JP2913409B2 - 面板欠陥検出装置の検出感度補正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、面板欠陥検査方法であって、詳しくはレ
ーザスポットの強度変化、または受光器の構造に起因す
る検出感度の偏差を、補正係数により補正する方法に関
するものである。

［従来の技術］ 電子素子の素材に用いられる面板の表面に欠陥がある
と品質が低下するので、レーザビームの走査による欠陥
検査が行われている。走査方法には回転方式とXY走査方
式があり、円形のディスク面板には回転方式が有利であ
る。これに対して液晶パネルなどの方形の面板に対して
はXY走査方式が適している。

第３図（ａ）に例として液晶パネルの素材のガラス基
板に対する欠陥検出装置の光学系を示す。投光系２の光
源2aよりのレーザビームはコリメートレンズ2bにより適
当な直径の平行ビームとされ、ついで振動ミラー2cによ
り角度偏向されて投光レンズ2dにより集束されてスポッ
トが形成され、このスポットにより被検査のガラス基板
１の角度２θの範囲がＸ方向に走査される。Ｓは走査線
を示す。いま、基板１の表面に欠陥があるときはスポッ
トが散乱し、散乱光は受光系３の受光器3aにより受光さ
れ、光電変換器3bより欠陥に対する検出信号が出力され
る。なお、基板１は図示しない移動機構によりＹ方向に
ステップ移動し、Ｘ方向の走査を逐次行って全面が走査
される。

さて、最近における液晶技術の進歩により大型の液晶
パネルが出現しており、これに対して上記のＸ方向の走
査範囲が狭いので、全面を区分して走査する区分走査方
法が行われている。第３図（ｂ）はその走査順序を示す
もので、基板表面はＸ方向に例えば５区分され各Ｘ走査
がＹ方向の矢印の方向に沿って連続して行われる。

［解決しようとする課題］ よく知られているように、レンズには各種の収差があ
る。第４図（ａ）において、投光レンズ2dによりレーザ
ビームを集束してスポットSpを形成する場合、走査線Ｓ
の長さを長くするために偏向角度θを大きくすると、レ
ンズ2dの焦点距離Ｆが一定であるので、焦点が基板１に
対して湾曲する湾曲収差Ｋを生ずる。集束されたスポッ
トの直径φｓは図（ｂ）に示すように双曲線Ｐに従って
変化し、その強度は断面積に反比例するので、湾曲収差
Ｋにより基板１の表面におけるスポットSpの強度は角度
θにより変化し、結果的に検出感度に偏差を生ずる。表
面欠陥検出においては、受光した散乱光の強度により欠
陥の大きさを計測するので、このような検出感度の偏差
により、検出された欠陥の大きさに誤差が生ずる。これ
に対して、湾曲収差を軽減したいわゆるＦθレンズがあ
り、ある程度の偏向角度までは強度偏差を無視すること
ができ、上述した表面欠陥検出装置に使用されている。
なお、以上のレンズの湾曲収差のほかに、受光器3aには
感度偏差がありうる。すなわち、受光器3aとしては走査
線Ｓに対応する長さが必要で、オプチカルファイバの素
線をまとめて形成したものが使用されている。しかし、
構造上感度偏差がなしとしない。

以上に対して、大型の液晶パネル用のガラス基板を短
時間に検査するには、走査線Ｓの長さをより長くして区
分数を少なくすることが望ましい。走査線Ｓを長くする
には焦点距離Ｆの大きいレンズによる方法があるが、一
方においてスポットの直径φｓはＦに比例して大きくな
るので、必要な強度のスポットのためにはＦをむやみに
大きくできない。

この発明は以上に鑑みてなされたもので、走査位置に
より強度が変化するスポット、または受光器の構造に起
因する検出感度の偏差に対して、補正係数を作って補正
する面板欠陥検査方法を提供することを目的とするもの
である。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するためのこの発明の面板欠陥
検査方法の構成は、基板上を焦点としてレーザスポット
を集束させかつこの焦点の位置を中心にしてＸ方向に所
定角度振らせ、一定の直径の微粒子を可及的に均一に付
着させた基板に対応する基板、または、研磨工程中のほ
ぼ均一な粗さの粗面を有する基板に対応する基板をテス
ト板とし、このテスト板をＹ方向に適当な間隔で逐次移
動してＸ方向の走査を複数ｎ回行い、各走査により検出
された所定角度振らせた範囲におけるＸ方向の微小な間
隔の各位置に対する検出データをそれぞれＹ方向に対し
て加算し、加算された検出データを走査回数ｎで除算し
て各位置に対するそれぞれの平均値を求め、平均値を各
位置に対する補正係数として、所定角度振らせた範囲に
おけるスポットのＸ方向の走査位置による強度変化に起
因する検出感度偏差を各位置に対応に補正し、この補正
による所定角度振らせるＸ方向の走査をＹ方向に繰り返
すことにより基板の検査をするものである。

この発明は、例えば、ガラス基板の表面に対して光源
よりのレーザビームを集束したスポットを投光してＸ方
向に走査し、散乱光を受光器により受光して表面に存在
する欠陥を検出する表面欠陥検出装置に対する検出感度
補正方法であって、一定の直径の微粒子を可及的に均一
に付着させたガラス基板、または、研磨工程中のほぼ均
一な粗さの粗面を有するガラス基板をテスト板とし、テ
スト板をＹ方向に適当な間隔で逐次移動してＸ方向の走
査を複数ｎ回行い、各走査により検出されたＸ方向の微
小間隔の各位置に対する検出データをそれぞれＹ方向に
対して加算する。加算されたデータを走査回数ｎで除算
してＹ方向に対するそれぞれの平均値を求めてこれを補
正係数とする。この補正係数により、スポットのＸ方向
の走査位置による強度変化、または受光器の構造に起因
する検出感度偏差を補正するものである。

［作用］ 以上の補正方法の原理を説明する。この場合の検出感
度はスポットの強度変化、または受光器の構造に起因す
るので、Ｘ方向の走査位置に対応する検出感度を予め計
測することが必要である。このために、例えば、ガラス
基板に対して一定の直径の微粒子を可及的に均一に付着
させたテスト板を作る。または、テスト板は研磨途中の
適当な粗さの粗面を利用してもよい。付着した微粒子ま
たは粗面の粗さはミクロに見るとランダムに分布して均
一でないので、テスト板をＹ方向に適当な間隔でステッ
プ移動してＸ方向の走査を複数ｎ回行い、Ｘ方向の微小
間隔の各位置に対するＹ方向の検出データの平均値をそ
れぞれ求める。複数ｎを適当に大きくとればランダム性
が消失し、検出データの平均値はスポットの強度変化、
または受光器の構造による検出感度の偏差そのものを示
す。この平均値を補正係数として検出感度が補正され、
被検査のガラス基板より検出された欠陥の大きさの誤差
が、微小間隔の位置ごとに補正される。

［実施例］ 第１図（ａ），（ｂ）は、この発明の面板欠陥検査方
法において補正係数を求める方法を説明するもので、図
（ａ）において、前記したテスト板を任意のＹ方向の位
置に対してＸ方向の走査（以下単にＸ走査）を行うと、
微小間隔の点xo〜xnに対して図示のランダムな値の検出
電圧ｖ（ｘ）がえられる。テスト板をＹ方向に適当な間
隔でステップ移動し、それぞれに対してＸ走査し、各点
xo〜xnに対する検出電圧をＹ方向に平均すると図（ｂ）
のＸ方向に対する検出感度の曲線Ｃがえられ、これが補
正係数である。補正方法は、被検査のガラス基板のＸ走
査による各点xo〜xnの検出データを、曲線Ｃの各点xo〜
xnの値で除算すればよい。

なお、Ｙ方向の間隔と走査回数ｎは、テスト板の微粒
子または粗さのランダム性により異なるが、実情に合わ
せて可及的に多数回行うものとする。

第２図は、この発明による面板欠陥検査方法を適用し
た表面欠陥検出装置の実施例におけるブロック構成を示
す。まず、補正係数を求める。表面欠陥検出装置の光学
系は第３図の場合と同様に構成されている。すなわち、
従来技術で説明したように、投光系２の光源2aよりのレ
ーザビームは、コリメートレンズ2bにより適当な直径の
平行ビームとされ、ついで振動ミラー2cにより角度偏向
されて投光レンズ2dにより集束されてスポットが形成さ
れ、このスポットにより被検査のガラス基板１の角度２
θの範囲がＸ方向に走査される。前記したように、基板
１は、図示しない移動機構によりＹ方向にステップ移動
し、Ｘ方向の走査を逐次行って全面が走査される。そこ
で、次に説明するテスト基板１′も基板１と同じような
形態で角度２θの範囲でＸ方向に走査され、Ｘ方向の走
査を逐次行って全面走査がなされる。

さて、装置に対してテスト板１′を装着する。マイク
ロプロセッサ４よりミラー駆動回路5aに駆動信号が与え
られ、これより出力される駆動電流により振動機構2eが
振動ミラー2cを振動し、レーザビームのスポットをＸ方
向に掃引してテスト板１′をＸ走査する。ここでのＸ走
査は、角度２θに対応している。このＸ走査の範囲に対
してセンサ７によりレーザビームの走査起点を検出し、
起点信号がマイクロプロセッサ４に入力する。マイクロ
プロセッサ４においては起点信号によりＸ走査を時間分
割して微小な間隔の点xo〜xnを確定する。走査によるテ
スト板１′の散乱光は受光系３により受光されて検出電
圧ｖ（ｘ）が出力され、これがA/D変換器６によりデジ
タル化され、スイッチ8a,8bを経てマイクロプロセッサ
４に入力し、検出電圧ｖ（x0），（x1）……（xn）が内
部メモリにそれぞれ記憶される。１走査ごとにマイクロ
プロセッサ４より移動信号がＹ方向移動機構5bに与えら
れ、テスト板１′が適当な間隔でＹ方向に逐次ステップ
移動してＸ走査がなされ、それぞれに対する検出電圧ｖ
（ｘ）が記憶される。ついで、記憶された各ｖ（x0）…
…ｖ（xn）をそれぞれ加算し、これらを走査回数ｎで除
算して補正係数がえられ、補正係数メモリ９に記憶す
る。

次にガラス基板の検査においては、装置に被検査のガ
ラス基板を装着してＸ走査を行い、えられた検出データ
はA/D変換器６によりデジタル化され、スイッチ8aを切
り替えて除算器10に入力する。一方、前記によりＸ走査
の各点x0……xnの位置はマイクロプロセッサ４により確
定するので、この位置を示す信号が補正係数メモリ９に
与えられて対応する補正係数が除算器10に入力し、検出
データがそれぞれ除算されて補正される。補正された検
出データはスイッチ8bを経て逐次マイクロプロセッサ４
に送出される。全面の走査は、前記図３の場合と同様に
Ｘ方向の走査を逐次行ってＹ方向移動機構5bによりガラ
ス基板１を移動して行われる。

［発明の効果］ 以上の説明により明らかなように、この発明による面
板欠陥検査方法においては、例えば、一定の直径の微粒
子を均一に付着したガラス基板、または研磨途中の適当
な粗さの粗面を有するガラス基板をテスト板とし、Ｙ方
向の複数ｎ個の位置に対してＸ方向の走査を行い、微小
間隔の各走査点の検出データのＹ方向についての平均値
を求めて、各走査点に対する補正係数とし、ガラス基板
の検査において、走査位置によるスポットの強度変化、
または受光器の構造に起因する検出感度が補正されて正
確な欠陥データがえられるもので、面板欠陥検査方法を
適用した表面欠陥検出装置の信頼性が向上する効果には
大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は、この発明の面板欠陥検査
方法において補正係数を求める方法の説明図、第２図
は、この発明の面板欠陥検査方法を適用した表面欠陥検
出装置の実施例におけるブロック構成図、第３図はガラ
ス基板に対する表面欠陥検出装置の光学系の構成と走査
方法の説明図、第４図は走査による生ずるスポットの強
度変化の説明図である。 １…ガラス基板、１′…テスト板、２…投光系、2a…光
源、2b…コリメートレンズ、2c…振動ミラー、2d…投光
レンズ、2e…駆動機構、３…受光系、3a…受光器、3b…
光電変換器、４…マイクロプロセッサ、5a…ミラー駆動
回路、5b…Ｙ方向移動機構、６…A/D変換器、７…セン
サ、8a,8b…スイッチ、９…補正係数メモリ、10…除算
器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/90

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板の表面に対して、光源よりのレーザビ
   ームを集束したスポットを投光してＸ方向に走査し、散
   乱光を受光器により受光して該表面に存在する欠陥を検
   出する面板欠陥検査方法において、 前記基板上を焦点として前記スポットを集束させかつこ
   の焦点の位置を中心にして前記Ｘ方向に所定角度振ら
   せ、一定の直径の微粒子を可及的に均一に付着させた前
   記基板に対応する基板、または、研磨工程中のほぼ均一
   な粗さの粗面を有する前記基板に対応する基板をテスト
   板とし、該テスト板をＹ方向に適当な間隔で逐次移動し
   て前記Ｘ方向の走査を複数ｎ回行い、各該走査により検
   出された前記所定角度振らせた範囲におけるＸ方向の微
   小な間隔の各位置に対する検出データをそれぞれ前記Ｙ
   方向に対して加算し、該加算された検出データを前記走
   査回数ｎで除算して前記各位置に対するそれぞれの平均
   値を求め、該平均値を前記各位置に対する補正係数とし
   て、前記所定角度振らせた範囲における前記スポットの
   前記Ｘ方向の走査位置による強度変化に起因する検出感
   度偏差を前記各位置に対応に補正し、この補正による前
   記所定角度振らせるＸ方向の走査を前記Ｙ方向に繰り返
   すことにより前記基板の検査をすること特徴とする面板
   欠陥検出方法。