2026-27631 検査装置及び検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2026027631

(43)【公開日】2026-02-19

(54)【発明の名称】検査装置及び検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/88 20060101AFI20260212BHJP

   H02S 50/15 20140101ALI20260212BHJP

【ＦＩ】

G01N21/88 K

H02S50/15

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024129663

(22)【出願日】2024-08-06

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）２０２０年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「太陽光発電主力電源化推進技術開発／太陽光発電の新市場創造技術開発／移動体用太陽電池の研究開発（超高効率モジュール技術開発）」の委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】000108627

【氏名又は名称】タカノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(74)【代理人】

【識別番号】100181618

【弁理士】

【氏名又は名称】宮脇 良平

(74)【代理人】

【識別番号】100148149

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 幸男

(74)【代理人】

【識別番号】100165489

【弁理士】

【氏名又は名称】榊原 靖

(74)【代理人】

【識別番号】100214514

【弁理士】

【氏名又は名称】鳴村 英幸

(72)【発明者】

【氏名】古川 晶一

【テーマコード（参考）】

2G051

5F251

【Ｆターム（参考）】

2G051AA73

2G051AB02

2G051BA08

2G051BA20

2G051BB01

2G051CA03

2G051CA04

2G051CA06

2G051CB02

2G051CB05

2G051CB07

2G051CC07

5F251AA11

5F251DA11

5F251KA09

(57)【要約】

【課題】検査対象に対して非接触で実施可能な検査において、検査を充実化させる。
【解決手段】検査装置１において、表側照射ユニット１０は、検査対象３に対して、フォトルミネッセンス光を発させるための第１の照射光Ｌ１と、検査対象３の表面で散乱される第２の照射光Ｌ２と、を照射する。撮像部３０は、第１の照射光Ｌ１により検査対象３から発せられたフォトルミネッセンス光と、第２の照射光Ｌ２が検査対象３の表面で散乱された散乱光と、を用いて検査対象３を撮像する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査対象に対して、フォトルミネッセンス光を発させるための第１の照射光を照射する第１の照射部と、
前記検査対象に対して、前記検査対象の表面で散乱される第２の照射光を照射する第２の照射部と、
前記第１の照射部により照射された前記第１の照射光により前記検査対象から発せられた前記フォトルミネッセンス光と、前記第２の照射部により照射された前記第２の照射光が前記表面で散乱された散乱光と、を用いて前記検査対象を撮像する撮像部と、を備える、
検査装置。

【請求項2】

前記撮像部は、
前記フォトルミネッセンス光と前記散乱光とを集光するレンズと、
前記レンズにより集光された前記フォトルミネッセンス光と前記散乱光とを受光する画像センサと、を備える、
請求項１に記載の検査装置。

【請求項3】

前記撮像部は、前記レンズと前記画像センサとの間にセンサ前フィルタ、を更に備え、
前記センサ前フィルタは、前記フォトルミネッセンス光を透過するフォトルミネッセンス光フィルタと、前記散乱光を透過する散乱光フィルタと、を領域別に有する、
請求項２に記載の検査装置。

【請求項4】

前記第１の照射部は、前記第１の照射光として、前記検査対象に対して異なる複数の波長のフォトルミネッセンス光を発させるための複数の波長域の照射光を照射し、
前記撮像部は、前記第１の照射部により照射された前記複数の波長域の照射光により前記検査対象から発せられた前記複数の波長のフォトルミネッセンス光と、前記散乱光と、を用いて前記検査対象を撮像する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の検査装置。

【請求項5】

前記第１の照射部及び前記第２の照射部は、予め定められた搬送速度で搬送される前記検査対象に対して、それぞれ前記第１の照射光及び前記第２の照射光を照射し、
前記撮像部は、前記フォトルミネッセンス光と前記散乱光とを用いて、前記搬送速度で搬送される前記検査対象を予め定められた時間間隔で繰り返し撮像することで、複数の撮像画像を取得し、
前記複数の撮像画像において前記検査対象上の同じ位置が撮像された画素の輝度値を積算した積算画像を生成する画像処理部、を更に備える、
請求項１から３のいずれか１項に記載の検査装置。

【請求項6】

前記検査対象に対して、前記検査対象を透過する第３の照射光を照射する第３の照射部、を更に備え、
前記撮像部は、前記フォトルミネッセンス光と、前記散乱光と、前記第３の照射部により照射された前記第３の照射光が前記検査対象を透過した透過光と、を用いて前記検査対象を撮像する、
請求項１に記載の検査装置。

【請求項7】

前記撮像部は、
前記フォトルミネッセンス光と前記散乱光と前記透過光とを集光するレンズと、
前記レンズにより集光された前記フォトルミネッセンス光と前記散乱光と前記透過光とを受光する、可視光と赤外光との両方に感度を有する画像センサと、を備える、
請求項６に記載の検査装置。

【請求項8】

検査対象に対して、フォトルミネッセンス光を発させるための第１の照射光を照射する第１の照射部と、
前記検査対象に対して、前記検査対象を透過する第３の照射光を照射する第３の照射部と
前記第１の照射部により照射された前記第１の照射光により前記検査対象から発せられた前記フォトルミネッセンス光と、前記第３の照射部により照射された前記第３の照射光が前記検査対象を透過した透過光と、を用いて前記検査対象を撮像する撮像部と、を備える、
検査装置。

【請求項9】

検査対象に対して、フォトルミネッセンス光を発させるための第１の照射光と、前記検査対象の表面で散乱される第２の照射光と、を照射する照射ステップと、
前記照射ステップで照射された前記第１の照射光により前記検査対象から発せられた前記フォトルミネッセンス光と、前記照射ステップで照射された前記第２の照射光が前記表面で散乱された散乱光と、を用いて前記検査対象を撮像する撮像ステップと、を含む、
検査方法。

【請求項10】

検査対象に対して、フォトルミネッセンス光を発させるための第１の照射光と、前記検査対象を透過する第３の照射光と、を照射する照射ステップと
前記照射ステップで照射された前記第１の照射光により前記検査対象から発せられた前記フォトルミネッセンス光と、前記照射ステップで照射された前記第３の照射光が前記検査対象を透過した透過光と、を用いて前記検査対象を撮像する撮像ステップと、を含む、
検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検査装置及び検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

太陽電池、半導体等のような検査対象を検査する技術が知られている。例えば、特許文献１は、フォトルミネッセンス（ＰＬ）を利用した太陽電池セルの検査装置を開示している。ＰＬを利用することで、検査対象に対して非接触で検査できるため、接触による検査対象へのダメージを回避でき、また検査対象が製造工程の途中でも適用可能であるという利点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１６３０５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような検査対象に対して非接触で実施可能な検査において、検査をより充実化させたいという要望がある。

【0005】

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、検査対象に対して非接触で実施可能な検査において、検査を充実化させることが可能な検査装置等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】

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る検査装置は、
検査対象に対して、フォトルミネッセンス光を発させるための第１の照射光を照射する第１の照射部と、
前記検査対象に対して、前記検査対象の表面で散乱される第２の照射光を照射する第２の照射部と、
前記第１の照射部により照射された前記第１の照射光により前記検査対象から発せられた前記フォトルミネッセンス光と、前記第２の照射部により照射された前記第２の照射光が前記表面で散乱された散乱光と、を用いて前記検査対象を撮像する撮像部と、を備える。

【0007】

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る検査装置は、
検査対象に対して、フォトルミネッセンス光を発させるための第１の照射光を照射する第１の照射部と、
前記検査対象に対して、前記検査対象を透過する第３の照射光を照射する第３の照射部と
前記第１の照射部により照射された前記第１の照射光により前記検査対象から発せられた前記フォトルミネッセンス光と、前記第３の照射部により照射された前記第３の照射光が前記検査対象を透過した透過光と、を用いて前記検査対象を撮像する撮像部と、を備える。

【0008】

上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る検査方法は、
検査対象に対して、フォトルミネッセンス光を発させるための第１の照射光と、前記検査対象の表面で散乱される第２の照射光と、を照射する照射ステップと、
前記照射ステップで照射された前記第１の照射光により前記検査対象から発せられた前記フォトルミネッセンス光と、前記照射ステップで照射された前記第２の照射光が前記表面で散乱された散乱光と、を用いて前記検査対象を撮像する撮像ステップと、を含む。

【0009】

上記目的を達成するため、本発明の第４の観点に係る検査方法は、
検査対象に対して、フォトルミネッセンス光を発させるための第１の照射光と、前記検査対象を透過する第３の照射光と、を照射する照射ステップと
前記照射ステップで照射された前記第１の照射光により前記検査対象から発せられた前記フォトルミネッセンス光と、前記照射ステップで照射された前記第３の照射光が前記検査対象を透過した透過光と、を用いて前記検査対象を撮像する撮像ステップと、を含む。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、検査対象に対して非接触で実施可能な検査において、検査を充実化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態１に係る検査装置の全体構成を示す模式図である。

【図2】実施形態１における表側照射ユニット及び裏側照射ユニットの構成を示す図である。

【図3】実施形態１における撮像部の構成を示す図である。

【図4】実施形態１における撮像部に設けられたセンサ前フィルタの例を示す図である。

【図5】実施形態１におけるレンズ前フィルタ及びセンサ前フィルタによりフィルタリングされる波長の例を示す図である。

【図6】実施形態１における撮像部により撮像された撮像画像の例を示す図である。

【図7】実施形態１における画像処理部の構成を示すブロック図である。

【図8】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ実施形態１における散乱光、ＰＬ光及び透過光による積算画像の例を示す図である。（ｄ）は、（ａ）～（ｃ）に示した積算画像を統合した統合画像を示す図である。

【図9】実施形態１に係る検査装置により実行される検査処理の流れを示すフローチャートである。

【図10】実施形態２における第１の照射ユニット及び第２の照射ユニットの構成を示す図である。

【図11】実施形態２における撮像部に設けられたセンサ前フィルタの例を示す図である。

【図12】実施形態２における撮像部により撮像された撮像画像の例を示す図である。

【図13】（ａ）は、色収差があるレンズにおける集光位置の波長による違いを模式的に示す図である。（ｂ）は、変更例においてセンサ前フィルタにより集光位置を調整した例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付す。

【0013】

（実施形態１）
実施形態１に係る検査装置１は、フォトルミネッセンス光（ＰＬ光）を含む、発生過程が異なる複数の光を利用して検査対象３を撮像し、得られた撮像画像に基づいて検査対象３を検査する装置である。ここで、フォトルミネッセンス（以下、“ＰＬ”という。）は、電磁波（光エネルギー）の照射に起因するルミネッセンスであって、物質に光を照射することで励起された電子が基底状態に戻る際に、励起状態と基底状態とのエネルギー差に相当する波長の光を発する現象である。

【0014】

図１に示すように、検査装置１は、搬送部５と、表側照射ユニット１０と、裏側照射ユニット２０と、撮像部３０と、画像処理部５０と、を備える。表側照射ユニット１０と裏側照射ユニット２０と撮像部３０とを合わせて、撮像装置と呼ぶこともできる。

【0015】

搬送部５は、定められた搬送経路に沿って、検査対象３を定められた方向（図１の例では＋Ｘ方向）に予め定められた搬送速度Ｖで搬送する。以下では、搬送部５により検査対象３が搬送される方向をＸ方向と定め、搬送部５により搬送される検査対象３の幅方向をＹ方向と定め、鉛直方向をＺ方向と定める。また、＋Ｚ方向の側を表側（上側）と称し、－Ｚ方向の側を裏側（下側）と称する。

【0016】

＜検査対象３＞
検査対象３は、検査装置１による検査の対象となる物体である。検査対象３は、一例として、太陽電池である。この場合、検査対象３は、シリコンを用いた太陽電池、化合物半導体を用いた太陽電池、誘起半導体を用いた太陽電池等である。或いは、検査対象３は、従来の半導体を用いた太陽電池に限らず、ペロブスカイト型の太陽電池であっても良いし、量子ドットを用いた太陽電池であっても良い。検査対象３となる太陽電池は、最終製造工程を通過した後の状態であっても良いし、製造工程の途中の状態であっても良い。

【0017】

或いは、検査対象３は、太陽電池以外の半導体であっても良い。この場合、検査対象３は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、メモリ、集積回路等のような半導体製品であっても良いし、製品化される前のウエハの状態であっても良いし、ウエハに様々な材料の層が形成された状態であっても良い。更には、検査対象３は、太陽電池又は半導体であることに限らず、ＰＬ光を発する物質により形成されるものであれば、どのような物体であっても良い。

【0018】

＜表側照射ユニット１０＞
表側照射ユニット１０は、検査対象３に対して表側から光を照射するユニットである。表側照射ユニット１０は、搬送部５により予め定められた方向（＋Ｘ方向）に搬送される検査対象３の斜め上方に配置されている。表側照射ユニット１０は、可視光から赤外光にわたる波長域（波長帯）の電磁波（以下では単に「光」と呼ぶ。）を、搬送部５により搬送される検査対象３に対して表側から、すなわち＋Ｚ方向の側から照射する。より具体的には、表側照射ユニット１０は、搬送される検査対象３の表面に垂直な方向（Ｚ方向）に対して、例えば２０°～６０°傾いた方向から照射光Ｌ１，Ｌ２を照射する。

【0019】

図２に示すように、表側照射ユニット１０は、第１の照射部１１と、第２の照射部１２と、を備える。第１の照射部１１は、検査対象３の表側の面に対して、第１の照射光Ｌ１を照射する。第１の照射光Ｌ１は、検査対象３にＰＬ光を発させるための励起光である。言い換えると、第１の照射光Ｌ１は、検査対象３における電子を励起させてＰＬ光を発させるための、第１の波長域の光である。第１の波長域は、検査対象３の光学吸収端に対応する波長域であって、より詳細には、検査対象３の光学吸収端よりもやや短い波長（すなわち光学吸収端よりも高いエネルギー）側の波長域である。

【0020】

第１の照射部１１は、第１の波長域の光を発する光源（例えばＬＥＤ光源）を有し、光源から発せられた第１の照射光Ｌ１を、搬送部５により搬送される検査対象３に照射する。検査対象３は、第１の照射光Ｌ１を照射されると、光学吸収端のエネルギーに対応する波長のＰＬ光を発する。第１の照射光Ｌ１により発生するＰＬ光を用いて後述する撮像部３０が撮像することで、検査対象３の組成、性質、性能等を画像化することが可能になる。

【0021】

第２の照射部１２は、検査対象３の表側の面に対して第２の照射光Ｌ２を照射する。第２の照射光Ｌ２は、検査対象３の表面で散乱させるための第２の波長域の光である。第２の波長域は、検査対象３の光学吸収端よりも短い波長側であって、第２の照射光Ｌ２が検査対象３を透過せずに表面で散乱されるように、上述した第１の波長域よりも更に短い波長側の波長域である。

【0022】

第２の照射部１２は、第２の波長域の光を発する光源（例えばＬＥＤ光源）を有し、光源から発せられた第２の照射光Ｌ２を、搬送部５により搬送される検査対象３に照射する。検査対象３は、第２の照射光Ｌ２を照射されると、照射された第２の照射光Ｌ２を表面で散乱し、散乱光を周囲に発する。第２の照射光Ｌ２により発生する散乱光を用いて後述する撮像部３０が撮像することで、検査対象３の表面形状を画像化することが可能になる。

【0023】

＜裏側照射ユニット２０＞
図１に戻って、裏側照射ユニット２０は、検査対象３に対して裏側から光を照射するユニットである。裏側照射ユニット２０は、搬送部５により搬送される検査対象３の下方に配置されている。裏側照射ユニット２０は、可視光から赤外光にわたる波長域の電磁波を、搬送部５により搬送される検査対象３に対して下方から垂直に、すなわち－Ｚ方向から＋Ｚ方向に照射する。

【0024】

図２に示すように、裏側照射ユニット２０は、第３の照射部２１を備える。第３の照射部２１は、検査対象３の裏側の面に対して第３の照射光Ｌ３を照射する。第３の照射光Ｌ３は、検査対象３の内部を透過する第３の波長域の光である。第３の波長域は、第３の照射光Ｌ３が検査対象３の裏側から表側まで透過することが可能な波長である。第３の波長域は、一例として、検査対象３の光学吸収端よりも長い波長側である赤外線領域の波長域である。但し、第３の波長域は、検査対象３の材質によっては、検査対象３の光学吸収端よりも長い波長側の波長域に限らず、検査対象３を透過することが可能な波長域であれば、どのような波長域であっても良い。

【0025】

第３の照射部２１は、第３の波長域の光を発する光源（例えばＬＥＤ光源）を有し、光源から発せられた第３の照射光Ｌ３を、搬送部５により搬送される検査対象３に裏側から照射する。照射された第３の照射光Ｌ３は、検査対象３の内部を透過し、透過光として検査対象３の表側に出射する。第３の照射光Ｌ３により発生する透過光を用いて後述する撮像部３０が撮像することで、検査対象３の内部構造を画像化することが可能になる。

【0026】

照射部１１～１３のそれぞれにおいて、光源から発せられる照射光Ｌ１～Ｌ３は、図示を省略する導光部材を介して、外部に出力される。導光部材は、光源から発せられた光をライン状の出射光に導光する。導光部材を介することで、検査対象３上における光が照射される照射エリアは、検査対象３の幅方向（Ｙ方向）に長く延び、且つ、搬送方向（Ｘ方向）に細いライン状のエリアとなる。

【0027】

各照射部１１～１３から照射される照射光Ｌ１～Ｌ３の波長は、使用される検査対象３に応じて適切に選定されることが必要になる。具体的には、第１の照射光Ｌ１の波長は、検査対象３で適切にＰＬを生じさせるように、検査対象３の光学吸収端に対応する波長よりも短い波長に選定される。また、第２の照射光Ｌ２の波長は、第２の照射光Ｌ２が検査対象３を透過せずその表面で散乱されるように、検査対象３の材料に応じて選定される。同様に、第３の照射光Ｌ３の波長は、第３の照射光Ｌ３が検査対象３を透過することができるように、検査対象３の材料に応じて選定される。

【0028】

＜撮像部３０＞
図１に戻って、撮像部３０は、検査対象３を撮像することで、検査対象３の撮像画像を取得するユニットである。撮像部３０は、搬送部５により搬送される検査対象３の上方に配置されており、検査対象３から発生するＰＬ光と散乱光と透過光とを受光する。これにより、撮像部３０は、ＰＬ光と散乱光と透過光とを用いて検査対象３を撮像した撮像画像を取得する。

【0029】

図３に示すように、撮像部３０は、レンズ前フィルタ３１と、１個のレンズ３２と、センサ前フィルタ３３と、１台の画像センサ３４と、を備える。これら各部は、搬送部５により搬送される検査対象３の表面に対して垂直に向かい合う向きに配置されており、検査対象３を真上から撮像する。

【0030】

ここで、検査対象３において、ＰＬ光と散乱光と透過光とは、照射光Ｌ１～Ｌ３が照射される照射エリアに対応するライン状のエリア１７～１９から発せられる。撮像部３０は、ライン状のエリア１７～１９の全てを含む撮像エリアを撮像する。

【0031】

レンズ前フィルタ３１は、レンズ３２の手前に設置されており、レンズ３２に不要な光が入らないようにするための干渉フィルタである。レンズ前フィルタ３１は、検査対象３から入射するＰＬ光と散乱光と透過光とのうちの、所定の波長ＴＨよりも短い波長成分を遮断する。所定の波長ＴＨは、ＰＬ光と散乱光と透過光とのうちのいずれのピーク波長よりも短い波長に設定される。所定の波長ＴＨよりも短い短波長成分は、大きなノイズ成分となるため、レンズ前フィルタ３１によりレンズ３２の手前で遮断する。なお、レンズ前フィルタ３１は、図３ではレンズ３２とは離れた位置に配置されている。しかしながら、レンズ前フィルタ３１は、これに限らず、レンズ３２の手前に設置されるものであれば、例えばレンズ３２の下側の表面にコーティングされるものであっても良い。

【0032】

レンズ３２は、検査対象３から入射するＰＬ光と散乱光と透過光とを集光する。レンズの光軸は、搬送される検査対象３の表面に対して垂直である。レンズ３２は、レンズ前フィルタ３１を透過したＰＬ光と散乱光と透過光とを同時に集光し、画像センサ３４上に結像させる。

【0033】

レンズ３２は、ＰＬ光と散乱光と透過光という波長が異なる複数の光を１個のレンズで集光するために、可視光から赤外光にわたる波長域で色収差と湾曲収差とが十分に補正されている。例えば、色収差及び湾曲収差は、４００ｎｍから１６００ｎｍの波長域で±０．０１％以内であることが望ましい。このように、レンズ３２は、色収差及び湾曲収差に特化したレンズを用いることで、同じ撮像距離で、波長が異なる複数の光を画像化することができる。

【0034】

センサ前フィルタ３３は、画像センサ３４に不要な光が入らないようにするため、レンズ３２と画像センサ３４との間に設置された干渉フィルタである。センサ前フィルタ３３は、検査対象３から入射するＰＬ光と散乱光と透過光とのそれぞれに１対１で対応する複数の個別フィルタを領域別に有する。

【0035】

具体的には図４に示すように、センサ前フィルタ３３は、散乱光フィルタ３３ａとＰＬ光フィルタ３３ｂと透過光フィルタ３３ｃという３個の個別フィルタを、３個の領域に分けて有する。散乱光フィルタ３３ａは、第２の照射光Ｌ２が検査対象３の表面で散乱した散乱光を個別に透過し、散乱光以外の波長成分を遮断する。ＰＬ光フィルタ３３ｂは、第１の照射光Ｌ１により検査対象３から発せられたＰＬ光を個別に透過し、ＰＬ光以外の波長成分を遮断する。透過光フィルタ３３ｃは、第３の照射光Ｌ３が検査対象３を透過した透過光を個別に透過し、透過光以外の波長成分を遮断する。

【0036】

なお、ＰＬ光と散乱光と透過光とを１個のレンズ３２で集光するため、検査対象３上と画像センサ３４上とでＸ方向及びＹ方向における位置が反転する。そのため、３つのエリア１７～１９とセンサ前フィルタ３３における３つの個別フィルタとの対応関係は、Ｘ方向において反転している。具体的には、検査対象３上における－Ｘ側のエリア１７から入射する散乱光を透過する散乱光フィルタ３３ａが＋Ｘ側に位置し、検査対象３上における＋Ｘ側のエリア１９から入射する透過光を透過する透過光フィルタ３３ｃが最も－Ｘ側に位置する。

【0037】

図５に、レンズ前フィルタ３１及びセンサ前フィルタ３３でフィルタリングされる波長域の例を示す。検査対象３からレンズ３２に向かう光は、まずレンズ前フィルタ３１により、その所定の波長ＴＨよりも短い波長成分（図５において濃い色付きの部分）がレンズ３２の手前で遮断される。

【0038】

そして、レンズ前フィルタ３１を透過した光は、レンズ３２を通った後、センサ前フィルタ３３により、検査対象３から入射したＰＬ光と散乱光と透過光とのそれぞれのピーク波長を含む波長域（図５において薄い色付きの部分）にフィルタリングされる。センサ前フィルタ３３における各個別フィルタでフィルタリングされる波長域は、対応する光のピーク波長を基準として、スペクトルの強度に対して例えば５０～９０％をカバーするように設定される。なお、図５における波長の値はあくまで例示である。

【0039】

図３に戻って、画像センサ３４は、可視光と赤外光との両方（例えば４００～１６００ｎｍの波長域）に感度を有する１台のエリアセンサである。画像センサ３４は、レンズ３２による集光位置に配置されている。画像センサ３４は、検査対象３から発せられて、レンズ前フィルタ３１、レンズ３２及びセンサ前フィルタ３３を通ったＰＬ光と散乱光と透過光とを受光し、撮像画像を生成する。

【0040】

より詳細には、画像センサ３４は、アレイ状に配置されたフォトダイオードと、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を用いた読み出し回路と、を備える。フォトダイオードは、一例として、化合物半導体であるＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウムヒ素）である。画像センサ３４に入射したＰＬ光と散乱光と透過光とは、フォトダイオードにより光電変換され、図示を省略する読み出し回路により信号として読み出される。読み出し回路は、例えば、画像センサ３４により撮像された画像を表すアナログ信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換器を含む。画像センサ３４により読み出された信号は、画像処理部５０に出力される。

【0041】

このように広い波長域に感度を有する画像センサ３４を用いることで、ＰＬ光と散乱光と透過光という異なる波長域の光で検査対象３を一度に撮像することが可能である。そのため、検査対象３を高速に、且つ多角的な側面から検査することが可能になる。

【0042】

図６に、一例として、撮像部３０により撮像された撮像画像７０の例を示す。撮像画像７０は、検査対象３から入射したＰＬ光と散乱光と透過光を同時に用いて撮像された画像である。なお、上述したように、検査対象３上と画像センサ３４上との対応関係は、Ｘ方向及びＹ方向において反転している。しかしながら、理解を容易にするため、図６に示す撮像画像７０におけるＸＹ座標は、検査対象３上におけるＸＹ座標と一致させている。以降の図でも同様である。

【0043】

具体的には、撮像画像７０は、散乱光フィルタ３３ａとＰＬ光フィルタ３３ｂと透過光フィルタ３３ｃとのそれぞれに対応して、３つの領域７１～７３に分けられる。第１の領域７１は、第２の照射光Ｌ２が検査対象３の表面で散乱した散乱光であって、散乱光フィルタ３３ａを透過した散乱光を画像センサ３４が受光することにより撮像される領域である。第２の領域７２は、第１の照射光Ｌ１により検査対象３から発せられてＰＬ光であって、ＰＬ光フィルタ３３ｂを透過したＰＬ光を画像センサ３４が受光することにより撮像される領域である。第３の領域７３は、第３の照射光Ｌ３が検査対象３を透過した透過光であって、透過光フィルタ３３ｃを透過した透過光を画像センサ３４が受光することにより撮像される領域である。

【0044】

このように散乱光とＰＬ光と透過光とにより領域別に撮像するため、第１の領域７１にはライン状のエリア１７が撮像され、第２の領域７２にはライン状のエリア１８が撮像され、第３の領域７３にはライン状のエリア１９が撮像される。撮像画像７０におけるライン状のエリア１７～１９に対応する部分（図６における白色部分）は、それ以外の部分（図６における色付き部分）に比べて明るい輝度値（画素値）を示す。このように、１つの撮像画像７０内に、散乱光とＰＬ光と透過光とのそれぞれによる画像を含む。

【0045】

撮像部３０は、このような撮像画像７０を、予め定められた時間間隔Δｔで繰り返し取得することで、複数の撮像画像７０を取得する。より詳細には、撮像部３０は、搬送部５により検査対象３が１画素に相当する距離ｄを搬送される毎に、撮像画像７０を取得する。そのために、時間間隔Δｔは、１画素に相当する距離ｄを搬送速度Ｖで除した時間“Δｔ＝ｄ／Ｖ”に設定される。撮像部３０は、このように時間間隔Δｔで繰り返し撮像することで、搬送部５により搬送される検査対象３の端から端までのエリア全体を、散乱光とＰＬ光と透過光とで撮像することができる。

【0046】

＜画像処理部５０＞
図１に戻って、画像処理部５０は、撮像部３０により取得された撮像画像７０に基づいて、検査対象３の検査に関する情報を取得するユニットである。画像処理部５０は、具体的には、パーソナルコンピュータ、クラウドサーバ等の情報処理装置である。

【0047】

ここで、検査対象３の検査に関する情報は、例えば、検査対象３における欠陥の有無の情報、又は、検査対象３が所定の性能基準を満たしているか否かのような情報である。或いは、検査対象３の検査に関する情報は、例えば、後述する積算画像８１～８３又は統合画像８５のような、検査対象３を検査する目的で撮像画像７０から処理された画像であっても良い。

【0048】

より詳細には、図７に示すように、画像処理部５０は、制御部５１と、記憶部５２と、入力受付部５３と、表示部５４と、通信部５５と、を備える。制御部５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備える。ＣＰＵは、マイクロプロセッサ等を備えており、様々な処理や演算を実行する中央演算処理部である。制御部５１において、ＣＰＵが、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムを読み出して、ＲＡＭをワークメモリとして用いながら、画像処理部５０全体の動作を制御する。なお、制御部５１は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の画像処理用のプロセッサを備えていても良い。

【0049】

記憶部５２は、フラッシュメモリ、ハードディスク等の不揮発性メモリである。記憶部５２は、制御部５１によって実行されるプログラム及びデータ、及び、制御部５１によって生成されるデータを記憶する。入力受付部５３は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置を備えており、ユーザからの操作入力を受け付ける。表示部５４は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の表示装置を備えており、制御部５１による制御のもとで様々な画像を表示する。例えば、表示部５４は、検査装置１による検査結果を表す画像を表示する。通信部５５は、画像処理部５０の外部の機器と通信するための通信インタフェースを備える。例えば、通信部５５は、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の周知の通信規格に則って、撮像部３０を含む外部の機器と通信する。

【0050】

制御部５１は、機能的に、切り出し部１１０と、積算部１２０と、統合部１３０と、検査部１４０と、出力部１５０と、を備える。制御部５１において、ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに読み出して、そのプログラムを実行して制御することにより、これら各部として機能する。

【0051】

切り出し部１１０は、撮像部３０により撮像された撮像画像７０から、検査の対象となる対象画像を切り出す。具体的には、切り出し部１１０は、ＲＯＩ（Region Of Interest）の機能を利用して、撮像部３０により時間間隔Δｔで繰り返し取得された複数の撮像画像７０のそれぞれにおける領域７１～７３から、それぞれライン状のエリア１７～１９に対応する部分画像を切り出す。

【0052】

積算部１２０は、撮像部３０により取得された複数の撮像画像７０において検査対象３上の同じ位置が撮像された画素の輝度値を積算することで、積算画像を生成する。具体的に説明すると、積算部１２０は、切り出し部１１０により複数の撮像画像７０から切り出された部分画像のそれぞれをＴＤＩ（Time Delay Integration）センサと見なした上で、検査対象３の搬送速度Ｖと同期させながら、輝度値を積算する。複数の撮像画像７０における輝度値を積算することにより、露光時間を長くし、且つ、固定ノイズを抑制することができるため、撮像における感度を向上させるのに有利となる。

【0053】

積算部１２０は、検査対象３から入射するＰＬ光と散乱光と透過光とのそれぞれについて、検査対象３上の同じ位置が撮像された画素の輝度値を積算する。これにより、積算部１２０は、領域７１から切り出された部分画像から図８（ａ）に示すような散乱光による積算画像８１を生成し、領域７２から切り出された部分画像から図８（ｂ）に示すようなＰＬ光による積算画像８２を生成し、領域７３から切り出された部分画像から図８（ｃ）に示すような透過光による積算画像８３を生成する。

【0054】

積算画像８１は、散乱光により取得された画像であるため、検査対象３の表面形状を画像化したものである。図８（ａ）において積算画像８１に撮像された欠陥は、検査対象３の表面に存在するクラック、出っ張り、窪み等のような欠陥である。これに対して、積算画像８２は、ＰＬ光により取得された画像であるため、検査対象３の組成、性質及び性能を画像化したものである。図８（ｂ）において積算画像８２に撮像された欠陥は、検査対象３における結晶不良等の欠陥である。ここで、結晶不良は、例えば結晶の規則的な配列が途切れたり、不要な原子が存在したりする欠陥であって、結晶成長の過程で発生し得る欠陥である。また、積算画像８３は、透過光により取得された画像であるため、検査対象３の内部構造を画像化したものである。図８（ｃ）において積算画像８３に撮像された欠陥は、検査対象３の内部に存在するボイド等の欠陥に相当する。

【0055】

図７に戻って、統合部１３０は、積算部１２０により生成された複数の積算画像８１～８３を統合することで、統合画像８５を生成する。具体的に説明すると、統合部１３０は、図８（ａ）～（ｃ）に示した３つの積算画像８１～８３における同じ座標の輝度値を足し合わせることで、図８（ｄ）に示すような統合画像８５を生成する。統合画像８５における各画素の輝度値は、積算画像８１～８３における同じ座標の画素の輝度値の和となっている。

【0056】

統合部１３０による統合により、３つの積算画像８１～８３で別々に撮像された欠陥が、１つの統合画像８５内に収められる。これにより、３つの積算画像８１～８３で別々に撮像された欠陥を関連付けて評価することができる。例えば、積算画像８２に撮像された結晶不良の領域内に積算画像８１に撮像されたクラックが位置している場合、クラックの位置が結晶不良のコア部であると特定することができる。言い換えると、積算画像８２から結晶不良の影響範囲を特定しつつ、積算画像８１から結晶不良のコア部分を特定することができる。また、積算画像８２に撮像された結晶不良の領域内に積算画像８３に撮像されたボイドが位置している場合、ボイドと結晶不良との因果関係を評価することができる。

【0057】

実施形態１に係る検査装置１では、３つの積算画像８１～８３を１個のレンズ３２及び１台のエリアセンサである画像センサ３４で取得しているため、複数の積算画像８１～８３間における分解能及び位置の整合性が高い。そのため、高い精度の統合画像８５を生成することができる。

【0058】

図７に戻って、検査部１４０は、積算部１２０により生成された積算画像８１～８３、又は、統合部１３０により生成された統合画像８５に基づいて、検査対象３を検査する。具体的に説明すると、検査部１４０は、積算画像８１～８３又は統合画像８５の輝度分布を解析し、欠陥が存在するか否かを判定する。

【0059】

例えば図８（ａ）～（ｄ）に示したように、積算画像８１～８３又は統合画像８５に欠陥が撮像された場合、検査部１４０は、検査対象３に欠陥が含まれていることを検知する。そして、検査部１４０は、撮像された欠陥の形状、サイズ等の特徴量に基づいて、欠陥の種別を特定する。また、検査部１４０は、積算画像８１～８３のうちの２以上の画像に欠陥が撮像された場合、欠陥の位置関係に基づいて、欠陥の関連性を分析する。或いは、検査対象３に欠陥が無い場合であっても、検査部１４０は、積算画像８１～８３又は統合画像８５の輝度分布から、検査対象３が所定の性能基準を満たすか否かを判定しても良い。

【0060】

出力部１５０は、検査部１４０による検査結果を出力する。例えば、出力部１５０は、検査対象３の評価結果を表す画像を表示部５４に表示し、ユーザに通知する。或いは、出力部１５０は、検査結果を、音声で出力しても良いし、通信部５５を介して外部の装置に出力しても良い。

【0061】

なお、画像処理部５０は、検査部１４０の機能を備えていなくても良く、画像処理部５０の外部の装置が、検査部１４０の機能を備えていても良い。その場合、出力部１５０は、積算部１２０により生成された積算画像８１～８３、又は、統合部１３０により生成された統合画像８５を、通信部５５を介して外部の装置に出力する。そして、外部の装置が、積算画像８１～８３又は統合画像８５に基づいて、上述した検査部１４０の処理を実行しても良い。

【0062】

次に、図９に示すフローチャートを参照して、検査装置１により実行される検査処理の流れについて説明する。

【0063】

検査処理を開始すると、搬送部５は、検査対象３を、予め定められた搬送経路に沿って一定の搬送速度Ｖで搬送する（ステップＳ１）。そして、表側照射ユニット１０及び裏側照射ユニット２０は、それぞれの光源をオンし、搬送部５により搬送される検査対象３に対して、異なる波長域の照射光Ｌ１～Ｌ３を照射する（ステップＳ２）。ステップＳ１，Ｓ２は、それぞれ搬送ステップ及び照射ステップの一例である。

【0064】

表側照射ユニット１０及び裏側照射ユニット２０により照射光Ｌ１～Ｌ３が照射されると、撮像部３０は、照射された照射光Ｌ１～Ｌ３により検査対象３から生じるＰＬ光と散乱光と透過光とを用いて、検査対象３を撮像する（ステップＳ３）。これにより、撮像部３０は、例えば図６に示した撮像画像７０を取得する。より詳細には、撮像部３０は、搬送される検査対象３を一定の時間間隔Δｔで繰り返し撮像することで、複数の撮像画像７０を取得する。ステップＳ３は、撮像ステップの一例である。

【0065】

次に、画像処理部５０は、撮像部３０により取得された複数の撮像画像７０のそれぞれを解析し、検査対象３の検査に関する情報を取得する。具体的に説明すると、画像処理部５０は、切り出し部１１０として機能し、取得された複数の撮像画像７０のそれぞれから、ＰＬ光と散乱光と透過光とが生じるエリア１７～１９に対応する部分画像を切り出す（ステップＳ４）。

【0066】

次に、画像処理部５０は、積算部１２０として機能し、切り出した部分画像のそれぞれについて、検査対象３上における同じ位置が撮像された画素の輝度値を積算する（ステップＳ５）。これにより、画像処理部５０は、例えば図８（ａ）～（ｃ）に示した積算画像８１～８３を生成する。

【0067】

積算画像８１～８３を生成すると、画像処理部５０は、統合部１３０として機能し、積算画像８１～８３を統合する（ステップＳ６）。これにより、画像処理部５０は、例えば図８（ｄ）に示した統合画像８５を生成する。

【0068】

統合画像８５を生成すると、画像処理部５０は、検査部１４０として機能し、積算画像８１～８３又は統合画像８５を解析することにより、検査対象３を検査する（ステップＳ７）。具体的に説明すると、画像処理部５０は、検査対象３に欠陥等が存在するか否か、又は、検査対象３が所定の性能基準を満たしているか否かを判定する。

【0069】

次に、画像処理部５０は、出力部１５０として機能し、ステップＳ７における検査結果を、表示、音声、通信等により外部に出力する（ステップＳ８）。以上により、図９に示した検査処理は終了する。なお、ステップＳ４～Ｓ８は、画像処理ステップの一例である。

【0070】

以上説明したように、実施形態１に係る検査装置１は、検査対象３に対して照射光Ｌ１～Ｌ３を照射し、照射光Ｌ１～Ｌ３により検査対象３から発生するＰＬ光と散乱光と透過光とを用いて検査対象３を撮像する。これにより、検査対象３に対して非接触で検査を実施することができるため、検査対象３にダメージを与えるおそれがなく、また、製造プロセスの途中でも検査が可能になるため、製造プロセスの途中で生じる欠陥を特定することが可能になる。その上で、ＰＬ光だけでなく散乱光と透過光とを用いて検査対象３を検査するため、ＰＬ光による組成、性質及び性能の検査と、散乱光による表面形状の検査と、透過光による内部構造の検査と、を組み合わせることができる。その結果、多角的な側面から検査対象３を検査することができ、検査を充実化させることができる。

【0071】

更に、実施形態１に係る検査装置１は、検査対象３に対して照射光Ｌ１～Ｌ３を同時に照射し、ＰＬ光と散乱光と透過光が発生するエリア１７～１９の全てを同時に撮像するため、１回のスキャンで複数の波長の光による撮像が可能になる。これにより、検査対象３を高速に検査することができ、検査時間の短縮につながる。

【0072】

特に、実施形態１に係る検査装置１は、可視光から赤外光にわたる波長域に対応可能な１個のレンズと１台の画像センサ３４という１個の撮像系により、複数の波長の光により検査対象３を撮像する。複数の波長の光による撮像のために複数の撮像系を設ける必要がないため、装置のサイズ及びコストを抑制することができ、装置の小型化及び軽量化につながる。

【0073】

また、実施形態１に係る検査装置１は、１個の撮像系によりＰＬ光と散乱光と透過光とで検査対象３を撮像するため、ＰＬ光と散乱光と透過光で撮像された画像間における分解能及び位置の整合性が向上する。これにより、ＰＬ光と散乱光と透過光とで撮像された画像を高い精度で比較することができるため、検査対象３を評価精度が向上する。

【0074】

また、実施形態１に係る検査装置１は、１つのセンサ前フィルタ３３によりＰＬ光と散乱光と透過光とをフィルタリングするため、フィルタを変更するためのフィルタチェンジャ等の回転機構が不要である。そのため、回転機構の駆動に起因して検査対象３にパーティクルが付着することを抑制することができ、これにより検査対象３に付着したパーティクルを後工程で洗浄する等の手間を減らすことができる。

【0075】

（実施形態２）
次に、実施形態２について説明する。実施形態１と同様の構成及び機能については、適宜説明を省略する。

【0076】

実施形態１に係る検査装置１は、検査対象３に対して照射光Ｌ１～Ｌ３を照射し、照射光Ｌ１～Ｌ３により検査対象３から発生するＰＬ光と散乱光と透過光とを用いて検査対象３を撮像した。これに対して、実施形態２に係る検査装置１は、検査対象３にＰＬ光を発させるための照射光Ｌ１として、異なる複数の波長域の励起光を検査対象３に照射し、異なる複数の波長のＰＬ光を発させる。

【0077】

実施形態２において、検査対象３は、複数の層を有する積層体である。具体的には図１０に示すように、実施形態２における検査対象３は、トップセル３ａとミドルセル３ｂとボトムセル３ｃという３つの層を有する。実施形態２における検査対象３は、一例として、複数のバンドギャップを有する太陽電池である。複数のバンドギャップを有する太陽電池は、例えば、積層型、タンデム型、マルチジャンクション型等のような、多接合型の太陽電池である。多接合型の太陽電池の一例として、３－５族（ＩＩＩ－Ｖ族）半導体太陽電池が挙げられる。

【0078】

検査対象３において、トップセル３ａとミドルセル３ｂとボトムセル３ｃは、太陽光エネルギーを有効的に発電するように、それぞれ互いに異なる材料で形成されており、互いに異なるバンドギャップを有する半導体層である。トップセル３ａとミドルセル３ｂとボトムセル３ｃは、励起光を照射された場合に、それぞれのバンドギャップに対応して、互いに異なる波長のＰＬ光を発する。

【0079】

実施形態２に係る検査装置１は、図１０に示すように、第１の照射部１１と第２の照射部１２とが設けられた表側照射ユニット１０と、第３の照射部２１が設けられた裏側照射ユニット２０、とを備える。第２の照射部１２と第３の照射部２１は、実施形態１と同様である。具体的には、第２の照射部１２は、検査対象３の表側から、検査対象３の表面で散乱させて散乱光を生じさせるための照射光Ｌ２を照射する。第３の照射部２１は、検査対象３の裏側から、検査対象３の内部を透過させて透過光を生じさせるための照射光Ｌ３を照射する。

【0080】

表側照射ユニット１０において、第１の照射部１１は、第１の照射光Ｌ１として照射光Ｌ１１～Ｌ１３を照射する３個の照射部１１ａ～１１ｃを備える。照射光Ｌ１１～Ｌ１３は、検査対象３におけるトップセル３ａとミドルセル３ｂとボトムセル３ｃの各層における電子を励起させて、各層においてＰＬ光を発させるための、互いに異なる波長域の励起光である。

【0081】

照射部１１ａ～１１ｃは、それぞれ互いに異なる波長域の照射光Ｌ１１～Ｌ１３を、検査対象３上の異なる照射エリアに照射する。具体的に説明すると、照射部１１ａは、トップセル３ａに対してＰＬを生じさせるための、トップセル３ａの材料の光学吸収端よりも短い波長にピーク波長を有する照射光Ｌ１を照射する。照射部１１ｂは、ミドルセル３ｂに対してＰＬを生じさせるための、ミドルセル３ｂの材料の光学吸収端よりも短い波長にピーク波長を有する照射光Ｌ２を照射する。照射部１１ｃは、ボトムセル３ｃに対してＰＬを生じさせるための、ボトムセル３ｃの材料の光学吸収端よりも短い波長にピーク波長を有する照射光Ｌ３を照射する。照射光Ｌ１～Ｌ３の波長は、検査対象３で適切にＰＬが生じるように、使用される検査対象３に応じて適切に選定されることが必要になる。

【0082】

このように照射部１１ａ～１１ｃから照射光Ｌ１１～Ｌ１３が照射されると、トップセル３ａ、ミドルセル３ｂ及びボトムセル３ｃから、各層の光学吸収端に対応する波長のＰＬ光が発せられる。その結果として、検査対象３から、異なる３つの波長のＰＬ光が発せられる。撮像部３０は、このようにして検査対象３から発せられる３つの波長のＰＬ光と、照射光Ｌ２による散乱光と、照射光Ｌ３による透過光と、という異なる５つの波長の光を受光する。そして、撮像部３０は、１個のレンズ３２と１個の画像センサ３４により、異なる５つの波長の光で同時に検査対象３を撮像し、検査対象３の撮像画像を取得する。

【0083】

より詳細には、実施形態１における撮像部３０は、異なる３つの波長の光で同時に検査対象３を撮像するための機構を備えていたのに対して、実施形態２における撮像部３０は、異なる５つの波長の光で同時に検査対象３を撮像するための機構を備える。具体的に説明すると、実施形態２において、センサ前フィルタ３３は、図１１に示すように、５個の個別フィルタを領域別に有する。言い換えると、ＰＬ光フィルタ３３ｂは、トップセル３ａ、ミドルセル３ｂ及びボトムセル３ｃという３層のそれぞれから発せられたＰＬ光を受光することに対応して、トップセル用ＰＬ光フィルタとミドルセル用ＰＬ光フィルタとボトムセル用ＰＬ光フィルタという３個のフィルタを領域別に有する。センサ前フィルタ３３は、このような３個のフィルタを含むＰＬ光フィルタ３３ｂと、実施形態１と同様の散乱光フィルタ３３ａ及び透過光フィルタ３３ｃとにより、検査対象３の３層から発せられたＰＬ光と、散乱光と、透過光と、を個別に透過する。

【0084】

撮像部３０は、検査対象３の３層から発せられたＰＬ光と、散乱光と、透過光と、という異なる５つの波長の光を同時に用いて検査対象３を撮像し、例えば図１２に示す撮像画像７０を取得する。実施形態２における撮像画像７０は、センサ前フィルタ３３における５個の個別フィルタのそれぞれに対応して、５個の領域７１，７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７３に分けられる。領域７２ａ～７２ｃは、それぞれ、ＰＬ光フィルタ３３ｂにおけるトップセル用ＰＬ光フィルタ、ミドルセル用ＰＬ光フィルタ及びボトムセル用ＰＬ光フィルタを透過したＰＬ光を画像センサ３４が受光することにより撮像される領域である。撮像画像７０における５個の領域７１，７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７３には、それぞれライン状のエリア１７，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１９が撮像される。撮像部３０は、このような撮像画像７０を、予め定められた時間間隔Δｔで繰り返し取得することで、複数の撮像画像７０を取得する。

【0085】

画像処理部５０は、撮像部３０により取得された撮像画像７０に基づいて、検査対象３の検査に関する情報を取得する。具体的に説明すると、切り出し部１１０は、５個の領域７１，７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７３から、それぞれライン状のエリア１７，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１９に対応する５個の部分画像を切り出す。積算部１２０は、切り出し部１１０により切り出された５個の部分画像のそれぞれに対して、検査対象３上の同じ位置が撮像された画素の輝度値を積算することで、エリア１７，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１９に対応する５個の積算画像を生成する。実施形態１では、積算部１２０は、ＰＬ光を用いて撮像された画像として１個の積算画像８２を生成したのに対して、実施形態２では、積算部１２０は、トップセル３ａとミドルセル３ｂとボトムセル３ｃの３層のそれぞれから発せられたＰＬ光を用いて、３層それぞれの積算画像を個別に生成する。

【0086】

統合部１３０は、積算部１２０により生成された５個の積算画像を統合することで、統合画像を生成する。検査部１４０は、積算部１２０により生成された５個の積算画像、又は、統合部１３０により生成された統合画像に基づいて、検査対象３を検査する。例えば、検査部１４０は、検査対象３に含まれる３層それぞれについて個別に生成された積算画像に基づいて、３層それぞれに欠陥が存在するか否かを判定する。或いは、検査部１４０は、５個の積算画像のうちの２以上の画像に欠陥が撮像された場合、欠陥の位置関係に基づいて、欠陥の関連性を分析する。また、検査部１４０は、積算画像又は統合画像の輝度分布から、検査対象３が所定の性能基準を満たしているか否かを判定しても良い。

【0087】

以上説明したように、実施形態２に係る検査装置１は、検査対象３に対して、ＰＬ光を発させるための異なる波長域の照射光Ｌ１１～Ｌ１３と、散乱光及び透過光を生じさせるための照射光Ｌ２，Ｌ３と、を照射する。そして、実施形態２に係る検査装置１は、検査対象３から発せられた異なる３つの波長のＰＬ光と、散乱光と、透過光と、という５つの波長の光を同時に用いて検査対象３を撮像する。実施形態２では、検査対象３に含まれる３層それぞれについて個別に積算画像を生成するため、実施形態１に比べてより詳細な検査情報を取得することができ、検査をより充実化させることができる。

【0088】

なお、上記実施形態２では、検査対象３は、３つの層を有する多接合型の太陽電池であった。しかしながら、検査対象３が有する層の数は３つであることに限らず、２つであっても良いし、４つ以上であっても良い。なお、検査対象３における層の数が３つ以外である場合、第１の照射部１１における光源の数、及び、ＰＬ光フィルタ３３ｂにおける個別フィルタの数も３つではなく、検査対象３における層の数、すなわち検査対象３から発せられるＰＬ光の波長の数と同じに設定される。

【0089】

或いは、検査対象３は、励起光が照射された場合に異なる複数の波長のＰＬ光を発するものであれば、複数の層に明確に分かれていなくても良い。例えば、検査対象３は、互いに波長が異なるＰＬ光を発する複数の材料が１つの層内に混在した、いわゆるマルチバンド型の太陽電池であっても良い。また、検査対象３は、異なる複数の波長のＰＬ光を発する物質により形成されているものであれば、太陽電池以外の半導体であっても良いし、半導体以外の物体であっても良い。

【0090】

（変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、各実施形態を組み合わせたり、各実施形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

【0091】

例えば、上記実施形態では、検査装置１は、第１から第３の照射部１１，１２，２１を備えており、検査対象３に対して照射光Ｌ１～Ｌ３を照射し、照射光Ｌ１～Ｌ３により検査対象３から発生するＰＬ光と散乱光と透過光とを用いて検査対象３を撮像した。しかしながら、検査装置１は、ＰＬ光と散乱光と透過光との全てを用いることに限らない。例えば、検査装置１は、透過光を用いず、ＰＬ光と散乱光とを用いて検査対象３を撮像しても良い。或いは、検査装置１は、散乱光を用いず、ＰＬ光と透過光とを用いて検査対象３を撮像しても良い。実施形態２のようにＰＬ光として異なる複数の波長のＰＬ光を用いる場合も同様である。

【0092】

透過光を用いない場合、検査装置１は、検査対象３に対して第３の照射光Ｌ３を照射する第３の照射部２１を備えなくても良い。言い換えると、検査装置１は、裏側照射ユニット２０を備えなくても良い。この場合、検査装置１は、表側照射ユニット１０に設けられた第１の照射部１１と第２の照射部１２とから検査対象３に対して照射光Ｌ１，Ｌ２を照射し、ＰＬ光と散乱光とを発生させる。そして、撮像部３０は、ＰＬ光と散乱光とを用いて検査対象３を撮像して撮像画像７０を取得し、画像処理部５０は、撮像画像７０に基づいて検査対象３の検査に関する情報を取得する。

【0093】

散乱光を用いない場合、検査装置１は、表側照射ユニット１０において、検査対象３に対して第２の照射光Ｌ２を照射する第２の照射部１２を備えなくても良い。この場合、検査装置１は、表側照射ユニット１０に設けられた第１の照射部１１と、裏側照射ユニット２０に設けられた第３の照射部２１とから検査対象３に対して照射光Ｌ１，Ｌ３を照射し、ＰＬ光と透過光とを発生させる。そして、撮像部３０は、ＰＬ光と透過光とを用いて検査対象３を撮像して撮像画像７０を取得し、画像処理部５０は、撮像画像７０に基づいて検査対象３の検査に関する情報を取得する。

【0094】

このように、ＰＬ光と散乱光と透過光との全てを用いず、ＰＬ光と散乱光のみ、又は、ＰＬ光と透過光のみを用いることでも、ＰＬ光のみを用いる場合に比べて、検査を充実化させることができるという効果が得られる。また、１回のスキャンで複数の波長の光による撮像が可能であるため、検査対象３を高速に検査することができる。ＰＬ光と散乱光と透過光とのうちのどれを用いるか、及び、ＰＬ光として何通りの異なる波長のＰＬ光を用いるかは、使用される検査対象３の構造及び材料に応じて、また検査する項目に応じて、自由に組み合わせることができる。

【0095】

上記実施形態では、可視光から赤外光にわたる波長域で色収差が十分に補正されたレンズ３２を使用した。しかしながら、レンズ３２の色収差が大きくても、センサ前フィルタ３３における各個別フィルタの厚みを調整することで、レンズ３２の色収差による影響を抑制することができる。具体的には、センサ前フィルタ３３における複数の個別フィルタ（散乱光フィルタ３３ａ、ＰＬ光フィルタ３３ｂ及び透過光フィルタ３３ｃ）のそれぞれ、レンズ３２の光軸方向（Ｚ方向）における厚みは、レンズ３２に色収差がある条件で、各個別フィルタを透過する光の波長に応じて、互いに異なっていても良い。

【0096】

具体的に、図１３（ａ）に、色収差があるレンズ３２により異なる波長の光を集光した場合における集光位置Ｆ１～Ｆ３の違いを示す。なお、図１３（ａ）では、説明のために、レンズ３２と画像センサ３４との間にセンサ前フィルタ３３が設けられていない場合を示している。図１３（ａ）に示すように、レンズ３２に色収差がある場合、レンズ３２に入射する光の波長によって焦点距離が変化するため、各波長の光の集光位置Ｆ１～Ｆ３はＺ方向にずれる。

【0097】

これに対して、図１３（ｂ）に、レンズ３２と画像センサ３４との間にセンサ前フィルタ３３を設置し、その上で、センサ前フィルタ３３における３個の個別フィルタの厚みを異なるようにしたことで、波長毎の集光位置Ｆ１～Ｆ３を調整した例を示す。なお、図１３（ｂ）は、理解を容易にするために３個の個別フィルタと画像センサ３４付近のみを示しており、レンズ３２は省略している。また、実際の寸法とは必ずしも一致しない。

【0098】

図１３（ｂ）の例では、３個の個別フィルタのうちの散乱光フィルタ３３ａの厚みを最も厚くし、透過光フィルタ３３ｃの厚みを最も薄くしている。これにより、照射光Ｌ１により生じた散乱光の集光位置Ｆ１は、レンズ３２に対してからより遠くに調整され、照射光Ｌ３により生じた透過光の集光位置Ｆ３は、レンズ３２に対してより近くに調整される。その結果、３個の集光位置Ｆ１～Ｆ３のＺ方向におけるずれを小さくすることができる。

【0099】

このように、レンズ３２の色収差が大きくても、センサ前フィルタ３３における個別フィルタ間で厚みに差を設けることで、異なる波長の複数の光の焦点位置を共に画像センサ３４上に調整することができる。そのため、同じ撮像距離で、散乱光、ＰＬ光、透過光等のような異なる波長の複数の光のそれぞれで検査対象３を画像化することができる。

【0100】

なお、波長毎の色収差の大小は、レンズ３２の設計（レンズ３２のコーティングの設計を含む）によって変わるため、個別フィルタの厚みの差は、図１３（ｂ）に示した例に限ない。例えば、レンズ３２の設計に応じて、３つの個別フィルタのうちの散乱光フィルタ３３ａの厚みを最も薄くし、透過光フィルタ３３ｃの厚みを最も厚くしても良い。

【0101】

また、実施形態２のようにセンサ前フィルタ３３が５個の個別フィルタを有する場合のように、センサ前フィルタ３３の個別フィルタの個数、すなわち検査対象３からレンズ３２に入射する異なる波長の光の数は３個に限らない。センサ前フィルタ３３が有する個別フィルタの数が３個以外の場合であっても、複数の個別フィルタのそれぞれの厚みが、各個別フィルタを透過する光の集光位置のＺ方向におけるずれが小さくなるように、互いに異なっていても良い。

【0102】

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。

【符号の説明】

【0103】

１ 検査装置、２ 撮像装置、３ 検査対象、３ａ トップセル、３ｂ ミドルセル、３ｃ ボトムセル、５ 搬送部、１０ 表側照射ユニット、１１，１１ａ～１１ｃ，１２，２１ 照射部、１７～１９，１８ａ～１８ｃ エリア、２０ 裏側照射ユニット、３０ 撮像部、３１ レンズ前フィルタ、３２ レンズ、３３ センサ前フィルタ、３３ａ 散乱光フィルタ、３３ｂ ＰＬ光フィルタ、３３ｃ 透過光フィルタ、３４ 画像センサ、５０ 画像処理部、５１ 制御部、５２ 記憶部、５３ 入力受付部、５４ 表示部、５５ 通信部、７０ 撮像画像、７１～７３，７２ａ～７２ｃ 領域、８１～８３ 積算画像、８５ 統合画像、１１０ 切り出し部、１２０ 積算部、１３０ 統合部、１４０ 検査部、１５０ 出力部、Ｆ１～Ｆ３ 集光位置、Ｌ１～Ｌ３，Ｌ１１～Ｌ１３ 照射光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】