JP2002181717A - 端面欠陥の検査方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 端面欠陥の検査方法において、目視検査より
も格段に精度良く、且つ迅速に安定して検査することを
可能とし、また、従来から使用され、設置されていた表
面検査装置に、簡便な時間差処理手段を設けるのみで、
表面欠陥検査と端面欠陥検査をリアルタイムに実現可能
とする。 【解決手段】 直進又は回動する被検査基板に、その一
方の端面外部から被検査基板の一表面を直通し、他方の
端面外側まで、光源からのレーザービームを走査させ、
該レーザービームのうち該被検査基板表面から反射する
反射光を受光センサで受光し、表面欠陥処理手段で処理
することで、該被検査基板の表面欠陥を検出する検査方
法を利用して、表面欠陥と同時に端面欠陥をも検出する
検査方法であって、該被検査基板端面からの反射光の有
無に対応して、受光センサからの出力信号を処理する時
間差処理手段において、基板端面に欠陥が存在しない正
常時と比較して時間差が生じるときに、基板端面に欠陥
が存在する異常時と判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願は、端面欠陥の検査
方法及びその装置に関するものである。より詳しくは、
ハードディスクや半導体ウェハに例示される円板状基
板、或いはＬＣＤ等の表示用デバイスに例示される矩形
状基板の端面に発生する欠け等を識別検出する端面の検
査に関するものである。

【０００２】

【従来の技術とその解決課題】ハードディスクや半導体
ウェハ、或いはＬＣＤ等に用いられる基板は、各種基板
装着治具へ装着離脱したり、成膜や、パターン形成及び
付随する洗浄等の多くの処理工程において、機械的振動
衝撃や加熱処理により反り等の変形のために、基板の端
面に欠け等の欠陥がある場合に、その欠陥部分が拡大進
行して罅割れし基板が破損する恐れがあった。

【０００３】また、基板が破損しなくても、上記各種工
程において欠陥部分から空気や化学物質が浸透して基板
と薄膜との密着性やパターンの微細形成に悪影響を及ぼ
すことが、従来から懸念されていた。

【０００４】このため、従来ハードディスクや半導体ウ
ェハ、或いはＬＣＤ等の各種表示用デバイスに用いられ
る基板の端面に発生する欠陥の検査は、円板状基板を回
動させながら、或いは矩形状基板を直進させながら、目
視或いは拡大鏡等を使用して、欠陥の有無を検査してい
た。

【０００５】このとき、目視による方法であるため判定
精度にばらつきが生じ、また、時間当たりの検査可能枚
数が習熟度に依存するという問題があるため、作業の自
動化が強く求められていた。

【０００６】そこで、基板端面の欠陥を検出する方法及
びその検査装置の開発がなされたが、一般に装置内の光
学系や基板搬送系、或いは画像処理も複雑であることか
ら、検査のコストが嵩む原因となっていた。

【０００７】通常、前記ハードディスクや半導体ウェ
ハ、各種表示用デバイスに用いられる基板は、基板の端
面ばかりでなく薄膜等がパターン形成される表面側、お
よび／または裏面側もキズ等の表面欠陥検査が必要であ
る。

【０００８】これに対し、従来開発されている端面検査
装置は、端面だけにしか適用できない形式のものである
ため、前記表面検査装置とは全く別個に装置を導入しな
ければならず、設置空間と、検査工程を新たに設けるこ
とが必要になるため、一段と基板の製造コストが嵩む問
題点があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、直進又は回動する被検査
基板に、その一方の端面外部から被検査基板の一表面を
直通し、他方の端面外側まで、光源からのレーザービー
ムを走査させ、該レーザービームのうち該被検査基板の
表面から反射する反射光を受光センサで受光し、表面欠
陥処理手段で処理することで該被検査基板の表面欠陥を
検出する検査方法を利用して、表面欠陥と同時に端面欠
陥をも検出する検査方法であって、該被検査基板の端面
からの反射光の有無に対応して、受光センサからの出力
信号を処理する時間差処理手段において、基板端面に欠
陥が存在しない正常時と比較して時間差が生じるとき
に、基板端面に欠陥が存在する異常時と判定することを
特徴とする端面欠陥の検査方法（請求項１）を提供す
る。

【００１０】また、この出願の発明は、光源からのレー
ザービームをビームエキスパンダーに入射し、さらにポ
リゴンミラーにより掃引し、フォーカスレンズで焦点を
合わせ、ライン状に被検査基板を走査する端面欠陥の検
査方法（請求項２）を提供する。

【００１１】さらに、この出願の発明は、時間差処理出
手段により検出した時間差の時間長さから欠陥の大きさ
を、時間差の発生回数から欠陥の個数を知ることがで
き、この時間差処理手段および表面欠陥信号処理手段か
ら得たデータと予め入力しておいた検査規格値とを良否
判定手段により照合して被検査基板の良否を判定し、そ
の結果を出力手段により出力する端面欠陥の検査方法
（請求項３）をも提供する。

【００１２】さらにまた、この出願の発明は、請求項１
ないし３のいずれかに記載の端面欠陥の検査方法を実行
するための機構として、光源と、直進又は回動する被検
査基板の移動方向を横切って一端から表面を通じて他端
までレーザービームを走査する照射手段と、基板から反
射する反射光を受光する受光センサと、受光センサから
の信号を処理する表面欠陥信号処理手段と、該表面欠陥
信号処理手段からのデータを検査規格値との照合から被
検査基板の良否を判定する良否判定手段と、判定結果を
出力する出力手段とを備える表面欠陥を検出する検査装
置を利用して、端面欠陥を検出するために時間差検出手
段を追加したことを特徴とする端面欠陥の検査装置（請
求項４）を提供する。

【００１３】また、この出願の発明は、照射手段が、光
源からのレーザービームを受けるビームエキスパンダー
と、ビームエキスパンダーからのレーザービームを掃引
するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーからのレーザー
ビームの焦点を合わせるフォーカスレンズとを包含する
端面欠陥の検査装置（請求項５）をも提供する。

【００１４】

【発明の実施の形態】この出願の発明は、上記のとおり
の特徴を有するものであるが、以下にその実施の形態に
ついて説明する。

【００１５】この出願の発明による端面欠陥の検査方法
においては、一般に実施されているような基板の端面の
側面（周縁側面部）に光を照射して端面のみを直接検査
するのではなく、成膜やパターンが形成される円形又は
矩形等の形状をした表面（２）を検査（以後、単に表面
検査という。）する方法と装置を利用して、表面検査と
同時に基板の端面欠陥の検査をも可能とすることができ
る。

【００１６】図１は、この出願の発明の端面欠陥の検査
方法を実行するための端面欠陥検査装置の一例を示す概
要図である。

【００１７】この出願の発明の端面欠陥の検査方法にお
いては、例えば図１に示すように、光源（５）から被検
査基板（１）の表面（２）に照射されたレーザービーム
の反射光は、被検査基板（１）に対して光源（５）と同
一側で略対称位置に設置された受光センサ（６）に受光
される。

【００１８】受光された反射光は光電変換され、受光セ
ンサ（６）に接続された表面欠陥信号処理手段（７）及
び、時間差処理手段（８）に伝達されてデータ処理さ
れ、次いで良否判定手段（９）によって被検査基板
（１）の良否が判定されて、その結果が出力手段（１
０）に出力される。

【００１９】図２は、直動する被検査基板（１）の各部
と、その直動方向（１１）に対して直交方向（レーザー
ビームの走査方向）（１２）に直通移動するレーザービ
ームの軌跡である走査線（１３）との関係を示す概略説
明図である。直動（１１）又は回動する被検査基板
（１）の一方の端面外側から該被検査基板（１）の表面
を直通し、他方の端面外側までレーザービームを走査線
（１３）上を直動させながら照射する。

【００２０】図３は、図２における被検査基板（１）の
端面（３）の一部を拡大した切欠図であり、端面（３）
は、通常、テーパー状のチャンファー部（３ａ）と端部
（３ｂ）とからなる。

【００２１】図３（ａ）は端面欠陥のない正常な形状
を、図３（ｂ）は端面欠陥（４）が存在する異常な形状
をそれぞれ例示している。

【００２２】図４は、この出願の発明の端面欠陥の検出
を正確かつ容易に実現できることを原理的に説明するた
めの図であり、レーザービームが照射される走査線（１
３）における断面切欠図およびオシロスコープの信号波
形である。オシロスコープの信号波形は、オシロスコー
プを受光センサ（６）に接続したときに得られる、受光
センサ（６）の出力信号の経時変化である。

【００２３】信号波形は、端面に欠陥のないときに出
力される正常な波形を、また、信号波形は、端面欠陥
（４ａ）が存在するときに出力される異常波形、信号波
形は、端面欠陥（４ｂ）が存在するときに出力される
異常波形をそれぞれ示している。

【００２４】レベル０は、レーザービームが被検査基板
（１）の表面（２）上に照射されないため反射光が受光
センサ（６）に取込まれないときの状態を示し、また、
レベル１は、レーザービームが被検査基板（１）の表面
（２）上に照射されて反射光が生じ、受光センサ（６）
に取込まれたときの状態を示している。

【００２５】信号波形、、の比較からも明らかなよ
うに、端面（３）部に発生している欠け等の端面欠陥
（４ａ）に照射するレーザービームは、散乱又は透過貫
通し、受光センサ（６）に殆ど反射光が到達しないた
め、レベル０からレベル１までの変更するタイミング
が、欠陥のないときの正常である信号波形と比べると
遅れ、時間差（ΔＴ１）が生じることにより欠陥を検出
できる。

【００２６】同様に、信号波形 、の比較からも明ら
かなように、端面欠陥（４ｂ）に照射するレーザービー
ムは、散乱又は透過貫通し、受光センサ（６）に殆ど反
射光が到達しないため、レベル１からレベル０の状態ま
で変化するタイミングが、欠陥のないときの正常である
信号波形と比べると早まり、時間差（ΔＴ２）が生じ
ることにより欠陥を検出できる。

【００２７】尚、被検査基板（１）の端面（３）は、図
３（ａ）に示すようにテーパ状のチャンファー（３ａ）
と端部（３ｂ）からなり、鏡面研磨加工されているもの
の、最大粗さＲ_max は１μｍ程度であるので、前記した
ようにレベル０からレベル１へ、あるいはその逆の状態
まで瞬時に変化することはなく、出力信号はノイズを持
つが、前記レベル０とレベル１の変動幅（ダイナミック
レンジ）に比べると無視できる程度なので、図４の各信
号波形には記載を省略することにしてある。

【００２８】さらに、端面欠陥が被検査基板（１）の表
裏面どちらにあるとしても、被検査基板（１）の両面を
検査することにより、端面欠陥を見落とすことはない。

【００２９】なお、前記したようにオシロスコープを受
光センサに接続しているが、これは検査の原理を説明す
るためのものであって、実際の装置は図１に示すよう
に、受光センサ（６）に被検査基板（１）の表面欠陥を
検出するために信号処理する表面欠陥処理手段（７）並
びに、前記時間差を検出する時間差検出手段（８）を接
続し、さらにその後に、検査規格値を予め入力してお
き、該表面欠陥処理手段（７）及び時間差検出手段
（８）によって得られたデータと照合して被検査基板
（１）の良否を判定する良否判定手段（９）と、その良
否判定の結果を出力する出力手段（１０）が接続されて
いる。

【００３０】一般に、ハードディスク基板等は、欠け等
の端部欠陥は無きこととしているので欠陥の有無で判定
する有無検査が行われているが、端部欠陥の大きさがあ
る規格値以上のときに不良と判定する選別検査において
も、この出願の発明の装置によれば、レーザービームが
走査線（１３）上を移動する走査速度ｖおよび、レベル
０から１、又はレベル１から０へのタイミングが、端部
欠陥が無い正常時と比較してどれだけズレているかとい
う時間差ΔＴが判るので、前記選別検査にも容易に適応
できる。

【００３１】さらに、この出願の発明による装置は、被
検査基板の表面欠陥の検査を受光センサ（６）からのＡ
Ｃ信号を処理する表面欠陥信号処理手段（７）及び、端
面欠陥の検査を受光センサ（６）からのＤＣ信号を処理
する時間差処理手段（８）とを兼ね備えている。

【００３２】しかし、これに限定されることなく、表面
欠陥信号処理手段（７）においては、ＤＣ信号を処理
し、時間差処理手段（８）においては、ＡＣ信号を処理
することがあっても良い。

【００３３】この出願は、以上の特徴を持つものである
が、以下に実施例を示し、さらに具体的に説明する。

【００３４】

【実施例】図５は、円形状ガラス基板（２０）の表面欠
陥を検出する表面検査装置の概略図であり、光源（２
１）からのレーザービームをビームエキスパンダー（２
２）に入射し、さらに、ポリゴンミラー（２３）により
掃引し、フォーカスレンズ（２４）で焦点を合わせ、円
形状ガラス基板（２０）の一方の端面外部から表面を直
進し、他方の端面外部までライン状に走査し、その反射
光をフォトダイオード等からなる受光センサー（２５）
で受光する構成となっている。

【００３５】その後に、該受光センサ（２５）に、図１
に示す表面欠陥信号処理手段（７）を接続し、次いで良
否判定手段（９）及び出力手段（１０）を接続して表面
検査装置全体の構成としている。

【００３６】なお、該表面検査装置は、円形状ガラス基
板（２０）の表裏面を同時に検査するために、図５に示
す装置を表面用および裏面用の２つ搭載してある。

【００３７】この表面検査装置を利用して、表面欠陥と
同時に端面欠陥も検査するために、図１に示す時間差検
出手段（８）を追加して、本出願の発明の端面欠陥の検
査装置全体の構成としている。

【００３８】この場合、図示省略しているが、受光セン
サー（２５）にオシロスコープを接続し、リアルタイム
に信号波形を観察している。

【００３９】まず、図５に示す円形状ガラス基板（２
０）を端面欠陥の検査装置を用いて検査をした。該検査
装置のうち、３個のフォトダイオードを直列に並べたも
のを受光センサ（２５）として採用した。

【００４０】図６は、光源（２１）からのレーザービー
ムが円形状ガラス基板（２０）を走査し、その反射光
を、反射しない部分も含めて受光センサに取り込んだ後
の信号をオシロスコープで観察した信号波形を示してい
る。

【００４１】端面に発生している欠けに入射するレーザ
ービームは散乱されて受光センサ（２５）に殆ど反射光
が到達しないために、レーザービームが円形状ガラス基
板（２０）に照射していないときと同様にレベル０の状
態にあり、レーザービームが円形状ガラス基板（２０）
の表面に照射しているときはレベル１の状態にあり、そ
れらの中間でレベルが０から１に漸次変化している過渡
期の状態であるのは、円形状ガラス基板（２０）の端面
のチャンファ部におけるテーパー形状部を走査している
場合に相当するものと考えられる。

【００４２】図６において、信号波形は、円形状ガラ
ス基板（２０）に端面欠陥が存在しないときの正常波形
を示し、また、信号波形は、円形状ガラス基板（２
０）に端面欠陥があるときの異常波形をそれぞれ示して
いる。

【００４３】これら信号波形から明らかなように、信号
波形のレベル０の状態から該過渡期の状態に変化する
タイミング（転換点）は、信号波形と比べると遅れて
おり、時間差（ΔＴ）が生じていることが明確に確認で
きた。これによって、端部欠陥を見逃すことなく確実に
検出できることが判る。

【００４４】また、上記過渡期における信号に含まれる
ノイズは、レベル０とレベル１の段差（ダイナミックレ
ンジ）に比較すると極めて微小であることから、円形状
ガラス基板（２０）の端面の形状や粗さ（通常の最大粗
さはＲ_max ＜１μｍ）のバラツキのよる誤検出の危険性
は皆無であることが判る。

【００４５】この実施例において、上記時間差はΔＴ＝
４．３μｓｅｃ、走査線上を移動するレーザービームの
走査速度はｖ＝５００ｍ／ｓであるので、端面欠陥部の
寸法は２ｍｍ程度であると推定できる。

【００４６】さらに、時間差の発生回数から端面欠陥の
個数を知ることができる。

【００４７】このことから、この出願の発明は、端部欠
陥の寸法および個数がある規定値以上のときに不良と判
定する選別検査においても、容易に適用することができ
る。

【００４８】なお、この実施例によれば、図６は受光セ
ンサ（２５）が受光した円形状ガラス基板（２０）の表
面情報をオシロスコープがリアルタイムに取り込んだＤ
Ｃ信号の生波形であるが、ＡＣ信号からも同様の前記時
間差（ΔＴ）の情報も得られる。

【００４９】

【発明の効果】以上、この出願の発明によれば、目視検
査よりも格段に精度良く、且つ迅速に安定して検査する
ことができる。

【００５０】また、従来から使用され、設置されていた
表面検査装置に、簡便な時間差処理手段を設けるのみ
で、表面欠陥検査と端面欠陥検査をリアルタイムに実現
できる。

【００５１】これによって、端面欠陥のみを検査する端
面検査装置の新規導入が不用となり、高額な費用を節約
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願の発明に係る端部欠陥の検査方法の一
実施例を原理的に示す概要図である。

【図２】直動する被検査基板の各部と、その直動方向に
対して直交する方向に直通移動するレーザービームの走
査線軌跡との関係を示す概略説明図である。

【図３】被検査基板の端面部の部分的拡大図であり、
（ａ）は端面欠陥のない正常な形状を示し、（ｂ）は端
面欠陥が存在する異常な形状を示す。

【図４】被検査体端面の正常部、欠陥部へのレーザービ
ームの照射状態と対応する信号波形を示す図である。

【図５】端部欠陥の検査方法の他の実施例として、円形
状ガラス板の端面欠陥を検査する場合のレーザービーム
の照射、受光関係を示す概要図である。

【図６】他の実施例における実施データで、受光センサ
が受光した被検査基板の表面情報等を示すオシロスコー
プの波形である。

【符号の説明】

１ 被検査基板 ２ 検査基板の表面 ３ 検査基板の端面 ３ａ チャンファー部 ３ｂ 端部 ４、４ａ、４ｂ 端面欠陥 ５ 光源 ６ 受光センサ ７ 表面欠陥信号処理手段 ８ 時間差処理手段 ９ 良否判定手段 １０ 出力手段 １１ 被検査基板の直動方向 １２ レーザービームの走査方向 １３ 走査線 ２０ 円形状ガラス基板 ２１ 光源 ２２ ビームエキスパンダー ２３ ポリゴンミラー ２４ フォーカスレンズ ２５ 受光センサ

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１月２２日（２００１．１．２
２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 端面欠陥の検査方法及びその装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願は、端面欠陥の検査
方法及びその装置に関するものである。より詳しくは、
ハードディスクや半導体ウェハに例示される円板状基
板、或いはＬＣＤ等の表示用デバイスに例示される矩形
状基板の端面に発生する欠け等を識別検出する端面の検
査に関するものである。

【０００２】

【従来の技術とその解決課題】ハードディスクや半導体
ウェハ、或いはＬＣＤ等に用いられる基板は、各種基板
装着治具へ装着離脱する工程、成膜、パターン形成及び
付随する洗浄等の多くの処理工程において、機械的振動
衝撃や加熱処理により反り等の変形のために、基板の端
面に欠け等の欠陥がある場合に、その欠陥部分が拡大進
行して罅割れし基板が破損する恐れがあった。

【０００３】また、基板が破損しなくても、上記各種工
程において欠陥部分から空気や化学物質が浸透して基板
と薄膜との密着性やパターンの微細形成に悪影響を及ぼ
すことが、従来から懸念されていた。

【０００４】このため、従来ハードディスクや半導体ウ
ェハ、或いはＬＣＤ等の各種表示用デバイスに用いられ
る基板の端面に発生する欠陥の検査は、円板状基板を回
動させながら、或いは矩形状基板を直進させながら、目
視或いは拡大鏡等を使用して、欠陥の有無を検査してい
た。

【０００５】このとき、目視による方法であるため判定
精度にばらつきが生じ、また、時間当たりの検査可能枚
数が習熟度に依存するという問題があるため、作業の自
動化が強く求められていた。

【０００６】そこで、基板端面の欠陥を検出する方法及
びその検査装置の開発がなされたが、一般に装置内の光
学系や基板搬送系、或いは画像処理も複雑であることか
ら、検査のコストが嵩む原因となっていた。

【０００７】通常、前記ハードディスクや半導体ウェ
ハ、各種表示用デバイスに用いられる基板は、基板の端
面ばかりでなく薄膜等がパターン形成される表面側、お
よび／または裏面側もキズ等の表面欠陥検査が必要であ
る。

【０００８】これに対し、従来開発されている端面検査
装置は、端面だけにしか適用できない形式のものである
ため、前記表面検査装置とは全く別個に装置を導入しな
ければならず、設置空間と、検査工程を新たに設けるこ
とが必要になるため、一段と基板の製造コストが嵩む問
題点があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、直進又は回動する被検査
基板に、その一方の端面外部から被検査基板の一表面を
直通し、他方の端面外側まで、光源からのレーザービー
ムを走査させ、該レーザービームのうち該被検査基板の
表面から反射する反射光を受光センサで受光し、表面欠
陥処理手段で処―理することで該被検査基板の表面欠陥
を検出する検査方法を利用して、表面欠陥と同時に端面
欠陥をも検出する検査方法であって、該被検査基板の端
面からの反射光の有無に対応して、受光センサからの出
力信号を処理する時間差処理手段において、基板端面に
欠陥が存在しない正常時と比較して時間差が生じるとき
に、基板端面に欠陥が存在する異常時と判定することを
特徴とする端面欠陥の検査方法（請求項１）を提供す
る。

【００１０】また、この出願の発明は、光源からのレー
ザービームをビームエキスパンダーに入射し、さらにポ
リゴンミラーにより掃引し、フォーカスレンズで焦点を
合わせ、ライン状に被検査基板を走査する端面欠陥の検
査方法（請求項２）を提供する。

【００１１】さらに、この出願の発明は、時間差処理手
段により検出した時間差の時間長さから欠陥の大きさ
を、時間差の発生回数から欠陥の個数を知ることがで
き、この時間差処理手段および表面欠陥信号処理手段か
ら得たデータと予め入力しておいた検査規格値とを良否
判定手段により照合して被検査基板の良否を判定し、そ
の結果を出力手段により出力する端面欠陥の検査方法
（請求項３）をも提供する。

【００１２】さらにまた、この出願の発明は、請求項１
ないし３のいずれかに記載の端面欠陥の検査方法を実行
するための機構として、光源と、直進又は回動する被検
査基板の移動方向を横切って一端から表面を通じて他端
までレーザービームを走査する照射手段と、基板から反
射する反射光を受光する受光センサと、受光センサから
の信号を処理する表面欠陥信号処理手段と、該表面欠陥
信号処理手段からのデータを検査規格値との照合から被
検査基板の良否を判定する良否判定手段と、判定結果を
出力する出力手段とを備える表面欠陥を検出する検査装
置を利用して、端面欠陥を検出するために時間差検出手
段を追加したことを特徴とする端面欠陥の検査装置（請
求項４）を提供する。

【００１３】また、この出願の発明は、照射手段が、光
源からのレーザービームを受けるビームエキスパンダー
と、ビームエキスパンダーからのレーザービームを掃引
するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーからのレーザー
ビームの焦点を合わせるフォーカスレンズとを包含する
端面欠陥の検査装置（請求項５）をも提供する。

【００１４】

【発明の実施の形態】この出願の発明は、上記のとおり
の特徴を有するものであるが、以下にその実施の形態に
ついて説明する。

【００１５】この出願の発明による端面欠陥の検査方法
においては、一般に実施されているような基板の端面の
側面（周縁側面部）に光を照射して端面のみを直接検査
するのではなく、成膜やパターンが形成される円形又は
矩形等の形状をした表面（２）を検査（以後、単に表面
検査という。）する方法と装置を利用して、表面検査と
同時に基板の端面欠陥の検査をも可能とすることができ
る。

【００１６】図１は、この出願の発明の端面欠陥の検査
方法を実行するための端面欠陥検査装置の一例を示す概
要図である。

【００１７】この出願の発明の端面欠陥の検査方法にお
いては、例えば図１に示すように、光源（５）から被検
査基板（１）の表面（２）に照射されたレーザービーム
の反射光は、被検査基板（１）に対して光源（５）と同
一側で略対称位置に設置された受光センサ（６）に受光
される。

【００１８】受光された反射光は光電変換され、受光セ
ンサ（６）に接続された表面欠陥信号処理手段（７）及
び、時間差処理手段（８）に伝達されてデータ処理さ
れ、次いで良否判定手段（９）によって被検査基板
（１）の良否が判定されて、その結果が出力手段（１
０）に出力される。

【００１９】図２は、直動する被検査基板（１）の各部
と、その直動方向（１１）に対して直交方向（レーザー
ビームの走査方向）（１２）に直通移動するレーザービ
ームの軌跡である走査線（１３）との関係を示す概略説
明図である。直動（１１）又は回動する被検査基板
（１）の一方の端面外側から該被検査基板（１）の表面
を直通し、他方の端面外側までレーザービームを走査線
（１３）上を直動させながら照射する。

【００２０】図３は、図２における被検査基板（１）の
端面（３）の一部を拡大した切欠図であり、端面（３）
は、通常、テーパー状のチャンファー部（３ａ）と端部
（３ｂ）とからなる。

【００２１】図３（ａ）は端面欠陥のない正常な形状
を、図３（ｂ）は端面欠陥（４）が存在する異常な形状
をそれぞれ例示している。

【００２２】図４は、この出願の発明の端面欠陥の検出
を正確かつ容易に実現できることを原理的に説明するた
めの図であり、レーザービームが照射される走査線（１
３）における断面切欠図およびオシロスコープの信号波
形である。オシロスコープの信号波形は、オシロスコー
プを受光センサ（６）に接続したときに得られる、受光
センサ（６）の出力信号の経時変化である。

【００２３】信号波形は、端面に欠陥のないときに出
力される正常な波形を、また、信号波形は、端面欠陥
（４ａ）が存在するときに出力される異常波形、信号波
形は、端面欠陥（４ｂ）が存在するときに出力される
異常波形をそれぞれ示している。

【００２４】レベル０は、レーザービームが被検査基板
（１）の表面（２）上に照射されないため反射光が受光
センサ（６）に取込まれないときの状態を示し、また、
レベル１は、レーザービームが被検査基板（１）の表面
（２）上に照射されて反射光が生じ、受光センサ（６）
に取込まれたときの状態を示している。

【００２５】信号波形、、の比較からも明らかなよ
うに、端面（３）部に発生している欠け等の端面欠陥
（４ａ）に照射するレーザービームは、散乱又は透過貫
通し、受光センサ（６）に殆ど反射光が到達しないた
め、レベル０からレベル１までの変更するタイミング
が、欠陥のないときの正常である信号波形と比べると
遅れ、時間差（ΔＴ１）が生じることにより欠陥を検出
できる。

【００２６】同様に、信号波形、の比較からも明ら
かなように、端面欠陥（４ｂ）に照射するレーザービー
ムは、散乱又は透過貫通し、受光センサ（６）に殆ど反
射光が到達しないため、レベル１からレベル０の状態ま
で変化するタイミングが、欠陥のないときの正常である
信号波形と比べると早まり、時間差（ΔＴ２）が生じ
ることにより欠陥を検出できる。

【００２７】尚、被検査基板（１）の端面（３）は、図
３（ａ）に示すようにテーパ状のチャンファー（３ａ）
と端部（３ｂ）からなり、鏡面研磨加工されているもの
の、最大粗さＲmax は１μｍ程度であるので、前記した
ようにレベル０からレベル１へ、あるいはその逆の状態
まで瞬時に変化することはなく、出力信号はノイズを持
つが、前記レベル０とレベル１の変動幅（ダイナミック
レンジ）に比べると無視できる程度なので、図４の各信
号波形には記載を省略することにしてある。

【００２８】さらに、端面欠陥が被検査基板（１）の表
裏面どちらにあるとしても、被検査基板（１）の両面を
検査することにより、端面欠陥を見落とすことはない。

【００２９】なお、前記したようにオシロスコープを受
光センサに接続しているが、これは検査の原理を説明す
るためのものであって、実際の装置は図１に示すよう
に、受光センサ（６）に被検査基板（１）の表面欠陥を
検出するために信号処理する表面欠陥処理手段（７）並
びに、前記時間差を検出する時間差検出手段（８）を接
続し、さらにその後に、検査規格値を予め入力してお
き、該表面欠陥処理手段（７）及び時間差検出手段
（８）によって得られたデータと照合して被検査基板
（１）の良否を判定する良否判定手段（９）と、その良
否判定の結果を出力する出力手段（１０）が接続されて
いる。

【００３０】一般に、ハードディスク基板等は、欠け等
の端部欠陥は無きこととしているので欠陥の有無で判定
する有無検査が行われているが、端部欠陥の大きさがあ
る規格値以上のときに不良と判定する選別検査において
も、この出願の発明の装置によれば、レーザービームが
走査線（１３）上を移動する走査速度ｖおよび、レベル
０から１、又はレベル１から０へのタイミングが、端部
欠陥が無い正常時と比較してどれだけズレているかとい
う時間差ΔＴが判るので、前記選別検査にも容易に適応
できる。

【００３１】さらに、この出願の発明による装置は、被
検査基板の表面欠陥の検査を受光センサ（６）からのＡ
Ｃ信号を処理する表面欠陥信号処理手段（７）及び、端
面欠陥の検査を受光センサ（６）からのＤＣ信号を処理
する時間差処理手段（８）とを兼ね備えている。

【００３２】しかし、これに限定されることなく、表面
欠陥信号処理手段（７）においては、ＤＣ信号を処理
し、時間差処理手段（８）においては、ＡＣ信号を処理
することがあっても良い。

【００３３】この出願は、以上の特徴を持つものである
が、以下に実施例を示し、さらに具体的に説明する。

【００３４】

【実施例】図５は、円形状ガラス基板（２０）の表面欠
陥を検出する表面検査装置の概略図であり、光源（２
１）からのレーザービームをビームエキスパンダー（２
２）に入射し、さらに、ポリゴンミラー（２３）により
掃引し、フォーカスレンズ（２４）で焦点を合わせ、円
形状ガラス基板（２０）の一方の端面外部から表面を直
進し、他方の端面外部までライン状に走査し、その反射
光をフォトダイオード等からなる受光センサ（２５）で
受光する構成となっている。

【００３５】その後に、該受光センサ（２５）に、図１
に示す表面欠陥信号処理手段（７）を接続し、次いで良
否判定手段（９）及び出力手段（１０）を接続して表面
検査装置全体の構成としている。

【００３６】なお、該表面検査装置は、円形状ガラス基
板（２０）の表裏面を同時に検査するために、図５に示
す装置を表面用および裏面用の２つ搭載してある。

【００３７】この表面検査装置を利用して、表面欠陥と
同時に端面欠陥も検査するために、図１に示す時間差検
出手段（８）を追加して、本出願の発明の端面欠陥の検
査装置全体の構成としている。

【００３８】この場合、図示省略しているが、受光セン
サ（２５）にオシロスコープを接続し、リアルタイムに
信号波形を観察している。

【００３９】まず、図５に示す円形状ガラス基板（２
０）を端面欠陥の検査装置を用いて検査した。該検査装
置のうち、３個のフォトダイオードを直列に並べたもの
を受光センサ（２５）として採用した。

【００４０】図６は、光源（２１）からのレーザービー
ムが円形状ガラス基板（２０）を走査し、その反射光
を、反射しない部分も含めて受光センサに取り込んだ後
の信号をオシロスコープで観察した信号波形を示してい
る。

【００４１】端面に発生している欠けに入射するレーザ
ービームは散乱されて受光センサ（２５）に殆ど反射光
が到達しないために、レーザービームが円形状ガラス基
板（２０）に照射していないときと同様にレベル０の状
態にあり、レーザービームが円形状ガラス基板（２０）
の表面に照射しているときはレベル１の状態にあり、そ
れらの中間でレベルが０から１に漸次変化している過渡
期の状態であるのは、円形状ガラス基板（２０）の端面
のチャンファー部におけるテーパー形状部を走査してい
る場合に相当するものと考えられる。

【００４２】図６において、信号波形は、円形状ガラ
ス基板（２０）に端面欠陥が存在しないときの正常波形
を示し、また、信号波形は、円形状ガラス基板（２
０）に端面欠陥があるときの異常波形をそれぞれ示して
いる。

【００４３】これら信号波形から明らかなように、信号
波形のレベル０の状態から該過渡期の状態に変化する
タイミング（転換点）は、信号波形と比べると遅れて
おり、時間差（ΔＴ）が生じていることが明確に確認で
きた。これによって、端部欠陥を見逃すことなく確実に
検出できることが判る。

【００４４】また、上記過渡期における信号に含まれる
ノイズは、レベル０とレベル１の段差（ダイナミックレ
ンジ）に比較すると極めて微小であることから、円形状
ガラス基板（２０）の端面の形状や粗さ（通常の最大粗
さはＲmax ＜１μｍ）のバラツキのよる誤検出の危険性
は皆無であることが判る。

【００４５】この実施例において、上記時間差はΔＴ＝
４．３μｓｅｃ、走査線上を移動するレーザービームの
走査速度はｖ＝５００ｍ／ｓであるので、端面欠陥部の
寸法は２ｍｍ程度であると推定できる。

【００４６】さらに、時間差の発生回数から端面欠陥の
個数を知ることができる。

【００４７】このことから、この出願の発明は、端部欠
陥の寸法および個数がある規定値以上のときに不良と判
定する選別検査においても、容易に適用することができ
る。

【００４８】なお、この実施例によれば、図６は受光セ
ンサ（２５）が受光した円形状ガラス基板（２０）の表
面情報をオシロスコープがリアルタイムに取り込んだＤ
Ｃ信号の生波形であるが、ＡＣ信号からも同様の前記時
間差（ΔＴ）の情報も得られる。

【００４９】

【発明の効果】以上、この出願の発明によれば、目視検
査よりも格段に精度良く、且つ迅速に安定して検査する
ことができる。

【００５０】また、従来から使用され、設置されていた
表面検査装置に、簡便な時間差処理手段を設けるのみ
で、表面欠陥検査と端面欠陥検査をリアルタイムに実現
できる。

【００５１】これによって、端面欠陥のみを検査する端
面検査装置の新規導入が不用となり、高額な費用を節約
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願の発明に係る端部欠陥の検査方法の一
実施例を原理的に示す概要図である。

【図２】直動する被検査基板の各部と、その直動方向に
対して直交する方向に直通移動するレーザービームの走
査線軌跡との関係を示す概略説明図である。

【図３】被検査基板の端面部の部分的拡大図であり、
（ａ）は端面欠陥のない正常な形状を示し、（ｂ）は端
面欠陥が存在する異常な形状を示す。

【図４】被検査体端面の正常部、欠陥部へのレーザービ
ームの照射状態と対応する信号波形を示す図である。

【図５】端部欠陥の検査方法の他の実施例として、円形
状ガラス板の端面欠陥を検査する場合のレーザービーム
の照射、受光関係を示す概要図である。

【図６】他の実施例における実施データで、受光センサ
が受光した被検査基板の表面情報等を示すオシロスコー
プの波形である。

【符号の説明】 １ 被検査基板 ２ 検査基板の表面 ３ 検査基板の端面 ３ａ チャンファー部 ３ｂ 端部 ４、４ａ、４ｂ 端面欠陥 ５ 光源 ６ 受光センサ ７ 表面欠陥信号処理手段 ８ 時間差処理手段 ９ 良否判定手段 １０ 出力手段 １１ 被検査基板の直動方向 １２ レーザービームの走査方向 １３ 走査線 ２０ 円形状ガラス基板 ２１ 光源 ２２ ビームエキスパンダー ２３ ポリゴンミラー ２４ フォーカスレンズ ２５ 受光センサ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA12 AA52 BB01 BB15 CC03 CC19 CC25 DD03 DD06 FF31 GG04 HH04 HH18 JJ01 LL09 LL15 LL62 MM03 MM04 MM16 PP12 QQ04 SS04 SS13 UU05 UU06 2G051 AA51 AA73 AB07 AB08 BA10 CA03 CB01 CC13 DA06 DA08 EB03 EC01 ED22

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直進又は回動する被検査基板に、その一
   方の端面外部から被検査基板の一表面を直通し、他方の
   端面外側まで、光源からのレーザービームを走査させ、
   該レーザービームのうち該被検査基板の表面から反射す
   る反射光を受光センサで受光し、表面欠陥処理手段で処
   理することで該被検査基板の表面欠陥を検出する検査方
   法を利用して、表面欠陥と同時に端面欠陥をも検出する
   検査方法であって、該被検査基板の端面からの反射光の
   有無に対応して、受光センサからの出力信号を処理する
   時間差処理手段において、基板端面に欠陥が存在しない
   正常時と比較して時間差が生じるときに、基板端面に欠
   陥が存在する異常時と判定することを特徴とする端面欠
   陥の検査方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、光源からのレーザー
   ビームをビームエキスパンダーに入射し、さらにポリゴ
   ンミラーにより掃引し、フォーカスレンズで焦点を合わ
   せ、ライン状に被検査基板を走査することを特徴とする
   端面欠陥の検査方法。
3. 【請求項３】 時間差処理出手段により検出した時間差
   の時間長さから欠陥の大きさを、時間差の発生回数から
   欠陥の個数を知ることができ、この時間差処理手段およ
   び表面欠陥信号処理手段から得たデータと予め入力して
   おいた検査規格値とを良否判定手段により照合して被検
   査基板の良否を判定し、その結果を出力手段により出力
   することを特徴とする端面欠陥の検査方法。
4. 【請求項４】 光源と、直進又は回動する被検査基板の
   移動方向を横切って一端から表面を通じて他端までレー
   ザービームを走査する照射手段と、基板から反射する反
   射光を受光する受光センサと、受光センサからの信号を
   処理する表面欠陥信号処理手段と、該表面欠陥信号処理
   手段からのデータを検査規格値との照合から被検査基板
   の良否を判定する良否判定手段と、判定結果を出力する
   出力手段とを備える表面欠陥を検出する検査装置を利用
   して、端面欠陥を検出するために時間差検出手段を追加
   したことを特徴とする端面欠陥の検査装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、照射手段が、光源か
   らのレーザービームを受けるビームエキスパンダーと、
   ビームエキスパンダーからのレーザービームを掃引する
   ポリゴンミラーと、ポリゴンミラーからのレーザービー
   ムの焦点を合わせるフォーカスレンズとを包含すること
   を特徴とする端面欠陥の検査装置。