DD281877A5

DD281877A5 - Verfahren zur erkennung von fehlern im inneren ebener glastafeln

Info

Publication number: DD281877A5
Application number: DD32407088A
Authority: DD
Inventors: Ulrich Drescher; Martin Keil
Original assignee: Torgau Flachglas
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1990-08-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Fehlern im Inneren ebener Glastafeln in einem Bereich von 2mm, die fuer Fotomasken in der Mikroelektronik vorgesehen sind. Ziel und Aufgabe ist es, unter Verwendung bekannter Hilfsmittel und Effekte gegenueber der visuellen Pruefung rasch ein objektives Meszergebnis zu erhalten. Erfindungsgemaesz wird das mit einem Mikroskop in einem Bereich mit scharfer Abbildung eines Fehlers und unscharfer Abbildung von Schichten unterhalb und oberhalb der scharfen Abbildung mit einem Helligkeitsgradienten so geloest, dasz der zu pruefende Bereich ueber eine CCD-Zeile bewegt wird und eine vorgegebene Differenz eines Helligkeitswertes zweier benachbarter Pixel ueberschritten werden musz, um einen Fehler zu signalisieren.{Fehler; Glastafel; Fotomaske; Mikroelektronik; Helligkeitsgradient; CCD-Zeile; Differenz; Pixel}

Description

Ausführungsbeispiel Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in Fig. 1: eine Glastafel mit Bereichen scharfer Abbildungen und begrenzter Unscharfen Fig. 2: eine Fehlerdarstellung in einem Bereich der scharfen Abbildungen (Fig. 2a), in einem Bereich der begrenzten Unscharfe

(Fig. 2 b) und außerhalb eines Bereiches der begrenzten Unscharfe (Fig. 2 c) Fig.3: eine schematische Darstellung der bei der Prüfung zur Anwendung kommenden Baugruppen Fig.4: ein Projektion3bild eines unscharf abgebildeten Fehlers auf eine CCD-Zeile.

Eine zu prüfende Glastafel 1 liegt auf einem höhenverstellbaren Koordinatenschlitten 2 unterhalb eines Objektivs 3 eines Mikroskopes, bestückt mit einer Beleuchtungseinrichtung 4 und einer CCD-Kamera 5. Die Glastafel 1 wird so bewegt, daß das Kernglas 6 zeilen- und schichtweise abgerastert wird. Bei der notwendigen starken Vergrößerung ist die Tiefenschärfe des Objektivs 3 extrem niedrig. Um die Zahl der abzurastemden Schichten zu reduzieren und damit akzeptable Prüfzeiten zu erhalten, wird die Dicke der zu prüfenden Schichten so gewählt, daß sie neben einem Bereich der scharfen Abbildung 7 eines Fehlers 8 auch Bereiche oberhalb und unterhalb desselben umfaßt, weiterhin als Bereich begrenzter Unscharfe 9 bezeichnet, in denen Fehler bis zu einem bestimmten Grad unscharf abgebildet werden !Fig. 1). Bei der Verschiebung der Glastafel 1 unter dem Objektiv 3 wird die abgebildete Fläche 10 durch das Objektiv 4 auf eii e CCD-Zeile 11, die im rechten Winkel zur Verschieben-:htung (durch Pfeil gekennzeichnet) der Glastafel 1 angeordnet ist, projiziert (Fig.4). Ein Fehler 8 wird dann registriert, wenn de· Welligkeitsunterschied zwischen zwei benachrv"<en Pixeln einen bestimmten Wert überschreitet, was immer dann der Fall ist, wenn der Fehler 8 scharf abgebildet wird (Ρις. 2a) oder wenn die Unscharfe einen bestimmten Grad nicht überschreitet, also dann, wenn sich der Fehler 8 im Bereich der begrenzten Unscharfe 9 befindet (Fig. 2 b). Befindet sich der Fehler 8 außerhalb des begrenzten Bereiches der Unscharfe 9, z. B. an der Oberfläche bzw. im Randbereich 12 der Glastafel 1, so ist die Unsch?.Ye so groß, daß der vorgegebene Helligkeitsunterschied zwischen zwei benachbarten Pixeln nicht erreicht wird, also sehr große Fehler nicht registriert werden. In der Praxis heißt das u. a„ daß Staubteilchen auf der Oberfläche nicht stören bzw. keine aufwendigen Reinigungsoperationen vor der Prüfung erforderlich sind und die Prüfung nicht in Reinsträumen ausgeführt werden muß.

Zwischen dem Beginn der Helligkeitsänderung und der vollständigen Abdunklung bzw. eines vorgegebenen Wertes der Abdunklung liegt die Wegstrecke s (Fig. 2 b, 2c). Bei Überschreitung eines bestimmten Wertes wird die Änderung nicht mehr registriert.

Die Auswertung der Signale der CCD-Kamera 5 erfolgt über einen Rechner 13, der gleichzeitig zur Steuerung der Bewegung des Koordinatenschlittens 2 dient. In einer Zähleinrichtung 14 erfolgt die Registrierung der Fehler sowie die Einstufung der Glastafel 1 in Qualitätsklassen.

Eine Glastafel 1 mit einer Abmessung von 200mm x 200mm und einer Dicke von 4mm soll im Kernglas 6 über eine Dicke von 2,5 mm, symmetrisch zur Mitte der Glastafel 1, geprüft werden, der Randbereich 12 soll 20 mm betragen. Um auf eine Prüfzeit von etwa 90 Stunden zu kommen, die also gegenüber herkömmlichen Verfahren wesentlich länger wäre, sind folgende Parameter erforderlich:

- kontinuierliche seitliche Verschiebung mit einer Geschwindigkeit von 2 mm/s

- Zeilenbreite 1 m

- Höhenverstellung in Schritten von 0,1 mm

- Objektiv 10/0,20.

Claims

Verfahren zur E¹V-I. 'ur.g von Fehlern im Inneren ebener Glastafeln ohne Beeinflussung durch Fehler oder Verunreinigungen auf der Glastafeloberfläche sowie durch Fehler in den Randbereichen und in definierten Schichten im Inneren der Glastafel, die für die spätere Verwendung der Glastafel ohne Bedeutung sind, mit einem Mikroskop in einem Bereich mit scharfer Abbildung des Fehlers und unscharfer Abbildung von Schichten unterhalb und oberhalb der scharfen Abbildung mit einem Hellig\eitsgradienten, gekennzeichnet dadurch, daß der zu prüfende Bereich mit scharfer Abbildung des Fehlers und unscharfer Abbildung der Schichten über eine CCD-Zeile bewegt wird, die CCD-Zeile senkrecht zur Bewegungsrichtung angeordnet ist und beim Durchgang des zu prüfenden Bereiches durch die CCD-Zeile eine vorgegebene Differenz eines Helligkeitssignals zweier benachbarter Pixel überschritten werden muß, um einen Fehler zu signalisieren.

Hierzu
2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Fehlern im Bereich von ^ 2 \im im Inneren ebener Glastafeln, z. B. von Floatglas, die für die Weiterverarbeitung zu Substraten für Fotomasken für die Mikroelektronik vorgesehen sind.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Für die Prüfung von ebenen Glastafeln im ungereinigten Zustand auf Fehler im Inneren des Glases - Oberflächenfehler und Oberflächenverunreinigungen werden nicht bzw. getrennt erfaßt - wird nach der DE 3418 283 A1 vorgeschlagen, das zu prüfende Objekt zeilenweise in der Art des bekannten Laserorters mit einem Laserstrahl abzutasten und das an Fehlern gestreute Licht als Meßsignal zu benutzen. Die Differenzierung der Fehler nach ihrer Lage im Glas oder an den Oberflächen erfolgt dadurch, daß monochromatisches Licht unterschiedlicher Wellenlängen zur Abtastung benutzt wird, wobei die Transparenz für die verschiedenen Wellenlängen unterschiedlich, im Extremfall gleich Null ist. Die unterschiedliche Eindringtiefe in das Prüfobjekt wird für die Zuordnung der Fehler zu den verschiedenen Glasschichten ausgenutzt. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß die Größe des Störsignals nicht nur von der Glasdicke über dem Fehler, sondern auch von der Größe und der Beschaffenheit des Fehlers abhängt und scmit eine genaue Zuordnung des Fehlers zu einer bestimmten Glasschicht nicht möglich ist. in der DD-PS 258659 wird für die Erkennung von Volumenfehlern in ebenen oder schwach gewölbten großflächigen Glasteilen eine Anordnung vorgeschlagen, bei der durch eine geeignete Neigung eines streng parallelen Lichtstrahles und eines Empfängers für das an Glastafeln gestreute Licht gegen die Glasoberfläche Fehler an den Oberflächen ausgeblendet werden. Eine Zuordnung der Glasfehler zu bestimmten Glasschichten ist nicht möglich. Die angeführten Lösungen für die Fehlererkennung bzw. -kontrolle definierter Schichten in Glastafeln, die für die Herstellung von Fotomasken vorgesehen sind, sind dafür nicht geeignet.

Es ist üblich, bei der Herstellung von Glastafeln für Fotomasken eine visuelle Prüfung nach dem Schleifen, Polieren und Reinigen der Glastafeln in Reinsträumen durchzuführen. Bei dieser Verfahrensweise ist ein hoher Arbeitsaufwand bis zum Erreichen eines prüffähigen Zustandes der Glastafeln erforderlich. Die unter grellen Lichtverhältnissen auszuführenden Prüfungen sind anstrengend und ermüdend und letztendlich sehr subjektiv.

Ziel der Erfindung

Es ist ein Verfahren zur Erkennung von Fehlern im Inneren ebener Glastafeln zu schaffen, mit dem unter Beseitigung der Mängel bekannter Lösungen ein zuverlässiges Meßergebnis ii ökonomisch vertretbarer Zeit erreicht wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erkennung von Fehlern bzw. Volumendefekten im Inneren ebener Glastafeln in einem Größenbereich s»2 pm zu schaffen, des unter Verwendung bekannter Hilfsmittel und Effekte ein gegenüber der visuellen Prüfung relativ rasches und objektives Meßergebnis liefert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Mikroskop in einem Bereich mit scharfer Abbildung eines Fehlers und unscharfer Abbildung von Schichten unterhalb und oberhalb der scharfen Abbildung mit einem Helligkeitsgradienten dadurch gelöst, daß derzu prüfende Bereich mit scharfer Abbildung des Fehlers und unscharfer Abbildung der Schichten über eine CCD-Zeile bewegt wird, die CCD-Zeile senkrecht zur Bewegungsrichtung angeordnet ist und beim Durchgang des zu prüfenden Bereiches durch die CCD-Zeile eine vorgegebene Differenz eines Helligkeitssignals zweier benachbarter Pixel überschritten werden muß, um einen Fehler zu erkennen und zu signalisieren.