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JP5589304B2 - Surface inspection apparatus and surface inspection method - Google Patents
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Description

本発明は、光ビームを照射して検査対象物の表面の欠陥の有無を検出する表面検査装置及び表面検査方法に関する。   The present invention relates to a surface inspection apparatus and a surface inspection method for detecting the presence or absence of defects on the surface of an inspection object by irradiating a light beam.

近年、携帯電話機やパーソナルコンピュータ等の電子機器が広く普及し、これらの製品に対してデザイン性の向上も重視されている。そこで、製品の外観のデザイン性を向上させるべく、それらの製品の筺体に鏡面加工や艶出し加工が施される場合がある。   In recent years, electronic devices such as mobile phones and personal computers have become widespread, and improvement in design is also emphasized for these products. Therefore, in order to improve the design of the appearance of products, the casings of those products may be subjected to mirror finishing or polishing.

鏡面加工や艶出し加工は、一般に金属又はプラスチック等の成型品からなる筺体の表面に塗料を塗布したり、めっき処理することで行われる。この場合、成型品の表面の凹凸や異物の付着などによって、鏡面加工や艶出し加工後の筺体の表面に凹凸状の欠陥が発生することがある。   Mirror surface processing and glazing processing are generally performed by applying paint or plating on the surface of a casing made of a molded product such as metal or plastic. In this case, irregularities may occur on the surface of the housing after mirror finishing or polishing, due to irregularities on the surface of the molded product or adhesion of foreign matter.

このような欠陥は、大きさが数μm程度と微細なものであっても、照明環境によっては欠陥が顕著に現れ、外観を大きく損ねる原因となる。そのため、製品の製造工程では、筺体(検査対象物)の外観を損ねる欠陥を見つけるため、外観検査が行われている。   Even if such a defect is as small as about several μm in size, the defect appears remarkably depending on the illumination environment, which causes the appearance to be greatly impaired. Therefore, in the product manufacturing process, an appearance inspection is performed in order to find defects that impair the appearance of the housing (inspection object).

外観検査の方法の一つとして、検査対象物の表面に光ビームを照射しながら走査させて、検査対象物の表面の正反射(鏡面反射)の状態を測定する方法がある。この方法では、光ビームが正反射される方向に受光素子を設置し、検査対象物の表面で正反射された光ビームの強度をその受光素子で検出する。検査対象物の表面に欠陥が有る場合には、光ビームが乱反射されるので、受光素子に到達する光ビームの強度が低下する。したがって、受光素子の出力の低下を検出することで、表面の欠陥の有無を判別できる。   As one of the appearance inspection methods, there is a method of measuring the state of regular reflection (specular reflection) on the surface of the inspection object by scanning the surface of the inspection object while irradiating a light beam. In this method, a light receiving element is installed in a direction in which the light beam is regularly reflected, and the intensity of the light beam regularly reflected on the surface of the inspection object is detected by the light receiving element. If there is a defect on the surface of the inspection object, the light beam is diffusely reflected, so that the intensity of the light beam reaching the light receiving element is reduced. Therefore, the presence or absence of a surface defect can be determined by detecting a decrease in the output of the light receiving element.

特開平4−194653号公報JP-A-4-194653 特開平5−332944号公報JP-A-5-332944 特開平10−31110号公報JP-A-10-31110 特開2007−121291号公報JP 2007-121291 A

上述の方法では、傾斜角度の異なる複数の面を有する検査対象物の場合に、欠陥の有無を効率良く検査できない。すなわち、このような検査対象物では傾斜角度が異なる面毎に光ビームが正反射される方向も異なり、受光素子で検出される光ビームの強度の低下が欠陥によるものか、又は傾斜角度の変化によるものかを判別できない。このため、光ビームの入射角度を面毎に変えながら複数回走査させて検査する必要があり、検査に時間がかかってしまう。   In the above-described method, the presence or absence of a defect cannot be efficiently inspected in the case of an inspection object having a plurality of surfaces with different inclination angles. That is, in such an inspection object, the direction in which the light beam is specularly reflected is different for each surface having a different inclination angle. Cannot be determined by For this reason, it is necessary to inspect by scanning a plurality of times while changing the incident angle of the light beam for each surface, and the inspection takes time.

そこで、検査対象物が傾斜角度の異なる複数の面を有している場合であっても迅速に欠陥の有無を検出できる表面検査装置及び表面検査方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a surface inspection apparatus and a surface inspection method that can quickly detect the presence or absence of a defect even when the inspection object has a plurality of surfaces with different inclination angles.

一観点によれば、表面が傾斜角度の異なる複数の面で構成された検査対象物が載置される載置台と、前記載置台に載置された前記検査対象物に対し相互に波長帯が異なる複数本の光ビームを出射する光源と、前記載置台に載置された前記検査対象物の表面で正反射された前記複数本の光ビームを収束させる光ビーム収束部と、前記検査対象物の表面を構成する前記複数の面の傾斜角度に応じた位置にそれぞれ配置され、前記光ビーム収束部により収束された光ビームを受光する複数の受光素子と、前記受光素子のそれぞれの受光面側に配置され、配置された位置に応じてあらかじめ設定された波長帯の光ビームのみを通過させる複数のカラーフィルタと、前記検査対象物の表面に照射された前記複数の光ビームに対し光ビームの並んだ方向に前記載置台を相対的に移動させる駆動部と、前記駆動部を制御するとともに、前記受光素子の出力に基づいて前記検査対象物の表面の欠陥の有無を判定する制御部とを有し、前記複数のカラーフィルタの各々が通過させる光ビームの波長帯は相互に異なり、且つ前記複数本の光ビームの各々の波長帯と同じであり、前記光ビーム収束部は、前記検査対象物の表面で正反射された前記複数本の光ビームを、前記検査対象物の表面を構成する前記複数の面のうちの前記複数本の光ビームが照射された面の傾斜角度に応じた位置に収束させ、前記複数の受光素子のうち、前記複数本の光ビームが照射された前記面の傾斜角度に応じた位置に配置された受光素子が、前記収束された光ビームを受光し、前記駆動部は、前記載置台を移動させて、前記検査対象物の表面を構成する前記複数の面内で前記複数本の光ビームが照射される面を変えていき、前記制御部は、前記検査対象物の表面に対する前記光ビームの照射位置と前記各受光素子の出力との関係に基づいて前記検査対象物の表面で正反射された光ビームの強度分布を求め、前記複数の受光素子のうち、前記複数本の光ビームが照射された前記面の傾斜角度に応じた位置に配置された受光素子が、前記複数のカラーフィルタのうちの当該受光素子の受光面側に配置されたカラーフィルタを通過する光を含まない前記収束された光ビームを受光して、前記検査対象物の表面で正反射された光ビームの強度分布に予め設定された閾値よりも低い部分が存在する場合には、前記検査対象物の表面に欠陥が有ると判定し、さらに、前記制御部は、前記複数の受光素子のうち、前記複数本の光ビームが照射された前記面の傾斜角度に応じた位置に配置された第1の受光素子が、前記複数のカラーフィルタのうちの当該第1の受光素子の受光面側に配置された第1のカラーフィルタを通過する光を含む前記収束された光ビームを受光するとともに、当該第1の受光素子とは異なる第2の受光素子が、前記複数のカラーフィルタのうちの当該第2の受光素子の受光面側に配置された第2のカラーフィルタを通過する光を含む前記収束された光ビームを受光して、同時に2以上の前記受光素子で前記光ビームを受光した場合には前記検査対象物の表面に欠陥があると判定する表面検査装置が提供される。 According to one aspect, there is a wavelength band with respect to the mounting table on which the inspection target composed of a plurality of surfaces having different inclination angles is mounted and the inspection target mounted on the mounting table. A light source that emits a plurality of different light beams, a light beam converging unit that converges the plurality of light beams regularly reflected by the surface of the inspection object placed on the mounting table, and the inspection object A plurality of light receiving elements arranged at positions corresponding to the inclination angles of the plurality of surfaces constituting the surface of the light receiving the light beam converged by the light beam converging unit, and a light receiving surface side of each of the light receiving elements A plurality of color filters that pass only a light beam of a wavelength band set in advance according to the arranged position, and a light beam for the plurality of light beams irradiated on the surface of the inspection object. In the direction A driving unit for relatively moving the mounting table, and controls the driving unit, and a determining controller the presence or absence of a defect of the surface of the inspection object on the basis of the output of the light receiving element, said plurality The wavelength bands of the light beams that pass through each of the color filters are different from each other and the same as the wavelength bands of the plurality of light beams , and the light beam converging unit is positive on the surface of the inspection object. The plurality of reflected light beams are converged to a position corresponding to an inclination angle of a surface irradiated with the plurality of light beams among the plurality of surfaces constituting the surface of the inspection object, Among the plurality of light receiving elements, a light receiving element arranged at a position corresponding to an inclination angle of the surface irradiated with the plurality of light beams receives the converged light beam, and the driving unit Move the mounting table to Wherein in said plurality of surfaces constituting the surface of the object Ki have changed the face of a plurality of light beam is irradiated, the control unit, the irradiation position of the light beam relative to the surface of the inspection object each Based on the relationship with the output of the light receiving element, the intensity distribution of the light beam regularly reflected on the surface of the inspection object is obtained, and among the plurality of light receiving elements, the surface of the surface irradiated with the plurality of light beams is obtained. A light receiving element arranged at a position corresponding to an inclination angle receives the converged light beam not including light passing through a color filter arranged on the light receiving surface side of the light receiving element among the plurality of color filters. Then, if there is a portion lower than a preset threshold in the intensity distribution of the light beam regularly reflected on the surface of the inspection object, it is determined that the surface of the inspection object has a defect, Furthermore, the control unit Of the plurality of light receiving elements, a first light receiving element disposed at a position corresponding to an inclination angle of the surface irradiated with the plurality of light beams is the first of the plurality of color filters. A plurality of second light receiving elements that receive the converged light beam including light passing through a first color filter disposed on a light receiving surface side of the light receiving element and that are different from the first light receiving element are the plurality of light receiving elements. And receiving the converged light beam including light passing through the second color filter disposed on the light receiving surface side of the second light receiving element, and simultaneously using two or more light receiving elements. A surface inspection apparatus that determines that the surface of the inspection object is defective when the light beam is received is provided.

上記観点による表面検査装置は、光源から出射される波長帯が相互に異なる複数本の光ビームを検査対象物の移動方向に一列に並列させた状態で検査対象物の表面に照射する。検査対象物の表面で正反射された複数本の光ビームは、レンズによって予め決められた収束位置に収束される。検査対象物の面の傾斜角度に応じて光ビームの収束位置は異なる。そこで、予め検査対象物の面の傾斜角度に応じで収束位置を決定し、各収束位置にカラーフィルタ及び受光素子を配置しておく。そして、収束位置毎に異なる特定の波長帯の光ビームのみをカラーフィルタで抽出した後、受光素子で光ビームの強度を検出する。   The surface inspection apparatus according to the above aspect irradiates the surface of the inspection object with a plurality of light beams having different wavelength bands emitted from the light source arranged in a line in the moving direction of the inspection object. The plurality of light beams regularly reflected on the surface of the inspection object are converged to a predetermined convergence position by the lens. The convergence position of the light beam varies depending on the inclination angle of the surface of the inspection object. Therefore, a convergence position is determined in advance according to the inclination angle of the surface of the inspection object, and a color filter and a light receiving element are arranged at each convergence position. And after extracting only the light beam of the specific wavelength band which changes for every convergence position with a color filter, the intensity | strength of a light beam is detected with a light receiving element.

したがって、検査対象物の表面が傾斜角度の異なる複数の面で構成されていても、正反射された光ビームは常に何れかの受光素子で検出されるので、一回の走査で全ての面について正反射光の強度分布を測定できる。これにより、検査が迅速化される。   Therefore, even if the surface of the inspection object is composed of a plurality of surfaces having different inclination angles, the regularly reflected light beam is always detected by any one of the light receiving elements, so that all the surfaces can be scanned once. The intensity distribution of specular reflection light can be measured. This speeds up the inspection.

図1は、実施形態に係る表面検査装置を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a surface inspection apparatus according to an embodiment. 図2は、実施形態に係る表面検査装置の光源の構成例(その1)を示す模式図である。Drawing 2 is a mimetic diagram showing the example of composition of the light source of the surface inspection device concerning an embodiment (the 1). 図3は、実施形態に係る表面検査装置の光源の構成例(その2)を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration example (No. 2) of the light source of the surface inspection apparatus according to the embodiment. 図4(a)は検査対象物の一例を示す斜視図であり、図4(b)は図4(a)に示す検査対象物の高さ分布を示す図である。FIG. 4A is a perspective view showing an example of the inspection object, and FIG. 4B is a view showing the height distribution of the inspection object shown in FIG. 図5は、図4に示す検査対象物の第1の面を走査しているときの光ビームの光路を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an optical path of the light beam when the first surface of the inspection object shown in FIG. 4 is scanned. 図6(a)〜(d)は、図4に示す検査対象物の第2の面を走査しているときの光ビームの光路を時間の経過の順に示す図である。FIGS. 6A to 6D are diagrams showing the optical path of the light beam when the second surface of the inspection object shown in FIG. 4 is scanned in order of time. 図7は、図4に示す検査対象物の第3の面を走査しているときの光ビームの光路を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an optical path of a light beam when the third surface of the inspection object shown in FIG. 4 is scanned. 図8は、横軸に時間をとり、縦軸に受光素子15R、15G、15Bの出力信号の強度をとって、出力信号の強度の経時変化を示す図(その1)である。FIG. 8 is a diagram (part 1) showing time-dependent changes in the intensity of the output signal, with time on the horizontal axis and the intensity of the output signals of the light receiving elements 15R, 15G, and 15B on the vertical axis. 図9は、実施形態に係る表面検査装置の欠陥検出処理を示すフロー図である。FIG. 9 is a flowchart showing a defect detection process of the surface inspection apparatus according to the embodiment. 図10は、横軸に位置をとり、縦軸に受光素子15R、15G、15Bの出力信号の積算値をとって、出力信号の積算値の分布を示す図(その1)である。FIG. 10 is a diagram (No. 1) showing a distribution of the integrated values of the output signals, with the position on the horizontal axis and the integrated values of the output signals of the light receiving elements 15R, 15G, and 15B on the vertical axis. 図11(a)〜(d)は、検査対象物の第2の面上に第3の面と同じ傾斜角度の表面を有する欠陥Fが存在する場合の光ビームの光路反射を、時間の経過の順に示す図である。FIGS. 11A to 11D show the optical path reflection of the light beam when the defect F having the surface with the same inclination angle as the third surface exists on the second surface of the inspection object. FIG. 図12は、横軸に時間をとり、縦軸に受光素子15R、15G、15Bの出力信号の強度をとって、出力信号の強度の経時変化を示す図(その2)である。FIG. 12 is a diagram (part 2) illustrating a change with time in the intensity of the output signal, with time on the horizontal axis and the intensity of the output signal of the light receiving elements 15R, 15G, and 15B on the vertical axis. 図13は、横軸に位置をとり、縦軸に受光素子15R、15G、15Bの出力信号の積算値をとって、出力信号の積算値の分布を示す図(その2)である。FIG. 13 is a diagram (part 2) showing the distribution of the integrated values of the output signals, with the position on the horizontal axis and the integrated values of the output signals of the light receiving elements 15R, 15G, and 15B on the vertical axis. 図14は、横軸に時間をとり、縦軸に受光素子15R、15G、15Bの出力信号の積算値をとって、出力信号の積算値の経時変化を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a change over time in the integrated value of the output signal, with time on the horizontal axis and the integrated value of the output signals of the light receiving elements 15R, 15G, and 15B on the vertical axis. 図15は、検査対象物の別の一例を検査する場合の受光素子及びカラーフィルタの配置を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating an arrangement of light receiving elements and color filters when another example of the inspection object is inspected.

以下、実施形態について、添付の図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、実施形態に係る表面検査装置を示すブロック図である。図2は、実施形態に係る表面検査装置の光源の構成例を示す模式図である。図3は、実施形態に係る表面検査装置の光源の他の構成例を示す模式図である。なお、図1及び図3中で符号Rを付した一点鎖線は光ビームRの光路を示し、符号Gを付した二点鎖線及び符号Bを付した破線はそれぞれ光ビームG及び光ビームBの光路を示している。また、図1において、X方向は紙面に垂直な方向に対応する。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a surface inspection apparatus according to an embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a light source of the surface inspection apparatus according to the embodiment. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating another configuration example of the light source of the surface inspection apparatus according to the embodiment. 1 and 3, the alternate long and short dash line with the symbol R indicates the optical path of the light beam R, and the two-dot chain line with the symbol G and the broken line with the symbol B indicate the light beam G and the light beam B, respectively. The optical path is shown. In FIG. 1, the X direction corresponds to a direction perpendicular to the paper surface.

図1に示すように、本実施形態に係る表面検査装置10は、光源11、ハーフミラー12、レンズ13(光ビーム収束部)、カラーフィルタ14R、14G、14B、受光素子15R、15G、15B、制御装置16、載置台17、及び駆動装置18を備えている。   As shown in FIG. 1, the surface inspection apparatus 10 according to the present embodiment includes a light source 11, a half mirror 12, a lens 13 (light beam converging unit), color filters 14R, 14G, 14B, light receiving elements 15R, 15G, 15B, A control device 16, a mounting table 17, and a driving device 18 are provided.

載置台17の上には検査対象物90が載置される。駆動部18は、制御装置16からの信号により、載置台17をX方向及びY方向に移動させる。   An inspection object 90 is placed on the mounting table 17. The drive unit 18 moves the mounting table 17 in the X direction and the Y direction based on a signal from the control device 16.

光源11は、制御装置16からの信号に基づき、赤色の光ビームR、緑色の光ビームG及び青色の光ビームBの3本の光ビームを出力する。各光ビームR、G、Bは一定のピッチp(例えば5mm程度)で上下方向(Z方向)に一列に配置されている。   The light source 11 outputs three light beams, a red light beam R, a green light beam G, and a blue light beam B, based on a signal from the control device 16. The light beams R, G, and B are arranged in a line in the vertical direction (Z direction) at a constant pitch p (for example, about 5 mm).

光源11は、例えば図2に示すように、発光ダイオード21R、21G、21Bとコリメータレンズ22R、22G、22Bとを備えている。発光ダイオード21Rから出射される赤色光は、コリメータレンズ22Rにより平行性の高い光ビームRとなる。同様に、発光ダイオード21G及び発光ダイオード21Bから出射される緑色光及び青色光は、コリメータレンズ22G、22Bにより平行性の高い光ビームG、Bとなる。   For example, as shown in FIG. 2, the light source 11 includes light emitting diodes 21R, 21G, and 21B and collimator lenses 22R, 22G, and 22B. The red light emitted from the light emitting diode 21R becomes a highly parallel light beam R by the collimator lens 22R. Similarly, green light and blue light emitted from the light emitting diode 21G and the light emitting diode 21B become highly parallel light beams G and B by the collimator lenses 22G and 22B.

なお、図2に示す構成に代えて、図3に示すように、光源11を白色光源25と、白色光源25からの光ビームを波長帯毎に分離するプリズム26及びプリズム27とを備えた構成としてもよい。   In place of the configuration shown in FIG. 2, as shown in FIG. 3, the light source 11 includes a white light source 25, and a prism 26 and a prism 27 that separate the light beam from the white light source 25 for each wavelength band. It is good.

ハーフミラー12は、検査対象物90の上方に配置され、光源11から出射された光ビームR、G、Bを下方に反射する。ハーフミラー12で反射された各光ビームR、G、Bは、Y方向に光ビームR、光ビームG及び光ビームBの順に一列に並ぶ。   The half mirror 12 is disposed above the inspection object 90 and reflects the light beams R, G, and B emitted from the light source 11 downward. The light beams R, G, and B reflected by the half mirror 12 are arranged in a line in the order of the light beam R, the light beam G, and the light beam B in the Y direction.

レンズ13は、ハーフミラー12及び検査対象物90の上方に配置される。レンズ13は、口径Dia(例えば50mm程度)の凸状のレンズであり、検査対象物90の表面からZ方向に対物距離L(例えば70mm程度)だけ離れた位置に配置される。このレンズ13は、検査対象物90の表面で正反射された光ビームR、G、Bを検査面の角度に応じた予め決められた収束位置P1〜P3に収束させる。   The lens 13 is disposed above the half mirror 12 and the inspection object 90. The lens 13 is a convex lens having a diameter Dia (for example, about 50 mm), and is disposed at a position away from the surface of the inspection object 90 by an objective distance L (for example, about 70 mm) in the Z direction. The lens 13 converges the light beams R, G, and B regularly reflected on the surface of the inspection object 90 at predetermined convergence positions P1 to P3 corresponding to the angle of the inspection surface.

受光素子15R、受光素子15G及び受光素子15Bは、Y方向に並んで配置されている。これらの受光素子15R、受光素子15G及び受光素子15Bの間隔dは、光ビームR、G、Bの配列ピッチp及び検査対象物90の傾斜面の角度に応じて設定されている。これらの受光素子15R、15G、15Bは、例えばフォトトランジスタ、フォトダイオード又はCdS素子等の光センサ、若しくはそれらの光センサがアレイ状に配列された素子からなる。なお、受光素子15R、15G、15BとしてCCD(Charge Coupled Device)センサ等を使用してもよい。   The light receiving element 15R, the light receiving element 15G, and the light receiving element 15B are arranged side by side in the Y direction. The distance d between the light receiving elements 15R, 15G, and 15B is set according to the arrangement pitch p of the light beams R, G, B and the angle of the inclined surface of the inspection object 90. These light receiving elements 15R, 15G, and 15B are, for example, photosensors such as phototransistors, photodiodes, or CdS elements, or elements in which these photosensors are arranged in an array. A CCD (Charge Coupled Device) sensor or the like may be used as the light receiving elements 15R, 15G, and 15B.

カラーフィルタ14R、14G、14Bは、それぞれ受光素子15R、15G、15Bの受光面を覆うように配置される。カラーフィルタ14Rは、赤色の光ビームRのみを透過し、カラーフィルタ14Gは緑色の光ビームGのみを透過し、カラーフィルタ14Bは青色の光ビームBのみを透過する。   The color filters 14R, 14G, and 14B are disposed so as to cover the light receiving surfaces of the light receiving elements 15R, 15G, and 15B, respectively. The color filter 14R transmits only the red light beam R, the color filter 14G transmits only the green light beam G, and the color filter 14B transmits only the blue light beam B.

以下、図4に示す検査対象物の表面を検査する場合を例に、実施形態に係る検査装置10による表面検査方法について説明する。ここに、図4(a)は検査対象物の一例を示す図であり、図4(b)は図4(a)に示す検査対象物のY方向の高さ分布を示す図である。   Hereinafter, the surface inspection method by the inspection apparatus 10 according to the embodiment will be described by taking the case of inspecting the surface of the inspection object shown in FIG. 4 as an example. 4A is a diagram illustrating an example of the inspection object, and FIG. 4B is a diagram illustrating the height distribution in the Y direction of the inspection object illustrated in FIG. 4A.

図4(a)、(b)に示すように、検査対象物90は、Y方向に沿って第1の面90a、第2の面90b及び第3の面90cが並んでいる。第1の面90aは、その法線方向iがZ方向からY方向に傾斜角θ1傾いている。第2の面90bはその法線方向jがZ方向と同じ方向である。また、第3の面90cはその法線方向kがZ方向からY方向に傾斜角θ2傾いている。ここでは、第1の面90aの傾斜角度θ1は−15°であるものとし、第3の面90bの傾斜角度θ2は+15°であるものとする。また、図4(a)に示すように、ここでは第2の面90bに欠陥Eがあるものとする。   As shown in FIGS. 4A and 4B, the inspection object 90 has a first surface 90a, a second surface 90b, and a third surface 90c arranged in the Y direction. The normal direction i of the first surface 90a is inclined from the Z direction to the Y direction by an inclination angle θ1. The normal direction j of the second surface 90b is the same as the Z direction. Further, the normal direction k of the third surface 90c is inclined by the inclination angle θ2 from the Z direction to the Y direction. Here, it is assumed that the inclination angle θ1 of the first surface 90a is −15 °, and the inclination angle θ2 of the third surface 90b is + 15 °. In addition, as shown in FIG. 4A, it is assumed here that there is a defect E on the second surface 90b.

まず、検査対象物90の第1〜第3の面90a、90b、90cに対応する第1〜第3の収束位置P1、P2、P3を求める。   First, first to third convergence positions P1, P2, and P3 corresponding to the first to third surfaces 90a, 90b, and 90c of the inspection target 90 are obtained.

収束位置P1、P2、P3は検査対象物90の面の傾斜角度に応じてそれぞれ異なる位置となる。法線方向jがZ方向と同じ第2の面90bで正反射された光ビームR、G、Bは、図1に示すように、光ビームGの照射位置のZ方向の直上であってレンズ13から焦点距離fだけ離れた位置(第2の収束位置P2)に収束される。   The convergence positions P1, P2, and P3 are different positions according to the inclination angle of the surface of the inspection object 90, respectively. The light beams R, G, and B that are specularly reflected by the second surface 90b whose normal direction j is the same as the Z direction are directly above the irradiation direction of the light beam G in the Z direction as shown in FIG. 13 converges to a position (second convergence position P2) that is away from the focal distance f by 13.

法線方向iがZ方向からY方向にθ1傾斜した第1の面90aで正反射された光ビームは、第2の収束位置P2からY方向に距離d1だけ離れた位置(第1の収束位置P1)に収束される。また、その法線方向kがZ方向からY方向にθ2傾斜した第3の面90bで正反射された光ビームR、G、Bは、第2の収束位置P2からY方向に距離d2だけ離れた位置(第3の収束位置P3)に収束される。   The light beam regularly reflected by the first surface 90a whose normal line direction i is inclined by θ1 from the Z direction to the Y direction is a position separated from the second convergence position P2 by the distance d1 (the first convergence position). Converged to P1). In addition, the light beams R, G, and B regularly reflected by the third surface 90b whose normal direction k is inclined by θ2 from the Z direction to the Y direction are separated from the second convergence position P2 by the distance d2 in the Y direction. It converges to the position (third convergence position P3).

ここで、法線方向がZ方向からθだけ傾斜した面で正反射された光ビームの収束位置と第2の収束位置P2との間の距離dは、下記の(1)式により求めることができる。また、このとき検査可能な傾斜角度θの範囲は、(2)式により定まる。   Here, the distance d between the convergence position of the light beam specularly reflected by the surface whose normal direction is inclined by θ from the Z direction and the second convergence position P2 can be obtained by the following equation (1). it can. Further, the range of the inclination angle θ that can be inspected at this time is determined by the equation (2).

Figure 0005589304
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Figure 0005589304
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例えば、レンズ13の直径Diaを50mm、焦点距離fを75mm、対物距離Lを70mm、光ビームR、G、Bのピッチpを5mmとする。また、前述したようにθ1を−15°、θ2を+15°とする。この場合には、上述の関係式により、第1の収束位置P1は第2の収束位置P2からY方向に−20.1mm離れた位置となり、第3の収束位置P3は第2の収束位置P2からY方向に20.1mm離れた位置となる。   For example, the diameter Dia of the lens 13 is 50 mm, the focal length f is 75 mm, the objective distance L is 70 mm, and the pitch p of the light beams R, G, and B is 5 mm. As described above, θ1 is set to −15 ° and θ2 is set to + 15 °. In this case, according to the above-described relational expression, the first convergence position P1 is a position away from the second convergence position P2 by −20.1 mm in the Y direction, and the third convergence position P3 is the second convergence position P2. And 20.1 mm away in the Y direction.

第1〜第3の収束位置P1〜P3は、検査対象物90の表面に実際に光ビームR、G、Bを照射して実験的に求めてもよい。   The first to third convergence positions P1 to P3 may be experimentally obtained by actually irradiating the surface of the inspection object 90 with the light beams R, G, and B.

上述したように、予め検査対象物90の面に応じて収束位置を求め、それらの収束位置P1、P2、P3に図1に示すように受光素子15R、15G、15B及びカラーフィルタ14R、14G、14Bを配置する。   As described above, convergence positions are obtained in advance according to the surface of the inspection object 90, and the light receiving elements 15R, 15G, and 15B and the color filters 14R, 14G, and the color filters 14R, 14G, and the convergence positions P1, P2, and P3 as shown in FIG. 14B is arranged.

次に、検査対象物90に光ビームR、G、Bを照射しつつ、検査対象物90をY方向に一定の速度V(例えば5mm/s)で移動させる。   Next, the inspection object 90 is moved in the Y direction at a constant speed V (for example, 5 mm / s) while irradiating the inspection object 90 with the light beams R, G, and B.

図5は、図4に示す検査対象物の第1の面90aを走査しているときの光ビームの光路を示す図である。図6(a)〜(d)は、図4に示す検査対象物の第2の面90bを走査しているときの光ビームの光路を時間の経過の順に示す図である。図7は、図4に示す検査対象物90の第3の面90cを走査しているときの光ビームの光路を示す図である。図8は、横軸に時間をとり、縦軸に受光素子15R、15G、15Bの出力信号の強度をとって、出力信号の強度の経時変化を示す図である。なお、図8において、B−chは受光素子15Bの出力を、G−chは受光素子15Gの出力を、R−chは受光素子15Rの出力をそれぞれ示している。   FIG. 5 is a diagram showing an optical path of a light beam when scanning the first surface 90a of the inspection object shown in FIG. FIGS. 6A to 6D are diagrams showing the optical path of the light beam when the second surface 90b of the inspection object shown in FIG. FIG. 7 is a diagram showing an optical path of a light beam when scanning the third surface 90c of the inspection object 90 shown in FIG. FIG. 8 is a diagram showing the change over time in the intensity of the output signal, with time on the horizontal axis and the intensity of the output signals of the light receiving elements 15R, 15G, and 15B on the vertical axis. In FIG. 8, B-ch represents the output of the light receiving element 15B, G-ch represents the output of the light receiving element 15G, and R-ch represents the output of the light receiving element 15R.

図5に示すように、光源11から出射された光ビームR、G、Bはハーフミラー12で反射されて第1の面90aに照射される。第1の面90aで正反射された光ビームR、G、Bはハーフミラー12を透過し、さらにレンズ13で屈折されて第1の収束位置P1に収束される。しかし、第1の収束位置P1に配置されたカラーフィルタ14Rは、赤色の光ビームRしか通さないので、赤色の光ビームRのみが受光素子15Rで検出される。これにより、図8に示すように受光素子15R(R−ch)の出力信号は高い状態となる。一方、受光素子15G(G−ch)及び受光素子15B(B−ch)には光ビームR、G、Bが到達しないので、出力信号は低い状態となる。   As shown in FIG. 5, the light beams R, G, and B emitted from the light source 11 are reflected by the half mirror 12 and applied to the first surface 90a. The light beams R, G, and B regularly reflected by the first surface 90a pass through the half mirror 12, and are refracted by the lens 13 and converged to the first convergence position P1. However, since the color filter 14R disposed at the first convergence position P1 passes only the red light beam R, only the red light beam R is detected by the light receiving element 15R. As a result, as shown in FIG. 8, the output signal of the light receiving element 15R (R-ch) becomes high. On the other hand, since the light beams R, G, and B do not reach the light receiving element 15G (G-ch) and the light receiving element 15B (B-ch), the output signal is in a low state.

さらに時間が経過すると、検査対象物90が移動して光ビームR、G、Bが第2の面90bを照射するようになる。第2の面90bで正反射された光ビームR、G、Bは、図6(a)に示すようにレンズ13によって第2の収束位置P2に収束される。しかし、第2の収束位置P2に配置されたカラーフィルタ14Gは、緑色の光ビームGしか通さないので、緑色の光ビームGのみが受光素子15Gで検出される。これにより、図8に示すように受光素子15G(G−ch)の出力信号が高い状態となる。   When the time further elapses, the inspection object 90 moves and the light beams R, G, and B irradiate the second surface 90b. The light beams R, G, and B that are regularly reflected by the second surface 90b are converged to the second convergence position P2 by the lens 13 as shown in FIG. However, since the color filter 14G disposed at the second convergence position P2 passes only the green light beam G, only the green light beam G is detected by the light receiving element 15G. As a result, the output signal of the light receiving element 15G (G-ch) becomes high as shown in FIG.

一方、受光素子15R、15Bには光ビームR、G、Bが到達しないので、受光素子15R、15Bの出力信号は低い状態となる。ただし、光ビームR、G、Bの位置関係により、光ビームGは光ビームRからΔt(=p/V;1秒程度)だけ遅れて第2の面90bに照射される。このため、図8において、受光素子15Gの出力信号は受光素子15Rの出力信号の立下りからΔt(1秒程度)だけ遅れて立ち上がる。   On the other hand, since the light beams R, G, and B do not reach the light receiving elements 15R and 15B, the output signals of the light receiving elements 15R and 15B are in a low state. However, due to the positional relationship between the light beams R, G, and B, the light beam G is applied to the second surface 90b with a delay of Δt (= p / V; about 1 second) from the light beam R. For this reason, in FIG. 8, the output signal of the light receiving element 15G rises with a delay of Δt (about 1 second) from the fall of the output signal of the light receiving element 15R.

さらに時間が経過すると、検査対象物90が移動して、図6(b)〜(d)に示すように光ビームR、G、Bが順次、第2の面90bの欠陥Eに照射される。図6(c)に示すように、光ビームGが欠陥Eに照射されている間は緑色の光ビームGが乱反射されて第2の収束位置P2に到達しなくなる。そのため、図8に示すように受光素子15G(G−ch)の出力信号に低い部分が発生する。   When the time further elapses, the inspection object 90 moves, and the light beams R, G, and B are sequentially irradiated onto the defect E on the second surface 90b as shown in FIGS. . As shown in FIG. 6C, while the light beam G is irradiated on the defect E, the green light beam G is irregularly reflected and does not reach the second convergence position P2. Therefore, as shown in FIG. 8, a low part occurs in the output signal of the light receiving element 15G (G-ch).

さらに時間が経過すると、検査対象物90の移動により、図7に示すように光ビームR、G、Bが第3の面90cを照射するようになる。第3の面90cで正反射された光ビームR、G、Bは、レンズ13によって第3の収束位置P3に収束される。しかし、第3の収束位置P3に配置されたカラーフィルタ14Bは青色の光ビームBしか通さないので、青色の光ビームBのみが受光素子15Bの受光面で検出される。これにより、図8に示すように、受光素子15Bからの出力信号は高い状態となる。   When the time further elapses, the movement of the inspection object 90 causes the light beams R, G, and B to irradiate the third surface 90c as shown in FIG. The light beams R, G, and B that are regularly reflected by the third surface 90c are converged by the lens 13 to the third convergence position P3. However, since the color filter 14B disposed at the third convergence position P3 passes only the blue light beam B, only the blue light beam B is detected on the light receiving surface of the light receiving element 15B. Thereby, as shown in FIG. 8, the output signal from the light receiving element 15B becomes high.

一方、受光素子15R、15Gには光ビームR、G、Bが到達しないので、受光素子15R、15Gの出力信号は低い状態となる。なお、光ビームR、G、Bの位置関係により光ビームBは光ビームGよりΔt(1秒程度)だけ遅れて第3の面90cに照射される。このため、図8において、受光素子15Bの出力信号は受光素子15Gの出力信号の立下りからΔt遅れて立ち上がる。   On the other hand, since the light beams R, G, and B do not reach the light receiving elements 15R and 15G, the output signals of the light receiving elements 15R and 15G are in a low state. Note that the light beam B is applied to the third surface 90c with a delay of Δt (about 1 second) from the light beam G due to the positional relationship of the light beams R, G, and B. Therefore, in FIG. 8, the output signal of the light receiving element 15B rises with a delay of Δt from the fall of the output signal of the light receiving element 15G.

図9は、実施形態に係る表面検査装置の欠陥検出処理を示すフロー図である。   FIG. 9 is a flowchart showing a defect detection process of the surface inspection apparatus according to the embodiment.

制御装置16は、受光素子15R、15G、15Bの波形に基づいて、図9に示す手順で検査対象物の表面の欠陥の有無を検出する。   Based on the waveforms of the light receiving elements 15R, 15G, and 15B, the control device 16 detects the presence or absence of a defect on the surface of the inspection object in the procedure shown in FIG.

まず、図8に示す各受光素子15R、15G、15Bの波形から検査対象物90の表面上の位置に対応する各受光素子15R、15G、15Bの出力信号の強度の分布を求める(ステップS1)。   First, the distribution of the intensity of the output signal of each light receiving element 15R, 15G, 15B corresponding to the position on the surface of the inspection object 90 is obtained from the waveform of each light receiving element 15R, 15G, 15B shown in FIG. 8 (step S1). .

光ビームR、G、BはY方向に相互にピッチpだけ離れているため、光ビームGは時間Δt(=ピッチp÷走査速度V)だけ遅れて光ビームRと同じ位置に照射される。また、光ビームBは時間2Δtだけ遅れて光ビームRと同じ位置に照射される。そこで、光ビームR、G、Bの位置方向の差を取り除くために、図8に示す受光素子15Gの波形を時間軸方向に−Δtだけシフトさせる補正処理を行う。また、受光素子15Bの波形を時間軸方向に−2Δtだけシフトさせる補正処理を行う。その後、時間軸tを位置Yに換算することにより、検査対象物90上の位置Yに対応する各受光素子15R、15G、15Bの出力信号の強度の分布が求まる。   Since the light beams R, G, and B are separated from each other by the pitch p in the Y direction, the light beam G is irradiated to the same position as the light beam R with a delay of time Δt (= pitch p ÷ scanning speed V). Further, the light beam B is irradiated to the same position as the light beam R with a delay of time 2Δt. Therefore, in order to remove the difference in the position direction of the light beams R, G, and B, a correction process for shifting the waveform of the light receiving element 15G shown in FIG. 8 by −Δt in the time axis direction is performed. Further, correction processing is performed to shift the waveform of the light receiving element 15B by −2Δt in the time axis direction. Thereafter, by converting the time axis t into the position Y, the distribution of the intensity of the output signal of each light receiving element 15R, 15G, 15B corresponding to the position Y on the inspection object 90 is obtained.

次に、受光素子15R、15G、15Bの出力信号の強度の分布を積算して検査対象物90の表面の正反射光の強度分布を求める(ステップS2)。   Next, the intensity distribution of the output signals of the light receiving elements 15R, 15G, and 15B is integrated to obtain the intensity distribution of the regular reflection light on the surface of the inspection object 90 (step S2).

図10は、横軸に位置をとり、縦軸に受光素子15R、15G、15Bの出力信号の積算値をとって、出力信号の積算値(正反射光の強度)の分布を示す図である。例えば、図8に示す波形に基づいて、ステップS1及びステップS2の処理を行うことにより図10に示すような出力信号の積算値(正反射光の強度)の分布が得られる。   FIG. 10 is a diagram showing the distribution of the integrated value of the output signal (the intensity of the specularly reflected light), with the position on the horizontal axis and the integrated value of the output signals of the light receiving elements 15R, 15G, and 15B on the vertical axis. . For example, the distribution of the integrated value of the output signal (intensity of specular reflection light) as shown in FIG. 10 is obtained by performing the processing of step S1 and step S2 based on the waveform shown in FIG.

次に、検査対象物90に対応する部分の出力信号の積算値(正反射光の強度)に低い部分があるか否かを調べる。すなわち、図10に示すように第1の閾値(暗閾値)を設定し、検査対象物90に対応する部分の積算波形中に第1の閾値を下回る部分が存在するか否かを調べる(ステップS3)。なお、第1の閾値は受光素子15R、受光素子15G及び受光素子15Bの何れか一つのみで光ビームを検出している状態の出力信号の積算値よりも低い値に設定される。図10に示す積算波形のように、欠陥Eに対応する部分で第1の閾値を下回る部分がある場合には、ステップS3により検査対象物90の表面に欠陥が有るものと判定する。   Next, it is examined whether or not there is a portion with a low integrated value (intensity of specular reflection light) of the output signal of the portion corresponding to the inspection object 90. That is, as shown in FIG. 10, a first threshold value (dark threshold value) is set, and it is checked whether or not there is a portion below the first threshold value in the integrated waveform of the portion corresponding to the inspection object 90 (step S3). Note that the first threshold value is set to a value lower than the integrated value of the output signal in a state where only one of the light receiving element 15R, the light receiving element 15G, and the light receiving element 15B is detecting the light beam. If there is a portion below the first threshold in the portion corresponding to the defect E as in the integrated waveform shown in FIG. 10, it is determined in step S3 that the surface of the inspection object 90 has a defect.

ところで、上述のステップS1〜S3による検出動作のみでは、欠陥の形状によっては検出漏れを生ずるおそれがある。   By the way, there is a possibility that a detection omission may occur depending on the shape of the defect only by the detection operation in steps S1 to S3 described above.

図11(a)〜(d)は、検査対象物の第2の面上に第3の面と同じ傾斜角度の表面を有する欠陥Fが存在する場合の光ビームの光路反射を、時間の経過の順に示す図である。   FIGS. 11A to 11D show the optical path reflection of the light beam when the defect F having the surface with the same inclination angle as the third surface exists on the second surface of the inspection object. FIG.

例えば、図11(a)〜(d)に示すように、検査対象物90の第2の面90bの上に、他の面(第3の面90c)の傾斜角度と同じ傾斜角度の面を有する欠陥Fが存在する場合を考える。この欠陥Fに、光ビームR、G、Bが順次照射されると、図11(b)〜(d)に示すように欠陥Fで正反射された光ビームR、G、Bが順次第3の収束位置P3に到達する。   For example, as shown in FIGS. 11A to 11D, a surface having the same inclination angle as the inclination angle of the other surface (third surface 90 c) is formed on the second surface 90 b of the inspection object 90. Consider a case where there is a defect F having. When the defects F are sequentially irradiated with the light beams R, G, and B, the light beams R, G, and B that are regularly reflected by the defect F are sequentially third as shown in FIGS. The convergence position P3 is reached.

そして、図11(c)に示すように、光ビームBが欠陥Fに照射されると第2の面90bを走査しているにも拘わらず、第3の収束位置P3に青色の光ビームBが到達する。このとき、カラーフィルタ14Bを透過した青色の光ビームBが受光素子15Bによって検出される。そのため、図12に示すように第2の面90bに対応する部分で受光素子15B(B−ch)の出力信号が高い部分が現れる。   Then, as shown in FIG. 11C, when the defect F is irradiated with the light beam B, the blue light beam B is formed at the third convergence position P3 even though the second surface 90b is scanned. Reach. At this time, the blue light beam B transmitted through the color filter 14B is detected by the light receiving element 15B. Therefore, as shown in FIG. 12, a portion where the output signal of the light receiving element 15B (B-ch) is high appears in the portion corresponding to the second surface 90b.

図13は、横軸に位置をとり、縦軸に受光素子15R、15G、15Bの出力信号の積算値をとって、出力信号の積算値の分布を示す図である。   FIG. 13 is a diagram showing a distribution of the integrated values of the output signals, with the position on the horizontal axis and the integrated values of the output signals of the light receiving elements 15R, 15G, and 15B on the vertical axis.

図12に示す波形に、前述のステップS1、S2で説明した処理を行なうと、図13に示すような出力信号の積算値の分布が得られる。図13に示すように、欠陥Fに対応する部分の受光素子15Gの出力信号の低下が、欠陥Fに対応する部分の受光素子15Bの出力信号の増加によって打ち消されてしまう。そのため、第1の積算波形には欠陥Fが存在するにもかかわらず出力信号の積算値(正反射光の強度)には暗閾値を下回る部分が現れず、ステップS3では欠陥を見落としてしまう。   When the processing described in steps S1 and S2 described above is performed on the waveform shown in FIG. 12, a distribution of integrated values of output signals as shown in FIG. 13 is obtained. As shown in FIG. 13, the decrease in the output signal of the light receiving element 15G corresponding to the defect F is canceled by the increase in the output signal of the light receiving element 15B corresponding to the defect F. Therefore, although the defect F exists in the first integrated waveform, the integrated value of the output signal (the intensity of the specular reflection light) does not show a portion below the dark threshold, and the defect is overlooked in step S3.

そこで、図11(c)に示すように2以上の受光素子で同時に光ビームが検出されている状態が発生したか否かを調べることにより欠陥Fを検出する。   Therefore, as shown in FIG. 11C, the defect F is detected by examining whether or not a state in which the light beam is simultaneously detected by two or more light receiving elements has occurred.

すなわち、ステップS3で欠陥が検出されない場合には、図9に示すようにステップS4に移行して、受光素子15R、15G、15Bの出力信号の経時変化を示す波形をそのまま積算する。   That is, if no defect is detected in step S3, the process proceeds to step S4 as shown in FIG. 9, and the waveforms indicating the temporal changes in the output signals of the light receiving elements 15R, 15G, and 15B are integrated as they are.

図14は、横軸に時間をとり、縦軸に受光素子15R、15G、15Bの出力信号の積算値をとって、出力信号の積算値の経時変化を示す図である。   FIG. 14 is a diagram showing a change over time in the integrated value of the output signal, with time on the horizontal axis and the integrated value of the output signals of the light receiving elements 15R, 15G, and 15B on the vertical axis.

例えば図12に示す波形についてステップS4の処理を行うと、図14に示す波形が得られる。   For example, when the process of step S4 is performed on the waveform shown in FIG. 12, the waveform shown in FIG. 14 is obtained.

次に、ステップS4で求めた積算波形に対して第2の閾値(明閾値)を設定し、第2の積算波形に第2の閾値を超える部分が有るか否かを調べる(ステップS5、図9)。なお、第2の閾値は、受光素子15R、15G、15Bの何れか1つの受光素子のみで光ビームを検出している状態の積算値よりも高い値に設定される。図14に示すように、第2の閾値を超える部分が検出された場合には、ステップS5により検査対象物90の表面に欠陥があるものと判定する。   Next, a second threshold value (bright threshold value) is set for the integrated waveform obtained in step S4, and it is checked whether or not there is a portion exceeding the second threshold value in the second integrated waveform (step S5, FIG. 9). Note that the second threshold value is set to a value higher than the integrated value in a state in which the light beam is detected by only one of the light receiving elements 15R, 15G, and 15B. As shown in FIG. 14, when a portion exceeding the second threshold is detected, it is determined in step S5 that the surface of the inspection object 90 has a defect.

一方、ステップS4で求めた積算波形中に第2の閾値を超える部分が検出されない場合には、ステップS5でその検査対象物90の表面には欠陥は存在しないものと判定して図9に示す一連の処理を終了する。   On the other hand, if a portion exceeding the second threshold is not detected in the integrated waveform obtained in step S4, it is determined in step S5 that there is no defect on the surface of the inspection object 90, and the result is shown in FIG. A series of processing ends.

以上のように、表面検査装置10及びこれを用いた表面検査方法によれば、表面が傾斜角度の異なる複数の面で構成された検査対象物90について、1回の走査で複数の面の検査を行うことができるので効率的に検査を行うことができる。   As described above, according to the surface inspection apparatus 10 and the surface inspection method using the surface inspection apparatus 10, the inspection target 90 having a plurality of surfaces with different inclination angles is inspected on a plurality of surfaces in one scan. Therefore, the inspection can be performed efficiently.

(その他の実施形態)
以上の説明では、図4に示す上に凸状の検査対象物90を測定する例について説明したが、表面検査装置10はこれ以外の検査対象物を検査できる。例えば、図15に示すように、第1の面91a、第2の面91b、第3の面91cを有する凹状の検査対象物91であっても検査を行うことができる。この場合には、図15に示すように第1の面91aに対応する第1の収束位置P1(右側)に受光素子15R及びカラーフィルタ14Rを配置し、第2の面91bに対応する第2の収束位置P2(中央)に受光素子15G及びカラーフィルタ14Gを配置する。また、第3の面91cに対応する第3の収束位置P3(左側)には受光素子15B及びカラーフィルタ14Bを配置すればよい。
(Other embodiments)
In the above description, the example in which the convex inspection object 90 shown in FIG. 4 is measured has been described, but the surface inspection apparatus 10 can inspect other inspection objects. For example, as shown in FIG. 15, even a concave inspection object 91 having a first surface 91a, a second surface 91b, and a third surface 91c can be inspected. In this case, as shown in FIG. 15, the light receiving element 15R and the color filter 14R are arranged at the first convergence position P1 (right side) corresponding to the first surface 91a, and the second surface corresponding to the second surface 91b. The light receiving element 15G and the color filter 14G are arranged at the convergence position P2 (center). Further, the light receiving element 15B and the color filter 14B may be arranged at the third convergence position P3 (left side) corresponding to the third surface 91c.

また、検査対象物90の面の数は3つに限定されるものではなく、2面又は4面以上の傾斜角度の異なる面を有していてもよい。この場合には、光源11から照射する光ビームの本数を、少なくとも検査対象物90の面の数と同等又はそれ以上の数とし、各面に対応する収束位置にそれぞれ異なる波長帯の光ビームを透過させるカラーフィルタ及び複数の受光素子を配置すればよい。   Further, the number of surfaces of the inspection object 90 is not limited to three, and may have two surfaces or four or more surfaces with different inclination angles. In this case, the number of light beams emitted from the light source 11 is at least equal to or greater than the number of the surfaces of the inspection object 90, and light beams having different wavelength bands are converged at the convergence positions corresponding to the respective surfaces. A color filter to be transmitted and a plurality of light receiving elements may be disposed.

また、上述の説明では、最も簡単な例として第1〜第3の収束位置P1、P2、P3がY方向に一列に並ぶ例で説明したが、実施形態に係る表面検査装置10はこれに限定されるものではない。例えば、検査対象物の表面の傾斜角度がX方向にも傾いている場合には収束位置はさらにX方向にもずれた位置に現れるが、その収束位置に適宜受光素子及びカラーフィルタを配置すれば同様の手順で検査対象物の表面の欠陥の有無を検出できる。   In the above description, as the simplest example, the first to third convergence positions P1, P2, and P3 are described as being arranged in a line in the Y direction. However, the surface inspection apparatus 10 according to the embodiment is limited to this. Is not to be done. For example, when the tilt angle of the surface of the inspection object is also tilted in the X direction, the convergence position appears at a position shifted further in the X direction, but if a light receiving element and a color filter are appropriately disposed at the convergence position. The presence or absence of defects on the surface of the inspection object can be detected by the same procedure.

また、表面検査装置10は、ハーフミラーを介して鉛直上方(Z方向)から光ビームR、G、Bを検査対象物90に照射していたが、これに限定されるものではない。光ビームR、G、BはY方向に一列に並んでいればよく、例えば、光ビームR、G、Bを検査対象物90の斜め上方向に配置した光源11からから検査対象物90に直接照射してもよい。   Further, the surface inspection apparatus 10 irradiates the inspection object 90 with the light beams R, G, and B from vertically above (Z direction) through the half mirror, but is not limited thereto. The light beams R, G, and B need only be arranged in a line in the Y direction. For example, the light beams R, G, and B are directly applied to the inspection object 90 from the light source 11 that is disposed obliquely above the inspection object 90. It may be irradiated.

さらに、表面検査装置10において、検査対象物90の表面で正反射された複数本の光ビームを収束させる手段(光ビーム収束部)はレンズ13に限定されるものではなく、例えば凹面鏡等を用いてもよい。   Furthermore, in the surface inspection apparatus 10, means for converging a plurality of light beams regularly reflected on the surface of the inspection object 90 (light beam converging unit) is not limited to the lens 13, and a concave mirror or the like is used, for example. May be.

10…表面検査装置、11…光源、12…ハーフミラー、13…レンズ、14R、14G、14B…カラーフィルタ、15R、15G、15B…受光素子、16…制御装置、17…載置台、21R、21G、21B…発光ダイオード、22R、22G、22B…コリメータレンズ、25…白色光源、26、27…プリズム、90、91…検査対象物、90a、91a…第1の面、90b、91b…第2の面、90c、91c…第3の面、P1…第1の収束位置、P2…第2の収束位置、P3…第3の収束位置、R、G、B…光ビーム。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Surface inspection apparatus, 11 ... Light source, 12 ... Half mirror, 13 ... Lens, 14R, 14G, 14B ... Color filter, 15R, 15G, 15B ... Light receiving element, 16 ... Control device, 17 ... Mounting stand, 21R, 21G , 21B ... light emitting diode, 22R, 22G, 22B ... collimator lens, 25 ... white light source, 26, 27 ... prism, 90, 91 ... inspection object, 90a, 91a ... first surface, 90b, 91b ... second Surface, 90c, 91c ... third surface, P1 ... first convergence position, P2 ... second convergence position, P3 ... third convergence position, R, G, B ... light beams.

Claims (3)

表面が傾斜角度の異なる複数の面で構成された検査対象物が載置される載置台と、
前記載置台に載置された前記検査対象物に対し相互に波長帯が異なる複数本の光ビームを出射する光源と、
前記載置台に載置された前記検査対象物の表面で正反射された前記複数本の光ビームを収束させる光ビーム収束部と、
前記検査対象物の表面を構成する前記複数の面の傾斜角度に応じた位置にそれぞれ配置され、前記光ビーム収束部により収束された光ビームを受光する複数の受光素子と、
前記受光素子のそれぞれの受光面側に配置され、配置された位置に応じてあらかじめ設定された波長帯の光ビームのみを通過させる複数のカラーフィルタと、
前記検査対象物の表面に照射された前記複数の光ビームに対し光ビームの並んだ方向に前記載置台を相対的に移動させる駆動部と、
前記駆動部を制御するとともに、前記受光素子の出力に基づいて前記検査対象物の表面の欠陥の有無を判定する制御部と、
を有し、
前記複数のカラーフィルタの各々が通過させる光ビームの波長帯は相互に異なり、且つ前記複数本の光ビームの各々の波長帯と同じであり、
前記光ビーム収束部は、前記検査対象物の表面で正反射された前記複数本の光ビームを、前記検査対象物の表面を構成する前記複数の面のうちの前記複数本の光ビームが照射された面の傾斜角度に応じた位置に収束させ、
前記複数の受光素子のうち、前記複数本の光ビームが照射された前記面の傾斜角度に応じた位置に配置された受光素子が、前記収束された光ビームを受光し、
前記駆動部は、前記載置台を移動させて、前記検査対象物の表面を構成する前記複数の面内で前記複数本の光ビームが照射される面を変えていき、
前記制御部は、前記検査対象物の表面に対する前記光ビームの照射位置と前記各受光素子の出力との関係に基づいて前記検査対象物の表面で正反射された光ビームの強度分布を求め、前記複数の受光素子のうち、前記複数本の光ビームが照射された前記面の傾斜角度に応じた位置に配置された受光素子が、前記複数のカラーフィルタのうちの当該受光素子の受光面側に配置されたカラーフィルタを通過する光を含まない前記収束された光ビームを受光して、前記検査対象物の表面で正反射された光ビームの強度分布に予め設定された閾値よりも低い部分が存在する場合には、前記検査対象物の表面に欠陥が有ると判定し、
さらに、前記制御部は、前記複数の受光素子のうち、前記複数本の光ビームが照射された前記面の傾斜角度に応じた位置に配置された第1の受光素子が、前記複数のカラーフィルタのうちの当該第1の受光素子の受光面側に配置された第1のカラーフィルタを通過する光を含む前記収束された光ビームを受光するとともに、当該第1の受光素子とは異なる第2の受光素子が、前記複数のカラーフィルタのうちの当該第2の受光素子の受光面側に配置された第2のカラーフィルタを通過する光を含む前記収束された光ビームを受光して、同時に2以上の前記受光素子で前記光ビームを受光した場合には前記検査対象物の表面に欠陥があると判定することを特徴とする表面検査装置。
A mounting table on which an inspection object composed of a plurality of surfaces with different inclination angles is mounted;
A light source that emits a plurality of light beams having different wavelength bands with respect to the inspection object mounted on the mounting table;
A light beam converging unit that converges the plurality of light beams specularly reflected on the surface of the inspection object placed on the mounting table,
A plurality of light receiving elements that are arranged at positions corresponding to inclination angles of the plurality of surfaces constituting the surface of the inspection object and receive the light beam converged by the light beam converging unit;
A plurality of color filters that are disposed on each light receiving surface side of the light receiving element, and allow only a light beam in a wavelength band set in advance according to the disposed position;
A drive unit that relatively moves the mounting table in a direction in which light beams are aligned with respect to the plurality of light beams irradiated on the surface of the inspection object;
A control unit that controls the driving unit and determines the presence or absence of defects on the surface of the inspection object based on the output of the light receiving element;
Have
The wavelength bands of the light beams transmitted by each of the plurality of color filters are different from each other, and are the same as the wavelength bands of each of the plurality of light beams,
The light beam converging unit irradiates the plurality of light beams regularly reflected on the surface of the inspection object with the plurality of light beams among the plurality of surfaces constituting the surface of the inspection object. Converge to a position corresponding to the tilt angle of the surface
Among the plurality of light receiving elements, a light receiving element disposed at a position corresponding to an inclination angle of the surface irradiated with the plurality of light beams receives the converged light beam,
The driving unit moves the placing table, Ki are changing the face of the light beam is irradiated in the plurality of in the plurality of surfaces constituting the surface of the inspection object,
The control unit obtains the intensity distribution of the light beam regularly reflected on the surface of the inspection object based on the relationship between the irradiation position of the light beam on the surface of the inspection object and the output of each light receiving element, Among the plurality of light receiving elements, a light receiving element arranged at a position corresponding to an inclination angle of the surface irradiated with the plurality of light beams is a light receiving surface side of the light receiving element of the plurality of color filters. Receiving the converged light beam that does not include light passing through the color filter disposed on the surface of the inspection object and lowering the intensity distribution of the light beam specularly reflected on the surface of the inspection object lower than a preset threshold value Is present, it is determined that the surface of the inspection object has a defect,
Further, the control unit includes a first light receiving element arranged at a position corresponding to an inclination angle of the surface irradiated with the plurality of light beams among the plurality of light receiving elements. And receiving the converged light beam including light passing through the first color filter disposed on the light receiving surface side of the first light receiving element, and a second different from the first light receiving element. The light receiving element receives the converged light beam including the light passing through the second color filter disposed on the light receiving surface side of the second light receiving element among the plurality of color filters, and simultaneously A surface inspection apparatus , wherein when the light beam is received by two or more light receiving elements, the surface of the inspection object is determined to be defective .
前記光源から出射する複数本の光ビームは一列に並んで出射することを特徴とする請求項1に記載の表面検査装置。   The surface inspection apparatus according to claim 1, wherein the plurality of light beams emitted from the light source are emitted in a line. 表面が傾斜角度の異なる複数の面で構成された検査対象物に相互に波長が異なる複数の光ビームを照射する光源と、前記検査対象物により正反射された前記複数の光ビームを収束させる光ビーム収束部と、前記検査対象物の表面を構成する前記複数の面の傾斜角度に応じた位置にそれぞれ配置され、前記光ビーム収束部により収束された光ビームを受光する複数の受光素子と、前記受光素子のそれぞれの受光面側に配置され、配置された位置に応じて予め設定された波長帯の光ビームを通過させる複数のカラーフィルタとを有する表面検査装置を用いた表面検査方法であって、
前記複数のカラーフィルタの各々が通過させる光ビームの波長帯は相互に異なり、且つ前記複数本の光ビームの各々の波長帯と同じであり、
前記光源から出射された前記複数の光ビームを前記検査対象物に照射して、前記検査対象物の表面で正反射された前記複数の光ビームを、前記光ビーム収束部で、前記検査対象物の表面を構成する前記複数の面のうちの前記複数の光ビームが照射された面の傾斜角度に応じた位置に収束させ、前記複数の受光素子のうち、前記複数の光ビームが照射された前記面の傾斜角度に応じた位置に配置された受光素子で、前記収束された光ビームを受光し、
前記検査対象物を、前記検査対象物に照射された前記複数の光ビームに対し光ビームの並んだ方向に相対的に移動させて、前記検査対象物の表面を構成する前記複数の面内で前記複数の光ビームが照射される面を変えていくことで、前記複数の受光素子の出力を測定し、
前記複数の受光素子の出力に基づいて前記検査対象物の表面の欠陥を測定するときに、前記検査対象物の表面に対する前記光ビームの照射位置と前記各受光素子の出力との関係に基づいて前記検査対象物の表面で正反射された光ビームの強度分布を求め、前記複数の受光素子のうち、前記複数本の光ビームが照射された前記面の傾斜角度に応じた位置に配置された受光素子が、前記複数のカラーフィルタのうちの当該受光素子の受光面側に配置されたカラーフィルタを通過する光を含まない前記収束された光ビームを受光して、前記検査対象物の表面で正反射された光ビームの強度分布に予め設定された閾値よりも低い部分が存在する場合には、前記検査対象物の表面に欠陥が有ると判定し、さらに、前記複数の受光素子のうち、前記複数本の光ビームが照射された前記面の傾斜角度に応じた位置に配置された第1の受光素子が、前記複数のカラーフィルタのうちの当該第1の受光素子の受光面側に配置された第1のカラーフィルタを通過する光を含む前記収束された光ビームを受光するとともに、当該第1の受光素子とは異なる第2の受光素子が、前記複数のカラーフィルタのうちの当該第2の受光素子の受光面側に配置された第2のカラーフィルタを通過する光を含む前記収束された光ビームを受光して、同時に2以上の前記受光素子で前記光ビームを受光した場合には前記検査対象物の表面に欠陥があると判定することを特徴とする表面検査方法。
A light source that irradiates a plurality of light beams having different wavelength bands onto an inspection object having a plurality of surfaces with different inclination angles, and converges the plurality of light beams that are regularly reflected by the inspection object. A light beam converging unit, and a plurality of light receiving elements arranged at positions corresponding to inclination angles of the plurality of surfaces constituting the surface of the inspection object, and receiving the light beam converged by the light beam converging unit; A surface inspection method using a surface inspection apparatus that is disposed on each light receiving surface side of the light receiving element and has a plurality of color filters that pass light beams in a wavelength band set in advance according to the disposed positions. There,
The wavelength bands of the light beams transmitted by each of the plurality of color filters are different from each other, and are the same as the wavelength bands of each of the plurality of light beams,
The inspection object is irradiated with the plurality of light beams emitted from the light source, and the plurality of light beams regularly reflected on the surface of the inspection object are converted into the inspection object by the light beam converging unit. Of the plurality of surfaces constituting the surface of the plurality of light beams are converged to a position corresponding to an inclination angle of the surface irradiated with the plurality of light beams, and the plurality of light beams are irradiated among the plurality of light receiving elements. The light receiving element arranged at a position corresponding to the inclination angle of the surface receives the converged light beam,
In the plurality of planes constituting the surface of the inspection object, the inspection object is moved relative to the plurality of light beams irradiated on the inspection object in a direction in which the light beams are arranged. By changing the surface irradiated with the plurality of light beams, the output of the plurality of light receiving elements is measured,
When measuring defects on the surface of the inspection object based on the outputs of the plurality of light receiving elements, based on the relationship between the irradiation position of the light beam on the surface of the inspection object and the outputs of the light receiving elements The intensity distribution of the light beam regularly reflected on the surface of the inspection object is obtained, and the light receiving element is disposed at a position corresponding to the inclination angle of the surface irradiated with the plurality of light beams among the plurality of light receiving elements. A light receiving element receives the converged light beam that does not include light passing through a color filter disposed on the light receiving surface side of the light receiving element among the plurality of color filters, and receives light on the surface of the inspection object. When there is a portion lower than a preset threshold in the intensity distribution of the regularly reflected light beam, it is determined that there is a defect on the surface of the inspection object, and among the plurality of light receiving elements, Multiple A first light receiving element disposed at a position corresponding to an inclination angle of the surface irradiated with the light beam is disposed on the light receiving surface side of the first light receiving element of the plurality of color filters. A second light receiving element that receives the converged light beam including light passing through the color filter and is different from the first light receiving element is the second light receiving element of the plurality of color filters. When the converged light beam including light passing through the second color filter disposed on the light receiving surface side of the light is received and simultaneously received by two or more of the light receiving elements, the inspection object A surface inspection method for determining that a surface of an object has a defect .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63222202A (en) * 1987-03-12 1988-09-16 Toyota Motor Corp Apparatus for measuring distance and angle of inclination
JPH04110962U (en) * 1991-03-12 1992-09-25 日本電気株式会社 Scratch inspection device
JPH09305820A (en) * 1996-05-15 1997-11-28 Toshiba Corp Color image pickup device
JP4619171B2 (en) * 2005-03-29 2011-01-26 パナソニック電工Sunx株式会社 Angle measuring device
JP4826750B2 (en) * 2005-04-08 2011-11-30 オムロン株式会社 Defect inspection method and defect inspection apparatus using the method
JP2010071844A (en) * 2008-09-19 2010-04-02 Omron Corp Apparatus for inspecting appearance of substrate and method for measuring height of solder fillet

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