(57)【要約】【課題】  透過性材料の表面疵等と内部にわたるクラックとを識別して検査するクラック及び外観検査装置を提供する。【解決手段】  クラック及び外観検査装置は、第１の波長の光を被検査物の表面に照射する第１の光源と、第１の波長と異なる第２の波長の光を被検査物の表面に照射する第２の光源と、被検査物に入射した第１の波長の光の内部散乱後、表面から出射する第１の波長の出射光と、被検査物の表面での第２の波長の反射光と、を検出する検出部と、第１の光源と検出部との間に配置され、第１の光源からの直接光と、第１の光源から照射された光が被検査物の表面で反射された一次反射光と、が、検出部で直接に検出されないように遮光する遮光部材と、第１の光源と第２の光源とを結ぶ方向に沿って、第１の波長の出射光と第２の波長の反射光との強度変化を算出して、被検査物の表面疵と内部にわたるクラックとを識別する識別部と、を備える。【選択図】図２
2014178134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長の光を被検査物の表面に照射する第１の光源と、
前記第１の波長と異なる第２の波長の光を前記被検査物の表面に照射する第２の光源と、
前記被検査物に入射した前記第１の波長の光の内部散乱後、表面から出射する前記第１の波長の出射光と、前記被検査物の表面での前記第２の波長の反射光と、を検出する検出部と、
前記第１の光源と前記検出部との間に配置され、前記第１の光源からの直接光と、前記第１の光源から照射された光が前記被検査物の表面で反射された一次反射光と、が、前記検出部で直接に検出されないように遮光する遮光部材と、
前記第１の光源と前記第２の光源とを結ぶ方向に沿って、前記第１の波長の出射光と前記第２の波長の反射光との強度変化を算出して、前記被検査物の表面疵と内部にわたるクラックとを識別する識別部と、
を備えたクラック及び外観検査装置。
【請求項２】
前記検出部は、エリアカメラからなる、請求項１に記載のクラック及び外観検査装置。
【請求項３】
前記遮光部は、前記被検査物の表面の法線方向に対する前記第１の光源からの光の照射角度αと、前記遮光部と前記被検査物の表面までの間隔ｄと、を用いて、前記遮光部の厚さＷが、
Ｗ＞ｄｔａｎα
で表される範囲である、請求項１に記載のクラック及び外観検査装置。
【請求項４】
前記遮光部は、鉛直方向となす傾斜角βが、前記第１の光源から照射する光の光軸と鉛直方向とのなす角αに対して、α／２〜αの範囲である、請求項１に記載のクラック及び外観検査装置。
【請求項５】
前記識別部は、前記第１の光源と前記第２の光源とを結ぶ方向に沿って、前記第１の波長の出射光の強度変化と前記第２の波長の反射光の強度変化のうち、
ｉ）前記第１の波長の出射光の有意な強度変化と前記第２の波長の反射光の有意な強度変化の両方が検出した場合をクラックと識別し、
ｉｉ）前記第２の波長の反射光の有意な強度変化のみが検出される場合を表面疵と識別する、
請求項１に記載のクラック及び外観検査装置。
【請求項６】
前記第１の光源から前記被検査物に照射する点を挟んで前記第１の光源と反対側から、前記第１及び第２の波長と異なる第３の波長の光を前記被検査物の表面に照射する第３の光源と、
前記第３の光源と前記検出部との間に配置され、前記第３の光源からの直接光と、前記第３の光源から照射された光が前記被検査物の表面で反射される一次反射光と、が、前記検出部で直接に検出されないように遮光する第２の遮光部と、
をさらに備えた、請求項１に記載のクラック及び外観検査装置。
【請求項７】
前記第２の遮光部は、前記被検査物の表面の法線方向に対する前記第３の光源からの光の照射角度αと、前記遮光部と前記被検査物の表面までの間隔ｄと、を用いて、前記遮光部の厚さＷが、
Ｗ＞ｄｔａｎα
で表される範囲である、請求項６に記載のクラック及び外観検査装置。
【請求項８】
前記第２の遮光部は、鉛直方向となす傾斜角βが、前記第３の光源から照射する光の光軸と鉛直方向とのなす角αに対して、α／２〜αの範囲である、請求項６に記載のクラック及び外観検査装置。
【請求項９】
第１の光源から第１の波長の光を被検査物の表面に照射するステップと、
第２の光源から前記第１の波長と異なる第２の波長の光を前記被検査物の表面に照射するステップと、
前記被検査物に入射した前記第１の波長の光の内部散乱後、表面から出射する前記第１の波長の出射光と、前記被検査物の表面での前記第２の波長の反射光と、を検出するステップと、
前記第１の光源と前記第２の光源とを結ぶ方向に沿って、前記第１の波長の出射光と前記第２の波長の反射光との強度変化を算出して、前記被検査物の表面疵と内部にわたるクラックとを識別するステップと、
を含み、
前記第１の光源からの直接光と、前記第１の光源から照射された光が前記被検査物の表面で反射された一次反射光と、が、前記検出部で直接に検出されないように遮光する、クラック及び外観検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過性材料の表面疵等と内部にわたるクラックとを識別して検査するクラック及び外観検査装置並びにクラック及び外観検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子等に使用される半導体基板等は、精密な加工精度が求められており、表面疵や内部にまで及ぶクラックを検出する必要がある。このうち、クラック検査として、被検査物に光を入射させ、入射光が内部散乱した後、被検査物外へ透過した漏れ光の輝度を測定し、クラックの有無を分析する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２１０４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記クラック検査方法では、内部散乱光のみを用いて、内部にまで及ぶクラックの有無を分析しているため、表面疵の存在を検出できなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、透過性材料の表面疵等と内部にわたるクラックとを識別して検査するクラック及び外観検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るクラック及び外観検査装置は、第１の波長の光を被検査物の表面に照射する第１の光源と、
前記第１の波長と異なる第２の波長の光を前記被検査物の表面に照射する第２の光源と、
前記被検査物に入射した前記第１の波長の光の内部散乱後、表面から出射する前記第１の波長の出射光と、前記被検査物の表面での前記第２の波長の反射光と、を検出する検出部と、
前記第１の光源と前記検出部との間に配置され、前記第１の光源からの直接光と、前記第１の光源から照射された光が前記被検査物の表面で反射された一次反射光と、が、前記検出部で直接に検出されないように遮光する遮光部材と、
前記第１の光源と前記第２の光源とを結ぶ方向に沿って、前記第１の波長の出射光と前記第２の波長の反射光との強度変化を算出して、前記被検査物の表面疵と内部にわたるクラックとを識別する識別部と、
を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るクラック及び外観検査装置によれば、透過性材料の表面疵等と内部にわたるクラックとを識別して検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係るクラック及び外観検査装置による被検査物の検査領域を示す平面図である。
【図２】実施の形態１に係るクラック及び外観検査装置の構成を示す正面図である。
【図３】図２のクラック及び外観検査装置の２つの光源からの光の照射及び被検査物内での内部散乱を示す概略図である。
【図４】遮光部材の幅Ｗの条件を示す断面図である。
【図５】被検査物の内部散乱光の強度変化における有意なギャップの検出によるクラック検出を示す図である。
【図６】被検査物の表面反射光の強度変化における有意なピークの検出による表面疵の検出を示す図である。
【図７】実施の形態１に係るクラック及び外観検査装置によるクラックの検出を示す図である。
【図８】実施の形態１に係るクラック及び外観検査装置による表面疵の検出を示す図である。
【図９】実施の形態２に係るクラック及び外観検査装置の２つの光源からの光の照射を示す概略図である。
【図１０】図９のクラック及び外観検査装置における遮光部材の傾斜角度の条件を示す断面図である。
【図１１】実施の形態３に係るクラック及び外観検査装置の３つの光源からの光の照射を示す概略図である。
【図１２】図１１のクラック及び外観検査装置の３つの光源からの光のうち、２つの光源からの光の被検査物の内部散乱光の強度変化における有意なギャップの検出によるクラック検出を示す図である。
【図１３】図１１の２つの内部散乱光の強度変化のうち、一方の内部散乱光を符号反転して、両者を加算した強度変化を示す図である。
【図１４】実施の形態４に係るクラック及び外観検査装置の３つの光源からの光の照射を示す概略図である。
【図１５】実施の形態４に係るクラック及び外観検査装置によるクラックの検出を示す図である。
【図１６】実施の形態４に係るクラック及び外観検査装置による表面疵の検出を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
第１の態様に係るクラック及び外観検査装置は、第１の波長の光を被検査物の表面に照射する第１の光源と、
前記第１の波長と異なる第２の波長の光を前記被検査物の表面に照射する第２の光源と、
前記被検査物に入射した前記第１の波長の光の内部散乱後、表面から出射する前記第１の波長の出射光と、前記被検査物の表面での前記第２の波長の反射光と、を検出する検出部と、
前記第１の光源と前記検出部との間に配置され、前記第１の光源からの直接光と、前記第１の光源から照射された光が前記被検査物の表面で反射された一次反射光と、が、前記検出部で直接に検出されないように遮光する遮光部材と、
前記第１の光源と前記第２の光源とを結ぶ方向に沿って、前記第１の波長の出射光と前記第２の波長の反射光との強度変化を算出して、前記被検査物の表面疵と内部にわたるクラックとを識別する識別部と、
を備える。
【００１０】
第２の態様に係るクラック及び外観検査装置は、上記第１の態様において、前記検出部は、エリアカメラからなるものであってもよい。
【００１１】
第３の態様に係るクラック及び外観検査装置は、上記第１の態様において、前記遮光部は、前記被検査物の表面の法線方向に対する前記第１の光源からの光の照射角度αと、前記遮光部と前記被検査物の表面までの間隔ｄと、を用いて、前記遮光部の厚さＷが、
Ｗ＞ｄｔａｎα
で表される範囲であってもよい。
【００１２】
第４の態様に係るクラック及び外観検査装置は、上記第１の態様において、前記遮光部は、鉛直方向となす傾斜角βが、前記第１の光源から照射する光の光軸と鉛直方向とのなす角αに対して、α／２〜αの範囲であってもよい。
【００１３】
第５の態様に係るクラック及び外観検査装置は、上記第１の態様において、前記識別部は、前記第１の光源と前記第２の光源とを結ぶ方向に沿って、前記第１の波長の出射光の強度変化と前記第２の波長の反射光の強度変化のうち、
ｉ）前記第１の波長の出射光の有意な強度変化と前記第２の波長の反射光の有意な強度変化の両方が検出した場合をクラックと識別し、
ｉｉ）前記第２の波長の反射光の有意な強度変化のみが検出される場合を表面疵と識別する、
ものであってもよい。
【００１４】
第６の態様に係るクラック及び外観検査装置は、上記第１の態様において、前記第１の光源から前記被検査物に照射する点を挟んで前記第１の光源と反対側から、前記第１及び第２の波長と異なる第３の波長の光を前記被検査物の表面に照射する第３の光源と、
前記第３の光源と前記検出部との間に配置され、前記第３の光源からの直接光と、前記第３の光源から照射された光が前記被検査物の表面で反射される一次反射光と、が、前記検出部で直接に検出されないように遮光する第２の遮光部と、
をさらに備えてもよい。
【００１５】
第７の態様に係るクラック及び外観検査装置は、上記第６の態様において、前記第２の遮光部は、前記被検査物の表面の法線方向に対する前記第３の光源からの光の照射角度αと、前記遮光部と前記被検査物の表面までの間隔ｄと、を用いて、前記遮光部の厚さＷが、
Ｗ＞ｄｔａｎα
で表される範囲であってもよい。
【００１６】
第８の態様に係るクラック及び外観検査装置は、上記第６の態様において、前記第２の遮光部は、鉛直方向となす傾斜角βが、前記第３の光源から照射する光の光軸と鉛直方向とのなす角αに対して、α／２〜αの範囲であってもよい。
【００１７】
第９の態様に係るクラック及び外観検査方法は、第１の光源から第１の波長の光を被検査物の表面に照射するステップと、
第２の光源から前記第１の波長と異なる第２の波長の光を前記被検査物の表面に照射するステップと、
前記被検査物に入射した前記第１の波長の光の内部散乱後、表面から出射する前記第１の波長の出射光と、前記被検査物の表面での前記第２の波長の反射光と、を検出するステップと、
前記第１の光源と前記第２の光源とを結ぶ方向に沿って、前記第１の波長の出射光と前記第２の波長の反射光との強度変化を算出して、前記被検査物の表面疵と内部にわたるクラックとを識別するステップと、
を含み、
前記第１の光源からの直接光と、前記第１の光源から照射された光が前記被検査物の表面で反射された一次反射光と、が、前記検出部で直接に検出されないように遮光する。
【００１８】
実施の形態に係るクラック及び外観検査装置について、添付図面を用いて以下に説明する。なお、図面において、実質的に同一の部材については同一の符号を付している。
【００１９】
（実施の形態１）
＜クラック及び外観検査装置＞
図１は、実施の形態１に係るクラック及び外観検査装置１０による被検査物１の検査領域６を示す平面図である。図２は、実施の形態１に係るクラック及び外観検査装置１０の構成を示す正面図である。図３は、図２のクラック及び外観検査装置１０の２つの光源１１、１２からの光の照射及び被検査物１内での内部散乱を示す概略図である。このクラック及び外観検査装置１０は、内部散乱用の第１の光源１１と、表面反射用の第２の光源１２と、エリアカメラ１３と、遮光部材１４と、識別部１５と、を備えている。第１の光源１１は、第１の波長、例えば赤色光を照射してもよい。第２の光源１２は、第１の波長とは異なる第２の波長、例えば青色光を照射してもよい。エリアカメラ１３は、被検査物１に入射した第１の波長の光の内部散乱後、表面から出射する第１の波長の出射光と、被検査物１の表面での第２の波長の反射光と、を検出する。遮光部材１４は、第１の光源１１からの直接光と、第１の光源１１からの光が被検査物１の表面で反射される一次反射光と、が、エリアカメラ１３で直接に検出されないように遮光する。識別部１５は、第１の光源１１と第２の光源１２とを結ぶ方向に沿って、第１の波長の出射光（Ｒ）と第２の波長の反射光（Ｂ）との強度変化を算出して、被検査物１の表面疵と内部にわたるクラックとを識別する。
【００２０】
図５は、被検査物１の第１の光源１１による内部散乱光（Ｒ）について、第１の光源と第２の光源とを結ぶ方向に沿った内部散乱光（Ｒ）の強度変化における有意なギャップの検出によるクラック８の検出を示す図である。図６は、被検査物１の第２の光源１２による表面反射光（Ｂ）について、第１の光源と第２の光源とを結ぶ方向に沿った表面反射光（Ｂ）の強度変化における有意なピークの検出による表面疵の検出を示す図である。図７は、実施の形態１に係るクラック及び外観検査装置１０によるクラックの検出を示す図である。図８は、実施の形態１に係るクラック及び外観検査装置１０による表面疵の検出を示す図である。
【００２１】
図５に示すように、被検査物１に内部に及ぶクラック８が存在する場合、内部散乱光（Ｒ）の強度変化において、クラック８に対応する箇所にギャップが生じる。内部散乱光（Ｒ）は、被検査物１の内部で内部散乱を繰り返すため、第１の光源１１からの距離が離れるにつれて光強度が急激に減衰する。一方、図６に示すように、被検査物に表面疵が存在する場合、表面反射光（Ｂ）の強度変化において、表面疵に対応する箇所にピークが生じる。表面反射光（Ｂ）は、内部散乱光（Ｒ）に比べて減衰が小さく、図６の見かけ上、ベースラインが水平に近いものとして示している。なお、内部散乱光（Ｒ）は、クラック８の存在についてギャップを生じるが、表面疵が存在しても強度変化において有意な変化を示さない。これに対して、表面反射光（Ｂ）は、表面疵が存在する場合だけでなく、クラック８が存在する場合にもピークを生じる。
【００２２】
そこで、実施の形態１に係るクラック及び外観検査装置１０では、図７及び図８に示すように、第１の光源１１による内部散乱光（Ｒ）の検出だけでなく、第２の光源１２による表面反射光（Ｂ）の検出を同時に行っている。図７に示すように、クラックが存在する場合には、内部散乱光（Ｒ）の強度変化及び表面反射光（Ｂ）の強度変化の両方においてそれぞれギャップとピークが検出される。これに対して、図８に示すように、表面疵が存在する場合には、内部散乱光（Ｒ）の強度変化には有意な変化はなく、表面反射光（Ｂ）の強度変化においてのみピークが検出される。したがって、このクラック及び外観検査装置１０では、内部散乱光（Ｒ）の強度変化においてギャップが検出されたか、表面反射光（Ｂ）の強度変化においてピークが検出されたか、を判断することで、被検査物１において内部にわたるクラック８が存在するか（図７）、あるいは表面疵が存在するか（図８）、を識別することができる。
【００２３】
なお、テーブル２は、図２の矢印方向に移動させてもよい。テーブル２を移動させることによって、被検査物１の検査領域６を順次移動させることができる。また、図２では、テーブル２を第１の光源１１から第２の光源１２に向かって移動させているが、これに限らず、第２の光源１２から第１の光源１１に向かって移動させてもよい。
【００２４】
以下、このクラック及び外観検査装置１０を構成する各構成部材について説明する。
【００２５】
＜第１の光源＞
内部散乱用の第１の光源１１は、第１の波長、例えば赤色光（Ｒ）を照射してもよい。なお、これに限られず、緑色光、青色光等であってもよい。また、第１の光源は、バー型照明又はラインレーザであってもよい。図３に示すように、第１の光源１１からの光は、透過性材料からなる被検査物１の内部で散乱され、内部散乱光を生じ、表面から出射する。このとき、クラック８が存在する場合には、図５に示すように、クラック８の位置に対応して内部散乱光の強度変化にギャップを生じる。
【００２６】
＜第２の光源＞
表面反射用の第２の光源１２は、第１の波長とは異なる第２の波長、例えば青色光（Ｂ）を照射してもよい。なお、これに限られず、第１の波長の光と異なる光であればよく、赤色光、緑色光等であってもよい。また、第２の光源は、バー型照明であってもよい。第２の光源１２からの光は、被検査物１の表面で反射され、表面反射光を生じる。このとき、表面疵が存在する場合には、図６に示すように、表面疵の位置に対応して表面反射光の強度変化にピークを生じる。第２の光源１２では、第１の波長と異なる第２の波長の光を照射するので、第２の光源１２からの表面反射光を、第１の光源１１からの内部反射光と明確に識別できる。
【００２７】
＜エリアカメラ＞
エリアカメラ１３は、被検査物１に入射した第１の波長の光の内部散乱後、表面から出射する第１の波長の出射光と、被検査物１の表面での第２の波長の反射光と、を検出する。なお、エリアカメラ１３は、図１の平面図に示すように、カメラ視野４のうち、第１の光源１１と第２の光源１２とを結ぶ方向に沿った複数画素からなる短辺と、これに垂直な方向に沿った複数画素からなる長辺とによって画成される細長い検査領域６を有する。例えば、短辺方向は約１００画素であり、長辺方向は約２０００画素であってもよい。図５から図８の内部散乱光（Ｒ）又は表面反射光（Ｂ）の強度変化は、いずれも第１の光源１１と第２の光源１２とを結ぶ方向、つまり検査領域６の短辺方向に沿った強度変化である。このように、検出部としてラインカメラではなく、短辺方向にも検査領域６を有するエリアカメラを使用することによって、図５〜図８に示すように、１度の撮像によって短辺方向に沿った強度変化を得ることができる。この強度変化に現れるギャップ又はピークを検出することで、被検査物１において内部にわたるクラック８が存在するか（図７）、あるいは表面疵が存在するか（図８）、を識別することができる。
【００２８】
＜遮光部材＞
遮光部材１４は、第１の光源１１からの直接光と、第１の光源１１からの光が被検査物１の表面で反射された一次反射光と、が、エリアカメラ１３で直接に検出されないように遮光する。
図４は、遮光部材１４の幅Ｗの条件を示す断面図である。この遮光部材１４の幅（厚さ）Ｗの条件について検討する。例えば、第１の光源１１から照射される光が被検査物１の表面で反射される一次反射光が遮光部材１４の下部を介して検査領域６に入り、エリアカメラ１３で検出される場合を考える。この場合、第１の光源１１側の端から遮光部材１４を介して検査領域６までの距離は、遮光部材１４の端面と検査領域６との間に間隙を設けない場合には実質的に遮光部材１４の幅Ｗと同じとなる。この遮光部材１４の幅Ｗと、遮光部材１４と被検査物１との間隙ｄと、第１の光源１１から照射される光と鉛直方向とのなす角αとの間には、
ｔａｎα＝Ｗ／ｄ
の関係が成立する。上記式を整理すると、
Ｗ＝ｄｔａｎα
となる。そこで、遮光部材１４の幅Ｗは、ｄｔａｎαより大きいことが好ましい。遮光部材１４の幅Ｗがｄｔａｎαより大きい場合には第１の光源１１から照射される光が被検査物１の表面で反射される一次反射光が遮光部材１４の下部を介して検査領域６に入り、エリアカメラ１３で検出されることを抑制できる。
【００２９】
＜識別部＞
識別部１５は、エリアカメラ１３で検出した第１の波長の出射光（Ｒ）と第２の波長の反射光（Ｂ）について、第１の光源１１と第２の光源１２とを結ぶ方向に沿って、第１の波長の出射光（Ｒ）と第２の波長の反射光（Ｇ）との強度変化を算出して、被検査物１の内部にわたるクラックと表面疵とを識別する。この場合、第１の波長（Ｒ）と第２の波長（Ｂ）とは異なるので、第１の波長の出射光（Ｒ）と第２の波長の反射光（Ｂ）とを同時に検出してもそれぞれの光強度を波長ごとに分離できる。そのため、内部散乱光である第１の波長の出射光（Ｒ）の強度変化と、表面反射光である第２の波長の反射光（Ｂ）の強度変化とを同時に検出でき、内部にわたるクラックと表面疵とを識別できる。
【００３０】
＜クラック及び外観検査方法＞
この実施の形態１に係るクラック及び外観検査方法は、次のステップで構成される。
（ａ）第１の光源１１から第１の波長の光（Ｒ）を被検査物１の表面に照射する。この場合において、第１の光源１１からの直接光と、第１の光源１１から照射された光が被検査物１の表面で反射された一次反射光と、が、直接に検出されないように遮光する。
（ｂ）第２の光源１２から第１の波長と異なる第２の波長の光（Ｂ）を被検査物１の表面に照射する。
（ｃ）被検査物１に入射した第１の波長の光の内部散乱後、表面から出射する第１の波長の出射光（Ｒ）と、被検査物１の表面での第２の波長の反射光（Ｂ）と、を検出する。
（ｄ）第１の光源１１と第２の光源１２とを結ぶ方向に沿って、第１の波長の出射光（Ｒ）と第２の波長の反射光（Ｂ）との強度変化を算出して、被検査物１の表面疵と内部にわたるクラック８とを識別する。
【００３１】
（実施の形態２）
図９は、実施の形態２に係るクラック及び外観検査装置２０の２つの光源からの光の照射を示す概略図である。図１０は、図９のクラック及び外観検査装置２０における遮光部材の傾斜角度の条件を示す断面図である。このクラック及び外観検査装置２０では、実施の形態１に係るクラック及び外観検査装置１０と対比すると、鏡面１６を有する遮光部材１４を用いている点、及び、遮光部材１４を鉛直方向について角度βで傾斜させて配置している点で相違する。この遮光部材１４は、第１の光源１１から照射される光を鏡面１６で反射して、被検査物１に照射している。このように第１の光源１１から照射される光を傾斜させた遮光部材１４の鏡面１６で反射することで、第１の光源１１から照射される光を有効利用できる。
【００３２】
図１０によって、第１の光源１１から照射する光の光軸と鉛直方向とのなす角度αと、遮光部材１４の傾斜角度βとの関係を検討する。第１の光源１１から照射される光を有効利用するためには、反射される光の光軸が第１の光源１１の方向に戻るのではなく、第１の光源１１から第２の光源１２側に向かう方向となることが必要である。遮光部材が鏡面１６となっている場合、第１の光源１１からの光は、遮光部材１４の鏡面１６によって下向きに反射される。この場合に、上記の反射される光の光軸が第１の光源１１の方向に戻るのではなく、第１の光源１１から第２の光源１２側に向かう方向となる条件は、
β≧α／２
である。また、遮光部材１４の傾斜角度βは、第１の光源１１から照射する光の光軸と鉛直方向とのなす角度αより大きくなることはない。そこで、２つの条件から、遮光部材１４の傾斜角度βは、α／２〜αの範囲であることが好ましい。遮光部材１４の傾斜角度βが上記範囲にある場合には、第１の光源１１から照射される光を遮光部材１４で反射することで、第１の光源１１から照射される光を有効利用できる。
【００３３】
（実施の形態３）
図１１は、実施の形態３に係るクラック及び外観検査装置３０の３つの光源からの光（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の照射を示す概略図である。図１２は、図１１のクラック及び外観検査装置３０の３つの光源からの光のうち、２つの光源からの光の被検査物の内部散乱光（Ｒ、Ｇ）の強度変化における有意なギャップの検出によるクラック検出を示す図である。図１３は、図１２の２つの内部散乱光（Ｒ、Ｇ）の強度変化のうち、一方の内部散乱光（Ｇ）を符号反転して、両者を加算した強度変化を示す図である。
【００３４】
このクラック及び外観検査装置３０は、実施の形態１及び２に係るクラック及び外観検査装置と対比すれば、内部散乱用の第３の光源１７、ハーフミラー１８及び第２の遮光部材１９を設けている点で相違する。第３の光源１７は、第１の光源１１から照射する被検査物１上の点を挟んで第１の光源１１と反対側から、第１及び第２の波長（Ｒ、Ｂ）と異なる第３の波長の光（Ｇ）を照射する。また、第２の遮光部材１９は、第３の光源１７とエリアカメラ１３との間に配置され、第３の光源１７からの直接光と、第３の光源１７から照射された光が被検査物１の表面で反射される一次反射光と、が、エリアカメラ１３で直接に検出されないように遮光する。また、ハーフミラー１８は、表面反射用の第２の光源１２からの光を２つの遮光部材１４、１９で挟まれた被検査物１の箇所に照射するために光軸をほぼ９０°曲げるように反射させる。また、ハーフミラー１８は、エリアカメラ１３で被検査物１からの光を検出できるように、被検査物１から届く光を透過させるために設けられている。なお、第３の光源１７は、第１の光源１１と反対側に設けることとしているが、これに限られず、例えば、第１の光源１１から照射する被検査物１上の点を挟んでほぼ９０°をなす方向に配置してもよい。
【００３５】
また、このクラック及び外観検査装置３０では、内部散乱用の第１の光源１１に加えて、第１の光源１１と反対側に配置された内部散乱用の第３の光源１７を設けたことを特徴とする。図１２に示すように、第１の光源１１からの光の出射光（Ｒ）と、第３の光源１７からの光の出射光（Ｇ）とは、光強度の減衰方向が異なる。光強度に現れるギャップの大きさｄＲ、ｄＧは、光強度自体の大きさに依存する。そのため、第１の光源１１からの光の出射光（Ｒ）と、第３の光源１７からの光の出射光（Ｇ）とは、検査領域６の短辺方向についての検出精度の高さが異なるので、検査可能領域を広げることができるとともに、検査が重複する領域では互いに補い合うことができる。そこで、同一位置についての２つの内部散乱光（Ｒ、Ｇ）の強度変化におけるギャップのうち、より顕著なギャップに基づいて欠陥位置を判定してもよい。
【００３６】
さらに、図１３に示すように、図１２に示す２つの内部散乱光（Ｒ、Ｇ）の強度変化のうち、一方の内部散乱光（Ｇ）について、最大強度をベースラインとして、そのベースラインからの差分（負符号表示）を算出する。次いで、ベースラインからの差分（負符号）を符号反転して、もう一方の内部散乱光（Ｒ）に加算する。これによって、強度変化におけるそれぞれのギャップ（ｄＲ、ｄＧ）も加算（ｄＲ＋ｄＧ）され、検出感度を向上させることができる。
【００３７】
（実施の形態４）
図１４は、実施の形態４に係るクラック及び外観検査装置４０の３つの光源からの光の照射を示す概略図である。図１５は、実施の形態４に係るクラック及び外観検査装置４０によるクラックの検出を示す図である。図１６は、実施の形態４に係るクラック及び外観検査装置４０による表面疵の検出を示す図である。
このクラック及び外観検査装置４０は、実施の形態３に係るクラック及び外観検査装置３０と対比すると、２つの遮光部材１４、１９を傾斜させて配置している点、及び、ハーフミラーを用いることなく第２の光源１２を斜め上方から光を照射している点で相違する。２つの遮光部材１４、１９を傾斜させることによって、第１の光源１１から照射される光を遮光部材１４で反射して第１の光源１１から照射される光を有効利用できると共に、第３の光源１７から照射される光を第２の遮光部材１９で反射して第３の光源１７から照射される光を有効利用できる。また、２つの遮光部材１４、１９を傾斜させることによって、第２の光源１２を斜め上方から光を照射できる位置に配置可能とできる。
【００３８】
なお、２つの内部散乱光（Ｒ、Ｇ）の強度変化と、１つの表面反射光（Ｂ）の強度変化との対比によって、それぞれで有意なギャップ及びピークを検出した場合（図１５）には、その欠陥位置に内部に及びクラックが存在すると考えられる。一方、２つの内部散乱光（Ｒ、Ｇ）の強度変化には有意な変化が検出されず、１つの表面反射光（Ｂ）の強度変化にのみピークが検出された場合（図１６）には、その欠陥位置に表面疵が存在すると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係るクラック及び外観検査装置並びにクラック及び外観検査方法では、透過性材料の表面疵等と内部にわたるクラックとを識別して検査することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  被検査物
２  テーブル
４  カメラ視野
６  検査領域
８  クラック
１０、２０、３０、４０  クラック及び外観検査装置
１１  第１の光源（内部散乱用）
１２  第２の光源（表面反射用）
１３  エリアカメラ
１４  遮光部材
１５  識別部
１６  鏡面
１７  第３の光源（内部散乱用）
１８  ハーフミラー
１９  第２の遮光部材
【図１】
2014178134.tif 000003
【図２】
2014178134.tif 000004
【図３】
2014178134.tif 000005
【図４】
2014178134.tif 000006
【図５】
2014178134.tif 000007
【図６】
2014178134.tif 000008
【図７】
2014178134.tif 000009
【図８】
2014178134.tif 000010
【図９】
2014178134.tif 000011
【図１０】
2014178134.tif 000012
【図１１】
2014178134.tif 000013
【図１２】
2014178134.tif 000014
【図１３】
2014178134.tif 000015
【図１４】
2014178134.tif 000016
【図１５】
2014178134.tif 000017
【図１６】
2014178134.tif 000018