33)를 이용하여 구성하면 좋다.

화살표에 나타나듯이, 사광은 90°어긋난 두 방향으로부터 수정 블랭크(B)의 표면에 조사된다. 이것에 의해, 짧은 변의 에지에 대해서 좌우 45°부근의 방향으로 성장하는 크랙도 유효하게 검출할 수가 있게 된다. 덧붙여 120°씩 어긋난 세 방향으로 하여도, 두 방향과 거의 바뀌지 않게 된다. 또한, 도 6b에 나타내는 부호 (34)는 수정 블랭크(B)의 픽(pick; 잡기) 및 플레이스(place; 놓기)를 실시하는 흡착 패드를 나타낸다.

또한, 상술한 실시의 형태에서는, 경사광용 광원을 수정 블랭크 표면에 대해서 기울기 위쪽에 마련하여 위로부터 조사하도록 했지만, 수정 블랭크 표면에 대해서 기울기 하부에 마련하여 아래로부터 조사하도록 해도 괜찮다. 더욱이, 암시야용 광원과 같이, 위쪽과 하부의 양쪽 모두에 마련하여 수정 블랭크(B)의 상하로부터 동시에 조사하도록 해도 괜찮다.

또, 실시의 형태에서는, 크랙 검출시에는, 암시야용 광원을 경사광용 광원으로 변환하여 경사광용 광원으로부터의 빛만을 수정 블랭크에 조사하도록 하여 크랙 검사의 정밀도를 향상시키고 있지만, 암시야용 광원으로부터의 빛에 가하여 경사광용 광원의 빛을 조사하도록 해도 사광의 단독 조사에 의한 경우와 비교하여 검사 정밀도는 떨어지지만, 암시야광 단독 조사의 경우에 비하여 크랙의 검출 정밀도는 향상한다. 게다가, 이 경우에는 광원의 변환 조작을 필요로 하지 않기 때문에 작업이 용이하므로 암시야용 광원에 의한 에지 계측도 동시에 가능하게 되기 때문에 에지로부터의 크랙 위치의 분할도 용이하게 된다.

또, 검사 장치를 암막(暗幕)으로 푹 가려서 환경 빛이 장치 내부에 들어가는 것을 차단하면 외란이 없어지므로, 도 7에 나타나듯이, 크랙 검출율이 비약적으로 향상하는 것을 알 수 있다. 20%~30% 가까운 불량율의 검출이 향상된다. CCD의 적분적인 요소, S/N비가 향상하기 때문이라고 추측된다.

본 발명에 의하면, 암시야 관찰법으로 검출할 수 없었던 크랙을 검사할 수 있게 된다. 암시야 관측법으로 사광 관찰법을 가하여 검사해도 좋지만, 특히 사광 관찰법 단독으로 관찰하면 보다 유효한 크랙 검사를 행할 수가 있다. 또, 구조적으로는 경사광용 광원을 부가하는 간단한 구성으로 화학 에칭 전에 크랙을 유효하게 검출할 수 있으므로, 수정 기판을 이용한 최종 제품의 사용한 원료에 대한 제품의 비율을 비약적으로 향상시킬 수가 있다.

Claims (7)

1. 폴리쉬(polish) 가공 전에 랩핑 가공 후의 수정 기판의 표면에 대하여, 경사 방향으로부터의 빛을 상기 수정 기판의 한 방향으로부터 조사하고, 그 반사광으로 상기 수정 기판 표면을 촬상하며, 촬상한 수정 기판 표면의 화상으로부터 상기 수정 기판에 존재하는 크랙을 검사하도록 한 것을 특징으로 하는 상처 검사 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 수정 기판의 표면에 대하여, 상기 경사 방향으로부터의 빛에 가하고, 거의 수평 방향으로부터의 빛을 상기 수정 기판의 전주(全周; 4방 전체) 방향으로부터 조사하도록 한 것을 특징으로 하는 상처 검사 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 주위를 어둡게 하여 검사하도록 한 것을 특징으로 하는 상처 검사 방법.
4. 수정 기판의 표면에 대해 경사 방향으로부터 빛을 상기 수정 기판의 한 방향으로부터 조사하는 경사광용 광원과,

   상기 경사광용 광원으로부터 수정 기판의 표면에 조사되어 반사한 빛 가운데, 상기 수정 기판 표면에 대해 거의 수직 방향을 따라 반사한 반사광을 촬상하는 촬상 수단과,

   촬상한 화상 신호로부터 수정 기판에 존재하는 크랙의 특징을 추출하고, 추출한 신호에 근거하여 크랙의 검사를 실시하는 화상 처리 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 상처 검사 장치.
5. 수정 기판의 표면에 대해 거의 수평 방향으로부터의 빛을 상기 수정 기판의 전주 방향으로부터 조사하는 암시야용(暗視野用) 광원과,

   상기 수정 기판의 표면에 대하여, 상기 암시야용 광원으로부터의 빛을 가하여, 경사 방향으로부터 빛을 상기 수정 기판의 한 방향으로부터 조사하는 경사광 용 광원과,

   상기 암시야용 광원 및 경사광용 광원으로부터 수정 기판의 표면에 조사되어 반사한 빛 가운데, 상기 수정 기판 표면에 대하여 거의 수직 방향을 따라 반사한 반사광을 촬상하는 촬상 수단과,

   촬상한 화상 신호로부터 수정 기판에 존재하는 크랙의 특징을 추출하고, 추출한 신호에 근거하여 크랙의 검사를 실시하는 화상 처리 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 상처 검사 장치.
6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 수정 기판의 한 방향으로부터 조사하는 경사광용 광원에, 상기 수정 기판의 한 방향에 대해 90°어긋난 다른 방향으로부터 조사하는 제 2의 경사광용 광원을 가함으로써 이것들의 경사광용 광원을 변환하여 사용하는 것을 특징으로 하는 상처 검사 장치.
7. 제 4항 내지 제 6항 중에서 어느 한 항에 있어서, 상기 경사광용 광원이 455∼492nm의 파장 영역의 단색광을 출력하는 청색 광원인 것을 특징으로 하는 상처 검사 장치.