JP2013079902A - Method and device for inspecting defect of glass substrate, and defect inspection system of glass substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示用パネル等の製造に用いられるガラス基板の異物や欠陥を検出する基板検査方法及びその装置並びにガラス基板欠陥検査システムに関する。 The present invention relates to a substrate inspection method and apparatus for detecting foreign matter and defects in a glass substrate used for manufacturing display panels and the like, and a glass substrate defect inspection system.
表示用パネルとして用いられるTFT(Thin Film Transistor) 基板やカラーフィルタ基板、有機EL(Electro Luminescence)基板の製造では、フォトリソグラフィー技術により基板上にパターンを成形する工程を含む。その際、ガラス基板に異物の付着や傷等の欠陥があると、パターンが良好に形成されず、パターンの不良が生じ歩留まりが低下する原因となる。このため、従来、欠陥検査装置を用いて異物・欠陥等を検出する検査が行われている。 Manufacturing of a TFT (Thin Film Transistor) substrate, a color filter substrate, and an organic EL (Electro Luminescence) substrate used as a display panel includes a step of forming a pattern on the substrate by photolithography. At that time, if there is a defect such as adhesion of a foreign substance or a scratch on the glass substrate, the pattern is not formed satisfactorily, resulting in a defective pattern and a decrease in yield. For this reason, conventionally, an inspection for detecting a foreign object, a defect, or the like using a defect inspection apparatus has been performed.
光学的に透明な試料(基板)上の異物や欠陥を検出する方法として、特許文献1には、レーザを検査体表面に照射し表面の散乱光を検出する光学系と、検査体の裏面からレーザを照射して、検査体を透過した光による散乱光を検出する方法が開示されている。
As a method for detecting foreign matters and defects on an optically transparent sample (substrate),
また、特許文献2には、ガラス基板の裏面から間欠スリットを透過した光を照射して、ガラス基板を透過した光をCCDイメージセンサで検出して、クレータと呼ばれるガラス基板上のなだらかな円形上の突起物の有無を検査することについて記載されている。 Further, in Patent Document 2, light that has passed through an intermittent slit is irradiated from the back surface of a glass substrate, light that has passed through the glass substrate is detected by a CCD image sensor, and a gentle circular shape on a glass substrate called a crater is disclosed. It is described that the presence or absence of protrusions is inspected.
特許文献1には、基板の裏面に斜め方向から光を照射し、基板を透過した光を基板の表面に焦点位置を合わせた検出系と、基板の内部に焦点位置を合わせた検出系とでそれぞれ検出して、基板の表面の傷や異物などの欠陥と基板の内部の欠陥とを検出する欠陥検査装置の構成が記載されている。
一般に、高精細な表示を行うTFT基板やカラーフィルタ基板、有機EL基板を処理する工程においては、表示ムラの発生を防ぐためにそれぞれの基板の局所的な厚さの変化をできるだけ小さく抑えることが重要になる。そのためには、基板の表面や内部の欠陥検査のほかに、基板の厚さが局所的に変化している欠陥(局所的に薄くなっている箇所又は局所的に厚くなっている箇所。以下、これをクレータ欠陥という)を検出することが求められる。 In general, in the process of processing TFT substrates, color filter substrates, and organic EL substrates that perform high-definition display, it is important to minimize the local thickness variation of each substrate to prevent display unevenness. become. For that purpose, in addition to the inspection of the surface and the inside of the substrate, a defect in which the thickness of the substrate is locally changed (a locally thinned portion or a locally thickened portion. This is called a crater defect).
しかし、特許文献1には、このような基板の厚さが局所的に変化している欠陥(クレータ欠陥)を検出することについては、配慮されていない。
However,
一方、特許文献2には、基板の厚さが局所的に変化している欠陥(クレータ欠陥)を検出することについては記載されているが、ガラス基板表面の傷や、ガラス基板内部の泡、異物などの欠陥を検出することについては記載されていない。 On the other hand, Patent Document 2 describes that a defect (crater defect) in which the thickness of the substrate is locally changed is detected, but scratches on the surface of the glass substrate, bubbles in the glass substrate, There is no description about detecting defects such as foreign matter.
本発明は、従来の技術の課題を解決して、異物や傷等の欠陥だけでなく基板の厚さが局所的に変化している欠陥まで検出・識別することを可能にするガラスの基板欠陥検査方法及びその装置並びにガラス基板欠陥検査システムを提供するものである。 The present invention solves the problems of the prior art and enables glass substrate defects to detect and identify not only defects such as foreign matter and scratches, but also defects in which the thickness of the substrate changes locally. An inspection method and apparatus, and a glass substrate defect inspection system are provided.
上記した目的を達成するために、本発明では、レーザを斜方照明して異物や傷からの散乱光を検出する暗視野検出による検査方法だけでなく、LED照明を使用した明視野検出を採用することで、表面の異物・欠陥だけでなくクレータと呼ばれる基板の局所的な厚さの変化による欠陥まで検出することを可能にした。 In order to achieve the above-described object, the present invention adopts not only an inspection method based on dark field detection in which a laser is obliquely illuminated to detect scattered light from a foreign object or scratch, but also bright field detection using LED illumination. By doing so, it became possible to detect not only the surface foreign matter / defects but also defects caused by local changes in the thickness of the substrate called craters.
すなわち、上記した目的を達成するために、本発明では、ガラス基板検査装置を、ガラス基板を透過した光を検出する第1の欠陥検出光学系と、ガラス基板を透過した光によりガラス基板の表面又は内部で発生した散乱光を検出する第2の欠陥検出光学系と、第1の検出光学系で検出した信号と第2の検出光学系で検出した信号とを処理する信号処理手段とを備えて構成し、第1の欠陥検出光学系は、ガラス基板の裏面に照明光を照射する第1の照明光照射手段と、この第1の照明光照射手段により照明光が照射されたガラス基板を透過した光を集光し結像させてガラス基板の表面の像を検出する第1の検出光学系手段とを有し、第2の欠陥検出光学系は、ガラス基板の裏面に照明光を斜め方向から照射する第2の照明光照射手段と、この第2の照明光照射手段により照明光が照射されたガラス基板から発生した散乱光を集光し結像させてガラス基板の表面の像を検出する第2の検出光学系手段とを有し、信号処理手段は、第1の検出光学系手段からの検出信号を入力して処理することによりガラス基板の局所的な厚さの変化に起因する欠陥を検出し、第2の検出光学系手段からの検出信号を入力して処理することによりガラス基板の欠陥を検出するように構成した。 That is, in order to achieve the above-described object, in the present invention, the glass substrate inspection apparatus includes a first defect detection optical system that detects light transmitted through the glass substrate, and the surface of the glass substrate by light transmitted through the glass substrate. Or a second defect detection optical system for detecting scattered light generated inside, and a signal processing means for processing a signal detected by the first detection optical system and a signal detected by the second detection optical system. The first defect detection optical system includes a first illumination light irradiating unit that irradiates illumination light on the back surface of the glass substrate, and a glass substrate irradiated with the illumination light by the first illumination light irradiating unit. And a first detection optical system that detects the image of the surface of the glass substrate by condensing and forming the transmitted light, and the second defect detection optical system obliquely illuminates the illumination light on the back surface of the glass substrate. Second illumination light irradiating means for irradiating from the direction, and this first And second detection optical system means for collecting and forming an image of the scattered light generated from the glass substrate irradiated with the illumination light by the illumination light irradiating means, and detecting an image of the surface of the glass substrate. The means detects a defect caused by a change in the local thickness of the glass substrate by inputting a detection signal from the first detection optical system means and processes it, and detects from the second detection optical system means. A defect of the glass substrate was detected by inputting and processing the signal.
また、上記した目的を達成するために、本発明では、ガラス基板の検査方法を、第1の欠陥検出光学系でガラス基板を透過した第1の光を検出し、第2の欠陥検出光学系でガラス基板を透過した第2の光によりガラス基板の表面又は内部で発生した散乱光を検出し、第1の検出光学系で検出した信号と前記第2の検出光学系で検出した信号とを処理して前記ガラス基板を検査することにより行い、第1の欠陥検出光学系でガラス基板を透過した第1の光を検出することを、ガラス基板の裏面に第1の照明光を照射し、この第1の照明光が照射されたガラス基板を透過した光を集光し結像させてガラス基板の表面の像を検出することにより行い、第2の欠陥検出光学系でガラス基板を透過した第2の光によりガラス基板の表面又は内部で発生した散乱光を検出することを、ガラス基板の裏面に第2の照明光を斜め方向から照射し、この第2の照明光が照射されたガラス基板から発生した散乱光を集光し結像させてガラス基板の表面の像を検出することにより行い、第1の検出光学系で検出した信号と第2の検出光学系で検出した信号とを処理してガラス基板を検査することを、第1の検出光学系手段からの検出信号を入力して処理することによりガラス基板の局所的な厚さの変化に起因する欠陥を検出し、第2の検出光学系手段からの検出信号を入力して処理することによりガラス基板の欠陥を検出することにより行うようにした。 In order to achieve the above-described object, in the present invention, the glass substrate inspection method detects the first light transmitted through the glass substrate by the first defect detection optical system, and the second defect detection optical system. The scattered light generated on the surface or inside of the glass substrate is detected by the second light transmitted through the glass substrate, and the signal detected by the first detection optical system and the signal detected by the second detection optical system are Inspecting the glass substrate by processing, detecting the first light transmitted through the glass substrate with the first defect detection optical system, irradiating the back surface of the glass substrate with the first illumination light, The light transmitted through the glass substrate irradiated with the first illumination light is collected and imaged to detect an image on the surface of the glass substrate, and transmitted through the glass substrate with the second defect detection optical system. Generated on the surface or inside of the glass substrate by the second light To detect the scattered light, the second illumination light is irradiated on the back surface of the glass substrate from an oblique direction, and the scattered light generated from the glass substrate irradiated with the second illumination light is condensed and imaged. Detecting the image of the surface of the glass substrate, inspecting the glass substrate by processing the signal detected by the first detection optical system and the signal detected by the second detection optical system; A defect caused by a local thickness change of the glass substrate is detected by inputting a detection signal from the detection optical system means and processed, and a detection signal from the second detection optical system means is input and processed. This is done by detecting defects in the glass substrate.
更に、上記した目的を達成するために、本発明では、ガラス基板欠陥検査システムを、搬送ラインと、ガラス基板を搭載するガラス基板搭載手段と、該ガラス基板搭載手段を前記搬送ラインに沿って搬送する搬送手段と、該搬送ラインの複数の箇所に設置したガラス基板欠陥検査手段とを備えて構成し、搬送ラインの複数の箇所に設置したガラス基板欠陥検査手段はそれぞれガラス基板の異なる領域を検査するように設置され、ガラス基板欠陥検査手段はそれぞれ、ガラス基板に第1の照明光を照射する第1の照明部と、この第1の照明部により照明されたガラス基板を透過した光を検出する第1の検出光学系部とを有する第1の欠陥検出光学ユニットと、ガラス基板に第2の照明光を照射する第2の照明部と、この第2の照明部により照明されたガラス基板を透過した光を検出する第2の検出光学系部とを有する第2の欠陥検出光学ユニットと、第1の検出光学系で検出した信号を処理してガラス基板の局所的な厚さの変化に起因する欠陥を検出し、第2の検出光学系部で検出した信号を処理して前記ガラス基板の表面及び内部の欠陥を検出する信号処理ユニットとを備えて構成した。 Furthermore, in order to achieve the above-described object, in the present invention, a glass substrate defect inspection system includes a transfer line, a glass substrate mounting means for mounting a glass substrate, and the glass substrate mounting means being transferred along the transfer line. And a glass substrate defect inspection means installed at a plurality of locations on the transfer line, and the glass substrate defect inspection means installed at a plurality of locations on the transfer line respectively inspect different areas of the glass substrate. Each of the glass substrate defect inspection means detects the light transmitted through the glass substrate illuminated by the first illumination unit and the first illumination unit that irradiates the glass substrate with the first illumination light. A first defect detection optical unit having a first detection optical system unit, a second illumination unit for irradiating the glass substrate with the second illumination light, and illumination by the second illumination unit A second defect detection optical unit having a second detection optical system unit for detecting light transmitted through the glass substrate, and a signal detected by the first detection optical system to process a local of the glass substrate A signal processing unit that detects a defect due to a change in thickness and processes a signal detected by the second detection optical system unit to detect a surface and an internal defect of the glass substrate is provided.
本発明によれば、検査体の表面の異物・欠陥だけでなく基板の厚さが局所的に変化している欠陥(クレータ欠陥)まで検出することが可能になった。 According to the present invention, it is possible to detect not only foreign matter / defects on the surface of the inspection object but also defects (crater defects) in which the thickness of the substrate is locally changed.
以下に、本発明の一実施例を、図を用いて説明する。
図1A及び図1Bに、本発明の一実施例に係るガラス基板欠陥検査システムの構成を示す。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1A and 1B show a configuration of a glass substrate defect inspection system according to an embodiment of the present invention.
図1Aは、本発明の一実施例によるガラス基板欠陥検査システム100の全体構成を示す平面図である。図1Bは、ガラス基板欠陥検査システム100の正面図である。
FIG. 1A is a plan view showing an overall configuration of a glass substrate
図1Aで、110は搬送ライン、112はガイドレール、120は第1の搬送ステージ、130は第2の搬送ステージ、140〜143は光学式検査装置、180は全体制御部、190はエア供給源である。10は検査対象のガラス基板である。
In FIG. 1A, 110 is a transfer line, 112 is a guide rail, 120 is a first transfer stage, 130 is a second transfer stage, 140 to 143 are optical inspection apparatuses, 180 is an overall control unit, and 190 is an air supply source. It is.
図1Bに示したガラス基板欠陥検査システム100の正面図において、第1の搬送ステージ120はリニアモータ121で駆動され、ガイドレール112に沿って移動する。これにより、第1の搬送ステージ120に搭載されたガラス基板10は、搬送ライン110のエア浮上面111に沿って搬送される。131(151)は第2(3)の搬送ステージ130(150)を駆動するリニアモータ、161は第4の搬送ステージ160を駆動するリニアモータ、171は第5の搬送ステージ170を駆動するリニアモータである。
In the front view of the glass substrate
検査対象のガラス基板10は、大型化していると共に種類によってサイズが異なり、この多様なサイズのガラス基板を1つのガラス基板欠陥検査システム100で検査することになる。このようなサイズが異なる大形のガラス基板10の全面を1台の光学式検査装置で検査するには光学式検査装置を一番大きなサイズのガラス基板に合わせなければならず、大型化すると共にスループットが低下してしまう。
The
そこで、本発明に係る図1A及び図1Bに示したインライン形のガラス基板欠陥検査システム100においては、ガラス基板10の検査領域を複数に分割して、多用なガラス基板のサイズに対応できるようにし、分割したそれぞれの領域を搬送ラインに沿って設置した複数の光学式検査装置140〜143で順次検査するように構成されている。
Therefore, in the inline-type glass substrate
このように、複数の光学式検査装置140〜143を搬送ライン110に沿って配置した構成において、ラインのスループットを上げるには、各検査装置140〜143の待ち時間をできるだけ少なくすることが重要になる。本実施例においては、各検査装置140〜143間に複数の基板搬送ステージ120,130,150,160,170…を配置して、それぞれの搬送ステージで搬送する基板を交互に検査するようにして、各検査装置140〜143の待ち時間をできるだけ少なくするようにした。
As described above, in the configuration in which the plurality of
即ち、本実施例においては、図1A及び図1Bに示した構成において、検査対象のガラス基板10を第1の搬送ステージ120又は第2の搬送ステージ130でインライン搬送部110のエア浮上面111に沿って搬送し、光学式検査部140において表面の傷や欠陥を検出する。光学式検査部140で所定の領域の検査を終えたガラス基板10は、隣接する光学式検査部141との間の第1の基板受渡部211で、第1の搬送ステージ120又は第2の搬送ステージ130から第3の搬送ステージ150又は160に図示していない基板受渡手段を用いて受け渡すように構成した。210及び212も基板受渡部を示す。
That is, in the present embodiment, in the configuration shown in FIGS. 1A and 1B, the
図2に本実施例による光学式検査装置140の構成を示す。光学式検査装置140は、欠陥検出部200と光源制御部210、信号処理部220、ステージ制御部230、及び欠陥検出部200と光源制御部210、信号処理部220、ステージ制御部230とを制御するCPU240を備えて構成される。欠陥検出部200は、クレータ検出光学ユニット300と傷欠陥検出光学ユニット320の2つの光学ユニットを備えている。
FIG. 2 shows the configuration of the
クレータ検出光学ユニット300は、明視野検出光学系を採用し、検査対象のガラス基板10の裏面側から照明光を照射するLED光源301と、ガラス基板10を透過した照明光を集光する集光レンス”311、集光レンス”311で集光されたガラス基板10の透過光を結像させる結像レンズ312、および結像レンズ312で形成されたガラス基板10を透過した光によるガラス基板10の表面の像のうち照明領域の中央部分の線状の領域の像を検出するCCDなどの1次元のイメージセンサ(ラインセンサ)313を備えて構成されている。このような構成で、LED光源301から発光された光を下方からガラス基板10に照射し、レンス”311により散乱光を集光し1次元のCCDイメージセンサ313(図2の構成では、紙面に垂直な方向:Y方向に1次元の検出画素が配列されている)でクレータ欠陥を検出する。
The crater detection
傷欠陥検出光学ユニット320は、暗視野検出光学系を採用し、投光部3210と第1の受光系3220、第2の受光系3230を備えている。傷欠陥検出光学ユニット320は、実際には図2に対して検出系の光軸を中心として90°回転させた向きに設置されているが、説明を簡略にするために、図2のように表示した。
The flaw defect detection
投光部3210はガラス基板10の裏面側に配置され、レーザ光源3211 、及び集光レンズ3212、収束レンズ3213、ミラー3214を含んで構成されている。レーザ光源3211は、検査光となるレーザを発生する。集光レンズ3212は、レーザ光源3211から発生された検査光を集光する。収束レンズ3213は、集光レンズ3212で集光された検査光を集束させる。ミラー3214は、集光レンズ3212を透過した検査光を反射することにより検査光の光路を折り曲げて基板10の裏面に斜めに照射する。このとき、ガラス基板10の照明光の照射領域は、照明光の入射方向(Y方向)に沿って長い領域になる。
The
尚、図2に示した投光部3210の構成では、ミラー3214でレーザ光源3211から発射された検査光の光路を折り曲げてガラス基板10の裏面に斜め方向から照射する構成を説明したが、ミラー3214を廃止し、レーザ光源3211と集光レンズ3212、集束レンズ3213を斜めに配置して、レーザ光源3211から斜め方向に発射された検査光をガラス基板10の裏面に斜め方向から照射する構成にしても良い。
In the configuration of the
第1の受光系3220は、集光レンズ3221、結像レンズ3222、遮光板3223 、ビームスプリッタ3224、及びCCDラインセンサ3225を含んで構成されている。一方、第2の受光系3230は、集光レンズ3221、結像レンズ3222、遮光板3223、ビームスプリッタ3224、及びCCDラインセンサ3232を含んで構成されている。即ち、本実施の形態では、集光レンズ3221、結像レンズ3222、遮光板3223及びビームスプリッタ3224を、第1の受光系3220と第2の受光系3230とで共用している。上記した構成において、第1の受光系3220は基板10の表面の欠陥を検出し、第2の受光系3230は基板10の内部の欠陥を検出する。
The first
集光レンズ3221は、基板10の表面及び内部で発生した散乱光を集光する。このとき、遮光板3223は、基板10を透過した検査光(直接光)が集光レンズ3221へ入射しない様に集光レンズ3221の手前で遮断する。結像レンズ3222は、集光レンズ3221で集光された基板10の表面及び内部からの散乱光を1次元のCCDイメージセンサ3225又は3232の受光面の位置に結像させる。ビームスプリッタ3224は、結像レンズ3222を通過して入射した光を2つに分割し、この分割した光をそれぞれ異なる方向に出射する。即ち、分割した光の一方を1次元のCCDイメージセンサ3225の側に出射し、他方を1次元のCCDイメージセンサ3232の側へ出射する。
The condensing
第1の受光系3220のCCDイメージセンサ3225は、ビームスプリッタ3224で分割された光のうちの一方の光を受光し、受光した散乱光の強度に応じた検出信号を信号処理部220へ出力する。ここで、CCDイメージセンサ3225は、その受光面が基板10の表面に対して集光レンズ3221と結像レンズ3222とで構成される光学系の像面となる位置に配置されている。即ち、第1の受光系は、基板1の表面に焦点が合っている。
The
一方、第2の受光系3230の1次元のCCDイメージセンサ3232は、ビームスプリッタ3224で分割された光のうち他方の光を受光し、受光した散乱光の強度に応じた検出信号を信号変換回路50へ出力する。ここで、CCDイメージセンサ3232は、ビームスプリッタ3224からの距離がCCDイメージセンサ3225とは異なる様に構成されている。すなわち、CCDイメージセンサ3232の受光面は、基板10の表面ではなく、基板10の内部の所定の深さの面に対して像面となるように配置されている。即ち、第2の受光系は、基板1の内部に焦点が合っている。これにより、表面の欠陥だけでなく内部の欠陥も検査可能となる。
On the other hand, the one-dimensional
次に、上記した構成の光学式検査装置140で基板10を検査する手順を図3を用いて説明する。
先ず、基板10をエア浮上させた状態でチャック251と252とで保持しているステージ250(図1の第1の搬送ステージ120に相当)は、図示していないテーブル駆動手段により駆動されて光学式検査装置140の位置まで移動する(S301)。次に、欠陥検出系140の位置で、ステージ制御部230で制御されたモータ253で回転駆動されるボールネジ254によりステージ250はリニアガイド255に沿ってX方向に一定の速度で移動する(S302)。
Next, a procedure for inspecting the
First, the stage 250 (corresponding to the
ステージ250をX方向に一定の速度で移動させながら、クレータ検出光学ユニット300のLED光源301から基板10の裏面に光を照射し、基板10を透過した光のうち集光レンズ311で集光され集束レンズ312を透過して収束された光を検出器313で検出する(S303)。検出器313で検出した信号は、信号処理部220へ送られて処理され、基板10の厚みの変化による基板10の表面の凹面形状又は凸面形状に伴う検出器304の受光量の変化から基板10のクレータ欠陥が検出される(S304)。
While moving the stage 250 at a constant speed in the X direction, light is emitted from the LED
ステージ250を更にX方向に一定の速度で移動させると、ガラス基板10は傷欠陥検出光学ユニット320の位置に到達し、ガラス基板10の裏面が投光部3210により光が照射される。投光部3210により照射されてガラス基板10を透過した光のうち直接光は遮光板3223で遮光される。ガラス基板10の表面に傷やごみ又は基板中に気泡や異物などの欠陥が有る場合には、投光部3210により照射された光により散乱光が発生する。この散乱光は、遮光板3223で遮光される投光部3210からの直接光とは異なる方向にも発生し、その一部が集光レンズ3221により集光される。
When the stage 250 is further moved in the X direction at a constant speed, the
集光レンズ3221で集光されたガラス基板10からの散乱光の一部は、結像レンズ3222を透過してビームスプリッタ3224に入射し第1の受光系を形成するCCDイメージセンサ3225に到達する(S305)。ガラス基板10からの散乱光のうち残りの部分は、結像レンズ3222を透過してビームスプリッタ3224に入射して第2の受光系を形成するCCDイメージセンサ3232に到達する(S305)。ここで、前記したように、CCDイメージセンサ3225は、結像レンズ3222によりガラス基板10の表面の像が形成される結像面にCCDイメージセンサ3225の受光面が一致するように位置が調整されている。一方、CCDイメージセンサ3232は、結像レンズ3222によりガラス基板10の内部の像が形成される結像面にCCDイメージセンサ3225の受光面が一致するように位置が調整されている。
A part of the scattered light from the
CCDイメージセンサ3225によりガラス基板10の表面からの散乱光による像を検出した信号と、CCDイメージセンサ3232によりガラス基板10の内部からの散乱光による像を検出した信号とは信号処理部220に送られて処理され(S306)、CCDイメージセンサ3225からの信号により、基板表面の傷欠陥や異物欠陥が検出される。一方、CCDイメージセンサ3232からの信号により、基板内部の気泡や異物欠陥が検出される。
A signal in which an image of scattered light from the surface of the
クレータ検出光学ユニット300と傷欠陥検出光学ユニット320とは位置が固定されており、互いの間隔が一定であるので、ステージ制御部230から得られるステージ250の位置情報を用いて、クレータ検出光学ユニット300で検出された基板10のクレータ欠陥の情報と傷欠陥検出光学ユニット320で検出された基板表面の傷欠陥や異物欠陥および基板内部の気泡や異物欠陥の情報とをマージすることにより、ガラス基板10の欠陥が検出される(S307)。
Since the positions of the crater detection
ガラス基板10をX方向に移動させてガラス基板10上の検査領域が傷欠陥検出光学ユニット320の検出視野から外れた位置でステージ制御部230はX方向駆動モータ253の駆動を停止し、ガラス基板10の分割された所定の領域を全面検査したかをチェックする(S308)。所定領域の全面の検査が終了していないときには、図示していないY方向駆動モータを駆動してガラス基板10のY方向の位置を傷欠陥検出光学ユニット320の検出の1視野分ずらす(S309)。
When the
この状態でステージ制御部230はX方向駆動モータ253を逆方向に駆動して、ガラス基板10を−X方向に一定の速度で駆動し、傷欠陥検出光学ユニット320とクレータ検出光学ユニット300とでガラス基板10の1視野分ずれた領域の検査を行う(S302〜S307:但し、ガラス基板10を−X方向に移動させながら検査を行う場合には、S305〜S307をS303〜S304よりも先に実行する)。この走査を繰返すことにより、クレータ検出光学ユニット300と傷欠陥検出光学ユニット320とでガラス基板10の所定の領域の検査を行う。所定の領域全面の検査が完了すると、ガラス基板10は、次の光学式検査装置141の位置に搬送される(S310)。
In this state, the
ここで、信号処理部220で検出する各種欠陥の例を図4A〜図4Dに示す。
図4Aは傷欠陥401の例を示している。傷欠陥401の像は、傷欠陥検出光学ユニット320の第1の受光系3220のCCDイメージセンサ3225の画素400上に投影され、402のような検出信号波形が得られる。信号処理部220では、この検出信号波形402を処理して、ガラス基板10をX方向に走査したときのCCD画素の連続性(図4AのLの長さ)と長さ扁平率(L/W)により傷欠陥を判定する。太線で示した信号レベル403は、CCDイメージセンサの各画素の出力のゼロレベルを示している。
Here, examples of various defects detected by the
FIG. 4A shows an example of a
図4Bは、異物欠陥410の例を示す。異物欠陥410は、傷欠陥検出光学ユニット320の第1の受光系3220のCCDイメージセンサ3225の画素400上に投影され、411のような検出信号波形が得られる。信号処理部220では、この検出信号波形411を処理して、信号のボトムピークレベルS(図4Bでは極小値レベル)が欠陥検出の最低レベル(欠陥検出しきい値レベル)の信号SLより大きく傷欠陥401を判定する信号レベルSHより値の小さいものを異物欠陥として判定する。
FIG. 4B shows an example of the
図4Cに汚れ欠陥420の例を示す。汚れ欠陥420は傷欠陥検出光学ユニット320の第1の受光系3220のCCDイメージセンサ3225の画素400上に投影され、421のような検出信号波形が得られる。信号処理部220では、この検出信号波形421を処理して、CCDイメージセンサ3225でガラス基板10を走査して得られたガラス基板10の画像上でL×Wに相当する領域が一定面積以上を占めたものを汚れ欠陥とする。
FIG. 4C shows an example of the
図4Dにクレータ欠陥430の例を示す。クレータ欠陥430はクレータ検出光学ユニット300で検出する欠陥である。クレータ欠陥430は他の部分と比べて膜厚が薄く(厚く)変化している部分であり、クレータ欠陥430の周縁部でガラス基板10の厚さが変化する傾斜面を透過した光の光路が、厚さの変化が無いガラス基板を透過した光の光路に対して変化するために、欠陥を通過した光は減光し、例えば波形431のような、CCDイメージセンサ3225の画素400の長い領域L2に亘る信号が検出される。また、一般に、傷欠陥401、異物欠陥410、汚れ欠陥420等と比べると、面積が大きいという特徴があり、長い間信号を出力する。
An example of a
図5に、本実施例による傷欠陥検出光学ユニットで検出した信号を受けて信号処理部220で処理する欠陥分類のフロー図を示す。
FIG. 5 shows a flowchart of defect classification in which a signal detected by the flaw defect detection optical unit according to this embodiment is received and processed by the
先ず、第1の受光系3220のCCDイメージセンサ3225と、第2の受光系3230のCCDイメージセンサ3232からの検出信号を入力し(S501)、ガラス基板10をX方向に連続的に移動させながらCCDイメージセンサ3225又は3232で撮像して得た画像上で、基準信号レベルLHよりも高い信号レベルの部分のX方向の長さに対応する寸法Lを抽出し、この抽出した寸法Lが予め設定しておいたLの基準寸法に対する大小を判定する(S502)。その結果、寸法Lが基準寸法よりも大きいときには次のステップに進む。
First, detection signals from the
次のステップにおいては、CCDイメージセンサ3225又は3232の出力信号波形から、欠陥の幅に相当する寸法Wを抽出し、先に求めた寸法Lと比較してL/Wの値が予め設定しておいた基準値との大小を比較する(S503)。その結果、L/Wの値が予め設定しておいたL/Wの基準値よりも大きいときには傷欠陥と判定する(S504)。
In the next step, the dimension W corresponding to the width of the defect is extracted from the output signal waveform of the
一方、L/Wの値が予め設定しておいた基準値よりも小さいときには、次のステップに進み、LとWとを掛け合わせて欠陥を含む領域の面積を求め、それを予め設定しておいた面積の基準値と比較する(S505)。その結果、LとWとを掛け合わせた値が予め設定しておいた面積の基準値よりも大きい場合には汚れ欠陥と判定する(S506)。 On the other hand, when the value of L / W is smaller than a preset reference value, the process proceeds to the next step, where L and W are multiplied to determine the area of the region including the defect, and this is set in advance. A comparison is made with the reference value of the area that has been placed (S505). As a result, if the value obtained by multiplying L and W is larger than the preset reference value of the area, it is determined as a stain defect (S506).
LとWとを掛け合わせた値が予め設定しておいた面積の基準値よりも小さい場合、およびS502のステップでLが基準値よりも大きくないと判定された場合には、次のステップに進んで、検出信号のボトムピークレベルSを欠陥検出の最低レベル(欠陥検出しきい値レベル)の信号SL、傷欠陥401を判定する信号レベルSHと比較する(S507)。 If the value obtained by multiplying L and W is smaller than a preset area reference value, or if it is determined in step S502 that L is not greater than the reference value, the next step is executed. willing, signal S L of the bottom peak levels lowest level of S the defect detection of the detection signal (defect detection threshold level), compared with the signal level S H determines flaw defect 401 (S507).
その結果、検出信号のボトムピークレベルSが欠陥検出の最低レベルの信号SLよりも大きく、傷欠陥401を判定する信号レベルSHよりも小さい場合には、異物欠陥として判定する(S508)。
As a result, if the bottom peak level S of the detection signal is greater than the minimum level of the signal S L defect detection, smaller than the signal level S H determines
S507における比較の結果、検出信号のボトムピークレベルSが欠陥検出の最低レベルの信号SLよりも小さい、又は傷欠陥401を判定する信号レベルSHよりも大きいと判定されたときには、次に、検出信号のボトムピークレベルSが欠陥検出の最低レベルの信号SLよりも小さいか否かを判定し(S509)、検出信号のボトムピークレベルSが欠陥検出の最低レベルの信号SLよりも小さいと判定された場合には、正常と判定する(S510)。一方、検出信号のボトムピークレベルSが欠陥検出の最低レベルの信号SLよりも大きいと判定された場合には、検出信号のボトムピークレベルSが傷欠陥401を判定する信号レベルSHよりも大きいことになり、上記に分類した傷欠陥、汚れ欠陥、異物欠陥の何れにも該当せず、その他の欠陥として判定する(S511)。
Results of the comparison in S507, when the bottom peak level S of the detection signal is less than the minimum level of the signal S L of the defect detection, or it is determined to be greater than the signal level S H determines
上記した欠陥分類のステップでは、第1の受光系3220のCCDイメージセンサ3225からの検出信号と、第2の受光系3230のCCDイメージセンサ3232からの検出信号とを分離せずに説明したが、何れのセンサからの出力信号を処理して得られた結果であるかを判別することにより、分類した欠陥がガラス基板の表面の欠陥であるのか、又はガラス基板中の欠陥であるのかを判別することができる。
In the defect classification step described above, the detection signal from the
本装置では、上記2つの光学系ユニット、即ちクレータ検出光学ユニット300と傷欠陥検出光学ユニット320とで検出したデータを統合し処理することで、ガラス基板10を欠陥に応じたグレードに分類することを可能とする。
In this apparatus, the
図6にガラス基板を検出した欠陥に応じたグレードに分類する処理フローの一例を示す。
まず、クレータ検出光学ユニット300で得られる情報に基づきクレータ欠陥の有無を判定する(S601)。クレータ欠陥が有ると判定された場合は、検査対象の基板をNG品として製造ラインから取り除く。次に、クレータ欠陥が有ると判定されなかったものは異物などの点欠陥の有無を判定する(S602)。
FIG. 6 shows an example of a processing flow for classifying glass substrates into grades corresponding to detected defects.
First, the presence / absence of a crater defect is determined based on information obtained by the crater detection optical unit 300 (S601). If it is determined that there is a crater defect, the substrate to be inspected is removed from the production line as an NG product. Next, in the case where it is not determined that there is a crater defect, the presence or absence of a point defect such as a foreign object is determined (S602).
異物などの点欠陥が基準以上存在すると判定された場合には、検査対象基板をNG品として製造ラインから取り除く。異物などの点欠陥の判定で合格となったものは、次に汚れ欠陥の判定に回る(S603)。基準異常の大きさの汚れ欠陥があると判定された基板は、NG品として製造ラインから取り除く。 If it is determined that a point defect such as a foreign substance exists above the reference, the inspection target substrate is removed from the production line as an NG product. Those that pass the determination of a point defect such as a foreign object are then transferred to a determination of a contamination defect (S603). A substrate that is determined to have a contamination defect having a size of a reference abnormality is removed from the production line as an NG product.
最後に傷欠陥の判定を行い(S604)、基準を超える傷欠陥がないと判定されて全ての欠陥判定をクリアしたものはA−OKとする。また、基準を超える傷欠陥が存在すると判定されたものはB−OKとする。 Finally, determination of a flaw defect is performed (S604), and it is determined that there is no flaw defect exceeding the standard and all defect determinations are cleared, and the result is A-OK. Also, B-OK is determined if there is a scratch defect exceeding the standard.
ガラス基板10を−X方向に移動させながらクレータ検出光学ユニット300と傷欠陥検出光学ユニット320とで検出を行うときには、S601の検出信号がS602乃至S604の検出信号よりも遅れて信号処理部220に入力される。この場合は、信号処理部220の内部のメモリに傷欠陥検出光学ユニット320からの検出信号を記憶させておき、ガラス基板上の対応する箇所のクレータ検出光学ユニット300による検出信号が入力された時点でS602乃至S604の判定処理を行うようにする。
When the crater detection
ここで、異物欠陥や傷欠陥を判定してOK or NGとする基準(大きさ、強度、表裏等)は設定変更可能とし、グレード分け(優、良、可等)も可能とする。 Here, the criteria (size, strength, front and back, etc.) for determining foreign matter defects and scratch defects and making OK or NG can be changed, and grade classification (excellent, good, acceptable, etc.) is also possible.
また、基板の用途や基板生産方法によって、避けたい欠陥を識別の上位に持ってくることもある。 In addition, depending on the use of the substrate and the substrate production method, the defect to be avoided may be brought to the top of the identification.
本実施例によれば、クレータ検出光学ユニット300で検出したクレータ欠陥と傷欠陥検出光学ユニット320で検出した傷や異物などの欠陥の位置座標をつき合わせて、
According to the present embodiment, the crater defects detected by the crater detection
10…ガラス基板 100…ガラス基板欠陥検査システム 120,130,150,160,250…搬送ステージ 140〜143…光学式検査装置 200…欠陥検出部 210…光源制御ユニット 220…信号処理部 230…ステージ制御部 240…CPU 300…クレータ検出光学ユニット 301…LED光源 320…傷欠陥検出光学ユニット 3210…投光部 3220…第1の受光系 3230…第2の受光系
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記第1の欠陥検出光学系は、前記ガラス基板の裏面に照明光を照射する第1の照明光照射手段と、該第1の照明光照射手段により照明光が照射された前記ガラス基板を透過した光を集光し結像させて前記ガラス基板の表面の像を検出する第1の検出光学系手段とを有し、
前記第2の欠陥検出光学系は、前記ガラス基板の裏面に照明光を斜め方向から照射する第2の照明光照射手段と、該第2の照明光照射手段により照明光が照射された前記ガラス基板から発生した散乱光を集光し結像させて前記ガラス基板の表面の像を検出する第2の検出光学系手段とを有し、
前記信号処理手段は、前記第1の検出光学系手段からの検出信号を入力して処理することにより前記ガラス基板の局所的な厚さの変化に起因する欠陥を検出し、前記第2の検出光学系手段からの検出信号を入力して処理することにより前記ガラス基板の欠陥を検出することを特徴とするガラス基板欠陥検査装置。 A first defect detection optical system for detecting light transmitted through the glass substrate; a second defect detection optical system for detecting scattered light generated on the surface or inside of the glass substrate by the light transmitted through the glass substrate; A glass substrate inspection apparatus comprising signal processing means for processing a signal detected by the first detection optical system and a signal detected by the second detection optical system,
The first defect detection optical system transmits first illumination light irradiation means for irradiating illumination light to the back surface of the glass substrate, and the glass substrate irradiated with illumination light by the first illumination light irradiation means. And first detecting optical system means for detecting the image of the surface of the glass substrate by condensing the focused light to form an image,
The second defect detection optical system includes a second illuminating light irradiating unit that irradiates the back surface of the glass substrate with an illuminating light from an oblique direction, and the glass irradiated with the illuminating light by the second illuminating light irradiating unit. A second detection optical system means for collecting and imaging the scattered light generated from the substrate to detect an image of the surface of the glass substrate;
The signal processing means detects a defect caused by a local thickness change of the glass substrate by inputting and processing a detection signal from the first detection optical system means, and the second detection A glass substrate defect inspection apparatus for detecting defects in the glass substrate by inputting and processing a detection signal from an optical system means.
前記第1の欠陥検出光学系でガラス基板を透過した第1の光を検出することを、前記ガラス基板の裏面に第1の照明光を照射し、該第1の照明光が照射された前記ガラス基板を透過した光を集光し結像させて前記ガラス基板の表面の像を検出することにより行い、
前記第2の欠陥検出光学系で前記ガラス基板を透過した第2の光により前記ガラス基板の表面又は内部で発生した散乱光を検出することを、前記ガラス基板の裏面に第2の照明光を斜め方向から照射し、該第2の照明光が照射された前記ガラス基板から発生した散乱光を集光し結像させて前記ガラス基板の表面の像を検出することにより行い、
前記第1の検出光学系で検出した信号と前記第2の検出光学系で検出した信号とを処理して前記ガラス基板を検査することを、前記第1の検出光学系手段からの検出信号を入力して処理することにより前記ガラス基板の局所的な厚さの変化に起因する欠陥を検出し、前記第2の検出光学系手段からの検出信号を入力して処理することにより前記ガラス基板の欠陥を検出することにより行うことを特徴とするガラス基板欠陥検査方法。 1st light which permeate | transmitted the glass substrate with the 1st defect detection optical system was detected, and it generate | occur | produced on the surface or inside of the said glass substrate with the 2nd light which permeate | transmitted the said glass substrate with the 2nd defect detection optical system A glass substrate inspection method for detecting scattered light and processing the signal detected by the first detection optical system and the signal detected by the second detection optical system to inspect the glass substrate,
Detecting the first light transmitted through the glass substrate with the first defect detection optical system, irradiating the back surface of the glass substrate with the first illumination light, and irradiating the first illumination light Performing by detecting the image of the surface of the glass substrate by collecting and imaging the light transmitted through the glass substrate,
The second illumination light is detected on the back surface of the glass substrate by detecting scattered light generated on the surface or inside of the glass substrate by the second light transmitted through the glass substrate by the second defect detection optical system. Irradiated from an oblique direction, and the scattered light generated from the glass substrate irradiated with the second illumination light is condensed and imaged to detect an image of the surface of the glass substrate,
Processing the signal detected by the first detection optical system and the signal detected by the second detection optical system to inspect the glass substrate, and detecting the detection signal from the first detection optical system means Defects due to local thickness changes of the glass substrate are detected by inputting and processing, and detection signals from the second detection optical system means are input and processed to detect defects of the glass substrate. A glass substrate defect inspection method, which is performed by detecting a defect.
前記搬送ラインの複数の箇所に設置したガラス基板欠陥検査手段はそれぞれ前記ガラス基板の異なる領域を検査するように設置され、
前記ガラス基板欠陥検査手段はそれぞれ、
ガラス基板に第1の照明光を照射する第1の照明部と、該第1の照明部により照明された前記ガラス基板を透過した光を検出する第1の検出光学系部とを有する第1の欠陥検出光学ユニットと、
前記ガラス基板に第2の照明光を照射する第2の照明部と、該第2の照明部により照明された前記ガラス基板を透過した光を検出する第2の検出光学系部とを有する第2の欠陥検出光学ユニットと、
前記第1の検出光学系で検出した信号を処理して前記ガラス基板の局所的な厚さの変化に起因する欠陥を検出し、前記第2の検出光学系部で検出した信号を処理して前記ガラス基板の表面及び内部の欠陥を検出する信号処理ユニットと
を備えたことを特徴とするガラス基板欠陥検査システム。 A transport line; glass substrate mounting means for mounting a glass substrate; transport means for transporting the glass substrate mounting means along the transport line; and glass substrate defect inspection means installed at a plurality of locations on the transport line. A glass substrate defect inspection system provided,
Glass substrate defect inspection means installed at a plurality of locations on the transfer line are installed to inspect different areas of the glass substrate,
Each of the glass substrate defect inspection means,
A first illumination unit that irradiates a glass substrate with first illumination light, and a first detection optical system unit that detects light transmitted through the glass substrate illuminated by the first illumination unit. A defect detection optical unit of
A second illumination unit that irradiates the glass substrate with second illumination light; and a second detection optical system unit that detects light transmitted through the glass substrate illuminated by the second illumination unit. Two defect detection optical units;
A signal detected by the first detection optical system is processed to detect a defect due to a local thickness change of the glass substrate, and a signal detected by the second detection optical system unit is processed; A glass substrate defect inspection system comprising: a signal processing unit for detecting defects on the surface and inside of the glass substrate.
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-
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