JP3280742B2 - ガラス基板用欠陥検査装置 - Google Patents

ガラス基板用欠陥検査装置

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JP3280742B2 JP07517693A JP7517693A JP3280742B2 JP 3280742 B2 JP3280742 B2 JP 3280742B2 JP 07517693 A JP07517693 A JP 07517693A JP 7517693 A JP7517693 A JP 7517693A JP 3280742 B2 JP3280742 B2 JP 3280742B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス基板の表裏に存
在する微粒子(塵)やキズ等(以下、必要に応じ、これ
らをまとめて異物という)による欠陥を検出するための
ガラス基板用欠陥検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】発明者は、先に特願平4−312866
号としてこの種のガラス基板用欠陥検査装置を提案し
た。この検査装置は、第1の光源からガラス基板の表面
に検出光を照射し、基板の表裏面に存在する微粒子によ
る散乱光を、基板の表面側において基板の全反射の臨界
角近傍以内の範囲に配置された第1の検出用光学系によ
り検出して基板の表裏面の微粒子を欠陥として検出する
第1の発明、及び、第2の光源から、ガラス基板の表面
に基板を透過しない波長の短波長検出光を照射し、基板
の表面に存在する微粒子による散乱光を、基板の表面側
に配置された第2の検出用光学系により検出して基板表
面の微粒子を欠陥として検出する第2の発明等からなる
ものである。
【0003】上記検査装置において、理論的には、第1
の発明により基板の表裏面に存在する微粒子の数が、ま
た、第2の発明により基板の表面に存在する微粒子の数
が検出されるため、両者の差をとることにより、基板の
裏面のみに存在する微粒子の数を求めることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
1の発明では裏面に存在する微粒子からの散乱光が空気
の屈折率等の影響により臨界角の外部に出射してしま
い、光学系によって検出できない場合がある。また、前
記第2の発明では、短波長検出光の強度が比較的低いた
め、検出感度の点で問題があり、検出感度を上げようと
すれば光源や検出用光学系が高コスト化、大型化すると
いう問題があった。従って、基板の表裏面または表面に
存在する微粒子数の検出精度が必ずしも高いとはいえ
ず、必然的に基板の裏面に存在する微粒子数についても
正確には検出できなかった。
【0005】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、基板の表面及び
裏面に存在する微粒子等の異物を各々個別に直接検出可
能として、検出精度を大幅に向上させたガラス基板用欠
陥検査装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明は、検出光をガラス基板に照射しながら
走査し、ガラス基板の表面または裏面の異物による散乱
光を光学系により検出して前記異物の数や大きさを検出
するガラス基板用欠陥検査装置において、前記検出光
が、ガラス基板の表面または裏面上の一点で交叉する第
1及び第2のレーザビームからなり、前記光学系による
受光パルスの振幅の相違、及び、ほぼ一定の時間間隔で
ほぼ同一振幅の2つの受光パルスが発生したことを検出
してガラス基板の表面及び裏面に存在する異物を各々検
出するものである。
【0007】
【0008】 第の発明は、検出光をガラス基板に照
射しながら走査し、ガラス基板の表面または裏面の異物
による散乱光を光学系により検出して前記異物の数や大
きさを検出するガラス基板用欠陥検査装置において、前
記検出光が、ガラス基板の表面または裏面上の一点で交
叉する第1及び第2のレーザビームからなり、これらの
レーザビームのうち一方のみを用いて前記光学系により
得た受光パルスの数と、前記レーザビームの双方を用い
て前記光学系により得た受光パルスの数とに基づき、ガ
ラス基板の表面及び裏面に存在する異物を各々検出する
ものである。
【0009】
【作用】第1の発明において、例えばガラス基板の表面
側から第1、第2のレーザビームを照射してこれらのビ
ームを表面上の一点で交叉させた場合、表面に存在する
微粒子等の異物により検出される受光パルスの振幅は大
きくなる。また、裏面に存在する異物による受光パルス
は、表面の異物による受光パルスよりも振幅が小さく、
しかもビームの交叉角度や走査速度に起因するほぼ一定
の時間間隔で2つ検出される。これらの受光パルスを弁
別することにより、表面のみに存在する異物と裏面のみ
に存在する異物とを個別に検出することができる。
【0010】
【0011】 第の発明においては、例えばガラス基
板の裏面側から第1、第2のレーザビームを照射してこ
れらのビームを表面上の一点で交叉させた場合、第1及
び第2のレーザビームのうち一方のみを用いて得た受光
パルスの数は表面及び裏面に存在するすべての異物の数
を示し、第1、第2のレーザビーム双方を用いて得た受
光パルスの数は表面に存在する異物の数と裏面に存在す
る異物の数を2倍したものとの和になる。この関係を用
いることにより、裏面のみに存在する異物と表面のみに
存在する異物とを個別に検出することができる。
【0012】
【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。図1は第1の発明の実施例の構成及び動作を概略的
に示したもので、まず、(a)において、L1,L2は第
1、第2のレーザビームであり、これらのビームがガラ
ス基板Gの表面上の一点で交叉するように各レーザ光源
(図示せず)が配置されている。なお、レーザビームL
1,L2の強度は同一とする。また、ガラス基板Gの厚さ
は便宜上、誇張して描かれている。
【0013】また、基板Gの上方には、光軸が基板Gに
直交する方向にレンズ11,12及びホトデテクタ13
からなる検出用光学系14が配置される。この光学系1
4は、周知のように微粒子を介したレーザビームの散乱
光を検出してパルス信号に変換し、この信号の数及び振
幅により微粒子の個数や大きさ(粒径)を検出するもの
である。
【0014】ここで、前記レーザ光源及び検出用光学系
14は一体となってガラス基板Gの上方を二次元的に走
査し、それによってガラス基板Gの表裏に存在する微粒
子等の異物を検出するものであるが、ここでは、説明の
便宜上、レーザ光源及び検出用光学系14が固定され、
ガラス基板Gが図示するように速度vにて相対的に移動
するものとして、この実施例の動作を以下に説明する。
【0015】まず、図1(a)に示すように、ガラス基
板Gの表面に微粒子D1,D3があり、裏面に微粒子
2,D4があるとする。始めに図1(a)の状態では、
表面の微粒子D1がビームL1,L2の交点にあるため、
その散乱光が光学系14により検出されて図2のPa
示すような受光パルスを生じる。次に、ガラス基板Gが
相対的に移動して図1(b)の状態になると、裏面にあ
る微粒子D2がビームL2のみによって検出され、図2の
bのように前記受光パルスPaよりは振幅の小さい受光
パルスが検出される。
【0016】その後、図1(c)の状態になると、裏面
の微粒子D2が今度は他方のビームL1のみによって検出
され、図2のPcのように前記受光パルスPbとほぼ同一
の振幅を持つ受光パルスが検出される。このとき、受光
パルスPb,Pcの時間間隔Δtは、ビームL1,L2の交
叉角度と走査速度(ガラス基板Gの相対的な移動速度)
とによって決まり、システムに固有の値である。
【0017】更に、図1(d)の状態では裏面の微粒子
4がビームL2により検出されて受光パルスPdを生
じ、その直後の図1(e)の状態では表面の微粒子D3
がビームL1,L2により検出されて受光パルスPeを生
じ、図1(f)の状態では裏面の微粒子D4がビームL1
により検出されて受光パルスPfを生じる。ここで、図
2に示すごとく受光パルスPd,Pfの時間間隔も前記同
様にΔtであり、これらのパルスPd,Pfの振幅も前記
受光パルスPb,Pcとほぼ同一であることが明らかであ
る。
【0018】従って、図2から明らかなように、ガラス
基板Gの表面にある微粒子による受光パルスは振幅が大
きく、しかも一つ一つがランダムに発生するのに対し、
ガラス基板Gの裏面にある微粒子による受光パルスは振
幅が小さく、しかも一対のパルスを構成する2つのパル
スは振幅がほぼ同一でその時間間隔Δtはほぼ一定とな
る。このため、光学系14以後の信号処理回路におい
て、例えば図2に示すような第1の弁別レベルVr1を設
定しておき、受光パルスの信号レベルをこの弁別レベル
r1により弁別することで表面の微粒子による受光パル
スの数、すなわち表面の微粒子数を検出することがで
き、また、振幅の大きさによって微粒子の大きさを検出
することができる。
【0019】更に、弁別レベルVr1よりも低い第2の弁
別レベルVr2を設定しておき、振幅がこのレベル以上か
つ第1の弁別レベルVr1以下の受光パルスであって時間
間隔Δtをおいて一対(2つ)の受光パルスが検出され
た場合には、これら一対の受光パルスが裏面の1個の微
粒子によるものと判断することができるから、第2の弁
別レベルVr2及び時間間隔Δtを用いてこのような一対
の受光パルスの数(受光パルス2つで微粒子1個に対応
する)を検出することにより、裏面の微粒子数を検出す
ることができる。更に、微粒子の大きさもある程度検出
可能である。
【0020】なお、本発明は、図3に示す他の実施例の
ように、ガラス基板Gの裏面の一点でレーザビーム
1,L2が交叉するように各レーザ光源(図示せず)を
配置した場合にも同様に適用可能であり、この場合に
は、表面にある1個の微粒子(例えばD1)による受光
パルスが振幅が小さく、しかも時間間隔Δtをおいて一
対検出され、裏面にある1個の微粒子(例えばD2)に
よる受光パルスは大きな振幅で1個検出される。この場
合の受光パルスの波形図及び弁別レベル等の設定は容易
に想像できるため、詳述を省略する。
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】 図は第の発明の実施例を概略的に示
したものである。図において、17は第1のレーザ光
源、18は第2のレーザ光源、19はこれらのレーザ光
源17,18及び検出用光学系14を備えたセンサ部で
ある。このセンサ部19は、図のa,b両方向に走査可
能である。この実施例では、の実施例と異なってセン
サ部19自体が移動するものとして説明するが、前記同
様にガラス基板Gが移動するように構成してもよい。ま
た、第1、第2のレーザビームL,Lは、ガラス基
板Gの表面上の一点において交叉するようにレーザ光源
17,18が配置される。
【0026】以下、この実施例の動作を説明する。この
実施例でも、レーザ光源17,18を点灯して第1、第
2のレーザビームL1,L2を照射すれば、実質上、第1
の発明と同様になるため、ガラス基板Gの表裏の微粒子
を個別に検出することができる。
【0027】また、他の検出方法として、以下の方法が
ある。すなわち、まず始めにレーザ光源17を点灯して
第1のレーザビームL1のみを照射した状態でセンサ部
19をa方向に走査する。これにより、ガラス基板Gの
表裏面双方に存在する微粒子による散乱光を光学系14
が検出し、その受光パルスから表裏に存在する微粒子の
総数を検出する。
【0028】次いで、レーザ光源17,18を点灯して
第1、第2のレーザビームL1,L2を照射した状態でセ
ンサ部19をb方向に走査する。すると、図2において
説明したように、受光パルスの数だけに着目すれば、そ
のパルス数は(表面の微粒子数+裏面の微粒子数×2)
となる。このため、b方向の走査時における検出パルス
数からa方向の走査時における検出パルス数を差し引け
ば、裏面に存在する微粒子数を検出することができる。
更に、この微粒子数をa方向の走査時における検出パル
ス数から差し引けば、表面に存在する微粒子数も検出可
能である。
【0029】なお、本実施例ではセンサ部19をa,b
両方向に往復動させるようにしたが、第1のレーザ光源
のみを備えたセンサ部と第1及び第2のレーザ光源を備
えたセンサ部とを用意し、これらを同時に一方向にのみ
走査するようにしても同様の効果が得られる。この場合
には、センサ部の駆動装置の簡略化及び測定時間の高速
化を図ることができる。
【0030】上記実施例では、ガラス基板の欠陥として
もっぱら微粒子が存在する場合についてのみ説明した
が、本発明は表裏面のキズ等の検出に対しても適用可能
である。
【0031】
【発明の効果】以上のように第1または第2の発明は、
ガラス基板の表面または裏面の異物による受光パルスの
振幅の相違や同一振幅パルスの時間間隔、パルス等に
着目して異物を検出するものであるから、表面のみに存
在する異物と裏面にのみ存在する異物とを個別に検出で
き、それらの個数や大きさを正確に測定することができ
る。従って、従来の検査装置と比べて、検出精度の向上
が可能である。特に、第1の発明では一方向の走査のみ
によって表裏の異物を同時に検出できるため、検査の高
速化が可能であると共に、装置構成が簡単であるため小
形軽量化、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明の実施例を示す概略的な説明図であ
る。
【図2】図1の実施例の動作を示す受光パルスの波形図
である。
【図3】第1の発明の他の実施例を示す概略的な説明図
である。
【図4】第2の発明の実施例を示す概略的な説明図であ
る。
【符号の説明】
11,12 レンズ 13 ホトデテクタ 14 検出用光学系 17 第1のレーザ光源 18 第2のレーザ光源 19 センサ部 L 第1のレーザビーム L 第2のレーザビーム D〜D 微粒子 G ガラス基板

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検出光をガラス基板に照射しながら走査
    し、ガラス基板の表面または裏面の異物による散乱光を
    光学系により検出して前記異物の数や大きさを検出する
    ガラス基板用欠陥検査装置において、 前記検出光が、ガラス基板の表面または裏面上の一点で
    交叉する第1及び第2のレーザビームからなり、 前記光学系による受光パルスの振幅の相違、及び、ほぼ
    一定の時間間隔でほぼ同一振幅の2つの受光パルスが発
    生したことを検出してガラス基板の表面及び裏面に存在
    する異物を各々検出することを特徴とするガラス基板用
    欠陥検査装置。
  2. 【請求項2】 検出光をガラス基板に照射しながら走査
    し、ガラス基板の表面または裏面の異物による散乱光を
    光学系により検出して前記異物の数や大きさを検出する
    ガラス基板用欠陥検査装置において、 前記検出光が、ガラス基板の表面または裏面上の一点
    交叉する第1及び第2のレーザビームからなり、これらのレーザビームのうち一方のみを用いて前記光学
    系により得た受光パルスの数と、前記レーザビームの双
    方を用いて前記光学系により得た受光パルスの数とに基
    づき、 ガラス基板の表面及び裏面に存在する異物を各々
    検出することを特徴とするガラス基板用欠陥検査装置。
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TWI485392B (zh) * 2010-02-08 2015-05-21 Ygk Corp Foreign body inspection device and inspection method
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