JP3418958B2 - 微小隙間検査装置および微小隙間検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リング状の微小隙
間に発生する光干渉縞の画像を取得して、光干渉縞の分
布形状から微小隙間の異物の有無や歪みの度合を検査す
る微小隙間検査装置および微小隙間検査方法に係り、特
に、微小隙間の異物の有無や歪みの度合を正確かつ高速
に検査する微小隙間検査装置および微小隙間検査方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、微小隙間を光干渉縞によって
検査する方法としては、種々の方法が提案されている。
例えば第１の方法として、光干渉縞のデータを解析して
ギャップ長を測定する方法があり、また第２の方法とし
て、干渉縞の歪みを目視で官能的に検査する方法があ
る。尚、第１の方法の具体例には、例えば、特開昭５９
−１７８３０４号公報に開示された「微小間隔測定方法
および装置」がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
微小隙間検査装置および微小隙間検査方法にあっては、
まず、第１の方法は、微小隙間の光路差で見られる干渉
縞が、波長の違いにより強弱の周期が異なるという性質
を利用するものであり、該性質によって２次元状に広が
る干渉縞のデータを取得し、ピーク値との位相の関係で
絶対的なギャップ長を算出することができるが、２次元
状のギャップ長データより平行度や異物の有無などを検
査するには、さらに２次元状ギャップ長分布の複雑な解
析な演算を要し、高度な解析ツールと莫大な解析時間が
必要となるという問題点があった。

【０００４】また、第２の方法である目視による検査に
おいては、リング状の領域を真円と比較して読みとるこ
とは困難な作業であり、個人差や体調によって微妙な歪
みを検出することは不可能であるという問題点があっ
た。

【０００５】さらに、マイクロ・マニシング等の微細加
工の進歩により、電極が取り付けられたガラスに対向し
て、感圧部を備えたシリコン部材が微少隙間を介して接
合された構造の静電容量検出式半導体圧力センサ等が数
多く出現してきているが、このような半導体部品の検査
においては、微小隙間の平行度や歪みの量、或いは、シ
リコン部材の感圧部が同心円状に（対称性を保ちつつ）
変形しているかどうかを検査しなければならない。上記
従来の微小隙間検査装置および微小隙間検査方法によれ
ば、これらの検査を行うための処理アルゴリズムに複雑
な演算を要することから、高価な画像処理装置を具備す
ることが要求され、結果として検査装置が高価なものと
なり、また、検査処理に長い演算時間を要するという問
題点もあった。

【０００６】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、その目的とするところは、リン
グ状の微小隙間に発生する光干渉縞の画像を取得して行
われる微小隙間の異物の有無や歪みの度合の検査におい
て、目視による官能的な検査を排除して機械的かつ容易
な処理アルコリズムによって検査を行うことで、安定か
つ正確な検査を安価な構成で高速に実現する微小隙間検
査装置および微小隙間検査方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本出願の請求項１に記載
の発明は、リング状の微小隙間に発生する光干渉縞の画
像を取得して、微小隙間の異物の有無を検査する微小隙
間検査装置であって、前記光干渉縞の画像を、前記リン
グの中心から放射状に延びる任意の直線からの角度と前
記リングの中心からの距離とで定まる座標の離散的画像
データとして扱い、同一距離の所定角度間における前記
離散的画像データの変位を求める微分手段と、前記離散
的画像データの変位に基づいて、微小隙間の異物の有無
を判定する判定手段とを具備することを特徴とする微小
隙間検査装置にある。

【０００８】また、本出願の請求項２に記載の発明は、
リング状の微小隙間に発生する光干渉縞の画像を取得し
て、微小隙間の異物の有無を検査する微小隙間検査装置
であって、前記光干渉縞の画像において、前記リングの
中心から放射状に延びる任意の直線からの角度と前記リ
ングの中心からの距離とで定まる座標の画像データを、
行が前記角度に、列が前記距離にそれぞれ対応する第１
行列上に展開する第１行列展開手段と、前記第１行列の
相互に隣接する列の差分をとって、該差分の結果を列と
する第２行列を生成する第２行列生成手段と、前記第２
行列に基づいて、微小隙間の異物の有無を判定する判定
手段とを具備することを特徴とする微小隙間検査装置に
ある。

【０００９】また、本出願の請求項３に記載の発明は、
リング状の微小隙間に発生する光干渉縞の画像を取得し
て、微小隙間の異物の有無または歪みを検査する微小隙
間検査装置であって、前記光干渉縞の画像を、前記リン
グの中心から放射状に延びる任意の直線からの角度と前
記リングの中心からの距離とで定まる座標の離散的画像
データとして扱い、該離散的画像データを所定角度によ
って等分し、群内の相対的な角度座標の順序が維持され
る複数の群に分割する分割手段と、相互に隣接する群間
において、相対的な角度座標順に、同一距離の前記離散
的画像データの変位を求める微分手段と、前記離散的画
像データの変位に基づいて、微小隙間の異物の有無また
は歪みの度合を判定する判定手段とを具備することを特
徴とする微小隙間検査装置にある。

【００１０】また、本出願の請求項４に記載の発明は、
リング状の微小隙間に発生する光干渉縞の画像を取得し
て、微小隙間の異物の有無を検査する微小隙間検査装置
であって、前記光干渉縞の画像において、前記リングの
中心から放射状に延びる任意の直線からの角度と前記リ
ングの中心からの距離とで定まる座標の離散的画像デー
タとして扱い、該離散的画像データを所定角度によって
Ｎ等分（Ｎは任意の正整数）し、群内の相対的な角度座
標の順序が維持されるＮ個の群に分割する分割手段と、
行が前記角度に、列が前記距離にそれぞれ対応する第１
行列上で、前記Ｎ個の群の内で相対的にｉ番目（ｉ＝１
〜Ｎ）の角度座標を含む群の最も小さい角度の画像デー
タを第ｉ行に、該群の２番目に小さい角度の画像データ
を第Ｎ＋ｉ行に、…、該群のｊ番目に小さい角度の画像
データを第ｊ×Ｎ＋ｉ行に、…と順に展開する第１行列
展開手段と、前記第１行列の相互に隣接する列の差分を
とって、該差分の結果を列とする第２行列を生成する第
２行列生成手段と、前記第２行列に基づいて、微小隙間
の異物の有無を判定する判定手段とを具備することを特
徴とする微小隙間検査装置にある。

【００１１】また、本出願の請求項５に記載の発明は、
前記判定手段が、前記第２行列の列における各要素に基
づく標準偏差を算出し、各列の標準偏差の最大値と最小
値の差に基づいて、微小隙間の異物の有無を判定するこ
とを特徴とする請求項２または４に記載の微小隙間検査
装置にある。

【００１２】また、本出願の請求項６に記載の発明は、
リング状の微小隙間に発生する光干渉縞の画像を取得し
て、微小隙間の歪みを検査する微小隙間検査装置であっ
て、前記光干渉縞の画像において、前記リングの中心か
ら放射状に延びる任意の直線からの角度と前記リングの
中心からの距離とで定まる座標の離散的画像データとし
て扱い、該離散的画像データを所定角度によってＮ等分
（Ｎは任意の正整数）し、群内の相対的な角度座標の順
序が維持されるＮ個の群に分割する分割手段と、行が前
記角度に、列が前記距離にそれぞれ対応する第１行列上
で、前記Ｎ個の群の内で相対的にｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）
の角度座標を含む群の最も小さい角度の画像データを第
ｉ行に、該群の２番目に小さい角度の画像データを第Ｎ
＋ｉ行に、…、該群のｊ番目に小さい角度の画像データ
を第ｊ×Ｎ＋ｉ行に、…と順に展開する第１行列展開手
段と、前記第１行列の相互に隣接する行の差分をとっ
て、該差分の結果を行とする第２行列を生成する第２行
列生成手段と、前記第２行列に基づいて、微小隙間の歪
みの度合を判定する判定手段とを具備することを特徴と
する微小隙間検査装置にある。

【００１３】また、本出願の請求項７に記載の発明は、
前記判定手段が、前記第２行列の行における各要素に基
づく標準偏差を算出し、各行の標準偏差の最大値と最小
値の差に基づいて、微小隙間の歪みの度合を判定するこ
とを特徴とする請求項６に記載の微小隙間検査装置にあ
る。

【００１４】また、本出願の請求項８に記載の発明は、
リング状の微小隙間に発生する光干渉縞の画像を取得し
て、微小隙間の異物の有無を検査する微小隙間検査方法
であって、前記光干渉縞の画像を、前記リングの中心か
ら放射状に延びる任意の直線からの角度と前記リングの
中心からの距離とで定まる座標の離散的画像データとし
て扱い、同一距離の所定角度間における前記離散的画像
データの変位を求める微分ステップと、前記離散的画像
データの変位に基づいて、微小隙間の異物の有無を判定
する判定ステップとを具備することを特徴とする微小隙
間検査方法にある。

【００１５】また、本出願の請求項９に記載の発明は、
リング状の微小隙間に発生する光干渉縞の画像を取得し
て、微小隙間の異物の有無を検査する微小隙間検査方法
であって、前記光干渉縞の画像において、前記リングの
中心から放射状に延びる任意の直線からの角度と前記リ
ングの中心からの距離とで定まる座標の画像データを、
行が前記角度に、列が前記距離にそれぞれ対応する第１
行列上に展開する第１行列展開ステップと、前記第１行
列の相互に隣接する列の差分をとって、該差分の結果を
列とする第２行列を生成する第２行列生成ステップと、
前記第２行列に基づいて、微小隙間の異物の有無を判定
する判定ステップとを具備することを特徴とする微小隙
間検査方法にある。

【００１６】また、本出願の請求項１０に記載の発明
は、リング状の微小隙間に発生する光干渉縞の画像を取
得して、微小隙間の異物の有無または歪みを検査する微
小隙間検査方法であって、前記光干渉縞の画像を、前記
リングの中心から放射状に延びる任意の直線からの角度
と前記リングの中心からの距離とで定まる座標の離散的
画像データとして扱い、該離散的画像データを所定角度
によって等分し、群内の相対的な角度座標の順序が維持
される複数の群に分割する分割ステップと、相互に隣接
する群間において、相対的な角度座標順に、同一距離の
前記離散的画像データの変位を求める微分ステップと、
前記離散的画像データの変位に基づいて、微小隙間の異
物の有無または歪みの度合を判定する判定ステップとを
具備することを特徴とする微小隙間検査方法にある。

【００１７】また、本出願の請求項１１に記載の発明
は、リング状の微小隙間に発生する光干渉縞の画像を取
得して、微小隙間の歪みを検査する微小隙間検査方法で
あって、前記光干渉縞の画像において、前記リングの中
心から放射状に延びる任意の直線からの角度と前記リン
グの中心からの距離とで定まる座標の離散的画像データ
として扱い、該離散的画像データを所定角度によってＮ
等分（Ｎは任意の正整数）し、群内の相対的な角度座標
の順序が維持されるＮ個の群に分割する分割ステップ
と、行が前記角度に、列が前記距離にそれぞれ対応する
第１行列上で、前記Ｎ個の群の内で相対的にｉ番目（ｉ
＝１〜Ｎ）の角度座標を含む群の最も小さい角度の画像
データを第ｉ行に、該群の２番目に小さい角度の画像デ
ータを第Ｎ＋ｉ行に、…、該群のｊ番目に小さい角度の
画像データを第ｊ×Ｎ＋ｉ行に、…と順に展開する第１
行列展開ステップと、前記第１行列の相互に隣接する列
の差分をとって、該差分の結果を列とする第２行列を生
成する第２行列生成ステップと、前記第２行列に基づい
て、微小隙間の異物の有無を判定する判定ステップとを
具備することを特徴とする微小隙間検査方法にある。

【００１８】また、本出願の請求項１２に記載の発明
は、前記判定ステップが、前記第２行列の列における各
要素に基づく標準偏差を算出し、各列の標準偏差の最大
値と最小値の差に基づいて、微小隙間の異物の有無を判
定することを特徴とする請求項９または１１に記載の微
小隙間検査方法にある。

【００１９】また、本出願の請求項１３に記載の発明
は、リング状の微小隙間に発生する光干渉縞の画像を取
得して、微小隙間の歪みを検査する微小隙間検査方法で
あって、前記光干渉縞の画像において、前記リングの中
心から放射状に延びる任意の直線からの角度と前記リン
グの中心からの距離とで定まる座標の離散的画像データ
として扱い、該離散的画像データを所定角度によってＮ
等分（Ｎは任意の正整数）し、群内の相対的な角度座標
の順序が維持されるＮ個の群に分割する分割ステップ
と、行が前記角度に、列が前記距離にそれぞれ対応する
第１行列上で、前記Ｎ個の群の内で相対的にｉ番目（ｉ
＝１〜Ｎ）の角度座標を含む群の最も小さい角度の画像
データを第ｉ行に、該群の２番目に小さい角度の画像デ
ータを第Ｎ＋ｉ行に、…、該群のｊ番目に小さい角度の
画像データを第ｊ×Ｎ＋ｉ行に、…と順に展開する第１
行列展開ステップと、前記第１行列の相互に隣接する行
の差分をとって、該差分の結果を行とする第２行列を生
成する第２行列生成ステップと、前記第２行列に基づい
て、微小隙間の歪みの度合を判定する判定ステップとを
具備することを特徴とする微小隙間検査方法にある。

【００２０】さらに、本出願の請求項１４に記載の発明
は、前記判定ステップが、前記第２行列の行における各
要素に基づく標準偏差を算出し、各行の標準偏差の最大
値と最小値の差に基づいて、微小隙間の歪みの度合を判
定することを特徴とする請求項１３に記載の微小隙間検
査方法にある。

【００２１】そして、この請求項１、２または５、或い
は、請求項８、９または１２に記載の発明によれば、リ
ング状の微小隙間に発生する光干渉縞について取得した
画像を、リングの中心から放射状に延びる任意の直線か
らの角度とリングの中心からの距離とで定まる座標の離
散的画像データとして扱い、第１行列展開手段により、
該画像データを、行が角度に、列が距離にそれぞれ対応
する第１行列上に展開する。次に、第２行列生成手段で
は、同一距離の所定角度間における離散的画像データの
変位を求めるべく、第１行列の相互に隣接する列の差分
をとって、該差分の結果を列とする第２行列を生成す
る。さらに、判定手段では、離散的画像データの変位を
表す第２行列に基づき、例えば、第２行列の列における
各要素に基づく標準偏差を算出し、各列の標準偏差の最
大値と最小値の差に基づいて、微小隙間の異物の有無を
判定する。このように、リング状の微小隙間に発生する
光干渉縞の画像を取得して行われる微小隙間の異物の有
無の検査を、目視による官能的な検査を排除し、機械的
かつ容易な行列処理のアルコリズムによって行うので、
安定かつ正確な検査を安価な構成で高速に行うことが可
能となる。

【００２２】また、請求項３、４または５、或いは、請
求項１０、１１または１２に記載の発明によれば、リン
グ状の微小隙間に発生する光干渉縞について取得した画
像を、リングの中心から放射状に延びる任意の直線から
の角度とリングの中心からの距離とで定まる座標の離散
的画像データとして扱い、分割手段により、該離散的画
像データを所定角度によってＮ等分（Ｎは任意の正整
数）し、群内の相対的な角度座標の順序が維持されるＮ
個の群に分割する。次に、第１行列展開手段により、行
が角度に、列が距離にそれぞれ対応する第１行列上で、
Ｎ個の群の内で相対的にｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の角度座
標を含む群の最も小さい角度の画像データを第ｉ行に、
該群の２番目に小さい角度の画像データを第Ｎ＋ｉ行
に、…、該群のｊ番目に小さい角度の画像データを第ｊ
×Ｎ＋ｉ行に、…と順に展開し、次に、第２行列生成手
段では、相互に隣接する群間において、相対的な角度座
標順に、同一距離の離散的画像データの変位を求めるべ
く、第１行列の相互に隣接する列の差分をとって、該差
分の結果を列とする第２行列を生成する。さらに、判定
手段では、離散的画像データの変位を表す第２行列に基
づき、例えば、第２行列の列における各要素に基づく標
準偏差を算出し、各列の標準偏差の最大値と最小値の差
に基づいて、微小隙間の異物の有無を判定する。このよ
うに、リング状の微小隙間に発生する光干渉縞の画像を
取得して行われる微小隙間の異物の有無の検査を、目視
による官能的な検査を排除し、機械的かつ容易な行列処
理のアルコリズムによって行うので、安定かつ正確な検
査を安価な構成で高速に行うことが可能となる。

【００２３】さらに、請求項３、６または７、或いは、
請求項１０、１３または１４に記載の発明によれば、リ
ング状の微小隙間に発生する光干渉縞について取得した
画像を、リングの中心から放射状に延びる任意の直線か
らの角度とリングの中心からの距離とで定まる座標の離
散的画像データとして扱い、分割手段により、該離散的
画像データを所定角度によってＮ等分（Ｎは任意の正整
数）し、群内の相対的な角度座標の順序が維持されるＮ
個の群に分割する。次に、第１行列展開手段により、行
が角度に、列が距離にそれぞれ対応する第１行列上で、
Ｎ個の群の内で相対的にｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の角度座
標を含む群の最も小さい角度の画像データを第ｉ行に、
該群の２番目に小さい角度の画像データを第Ｎ＋ｉ行
に、…、該群のｊ番目に小さい角度の画像データを第ｊ
×Ｎ＋ｉ行に、…と順に展開し、次に、第２行列生成手
段では、相互に隣接する群間において、相対的な角度座
標順に、同一距離の前記離散的画像データの変位を求め
るべく、第１行列の相互に隣接する行の差分をとって、
該差分の結果を行とする第２行列を生成する。さらに、
判定手段では、離散的画像データの変位を表す第２行列
に基づき、例えば、第２行列の行における各要素に基づ
く標準偏差を算出し、各行の標準偏差の最大値と最小値
の差に基づいて、微小隙間の歪みの度合を判定する。こ
のように、リング状の微小隙間に発生する光干渉縞の画
像を取得して行われる微小隙間の歪みの度合の検査を、
目視による官能的な検査を排除し、機械的かつ容易な行
列処理のアルコリズムによって行うので、安定かつ正確
な検査を安価な構成で高速に行うことが可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面を参照しながら詳細に説明する。先ず、最初
に、本発明に係る微小隙間検査装置および微小隙間検査
方法の第１の実施形態を図１に示す。尚、本実施形態の
微小隙間検査装置は、微小隙間の異物の有無を検査する
ものである。

【００２５】同図に示されるように、本実施形態の微小
隙間検査装置は、リング状の微小隙間に発生する光干渉
縞の画像を取得する画像取得手段１００と、取得した光
干渉縞の画像において、リングの中心から放射状に延び
る任意の直線からの角度とリングの中心からの距離とで
定まる座標の画像データを、行が角度に、列が距離にそ
れぞれ対応する第１行列上に展開する第１行列展開手段
１０３と、第１行列の相互に隣接する列の差分をとっ
て、該差分の結果を列とする第２行列を生成する第２行
列生成手段１０４と、第２行列の列における各要素に基
づく標準偏差を算出し、各列の標準偏差の最大値と最小
値の差に基づいて、微小隙間の異物の有無を判定する判
定手段１０５とを具備した構成である。尚、第１行列展
開手段１０３および第２行列生成手段１０４は、同一距
離の所定角度間における離散的画像データの変位を求め
る微分手段１０２を実現するものである。

【００２６】また、本実施形態の微小隙間検査装置が実
際に具現される検査装置の構成図を図２に示す。

【００２７】同図に示すように、検査装置は、顕微鏡１
５１と、顕微鏡１５１に付設されて被検査対象である半
導体圧力センサ（半導体部品）１５０の一方の面からの
同軸落射照明１６２による反射光によって形成される像
を取得するＣＣＤカラーカメラ（画像撮像手段）１６３
と、ＣＣＤカラーカメラ１６３の取得画像を取り込ん
で、画像処理による画像解析を行う画像処理装置１５３
と、取得画像および画像解析結果を表示するＴＶモニタ
１５４と、画像解析結果に基づくデータ処理を行って各
検査項目の判定を行うパソコン１５５とを具備する構成
である。尚、画像処理装置１５３およびパソコン１５５
が微分手段１０２（第１行列展開手段１０３および第２
行列生成手段１０４）および判定手段１０５に該当す
る。

【００２８】また、図３には、本実施形態の微小隙間検
査装置における検査対象である半導体圧力センサ（半導
体部品）１５０の構造図を示す。図３（ａ）は平面図、
図３（ｂ）は断面図である。

【００２９】同図において、半導体圧力センサ１５０は
静電容量検出式半導体圧力センサであり、ドーナツ形状
の電極２０３が取り付けられたガラス部材２０２に対向
して、ディープエッチングにより薄膜加工された感圧部
２１３を備えたシリコン部材２０１が微少隙間部２１２
を介して陽極接合された構造である。すなわち、圧力変
化を電気的信号に変換するために感圧部２１３に対向し
た電極部２０３を配置させて、圧力の変化を静電容量の
変化に置き換え、外部よりセンシング可能とした構造で
ある。

【００３０】この半導体圧力センサ１５０の使用形態に
おいては、シリコン部材２０１の裏面側のディープエッ
チング部２１１に、圧力を検出すべき気体（ガス）等が
充填されており、該気体の圧力によって感圧部２１３は
膜が振動する如く変形する。この感圧部２１３の変形に
よって、電極部２０３および感圧部２１３間の微小隙間
部２１２による静電容量が変化するので、該静電容量の
変化を電極端子２０５およびシリコン側電極端子２０１
間の静電容量変化として検知し、気体の圧力を検出する
ものである。

【００３１】尚、以下の説明では、具体的には、次のよ
うな形状寸法を持つ半導体圧力センサ１５０を取り扱
う。すなわち、シリコン部材２０１については、縦横寸
法が２９００×３０００［μｍ］、厚さが約４００［μ
ｍ］、薄膜加工部分（感圧部２１３）の膜厚は約４０
［μｍ］、ディープエッチング部２１１のＤＥ＝１５０
０［μｍ］、ＴＥ＝３００［μｍ］、ガラス部材２０２
については、厚さが約５００［μｍ］、Ｃｒ等よりなる
電極部２０３については、厚さが約０．２［μｍ］、Ｒ
１＝１５０［μｍ］、Ｒ２＝２５０［μｍ］、Ｒ３＝６
００［μｍ］、Ｒ４＝８００［μｍ］、微小隙間部２１
２の間隔が約１［μｍ］である。また、このような寸法
の半導体圧力センサ１００の静電容量変化は約５〜２０
［ｐＦ］程度である。

【００３２】また、顕微鏡１５１においては、半導体圧
力センサ１５０の表面側には同軸落射照明１６２からの
光Ｌ１が照射され、監視者の目１５２およびＣＣＤカラ
ーカメラ１６３には、これらの反射光Ｌ２によって形成
される像が取得されることとなる。また、同軸落射照明
１６２には、例えばハロゲンランプ等が使用される。

【００３３】次に、本実施形態の微小隙間検査装置にお
ける微小隙間検査方法を、図を参照して詳細に説明す
る。図４は、本実施形態の微小隙間検査方法を説明する
概略フローチャートであり、図５、図７および図８は、
微小隙間検査方法の原理的な説明を補足する説明図であ
る。

【００３４】まず、図４におけるステップ４０１では、
画像処理装置１５３の初期設定を行うと共に、半導体圧
力センサ１５０を顕微鏡１５１にセットし、同軸落射照
明１６２を照射する。次に、ステップ４０２では、ＣＣ
Ｄカラーカメラ１６３の取得画像を画像処理装置１５３
に取り込み、画像解析を行う。

【００３５】図５には、ＣＣＤカラーカメラ１６３の取
得した原画像を示す。電極部２０３が貼り合わされてい
るガラス部材２０２の表面の鉛直方向から同軸落射照明
１６２が照射されると、図５に示すように、干渉縞が現
れる。ステップ４０３では、干渉縞の領域を特定するた
めに干渉縞領域の中心を抽出する。この干渉縞領域の中
心は、例えば、電極部２０３の重心を求めることによっ
て行われ、それをリング状の微小隙間領域の中心部と
し、半径の大きさよりリング状の微小隙間領域を抽出可
能にするものである。尚、ここでは、図５に示すよう
に、干渉縞に混じって異物が存在している原画像を仮定
している。

【００３６】次に、ステップ４０４では、取得した光干
渉縞の画像を、リングの中心から放射状に延びる任意の
直線からの角度とリングの中心からの距離とで定まる座
標の離散的画像データとして扱い、行が角度に、列が距
離にそれぞれ対応する第１行列上に展開する（第１行列
展開ステップ）。例えば、０［度］を基準に３６０
［度］までの角度を２度毎に”１”から”１８０”と
し、リング状の微小隙間領域における距離を”Ｃ０”か
ら”Ｃ２０”とすれば、図６に示すように、１８０×２
１の行列データ（第１行列）が得られることになる。こ
こで、各要素の値は、Ｒ（赤の輝度），Ｇ（緑の輝
度），Ｂ（青の輝度）としたときの、Ｒ−Ｇ＋Ｂの値で
ある。また、図５における異物の存在は、図６におい
て、黒で塗りつぶされた楕円形状領域の各要素の値とし
て認識されることとなる。

【００３７】次に、ステップ４０５では、第１行列の相
互に隣接する列の差分をとって、該差分の結果を列とす
る第２行列を生成する（第２行列生成ステップ）。すな
わち、図７に示すように、第１行列における列Ｃ０と列
Ｃ１の差分結果を第２行列の第１列とし、第１行列にお
ける列Ｃ１と列Ｃ２の差分結果を第２行列の第２列と
し、…という具合に第２行列を生成する。ここで、図５
における異物の存在は、図７において、楕円形状領域の
各要素の値として認識されることとなる。

【００３８】さらに、ステップ４０６では、検査判定用
パラメータとして、第２行列の列における各要素に基づ
く標準偏差を算出し、各列の標準偏差の最大値と最小値
の差に基づいて、微小隙間の異物の有無を判定する（判
定ステップ）。

【００３９】以上説明したように、本実施形態の微小隙
間検査装置は、ガラスとシリコンによって形成されるリ
ング状の微小隙間、特に、感圧性のシリコン部材２０１
と電極部２０３を有するガラス部材２０２との２つの対
向する電極によって形成される静電容量型の半導体圧力
センサの微小隙間に対して、ＣＣＤカラーカメラ１６３
によって光干渉縞の分布形状を撮像して取得し、静電容
量型の半導体圧力センサの良否を検査するものである。

【００４０】この静電容量型の半導体圧力センサにおい
ては、一般的に円形もしくはドーナツ状の電極部２０３
が用いられ、重要な不良欠陥として、感圧シリコン部の
歪み、微小隙間への異物の混入、或いは平行度異常等が
ある。目視検査を行う場合には、これら異物等を検出す
るために、仮想の真円との比較により官能的に異物の有
無の判断を行わなければならないが、本実施形態の微小
隙間検査方法では、撮像して得られた画像データを離散
的な画像データとして行列状に並べ替えることで円状の
データが直線状のデータに置き換えられ、仮想の真円と
の比較でなく直線との比較により判断できるので、検査
精度を向上させることができ、また、簡単なアルコリズ
ムによる自動化を容易に図ることができるため、正確で
かつ高速な検査を行うことが可能となる。

【００４１】また、撮像した原画象に対して微分（差
分）の処理を施しているため、異物の存在をデータ上に
一層明確に表現できるので検査精度をより向上させるこ
とができ、さらに、距離（行列における列数）を変更す
れば、抽出したい異物の大きさを調整することも可能で
ある。

【００４２】次に、本発明に係る微小隙間検査装置およ
び微小隙間検査方法の第２の実施形態を図８に示す。
尚、同図において、図１に示される装置と同一構成部分
については、同一符号を付する。尚、本実施形態の微小
隙間検査装置は、微小隙間の異物の有無を検査するもの
である。

【００４３】図８に示されるように、本実施形態の微小
隙間検査装置は、リング状の微小隙間に発生する光干渉
縞の画像を取得する画像取得手段１００と、取得した光
干渉縞の画像において、リングの中心から放射状に延び
る任意の直線からの角度とリングの中心からの距離とで
定まる座標の離散的画像データとして扱い、該離散的画
像データを所定角度によってＮ等分（Ｎは任意の正整
数）し、群内の相対的な角度座標の順序が維持されるＮ
個の群に分割する分割手段１１１と、行が角度に、列が
距離にそれぞれ対応する第１行列上で、Ｎ個の群の内で
相対的にｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の角度座標を含む群の最
も小さい角度の画像データを第ｉ行に、該群の２番目に
小さい角度の画像データを第Ｎ＋ｉ行に、…、該群のｊ
番目に小さい角度の画像データを第ｊ×Ｎ＋ｉ行に、…
と順に展開する第１行列展開手段１１３と、第１行列の
相互に隣接する列の差分をとって、該差分の結果を列と
する第２行列を生成する第２行列生成手段１１４と、第
２行列の列における各要素に基づく標準偏差を算出し、
各列の標準偏差の最大値と最小値の差に基づいて、微小
隙間の異物の有無を判定する判定手段１１５とを具備し
た構成である。尚、第１行列展開手段１１３および第２
行列生成手段１１４は、相互に隣接する群間において、
相対的な角度座標順に、同一距離の離散的画像データの
変位を求める微分手段１１２を実現するものである。

【００４４】また、本実施形態の微小隙間検査装置が実
際に具現される検査装置の構成は、第１の実施形態と同
様に図２に示され、検査対象である半導体圧力センサ
（半導体部品）１５０の構造も、第１の実施形態と同様
に図３に示されるものである。

【００４５】次に、本実施形態の微小隙間検査装置にお
ける微小隙間検査方法を、図を参照して詳細に説明す
る。図９は、本実施形態の微小隙間検査方法を説明する
概略フローチャートであり、図１０、図１１および図１
２は、微小隙間検査方法の原理的な説明を補足する説明
図である。

【００４６】まず、図９におけるステップ９０１では、
画像処理装置１５３の初期設定を行うと共に、半導体圧
力センサ１５０を顕微鏡１５１にセットし、同軸落射照
明１６２を照射する。次に、ステップ９０２では、ＣＣ
Ｄカラーカメラ１６３の取得画像を画像処理装置１５３
に取り込み、画像解析を行う。

【００４７】図１０には、ＣＣＤカラーカメラ１６３の
取得した原画像を示す。電極部２０３が貼り合わされて
いるガラス部材２０２の表面の鉛直方向から同軸落射照
明１６２が照射されると、図１０に示すように、干渉縞
が現れる。ステップ９０３では、干渉縞の領域を特定す
るために干渉縞領域の中心を抽出する。この干渉縞領域
の中心は、例えば、電極部２０３の重心を求めることに
よって行われ、それをリング状の微小隙間領域の中心部
とし、半径の大きさよりリング状の微小隙間領域を抽出
可能にするものである。尚、ここでは、図１０に示すよ
うに、干渉縞に混じって異物が存在している原画像を仮
定している。

【００４８】次に、ステップ９０４では、取得した光干
渉縞の画像において、リングの中心から放射状に延びる
任意の直線からの角度とリングの中心からの距離とで定
まる座標の離散的画像データとして扱い、行が角度に、
列が距離にそれぞれ対応する行列上に展開する。

【００４９】また、ステップ９０５では、展開された行
列状データについて、離散的画像データを所定角度によ
ってＮ等分（Ｎは任意の正整数であり、ここではＮ＝
６）し、群内の相対的な角度座標の順序が維持されるＮ
個の群に分割し（分割ステップ）、行が角度に、列が距
離にそれぞれ対応する第１行列上で、Ｎ個の群の内で相
対的にｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の角度座標を含む群の最も
小さい角度の画像データを第ｉ行に、該群の２番目に小
さい角度の画像データを第Ｎ＋ｉ行に、…、該群のｊ番
目に小さい角度の画像データを第ｊ×Ｎ＋ｉ行に、…と
順に展開する（第１行列展開ステップ）。

【００５０】例えば、０［度］を基準に３６０［度］ま
での角度を２度毎に”１”から”１８０”とし、リング
状の微小隙間領域における距離を”Ｃ０”から”Ｃ２
０”とすれば、図１１に示すように、１８０×２１の行
列データ（第１行列）が得られることになる。尚、図１
１の行列状データは、行単位で３０行（ここでは、行デ
ータを２度毎に形成したいるために６０行ではなく３０
行である）毎に並び替えた結果である。またここで、各
要素の値は、Ｒ（赤の輝度），Ｇ（緑の輝度），Ｂ（青
の輝度）としたときの、Ｒ−Ｇ＋Ｂの値である。さら
に、図１０における異物の存在は、図１１において、点
線内をハッチングで塗りつぶされた楕円形状領域の各要
素の値として認識され、第１の実施形態における図６と
比較して、より広い範囲の要素に関わるようになってい
る。

【００５１】次に、ステップ９０６では、第１行列の相
互に隣接する列の差分をとって、該差分の結果を列とす
る第２行列を生成する（第２行列生成ステップ）。すな
わち、図１２に示すように、第１行列における列Ｃ０と
列Ｃ１の差分結果を第２行列の第１列とし、第１行列に
おける列Ｃ１と列Ｃ２の差分結果を第２行列の第２列と
し、…という具合に第２行列を生成する。ここで、図１
０における異物の存在は、図１２においては、点線で示
される楕円形状領域の各要素の値として認識されること
となる。

【００５２】さらに、ステップ９０７では、検査判定用
パラメータとして、第２行列の列における各要素に基づ
く標準偏差を算出し、各列の標準偏差の最大値と最小値
の差に基づいて、微小隙間の異物の有無を判定する（判
定ステップ）。

【００５３】次に、図１３、図１４および図１５には、
本実施形態の微小隙間検査方法を説明する詳細フローチ
ャートを示す。尚、同図のフローチャートは、図９にお
ける各ステップの処理を詳細に示したものであり、該当
する処理部分を点線で囲って表す。

【００５４】まず、ステップ１３０１および１３０２で
は、画像処理装置１５３の初期設定を行う。ステップ１
３０１では画像処理装置１５３の内部メモリをクリア
し、ステップ１３０２では、画像処理装置１５３の表示
をクリアする。

【００５５】次に、ステップ１３０３では、ＣＣＤカラ
ーカメラ１６３の取得画像を画像処理装置１５３に取り
込み画像解析を行う。具体的には、Ｒ（赤），Ｇ
（緑），Ｂ（緑）の画像信号（それぞれ２５６階調信
号）を画像処理装置１５３のメモリに入力する。

【００５６】次に、ステップ１３０４〜１３０９では、
干渉縞領域の中心を抽出する。まず、ステップ１３０４
では、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各画像信号につ
いて輝度ヒストグラムを作成する。次に、ステップ１３
０５では、まずＲ画像信号について、輝度の明るい方か
ら画素数を数え、２３０００番目の画素を持つ輝度をＲ
minとする。ステップ１３０６では、Ｇ画像信号および
Ｂ画像信号についてもステップ１３０５と同様の処理を
行って、Ｇmin，Ｂminを求める。

【００５７】次に、ステップ１３０７では、電極部２０
３の色を抽出する。すなわち、輝度の範囲が、画像信号
Ｒ（赤）について「Ｒmin〜２５５」、画像信号Ｇ
（緑）について「Ｇmin〜２５５」且つ画像信号Ｂ
（青）について「Ｂmin〜２５５」である画素を抽出す
る。また、ステップ１３０８では、画像処理装置１５３
におけるコマンド「穴抜き」によって、抽出された電極
部２０３の内側の穴部分を抽出する。さらに、ステップ
１３０９では、最終的に抽出された電極部２０３の内側
の円について重心を求め、その座標をリング状の微小隙
間領域の中心座標（ＣＥＸ，ＣＥＹ）とする。

【００５８】次に、ステップ１４０１では、行列ＭＡＴ
ＲＩＸ（２１，３６０）を定義する。ステップ１４０２
では、取得した画像の輝度データを行列状の数値データ
に並べ換える。すなわち、画像上の座標（Ｘ，Ｙ）にお
けるＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各画像データを、
それぞれＲ（ｘ，Ｙ），Ｇ（Ｘ，Ｙ），Ｂ（Ｘ，Ｙ）と
するとき、半径（距離）Ｒを１１０〜１３０、角度θを
０〜３５９の範囲で増分１としてインクリメントさせ、
次の数式処理（数１）を行って、行列ＭＡＴＲＩＸの各
要素データを求める。

【数１】 ＸＸ＝ＣＥＸ＋Ｒ×ｃｏｓθ ＹＹ＝ＣＥＹ＋Ｒ×ｓｉｎθ ＭＡＴＲＩＸ（Ｒ−１１０，θ） ＝Ｒ（ＸＸ，ＹＹ）−Ｇ（ＸＸ，ＹＹ）＋Ｂ（ＸＸ，ＹＹ） （数１） 次に、ステップ１４０３では、第１行列ＣＭＡＴＲＩＸ
（２１，３６０）を定義する。ステップ１４０４では、
展開された行列ＭＡＴＲＩＸについて、行単位で６０行
毎に並び替えて第１行列ＣＭＡＴＲＩＸを生成する。す
なわち、行列ＣＭＡＴＲＩＸの行方向カウンタＣＸＸを
０〜２０、列方向カウンタＣＯＵＮＴを０〜５９の範囲
で増分１としてインクリメントさせ、次の数式処理（数
２）を行って、行列ＣＭＡＴＲＩＸの各要素データを求
める。

【数２】 ＣＭＡＴＲＩＸ（ＣＸＸ，ＣＯＵＮＴ×６＋０） ＝ＭＡＴＲＩＸ（ＣＸＸ， ０＋ＣＯＵＮＴ） ＣＭＡＴＲＩＸ（ＣＸＸ，ＣＯＵＮＴ×６＋１） ＝ＭＡＴＲＩＸ（ＣＸＸ， ６０＋ＣＯＵＮＴ） ＣＭＡＴＲＩＸ（ＣＸＸ，ＣＯＵＮＴ×６＋２） ＝ＭＡＴＲＩＸ（ＣＸＸ，１２０＋ＣＯＵＮＴ） ＣＭＡＴＲＩＸ（ＣＸＸ，ＣＯＵＮＴ×６＋３） ＝ＭＡＴＲＩＸ（ＣＸＸ，１８０＋ＣＯＵＮＴ） ＣＭＡＴＲＩＸ（ＣＸＸ，ＣＯＵＮＴ×６＋４） ＝ＭＡＴＲＩＸ（ＣＸＸ，２４０＋ＣＯＵＮＴ） ＣＭＡＴＲＩＸ（ＣＸＸ，ＣＯＵＮＴ×６＋５） ＝ＭＡＴＲＩＸ（ＣＸＸ，３００＋ＣＯＵＮＴ） （数２） 次に、ステップ１４０５では、第２行列ＤＭＡＴＲＩＸ
（２０，３６０）を定義する。ステップ１４０６では、
生成された第１行列ＣＭＡＴＲＩＸについて、相互に隣
接する列の差分をとって、該差分の結果を列とする第２
行列ＤＭＡＴＲＩＸを生成する。

【００５９】すなわち、第２行列ＤＭＡＴＲＩＸの行方
向カウンタＣＸＸを０〜１９、列方向カウンタＣＹＹを
０〜３５９の範囲で増分１としてインクリメントさせ、
次の数式処理（数３）を行って、第２行列ＤＭＡＴＲＩ
Ｘの各要素データを求める。

【数３】 ＤＭＡＴＲＩＸ（ＣＸＸ，ＣＹＹ） ＝ＣＭＡＴＲＩＸ（ＣＸＸ，ＣＹＹ） −ＣＭＡＴＲＩＸ（ＣＸＸ＋１，ＣＹＹ） （数３） さらに、ステップ１５０１では、配列ＳＴＤ（２０）を
定義する。ステップ１５０２では、第２行列ＤＭＡＴＲ
ＩＸの列における各要素に基づく標準偏差を算出する。
すなわち、第２行列ＤＭＡＴＲＩＸの行方向カウンタＣ
ＸＸを０〜１９の範囲で増分１としてインクリメントさ
せ、ＤＭＡＴＲＩＸ（ＣＸＸ，０〜３５９）の標準偏差
を算出して、ＳＴＤ（ＣＸＸ）を求める。次に、ステッ
プ１５０３では、配列ＳＴＤの最大値ＭＡＸと最小値Ｍ
ＩＮの差である検査判定用パラメータＰＡＲＡＭＥＴＥ
Ｒを計算し、さらに、ステップ１５０４では、検査判定
用パラメータＰＡＲＡＭＥＴＥＲに基づき、検査判定用
パラメータＰＡＲＡＭＥＴＥＲが１３を越える場合には
微小隙間に異物が存在するとして不良品と判定し、検査
判定用パラメータＰＡＲＡＭＥＴＥＲが１３以下である
場合には良品と判定する。

【００６０】以上説明したように、本実施形態の微小隙
間検査装置および微小隙間検査方法では、撮像して得ら
れた画像データを離散的な画像データとして行列状に並
べ替えることで円状のデータを直線状のデータに置き換
え、仮想の真円との比較でなく直線との比較により検査
判定を行うので、検査精度を向上させることができ、ま
た、簡単なアルコリズムによる自動化を容易に図ること
ができるため、正確でかつ高速な検査を行うことが可能
となる。

【００６１】また、離散的画像データを６０度で等分
し、群内の相対的な角度座標の順序が維持される６個の
群に分割し、相互に隣接する群間において、相対的な角
度座標順に、同一距離の離散的画像データの変位を求め
るべく行列の行方向で微分（差分）処理を施しているた
め、異物の存在をデータ上に一層明確かつ顕著に表現で
き、検査判定の精度をさらに向上させ、さらに、距離
（行列における列数）を変更すれば、抽出したい異物の
大きさを調整することも可能である。

【００６２】次に、本発明に係る微小隙間検査装置およ
び微小隙間検査方法の第３の実施形態を図１６に示す。
尚、同図において、図１および図８に示される装置と同
一構成部分については、同符号を付する。尚、本実施形
態の微小隙間検査装置は、微小隙間の歪みの度合を検査
するものである。

【００６３】図１６に示されるように、本実施形態の微
小隙間検査装置は、リング状の微小隙間に発生する光干
渉縞の画像を取得する画像取得手段１００と、取得した
光干渉縞の画像において、リングの中心から放射状に延
びる任意の直線からの角度とリングの中心からの距離と
で定まる座標の離散的画像データとして扱い、該離散的
画像データを所定角度によってＮ等分（Ｎは任意の正整
数）し、群内の相対的な角度座標の順序が維持されるＮ
個の群に分割する分割手段１１１と、行が角度に、列が
距離にそれぞれ対応する第１行列上で、Ｎ個の群の内で
相対的にｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の角度座標を含む群の最
も小さい角度の画像データを第ｉ行に、該群の２番目に
小さい角度の画像データを第Ｎ＋ｉ行に、…、該群のｊ
番目に小さい角度の画像データを第ｊ×Ｎ＋ｉ行に、…
と順に展開する第１行列展開手段１１３と、第１行列の
相互に隣接する行の差分をとって、該差分の結果を行と
する第２行列を生成する第２行列生成手段１２４と、第
２行列の行における各要素に基づく標準偏差を算出し、
各行の標準偏差の最大値と最小値の差に基づいて、微小
隙間の歪みの度合を判定する判定手段１２５とを具備し
た構成である。尚、第１行列展開手段１１３および第２
行列生成手段１２４は、相互に隣接する群間において、
相対的な角度座標順に、同一距離の離散的画像データの
変位を求める微分手段１２２を実現するものである。

【００６４】また、本実施形態の微小隙間検査装置が実
際に具現される検査装置の構成は、第１の実施形態と同
様に図２に示され、検査対象である半導体圧力センサ
（半導体部品）１５０の構造も、第１の実施形態と同様
に図３に示されるものである。

【００６５】次に、本実施形態の微小隙間検査装置にお
ける微小隙間検査方法を、図を参照して詳細に説明す
る。図１７は、本実施形態の微小隙間検査方法を説明す
る概略フローチャートであり、図１８、図１９および図
２０は、微小隙間検査方法の原理的な説明を補足する説
明図である。

【００６６】まず、図１７におけるステップ１７０１で
は、画像処理装置１５３の初期設定を行うと共に、半導
体圧力センサ１５０を顕微鏡１５１にセットし、同軸落
射照明１６２を照射する。次に、ステップ１７０２で
は、ＣＣＤカラーカメラ１６３の取得画像を画像処理装
置１５３に取り込み、画像解析を行う。

【００６７】図１８には、ＣＣＤカラーカメラ１６３の
取得した原画像を示す。電極部２０３が貼り合わされて
いるガラス部材２０２の表面の鉛直方向から同軸落射照
明１６２が照射されると、図１８に示すように、干渉縞
が現れる。ステップ１７０３では、干渉縞の領域を特定
するために干渉縞領域の中心を抽出する。この干渉縞領
域の中心は、例えば、電極部２０３の重心を求めること
によって行われ、それをリング状の微小隙間領域の中心
部とし、半径の大きさよりリング状の微小隙間領域を抽
出可能にするものである。尚、ここでは、図１８に示す
ように、干渉縞に図示するような山と幅を持つ歪みが存
在している原画像を仮定している。

【００６８】次に、ステップ１７０４では、取得した光
干渉縞の画像において、リングの中心から放射状に延び
る任意の直線からの角度とリングの中心からの距離とで
定まる座標の離散的画像データとして扱い、行が角度
に、列が距離にそれぞれ対応する行列上に展開する。

【００６９】また、ステップ１７０５では、展開された
行列状データについて、離散的画像データを所定角度に
よってＮ等分（Ｎは任意の正整数であり、ここではＮ＝
６）し、群内の相対的な角度座標の順序が維持されるＮ
個の群に分割し（分割ステップ）、行が角度に、列が距
離にそれぞれ対応する第１行列上で、Ｎ個の群の内で相
対的にｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の角度座標を含む群の最も
小さい角度の画像データを第ｉ行に、該群の２番目に小
さい角度の画像データを第Ｎ＋ｉ行に、…、該群のｊ番
目に小さい角度の画像データを第ｊ×Ｎ＋ｉ行に、…と
順に展開する（第１行列展開ステップ）。

【００７０】例えば、０［度］を基準に３６０［度］ま
での角度を２度毎に”１”から”１８０”とすれば、図
１９に示すような行列データ（第１行列）が得られるこ
とになる。尚、図１９の行列状データは、行単位で３０
行（ここでは、行データを２度毎に形成したいるために
６０行ではなく３０行である）毎に並び替えた結果であ
る。またここで、各要素の値は、Ｒ（赤の輝度），Ｇ
（緑の輝度），Ｂ（青の輝度）としたときの、Ｒ−Ｇ＋
Ｂの値である。さらに、図１８における歪みの山および
幅の大きさは、図１９に示すように、より広い範囲の行
列要素に関わるものとして認識され、歪みの山および幅
の大きさをより明確にかつ顕著に認識できるようになっ
ている。

【００７１】次に、ステップ１７０６では、第１行列の
相互に隣接する行の差分をとって、該差分の結果を行と
する第２行列を生成する（第２行列生成ステップ）。す
なわち、図２０に示すように、第１行列における行１と
行３１の差分結果を第２行列の第１行とし、第１行列に
おける行３１と行６１の差分結果を第２行列の第２行と
し、…という具合に第２行列を生成する。ここで、図１
８における歪みは、図２０に示されるような歪山および
歪幅を持って認識されることとなる。

【００７２】さらに、ステップ１７０７では、検査判定
用パラメータとして、第２行列の行における各要素に基
づく標準偏差を算出し、各行の標準偏差の最大値と最小
値の差に基づいて、微小隙間の歪みの度合を判定する
（判定ステップ）。

【００７３】次に、図２１、図２２および図２３には、
本実施形態の微小隙間検査方法を説明する詳細フローチ
ャートを示す。尚、同図のフローチャートは、図１７に
おける各ステップの処理を詳細に示したものであり、該
当する処理部分を点線で囲って表す。

【００７４】ここで、ステップ２１０１および２１０２
の画像処理装置１５３の初期設定は図１３におけるステ
ップ１３０２および１３０２と、ステップ２１０３の画
像処理装置１５３への画像入力は図１３におけるステッ
プ１３０３と、ステップ１３０４〜１３０９の干渉縞領
域の中心抽出処理は図１３におけるステップ１３０４〜
１３０９と、ステップ２２０１および２２０２の行列状
データ生成処理は図１４におけるステップ１４０１およ
び１４０２と、ステップ２２０３および２２０４の行列
状データの６０行毎の並べ替え処理は図１４におけるス
テップ１４０３および１４０４と、それぞれ同等である
ので、ここではその詳細な説明を省略して、ステップ２
２０５以降の処理について説明する。

【００７５】ステップ２２０５では、第２行列ＤＭＡＴ
ＲＩＸ（２１，３５９）を定義する。ステップ２２０６
では、生成された第１行列ＣＭＡＴＲＩＸについて、相
互に隣接する行の差分をとって、該差分の結果を行とす
る第２行列ＤＭＡＴＲＩＸを生成する。すなわち、第２
行列ＤＭＡＴＲＩＸの行方向カウンタＣＸＸを０〜２
０、列方向カウンタＣＹＹを０〜３５８の範囲で増分１
としてインクリメントさせ、次の数式処理（数４）を行
って、第２行列ＤＭＡＴＲＩＸの各要素データを求め
る。

【数４】 ＤＭＡＴＲＩＸ（ＣＸＸ，ＣＹＹ） ＝ＣＭＡＴＲＩＸ（ＣＸＸ，ＣＹＹ） −ＣＭＡＴＲＩＸ（ＣＸＸ，ＣＹＹ＋１） （数４） さらに、ステップ２３０１では、配列ＳＴＤ（３５９）
を定義する。ステップ２３０２では、第２行列ＤＭＡＴ
ＲＩＸの行における各要素に基づく標準偏差を算出す
る。すなわち、第２行列ＤＭＡＴＲＩＸの列方向カウン
タＣＹＹを０〜３５８の範囲で増分１としてインクリメ
ントさせ、ＤＭＡＴＲＩＸ（０〜２０，ＣＹＹ）の標準
偏差を算出して、ＳＴＤ（ＣＹＹ）を求める。次に、ス
テップ２３０３では、配列ＳＴＤの最大値ＭＡＸと最小
値ＭＩＮの差である検査判定用パラメータＰＡＲＡＭＥ
ＴＥＲを計算し、さらに、ステップ２３０４では、検査
判定用パラメータＰＡＲＡＭＥＴＥＲに基づき、検査判
定用パラメータＰＡＲＡＭＥＴＥＲが２５を越える場合
には微小隙間の歪みの度合が大きいとして不良品と判定
し、検査判定用パラメータＰＡＲＡＭＥＴＥＲが２５以
下である場合には良品と判定する。

【００７６】以上説明したように、本実施形態の微小隙
間検査装置および微小隙間検査方法では、撮像して得ら
れた画像データを離散的な画像データとして行列状に並
べ替えることで円状のデータが直線状のデータに置き換
え、仮想の真円との比較でなく直線との比較により検査
判定を行うので、検査精度を向上させることができ、ま
た、簡単なアルコリズムによる自動化を容易に図ること
ができるため、正確でかつ高速な検査を行うことが可能
となる。

【００７７】また、離散的画像データを６０度で等分
し、群内の相対的な角度座標の順序が維持される６個の
群に分割し、相互に隣接する群間において、相対的な角
度座標順に、同一距離の離散的画像データの変位を求め
るべく行列の列方向で微分（差分）処理を施しているた
め、異物の存在をデータ上に一層明確かつ顕著に表現で
き、検査判定の精度をさらに向上させ、さらに、距離
（行列における列数）を変更すれば、抽出したい歪みの
度合を調整することも可能である。

【００７８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、リング状の微小隙間に発生する光干渉縞につ
いて取得した画像を、リングの中心から放射状に延びる
任意の直線からの角度とリングの中心からの距離とで定
まる座標の離散的画像データとして扱い、第１行列展開
手段により、該画像データを、行が角度に、列が距離に
それぞれ対応する第１行列上に展開し、第２行列生成手
段により、同一距離の所定角度間における離散的画像デ
ータの変位を求めるべく、第１行列の相互に隣接する列
の差分をとって、該差分の結果を列とする第２行列を生
成し、さらに、判定手段により、離散的画像データの変
位を表す第２行列に基づき、例えば、第２行列の列にお
ける各要素に基づく標準偏差を算出し、各列の標準偏差
の最大値と最小値の差に基づいて、微小隙間の異物の有
無を判定することとしたので、リング状の微小隙間に発
生する光干渉縞の画像を取得して行われる微小隙間の異
物の有無の検査を、目視による官能的な検査を排除した
機械的かつ容易な行列処理のアルコリズムによって行う
ことができ、安定かつ正確な検査を安価な構成で高速に
行うことが可能な微小隙間検査装置および微小隙間検査
方法を提供することができる。

【００７９】また、本発明によれば、リング状の微小隙
間に発生する光干渉縞について取得した画像を、リング
の中心から放射状に延びる任意の直線からの角度とリン
グの中心からの距離とで定まる座標の離散的画像データ
として扱い、分割手段により、該離散的画像データを所
定角度によってＮ等分（Ｎは任意の正整数）し、群内の
相対的な角度座標の順序が維持されるＮ個の群に分割
し、第１行列展開手段により、行が角度に、列が距離に
それぞれ対応する第１行列上で、Ｎ個の群の内で相対的
にｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の角度座標を含む群の最も小さ
い角度の画像データを第ｉ行に、該群の２番目に小さい
角度の画像データを第Ｎ＋ｉ行に、…、該群のｊ番目に
小さい角度の画像データを第ｊ×Ｎ＋ｉ行に、…と順に
展開し、次に、第２行列生成手段により、相互に隣接す
る群間において、相対的な角度座標順に、同一距離の離
散的画像データの変位を求めるべく、第１行列の相互に
隣接する列の差分をとって、該差分の結果を列とする第
２行列を生成し、さらに、判定手段により、離散的画像
データの変位を表す第２行列に基づき、例えば、第２行
列の列における各要素に基づく標準偏差を算出し、各列
の標準偏差の最大値と最小値の差に基づいて、微小隙間
の異物の有無を判定することとしたので、リング状の微
小隙間に発生する光干渉縞の画像を取得して行われる微
小隙間の異物の有無の検査を、目視による官能的な検査
を排除した機械的かつ容易な行列処理のアルコリズムに
よって行うことができ、安定かつ正確な検査を安価な構
成で高速に行うことが可能な微小隙間検査装置および微
小隙間検査方法を提供することができる。

【００８０】さらに、本の発明によれば、リング状の微
小隙間に発生する光干渉縞について取得した画像を、リ
ングの中心から放射状に延びる任意の直線からの角度と
リングの中心からの距離とで定まる座標の離散的画像デ
ータとして扱い、分割手段により、該離散的画像データ
を所定角度によってＮ等分（Ｎは任意の正整数）し、群
内の相対的な角度座標の順序が維持されるＮ個の群に分
割し、第１行列展開手段により、行が角度に、列が距離
にそれぞれ対応する第１行列上で、Ｎ個の群の内で相対
的にｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の角度座標を含む群の最も小
さい角度の画像データを第ｉ行に、該群の２番目に小さ
い角度の画像データを第Ｎ＋ｉ行に、…、該群のｊ番目
に小さい角度の画像データを第ｊ×Ｎ＋ｉ行に、…と順
に展開し、次に、第２行列生成手段により、相互に隣接
する群間において、相対的な角度座標順に、同一距離の
前記離散的画像データの変位を求めるべく、第１行列の
相互に隣接する行の差分をとって、該差分の結果を行と
する第２行列を生成し、さらに、判定手段により、離散
的画像データの変位を表す第２行列に基づき、例えば、
第２行列の行における各要素に基づく標準偏差を算出
し、各行の標準偏差の最大値と最小値の差に基づいて、
微小隙間の歪みの度合を判定することとしたので、リン
グ状の微小隙間に発生する光干渉縞の画像を取得して行
われる微小隙間の歪みの度合の検査を、目視による官能
的な検査を排除した機械的かつ容易な行列処理のアルコ
リズムによって行うことができ、安定かつ正確な検査を
安価な構成で高速に行うことが可能な微小隙間検査装置
および微小隙間検査方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る微小隙間検査装
置の構成図である。

【図２】実施形態の微小隙間検査装置が実際に具現され
る検査装置の構成図である。

【図３】実施形態の微小隙間検査装置における検査対象
である半導体圧力センサ（半導体部品）の構造図であ
り、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は断面図である。

【図４】第１の実施形態の微小隙間検査方法を説明する
概略フローチャートである。

【図５】第１の実施形態の微小隙間検査方法の原理的説
明を補足する説明図（原画像）である。

【図６】第１の実施形態の微小隙間検査方法の原理的説
明を補足する説明図（行列状データ）である。

【図７】第１の実施形態の微小隙間検査方法の原理的説
明を補足する説明図（行方向微分および判定パラメー
タ）である。

【図８】本発明の第２の実施形態に係る微小隙間検査装
置の構成図である。

【図９】第２の実施形態の微小隙間検査方法を説明する
概略フローチャートである。

【図１０】第２の実施形態の微小隙間検査方法の原理的
説明を補足する説明図（原画像）である。

【図１１】第２の実施形態の微小隙間検査方法の原理的
説明を補足する説明図（行列の６０度毎の並べ替え）で
ある。

【図１２】第２の実施形態の微小隙間検査方法の原理的
説明を補足する説明図（行方向微分および判定パラメー
タ）である。

【図１３】第２の実施形態の微小隙間検査方法を説明す
る詳細フローチャート（その１）である。

【図１４】第２の実施形態の微小隙間検査方法を説明す
る詳細フローチャート（その２）である。

【図１５】第２の実施形態の微小隙間検査方法を説明す
る詳細フローチャート（その３）である。

【図１６】本発明の第３の実施形態に係る微小隙間検査
装置の構成図である。

【図１７】第３の実施形態の微小隙間検査方法を説明す
る概略フローチャートである。

【図１８】第３の実施形態の微小隙間検査方法の原理的
説明を補足する説明図（原画像）である。

【図１９】第３の実施形態の微小隙間検査方法の原理的
説明を補足する説明図（行列の６０度毎の並べ替え）で
ある。

【図２０】第３の実施形態の微小隙間検査方法の原理的
説明を補足する説明図（列方向微分および判定パラメー
タ）である。

【図２１】第３の実施形態の微小隙間検査方法を説明す
る詳細フローチャート（その１）である。

【図２２】第３の実施形態の微小隙間検査方法を説明す
る詳細フローチャート（その２）である。

【図２３】第３の実施形態の微小隙間検査方法を説明す
る詳細フローチャート（その３）である。

【符号の説明】

１００ 画像取得手段 １０２，１１２，１２２ 微分手段 １０３，１１３ 第１行列展開手段 １０４，１１４，１２４ 第２行列生成手段 １０５，１１５，１２５ 判定手段 １１１ 分割手段 １５０ 半導体圧力センサ（半導体部品） １５１ 顕微鏡 １５２ 観察者の目 １５３ 画像処理装置 １５４ ＴＶモニタ １５５ パソコン １６３ ＣＣＤカラーカメラ １６２ 同軸落射照明 Ｌ１ 同軸落射照明による光 Ｌ２ 反射光 ２０１ シリコン部材 ２０２ ガラス部材 ２０３ 電極部 ２０４ シリコン側電極端子 ２０５ 電極端子 ２１１ ディープエッチング部 ２１２ 微小隙間部 ２１３ 感圧部（薄膜加工部分）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−143052（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−241743（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−260457（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−300534（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958 G01B 11/00 - 11/30

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リング状の微小隙間に発生する光干渉縞
   の画像を取得して、微小隙間の異物の有無を検査する微
   小隙間検査装置であって、 前記光干渉縞の画像を、前記リングの中心から放射状に
   延びる任意の直線からの角度と前記リングの中心からの
   距離とで定まる座標の離散的画像データとして扱い、同
   一距離の所定角度間における前記離散的画像データの変
   位を求める微分手段と、 前記離散的画像データの変位に基づいて、微小隙間の異
   物の有無を判定する判定手段と、 を具備すること、を特徴とする微小隙間検査装置。
2. 【請求項２】 リング状の微小隙間に発生する光干渉縞
   の画像を取得して、微小隙間の異物の有無を検査する微
   小隙間検査装置であって、 前記光干渉縞の画像において、前記リングの中心から放
   射状に延びる任意の直線からの角度と前記リングの中心
   からの距離とで定まる座標の画像データを、行が前記角
   度に、列が前記距離にそれぞれ対応する第１行列上に展
   開する第１行列展開手段と、 前記第１行列の相互に隣接する列の差分をとって、該差
   分の結果を列とする第２行列を生成する第２行列生成手
   段と、 前記第２行列に基づいて、微小隙間の異物の有無を判定
   する判定手段と、 を具備すること、を特徴とする微小隙間検査装置。
3. 【請求項３】 リング状の微小隙間に発生する光干渉縞
   の画像を取得して、微小隙間の異物の有無または歪みを
   検査する微小隙間検査装置であって、 前記光干渉縞の画像を、前記リングの中心から放射状に
   延びる任意の直線からの角度と前記リングの中心からの
   距離とで定まる座標の離散的画像データとして扱い、該
   離散的画像データを所定角度によって等分し、群内の相
   対的な角度座標の順序が維持される複数の群に分割する
   分割手段と、 相互に隣接する群間において、相対的な角度座標順に、
   同一距離の前記離散的画像データの変位を求める微分手
   段と、 前記離散的画像データの変位に基づいて、微小隙間の異
   物の有無または歪みの度合を判定する判定手段と、 を具備すること、を特徴とする微小隙間検査装置。
4. 【請求項４】 リング状の微小隙間に発生する光干渉縞
   の画像を取得して、微小隙間の異物の有無を検査する微
   小隙間検査装置であって、 前記光干渉縞の画像において、前記リングの中心から放
   射状に延びる任意の直線からの角度と前記リングの中心
   からの距離とで定まる座標の離散的画像データとして扱
   い、該離散的画像データを所定角度によってＮ等分（Ｎ
   は任意の正整数）し、群内の相対的な角度座標の順序が
   維持されるＮ個の群に分割する分割手段と、 行が前記角度に、列が前記距離にそれぞれ対応する第１
   行列上で、前記Ｎ個の群の内で相対的にｉ番目（ｉ＝１
   〜Ｎ）の角度座標を含む群の最も小さい角度の画像デー
   タを第ｉ行に、該群の２番目に小さい角度の画像データ
   を第Ｎ＋ｉ行に、…、該群のｊ番目に小さい角度の画像
   データを第ｊ×Ｎ＋ｉ行に、…と順に展開する第１行列
   展開手段と、 前記第１行列の相互に隣接する列の差分をとって、該差
   分の結果を列とする第２行列を生成する第２行列生成手
   段と、 前記第２行列に基づいて、微小隙間の異物の有無を判定
   する判定手段と、 を具備すること、を特徴とする微小隙間検査装置。
5. 【請求項５】 前記判定手段は、前記第２行列の列にお
   ける各要素に基づく標準偏差を算出し、各列の標準偏差
   の最大値と最小値の差に基づいて、微小隙間の異物の有
   無を判定すること、を特徴とする請求項２または４に記
   載の微小隙間検査装置。
6. 【請求項６】 リング状の微小隙間に発生する光干渉縞
   の画像を取得して、微小隙間の歪みを検査する微小隙間
   検査装置であって、 前記光干渉縞の画像において、前記リングの中心から放
   射状に延びる任意の直線からの角度と前記リングの中心
   からの距離とで定まる座標の離散的画像データとして扱
   い、該離散的画像データを所定角度によってＮ等分（Ｎ
   は任意の正整数）し、群内の相対的な角度座標の順序が
   維持されるＮ個の群に分割する分割手段と、 行が前記角度に、列が前記距離にそれぞれ対応する第１
   行列上で、前記Ｎ個の群の内で相対的にｉ番目（ｉ＝１
   〜Ｎ）の角度座標を含む群の最も小さい角度の画像デー
   タを第ｉ行に、該群の２番目に小さい角度の画像データ
   を第Ｎ＋ｉ行に、…、該群のｊ番目に小さい角度の画像
   データを第ｊ×Ｎ＋ｉ行に、…と順に展開する第１行列
   展開手段と、 前記第１行列の相互に隣接する行の差分をとって、該差
   分の結果を行とする第２行列を生成する第２行列生成手
   段と、 前記第２行列に基づいて、微小隙間の歪みの度合を判定
   する判定手段と、 を具備すること、を特徴とする微小隙間検査装置。
7. 【請求項７】 前記判定手段は、前記第２行列の行にお
   ける各要素に基づく標準偏差を算出し、各行の標準偏差
   の最大値と最小値の差に基づいて、微小隙間の歪みの度
   合を判定すること、を特徴とする請求項６に記載の微小
   隙間検査装置。
8. 【請求項８】 リング状の微小隙間に発生する光干渉縞
   の画像を取得して、微小隙間の異物の有無を検査する微
   小隙間検査方法であって、 前記光干渉縞の画像を、前記リングの中心から放射状に
   延びる任意の直線からの角度と前記リングの中心からの
   距離とで定まる座標の離散的画像データとして扱い、同
   一距離の所定角度間における前記離散的画像データの変
   位を求める微分ステップと、 前記離散的画像データの変位に基づいて、微小隙間の異
   物の有無を判定する判定ステップと、 を具備すること、を特徴とする微小隙間検査方法。
9. 【請求項９】 リング状の微小隙間に発生する光干渉縞
   の画像を取得して、微小隙間の異物の有無を検査する微
   小隙間検査方法であって、 前記光干渉縞の画像において、前記リングの中心から放
   射状に延びる任意の直線からの角度と前記リングの中心
   からの距離とで定まる座標の画像データを、行が前記角
   度に、列が前記距離にそれぞれ対応する第１行列上に展
   開する第１行列展開ステップと、 前記第１行列の相互に隣接する列の差分をとって、該差
   分の結果を列とする第２行列を生成する第２行列生成ス
   テップと、 前記第２行列に基づいて、微小隙間の異物の有無を判定
   する判定ステップと、 を具備すること、を特徴とする微小隙間検査方法。
10. 【請求項１０】 リング状の微小隙間に発生する光干渉
    縞の画像を取得して、微小隙間の異物の有無または歪み
    を検査する微小隙間検査方法であって、 前記光干渉縞の画像を、前記リングの中心から放射状に
    延びる任意の直線からの角度と前記リングの中心からの
    距離とで定まる座標の離散的画像データとして扱い、該
    離散的画像データを所定角度によって等分し、群内の相
    対的な角度座標の順序が維持される複数の群に分割する
    分割ステップと、 相互に隣接する群間において、相対的な角度座標順に、
    同一距離の前記離散的画像データの変位を求める微分ス
    テップと、 前記離散的画像データの変位に基づいて、微小隙間の異
    物の有無または歪みの度合を判定する判定ステップと、 を具備すること、を特徴とする微小隙間検査方法。
11. 【請求項１１】 リング状の微小隙間に発生する光干渉
    縞の画像を取得して、微小隙間の歪みを検査する微小隙
    間検査方法であって、 前記光干渉縞の画像において、前記リングの中心から放
    射状に延びる任意の直線からの角度と前記リングの中心
    からの距離とで定まる座標の離散的画像データとして扱
    い、該離散的画像データを所定角度によってＮ等分（Ｎ
    は任意の正整数）し、群内の相対的な角度座標の順序が
    維持されるＮ個の群に分割する分割ステップと、 行が前記角度に、列が前記距離にそれぞれ対応する第１
    行列上で、前記Ｎ個の群の内で相対的にｉ番目（ｉ＝１
    〜Ｎ）の角度座標を含む群の最も小さい角度の画像デー
    タを第ｉ行に、該群の２番目に小さい角度の画像データ
    を第Ｎ＋ｉ行に、…、該群のｊ番目に小さい角度の画像
    データを第ｊ×Ｎ＋ｉ行に、…と順に展開する第１行列
    展開ステップと、 前記第１行列の相互に隣接する列の差分をとって、該差
    分の結果を列とする第２行列を生成する第２行列生成ス
    テップと、 前記第２行列に基づいて、微小隙間の異物の有無を判定
    する判定ステップと、 を具備すること、を特徴とする微小隙間検査方法。
12. 【請求項１２】 前記判定ステップは、前記第２行列の
    列における各要素に基づく標準偏差を算出し、各列の標
    準偏差の最大値と最小値の差に基づいて、微小隙間の異
    物の有無を判定すること、を特徴とする請求項９または
    １１に記載の微小隙間検査方法。
13. 【請求項１３】 リング状の微小隙間に発生する光干渉
    縞の画像を取得して、微小隙間の歪みを検査する微小隙
    間検査方法であって、 前記光干渉縞の画像において、前記リングの中心から放
    射状に延びる任意の直線からの角度と前記リングの中心
    からの距離とで定まる座標の離散的画像データとして扱
    い、該離散的画像データを所定角度によってＮ等分（Ｎ
    は任意の正整数）し、群内の相対的な角度座標の順序が
    維持されるＮ個の群に分割する分割ステップと、 行が前記角度に、列が前記距離にそれぞれ対応する第１
    行列上で、前記Ｎ個の群の内で相対的にｉ番目（ｉ＝１
    〜Ｎ）の角度座標を含む群の最も小さい角度の画像デー
    タを第ｉ行に、該群の２番目に小さい角度の画像データ
    を第Ｎ＋ｉ行に、…、該群のｊ番目に小さい角度の画像
    データを第ｊ×Ｎ＋ｉ行に、…と順に展開する第１行列
    展開ステップと、 前記第１行列の相互に隣接する行の差分をとって、該差
    分の結果を行とする第２行列を生成する第２行列生成ス
    テップと、 前記第２行列に基づいて、微小隙間の歪みの度合を判定
    する判定ステップと、 を具備すること、を特徴とする微小隙間検査方法。
14. 【請求項１４】 前記判定ステップは、前記第２行列の
    行における各要素に基づく標準偏差を算出し、各行の標
    準偏差の最大値と最小値の差に基づいて、微小隙間の歪
    みの度合を判定すること、を特徴とする請求項１３に記
    載の微小隙間検査方法。