光学部品の欠陥検出方法および欠陥検出装置
【課題】 透光性を有する複数の層が積層されて構成される光学部品の欠陥を、光学部品と検出用の光の入射位置とを高精度に位置決めすることなく、検出することができる光学部品の欠陥検出方法および欠陥検出装置を提供する。
【解決手段】 判定部１３は、入射領域１９の積層方向の寸法Ｌ１が、光学部品１４の導光層２２の層厚Ｌ２よりも大きくなるように入射させる。検出用の光１８の入射位置の位置決め精度が低くても、導光層２２に入射させることができる。また判定部１３は、光学部品１４の積層方向の寸法ｌ３よりも小さくなるように検出用の光１８を入射させる。光学部品１４の積層方向Ｚ両端面の散乱要因、たとえば塵、または傷などによって検出用の光１８が散乱することを防ぐことができる。したがって光学部品１４から出射される光を検出することによって、光学部品１４の欠陥２５を高精度に検出することができる。
【解決手段】 判定部１３は、入射領域１９の積層方向の寸法Ｌ１が、光学部品１４の導光層２２の層厚Ｌ２よりも大きくなるように入射させる。検出用の光１８の入射位置の位置決め精度が低くても、導光層２２に入射させることができる。また判定部１３は、光学部品１４の積層方向の寸法ｌ３よりも小さくなるように検出用の光１８を入射させる。光学部品１４の積層方向Ｚ両端面の散乱要因、たとえば塵、または傷などによって検出用の光１８が散乱することを防ぐことができる。したがって光学部品１４から出射される光を検出することによって、光学部品１４の欠陥２５を高精度に検出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光性を有する複数の層が積層されて構成される光学部品の欠陥を検出する光学部品の欠陥検出方法および欠陥検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、第１の従来の技術の透明基板の欠陥検出装置１を示す斜視図である。第１の従来の技術は、特許文献１に記載されている。レーザ２は、レーザ光２ａをミラー３に向けて出射する。ミラー３は、レーザ２からのレーザ光２ａを集光レンズ４に導く。集光レンズ４は、ミラー３からのレーザ光２ａを透明基板５に導く。透明基板５に入射した光は、透明基板５の厚み方向両端面にて反射を繰返す。透明基板５に欠陥が有る場合、欠陥に起因して光が散乱し、透明基板５の外方に散乱した光が出射される。結像レンズ６は、外方に出射した光をＣＣＤ７に導く。ＣＣＤ７は、受光した光の光量に基づいて、欠陥の有無を判定する。第２の従来の技術として、特許文献１の技術に類似の技術が、特許文献２に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１９０７００号公報
【特許文献２】特開２００１−３０５０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図９は、欠陥の検査の対象となる光学部品８を示す正面図である。図９に示すように、透光性を有する複数の層が積層されて構成される光学部品８では、第１の従来の技術のようにレーザ光を入射させる場合、検査対象の層８ａにより多くレーザ光が入射するように、入射位置が制御される。検査対象の層８ａの層厚ｔが極めて薄く、たとえば１０〜２０μｍ程度であると、光学部品８の端面において、検査対象の層８ａだけにレーザ光を導光するためには、検査対象の層８ａとレーザ光との位置決めを層厚ｔとほぼ同じ精度で行う必要がある。図９に示すように、レーザ光の照射領域９を、検査対象の層８ａ内に位置決めする方がより多くの光が導光し欠陥検査には好ましいが、層厚ｔの制限によって高度な位置決め精度が必要である。
【０００５】
したがって本発明の目的は、透光性を有する複数の層が積層されて構成される光学部品の欠陥を、光学部品と検出用の光の入射位置とを高精度に位置決めすることなく、検出すすることができる光学部品の欠陥検出方法および欠陥検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、透光性を有する複数の層が積層されて構成される光学部品に、積層方向と交差する方向の端面から検出用の光を入射させ、光学部品から出射される光を検出して、光学部品の欠陥を検出する方法であって、
検出用の光が入射される端面における検出用の光の入射領域の積層方向の寸法が、欠陥を検出する層の層厚よりも大きく、光学部品の積層方向の寸法よりも小さくなるように検出用の光を入射させることを特徴とする光学部品の欠陥検出方法である。
【０００７】
本発明に従えば、検出用の光の入射領域の積層方向の寸法が、欠陥を検出する層の層厚よりも大きくなるように検出用の光を入射させる。これによって検出用の光の入射位置の位置決め精度が低くても、欠陥を検出する層に入射させることができる。また検出用の光の入射領域の積層方向の寸法が、光学部品の積層方向の寸法よりも小さくなるように検出用の光を入射させる。これによって光学部品の積層方向両端面の散乱要因、たとえば塵または傷によって検出用の光が散乱することを防ぐことができる。したがって光学部品から出射される光を検出することによって、光学部品の欠陥を高精度に検出することができる。
【０００８】
また本発明は、検出用の光の波長および検出用の光を集光する光学系の開口数を制御して、検出用の光を入射させることを特徴とする。
【０００９】
本発明に従えば、検出用の光の波長および検出用の光を集光する光学系の開口数を制御する。これによって検出用の光の入射領域の積層方向の寸法を調節することができる。したがって入射領域の積層方向の寸法を好適に調節して、検出用の光を光学部品に入射させることができる。
【００１０】
さらに本発明は、検出用の光を集光する光学系と光学部品との位置を制御して、検出用の光を入射させることを特徴とする。
【００１１】
本発明に従えば、検出用の光を集光する光学系と光学部品との位置を制御して、検出用の光を入射させる。これによって検出用の光の入射領域の積層方向の寸法を調節することができる。光学系と光学部品との位置を制御するので、複数の光学部品、または光学部品を構成する各層に対して、個別に入射領域を調節することができる。したがって入射領域の積層方向の寸法を好適に調節して、検出用の光を光学部品に入射させることができる。
【００１２】
さらに本発明は、透光性を有する複数の層が積層されて構成される光学部品の欠陥を検出する装置であって、
光学部品の積層方向と交差する方向の端面に向けて、検出用の光を出射する光源と、
検出用の光が入射される端面における検出用の光の入射領域の積層方向の寸法が、光学部品の欠陥を検出する層の層厚よりも大きく、光学部品の積層方向の寸法よりも小さくなるように検出用の光を入射させる入射制御手段と、
光学部品から出射される光を検出する光検出手段とを含むことを特徴とする光学部品の欠陥検出装置である。
【００１３】
本発明に従えば、入力制御手段は、検出用の光が入射される端面における検出用の光の入射領域の積層方向の寸法が、光学部品の欠陥を検出する層の層厚よりも大きくなるように入射させる。これによって検出用の光の入射位置の位置決め精度が低くても、予め定める層に入射させることができる。また入力制御手段は、光学部品の積層方向の寸法よりも小さくなるように検出用の光を入射させる。これによって光学部品の積層方向両端面の散乱要因によって検出用の光が散乱することを防ぐことができる。したがって光学部品から出射される光を検出することによって、光学部品の欠陥を高精度に検出することができる。
【００１４】
さらに本発明は、光学部品と光源との間に設けられ、検出用の光を集光する集光光学系をさらに含み、
入力制御手段は、検出用の光の波長および集光光学系の開口数を制御することを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、入力制御手段は、検出用の光の波長および集光光学系の開口数を制御する。これによって検出用の光の入射領域の積層方向の寸法を調節することができる。したがって入射領域の積層方向の寸法を好適に調節して、検出用の光を光学部品に入射させることができる。
【００１６】
さらに本発明は、入力制御手段は、集光光学系の位置を制御することを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、入力制御手段は、集光光学系の位置を制御する。これによって検出用の光の入射領域の積層方向の寸法を調節することができる。集光光学系と光学部品との位置を制御するので、複数の光学部品、または光学部品を構成する各層に対して、個別に入射領域を調節することができる。したがって入射領域の積層方向の寸法を好適に調節して、検出用の光を光学部品に入射させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、検出用の光の入射位置の位置決め精度が低くても、欠陥を検出する層に入射させることができ、光学部品の積層方向両端面の散乱要因によって検出用の光が散乱することを防ぐことができる。したがって光学部品から出射される光を検出することによって、光学部品の欠陥を高精度に検出することができる。
【００１９】
また本発明によれば、入射領域の積層方向の寸法を好適に調節して、検出用の光を光学部品に入射させることができる。
【００２０】
さらに本発明によれば、検出用の光の入射領域の積層方向の寸法を調節することができる。光学系と光学部品との位置を制御するので、複数の光学部品、または光学部品を構成する各層に対して、個別に入射領域を調節することができる。したがって入射領域の積層方向の寸法を好適に調節して、検出用の光を光学部品に入射させることができる。
【００２１】
さらに本発明によれば、検出用の光の入射位置の位置決め精度が低くても、欠陥を検出する層に入射させることができ、光学部品の積層方向両端面の散乱要因によって検出用の光が散乱することを防ぐことができる。したがって光学部品から出射される光を検出することによって、光学部品の欠陥を高精度に検出することができる。検査装置部品に要求する精度を緩やかにすることができ装置の製造コストを低減することができる。さらに装置の保守および調整も簡単になるので、装置１０のランニングコストを低減することができる。
【００２２】
さらに本発明によれば、検出用の光の入射領域の積層方向の寸法を調節することができる。したがって入射領域の積層方向の寸法を好適に調節して、検出用の光を光学部品に入射させることができる。
【００２３】
さらに本発明によれば、検出用の光の入射領域の積層方向の寸法を調節することができる。集光光学系と光学部品との位置を制御するので、複数の光学部品、または光学部品を構成する各層に対して、個別に入射領域を調節することができる。したがって入射領域の積層方向の寸法を好適に調節して、検出用の光を光学部品に入射させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、本発明の実施の一形態の光学部品の欠陥検出装置１０の一部を示す正面図である。図２は、光学部品の欠陥検出装置１０を示す側面図である。光学部品の欠陥検出装置（以下、単に「欠陥検出装置」ということがある）１０は、レーザ光源１１、光検出部１２、判定部１３および入射部１５を含んで構成される。欠陥検出装置１０は、透光性を有する複数の層が積層されて構成される光学部品１４の欠陥２５を検出する装置である。
【００２５】
光学部品１４は、複数の材料で構成され、本実施の形態では複数の厚み寸法が異なるシート状の材料が厚み方向に積層されて多層構造に構成される。光学部品１４は、積層方向Ｚ両端面部を覆う保護フィルム１６が設けられる。保護フィルム１６は、透光性を有するシートであって、光学部品１４を外力によって損傷しないように保護する。
【００２６】
レーザ光源１１は、光源であって、光学部品１４の積層方向Ｚと交差する方向の端面１４ａに向けて、検出用の光１８を出射する。検出用の光１８の光軸は、光学部品の積層方向Ｚと略直交する長さ方向Ｘと略平行となるように、レーザ光源１１は配置される。検出用の光１８は、光学部品１４の長さ方向Ｘ一端面１４ａに照射される。レーザ光源１１は、たとえば半導体レーザ装置によって実現される。
【００２７】
入射部１５は、集光光学系であって、光学部品１４とレーザ光源１１との間に設けられ、検出用の光１８を集光する。入射部１５は、コリメータレンズ２０および対物レンズ２１を含んで構成される。コリメータレンズ２０は、レーザ光源１１からの発散光を平行光に変換する。対物レンズ２１は、コリメータレンズ２０からの平行光を光学部品１４の長さ方向Ｘ一端面１４ａに集光し、レーザ光源１１からの検出用の光１８を入射させる。
【００２８】
光検出部１２は、光検出手段であって、光学部品１４から出射される光を検出する。光検出部１２は、光学部品１４における積層方向Ｚ一表面から出射される光を検出する。光検出部１２は、たとえば受光素子および電荷結合素子（Charge Coupled Device：略称ＣＣＤ）によって実現される。光検出部１２は、検出した光に基づく情報を判定部１３に与える。
【００２９】
判定部１３は、光検出部１２から与えられる情報に基づいて、光学部品１４の欠陥２５の有無を判定する。判定部１３は、判定した結果を示す情報を報知手段、たとえば表示装置または音発生手段に与えて、欠陥の有無に基づく情報を報知させる。
【００３０】
判定部１３は、入射制御手段としての機能を有し、検出用の光１８が入射される端面１４ａにおける検出用の光１８の入射領域１９の積層方向Ｚの寸法Ｌ１が、光学部品１４の予め定める層である導光層２２の層厚Ｌ２よりも大きく、光学部品１４の積層方向Ｚの寸法Ｌ３よりも小さくなるように検出用の光１８を入射させる。判定部１３は、検出用の光１８の波長および対物レンズ２１の開口数（Numerical Aperture：略称ＮＡ）を制御する。また判定部１３は、入射部１５の位置を制御する。
【００３１】
図１に示すように、検出用の光１８は、対物レンズ２１によって円形状に集光されている。検出用の光１８の入射領域１９の積層方向Ｚの寸法Ｌ１は、予め定める層である導光層２２の層厚Ｌ２よりも大きくなるように、判定部１３によって制御されている。また入射領域１９は、導光層２２に検出用の光１８が多く導かれるように、積層方向Ｚにおける位置が判定部１３によって制御される。導光層２２は、欠陥２５を検出する層であり、最も減衰が小さく導光する層が好適である。
【００３２】
導光層２２に欠陥２５が存在する場合、欠陥２５付近では光学的に屈折率、透過率および反射率変動が生じる。検出用の光１８が欠陥２５を透過するとき、欠陥２５付近で検出用の光１８が散乱する。光検出器１２によって散乱光を検出することによって、判定部１３は、検出された散乱光に基づいて、欠陥２５とその周囲との光量差が所定以上になった場合に欠陥２５と判定する。これによって判定部１３は、欠陥２５を検出することができる。
【００３３】
入射部１５によって所定の大きさに絞られた検出用の光１８は、光学部品１４の長さ方向Ｘ一端面１４ａにおいて、導光層２２に対して、ほぼ積層方向Ｚ中央となるように位置調整される。入射部１５の設計によって、検出用の光１８における入射領域１９の直径であるビーム径Ｌ１と導光層２２の層厚Ｌ２との関係が決まる。本実施の形態では、それぞれ１０〜８０μｍの厚さを持つ７層構造の光学部品１４を用い、層厚２０μｍの導光層２２に対して光を導光させて欠陥検出を行う。
【００３４】
入射領域１９の積層方向Ｚの寸法Ｌ１は、入射領域１９が円形状であるのでビーム径Ｌ１と等しい。ビーム径Ｌ１は、たとえば使用するレーザ波長と対物レンズ２１の開口数（Numerical Aperture：略称ＮＡ）によって、決定される。表１に、ビーム径Ｌ１とＮＡとの関係の一例を示す。レーザ光源１１から出射された検出用の光１８をコリメートレンズ２０で平行光に変換してから、表１に示すＮＡを持つ対物レンズ２１を用いて、集光している。検出用の光１８の波長は、ここでは約６５０ｎｍに設定される。
【００３５】
【表１】
【００３６】
表１に示すように、対物レンズ２０のＮＡによって、導光層２２の層厚Ｌ２に対して、ビーム径Ｌ１が６μｍで、層厚Ｌ２より小さい場合、ビーム径Ｌ１が１５μｍで、層厚Ｌ２とほぼ同じ場合、ビーム径Ｌ１が７５μｍで、層厚Ｌ２より大きい場合に分けられる。
【００３７】
図３は、表１に示す３種の対物レンズ２０の入射部１５を用いて、検出用の光１８の光軸の位置と導光層２２の透過光量との関係を示すグラフである。グラフの横軸は導光層２２の中心と検出用の光１８の光軸が一致した位置からの光軸の積層方向Ｚへの変位量を表し、グラフの縦軸は導光層２２の透過光量を表す。光学部品１４において、入射端面１４ａから透過光量を測定した出射端面までの距離は、１６ｃｍとし、出射端面において光パワーメータを用いて透過光量を測定している。
【００３８】
図３に示すように、透過光量は、入射端面１４ａでのビーム径Ｌ１と導光層２２の層厚Ｌ２とがほぼ一致する場合、最も大きくなるが、導光層２２の中心と検出用の光１８の光軸に不一致が発生すると、透過光量は急激に低下する。ビーム径Ｌ１が大きくなり、検出用の光１８の光軸と導光層２２の中心とが一致した場合の透過光量は、ビーム径Ｌ１が小さい場合に比較して少ないが、導光層２２の中心と検出用の光１８の光軸に不一致が発生した場合の透過光量の低下は緩やかとなる。
【００３９】
その結果、５μｍ程度のずれ以上では、ビーム径Ｌ１の大きい場合の方が、透過光量は多くなる。導光層２２の中心と検出用の光１８の光軸の機械的精度については、ビーム径Ｌ１が大きいほど、依存性が緩くなる事も明らかである。導光層２２の層厚Ｌ２よりさらに検出用の光１８を絞ると、透過光量の低下と位置ずれによる透過光量低下との両方とも大きく、欠陥２５の検出に適さないことが分かる。
【００４０】
ビーム径Ｌ１をさらに大きくすると、光学部品１４の表面には保護フィルム１６が設けられているので、保護フィルム１６内、又は保護フィルム１６の表面に検出用の光１８が入射する。これによって保護フィルム１６の表面に付着している空気中の塵、または汚れなどを光らせ、導光層２２における欠陥２５からの散乱光の検出の妨げとなる。したがってビーム径Ｌ１の大きさの限界は、光学部品１４の積層方向Ｚの寸法Ｌ３となる。
【００４１】
このようにビーム径Ｌ１は、導光層２２の層厚Ｌ２にほぼ一致するあたりから、光学部品１４の積層方向Ｚの寸法Ｌ３以下にする必要がある。欠陥検出装置１０では、検出用の光１８の光軸の位置と導光層２２の中心との位置調整を行わない方が望ましいので、光学部品１４の積層方向Ｚの寸法Ｌ３と保護フィルム１６の厚み寸法と考慮して、ビーム径Ｌ１を決定すれば良い。これによって導光層２２と検出用の光１８の光軸の位置精度を緩やかに設定する事が可能となる。
【００４２】
またビーム径Ｌ１は、たとえば光学部品１４と対物レンズ２１との位置によって、決定される。入射部１５において、対物レンズ２１と光学部品１４の長さ方向Ｘ一端面１４ａとの距離を変化させる。光学部品１４の長さ方向Ｘ一端面１４ａにおいて、焦点位置に対してオフセットを与えると、換言すると、対物レンズ２１と光学部品１４との距離を増大させると、光学部品１４の長さ方向Ｘ一端面１４ａを焦点位置とした場合よりも、ビーム径Ｌ１を大きくする事が可能である。表２に、たとえばＮＡが０．２５であり、検出用の光１８の波長が約６５０ｎｍのとき、焦点位置からのずれ量であるオフセット量とビーム径Ｌ１との関係を示す。
【００４３】
【表２】
【００４４】
表２に示すように、ビーム径Ｌ１は、オフセット量と比例し、オフセット量が１００μｍであるとビーム径Ｌ１が５０μｍとなる。
【００４５】
図４は、オフセット量が異なる入射部１５を用いて、検出用の光１８の光軸の位置と導光層２２の透過光量との関係を示すグラフである。グラフの横軸は導光層２２の中心と検出用の光１８の光軸が一致した位置からの光軸の積層方向Ｚへの変位量を表し、グラフの縦軸は導光層２２の透過光量を表す。光学部品１４において、入射端面から透過光量を測定した出射端面までの距離は、１６ｃｍとし、出射端面において光パワーメータを用いて透過光量を測定している。
【００４６】
前述の図３に関連して説明したＮＡを変更した場合と同様に、ビーム径Ｌ１は、導光層２２の層厚Ｌ２にほぼ一致するあたりから、光学部品１４の積層方向Ｚの寸法Ｌ３以下にする必要がある。欠陥検出装置１０では、検出用の光１８の光軸の位置と導光層２２の中心との位置調整を行わない方が望ましいので、光学部品１４の積層方向Ｚの寸法Ｌ３と保護フィルム１６の厚み寸法と考慮して、ビーム径Ｌ１を決定すれば良い。これによって導光層２２と検出用の光１８の光軸との位置精度を緩やかに設定する事が可能となる。
【００４７】
ビーム径Ｌ１を大きくすると、ビーム径Ｌ１が小さい場合に比較して導光層２２を導光する光量は小さくなるので、入射光量を増大させる事によって、欠陥検査に必要な導光する光量を確保するように構成する必要がある。したがってレーザ光源１１の出射光量は、光学部品１４の全体にわたって検査ができるような光量に選択する必要がある。
【００４８】
図５は、光学部品１４の欠陥検出方法を示すフローチャートである。ステップａ０にて、光学部品１４が予め定める位置に配置され、ステップａ１に進む。ステップａ１では、
検出用の光１８が入射される端面における検出用の光１８の入射領域１９の積層方向Ｚの寸法Ｌ１が、光学部品１４の導光層２２の層厚Ｌ２よりも大きく、光学部品１４の積層方向Ｚの寸法Ｌ３よりも小さくなるように、検出用の光１８が入射され、ステップａ２に進む。ステップａ２では、光学部品１４から出射される散乱光を、光検出部１２が検出し、ステップａ３に進む。ステップａ３では、判定部１３は、光検出部１２が検出した散乱光強度に基づいて、欠陥２５の有無を判定し、ステップａ４に進む。ステップａ４にて、ステップａ１からの一連の検出手順を終了する。このような検出手順によって、欠陥２５が検出される。
【００４９】
以上説明したように本実施の形態によれば、判定部１３は、検出用の光１８が入射される端面１４ａにおける検出用の光１８の入射領域１９の積層方向Ｚの寸法Ｌ１が、光学部品１４の導光層２２の層厚Ｌ２よりも大きくなるように入射させる。これによって検出用の光１８の入射位置の位置決め精度が低くても、導光層２２に入射させることができる。また判定部１３は、光学部品１４の積層方向Ｚの寸法Ｌ３よりも小さくなるように検出用の光１８を入射させる。これによって光学部品１４の積層方向Ｚ両端面の散乱要因、たとえば塵、または傷などによって検出用の光１８が散乱することを防ぐことができる。したがって光学部品１４から出射される光を検出することによって、光学部品１４の欠陥２５を高精度に検出することができる。
【００５０】
光学部品１４の欠陥検出において、端面１４ａでのビーム形状を最適にする事により、導光層２２の層厚Ｌ２が極めて薄い光学部品１４においても、検出用の光１８の光軸と導光層２２の中心との位置あわせ精度を緩和することができる。これによって装置部品に要求する精度を緩やかにすることができ欠陥検出装置１０の製造コストを低減することができる。さらに欠陥検出装置１０の保守および調整も簡単になるので、欠陥検出装置１０のランニングコストを低減することができる。
【００５１】
また本実施の形態では、判定部１３は、検出用の光１８の波長および対物レンズ２２の開口数を制御する。これによって検出用の光１８の入射領域１９の積層方向の寸法Ｌ１を調節することができる。したがって入射領域１９の積層方向の寸法Ｌ１を好適に調節して、検出用の光１８を光学部品１４に入射させることができる。
【００５２】
また本実施の形態では、判定部１３は、入射部１５の位置を制御する。これによって検出用の光１８の入射領域１９の積層方向の寸法Ｌ１を調節することができる。入射部１５と光学部品１４との位置を制御するので、複数の光学部品１４、または光学部品１４を構成する各層に対して、個別に入射領域１９を調節することができる。したがって入射領域１９の積層方向の寸法Ｌ１を好適に調節して、検出用の光１８を光学部品１４に入射させることができる。
【００５３】
また本実施の形態に、散乱光を積層方向Ｚ一方側から検出するので、欠陥２５に起因する散乱光の位置、数または大きさを検出することができる。これによって、欠陥２５が除かれた光学部品１４を加工・生産することができる。したがって欠陥２５がない光学部品１４の製造することができる。すなわち、光学部品１４の生産性を向上することができる。また光学部品１４を含む、光学装置を構成する場合、欠陥を含む光学部品１４を予め除く事が出来るため、光学装置の歩留まりが向上し、光学装置の生産性を向上させる事が出来る。
【００５４】
また図３および図４から、入射領域１９の積層方向Ｚの寸法Ｌ１は、導光層２２の層厚Ｌ２よりもやや大きく、たとえば１倍〜３倍程度であることが好ましく、４倍以上になるとかなり光量の減衰が大きくなる。このように入射領域１９の形状を選択することによって、位置決め精度を緩和して、かつ導光層２２にできるだけ多くの検出用の光１８を導光することができ、欠陥２５を検出する精度を向上することができる。
【００５５】
またビーム径Ｌ１、装置の検出用の光１８の光軸の位置決め精度ｘ、および導光層２２の層厚Ｌ２は、次式（１）の関係にあることが好ましい。
Ｌ２≦Ｌ１≦（Ｌ２＋ｘ） …（１）
【００５６】
最も欠陥検出に適しているのは、図３および図４に示したように、Ｌ１＝Ｌ２のときであるが、基本的に装置の位置決め精度ｘが存在するので、ビーム径Ｌ１を（Ｌ２＋ｘ）以下に設定することが好ましい。このようにビーム径Ｌ１を設定することによって、位置決め精度ｘの分、積層方向Ｚのどちらの方向に検出用の光１８の光軸が、装置の機械的構成によって移動しても、ビームの入射領域は、導光層２２全体をカバーすることができる。
【００５７】
またビーム径Ｌ１は、大きくなりすぎると、導光層２２に導かれる光量が低下するので、位置決め精度ｘは、導光層の層厚Ｌ２の２倍以下、換言するとビーム径Ｌ１が導光層の層厚Ｌ２の３倍以下に設定することが好ましい。このように設定することによって、検査のため、光学素子を取り替えて、装置の位置決め精度ｘがある範囲で変動したとしても、その範囲が導光層の層厚Ｌ２の２倍以下であるので、導光層２２に欠陥を検出するために必要な光量を入射させることができ、欠陥を確実に検出することができる。
【００５８】
図６は、本発明の実施の他の形態の光学部品の欠陥検出装置１０ａを示す側面図である。本実施の形態の欠陥検出装置１０ａは、前述の図１〜図５の欠陥検出装置１０と類似しており、本実施の形態の構成には前述の欠陥検出装置１０における対応する構成と同一の参照符号を付し、異なる構成についてだけ説明し、同様の構成については説明を省略する。本実施の形態では、入射部１５は、整形プリズム３０をさらに含んで構成される。整形プリズム３０は、コリメータレンズ２０と対物レンズ２１との間に設けられる。このように整形プリズム３０を設けることによって入射領域１９の形状を変化させることができる。
【００５９】
本実施の形態では、光学部品１４の端面１４ａにおける検出用の光１８の入射領域１９の形状が異なる。前述したように入射領域１９は、積層方向の寸法Ｌ１にのみ制限があるので、その他の形状は特定していない。入射領域１９の形状としては、たとえば楕円形であってもよい。
【００６０】
図７は、光学部品の欠陥検出装置１０ａの一部を示す正面図である。図７（１）に示すように、整形プリズム３０を用いて入射領域１９を積層方向Ｚおよび長さ方向Ｘに垂直な幅方向Ｙに関して、集光している。また図７（２）では、整形プリズム３０を用いて入射領域１９を積層方向Ｚに関して、集光している。このような入射領域１９であっても、前述の実施形態と同様に効果を達成することができる。
【００６１】
また入射部１５は、コリメートレンズ２０をなくして、レーザ光源１１からの検出用の光１８を直接整形プリズム３０に入射させることによっても実現することができる。またコリメータレンズ２０とシリンドリカルレンズとを用いて楕円形に集光してもよい。
【００６２】
また前述の実施の各形態では、欠陥検出装置は、レーザ光源１１を１つ光源によって構成しているが、光学部品１４の全面の欠陥検査をする場合、光学部品１４を送り機構によってレーザ光源１１に対して変位させるように構成する必要がある。またレーザ光源１１を複数並べることによって、光学部品１４の全面を一度に検査する構成にしてもよい。
【００６３】
前述の実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内において構成を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の一形態の光学部品の欠陥検出装置１０の一部を示す正面図である。
【図２】光学部品の欠陥検出装置１０を示す側面図である。
【図３】表１に示す３種の対物レンズ２０の入射部を用いて、検出用の光１８の光軸の位置と導光層２２の透過光量との関係を示すグラフである。
【図４】オフセット量が異なる入射部１５を用いて、検出用の光１８の光軸の位置と導光層２２の透過光量との関係を示すグラフである。
【図５】光学部品１４の欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の他の形態の光学部品の欠陥検出装置１０ａを示す側面図である。
【図７】光学部品の欠陥検出装置１０ａの一部を示す正面図である。
【図８】第１の従来の技術の透明基板の欠陥検出装置１を示す斜視図である。
【図９】欠陥検査の対象となる光学部品を示す正面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０，１０ａ 光学部品の欠陥検出装置
１１ レーザ光源
１２ 光検出部
１３ 判定部
１４ 光学部品
１５ 入射部
１６ 保護フィルム
１８ 検出用の光
１９ 入射領域
２２ 導光層
２５ 欠陥
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光性を有する複数の層が積層されて構成される光学部品の欠陥を検出する光学部品の欠陥検出方法および欠陥検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、第１の従来の技術の透明基板の欠陥検出装置１を示す斜視図である。第１の従来の技術は、特許文献１に記載されている。レーザ２は、レーザ光２ａをミラー３に向けて出射する。ミラー３は、レーザ２からのレーザ光２ａを集光レンズ４に導く。集光レンズ４は、ミラー３からのレーザ光２ａを透明基板５に導く。透明基板５に入射した光は、透明基板５の厚み方向両端面にて反射を繰返す。透明基板５に欠陥が有る場合、欠陥に起因して光が散乱し、透明基板５の外方に散乱した光が出射される。結像レンズ６は、外方に出射した光をＣＣＤ７に導く。ＣＣＤ７は、受光した光の光量に基づいて、欠陥の有無を判定する。第２の従来の技術として、特許文献１の技術に類似の技術が、特許文献２に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１９０７００号公報
【特許文献２】特開２００１−３０５０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図９は、欠陥の検査の対象となる光学部品８を示す正面図である。図９に示すように、透光性を有する複数の層が積層されて構成される光学部品８では、第１の従来の技術のようにレーザ光を入射させる場合、検査対象の層８ａにより多くレーザ光が入射するように、入射位置が制御される。検査対象の層８ａの層厚ｔが極めて薄く、たとえば１０〜２０μｍ程度であると、光学部品８の端面において、検査対象の層８ａだけにレーザ光を導光するためには、検査対象の層８ａとレーザ光との位置決めを層厚ｔとほぼ同じ精度で行う必要がある。図９に示すように、レーザ光の照射領域９を、検査対象の層８ａ内に位置決めする方がより多くの光が導光し欠陥検査には好ましいが、層厚ｔの制限によって高度な位置決め精度が必要である。
【０００５】
したがって本発明の目的は、透光性を有する複数の層が積層されて構成される光学部品の欠陥を、光学部品と検出用の光の入射位置とを高精度に位置決めすることなく、検出すすることができる光学部品の欠陥検出方法および欠陥検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、透光性を有する複数の層が積層されて構成される光学部品に、積層方向と交差する方向の端面から検出用の光を入射させ、光学部品から出射される光を検出して、光学部品の欠陥を検出する方法であって、
検出用の光が入射される端面における検出用の光の入射領域の積層方向の寸法が、欠陥を検出する層の層厚よりも大きく、光学部品の積層方向の寸法よりも小さくなるように検出用の光を入射させることを特徴とする光学部品の欠陥検出方法である。
【０００７】
本発明に従えば、検出用の光の入射領域の積層方向の寸法が、欠陥を検出する層の層厚よりも大きくなるように検出用の光を入射させる。これによって検出用の光の入射位置の位置決め精度が低くても、欠陥を検出する層に入射させることができる。また検出用の光の入射領域の積層方向の寸法が、光学部品の積層方向の寸法よりも小さくなるように検出用の光を入射させる。これによって光学部品の積層方向両端面の散乱要因、たとえば塵または傷によって検出用の光が散乱することを防ぐことができる。したがって光学部品から出射される光を検出することによって、光学部品の欠陥を高精度に検出することができる。
【０００８】
また本発明は、検出用の光の波長および検出用の光を集光する光学系の開口数を制御して、検出用の光を入射させることを特徴とする。
【０００９】
本発明に従えば、検出用の光の波長および検出用の光を集光する光学系の開口数を制御する。これによって検出用の光の入射領域の積層方向の寸法を調節することができる。したがって入射領域の積層方向の寸法を好適に調節して、検出用の光を光学部品に入射させることができる。
【００１０】
さらに本発明は、検出用の光を集光する光学系と光学部品との位置を制御して、検出用の光を入射させることを特徴とする。
【００１１】
本発明に従えば、検出用の光を集光する光学系と光学部品との位置を制御して、検出用の光を入射させる。これによって検出用の光の入射領域の積層方向の寸法を調節することができる。光学系と光学部品との位置を制御するので、複数の光学部品、または光学部品を構成する各層に対して、個別に入射領域を調節することができる。したがって入射領域の積層方向の寸法を好適に調節して、検出用の光を光学部品に入射させることができる。
【００１２】
さらに本発明は、透光性を有する複数の層が積層されて構成される光学部品の欠陥を検出する装置であって、
光学部品の積層方向と交差する方向の端面に向けて、検出用の光を出射する光源と、
検出用の光が入射される端面における検出用の光の入射領域の積層方向の寸法が、光学部品の欠陥を検出する層の層厚よりも大きく、光学部品の積層方向の寸法よりも小さくなるように検出用の光を入射させる入射制御手段と、
光学部品から出射される光を検出する光検出手段とを含むことを特徴とする光学部品の欠陥検出装置である。
【００１３】
本発明に従えば、入力制御手段は、検出用の光が入射される端面における検出用の光の入射領域の積層方向の寸法が、光学部品の欠陥を検出する層の層厚よりも大きくなるように入射させる。これによって検出用の光の入射位置の位置決め精度が低くても、予め定める層に入射させることができる。また入力制御手段は、光学部品の積層方向の寸法よりも小さくなるように検出用の光を入射させる。これによって光学部品の積層方向両端面の散乱要因によって検出用の光が散乱することを防ぐことができる。したがって光学部品から出射される光を検出することによって、光学部品の欠陥を高精度に検出することができる。
【００１４】
さらに本発明は、光学部品と光源との間に設けられ、検出用の光を集光する集光光学系をさらに含み、
入力制御手段は、検出用の光の波長および集光光学系の開口数を制御することを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、入力制御手段は、検出用の光の波長および集光光学系の開口数を制御する。これによって検出用の光の入射領域の積層方向の寸法を調節することができる。したがって入射領域の積層方向の寸法を好適に調節して、検出用の光を光学部品に入射させることができる。
【００１６】
さらに本発明は、入力制御手段は、集光光学系の位置を制御することを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、入力制御手段は、集光光学系の位置を制御する。これによって検出用の光の入射領域の積層方向の寸法を調節することができる。集光光学系と光学部品との位置を制御するので、複数の光学部品、または光学部品を構成する各層に対して、個別に入射領域を調節することができる。したがって入射領域の積層方向の寸法を好適に調節して、検出用の光を光学部品に入射させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、検出用の光の入射位置の位置決め精度が低くても、欠陥を検出する層に入射させることができ、光学部品の積層方向両端面の散乱要因によって検出用の光が散乱することを防ぐことができる。したがって光学部品から出射される光を検出することによって、光学部品の欠陥を高精度に検出することができる。
【００１９】
また本発明によれば、入射領域の積層方向の寸法を好適に調節して、検出用の光を光学部品に入射させることができる。
【００２０】
さらに本発明によれば、検出用の光の入射領域の積層方向の寸法を調節することができる。光学系と光学部品との位置を制御するので、複数の光学部品、または光学部品を構成する各層に対して、個別に入射領域を調節することができる。したがって入射領域の積層方向の寸法を好適に調節して、検出用の光を光学部品に入射させることができる。
【００２１】
さらに本発明によれば、検出用の光の入射位置の位置決め精度が低くても、欠陥を検出する層に入射させることができ、光学部品の積層方向両端面の散乱要因によって検出用の光が散乱することを防ぐことができる。したがって光学部品から出射される光を検出することによって、光学部品の欠陥を高精度に検出することができる。検査装置部品に要求する精度を緩やかにすることができ装置の製造コストを低減することができる。さらに装置の保守および調整も簡単になるので、装置１０のランニングコストを低減することができる。
【００２２】
さらに本発明によれば、検出用の光の入射領域の積層方向の寸法を調節することができる。したがって入射領域の積層方向の寸法を好適に調節して、検出用の光を光学部品に入射させることができる。
【００２３】
さらに本発明によれば、検出用の光の入射領域の積層方向の寸法を調節することができる。集光光学系と光学部品との位置を制御するので、複数の光学部品、または光学部品を構成する各層に対して、個別に入射領域を調節することができる。したがって入射領域の積層方向の寸法を好適に調節して、検出用の光を光学部品に入射させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、本発明の実施の一形態の光学部品の欠陥検出装置１０の一部を示す正面図である。図２は、光学部品の欠陥検出装置１０を示す側面図である。光学部品の欠陥検出装置（以下、単に「欠陥検出装置」ということがある）１０は、レーザ光源１１、光検出部１２、判定部１３および入射部１５を含んで構成される。欠陥検出装置１０は、透光性を有する複数の層が積層されて構成される光学部品１４の欠陥２５を検出する装置である。
【００２５】
光学部品１４は、複数の材料で構成され、本実施の形態では複数の厚み寸法が異なるシート状の材料が厚み方向に積層されて多層構造に構成される。光学部品１４は、積層方向Ｚ両端面部を覆う保護フィルム１６が設けられる。保護フィルム１６は、透光性を有するシートであって、光学部品１４を外力によって損傷しないように保護する。
【００２６】
レーザ光源１１は、光源であって、光学部品１４の積層方向Ｚと交差する方向の端面１４ａに向けて、検出用の光１８を出射する。検出用の光１８の光軸は、光学部品の積層方向Ｚと略直交する長さ方向Ｘと略平行となるように、レーザ光源１１は配置される。検出用の光１８は、光学部品１４の長さ方向Ｘ一端面１４ａに照射される。レーザ光源１１は、たとえば半導体レーザ装置によって実現される。
【００２７】
入射部１５は、集光光学系であって、光学部品１４とレーザ光源１１との間に設けられ、検出用の光１８を集光する。入射部１５は、コリメータレンズ２０および対物レンズ２１を含んで構成される。コリメータレンズ２０は、レーザ光源１１からの発散光を平行光に変換する。対物レンズ２１は、コリメータレンズ２０からの平行光を光学部品１４の長さ方向Ｘ一端面１４ａに集光し、レーザ光源１１からの検出用の光１８を入射させる。
【００２８】
光検出部１２は、光検出手段であって、光学部品１４から出射される光を検出する。光検出部１２は、光学部品１４における積層方向Ｚ一表面から出射される光を検出する。光検出部１２は、たとえば受光素子および電荷結合素子（Charge Coupled Device：略称ＣＣＤ）によって実現される。光検出部１２は、検出した光に基づく情報を判定部１３に与える。
【００２９】
判定部１３は、光検出部１２から与えられる情報に基づいて、光学部品１４の欠陥２５の有無を判定する。判定部１３は、判定した結果を示す情報を報知手段、たとえば表示装置または音発生手段に与えて、欠陥の有無に基づく情報を報知させる。
【００３０】
判定部１３は、入射制御手段としての機能を有し、検出用の光１８が入射される端面１４ａにおける検出用の光１８の入射領域１９の積層方向Ｚの寸法Ｌ１が、光学部品１４の予め定める層である導光層２２の層厚Ｌ２よりも大きく、光学部品１４の積層方向Ｚの寸法Ｌ３よりも小さくなるように検出用の光１８を入射させる。判定部１３は、検出用の光１８の波長および対物レンズ２１の開口数（Numerical Aperture：略称ＮＡ）を制御する。また判定部１３は、入射部１５の位置を制御する。
【００３１】
図１に示すように、検出用の光１８は、対物レンズ２１によって円形状に集光されている。検出用の光１８の入射領域１９の積層方向Ｚの寸法Ｌ１は、予め定める層である導光層２２の層厚Ｌ２よりも大きくなるように、判定部１３によって制御されている。また入射領域１９は、導光層２２に検出用の光１８が多く導かれるように、積層方向Ｚにおける位置が判定部１３によって制御される。導光層２２は、欠陥２５を検出する層であり、最も減衰が小さく導光する層が好適である。
【００３２】
導光層２２に欠陥２５が存在する場合、欠陥２５付近では光学的に屈折率、透過率および反射率変動が生じる。検出用の光１８が欠陥２５を透過するとき、欠陥２５付近で検出用の光１８が散乱する。光検出器１２によって散乱光を検出することによって、判定部１３は、検出された散乱光に基づいて、欠陥２５とその周囲との光量差が所定以上になった場合に欠陥２５と判定する。これによって判定部１３は、欠陥２５を検出することができる。
【００３３】
入射部１５によって所定の大きさに絞られた検出用の光１８は、光学部品１４の長さ方向Ｘ一端面１４ａにおいて、導光層２２に対して、ほぼ積層方向Ｚ中央となるように位置調整される。入射部１５の設計によって、検出用の光１８における入射領域１９の直径であるビーム径Ｌ１と導光層２２の層厚Ｌ２との関係が決まる。本実施の形態では、それぞれ１０〜８０μｍの厚さを持つ７層構造の光学部品１４を用い、層厚２０μｍの導光層２２に対して光を導光させて欠陥検出を行う。
【００３４】
入射領域１９の積層方向Ｚの寸法Ｌ１は、入射領域１９が円形状であるのでビーム径Ｌ１と等しい。ビーム径Ｌ１は、たとえば使用するレーザ波長と対物レンズ２１の開口数（Numerical Aperture：略称ＮＡ）によって、決定される。表１に、ビーム径Ｌ１とＮＡとの関係の一例を示す。レーザ光源１１から出射された検出用の光１８をコリメートレンズ２０で平行光に変換してから、表１に示すＮＡを持つ対物レンズ２１を用いて、集光している。検出用の光１８の波長は、ここでは約６５０ｎｍに設定される。
【００３５】
【表１】
【００３６】
表１に示すように、対物レンズ２０のＮＡによって、導光層２２の層厚Ｌ２に対して、ビーム径Ｌ１が６μｍで、層厚Ｌ２より小さい場合、ビーム径Ｌ１が１５μｍで、層厚Ｌ２とほぼ同じ場合、ビーム径Ｌ１が７５μｍで、層厚Ｌ２より大きい場合に分けられる。
【００３７】
図３は、表１に示す３種の対物レンズ２０の入射部１５を用いて、検出用の光１８の光軸の位置と導光層２２の透過光量との関係を示すグラフである。グラフの横軸は導光層２２の中心と検出用の光１８の光軸が一致した位置からの光軸の積層方向Ｚへの変位量を表し、グラフの縦軸は導光層２２の透過光量を表す。光学部品１４において、入射端面１４ａから透過光量を測定した出射端面までの距離は、１６ｃｍとし、出射端面において光パワーメータを用いて透過光量を測定している。
【００３８】
図３に示すように、透過光量は、入射端面１４ａでのビーム径Ｌ１と導光層２２の層厚Ｌ２とがほぼ一致する場合、最も大きくなるが、導光層２２の中心と検出用の光１８の光軸に不一致が発生すると、透過光量は急激に低下する。ビーム径Ｌ１が大きくなり、検出用の光１８の光軸と導光層２２の中心とが一致した場合の透過光量は、ビーム径Ｌ１が小さい場合に比較して少ないが、導光層２２の中心と検出用の光１８の光軸に不一致が発生した場合の透過光量の低下は緩やかとなる。
【００３９】
その結果、５μｍ程度のずれ以上では、ビーム径Ｌ１の大きい場合の方が、透過光量は多くなる。導光層２２の中心と検出用の光１８の光軸の機械的精度については、ビーム径Ｌ１が大きいほど、依存性が緩くなる事も明らかである。導光層２２の層厚Ｌ２よりさらに検出用の光１８を絞ると、透過光量の低下と位置ずれによる透過光量低下との両方とも大きく、欠陥２５の検出に適さないことが分かる。
【００４０】
ビーム径Ｌ１をさらに大きくすると、光学部品１４の表面には保護フィルム１６が設けられているので、保護フィルム１６内、又は保護フィルム１６の表面に検出用の光１８が入射する。これによって保護フィルム１６の表面に付着している空気中の塵、または汚れなどを光らせ、導光層２２における欠陥２５からの散乱光の検出の妨げとなる。したがってビーム径Ｌ１の大きさの限界は、光学部品１４の積層方向Ｚの寸法Ｌ３となる。
【００４１】
このようにビーム径Ｌ１は、導光層２２の層厚Ｌ２にほぼ一致するあたりから、光学部品１４の積層方向Ｚの寸法Ｌ３以下にする必要がある。欠陥検出装置１０では、検出用の光１８の光軸の位置と導光層２２の中心との位置調整を行わない方が望ましいので、光学部品１４の積層方向Ｚの寸法Ｌ３と保護フィルム１６の厚み寸法と考慮して、ビーム径Ｌ１を決定すれば良い。これによって導光層２２と検出用の光１８の光軸の位置精度を緩やかに設定する事が可能となる。
【００４２】
またビーム径Ｌ１は、たとえば光学部品１４と対物レンズ２１との位置によって、決定される。入射部１５において、対物レンズ２１と光学部品１４の長さ方向Ｘ一端面１４ａとの距離を変化させる。光学部品１４の長さ方向Ｘ一端面１４ａにおいて、焦点位置に対してオフセットを与えると、換言すると、対物レンズ２１と光学部品１４との距離を増大させると、光学部品１４の長さ方向Ｘ一端面１４ａを焦点位置とした場合よりも、ビーム径Ｌ１を大きくする事が可能である。表２に、たとえばＮＡが０．２５であり、検出用の光１８の波長が約６５０ｎｍのとき、焦点位置からのずれ量であるオフセット量とビーム径Ｌ１との関係を示す。
【００４３】
【表２】
【００４４】
表２に示すように、ビーム径Ｌ１は、オフセット量と比例し、オフセット量が１００μｍであるとビーム径Ｌ１が５０μｍとなる。
【００４５】
図４は、オフセット量が異なる入射部１５を用いて、検出用の光１８の光軸の位置と導光層２２の透過光量との関係を示すグラフである。グラフの横軸は導光層２２の中心と検出用の光１８の光軸が一致した位置からの光軸の積層方向Ｚへの変位量を表し、グラフの縦軸は導光層２２の透過光量を表す。光学部品１４において、入射端面から透過光量を測定した出射端面までの距離は、１６ｃｍとし、出射端面において光パワーメータを用いて透過光量を測定している。
【００４６】
前述の図３に関連して説明したＮＡを変更した場合と同様に、ビーム径Ｌ１は、導光層２２の層厚Ｌ２にほぼ一致するあたりから、光学部品１４の積層方向Ｚの寸法Ｌ３以下にする必要がある。欠陥検出装置１０では、検出用の光１８の光軸の位置と導光層２２の中心との位置調整を行わない方が望ましいので、光学部品１４の積層方向Ｚの寸法Ｌ３と保護フィルム１６の厚み寸法と考慮して、ビーム径Ｌ１を決定すれば良い。これによって導光層２２と検出用の光１８の光軸との位置精度を緩やかに設定する事が可能となる。
【００４７】
ビーム径Ｌ１を大きくすると、ビーム径Ｌ１が小さい場合に比較して導光層２２を導光する光量は小さくなるので、入射光量を増大させる事によって、欠陥検査に必要な導光する光量を確保するように構成する必要がある。したがってレーザ光源１１の出射光量は、光学部品１４の全体にわたって検査ができるような光量に選択する必要がある。
【００４８】
図５は、光学部品１４の欠陥検出方法を示すフローチャートである。ステップａ０にて、光学部品１４が予め定める位置に配置され、ステップａ１に進む。ステップａ１では、
検出用の光１８が入射される端面における検出用の光１８の入射領域１９の積層方向Ｚの寸法Ｌ１が、光学部品１４の導光層２２の層厚Ｌ２よりも大きく、光学部品１４の積層方向Ｚの寸法Ｌ３よりも小さくなるように、検出用の光１８が入射され、ステップａ２に進む。ステップａ２では、光学部品１４から出射される散乱光を、光検出部１２が検出し、ステップａ３に進む。ステップａ３では、判定部１３は、光検出部１２が検出した散乱光強度に基づいて、欠陥２５の有無を判定し、ステップａ４に進む。ステップａ４にて、ステップａ１からの一連の検出手順を終了する。このような検出手順によって、欠陥２５が検出される。
【００４９】
以上説明したように本実施の形態によれば、判定部１３は、検出用の光１８が入射される端面１４ａにおける検出用の光１８の入射領域１９の積層方向Ｚの寸法Ｌ１が、光学部品１４の導光層２２の層厚Ｌ２よりも大きくなるように入射させる。これによって検出用の光１８の入射位置の位置決め精度が低くても、導光層２２に入射させることができる。また判定部１３は、光学部品１４の積層方向Ｚの寸法Ｌ３よりも小さくなるように検出用の光１８を入射させる。これによって光学部品１４の積層方向Ｚ両端面の散乱要因、たとえば塵、または傷などによって検出用の光１８が散乱することを防ぐことができる。したがって光学部品１４から出射される光を検出することによって、光学部品１４の欠陥２５を高精度に検出することができる。
【００５０】
光学部品１４の欠陥検出において、端面１４ａでのビーム形状を最適にする事により、導光層２２の層厚Ｌ２が極めて薄い光学部品１４においても、検出用の光１８の光軸と導光層２２の中心との位置あわせ精度を緩和することができる。これによって装置部品に要求する精度を緩やかにすることができ欠陥検出装置１０の製造コストを低減することができる。さらに欠陥検出装置１０の保守および調整も簡単になるので、欠陥検出装置１０のランニングコストを低減することができる。
【００５１】
また本実施の形態では、判定部１３は、検出用の光１８の波長および対物レンズ２２の開口数を制御する。これによって検出用の光１８の入射領域１９の積層方向の寸法Ｌ１を調節することができる。したがって入射領域１９の積層方向の寸法Ｌ１を好適に調節して、検出用の光１８を光学部品１４に入射させることができる。
【００５２】
また本実施の形態では、判定部１３は、入射部１５の位置を制御する。これによって検出用の光１８の入射領域１９の積層方向の寸法Ｌ１を調節することができる。入射部１５と光学部品１４との位置を制御するので、複数の光学部品１４、または光学部品１４を構成する各層に対して、個別に入射領域１９を調節することができる。したがって入射領域１９の積層方向の寸法Ｌ１を好適に調節して、検出用の光１８を光学部品１４に入射させることができる。
【００５３】
また本実施の形態に、散乱光を積層方向Ｚ一方側から検出するので、欠陥２５に起因する散乱光の位置、数または大きさを検出することができる。これによって、欠陥２５が除かれた光学部品１４を加工・生産することができる。したがって欠陥２５がない光学部品１４の製造することができる。すなわち、光学部品１４の生産性を向上することができる。また光学部品１４を含む、光学装置を構成する場合、欠陥を含む光学部品１４を予め除く事が出来るため、光学装置の歩留まりが向上し、光学装置の生産性を向上させる事が出来る。
【００５４】
また図３および図４から、入射領域１９の積層方向Ｚの寸法Ｌ１は、導光層２２の層厚Ｌ２よりもやや大きく、たとえば１倍〜３倍程度であることが好ましく、４倍以上になるとかなり光量の減衰が大きくなる。このように入射領域１９の形状を選択することによって、位置決め精度を緩和して、かつ導光層２２にできるだけ多くの検出用の光１８を導光することができ、欠陥２５を検出する精度を向上することができる。
【００５５】
またビーム径Ｌ１、装置の検出用の光１８の光軸の位置決め精度ｘ、および導光層２２の層厚Ｌ２は、次式（１）の関係にあることが好ましい。
Ｌ２≦Ｌ１≦（Ｌ２＋ｘ） …（１）
【００５６】
最も欠陥検出に適しているのは、図３および図４に示したように、Ｌ１＝Ｌ２のときであるが、基本的に装置の位置決め精度ｘが存在するので、ビーム径Ｌ１を（Ｌ２＋ｘ）以下に設定することが好ましい。このようにビーム径Ｌ１を設定することによって、位置決め精度ｘの分、積層方向Ｚのどちらの方向に検出用の光１８の光軸が、装置の機械的構成によって移動しても、ビームの入射領域は、導光層２２全体をカバーすることができる。
【００５７】
またビーム径Ｌ１は、大きくなりすぎると、導光層２２に導かれる光量が低下するので、位置決め精度ｘは、導光層の層厚Ｌ２の２倍以下、換言するとビーム径Ｌ１が導光層の層厚Ｌ２の３倍以下に設定することが好ましい。このように設定することによって、検査のため、光学素子を取り替えて、装置の位置決め精度ｘがある範囲で変動したとしても、その範囲が導光層の層厚Ｌ２の２倍以下であるので、導光層２２に欠陥を検出するために必要な光量を入射させることができ、欠陥を確実に検出することができる。
【００５８】
図６は、本発明の実施の他の形態の光学部品の欠陥検出装置１０ａを示す側面図である。本実施の形態の欠陥検出装置１０ａは、前述の図１〜図５の欠陥検出装置１０と類似しており、本実施の形態の構成には前述の欠陥検出装置１０における対応する構成と同一の参照符号を付し、異なる構成についてだけ説明し、同様の構成については説明を省略する。本実施の形態では、入射部１５は、整形プリズム３０をさらに含んで構成される。整形プリズム３０は、コリメータレンズ２０と対物レンズ２１との間に設けられる。このように整形プリズム３０を設けることによって入射領域１９の形状を変化させることができる。
【００５９】
本実施の形態では、光学部品１４の端面１４ａにおける検出用の光１８の入射領域１９の形状が異なる。前述したように入射領域１９は、積層方向の寸法Ｌ１にのみ制限があるので、その他の形状は特定していない。入射領域１９の形状としては、たとえば楕円形であってもよい。
【００６０】
図７は、光学部品の欠陥検出装置１０ａの一部を示す正面図である。図７（１）に示すように、整形プリズム３０を用いて入射領域１９を積層方向Ｚおよび長さ方向Ｘに垂直な幅方向Ｙに関して、集光している。また図７（２）では、整形プリズム３０を用いて入射領域１９を積層方向Ｚに関して、集光している。このような入射領域１９であっても、前述の実施形態と同様に効果を達成することができる。
【００６１】
また入射部１５は、コリメートレンズ２０をなくして、レーザ光源１１からの検出用の光１８を直接整形プリズム３０に入射させることによっても実現することができる。またコリメータレンズ２０とシリンドリカルレンズとを用いて楕円形に集光してもよい。
【００６２】
また前述の実施の各形態では、欠陥検出装置は、レーザ光源１１を１つ光源によって構成しているが、光学部品１４の全面の欠陥検査をする場合、光学部品１４を送り機構によってレーザ光源１１に対して変位させるように構成する必要がある。またレーザ光源１１を複数並べることによって、光学部品１４の全面を一度に検査する構成にしてもよい。
【００６３】
前述の実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内において構成を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の一形態の光学部品の欠陥検出装置１０の一部を示す正面図である。
【図２】光学部品の欠陥検出装置１０を示す側面図である。
【図３】表１に示す３種の対物レンズ２０の入射部を用いて、検出用の光１８の光軸の位置と導光層２２の透過光量との関係を示すグラフである。
【図４】オフセット量が異なる入射部１５を用いて、検出用の光１８の光軸の位置と導光層２２の透過光量との関係を示すグラフである。
【図５】光学部品１４の欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の他の形態の光学部品の欠陥検出装置１０ａを示す側面図である。
【図７】光学部品の欠陥検出装置１０ａの一部を示す正面図である。
【図８】第１の従来の技術の透明基板の欠陥検出装置１を示す斜視図である。
【図９】欠陥検査の対象となる光学部品を示す正面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０，１０ａ 光学部品の欠陥検出装置
１１ レーザ光源
１２ 光検出部
１３ 判定部
１４ 光学部品
１５ 入射部
１６ 保護フィルム
１８ 検出用の光
１９ 入射領域
２２ 導光層
２５ 欠陥
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する複数の層が積層されて構成される光学部品に、積層方向と交差する方向の端面から検出用の光を入射させ、光学部品から出射される光を検出して、光学部品の欠陥を検出する方法であって、
検出用の光が入射される端面における検出用の光の入射領域の積層方向の寸法が、欠陥を検出する層の層厚よりも大きく、光学部品の積層方向の寸法よりも小さくなるように検出用の光を入射させることを特徴とする光学部品の欠陥検出方法。
【請求項２】
検出用の光の波長および検出用の光を集光する光学系の開口数を制御して、検出用の光を入射させることを特徴とする請求項１に記載の光学部品の欠陥検出方法。
【請求項３】
検出用の光を集光する光学系と光学部品との位置を制御して、検出用の光を入射させることを特徴とする請求項１または２記載の光学部品の欠陥検出方法。
【請求項４】
透光性を有する複数の層が積層されて構成される光学部品の欠陥を検出する装置であって、
光学部品の積層方向と交差する方向の端面に向けて、検出用の光を出射する光源と、
検出用の光が入射される端面における検出用の光の入射領域の積層方向の寸法が、光学部品の欠陥を検出する層の層厚よりも大きく、光学部品の積層方向の寸法よりも小さくなるように検出用の光を入射させる入射制御手段と、
光学部品から出射される光を検出する光検出手段とを含むことを特徴とする光学部品の欠陥検出装置。
【請求項５】
光学部品と光源との間に設けられ、検出用の光を集光する集光光学系をさらに含み、
入力制御手段は、検出用の光の波長および集光光学系の開口数を制御することを特徴とする請求項４に記載の光学部品の欠陥検出装置。
【請求項６】
入力制御手段は、集光光学系の位置を制御することを特徴とする請求項５に記載の光学部品の欠陥検出装置。
【請求項１】
透光性を有する複数の層が積層されて構成される光学部品に、積層方向と交差する方向の端面から検出用の光を入射させ、光学部品から出射される光を検出して、光学部品の欠陥を検出する方法であって、
検出用の光が入射される端面における検出用の光の入射領域の積層方向の寸法が、欠陥を検出する層の層厚よりも大きく、光学部品の積層方向の寸法よりも小さくなるように検出用の光を入射させることを特徴とする光学部品の欠陥検出方法。
【請求項２】
検出用の光の波長および検出用の光を集光する光学系の開口数を制御して、検出用の光を入射させることを特徴とする請求項１に記載の光学部品の欠陥検出方法。
【請求項３】
検出用の光を集光する光学系と光学部品との位置を制御して、検出用の光を入射させることを特徴とする請求項１または２記載の光学部品の欠陥検出方法。
【請求項４】
透光性を有する複数の層が積層されて構成される光学部品の欠陥を検出する装置であって、
光学部品の積層方向と交差する方向の端面に向けて、検出用の光を出射する光源と、
検出用の光が入射される端面における検出用の光の入射領域の積層方向の寸法が、光学部品の欠陥を検出する層の層厚よりも大きく、光学部品の積層方向の寸法よりも小さくなるように検出用の光を入射させる入射制御手段と、
光学部品から出射される光を検出する光検出手段とを含むことを特徴とする光学部品の欠陥検出装置。
【請求項５】
光学部品と光源との間に設けられ、検出用の光を集光する集光光学系をさらに含み、
入力制御手段は、検出用の光の波長および集光光学系の開口数を制御することを特徴とする請求項４に記載の光学部品の欠陥検出装置。
【請求項６】
入力制御手段は、集光光学系の位置を制御することを特徴とする請求項５に記載の光学部品の欠陥検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−１３２９７２（Ｐ２００６−１３２９７２Ａ）
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１９３９３（Ｐ２００４−３１９３９３）
【出願日】平成１６年１１月２日（２００４．１１．２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２日（２００４．１１．２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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