JPH10160680A - Flaw detection device for measuring transparent substrate - Google Patents

Flaw detection device for measuring transparent substrate

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JPH10160680A
JPH10160680A JP31753796A JP31753796A JPH10160680A JP H10160680 A JPH10160680 A JP H10160680A JP 31753796 A JP31753796 A JP 31753796A JP 31753796 A JP31753796 A JP 31753796A JP H10160680 A JPH10160680 A JP H10160680A
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crystal blank
blank
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily mount a crystal blank at a fixed position on a substrate mount stage, at placement of the crystal blank, and to easily release it from the substrate mount stage at picking up for transportation. SOLUTION: Relating to flaw inspection of a crystal blank 1, the crystal blank 1 is transported with a transportation robot arm 22 to a substrate mount stage 2 for optical inspection. On a mount surface of the substrate stage 2, flaws are generated with polishing particles of size of #800-1500, and then treated with hydrofluoric acid for forming a smooth rough 3. Thereby, the crystal blank 1 does not slide on the substrate mount stage 2 at mount, with tight- contact to the substrate mount stage 2 thereafter.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は水晶ブランクなどの
被測定透明基板を基板載置台上に載せて光学的に傷を検
査する被測定透明基板の傷検査装置に係り、特に基板載
置台に対する被測定透明基板の搬送性の改善を図った傷
検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for inspecting a transparent substrate to be measured, such as a quartz crystal blank, which is placed on a substrate mounting table and optically inspects for flaws. The present invention relates to a flaw inspection device that improves the transportability of a measurement transparent substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】水晶振動子は水晶ブランクから形成する
が、水晶ブランクにわずかな傷があっても、水晶振動子
は不良品となってしまうので、水晶ブランクの傷検出は
非常に重要である。
2. Description of the Related Art A quartz resonator is formed from a quartz blank. However, even if there is a slight flaw in the quartz blank, the quartz resonator becomes defective, and therefore, the detection of a scratch on the quartz blank is very important. .

【0003】これまで水晶ブランクの傷は人間が目視検
査していたが、目視に頼っていたため、数十μm以下の
傷(欠陥)を検出することは非常に難しかった。また作
業が長時間継続して行われるため、作業者の疲労も激し
く、その結果、安定した検査結果を得ることができず、
2人、3人で重複して検査を行うという状態であった。
このため画像処理による傷検査装置が要請されていた。
Hitherto, humans have inspected the scratches on the quartz blank visually, but since it relies on visual inspection, it has been very difficult to detect scratches (defects) of several tens of μm or less. In addition, since the work is performed continuously for a long time, the fatigue of the worker is also severe, and as a result, a stable inspection result cannot be obtained,
It was a state where two people and three people performed the test in duplicate.
Therefore, a flaw inspection device using image processing has been demanded.

【0004】画像処理による従来の傷検査装置として
は、例えば特開平7−103905号公報(以下、単に
公報という)に記載されたものがある。
[0004] As a conventional flaw inspection apparatus by image processing, for example, there is one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-103905 (hereinafter simply referred to as "publication").

【0005】これは、図4に示すように、互いに90°
異なった位置に照明41〜43を配置して3方向から水
晶ブランクなどの被検査物40に光を照射するととも
に、各照明の間にCCDカメラ44〜45を配置する。
これらのCCDカメラ44〜45及び照明41〜43は
被検査物40の水平面に対して45°の角度をもった位
置に配置する。傷を検査するにはカメラ2台中の1台と
照明3台中の1台を同時にオンとし、他はオフとする。
このオン、オフの組合わせを4通り行って、4つの画像
をカメラ44〜45で撮像して360°の検出範囲をカ
バーする。各画像に対して画像入力手段46に記憶し、
これら全ての画像信号それぞれについて特徴抽出手段4
7、良否判定手段48を介して判定を行い、亀裂方向に
依存しない傷等の欠陥を検出する。
[0005] As shown in FIG.
Lights 41 to 43 are arranged at different positions to irradiate the inspection object 40 such as a quartz blank from three directions, and CCD cameras 44 to 45 are arranged between the illuminations.
The CCD cameras 44 to 45 and the illuminations 41 to 43 are arranged at positions at an angle of 45 ° with respect to the horizontal plane of the inspection object 40. To inspect for flaws, one out of two cameras and one out of three lights are turned on simultaneously and the others are turned off.
The four combinations of ON and OFF are performed, and four images are captured by the cameras 44 to 45 to cover the detection range of 360 °. Each image is stored in the image input means 46,
The feature extraction means 4 for each of these image signals
7. Judgment is made via the pass / fail judgment means 48 to detect a defect such as a scratch which does not depend on the crack direction.

【0006】しかしながら上述した従来技術には、次の
ような問題点があった。
However, the above-mentioned prior art has the following problems.

【0007】複数台の照明やカメラを使って斜め方向
から照射、撮像するため、ピント合せや、光の条件設定
を全ての像に対して同一水準とすることができず、正確
な検出ができない。
[0007] Since irradiation and imaging are performed from a diagonal direction using a plurality of illuminations and cameras, focusing and setting of light conditions cannot be set to the same level for all images, and accurate detection cannot be performed. .

【0008】カメラを斜め方向に設置するため、像が
楕円形となり、正確な寸法、計測ができない。正確に寸
法、計測するためには、複雑な補正処理が必要となる。
[0008] Since the camera is installed obliquely, the image becomes elliptical, and accurate measurements and measurements cannot be made. In order to accurately measure and measure dimensions, complicated correction processing is required.

【0009】カメラと照明を切替えるため、その制御
が複雑となってしまう。また、1個の被検査物を検査す
るのに、多数の画像が必要となり、検出のアルゴリズム
も複雑となり、画像処理速度を速くすることができな
い。
[0009] Since the camera and the illumination are switched, the control is complicated. In addition, a large number of images are required to inspect one inspection object, the detection algorithm is complicated, and the image processing speed cannot be increased.

【0010】カメラ及び照明ともに水平面に対して4
5°の角度をもった位置に配置しているので、被検査物
を置く載置台の下地模様が入力されるおそれがある。載
置台の下地模様が入力されると、傷や欠陥の像に対する
SN比が悪くなり、検出が困難になる可能性がある。
[0010] Both the camera and the lighting are 4
Since it is arranged at a position having an angle of 5 °, there is a possibility that the base pattern of the mounting table on which the inspection object is placed may be input. When the base pattern of the mounting table is input, the S / N ratio of the image of the scratch or the defect becomes worse, and there is a possibility that the detection becomes difficult.

【0011】そこで、これらの問題点を解決するため
に、水晶ブランクなどの被検査物の側面全周方向から被
検査物面に対して±30°の範囲内の照射角度で散乱光
を照射し、被検査物面の真上から撮像する傷検査装置が
検討されている。これによれば、光は被検査物の側面全
周方向から照射され、しかもその光は散乱光となってい
るので、傷またはエッジで反射される反射光が強調さ
れ、傷またはエッジのみが画像上に明瞭に浮かび上が
る。被測定物の表裏面から照射しないので、被検査物を
単に通過したり表面で反射してしまうような光は撮像さ
れず、そのため被検査物の全体像は影となり写らない。
撮像される光は被検査物に存在する傷か被検査物の側面
(エッジ)によって反射される反射光のみとなる。この
反射光を画像処理することにより、傷を容易に検査する
ことができる。
Therefore, in order to solve these problems, scattered light is irradiated at an irradiation angle within a range of ± 30 ° from the entire circumferential direction of the side surface of the inspection object such as a quartz blank to the inspection object surface. In addition, a flaw inspection apparatus that captures an image from directly above a surface of an object to be inspected has been studied. According to this, light is emitted from all around the side surface of the object to be inspected, and since the light is scattered light, the reflected light reflected at the scratch or edge is emphasized, and only the scratch or edge is imaged. Emerge clearly above. Since the light is not radiated from the front and back surfaces of the object to be measured, light that simply passes through the object to be inspected or is reflected on the surface is not imaged, so that the entire image of the object to be inspected does not appear as a shadow.
The light to be imaged is only a scratch existing on the inspection object or reflected light reflected by a side surface (edge) of the inspection object. By performing image processing on the reflected light, flaws can be easily inspected.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、水晶ブラン
クは傷があると使えないため、抜き取り検査ではなく、
全数検査が要求される。近年の水晶ブランクの急激な需
要増からみて、上記の検討されている傷検査装置におい
て自動化及び高速化は必須である。この場合、水晶ブラ
ンクの基板載置台に対する搬送がボトルネックになる。
水晶ブランク及び基板載置台はともに鏡面仕上げされて
いるため、載置時に水晶ブランクと基板載置台間に単一
の空気層が形成されて水晶ブランクが基板載置台上を滑
動したり、載置後に空気層が排除されて基板載置台に密
着することがあるからである。
However, since a quartz blank cannot be used if it has scratches, it is not a sampling test,
100% inspection is required. In view of the rapid increase in demand for crystal blanks in recent years, automation and speeding-up are indispensable in the flaw inspection apparatus studied above. In this case, transport of the crystal blank to the substrate mounting table becomes a bottleneck.
Since both the crystal blank and the substrate mounting table are mirror-finished, a single air layer is formed between the crystal blank and the substrate mounting table during mounting, and the crystal blank slides on the substrate mounting table or This is because the air layer is removed and may be in close contact with the substrate mounting table.

【0013】そこで、水晶ブランクが滑らず、密着しな
いように基板載置台の載置面を研磨擦り等により粗面化
して表面に凹凸を付けることも検討されている。しか
し、載置台の載置面の粗面化度については、いまだ十分
な検討がなされていない。このため載置台に単に凹凸を
付けても、自動化装置の搬送ロボットアームで搬送して
きた被測定透明基板を基板載置台に載置する時に被測定
透明基板が基板載置台上を滑ったりして、載置位置が一
定せず不安定になり、精密測定ができなかった。また、
載置後は基板載置台と密着してしまって、検査後の搬送
ロボットアームによるピックアップがうまくゆかないこ
とがあり、検査の高速化、自動化に障害があった。この
現象は被測定透明基板が厚さが30μm〜500μmで
辺または径の長さが3mm〜50mmの水晶ブランクで
ある場合に顕著である。
Therefore, it has been studied to roughen the mounting surface of the substrate mounting table by polishing or the like so that the quartz crystal blank does not slip and does not adhere to the surface so that the surface is uneven. However, the degree of surface roughening of the mounting surface of the mounting table has not yet been sufficiently studied. For this reason, even if the mounting table is simply provided with irregularities, the transparent substrate to be measured slides on the substrate mounting table when the transparent substrate to be measured transferred by the transfer robot arm of the automation device is mounted on the substrate mounting table. The mounting position was unstable and unstable, and precise measurement could not be performed. Also,
After the placement, the transfer robot arm comes into close contact with the substrate mounting table, and the pick-up by the transfer robot arm after the inspection may not work well. This phenomenon is remarkable when the transparent substrate to be measured is a quartz blank having a thickness of 30 μm to 500 μm and a side or diameter of 3 mm to 50 mm.

【0014】本発明の目的は、被測定透明基板を基板載
置台に搬送して被測定透明基板の傷を検査する装置にお
いて、上述した従来技術の問題点を解消して、基板載置
台に対する被測定透明基板の搬送性の改善を図った傷検
査装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an apparatus for inspecting a transparent substrate to be measured for flaws by transporting the transparent substrate to be measured to a substrate mounting table. An object of the present invention is to provide a flaw inspection apparatus which improves the transportability of a measurement transparent substrate.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、搬送ロボット
によって基板載置台に被測定透明基板を搬送して傷を光
学的に検査し、検査後再度搬送ロボットによって搬送さ
れる被測定透明基板の傷検査装置において、上記基板載
置台の載置面に800〜1500番の粒径の研磨粒子で
傷を付け、酸で処理して滑らかな凹凸を形成したもので
ある。
According to the present invention, a transparent robot is transported to a substrate mounting table by a transport robot to optically inspect the scratches, and after the inspection, the transparent substrate to be transported again by the transport robot is inspected. In the flaw inspection device, the mounting surface of the substrate mounting table is scratched with abrasive particles having a particle size of 800 to 1500 and processed with acid to form smooth unevenness.

【0016】基板載置台の載置面に凹凸を設けたことに
より、被測定透明基板との間に空気の出入りが自由な不
連続の空気層が形成されるので、搬送してきた被測定透
明基板を基板載置台に載置するだけで、滑動することな
く、搬送ロボットの精度に応じた位置決めが行なわれ
る。載置後も空気層が確保されるので、被測定透明基板
が基板載置台に密着することがない。ピックアップ時
は、基板載置台と被測定透明基板間に外部から空気が導
入されるので、被測定透明基板を基板載置台から容易に
離脱させることができる。
Since the uneven surface is provided on the mounting surface of the substrate mounting table, a discontinuous air layer is formed between the transparent substrate and the transparent substrate, so that air can freely flow in and out of the substrate. By simply mounting the substrate on the substrate mounting table, positioning according to the accuracy of the transfer robot is performed without sliding. Since the air layer is maintained even after the mounting, the transparent substrate to be measured does not adhere to the substrate mounting table. At the time of pickup, air is introduced from the outside between the substrate mounting table and the transparent substrate to be measured, so that the transparent substrate to be measured can be easily separated from the substrate mounting table.

【0017】また凹凸を滑らかにしたので、被測定透明
基板の硬度が基板載置台よりも大きい場合でも、被測定
透明基板によって表面を傷つけられることがない。所望
の凹凸を形成するには、研磨粒子で傷を付けた後に酸で
処理する。この場合、研磨粒子の粒径は800〜150
0番がよい。研磨粒子の粒径が800よりも小さいと凹
凸面が鋭利になるため検査時に傷と判定してしまうおそ
れがあり、1500番よりも大きいと凹凸がなくなって
滑りや密着が生じやすくなるからである。
Further, since the unevenness is smoothed, even when the hardness of the transparent substrate to be measured is higher than that of the substrate mounting table, the surface is not damaged by the transparent substrate to be measured. To form the desired irregularities, the surface is scratched with abrasive particles and then treated with an acid. In this case, the particle size of the abrasive particles is 800 to 150.
0 is good. If the particle size of the abrasive particles is smaller than 800, the uneven surface becomes sharp and thus may be judged as a scratch at the time of inspection. If the particle size is larger than 1500, the unevenness disappears and slip and adhesion are likely to occur. .

【0018】特に、被測定透明基板が水晶ブランクであ
る場合に、透明の基板載置台を硬質の石英ガラスで構成
すると、基板載置台が基板で傷つけられにくくなり、取
り扱いが容易になる。
In particular, when the transparent substrate to be measured is a quartz crystal blank, if the transparent substrate mounting table is made of hard quartz glass, the substrate mounting table is hardly damaged by the substrate, and the handling becomes easy.

【0019】本発明の被検査透明基板には、水晶振動子
やフィルタ用の水晶ブランクの他に、ビデオカメラやD
VD用の水晶レンズなどが含まれる。
The transparent substrate to be inspected of the present invention includes a video camera and a D
A VD crystal lens or the like is included.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下に本発明の被測定透明基板の
傷検査装置を、水晶振動子用の水晶ブランクに適用した
実施の形態を図面を用いて説明する。図1は装置の概念
図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which a flaw inspection apparatus for a transparent substrate to be measured according to the present invention is applied to a quartz blank for a quartz oscillator will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram of the device.

【0021】図1において、1は鏡面仕上された短冊状
の水晶ブランクであり、通常、長辺が3mm〜50m
m、厚さ30μm〜500μm程度の大きさをもつ。水
晶ブランク1の形状は短冊形に限られず、円形その他の
形状のものもある。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a mirror-finished strip-shaped quartz blank, usually having a long side of 3 mm to 50 m.
m and a thickness of about 30 μm to 500 μm. The shape of the crystal blank 1 is not limited to a strip shape, but may be a circle or another shape.

【0022】水晶ブランク1を載せる基板載置台2にも
鏡面仕上された石英ガラス板を用いる。載置台2に鏡面
仕上の石英ガラス板を用いるのは、SN比を高め検査精
度を上げるためである。硬質な石英ガラスを用いたの
は、水晶ブランク1によって傷が付かないようにするた
めである。水晶ブランク1の裏面は鏡面仕上のままであ
るが、水晶ブランク1の載置面となる表面には水晶ブラ
ンク1の滑動及び密着を回避するために滑らかな凹凸3
を付けてある。
A mirror-finished quartz glass plate is also used for the substrate mounting table 2 on which the crystal blank 1 is mounted. The reason why a mirror-finished quartz glass plate is used for the mounting table 2 is to increase the SN ratio and increase the inspection accuracy. The hard quartz glass was used to prevent the quartz blank 1 from scratching. The back surface of the quartz blank 1 remains mirror-finished, but the surface serving as the mounting surface of the quartz blank 1 has smooth irregularities 3 in order to avoid sliding and adhesion of the quartz blank 1.
Is attached.

【0023】水晶ブランク1の側面全周に向けて光を照
射するリングライト5は、載置台2の下側に配置する。
基板載置台2の下側にリングライト5を配置したのは、
水晶ブランク1を移動する際に障害物が上側に来ないよ
うにして、検査工程の自動化、量産化に対応させるため
である。
A ring light 5 for irradiating light toward the entire periphery of the side surface of the quartz blank 1 is disposed below the mounting table 2.
The reason why the ring light 5 is arranged below the substrate mounting table 2 is that
This is to prevent an obstacle from coming to the upper side when moving the crystal blank 1 and to cope with automation of the inspection process and mass production.

【0024】リングライト5は、通常、最も簡易かつ安
価な環状の蛍光灯を使用できる。リングライト5に蛍光
灯を使用する場合には、蛍光灯の発する光は既に散乱光
になっているので拡散板は4必須ではないが、より散乱
効果を高めるために、リングライト5の照射方向に、リ
ングライト5から水晶ブランク1に照射される光を拡散
させて散乱光を水晶ブランク1に照射するリング状の拡
散板4を配置するとよい。拡散板4には減光フィルタを
用いる。
As the ring light 5, a simple and inexpensive annular fluorescent lamp can usually be used. When a fluorescent lamp is used for the ring light 5, the light emitted from the fluorescent lamp is already scattered light, so the diffuser 4 is not essential, but in order to further enhance the scattering effect, in the irradiation direction of the ring light 5, It is preferable to dispose a ring-shaped diffusion plate 4 for diffusing light emitted from the ring light 5 to the crystal blank 1 and irradiating the crystal blank 1 with scattered light. A neutral density filter is used for the diffusion plate 4.

【0025】一般に、水晶ブランクは研磨により段階的
に透明度を上げていく。2000〜4000番ぐらいの
研磨粒子で研磨されて少し表面が曇り状態のときは、傷
がより浮びやすくなるように、拡散板4を用いて減光す
る。研磨粒子が4000〜以上の透明仕上げの状態では
逆に光を強くして傷を強調する。
In general, the crystal blank is gradually increased in transparency by polishing. When the surface is slightly clouded after being polished with abrasive particles of about 2000 to 4000, the light is reduced using the diffusion plate 4 so that the scratches are more easily floated. On the contrary, when the abrasive particles have a transparent finish of 4000 or more, the light is intensified to emphasize the scratches.

【0026】照射に寄与させたくないリングライト5の
一部を遮光する遮光板6をリングライト5の周囲に設
け、水晶ブランク1の表面に対して0°〜−30°の範
囲内の照射角度θで水晶ブランク1の側面全周方向から
光を照射できるようにする。照射角度は水晶ブランク1
の裏面側をマイナスとしている。
A light-shielding plate 6 for shielding a part of the ring light 5 that does not want to contribute to the irradiation is provided around the ring light 5 at an irradiation angle θ in the range of 0 ° to −30 ° with respect to the surface of the quartz blank 1. Light can be emitted from the entire circumferential direction of the side surface of the quartz blank 1. Irradiation angle is crystal blank 1
Is negative on the back side.

【0027】水晶ブランク1の表面に対して撮像方向が
垂直な真上位置に撮像手段11を配置する。撮像手段1
1は、例えばCCDカメラ13および顕微鏡12を用い
ることができ、水晶ブランク付近のみを視野に納めるよ
うに設定する。
The image pickup means 11 is arranged at a position directly above the surface of the crystal blank 1 in a direction perpendicular to the image pickup direction. Imaging means 1
1 is set so that, for example, a CCD camera 13 and a microscope 12 can be used, and only the vicinity of the crystal blank is included in the field of view.

【0028】撮像手段11およびリングライト5はそれ
ぞれ画像入力手段14によりコントロールされると共
に、撮像手段11によって撮像された画像信号は、画像
入力手段14、特徴抽出手段15を介して判定手段16
に入力される。撮像手段11は水晶ブランク付近のみを
視野に納めるため、視野の明度変化を高速に画像処理し
て検出できる。
The image pickup means 11 and the ring light 5 are respectively controlled by the image input means 14, and the image signals picked up by the image pickup means 11 are passed through the image input means 14 and the feature extraction means 15, and are judged by the judgment means 16.
Is input to Since the imaging means 11 only fits the vicinity of the crystal blank in the field of view, the change in the brightness of the field of view can be image-processed and detected at high speed.

【0029】水晶ブランク1は、バキュームチャック2
1で吸着されて搬送ロボットアーム22によって基板載
置台2に搬送され、傷検査後再度搬送ロボットアーム2
2によって搬送されるようになっている。
The crystal blank 1 is a vacuum chuck 2
1 and is transferred to the substrate mounting table 2 by the transfer robot arm 22 after the transfer robot arm 22 and inspected for flaws.
2 to be conveyed.

【0030】さて、上記のような構成において、バキュ
ームチャック21に吸着されて搬送ロボットアーム22
によって基板載置台2に搬送されてきた水晶ブランク1
は、基板載置台2の所定位置に載置される。このとき基
板載置台2の載置面が所定の粗さで凹凸状に形成されて
いるため、基板載置台上を滑ったりすることはなく、定
位置に正確に載置されるので、傷の精密測定が可能とな
る。
In the above-described configuration, the transfer robot arm 22 is attracted to the vacuum chuck 21 and sucked.
Crystal blank 1 transported to substrate mounting table 2 by
Is mounted at a predetermined position on the substrate mounting table 2. At this time, since the mounting surface of the substrate mounting table 2 is formed in an irregular shape with a predetermined roughness, it does not slip on the substrate mounting table and is accurately mounted at a fixed position. Precise measurement becomes possible.

【0031】基板載置台2の下側に配設したリングライ
ト5から水晶ブランク1に向けて散乱光を照射すると、
散乱光によって水晶ブランク1の側面全周が包み込まれ
るようになる。この場合、真上または真下方向から光を
照射してはならない。真上ないし真下から照射すると、
透過光または反射光により水晶ブランク1の像がCCD
カメラ13に写ってしまうからである。また、水晶ブラ
ンク1を支持する載置台2の下地模様が鮮明に写ってし
まい、水晶ブランク1に存在する傷(欠陥部)との判別
が困難となるからである。
When scattered light is emitted from the ring light 5 disposed below the substrate mounting table 2 toward the quartz blank 1,
The entire periphery of the side surface of the quartz blank 1 is wrapped by the scattered light. In this case, light should not be irradiated from directly above or directly below. When irradiated from directly above or below,
The image of quartz blank 1 is CCD by transmitted light or reflected light
This is because the image is reflected on the camera 13. In addition, the base pattern of the mounting table 2 supporting the crystal blank 1 is clearly seen, and it is difficult to determine a scratch (defect) existing in the crystal blank 1.

【0032】図2に示すように、水晶ブランク1に側面
全周から光を照射すると、水晶ブランク1の傷31ない
し欠陥部やエッジ加工部における反射光エネルギーが大
きくなる。これは、水晶ブランク1の周囲から照射され
る光の方向は、散乱により水平方向においては全方向に
なる。水晶ブランク1に欠陥が無ければ、光路が遮られ
ないので、散乱光は透過光となって通過してしまう。こ
れに対してエッジや傷31があると、そこに光が当た
り、反射光33になって強調される。
As shown in FIG. 2, when the crystal blank 1 is irradiated with light from the entire side surface, the reflected light energy at the scratches 31 or the defect portion or the edge processed portion of the crystal blank 1 increases. This is because the direction of light emitted from the periphery of the quartz blank 1 is omnidirectional in the horizontal direction due to scattering. If there is no defect in the crystal blank 1, the optical path is not blocked, and the scattered light passes through as transmitted light. On the other hand, if there is an edge or a flaw 31, the light hits there and becomes reflected light 33 and is emphasized.

【0033】散乱光32が傷31に当たると反射して水
晶ブランク1の表面に傷が現れる。傷31に対し全方位
から光32が照射されるので、傷31の反射光のエネル
ギーが強調され、上部より顕微鏡12やカメラ13で見
ると、傷31が鮮明に浮かんで見える。水晶の欠陥は、
あらゆる方向性をもっているので、一方向の光を照射し
た場合には、光に平行な傷は反射が起きず検出が困難で
あり、また三方向の光を照射した場合であっても、SN
比が悪いため、傷を精度よく検出することは困難であ
る。しかし、本実施の形態のように傷31に対して四
方、八方から光を集中的に当てて光の相乗効果を利用す
ることでSN比を格段と改善でき、小さな傷に対しても
精度よく検出することが可能になる。特に、人間の目で
は検出困難な傷(10μm以下)でも、相対的に光量を
強くすることで、検出が可能となる。
When the scattered light 32 hits the flaw 31, it is reflected and a flaw appears on the surface of the quartz blank 1. Since the light 31 is radiated from all directions to the flaw 31, the energy of the reflected light of the flaw 31 is emphasized, and when viewed from above with the microscope 12 or the camera 13, the flaw 31 appears clearly floating. Crystal defects are:
Since it has all directions, when irradiating light in one direction, it is difficult to detect a scratch parallel to the light without reflection, and even when it irradiates light in three directions,
Since the ratio is poor, it is difficult to detect a flaw accurately. However, as in the present embodiment, the SN ratio can be remarkably improved by intensively irradiating the light from all sides and all directions to the flaw 31 and utilizing the synergistic effect of the light, so that even a small flaw can be accurately detected. It becomes possible to detect. In particular, it is possible to detect even a flaw (10 μm or less) that is difficult to detect with human eyes by relatively increasing the light amount.

【0034】また、一度に水晶ブランク全体を視野にし
て撮像し、画像処理することができるので、小さな傷
(10μm以下)に対しても高速に検出することができ
る。例えば512×512の画像として処理した場合で
も、200ms以内の速度で検出可能であり、これは1
枚の水晶ブランクの中に傷が何個あっても同じである。
Further, since an image can be taken and image-processed with the whole crystal blank as a field of view at a time, even a small flaw (10 μm or less) can be detected at high speed. For example, even if the image is processed as a 512 × 512 image, it can be detected at a speed of 200 ms or less.
The same is true for any number of scratches in a single crystal blank.

【0035】また、10μm以下の小さい傷でも、光エ
ネルギーが大きく、安定して検出できるので、画像処理
にて自動化することが容易になる。
Further, even a small flaw of 10 μm or less has a large light energy and can be stably detected, so that it is easy to automate the image processing.

【0036】また、副次的効果として、水晶ブランクの
周面のエッジ加工精度が粗雑であればエッジ部での光の
反射が大きくなるが、逆に精度がよければ反射が小さく
なるため、水晶ブランクの加工精度の検査にも応用する
ことができる。また、エッジ加工面での反射を利用すれ
ば、水晶ブランクの形状や寸法測定にも応用することが
できる。
As a secondary effect, if the edge processing accuracy of the peripheral surface of the crystal blank is rough, the reflection of light at the edge portion increases. It can be applied to inspection of blank processing accuracy. Further, if the reflection on the edge processed surface is used, it can be applied to the measurement of the shape and dimensions of the quartz blank.

【0037】水晶ブランクの表面に対する光の照射角度
は0°〜−30°の範囲が好ましい。この範囲に限定し
たのは、照射角度が30°まではSN比が大きく傷31
を明瞭に判別できるが、それを越えると載置台の下地模
様が多く現れるようになるため判別が困難になり、45
°では傷31の画像は完全に下地模様に吸収されて傷3
1を検出できなくなるからである。
The light irradiation angle on the surface of the quartz blank is preferably in the range of 0 ° to -30 °. The reason for limiting to this range is that the S / N ratio is large until the irradiation angle is up to 30 °.
Can be clearly discriminated, but if it exceeds this, a large number of base patterns on the mounting table will appear, making the discrimination difficult.
In °, the image of the scratch 31 is completely absorbed by the underlying pattern, and the scratch 3
This is because 1 cannot be detected.

【0038】傷検査の終了した水晶ブランク1は、再び
バキュームチャック21に吸着されて搬送ロボットアー
ム22により次工程に搬送される。この際、基板載置台
2の載置面に所定の粗さの凹凸3が形成されているの
で、水晶ブランク1が基板載置台2に密着して離脱しな
くなるということがなく、円滑にピックアップでき、ス
ムーズな搬送が行なえる。
The crystal blank 1 having undergone the flaw inspection is again sucked by the vacuum chuck 21 and transported to the next step by the transport robot arm 22. At this time, since the unevenness 3 having a predetermined roughness is formed on the mounting surface of the substrate mounting table 2, the crystal blank 1 does not come into close contact with the substrate mounting table 2 and does not come off and can be picked up smoothly. , And smooth conveyance can be performed.

【0039】ところで、上述した上記基板載置台載置面
の凹凸3は図3に示すように形成する。厚さ1.5mm
の石英ガラス表面に800〜1500番の粒径の研磨粒
子を掛けて鋭利な凹凸3aを付けてすりガラス状にする
(図3(a) )。その上でフッ酸で処理して凹凸を滑らか
にする(図3(b) )。なお、通常のソーダガラスを用い
た場合は、硬い水晶に対抗できるように脱酸して硬度を
上げる。脱酸状態で透過度は60%以上となるようにす
る。なお、基板載置台の厚さは0.5mm〜3mm程度
が好ましい。0.5mm以下であると薄すぎて加工が困
難であり、3mm以上であると厚すぎて現実的でないか
らである。また、基板載置台に形成する凹凸を滑らかに
するのは次の理由による。
By the way, the above-mentioned irregularities 3 on the mounting surface of the substrate mounting table are formed as shown in FIG. 1.5mm thickness
Abrasive particles having a particle size of 800 to 1500 are applied to the surface of the quartz glass to form sharp irregularities 3a to form ground glass (FIG. 3 (a)). Then, it is treated with hydrofluoric acid to smooth the irregularities (FIG. 3 (b)). When ordinary soda glass is used, the hardness is increased by deoxidizing so as to be able to resist hard quartz. The transmittance is set to 60% or more in the deoxidized state. Note that the thickness of the substrate mounting table is preferably about 0.5 mm to 3 mm. If the thickness is 0.5 mm or less, it is too thin to work, and if it is 3 mm or more, it is too thick to be practical. The reason why the unevenness formed on the substrate mounting table is smoothed is as follows.

【0040】基板載置台2を通して水晶ブランクに光
を照射するが、凹凸が鋭利であると屈折の影響で散乱光
が不均一になる。
The crystal blank is irradiated with light through the substrate mounting table 2. If the unevenness is sharp, the scattered light becomes uneven due to the influence of refraction.

【0041】表面に付けた凹凸が鋭利だと、水晶ブラ
ンクの傷と見分けが付かなくなる。
If the unevenness on the surface is sharp, it cannot be distinguished from a scratch on the quartz blank.

【0042】水晶ブランク1は石英ガラスよりも硬い
ので、凹凸が鋭利だと石英ガラスに容易に傷を付けてし
まう。
Since the quartz blank 1 is harder than quartz glass, if the unevenness is sharp, the quartz glass is easily damaged.

【0043】以上述べたように本実施の形態では、基板
載置台の載置面に最適な粗さの凹凸を設けたので、水晶
ブランクとの間に滑動を誘起する空気層が形成されるこ
とがなく、水晶ブランクが基板載置台上を滑ることがな
くなる。このため、搬送ロボットアームを下降して吸着
を解除するだけで、基板載置台上の定位置に水晶ブラン
クを載置でき、正確な傷検査を行なえる。また、空気層
が完全に追い出されて水晶ブランク1が基板載置台2に
密着するということもない。したがって、検査後のピッ
クアップに失敗することがなくなり、バキュームチャッ
クによるハンドリングを高速で行うことができる。
As described above, in the present embodiment, since the unevenness having the optimum roughness is provided on the mounting surface of the substrate mounting table, an air layer which induces sliding is formed between the mounting surface and the quartz crystal blank. Therefore, the crystal blank does not slide on the substrate mounting table. Therefore, only by lowering the transfer robot arm to release the suction, the crystal blank can be placed at a fixed position on the substrate mounting table, and an accurate flaw inspection can be performed. Further, there is no possibility that the air layer is completely expelled and the crystal blank 1 comes into close contact with the substrate mounting table 2. Therefore, the pickup after the inspection does not fail, and handling by the vacuum chuck can be performed at high speed.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明によれば、透明の基板載置台の載
置面に、所定粗さの凹凸を設けたので、載置時、被測定
透明基板が基板載置台上を滑るようなことがなくなり、
基板載置台上の載置位置が安定する。また、基板載置台
と密着しないので、ピックアップ時、被測定透明基板を
スムーズに搬送できるので検査の高速化が図れる。
According to the present invention, irregularities having a predetermined roughness are provided on the mounting surface of the transparent substrate mounting table, so that the transparent substrate to be measured slides on the substrate mounting table during mounting. Disappears,
The mounting position on the substrate mounting table is stabilized. In addition, since the transparent substrate to be measured can be smoothly transported at the time of pickup since it does not adhere to the substrate mounting table, the inspection can be speeded up.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の被測定透明基板の傷検査装置の実施形
態による概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a flaw inspection apparatus for a transparent substrate to be measured according to the present invention.

【図2】水晶ブランクの側面全周に向けて光を照射した
ときに傷が浮び上がる原理を示した説明図であり、
(a)は平面図、(b)は側面図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing the principle that a flaw rises when light is irradiated toward the entire periphery of a side surface of a crystal blank;
(A) is a plan view and (b) is a side view.

【図3】基板載置台の載置面に凹凸を形成する工程図で
あり、(a)は砂掛け後、(b)はフッ酸処理後の状態
を示す図である。
3A and 3B are process diagrams for forming irregularities on a mounting surface of a substrate mounting table, wherein FIG. 3A shows a state after sanding and FIG. 3B shows a state after hydrofluoric acid treatment.

【図4】従来の被測定透明基板の傷検査装置の概略構成
図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a conventional inspection apparatus for a flaw of a transparent substrate to be measured.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 水晶ブランク(被測定透明基板) 2 基板載置台 3 凹凸 5 リングライト 11 撮像手段 14 画像入力手段 15 特徴抽出手段 16 判定手段 22 搬送ロボットアーム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crystal blank (transparent substrate to be measured) 2 Substrate mounting table 3 Irregularity 5 Ring light 11 Imaging means 14 Image input means 15 Feature extraction means 16 Judgment means 22 Transfer robot arm

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】搬送ロボットによって基板載置台に被測定
透明基板を搬送して傷を光学的に検査し、検査後再度搬
送ロボットによって搬送される被測定透明基板の傷検査
装置において、上記基板載置台の載置面に800〜15
00番の粒径の研磨粒子で傷を付け、酸で処理して滑ら
かな凹凸を形成してあることを特徴とする被測定透明基
板の傷検査装置。
In a flaw inspection device for a transparent substrate to be measured, which is transported by a transport robot to a substrate mounting table to optically inspect the flaws after being inspected, and is inspected again by the transport robot after the inspection. 800 to 15 on the mounting surface of the table
A scratch inspection apparatus for a transparent substrate to be measured, characterized in that scratches are made with abrasive particles having a particle size of No. 00 and treated with acid to form smooth irregularities.
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