JP6292091B2 - 貫通孔を検査する方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス基板に形成された複数の貫通孔を検査する方法に関する。

従来より、レーザ光照射により、ガラス基板に１または２以上の貫通孔を形成する技術が知られている（例えば特許文献１）。

米国特許第５４９３０９６号明細書

レーザ光照射によりガラス基板に貫通孔を形成した場合、貫通孔に、しばしば、クラックが生じる場合がある。そこで、一般に、ガラス基板の貫通孔加工が終了した後には、各貫通孔について、クラックの有無が検査される。

従来、このようなクラックの検査は、形成された貫通孔の全数を、顕微鏡等を用いて観察することにより実施されている。しかしながら、ガラス基板に形成される貫通孔の数は、多い場合には１０万個を超える。このため、これらの貫通孔の全数についてクラックの有無を検査する従来の方法は、時間がかかり効率が悪いという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、本発明では、より効率的に貫通孔のクラックの有無を検査することが可能な方法を提供することを目的とする。

本発明では、ガラス基板に形成された複数の貫通孔を検査する方法であって、
（ｉ）被検査対象となるガラス基板を準備するステップであって、前記ガラス基板は、貫通孔を有し、該貫通孔は、より寸法の大きな第１の開口からより寸法の小さな第２の開口に沿って、略テーパ形状を有するステップと、
（ｉｉ）前記ガラス基板の各貫通孔の画像を取得するステップと、
（ｉｉｉ）前記画像から、各貫通孔の見かけの直径Ｄを算出するステップと、
（ｉｖ）前記見かけの直径Ｄと頻度Ｉの関係を示す度数分布を作成し、該度数分布の上に、所定の頻度Ｉ_ｓを表す水平直線Ｌ１を引き、該水平直線Ｌ１と前記度数分布との交点のうち、最大頻度Ｉ_ｍａｘが得られる最頻値Ｄ_ｐよりも大きく最頻値Ｄ_ｐに最も近い前記直径Ｄを、閾値Ｄ_ｔとして求めるステップであって、前記所定の頻度Ｉ_ｓは、最大頻度Ｉ_ｍａｘの０．０１％〜０．１％の範囲から選定されるステップと、
（ｖ）前記直径Ｄが前記閾値Ｄ_ｔ以上である各貫通孔を検査対象貫通孔として選定し、該検査対象貫通孔においてクラックの有無を評価するステップと、
を有する方法が提供される。

本発明では、より効率的に貫通孔のクラックの有無を検査することが可能な方法を提供することができる。

本発明の一実施形態によるガラス基板の貫通孔を検査する方法の概略的なフローを模式的に示した図である。 被検査用のガラス基板の断面の一部を模式的に示した図である。 貫通孔画像の一例を示した図である。 ガラス基板に形成された貫通孔の断面と、貫通孔画像との対応関係を模式的に示した図である。 ２値化像の一例を模式的に示した図である。 見かけの直径Ｄの度数分布図の一例を模式的に示した図である。 見かけの直径Ｄの度数分布図の別の一例を模式的に示した図である。 本発明の一実施形態による方法を実施する際に使用され得る装置の一構成例を模式的に示した図である。 図３に示した貫通孔画像１２５ａ〜１２５ｃのそれぞれの２値化像を示した図である。 実施例において得られた見かけの直径Ｄの度数分布を示した図である。 図１０に示した度数分布の拡大図に水平直線Ｌ３を描いた図である。 第１の開口の実測平均値Ｐ_ａｖｅと、見かけの平均直径Ｄ_ａｖｅとの相関を示したグラフである。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。

一般に、レーザ光の照射によりガラス基板に貫通孔を形成した場合、貫通孔の断面は、略テーパ状の形状となる。すなわち、貫通孔は、実質的に、レーザ光の入射側（第１の開口）からレーザ光の非入射側（第２の開口）に向かって、径が小さくなる形状を有する。また、レーザ光照射によりガラス基板に貫通孔を形成した場合、貫通孔に、しばしば、クラックが生じる場合がある。

従来、このようなクラックの検査は、形成された貫通孔の全数を、顕微鏡等を用いて観察することにより実施されている。しかしながら、ガラス基板に形成される貫通孔の数は、多い場合には１０万個を超える。このため、これらの貫通孔の全数についてクラックの有無を検査する従来の方法は、時間がかかり効率が悪いという問題がある。

ところで、一般に、レーザ光の照射によりガラス基板に形成された貫通孔の開口部（第１の開口または第２の開口）の直径は、目視では評価することが難しい。このため、通常の場合、貫通孔の開口部の直径は、オペレータによる顕微鏡による観察、撮影された貫通孔の拡大画像を用いた測定、およびコンピュータ（画像解析）よる自動測定などの手段を用いて測定される。

そのような貫通孔の開口部の測定を通じて、本願発明者らは、貫通孔が所定の値よりも大きな開口部直径を有する場合、そのような貫通孔には、クラックが生じている可能性が高いことを見出した。そして、この事実を利用することにより、貫通孔のクラックの検査効率を高め得ることを見出し、本願発明に至った。

すなわち、本発明の一実施形態では、ガラス基板に形成された複数の貫通孔を検査する方法であって、
（ｉ）被検査対象となるガラス基板を準備するステップであって、前記ガラス基板は、貫通孔を有し、該貫通孔は、より寸法の大きな第１の開口からより寸法の小さな第２の開口に沿って、略テーパ形状を有するステップと、
（ｉｉ）前記ガラス基板の各貫通孔の画像を取得するステップと、
（ｉｉｉ）前記画像から、各貫通孔の見かけの直径Ｄを算出するステップと、
（ｉｖ）前記見かけの直径Ｄと頻度Ｉの関係を示す度数分布を作成し、該度数分布の上に、所定の頻度Ｉ_ｓを表す水平直線Ｌ１を引き、該水平直線Ｌ１と前記度数分布との交点のうち、最大頻度Ｉ_ｍａｘが得られる最頻値Ｄ_ｐよりも大きく最頻値Ｄ_ｐに最も近い前記直径Ｄを、閾値Ｄ_ｔとして求めるステップであって、前記所定の頻度Ｉ_ｓは、最大頻度Ｉ_ｍａｘの０．０１％〜０．１％の範囲から選定されるステップと、
（ｖ）前記直径Ｄが前記閾値Ｄ_ｔ以上である各貫通孔を検査対象貫通孔として選定し、該検査対象貫通孔においてクラックの有無を評価するステップと、
を有する方法が提供される。

本発明の一実施形態では、見かけの直径Ｄが閾値Ｄ_ｔ以上である貫通孔のみを評価の対象として、クラックの有無が評価される。従って、このような方法では、従来のような全ての貫通孔を評価する方法に比べて、効率的に貫通孔のクラックの有無を検査することが可能となる。

なお、実際には、レーザ光の照射によりガラス基板に形成された貫通孔の延伸軸に平行な方向の断面は、理想的なテーパ形状ではなく、レーザ光の入射側（第１の開口）の近傍に「ネック部」を有する形態となる場合がある。「ネック部」とは、貫通孔の該ネック部と隣接する部分に比べて、貫通孔の延伸軸に対して垂直な断面の寸法が減少した部分を表し、「狭窄部」とも称される。

本願では、このような貫通孔の形態も、「テーパ形状」と称することに留意する必要がある。

（本発明の一実施形態による貫通孔を検査する方法について）
次に、図１〜図７を参照して、本発明の一実施形態によるガラス基板の貫通孔を検査する方法について、詳しく説明する。

図１は、本発明の一実施形態によるガラス基板の貫通孔を検査する方法（以下、「第１の検査方法」と称する）の概略的なフローを模式的に示した図である。また、図２〜図７は、第１の検査方法における各工程を説明するための図である。

図１に示すように、第１の検査方法は、
（ｉ）被検査対象となるガラス基板を準備する工程（ステップＳ１１０）と、
（ｉｉ）前記ガラス基板の各貫通孔の画像を取得する工程（ステップＳ１２０）と、
（ｉｉｉ）前記画像から、各貫通孔の見かけの直径Ｄを算出する工程（ステップＳ１３０）と、
（ｉｖ）前記見かけの直径Ｄと頻度Ｉの関係を示す度数分布を作成し、該度数分布の上に、所定の頻度Ｉ_ｓを表す水平直線Ｌ１を引き、該水平直線Ｌ１と前記度数分布との交点のうち、最大頻度Ｉ_ｍａｘが得られる最頻値Ｄ_ｐよりも大きく最頻値Ｄ_ｐに最も近い前記直径Ｄを、閾値Ｄ_ｔとして求める工程であって、前記所定の頻度Ｉ_ｓは、最大頻度Ｉ_ｍａｘの０．０１％〜０．１％の範囲から選定される工程（ステップＳ１４０）と、
（ｖ）前記直径Ｄが前記閾値Ｄ_ｔ以上である各貫通孔を検査対象貫通孔として選定し、該検査対象貫通孔においてクラックの有無を評価する工程（ステップＳ１５０）と、
を有する。

以下、各工程について詳しく説明する。

（ステップＳ１１０）
まず、複数の貫通孔が形成された被検査用のガラス基板が準備される。

図２には、被検査用のガラス基板の断面の一部を模式的に示す。

図２に示すように、ガラス基板１１０は、第１の表面１１２および第２の表面１１４を有する。また、ガラス基板１１０は、複数の貫通孔１２０（１２０ａ〜１２０ｃ）を有する。これらの貫通孔１２０（１２０ａ〜１２０ｃ）は、例えば、レーザ光照射により形成される。

前述のように、各貫通孔１２０ａ〜１２０ｃは、略テーパ状の形状を有し、第１の開口１２２から第２の開口１２４に向かって、径が小さくなる形状を有する。

ここで、中央に示されている貫通孔１２０ｂは、クラック１２１を有する。クラック１２１は、該貫通孔１２０ｂの内壁に沿うような形態で、ガラス基板１１０の第１の表面１１２まで延伸している。なお、このクラック１２１の形態は、単なる一例であって、本願において、クラックの形態は、これに限られるものではない。

ガラス基板１１０に形成された貫通孔１２０の数は、特に限られない。例えば、貫通孔１２０の数は、最大１万個、最大５万個、または最大１０万個であってもよい。

また、貫通孔１２０の第１の開口１２２の最大寸法（例えば直径。以下同じ）は、これに限られるものではないが、例えば、２０μｍ〜３００μｍの範囲である。また、貫通孔１２０の第２の開口１２４の最大寸法は、これに限られるものではないが、例えば、１０μｍ〜３００μｍの範囲である。

なお、ガラス基板１１０の厚さ（すなわち貫通孔１２０の長さ）は、特に限られず、ガラス基板１１０は、例えば、０．０５ｍｍ〜０．７０ｍｍの範囲の厚さを有してもよい。

（ステップＳ１２０）
次に、撮像装置を用いて、ガラス基板１１０の各貫通孔１２０の画像（以下、「貫通孔画像」という）が取得される。

撮像装置は、これに限られるものではないが、例えば、ＣＣＤカメラであってもよい。

なお、貫通孔画像は、例えば、貫通孔１２０をガラス基板１１０の第１の表面１１２側から撮影することにより、取得される。

図３には、貫通孔画像の一例を示す。

図３（ａ）には、貫通孔１２０ａの貫通孔画像１２５ａが示されており、図３（ｂ）には、貫通孔１２０ｂの貫通孔画像１２５ｂが示されており、図３（ｃ）には、貫通孔１２０ｃの貫通孔画像１２５ｃが示されている。

図３（ａ）および図３（ｃ）に示すように、貫通孔画像１２５（１２５ａ〜１２５ｃ）は、通常の場合、略ドーナツ状の陰影を含む画像となる。ただし、図３（ｂ）に示すように、貫通孔１２０ｂがクラック１２１を有する場合、貫通孔画像１２５ｂは、ドーナツ状の陰影の周囲の少なくとも一部に、追加陰影部分を含む画像となる。

図４には、ガラス基板１１０に形成された貫通孔１２０の断面と、貫通孔画像１２５との対応関係を模式的に示す。

図４に示すように、貫通孔画像１２５において、ドーナツ状の陰影の外周部分１２７は、実質的に貫通孔１２０の第１の開口１２２の輪郭に対応し、ドーナツ状の陰影の内周部分１２９は、実質的に貫通孔１２０の第２の開口１２４の輪郭に対応する。すなわち、貫通孔１２０のテーパ状の内壁部分によって、貫通孔画像１２５にドーナツ状の陰影が生じると言える。また、貫通孔１２０がクラック１２１を有する場合、ドーナツ状の陰影の周囲に、クラック１２１に対応する陰影が生じるため、その際の貫通孔画像１２５は、図３（ｂ）に示した貫通孔画像１２５ｂのような態様となる。

なお、各貫通孔１２０の貫通孔画像１２５は、対象となる貫通孔１２０に番号（貫通孔番号）を付しておき、この貫通孔番号と関連付けて保存しておくことが好ましい。さらに、この際には、貫通孔番号と、対象となる貫通孔１２０のガラス基板１１０上の位置情報とを対応付けて保存しておくことが好ましい。これにより、後に、所定の貫通孔１２０の貫通孔画像１２５を参照する必要が生じた際に、対象となる貫通孔１２０の貫通孔画像１２５を容易に抽出することができる。

（ステップＳ１３０）
次に、ステップＳ１２０で取得された貫通孔１２０の貫通孔画像１２５を用いて、対象となる貫通孔１２０の見かけの直径Ｄが算出される。

貫通孔１２０の見かけの直径Ｄの算出方法は、特に限られないが、ここでは、一例として、「重心法」により、見かけの直径Ｄを算出する方法について説明する。

重心法では、
（ａ）貫通孔画像を２値化して、２値化像を取得するステップ（ステップＧ１１０）、
（ｂ）前記２値化像から、重心Ｇを求めるステップ（ステップＧ１２０）、および
（ｃ）前記重心Ｇから見かけの直径Ｄを算出するステップ（ステップＧ１３０）、
の各ステップを経て、貫通孔１２０の見かけの直径Ｄが算出される。

以下、各ステップについて、詳しく説明する。

（ステップＧ１１０）
まず、前述のステップＳ１２０で得られた各貫通孔１２０の貫通孔画像１２５を用いて、それぞれの貫通孔に対する２値化像が取得される。

２値化の方法は、特に限られず、２値化は、例えば、市販の画像解析ソフトウェア等で実施してもよい。

図５には、このステップＧ１１０で得られる２値化像の一例を模式的に示す。

図５に示すように、通常、２値化像１３０は、第１の輪郭線１３２と、第２の輪郭線１３５とを有し、第１の輪郭線１３２は、第２の輪郭線１３５を取り囲む。第１の輪郭線１３２は、第１の輪郭点１３３（図５には、一部が示されている）の集合で表され、第２の輪郭線１３５は、第２の輪郭点１３６（図５には、一部が示されている）の集合で表される。

第１の輪郭点１３３および第２の輪郭点１３６を構成する点の数は、特に限られないが、点の数が多くなるほど、第１の輪郭線１３２および第２の輪郭線１３５の平滑性が向上する。第１の輪郭点１３３および／または第２の輪郭点１３６の数は、例えば、５０〜５００の範囲であってもよい。

（ステップＧ１２０）
次に、得られた２値化像１３０から、第１の輪郭線１３２で取り囲まれた領域の重心Ｇが求められる。

重心Ｇは、２値化像１３０において、第１の輪郭線１３２で取り囲まれた領域をバランスする点として定義され、第１の輪郭線１３２を構成する第１の輪郭点１３３の集合から、計算で求めることができる。重心Ｇは、例えば、市販の画像解析ソフトウェアを用いて算出してもよい。

この工程は、各２値化像１３０（すなわち各貫通孔１２０）に対して実施される。

得られた重心Ｇは、対象の貫通孔１２０の貫通孔番号、対象の貫通孔１２０の位置情報、および対象の貫通孔１２０の貫通孔画像１２５等と対応付けられて保管されてもよい。

（ステップＧ１３０）
次に、得られた重心Ｇから、貫通孔１２０の見かけの直径Ｄが算出される。

この際には、例えば、図５に示した２値化像１３０において、第１の輪郭線１３２を形成する各輪郭点１３３から、重心Ｇまでの距離ｒが求められる。次に、全ての第１の輪郭点について得られた距離ｒを平均して、平均距離ｒ_ａｖｅが算出される。さらに、以下の式：

Ｄ＝２×ｒ_ａｖｅ

により、貫通孔１２０の見かけの直径Ｄが求められる。

以上、「重心法」により、見かけの直径Ｄを算出する方法について説明したが、見かけの直径Ｄは、この他の方法で算出されてもよい。例えば、貫通孔画像１２５から直接、画像解析技術を用いて、見かけの直径Ｄを算出してもよい。ただし、「重心法」では、比較的容易な操作で、見かけの直径Ｄを得ることができる。また、「重心法」では、後述するように、得られた見かけの直径Ｄとして、実際の貫通孔の第１の開口の直径に近い値が得られ、より直感的な結果を得ることが可能となる。

得られた見かけの直径Ｄは、対象の貫通孔１２０の貫通孔番号、対象の貫通孔１２０の位置情報、および対象の貫通孔１２０の貫通孔画像１２５等と対応付けられて保管されてもよい。

（ステップＳ１４０）
次に、ステップＳ１３０で算出された見かけの直径Ｄを用いて、度数分布（見かけの直径Ｄと頻度Ｉとの関係を示す図）が作成される。

図６には、そのような度数分布の一例を模式的に示す。図６に示すように、通常の場合、見かけの直径Ｄの度数分布は、分布曲線Ｑに近似できる。分布曲線Ｑは、正規分布となる場合が多い。

次に、分布曲線Ｑにおいて、頻度Ｉが所定の割合となる位置（Ｉ_ｓ）に水平直線Ｌ１を引く。水平直線Ｌ１を引く位置、すなわち頻度Ｉ_ｓの値は、過去に取得されたクラックの発生頻度、および／または経験などに応じて、適切に設定することができる。

通常の場合、Ｉ_ｓの値は、頻度Ｉの最大値Ｉ_ｍａｘの０．０１％〜０．１％の範囲から選定される。例えば、クラックの発生頻度が比較的低い状況下では、頻度Ｉが最大値Ｉ_ｍａｘの０．０１となる位置（Ｉ_ｓ＝Ｉ_{０．０１％}）に、水平直線Ｌ１を引いてもよい。また、クラックの発生頻度が比較的高い状況下では、例えば、頻度Ｉが最大値Ｉ_ｍａｘの０．１％となる位置（Ｉ_ｓ＝Ｉ_０．１％）に、水平直線Ｌ１を引いてもよい。あるいは、クラックの発生頻度がそれらの中間の状況にある場合、例えば、頻度Ｉが最大値Ｉ_ｍａｘの０．０５％となる位置（Ｉ_ｓ＝Ｉ_{０．０５％}）に、水平直線Ｌ１を引いてもよい。

図６に示すように、水平直線Ｌ１は、分布曲線Ｑと２点Ａ、Ｂで交わる。２つの交点Ａ、Ｂのうち、より右側にある交点Ｂにおける見かけの直径Ｄの値を閾値Ｄ_ｔとする。

本願発明者らによれば、このような操作によって得られた閾値Ｄ_ｔは、クラックを含む貫通孔が含まれ得る領域（図６の斜線で示した領域）と、その他の領域との境界を表す指標として使用できることが確認されている。

ここで、分布曲線の形状によっては、水平直線Ｌ１が分布曲線と３点以上で交わる場合がある。

図７には、そのような分布曲線Ｑ'の一例を概略的に示す。

図７に示す例では、分布曲線Ｑ'に対して、頻度Ｉが所定の割合となる位置（Ｉ_ｓ）に水平直線Ｌ２を引いた場合、水平直線Ｌ２は、分布曲線Ｑ'とＡ、Ｂ、ＣおよびＤの４点で交わる。

このような場合は、最大値Ｉ_ｍａｘが得られる見かけの直径Ｄ（最頻値Ｄ_ｐ）よりも大きく、最頻値Ｄ_ｐに最も接近する交点Ｂにおける見かけの直径Ｄの値が、閾値Ｄ_ｔとして定められればよい。

（ステップＳ１５０）
次に、見かけの直径Ｄが閾値Ｄ_ｔ以上である各貫通孔を検査対象貫通孔として選定し（図６および図７の斜線部参照）、該検査対象貫通孔においてクラックの有無が評価される。

前述のように、閾値Ｄ_ｔは、クラックを含む貫通孔が含まれ得る領域と、その他の領域との境界を表す指標として使用できる。従って、見かけの直径Ｄが閾値Ｄ_ｔ以上である各貫通孔のみを評価対象としてクラックの有無を検査すれば、実質的に全ての貫通孔について、クラックの検査を実施した場合と同等の結果が得られる。

従って、第１の検査方法では、従来のように貫通孔の全数を検査する必要がなくなり、検査の効率を高めることが可能となる。

なお、前述のように、各貫通孔に対して、貫通孔番号、貫通孔の位置情報、貫通孔画像、および／または見かけの直径Ｄの値などの情報を、関連付けて保管しておくことが好ましい。この場合、検査対象貫通孔の検査を行う際に、貫通孔番号および／または位置情報に基づいて、検査対象貫通孔の貫通孔画像を容易に抽出することが可能となる。また、これにより、多数の貫通孔画像１２５の中から、検査の対象となる貫通孔画像を探し出す作業を省略することが可能となり、検査の効率がさらに向上する。

（本発明による検査方法を実施する際に使用され得る装置について）
次に、図８を参照して、前述のような第１の検査方法を実施する際に使用され得る装置の一例について説明する。

図８には、第１の検査方法を実施する際に使用され得る装置（以下、「第１の装置」と称する）の一構成例を模式的に示す。

図８に示すように、第１の装置７００は、透明ステージ７５０、光源７５５、および撮像装置７６０を有する。

透明ステージ７５０は、上部に被検査対象となるガラス基板７１０を支持する役割を有する。透明ステージ７５０は、透明である限り、いかなる材料で構成されてもよい。また、透明ステージ７５０は、撮像装置７６０に対して、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の少なくとも１方向に移動可能であってもよい。

光源７５５は、透明ステージ７５０のガラス基板７１０が配置される側とは反対の側に設置される。光源７５５は、透明ステージ７５０に向かって光７５７を照射する役割を有する。光源７５５は、例えば、白色蛍光灯であってもよい。

撮像装置７６０は、透明ステージ７５０およびガラス基板７１０を透過した光源７５５からの光７５７を受光するとともに、ガラス基板７１０に形成された貫通孔の画像を撮影する役割を有する。

撮像装置７６０は、例えばＣＣＤカメラを有してもよい。

撮像装置７６０は、ガラス基板７１０に対して、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の少なくとも１方向に移動可能であってもよい。

このような第１の装置７００を用いて、貫通孔を検査する場合、まず、透明ステージ７５０上にガラス基板７１０が配置される。

ガラス基板７１０は、実質的に第１の表面７１２から第２の表面７１４に向かって最大寸法が小さくなる貫通孔を有する。換言すれば、貫通孔は、ガラス基板７１０の第１の表面７１２に形成された第１の開口から、ガラス基板７１０の第２の表面７１４に形成された第２の開口に向かって、最大寸法が実質的に小さくなるテーパ形状を有する。

ガラス基板７１０は、第２の表面７１４が透明ステージ７５０の側となるように、透明ステージ７５０上に配置される。その後、透明ステージ７５０等を移動させることにより、ガラス基板７１０と光源７５５および撮像装置７６０との相対位置が調節される。

次に、光源７５５からガラス基板７１０に向かって、光７５７が照射される。この光７５７は、透明ステージ７５０およびガラス基板７１０を透過して、撮像装置７６０に入射される。

次に、撮像装置７６０を用いて、ガラス基板７１０内の各貫通孔の貫通孔画像が撮影される。この際には、一つの貫通孔の貫通孔画像の撮影が完了する度に、次の対象となる貫通孔の貫通孔画像の撮影のため、透明ステージ７５０および／または撮像装置７６０が動かされる。

なお、貫通孔画像は、前述のように、略ドーナツ状の陰影を有する。

次に、取得された各貫通孔画像を用いて、各貫通孔の見かけの直径Ｄが算出される。見かけの直径Ｄは、前述の「重心法」のような方法で算出されてもよい。

次に、見かけの直径Ｄの度数分布が作成される。また、前述のような方法で、閾値Ｄ_ｔが求められる。

次に、全ての貫通孔の中から、直径Ｄが閾値Ｄ_ｔ以上である貫通孔が検査対象貫通孔として選定される。そして、検査対象貫通孔の貫通孔のそれぞれに対して、クラックの有無が評価される。

なお、前述のように、各貫通孔に対して、貫通孔番号、貫通孔の位置情報、貫通孔画像、および／または見かけの直径Ｄの値などの情報を、関連付けて保管しておくことが好ましい。この場合、検査対象貫通孔の検査を行う際に、貫通孔番号および／または位置情報に基づいて、検査対象貫通孔の貫通孔画像を容易に抽出することが可能となる。また、これにより、多数の貫通孔画像１２５の中から、検査の対象となる貫通孔画像を探し出す作業を省略することが可能となり、検査の効率がさらに向上する。

以上、図８を参照して、前述の第１の検査方法を実施する際に使用することが可能な第１の装置７００について説明した。ただし、第１の装置７００は、単なる一例に過ぎず、その他の装置を使用して、第１の検査方法を実施してもよい。

例えば、第１の装置７００において、光源７５５は、ガラス基板７１０の撮像装置７６０の側とは反対の側に配置されている。これとは異なり、例えば、光源７５５は、ガラス基板７１０の撮像装置７６０の側と同じ側に配置されてもよい。この場合、透明ステージ７５０の代わりに反射性ステージを使用することにより、光源７５５からの光を撮像装置７６０の方に反射させることができる。

その他の構成を有する装置を使用して、前述の第１の検査方法を実施してもよい。

次に、本発明の実施例について説明する。

ガラス基板にレーザ光照射により複数の貫通孔を形成し、前述の第１の検査方法により、貫通孔のクラックを評価した。

ガラス基板には、厚さが０．３ｍｍの無アルカリガラスを使用した。また、レーザ光源には、波長９．３μｍのＣＯ_２レーザ（５０Ｗ）を使用した。ガラス基板上のレーザ光の照射領域におけるスポット直径は、約７０μｍを目標とした。

これにより、ガラス基板には、第１の開口から第２の開口に向かって実質的に直径が減少する略テーパ形状の貫通孔が形成された。貫通孔の第１の開口の直径は、約７０μｍを目標とし、貫通孔の第２の開口の直径は、約５０μｍを目標とした。

貫通孔の数は、約３万個とした。

加工後のガラス基板を用いて、前述の第１の検査方法を実施した。

前述の図３には、一例として、３つの貫通孔におけるそれぞれの貫通孔画像を示す。

また、図９には、図３に示した貫通孔画像１２５ａ〜１２５ｃの２値化像を示す。図９（ａ）は、図３（ａ）の貫通孔画像１２５ａの２値化像に対応し、図９（ｂ）は、図３（ｂ）の貫通孔画像１２５ｂの２値化像に対応し、図９（ｃ）は、図３（ｃ）の貫通孔画像１２５ｃの２値化像に対応している。

各２値化像において、第１の輪郭線（外側の輪郭線）を構成する第１の輪郭点の数は、約１００個であり、第２の輪郭線（内側の輪郭線）を構成する第２の輪郭点の数は、約５０個である。

次に、各貫通孔に対して得られた２値化像を用いて、前述の「重心法」により、見かけの直径Ｄを算出した。なお、本実施例では、各貫通孔を、貫通孔番号、貫通孔画像、および見かけの直径Ｄの各情報と関連付け、データベースとして保管した。

次に、得られた見かけの直径Ｄを用いて度数分布を作成した。図１０には、得られた度数分布を示す。

図１０に示すように、見かけの直径Ｄの度数分布は、実質的に正規分布挙動を示した。なお、最大頻度Ｉ_ｍａｘは、１１２６６個であった。また、頻度が最大頻度Ｉ_ｍａｘとなる位置での見かけの直径Ｄの値、すなわち最頻値Ｄ_ｐは、約７２μｍであった。

次に、図１０に示した度数分布において、Ｉ_ｓ＝Ｉ_ｍａｘ×０．０３％（≒３．４個）として、水平直線Ｌ３を引き、閾値Ｄ_ｔを算定した。

図１１には、図１０に示した度数分布の拡大図に水平直線Ｌ３を描いた状態を示す。図１１に示すように、水平直線Ｌ３と度数分布の交点Ｂから、閾値Ｄ_ｔ＝約７５μｍが得られた。

そこで次に、見かけの直径Ｄが７５μｍ以上の貫通孔を検査対象貫通孔として抽出した。なお、前述のように、各貫通孔に対する貫通孔番号、貫通孔画像、および見かけの直径Ｄの情報は、データベース化されている。このため、データベースを使用して、（「見かけの直径Ｄが７５μｍ以上の貫通孔」として）検索を行うことにより、７５μｍ以上の見かけの直径Ｄを有する貫通孔を、容易に抽出することができた。抽出された検査対象貫通孔の数は、約３９個であった。

次に、検査対象貫通孔のそれぞれについて、貫通孔画像を観察し、クラックの有無を評価した。この際にも、データベースを使用することにより、検査対象貫通孔の貫通孔画像を容易に抽出することができた。このため、検査対象貫通孔の貫通孔画像を、効率的に評価することができた。

検査対象貫通孔の貫通孔画像の評価の結果、いくつかの検査対象貫通孔において、クラックが認められた。

表１には、評価結果をまとめて示す。

表１において、上段には、７５μｍ以上の見かけの直径Ｄの値、中断には、上段の見かけの直径Ｄを有する貫通孔の存在数、下段には、そのうちのクラックを有する貫通孔の数、がそれぞれ示されている。なお、見かけの直径Ｄの欄において、検査対象貫通孔が存在しない領域は、省略されている。

表１に示すように、合計９個の検査対象貫通孔において、クラックが認められた。なお、検査対象貫通孔のうち、見かけの直径Ｄが９７μｍ〜１３８μｍの範囲にある貫通孔には、クラックは認められなかった。その代わり、これらの貫通孔では、開口の近傍に異物が付着していることが認められた。従って、これらの貫通孔における見かけの直径Ｄが最頻値Ｄ_ｐ（＝７２μｍ）から大きく逸脱したのは、異物の影響を受けたためであると予想される。

次に、確認のため、見かけの直径Ｄが７４μｍ以下の貫通孔についても、それぞれの貫通孔画像を観察し、クラックの有無を評価した。その結果、見かけの直径Ｄが７４μｍ以下の領域では、クラックを有する貫通孔は、認められなかった。

このように、閾値Ｄ_ｔを用いて抽出された検査対象貫通孔を評価することにより、クラックの検査が可能であることが確認された。

（確認試験）
前述のような「重心法」で得られた貫通孔の見かけの直径Ｄの妥当性を確認するため、以下の確認試験を実施した。

レーザ光照射により、ガラス基板に複数の貫通孔を形成した。貫通孔の数は、１００個とし、各貫通孔は、目標として、いずれも直径が等しくなるように形成した。また、同様の方法により、それぞれ１００個の貫通孔を有するガラス基板を、合計１２枚準備した。

次に、１枚のガラス基板について、１００個の貫通孔の第１の開口（直径が大きい方の開口）の寸法を、レーザ顕微鏡により測定し、第１の開口の平均寸法（以下、「第１の開口の実測平均値Ｐ_ａｖｅ」という）を求めた。同様の測定を、１２枚のガラス基板の全てにおいて実施した。なお、いずれの貫通孔においても、クラック等の欠陥は、認められなかった。

次に、１枚のガラス基板の１００個の貫通孔について、前述の「重心法」により、見かけの直径Ｄを算出した。また、得られた結果を平均し、「見かけの平均直径Ｄ_ａｖｅ」を求めた。同様の測定を、１２枚のガラス基板の全てにおいて実施した。

このようにして算出された「第１の開口の実測平均値Ｐ_ａｖｅ」と、「見かけの平均直径Ｄ_ａｖｅ」の相関を調べた。

結果を図１２に示す。図１２において、横軸は、第１の開口の実測平均値Ｐ_ａｖｅを示しており、縦軸は、見かけの平均直径Ｄ_ａｖｅを示している。

図１２から、両者の間には、良好な正の相関が得られていることがわかる。特に、両者の相関は、ほぼｙ＝ｘの直線で近似できることから、重心法により得られた見かけの直径Ｄは、実際の貫通孔の第１の開口の寸法とほぼ対応していることが確認された。

本発明は、レーザ光照射によりガラス基板に貫通孔を形成する方法等に利用できる。

１１０ ガラス基板
１１２ 第１の表面
１１４ 第２の表面
１２０（１２０ａ〜１２０ｃ） 貫通孔
１２１ クラック
１２２ 第１の開口
１２４ 第２の開口
１２５（１２５ａ〜１２５ｃ） 貫通孔画像
１２７ 外周部分
１２９ 内周部分
１３０ ２値化像
１３２ 第１の輪郭線
１３３ 第１の輪郭点
１３５ 第２の輪郭線
１３６ 第２の輪郭点
７００ 第１の装置
７１０ ガラス基板
７１２ 第１の表面
７１４ 第２の表面
７５０ 透明ステージ
７５５ 光源
７５７ 光
７６０ 撮像装置

Claims (7)

1. ガラス基板に形成された複数の貫通孔を検査する方法であって、
   （ｉ）被検査対象となるガラス基板を準備するステップであって、前記ガラス基板は、貫通孔を有し、該貫通孔は、より寸法の大きな第１の開口からより寸法の小さな第２の開口に沿って、略テーパ形状を有するステップと、
   （ｉｉ）前記ガラス基板の各貫通孔の画像を取得するステップと、
   （ｉｉｉ）前記画像から、各貫通孔の見かけの直径Ｄを算出するステップと、
   （ｉｖ）前記見かけの直径Ｄと頻度Ｉの関係を示す度数分布を作成し、該度数分布の上に、所定の頻度Ｉ_ｓを表す水平直線Ｌ１を引き、該水平直線Ｌ１と前記度数分布との交点のうち、最大頻度Ｉ_ｍａｘが得られる最頻値Ｄ_ｐよりも大きく最頻値Ｄ_ｐに最も近い前記直径Ｄを、閾値Ｄ_ｔとして求めるステップであって、前記所定の頻度Ｉ_ｓは、最大頻度Ｉ_ｍａｘの０．０１％〜０．１％の範囲から選定されるステップと、
   （ｖ）前記直径Ｄが前記閾値Ｄ_ｔ以上である各貫通孔を検査対象貫通孔として選定し、該検査対象貫通孔においてクラックの有無を評価するステップと、
   を有する方法。
2. 前記（ｉｉ）のステップにおいて、各貫通孔の画像は、前記第１の開口の側から取得される、請求項１に記載の方法。
3. 前記（ｉｉｉ）のステップは、
   （ａ）前記（ｉｉ）のステップで得られた各貫通孔の前記画像から、２値化画像を取得するステップと、
   （ｂ）前記２値化画像から各貫通孔の見かけの直径Ｄを算出するステップと、
   を有する、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記２値化画像は、第１の輪郭点の集合で構成された第１の輪郭線と、第２の輪郭点の集合で構成された第２の輪郭点とを有し、前記第１の輪郭線は、前記第２の輪郭点を取り囲み、
   前記（ｂ）のステップは、
   （ｃ）前記２値化画像において、前記第１の輪郭線で定められた領域の重心Ｇを算出するステップと、
   （ｄ）前記重心Ｇから前記第１の輪郭線を構成する各第１の輪郭点までの距離ｒを平均して、平均値ｒ_ａｖｅを取得するステップと、
   （ｅ）以下の式
   
   Ｄ＝ｒ_ａｖｅ×２
   
   から、前記見かけの直径Ｄを算出するステップと、
   を有する、請求項３に記載の方法。
5. 前記（ｖ）のステップでは、前記検査対象貫通孔のそれぞれに対応する前記画像を観察することにより、前記検査対象貫通孔のクラックの有無が評価される、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の方法。
6. さらに、前記（ｖ）のステップの前に、
   （ｖｉ）各貫通孔を、前記（ｉｉ）のステップで取得された前記画像、および前記（ｉｉｉ）のステップで取得された前記見かけの直径Ｄと関連付けるステップ
   を有し、
   前記（ｖ）のステップでは、前記見かけの直径Ｄを用いた検索により、各検査対象貫通孔の該当する前記画像が抽出される、請求項１乃至５のいずれか一つに記載の方法。
7. 前記貫通孔は、レーザ加工によって形成される、請求項１乃至６のいずれか一つに記載の方法。