(57)【要約】【課題】直円柱形状の壁面の一端に形成された面取り部を有する対象物を、回転軸を中心に回転させて撮像することで、直円柱形状の中心軸と回転軸との偏心量を正確に求める。【解決手段】対象物Ｗと上面２１１との内壁面Ｗ３に沿った境界Ｂを、上面２１１の反対側から撮像することで、境界画像Ｉｂが取得される。この境界画像Ｉｂに含まれる、対象物Ｗと上面２１１との内壁面Ｗ３に沿った境界Ｂの形状は、比較的高い精度で加工された内壁面Ｗ３の直円柱形状により決まり、面取り部Ｗ４の加工精度の影響を受けないため、高い真円度を有する。したがって、直円柱形状の内壁面Ｗ３の一端に対して形成された面取り部Ｗ４を有する対象物Ｗを、回転軸Ａ２を中心に回転させつつ撮像することで、直円柱形状の中心軸Ａｗと回転軸Ａ２との差である偏心量Δを正確に求めることが可能となっている。【選択図】図６
2020134421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直円柱形状の壁面および前記壁面の両端のうち少なくとも一端に対して形成された面取り部を有する対象物に対向するステージ平面が設けられたステージを有し、前記ステージ平面の法線と前記直円柱形状の中心軸とが平行な状態で前記壁面の前記一端を前記ステージ平面の反対側に向けて前記対象物を支持する回転支持部と、
前記対象物に対して前記ステージ平面の反対側に配置され、前記ステージ平面の法線方向からの平面視において前記対象物と前記ステージ平面との前記壁面に沿った境界を撮像するカメラと、
所定の回転軸を中心に前記回転支持部を回転させながら前記カメラにより前記境界を撮像することで取得した境界画像に基づき、前記直円柱形状の前記中心軸と前記回転支持部の前記回転軸との位置の差である偏心量を求める制御部と
を備えた検査装置。
【請求項２】
前記対象物に対して前記ステージ平面の反対側に配置され、前記境界に重複する範囲に光を照射する照明をさらに備え、
前記ステージ平面は、鏡面であり、
前記カメラは、光学系および固体撮像素子を有し、前記照明から射出されて前記ステージ平面で反射された光を前記光学系により前記固体撮像素子に結像することで、前記境界を撮像する請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記光学系は、物体側にテレセントリックである請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記ステージに対して前記対象物の反対側に配置された照明をさらに備え、
前記ステージは、光を透過し、
前記照明は、前記ステージを介して前記境界に重複する範囲に光を照射し、
前記カメラは、光学系および固体撮像素子を有し、前記照明から射出されて前記ステージを透過した光を前記光学系により前記固体撮像素子に結像することで、前記境界を撮像する請求項１に記載の検査装置。
【請求項５】
前記回転支持部は、前記回転軸に直交する方向において前記回転軸に対して前記ステージを移動させる位置調整機構をさらに有し、
前記制御部は、前記偏心量に基づき前記位置調整機構を制御することで、前記直円柱形状の前記中心軸と前記回転支持部の前記回転軸との位置の差を縮小させるアライメントを実行する請求項１ないし４のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記回転軸を中心に前記回転支持部を回転させながら前記カメラにより前記対象物を撮像することで取得した外観画像に基づき前記対象物における欠陥の有無を検査する欠陥検査を、前記アライメントの後に実行する請求項５に記載の検査装置。
【請求項７】
前記対象物は、直円柱形状の貫通孔を有し、前記貫通孔の内壁面が前記壁面に相当する請求項１ないし６のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項８】
前記対象物は、直円柱形状の外壁面を有し、前記外壁面が前記壁面に相当する請求項１ないし６のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項９】
直円柱形状の壁面および前記壁面の両端のうち少なくとも一端に対して形成された面取り部を有する対象物に対向するステージ平面が設けられたステージを有し、前記ステージ平面の法線と前記直円柱形状の中心軸とが平行な状態で前記壁面の前記一端を前記ステージ平面の反対側に向けて前記対象物を支持する回転支持部を、所定の回転軸を中心に回転させる工程と、
前記ステージ平面の法線方向からの平面視における前記対象物と前記ステージ平面との前記壁面に沿った境界を、前記対象物に対して前記ステージ平面の反対側から、前記回転支持部の回転中に撮像することで境界画像を取得する工程と、
前記境界画像に基づき、前記直円柱形状の前記中心軸と前記回転支持部の前記回転軸との位置の差である偏心量を求める工程と
を備えた偏心量検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、対象物を回転させつつ対象物を撮像することで取得した画像に基づき対象における欠陥の有無を検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、シリコンウェハーを回転させつつシリコンウェハーを撮像することで取得した画像に基づき、シリコンウェハーにおける欠陥の有無を検査する技術が記載されている。かかる欠陥検査の対象はシリコンウェハーに限られず、平面視で円形を有する、換言すれば直円柱形状を有する物体全般が欠陥検査の対象物となりうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５５４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ちなみに、対象物の直円柱形状の中心軸と対象物の回転軸との間に位置ずれが生じていると、検査に資する適切な画像を取得できない。そこで、対象物を回転させつつ対象物の表面を撮像した画像に基づきこれらの位置を調整するアライメントが、欠陥検査の前に適宜行われる。例えばシリコンウェハーを対象物とする場合、シリコンウェハーを回転させながら、平面視におけるシリコンウェハーの表面のエッジが撮像される。位置ずれがなければ、エッジは直線状に表れるのに対して、位置ずれがあるとエッジは曲線状に表れる。つまり、エッジの形状に基づき位置ずれの量、すなわち偏心量を求めることができ、さらにこの偏心量に基づき位置ずれを補正することができる。
【０００５】
ただし、このようにして偏心量が求められるには、対象物の表面のエッジの真円度が十分に担保されていることが前提となる。半導体プロセスにより製造されるシリコンウェハーの表面は高い真円度を有する一方、機械部品や工具は必ずしもそうではない。具体的に説明すると、後者のような対象物のうちには、直円柱形状の端に面取り加工が施されたものがある。かかる面取りの加工精度は、一般に直円柱形状の加工精度等に比べて低い。その結果、対象物の表面のエッジの形状が面取りの加工精度の影響を受けてしまい、その真円度が十分に担保されないために、上記の偏心量を正確に求められない場合があった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、直円柱形状の壁面の一端に対して形成された面取り部を有する対象物を、回転軸を中心に回転させつつ撮像することで、直円柱形状の中心軸と回転軸との差である偏心量を正確に求めることを可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る検査装置は、直円柱形状の壁面および壁面の両端のうち少なくとも一端に対して形成された面取り部を有する対象物に対向するステージ平面が設けられたステージを有し、ステージ平面の法線と直円柱形状の中心軸とが平行な状態で壁面の一端をステージ平面の反対側に向けて対象物を支持する回転支持部と、対象物に対してステージ平面の反対側に配置され、ステージ平面の法線方向からの平面視において対象物とステージ平面との壁面に沿った境界を撮像するカメラと、所定の回転軸を中心に回転支持部を回転させながらカメラにより境界を撮像することで取得した境界画像に基づき、直円柱形状の中心軸と回転支持部の回転軸との位置の差である偏心量を求める制御部とを備える。
【０００８】
本発明に係る偏心量検出方法は、直円柱形状の壁面および壁面の両端のうち少なくとも一端に対して形成された面取り部を有する対象物に対向するステージ平面が設けられたステージを有し、ステージ平面の法線と直円柱形状の中心軸とが平行な状態で壁面の一端をステージ平面の反対側に向けて対象物を支持する回転支持部を、所定の回転軸を中心に回転させる工程と、ステージ平面の法線方向からの平面視における対象物とステージ平面との壁面に沿った境界を、対象物に対してステージ平面の反対側から、回転支持部の回転中に撮像することで境界画像を取得する工程と、境界画像に基づき、直円柱形状の中心軸と回転支持部の回転軸との位置の差である偏心量を求める工程とを備える。
【０００９】
このように構成された本発明（検査装置、偏心量検出方法）では、直円柱形状の壁面と、この壁面の少なくとも一端に対して形成された面取り部とを有する対象物が回転支持部により支持される。特に、この回転支持部は、対象物に対向するステージ平面が設けられたステージを有し、ステージ平面の法線と直円柱形状の中心軸とが平行な状態で壁面の一端をステージ平面の反対側に向けて対象物を支持しつつ、回転軸を中心に回転する。そして、ステージ平面の法線方向からの平面視における対象物とステージ平面との壁面に沿った境界を、ステージ平面の反対側から撮像することで、境界画像が取得される。この境界画像に含まれる、対象物の壁面とステージ平面との壁面に沿った境界の形状は、比較的高い精度で加工された壁面の直円柱形状により決まり、面取り部の加工精度の影響を受けないため、高い真円度を有する。そして、直円柱形状の中心軸と回転支持部の回転軸との位置の差である偏心量が、この境界画像に基づき求められる。こうして、本発明では、直円柱形状の壁面の一端に対して形成された面取り部を有する対象物を、回転軸を中心に回転させつつ撮像することで、直円柱形状の中心軸と回転軸との差である偏心量を正確に求めることが可能となっている。
【００１０】
また、対象物に対してステージ平面の反対側に配置され、境界に重複する範囲に光を照射する照明をさらに備え、ステージ平面は、鏡面であり、カメラは、光学系および固体撮像素子を有し、照明から射出されてステージ平面で反射された光を光学系により固体撮像素子に結像することで、境界を撮像するように、検査装置を構成しても良い。かかる構成では、対象物の壁面とステージ平面との壁面に沿った境界の形状を、高いコントラストで的確に撮像することができ、偏心量を正確に求めるのに資する。
【００１１】
また、光学系は、物体側にテレセントリックであるように、検査装置を構成しても良い。かかる構成では、面取り部で反射された光を境界画像から排除することができる。その結果、対象物の壁面とステージ平面との壁面に沿った境界の形状を的確に撮像して、偏心量を正確に求めることが可能となる。
【００１２】
また、ステージに対して対象物の反対側に配置された照明をさらに備え、ステージは、光を透過し、照明は、ステージを介して境界に重複する範囲に光を照射し、カメラは、光学系および固体撮像素子を有し、照明から射出されてステージを透過した光を光学系により固体撮像素子に結像することで、境界を撮像するように、検査装置を構成しても良い。かかる構成では、対象物の壁面とステージ平面との壁面に沿った境界の形状を、高いコントラストで的確に撮像することができ、偏心量を正確に求めるのに資する。
【００１３】
また、回転支持部は、回転軸に直交する方向において回転軸に対してステージを移動させる位置調整機構をさらに有し、制御部は、偏心量に基づき位置調整機構を制御することで、直円柱形状の中心軸と回転支持部の回転軸との位置の差を縮小させるアライメントを実行するように、検査装置を構成しても良い。かかる構成では、直円柱形状の中心軸と回転支持部の回転軸との位置の差を解消することが可能となる。
【００１４】
また、制御部は、回転軸を中心に回転支持部を回転させながらカメラにより対象物を撮像することで取得した外観画像に基づき対象物における欠陥の有無を検査する欠陥検査を、アライメントの後に実行するように、検査装置を構成しても良い。かかる構成では、直円柱形状の中心軸と回転支持部の回転軸との位置の差が解消された状態で、対象物の欠陥検査を適切に実行することができる。
【００１５】
なお、対象物の具体的な構成は種々想定できる。例えば、対象物は、直円柱形状の貫通孔を有し、貫通孔の内壁面が壁面に相当する構成を具備していても良い。あるいは、対象物は、直円柱形状の外壁面を有し、外壁面が壁面に相当する構成を具備していていも良い。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、直円柱形状の壁面の一端に対して形成された面取り部を有する対象物を、回転軸を中心に回転させつつ撮像することで、直円柱形状の中心軸と回転軸との差である偏心量を正確に求めることを可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る検査装置の一例を模式的に示す側面図。
【図２】図１の検査装置の一部を模式的に示す平面図。
【図３】対象物の外観画像の一例を模式的に示す図。
【図４】対象物が有する直円柱形状の中心軸とθステージの回転軸との間に偏心が生じた状態を模式的に示す平面図。
【図５】図４の状態で取得される外観画像を模式的に示す図。
【図６】面取り加工が施された対象物を模式的に示す断面図。
【図７】対象物とθステージの上面との境界を示す境界画像の一例を模式的に示す図。
【図８】図１の検査装置で実行される動作の一例を示すフローチャート。
【図９】対象物に光を照射する構成の変形例を模式的に示す断面図。
【図１０】変形例に係る対象物を検査する検査装置の構成を模式的に示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は本発明に係る検査装置の一例を模式的に示す側面図であり、図２は図１の検査装置の一部を模式的に示す平面図である。両図および以下の図では、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向で構成されるＸＹＺ直交座標を適宜示す。ここで、Ｘ方向およびＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。この検査装置１は対象物Ｗにおける傷等の欠陥の有無を検査する。
【００１９】
検査装置１は、対象物Ｗを支持する回転支持部２を備える。回転支持部２は、水平に配置されたθステージ２１を有する。このθステージ２１は、Ｚ方向に平行な回転軸Ａ２を中心としてθ方向に回転可能に、支持部材Ｓにより支持されている。θステージ２１は、Ｚ方向からの平面視で円形状を有する平板である。θステージ２１の上面２１１はＺ方向に直交する水平な平面であり、換言すれば、上面２１１の法線はＺ方向に平行である。そして、モーターＭによってθステージ２１をθ方向に回転させることで、回転軸Ａ２を中心に対象物Ｗを回転させることができる。なお、θステージ２１は平面視で円形状に限られず、矩形状でも良い。
【００２０】
また、回転支持部２は、θステージ２１の上面２１１に取り付けられたＸＹステージ２２を備え、ＸＹステージ２２が対象物Ｗを保持する。こうして、ＸＹステージ２２に保持された対象物Ｗに対して、θステージ２１の上面２１１が下方から対向する。ＸＹステージ２２への対象物Ｗの取り付けは、例えばボルトやナット等の締結部材を用いた締結により実現できる。そして、ＸＹステージ２２により対象物Ｗを駆動することで、θステージ２１の上面２１１に対して対象物ＷをＸ方向およびＹ方向に移動させることができる。
【００２１】
さらに、検査装置１は、対象物Ｗを撮像するカメラ３を備える。カメラ３は、θステージ２１に保持される対象物Ｗの上方に配置され、換言すれば、対象物Ｗはカメラ３とθステージ２１の上面２１１との間に位置する。カメラ３は、対象物Ｗに上方から対向する光学系３１と、固体撮像素子であるラインセンサー３２とを有し、下方から入射してきた光を光学系３１によってラインセンサー３２に結像することで、画像を撮像する。光学系３１は、Ｚ方向に平行な光軸を有して物体側にテレセントリックであり、Ｚ方向に平行な光のみを結像する。
【００２２】
また、検査装置１は、θステージ２１に保持される対象物Ｗの上方に配置された照明４を備える。照明４はＺ方向に光を落射する落射照明である。そして、照明４から下方へ射出されて、対象物Ｗで反射された反射光が光学系３１に入射する。なお、上述の通り、光学系３１は物体側にテレセントリックであるため、Ｚ方向に平行な反射光のみが光学系３１によりラインセンサー３２に結像される。
【００２３】
さらに、検査装置１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)やＲＡＭ(Random Access Memory)等で構成されたプロセッサーである制御部９を備える。この制御部９は、検査装置１の各部を制御することで、対象物Ｗにおける欠陥の有無を検査する。なお、図１および図２に示す対象物Ｗは、エンジンの構成部品であるコネクティングロッドであり、検査装置１は、対象物Ｗのビッグエンドの側面Ｗ１（回転支持部２により対象物Ｗを支持した状態における上面）における傷（欠陥）の有無を検査する（欠陥検査）。
【００２４】
欠陥検査の開始に際しては、側面Ｗ１が上側を向いた状態で、対象物Ｗが回転支持部２に取り付けられる。コネクティングロッドである対象物Ｗのビッグエンドには、直円柱形状の開口部Ｗ２（貫通孔）がＺ方向に貫通しており、換言すれば、ビッグエンドは、直円柱形状の内壁面Ｗ３を有する。この直円柱形状の中心軸Ａｗは、Ｚ方向に平行であるとともに、Ｘ方向およびＹ方向においてθステージ２１の回転軸Ａ２に一致する。こうして、θステージ２１の上面２１１の法線と内壁面Ｗ３の直円柱形状の中心軸Ａｗとが平行な状態で内壁面Ｗ３の一端（上端）を他端（下端）に対して上面２１１の反対側（すなわち、上側）に向けて対象物Ｗが支持される。かかる対象物Ｗの取り付けは、ロボット等により自動で行っても良いし、作業者による手作業で行っても良い。
【００２５】
次に、制御部９は、モーターＭによりθステージ２１をθ方向に回転させることで、ＸＹステージ２２を介してθステージ２１により支持された対象物Ｗを回転させる。この際、ビックエンドの内壁面Ｗ３が有する直円柱形状の中心軸Ａｗが回転軸Ａ２に一致していることから、対象物Ｗは、この中心軸Ａｗを中心に回転する。そして、制御部９は、照明４から対象物Ｗの側面Ｗ１に光を照射しつつ、対象物Ｗの側面Ｗ１からの反射光をカメラ３により撮像することで、当該側面Ｗ１の外観画像Ｉａを取得する。なお、カメラ３の視野Ｆは、円環形状の側面Ｗ１のうち中心軸ＡｗよりＹ方向の一方側の一部と、回転軸Ａ２とを含む範囲に設定され、カメラ３は、この視野Ｆ内を通過する側面Ｗ１の一部を撮像する。
【００２６】
図３は対象物の外観画像の一例を模式的に示す図である。外観画像Ｉａは、θ方向（角度方向）とＲ方向（動径方向）とで構成される極座標軸上で表される。したがって、円環形状を有する側面Ｗ１の内側エッジＷ１１は、外観画像Ｉａにおいて直線状に表れる。そして、制御部９は、外観画像Ｉａに基づき、対象物Ｗの側面Ｗ１における傷Ｄの有無を検査する。
【００２７】
ところで、このような方法では、対象物Ｗの内壁面Ｗ３が有する直円柱形状の中心軸Ａｗと、θステージ２１の回転軸Ａ２との間に偏心（位置ずれ）が生じる場合がある。このような場合、欠陥検査に資する外観画像Ｉａを取得できない。
【００２８】
図４は対象物が有する直円柱形状の中心軸とθステージの回転軸との間に偏心が生じた状態を模式的に示す平面図であり、図５は図４の状態で取得される外観画像を模式的に示す図である。図４に示すように、偏心量Δの偏心が生じたことから、θステージ２１の回転に伴って、視野Ｆを通過する対象物Ｗの側面Ｗ１の内側エッジＷ１１からθステージ２１の回転軸Ａ２までの距離は、最大値Ｒａと最小値Ｒｂとの間で変動する（図５）。
【００２９】
換言すれば、外観画像Ｉａに表れる内側エッジＷ１１の形状から、偏心量Δを算出することができれば、これに基づき偏心を補正できるとも考えられる。ただし、コネクティングロッドのような機械部品を対象物Ｗとした場合、対象物Ｗに施された面取り加工の精度が低いために、偏心量Δを正確に求めることが難しかった。
【００３０】
図６は面取り加工が施された対象物を模式的に示す断面図である。なお、図６は、対象物Ｗの他にθステージ２１を併せて示す。対象物Ｗは、側面Ｗ１と内壁面Ｗ３との間に、Ｚ方向に対して傾いた面取り部Ｗ４を有する。このように、内壁面Ｗ３の上端と側面Ｗ１の内側エッジＷ１１との間に面取り部Ｗ４が延設されている。そのため、側面Ｗ１の内側エッジＷ１１の位置は、面取り部Ｗ４を形成する面取り加工の精度の影響を受ける。このような内側エッジＷ１１の真円度は必ずしも担保されないため、図５に示す外観画像Ｉａに表れる内側エッジＷ１１の形状から偏心量Δを正確に求めることは難しい。
【００３１】
これに対して、内壁面Ｗ３が有する直円柱形状の加工精度は、面取り加工の精度よりも高い。そこで、本実施形態に係る検査装置１は、次に説明するように、内壁面Ｗ３の加工精度の高さを利用して、偏心量Δを求める構成を具備する。
【００３２】
具体的には、θステージ２１の上面２１１は鏡面であり、入射してきた光を上方へ正反射する。そして、照明４が対象物Ｗおよびθステージ２１の上面２１１に光を落射しつつ、カメラ３がθステージ２１の上面２１１を背景として、対象物Ｗを上方から撮像する。この際、カメラ３の光学系３１は物体側にテレセントリックであるため、Ｚ方向に平行な光のみをラインセンサー３２に結像する。したがって、Ｚ方向に傾斜する面取り部Ｗ４で反射された光の殆どはラインセンサー３２に結像されない一方、θステージ２１の上面２１１でＺ方向に平行に反射されて内壁面Ｗ３の内側を通過する光Ｌが主としてラインセンサー３２に結像される。こうして撮像された画像では、面取り部Ｗ４は暗く表れる一方、面取り部Ｗ４の内側に隣接するθステージ２１の上面２１１は明るく表れる。つまり、当該画像は、これらのコントラストによって、対象物Ｗとθステージ２１の上面２１１との境界Ｂを示す境界画像Ｉｂ（図７）に相当する。
【００３３】
図７は対象物とθステージの上面との境界を示す境界画像の一例を模式的に示す図である。この境界Ｂは、直円柱形状の内壁面Ｗ３により規定され、当該内壁面Ｗ３に沿った形状を有する。したがって、境界Ｂは、面取り加工の精度の影響を受ける側面Ｗ１の内側エッジＷ１１と比較して高い形状精度を有する。そこで、制御部９は、境界画像Ｉｂが示す、対象物Ｗとθステージ２１の上面２１１との境界Ｂに基づき、偏心量Δを算出する。
【００３４】
図８は図１の検査装置で実行される動作の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、制御部９の制御により実行され、偏心量Δを補正してから（ステップＳ１０１〜Ｓ１０７）、欠陥検査を実行する（ステップＳ１０８）。
【００３５】
つまり、対象物Ｗが回転支持部２に取り付けられると、制御部９は、θステージ２１の回転を開始する（ステップＳ１０１）。これによって、対象物Ｗは回転軸Ａ２を中心に回転する。そして、制御部９は、カメラ３の視野Ｆを含む範囲に照明４から光を落射するとともに、カメラ３によって視野Ｆ内を撮像して（ステップＳ１０２）、境界画像Ｉｂを取得する（ステップＳ１０３）。こうして境界画像Ｉｂの取得が完了すると、制御部９はθステージ２１の回転を停止する（ステップＳ１０４）。
【００３６】
ステップＳ１０５では、制御部９は、エッジ検出等の画像処理を境界画像Ｉｂに実行することで、境界画像Ｉｂに含まれる境界Ｂを抽出し、この境界Ｂの形状に基づき偏心量Δを算出する。制御部９は、算出された偏心量Δが閾値未満かを判断し（ステップＳ１０６）、この偏心量Δが閾値未満でなければ（ステップＳ１０６で「ＮＯ」）、ステップＳ１０７のアライメントを実行する。このアライメントでは、対象物Ｗの内壁面Ｗ３の中心軸Ａｗとθステージ２１の回転軸Ａ２との位置の差が、算出された偏心量Δより小さくなるように、回転軸Ａ２に直交する方向（水平方向）における対象物Ｗの位置がＸＹステージ２２によって調整される。
【００３７】
これらステップＳ１０１〜Ｓ１０７は、偏心量Δが閾値未満となるまで（ステップＳ１０６で「ＹＥＳ」となるまで）、繰り返し実行される。そして、偏心量Δが閾値未満に収束すると、上述の要領で欠陥検査が実行される（ステップＳ１０８）。
【００３８】
以上に説明した実施形態では、直円柱形状の内壁面Ｗ３と、この内壁面Ｗ３の一端（上端）に対して形成された面取り部Ｗ４とを有する対象物Ｗが回転支持部２により支持される。この回転支持部２は、対象物Ｗに下方から対向する平面状の上面２１１が設けられたθステージ２１を有する。そして、回転支持部２は、上面２１１の法線と内壁面Ｗ３の直円柱形状の中心軸Ａｗとが平行な状態で内壁面Ｗ３の一端を上面２１１の反対側（換言すれば、カメラ３側）に向けて対象物Ｗを支持しつつ、回転軸Ａ２を中心に回転する。そして、上面２１１の法線方向（すなわち、Ｚ方向）からの平面視における対象物Ｗと上面２１１との内壁面Ｗ３に沿った境界Ｂを、上面２１１の反対側から撮像することで、境界画像Ｉｂが取得される。この境界画像Ｉｂに含まれる、対象物Ｗと上面２１１との内壁面Ｗ３に沿った境界Ｂの形状は、比較的高い精度で加工された内壁面Ｗ３の直円柱形状により決まり、面取り部Ｗ４の加工精度の影響を受けないため、高い真円度を有する。そして、内壁面Ｗ３の直円柱形状の中心軸Ａｗと回転支持部２の回転軸Ａ２との位置の差である偏心量Δが、この境界画像Ｉｂに基づき求められる。こうして、直円柱形状の内壁面Ｗ３の一端に対して形成された面取り部Ｗ４を有する対象物Ｗを、回転軸Ａ２を中心に回転させつつ撮像することで、直円柱形状の中心軸Ａｗと回転軸Ａ２との差である偏心量Δを正確に求めることが可能となっている。
【００３９】
また、対象物Ｗに対してθステージ２１の上面２１１の反対側に配置され、境界Ｂに重複する範囲に光を落射する照明４が具備されている。この上面２１１は鏡面であり、カメラ３は、照明４から射出されて上面２１１で反射された光（正反射光）を光学系３１によりラインセンサー３２に結像することで、境界Ｂを撮像する。かかる構成では、対象物Ｗの内壁面Ｗ３とθステージ２１の上面２１１との境界Ｂの形状を、高いコントラストで的確に撮像することができ、偏心量Δを正確に求めるのに資する。
【００４０】
また、光学系３１は、物体側にテレセントリックである。かかる構成では、面取り部Ｗ４で反射された光を境界画像Ｉｂから排除することができる。その結果、対象物Ｗの内壁面Ｗ３とθステージ２１の上面２１１との境界Ｂの形状を的確に撮像して、偏心量Δを正確に求めることが可能となる。
【００４１】
また、回転支持部２は、回転軸Ａ２に直交する方向（Ｘ方向、Ｙ方向）において回転軸Ａ２に対してθステージ２１を移動させるＸＹステージ２２を有する。そして、制御部９は、偏心量Δに基づきＸＹステージ２２を制御することで、内壁面Ｗ３の直円柱形状の中心軸Ａｗと回転支持部２の回転軸Ａ２との位置の差を縮小させるアライメントを実行する（ステップＳ１０７）。かかる構成では、内壁面Ｗ３の直円柱形状の中心軸Ａｗと回転支持部２の回転軸Ａ２との位置の差（すなわち、偏差）を解消することが可能となる。
【００４２】
また、制御部９は、回転軸を中心に回転支持部２を回転させながらカメラ３により対象物Ｗを撮像することで取得した外観画像Ｉａに基づき対象物Ｗにおける傷Ｄの有無を検査する欠陥検査を、アライメントの後に実行する（ステップＳ１０８）。かかる構成では、内壁面Ｗ３の直円柱形状の中心軸Ａｗと回転支持部２の回転軸Ａ２との位置の差（すなわち、偏差）が解消された状態で、対象物Ｗの欠陥検査を適切に実行することができる。
【００４３】
以上に説明した実施形態では、検査装置１が本発明の「検査装置」の一例に相当し、回転支持部２が本発明の「回転支持部」の一例に相当し、θステージ２１が本発明の「ステージ」の一例に相当し、上面２１１が本発明の「ステージ平面」の一例に相当し、ＸＹステージ２２が本発明の「位置調整機構」の一例に相当し、回転軸Ａ２が本発明の「回転軸」の一例に相当し、カメラ３が本発明の「カメラ」の一例に相当し、光学系３１が本発明の「光学系」の一例に相当し、ラインセンサー３２が本発明の「固体撮像素子」の一例に相当し、照明４が本発明の「照明」の一例に相当し、制御部９が本発明の「制御部」の一例に相当し、対象物Ｗが本発明の「対象物」の一例に相当し、内壁面Ｗ３が本発明の「壁面」の一例に相当し、面取り部Ｗ４が本発明の「面取り部」の一例に相当し、中心軸Ａｗが本発明の「中心軸」の一例に相当し、偏心量Δが本発明の「偏心量」の一例に相当し、境界画像Ｉｂが本発明の「境界画像」の一例に相当し、境界Ｂが本発明の「境界」の一例に相当し、外観画像Ｉａが本発明の「外観画像」の一例に相当する。
【００４４】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、対象物Ｗに対して光を照射する具体的な構成を適宜変更しても良い。図９は対象物に光を照射する構成の変形例を模式的に示す断面図である。この変形例では、照明４が排除される一方、θステージ２１の下側に配置された照明５が具備される。この照明５は、Ｚ方向に平行な光を上方へ射出する。θステージ２１は光透過性の例えばガラス平板であり、照明５から射出された光のうち、内壁面Ｗ３の内側を通過した光Ｌがカメラ３の光学系３１に入射し、対象物Ｗに入射した光はカメラ３の光学系３１に入射しない。なお、この変形例では、カメラ３の光学系３１はテレセントリックではない。
【００４５】
かかる変形例においても、カメラ３はθステージ２１の上面２１１を背景として、対象物Ｗを上方から撮像する。この際、カメラ３から見て対象物Ｗの後方（奥側）に配置されたθステージ２１の上面２１１から射出されて、内壁面Ｗ３の内側を通過した光Ｌのみが、光学系３１によってラインセンサー３２に結像される。こうして撮像された境界画像Ｉｂでは、面取り部Ｗ４は暗く表れる一方、面取り部Ｗ４の内側に隣接するθステージ２１の上面２１１は明るく表れる。
【００４６】
つまり、θステージ２１に対して対象物Ｗの反対側に配置された照明５が照明４の代わりに具備されている。θステージ２１は光を透過し、照明５はθステージ２１を介して境界Ｂに重複する範囲に光を照射する。そして、カメラ３は、照明５から射出されてθステージ２１を透過した光を光学系３１によりラインセンサー３２に結像することで、境界Ｂを撮像する。かかる構成では、対象物Ｗの内壁面Ｗ３とθステージ２１の上面２１１との内壁面Ｗ３に沿った境界Ｂの形状を、高いコントラストで的確に撮像することができ、偏心量Δを正確に求めるのに資する。
【００４７】
また、検査装置１での対象物Ｗは、上述のようなコネクティングロッドに限られない。図１０は変形例に係る対象物を検査する検査装置の構成を模式的に示す側面図である。この対象物Ｗは、直円柱形状の外壁面Ｗ５（壁面）を有する。そして、外壁面Ｗ５の上端と対象物Ｗ１の外側のエッジとの間に面取り部Ｗ４が形成されている。そして、検査装置１は、θステージ２１に伴って対象物Ｗを回転させつつカメラ３によって撮像を行うことで、対象物Ｗとθステージ２１の上面２１１との外壁面Ｗ５に沿った境界Ｂを撮像することで、境界画像Ｉｂを取得する。かかる構成によっても、外壁面Ｗ５の直円柱形状の中心軸Ａｗと回転軸Ａ２との差である偏心量Δを正確に求めることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、直円柱形状の壁面の端に対して面取り部が加工された対象物を、回転軸を中心に回転させて、壁面の直円柱形状の中心軸と回転軸との偏差を求める技術の全般に適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１…検査装置
２…回転支持部
２１…θステージ（ステージ）
２１１…上面（ステージ平面）
２２…ＸＹステージ（位置調整機構）
Ａ２…回転軸
３…カメラ
３１…光学系
３２…ラインセンサー（固体撮像素子）
４…照明
９…制御部
Ｗ…対象物
Ｗ３…内壁面（壁面）
Ｗ５…外壁面（壁面）
Ｗ４…面取り部
Ａｗ…中心軸
Δ…偏心量
Ｉｂ…境界画像
Ｉａ…外観画像
Ｂ…境界
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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