JP2009271001A - 基板表面欠陥検査方法，基板表面欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板表面の広領域を一括して検査することができる基板表面欠陥検査方法を提供する。
【解決手段】本発明の基板表面欠陥検査方法は、基板の周縁よりも外側に配置された光源から前記基板に対して光を照射し、その状態で前記基板を間に挟んで前記光源に対向する位置から前記基板の表面を観察する工程を備え、前記基板は、前記光源に近い側の一辺が前記光源側に湾曲されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板表面欠陥検査方法及び基板表面欠陥検査装置に関する。

図６は、従来のプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）構造の一例を示す分解斜視図である。このＰＤＰは、前面側基板構体１と背面側基板構体２を有している。

前面側基板構体１では、ガラス基板１ａ上に複数の表示電極３が配置されている。表示電極３は、それぞれ、透明電極３ａ及びバス電極３ｂを備えている。表示電極３は、誘電体層４で覆われている。誘電体層４は、ＭｇＯ等からなる保護層５で覆われている。

背面側基板構体２では、表示電極３に対してほぼ垂直方向に延びるアドレス電極６がガラス基板２ａ上に配置されている。アドレス電極６は、誘電体層９で覆われている。誘電体層９上の、アドレス電極６の両側位置には隔壁７が配置され、列方向のセルを区分けしている。さらに隔壁７で挟まれたセル対応の誘電体層９上と、隔壁７の側面には紫外線により励起されて赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の可視光を発生する蛍光体層８が形成されている。

保護層５と隔壁７が接するように前面側基板構体１と背面側基板構体２を対向させた状態で周縁部を封止用部材により封着させて内部に放電空間を形成し、放電空間内を排気後、放電空間内にＮｅ−Ｘｅ等の放電ガスを封入し、ＰＤＰが作製される。このＰＤＰにおいては、表示は、対をなす２本の表示電極３間での繰り返し放電によって行なわれる。

ところで、ＰＤＰの誘電体層の形成方法の一つとしてダイコータ装置を用いてペースト状材料（低融点ガラスペースト）を塗布する方法が知られている。一般のダイコータ装置では、ガラス基板を塗布ステージ上に真空吸引などの方法を用いて固定した状態で低融点ガラスペーストの塗布を行っている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００６−１３４８７３号公報

上記方法で形成した塗布層（低融点ガラスペースト層）には局所的に厚さが数μｍ程度薄くなっている領域が発生される場合がある（このような厚さが局所的に薄くなっている領域をクレーターと呼ぶ。）。塗布層にクレーターが発生すると焼成後の誘電体層（低融点ガラス層）にもクレーターが発生する。誘電体層のクレーターは表示に際して表示ムラを引き起こし、製品不良の原因になる。

製品不良を低減するには、焼成前の段階でクレーターの有無の検査を行い、クレーターが存在する場合には、修正を施したりクレーターが発生した基板を製造ラインから除去したりといった措置を行うことが重要である。

クレーターの有無の検査は、光を塗布層に照射し、塗布層で反射された光をオペレーターが目視で観察することによって行うことができる。クレーターが存在する部分では光が正反射されず、この部分において光が歪んだり光の強度が周囲よりも弱くなるので、この反射率の違いからクレーターの有無が判断できる。

ところで、この検査方法では、次に示すような問題がある。
図７（ａ）に示すように光源が比較的高い位置にある場合、オペレーターから見て基板の手前側の領域からの反射光は、オペレーターが目の位置を上下に移動させるとオペレーターの目に入る。一方、基板の奥側の領域（図７（ａ）の一点鎖線で囲った部分）からの反射光は、オペレーターが目の位置を上下に移動させてもオペレーターの目に入らない。従って、図７（ａ）のように光源を配置すると、基板の奥側の領域の検査が困難である。

基板の奥側の領域の欠陥検査を容易にするには、図７（ｂ）に示すように光源の位置を低くすればよい。しかし、この場合、基板の手前側の領域（図７（ｂ）の一点鎖線で囲った部分）に照射される光の強度が非常に弱くなり、従って、反射光の強度も非常に弱くなる。このため、図７（ｂ）のように光源を配置すると、基板の手前側の領域の検査が困難になる。

基板の手前側と奥側の両方の領域の欠陥検査を容易にするには、図７（ｃ）に示すように複数個の光源を用いればよい。しかし、図７（ｃ）の構成では、オペレーターが目の位置を大きく動かす必要があり、検査が行いにくい。そこで、オペレーターの目の位置の移動を少なくする手段が望まれている。

ここで説明した問題は、クレーターの有無の検査に限らず、基板表面のキズ，出っ張り，歪み等の種々の表面欠陥一般について当てはまる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、基板表面の広領域を一括して検査することができる基板表面欠陥検査方法を提供するものである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の基板表面欠陥検査方法は、基板の周縁よりも外側に配置された光源から前記基板に対して光を照射し、その状態で前記基板に挟んで前記光源に対向する位置から前記基板の表面を観察する工程を備え、前記基板は、前記光源に近い側の一辺が前記光源側に湾曲されていることを特徴とする。

本発明の原理について図１の断面図を用いて説明する（図１は説明の概念図であり本発明は図１の構成に限定されない。）。図１の構成は、図７（ａ）の構成に類似しているが、オペレーターから見て基板の奥側の一辺が光源側に湾曲されている点において図７（ａ）とは異なっている。

図７（ａ）の構成では、基板の奥側の領域への光の入射角が小さすぎるために反射光がオペレーターの目に入らず基板の検査を行うことができない。一方、図１の構成では、基板の奥側の一辺を光源側に湾曲させ光源に近づけているので基板の奥側の領域への光の入射角が図７（ａ）の場合よりも大きくなるために反射光がオペレーターの目に入って、基板の検査を行うことができる。また、基板が湾曲しているので広領域からの光が狭い範囲に集められる。このため、基板表面の広領域を一括して検査することができる。

なお、ここでは、便宜上、オペレーターが反射光を観察する場合を例に挙げて説明を行ったが、反射光の観察は、カメラ等の検出器を用いて行ってもよい。
以下、本発明の種々の実施形態等を例示する。

前記光源からの光の前記基板への入射角が前記基板の全体において７８〜８８度である状態で観察を行ってもよい。

また、本発明は、基板を載置する載置部と、前記基板の一辺を持ち上げて前記基板を湾曲させる基板昇降機構と、前記基板の周縁よりも外側に配置され前記基板に対して光を照射する光源とを備える基板表面欠陥検査装置も提供する。
前記光源は、光を放出する発光部と、前記発光部からの光を拡散させる反射型又は透過型の拡散板を備えてもよい。
ここで例示した種々の実施形態等は、互いに組み合わせることができる。

以下，本発明の実施形態を図面を用いて説明する。図面や以下の記述中で示す内容は，例示であって，本発明の範囲は，図面や以下の記述中で示すものに限定されない。

本発明の一実施形態の基板表面欠陥検査方法は、基板の周縁よりも外側に配置された光源から前記基板に対して光を照射し、その状態で前記基板を間に挟んで前記光源に対向する位置から前記基板の表面を観察する工程を備え、前記基板は、前記光源に近い側の一辺が前記光源側に湾曲されていることを特徴とする。

この検査方法を実施するための装置は、特に限定されないが、一例では、この検査方法は、本発明の一実施形態の基板表面欠陥検査装置を用いて実施することができる。

以下、図２〜図４を用いて本発明の一実施形態の基板表面欠陥検査装置について説明する。図２は、壁１１，１３に囲まれた製造ライン内に基板表面欠陥検査装置が組み込まれている状態を示す。図３は、図２の装置の主要部分の拡大図を示す。図４は、図２の装置の主要部分の斜視図を示す。
本実施形態では、基板表面欠陥検査装置が製造ラインに組み込まれているが、基板表面欠陥検査装置は、製造ラインから分離された独立した装置であってもよい。本実施形態の場合、基板を製造ラインから取り出すことなく基板表面の欠陥検査を行うことができるという利点がある。

本実施形態の基板表面欠陥検査装置は、基板１５を載置する載置部と、基板１５の一辺を持ち上げて基板１５を湾曲させる基板昇降機構１９と、基板１５の周縁よりも外側に配置され基板１５に対して光を照射する光源２１とを備える。
以下、詳細に説明する。

１．検査の概要
本実施形態の基板表面欠陥検査装置を用いた欠陥検査は、基板１５を間に挟んで光源２１に対向する位置にオペレーター２３が立ち、オペレーター２３が基板１５の表面を目視で観察して基板１５の表面に欠陥が存在しているかどうかを判断することによって行われる。基板１５の表面に欠陥が存在している場合、その欠陥部分では光源２１からの光が正反射されないので、欠陥部分において光が歪んだり、光の強度が周囲よりも弱くなったりする。この光の歪みや強度差に基づいて欠陥を検出することができる。

基板１５は、例えば、低融点ガラスペーストからなる塗布層が形成されたガラス基板である。この場合は、検査対象は、例えば、塗布層表面のクレーターの有無である。

なお、オペレーター２３の代わりにカメラ等の検出器を用いて基板表面の観察を行ってもよい。この場合、検出器が取得した画像を目視又は画像処理することによって欠陥を検出することができる。

２．載置部
載置部は、基板１５を載置できるものであればその構成は特に限定されない。本実施形態では、載置部は、台座２５上に配置された複数の搬送コロ２７である。この場合、基板１５は、複数の搬送コロ２７上に横たわるように載置され、図４の矢印Ｘの方向に搬送される。具体的には、基板１５は、前工程で低融点ガラスペーストが塗布されて塗布層が形成された基板が図４の矢印Ｘの方向にオペレーター２３の正面の位置まで搬送され、オペレーター２３による検査後に次工程に向けて搬送される。検査時には基板１５を移動させていても停止させていてもよい。基板１５の形状及び配置は、特に限定されないが、一例では、基板１５が長方形状であり、長方形の長辺が基板搬送方向に一致するように配置される（図４を参照）。

３．基板昇降機構
基板昇降機構１９は、基板１５の一辺を上下に移動させて基板１５の湾曲度合いを調節することができるものであればその構成は特に限定されない。本実施形態では、基板昇降機構１９は、基板１５と当接する基板当接部３３と、基板当接部３３を上下移動させる駆動部３５とを備えている。基板当接部３３を上下に移動させることによって基板１５の湾曲度合いを調節することができる。基板１５の湾曲度合いは、基板１５の全体において光源２１からの光の入射角が適切な範囲になるように決定される（詳細は「５．入射角」の項を参照）。
本実施形態では、基板昇降機構１９は基板１５の一辺に設けられているが、別の実施形態では、基板昇降機構１９は、図５に示すように基板１５の対向する二辺に設けてもよい。この場合、基板１５の対向する二辺を持ち上げることによって基板を光源側に湾曲させた状態で表面欠陥の観察を行うことができ、これによって、オペレーター２３の目の位置の移動距離をさらに小さくすることができる。

４．光源
光源２１は、検査に必要な光を基板１５に照射するものであればその構成は特に限定されない。本実施形態では、光源２１は、光を放出する発光部２９と、発光部２９からの光を拡散させる反射型の拡散板３１を備える。図３及び図４に示すように発光部２９から基板１５の反対方向に向けて放出された光Ｌは、拡散板３１で拡散された後、基板１５に照射され、基板１５表面で反射する（図３及び図４において基板１５への入射光をＩＬ，基板１５からの反射光をＲＬで示す）。発光部２９は、一例では、蛍光灯である。本実施形態では拡散板３１は反射型であるが、拡散板３１は、透過型であってもよい。この場合、発光部２９から基板１５の方向に向けて放出された光が拡散板３１を透過した後、基板１５に照射される。

また、発光部２９が拡散光を放出するものである場合、拡散板３１は省略可能である。但し、発光部２９からの光のピーク強度が高すぎて欠陥の検出が困難である場合には拡散板３１によって光のピーク強度を弱めることによって欠陥の検出を容易にすることができる。また、本実施形態では、棒状の発光部２９を有する光源２１を用いているが、広い領域に渡って実質的に強度が均一な光を放出する面光源（例：液晶のバックライトと同様の構成のもの）を用いてもよい。この場合、強度が均一な光が基板１５の広い範囲に渡って照射されるので欠陥の検出が容易になる。

本実施形態の構成において、拡散板３１と基板１５の距離、拡散板３１と発光部２９の距離、発光部２９の高さ方向の位置は、それぞれ、独立して可変である。言い換えると、図２の矢印Ａ〜Ｃに示す方向に拡散板３１及び発光部２９の位置を独立して移動させることができる。このような構成によって適切な強度の光を適切な角度で基板１５に照射することができる。

光源の色は、特に限定されないが、白色光の場合に光の強弱の検出が容易であるので、白色光が好ましい。また、青色光は、暗い場所において遠くまで鮮やかに見えるので（プルキニェ現象）、青色光も好ましい。

５．入射角
表面欠陥の検出を適切に行うには、光源２１から放出された光の基板１５への入射角θ（図３を参照）を適切に設定にすることが重要である。入射角θが大きすぎても小さすぎても表面欠陥の観察が困難になるからである。

実際に表面欠陥の観察を行ったところ、表面欠陥の検出に適した入射角θは、７８〜８８度であり、８０〜８６度が好ましく、８２〜８４度がさらに好ましく、８３度程度が最も好ましいことが分かった。

基板１５の全体に渡って表面欠陥の観察を適切に行うには、光源２１からの光の基板１５への入射角θが基板１５の全体において７８〜８８度（好ましくは、８０〜８６度、８２〜８４度、又は８３度）にであることが好ましい。基板１５の湾曲度合い及び光源の位置を適宜調節することによってこのような状態を実現することができる。

以上の実施形態で示した種々の特徴は，互いに組み合わせることができる。１つの実施形態中に複数の特徴が含まれている場合，そのうちの１又は複数個の特徴を適宜抜き出して，単独で又は組み合わせて，本発明に採用することができる。

本発明の基板表面欠陥検査方法の原理を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態の基板表面欠陥検査装置の構成を示す断面図である。 図２の基板表面欠陥検査装置の主要部分の拡大図である。 図２の基板表面欠陥検査装置の主要部分の斜視図である。 本発明の別の実施形態の基板表面欠陥検査装置の主要部分の拡大図である。 従来のＰＤＰの構成を示す分解斜視図である。 図７（ａ）〜（ｃ）は、従来の基板表面欠陥検査方法の問題点を説明するための断面図である。

符号の説明

１：前面側基板構体 １ａ：前面側基板 ２：背面側基板構体 ２ａ：背面側基板 ３：表示電極 ３ａ：透明電極 ３ｂ：バス電極 ４：前面側基板構体の誘電体層 ５：保護層 ６：アドレス電極 ７：隔壁 ８：蛍光体層 ９：背面側基板構体の誘電体層 １１，１３：壁 １５：基板 １９：基板昇降機構 ２１：光源 ２３：オペレーター ２５：台座 ２７：搬送コロ ２９：発光部 ３１：拡散板 ３３：基板当接部 ３５：駆動部 Ｌ：光 ＩＬ：入射光 ＲＬ：反射光 θ：基板への入射角

Claims (4)

1. 基板の周縁よりも外側に配置された光源から前記基板に対して光を照射し、
   その状態で前記基板を間に挟んで前記光源に対向する位置から前記基板の表面を観察する工程を備え、
   前記基板は、前記光源に近い側の一辺が前記光源側に湾曲されていることを特徴とする基板表面欠陥検査方法。
2. 前記光源からの光の前記基板への入射角が前記基板の全体において７８〜８８度である状態で観察を行う請求項１に記載の基板表面欠陥検査方法。
3. 基板を載置する載置部と、前記基板の一辺を持ち上げて前記基板を湾曲させる基板昇降機構と、前記基板の周縁よりも外側に配置され前記基板に対して光を照射する光源とを備える基板表面欠陥検査装置。
4. 前記光源は、光を放出する発光部と、前記発光部からの光を拡散させる反射型又は透過型の拡散板を備える請求項３に記載の基板表面欠陥検査装置。

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