JPH1114549A - 基板の欠陥検査方法および検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】表面に凹凸の段差のある基板の欠陥検査が可能
な基板の欠陥検査方法および検査装置を提供することに
ある。 【解決手段】段差の上面からすそ野部分の範囲が照射で
きる所定の俯角でかつ段差の形成方向に対して傾斜させ
段差の両側からそれぞれ第１および第２の照射光学系に
より基板に対して設定される検査領域に光束を照射し、
所定の俯角で第３の照射光学系により段差の形成方向と
平行な方向から検査領域に対して光束を照射し、第１、
第２および第３の照射光学系による検査領域からの散乱
光を光学センサで受けてこの光学センサからの検出信号
に基づいて基板の欠陥を検出するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、基板の欠陥検査
方法および検査装置に関し、詳しくは、凹凸の段差が多
数形成された基板、特に、リブ（線条溝と線条溝との間
に形成される隔壁部分）を有するＰＤＰ（プラズマ・デ
ィスプレイ）に使用されるガラス基板の欠陥検査に適す
る欠陥検査方法と検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板の表面欠陥の検査としては、従来か
ら、ウエハの異物検査やディスクの欠陥検査などが知ら
れている。これらの表面検査は、表面に存在するピット
欠陥や皿状欠陥、引っかき傷、微粒子の付着などを検査
する。これらの場合、検査対象となる基板は、パターン
付きウエハにおいてもパターンの高さは低く、実質的に
は平面的な面に存在する欠陥の検査である。一方、最近
では、このような平面的な基板とは異なり、表面に段差
のある凹凸部分として多数平行に形成された線条溝を持
つ基板としてＰＤＰのガラス基板の欠陥検査の要請があ
る。ＰＤＰは、最近、カラー液晶パネルに対抗するもの
とし開発され、一部で実用されている。図７はＰＤＰの
分解図を示し、図８はＰＤＰの動作説明図である。図７
において、ＰＤＰは前面部と背面部よりなり、前面部
は、前面ガラス基板の裏面に誘電体と保護層を順次に貼
り付け、誘電体には透明な表示電極がＹ方向に所定の間
隔で複数個埋設されている。背面部は、背面ガラス基板
の表面に多数の線条溝が平行に形成され、このとき線条
溝を隔てる隔壁も同時に形成される。この隔壁をリブと
称して、背面部の基板がリブ基板（以下リブ板）と呼ば
れる。この点からこの基板をみれば、隔壁用の複数のリ
ブをＸ方向に所定の間隔をなしてＹ方向にストライプ状
に配列されてリブ板が形成される。そして、隣接したリ
ブ間の底面にはＹ方向のアドレス電極がそれぞれ植設さ
れ、さらに各リブの側面と各底面には、赤，緑，青光を
発色する蛍光体がサイクリックに塗布される。図８に示
すように、前面部の保護層に背面部の各リブの頂面を接
着して、隣接リブ間の各空間にヘリウムを主体とするプ
ラズマガスを充填してＰＤＰが構成される。いずれかの
表示電極とアドレス電極間に高周波電圧を印加すると、
印加された両電極の交る空間のプラズマガスがプラズマ
化して紫外線（ＵＶ）を発生し、これにより各蛍光体は
それぞれの蛍光色を発色し、これらが前面ガラス基板を
透過して画像が表示される。

【０００３】ＰＤＰを構成する各部分は、それぞれの製
作段階で検査されるが、ここではリブ板の欠陥検査を取
り上げる。図９(a) は製作過程のリブ基板（以下リブ
板）１の外観を示す。背面ガラス基板の表面に薄い厚さ
のガラス板を複数枚重ねて一体化した多層ガラス板と
し、その上の各リブに相当する位置にＣＡＤにより保護
膜をストライプ状に塗布した後、サンドブラスト法によ
り保護膜の部分を残して、保護膜の無い部分の多層ガラ
ス板を除去し、さらに各保護を除去するとリブ板１がで
きる。図９(b) は、リブ板１の各部の寸法の一例を説明
するもので、リブ１１の高さＨは１２０μｍ、リブ１１
の基部の厚さｄは５０μｍ、リブ１１間のピッチｐは２
００μｍである。したがって、隣接リブ間の底面１２の
幅ｗTは１２０μｍである。なお、各リブ１１の両側面
１１２ はいくらか傾斜しているため、その頂面１１１
の幅は基部の厚さｄより小さい。ここで、ＰＤＰのサイ
ズ（図７における横長Ｗと縦長Ｌ）のサイズは、大小あ
るが、大きいもののＷは１４００ｍｍ、Ｌは８５０ｍｍ
である。

【０００４】さて、リブ板１の各部に削れや盛り上がり
などの傷が生じ、これらがある程度大きいと欠陥となっ
て、表示する画像の品質が阻害される。図１０は各部の
傷を示し、リブ１１の頂面１１１ 、側面１１２ 、およ
び底面１２には、それぞれ削れと盛り上がりがあり、頂
面１１１ と側面１１２ にまたがる欠けやリブ１１の破
断もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように表面に比較
的高さのある段差のある凹凸ストライプパターンを持つ
基板の欠陥検査をする場合には、従来のウエハの検査や
ディスクの検査のような検査技術を採用しても、十分な
検査はできない。例えば、前記したリブ板の検査をする
場合、リブ（線条溝の間の隔壁）の高さが高いために、
たとえ、多方向から光束を照射してもリブとリブとの間
の谷間となる底面部分に影が発生してそこの小さい傷、
あるいは細かい傷が欠陥として十分には検出できない。
また、検査すべき欠陥には、盛り上がりとへこみとがあ
って、特に、すそ野部分の盛り上がり欠陥の検出ができ
ない。しかも、表面に凹凸がある場合には、底の部分に
ダストなどが付着し易く、それの検出の問題がある。こ
のような底面部の影の問題を回避するために凹凸段差部
分の底面部分と上面とに垂直な光束を照射して落射照明
を用いても、あるいは、高い角度で照射したとしても、
段差の上部のエッジ部分からの散乱光が強くなるため
に、欠陥検査として欠陥から最適な散乱光を得ることは
難しく、また、段差の側面部にある凹部欠陥の検出も難
しい。この発明の目的は、このような従来技術の問題点
を解決するものであって、表面に凹凸の段差のある基板
の欠陥検査が可能な基板の欠陥検査方法および検査装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、この発明の基板の欠陥検査方法および検査装
置においては、段差の上面からすそ野部分の範囲が照射
できる所定の俯角でかつ段差の形成方向に対して傾斜さ
せ段差の両側からそれぞれ第１および第２の照射光学系
により基板に対して設定される検査領域に光束を照射
し、所定の俯角で第３の照射光学系により段差の形成方
向と平行な方向から検査領域に対して光束を照射し、第
１、第２および第３の照射光学系による検査領域からの
散乱光を光学センサで受けてこの光学センサからの検出
信号に基づいて基板の欠陥を検出するものである。そし
て、特に、ＰＤＰ基板を検査する場合の最適な具体例と
しては、光学センサとして第１および第２のセンサを設
け、線条溝の一方の隔壁の上面からすそ野部分の範囲が
照射できる所定の俯角でかつ線条溝の方向に対して傾斜
させ線条溝の両側からそれぞれ第１および第２の照射光
学系により基板に対して設定される検査領域に光束を照
射し、所定の俯角で第３の照射光学系により線条溝の方
向と平行な方向から検査領域に対して光束を照射し、第
１および第２の照射光学系による検査領域からの散乱光
を第１の光学センサが受けて、この第１の光学センサか
らの検出信号に基づいて段差部分の上部と側面における
欠陥を検出し、第３の照射光学系による検査領域からの
散乱光を第２の光学センサが受けてこの第２の光学セン
サから得られる検出信号に基づいて段差の底面の欠陥を
検出するものである。

【０００７】そして、ＰＤＰのリブ板を検査する検査装
置の最適な具体例としては、リブ板を載置してリブと直
角方向あるいは平行な方向に一定の間隔づつピッチ移動
する移動ステージと、移動ステージに載置したリブ板の
一定の照射範囲に対して、複数の照明光束を対称的に配
置して斜め方向より照射する照明系、および照射範囲内
の各リブと各底面の画像を、撮像レンズにより撮像して
光学センサとしてＣＣＤリニアセンサを用い、これに検
査領域を結像させて受光する受光系よりなる検査光学
系、リブ板のピッチ移動ごとにＣＣＤセンサの各検出素
子から順次読出した検査領域の検出信号を検出画素対応
の多階調のデジタル値とし、画像データとして得て、こ
れと基準の画素対応のリブの画像データとを画素対応に
比較して各リブ側または各底面側の傷をそれぞれ検出す
るものである。この検出においては、比較の結果として
差値のレベルが許容値を越えた場合に欠陥と判定する。
なお、欠陥検査の検査領域が移動する走査方向は、リブ
と直角方向あるいは平行のいずれかでよく、検出光学系
のＣＣＤセンサとリブ板との移動は相対的なものであっ
てよい。

【０００８】また、上記の検査装置の検査光学系の具体
例としては、照明光束を可視光とし、照明系をリブ照明
系と底面照明系とに分けて、それぞれに対応させて上記
の受光系を設けることができる。リブ照明系は、４本の
可視光束を上記の照射範囲内の各リブに対して適当な角
度で、かつ対称的な斜め４方向より照射し、底面照明系
は２本の可視光束を別位置の照射範囲内の各底面の方向
に平行で、かつ対称的な斜め上方より照射するとよく、
それぞれに対応して設けた両受光系のＣＣＤリニアセン
サの画像信号を、それぞれ処理する１組の欠陥検出処理
回路をそれぞれに設けるとよい。

【０００９】さらに、上記の検査装置の他の具体例とし
ては、可視光束によるリブ照明系と底面照明系を時分割
動作して、両照明系の可視光束を同一の照射範囲に交互
に照射し、同一照射範囲に対して共通の結像レンズとＣ
ＣＤリニアセンサを有する受光系とし、ＣＣＤリニアセ
ンサにより検出される検査領域の検出信号を受けてこれ
に対応して画像データを生成し、時分割処理により欠陥
検出をすることができる。さらに、上記の検査装置の他
の具体例として、照明光束をレーザ光とし、波長λ₁ の
４本のレーザ光束によるリブ照明系と、波長λ₂ の２本
のレーザ光束による底面照明系の、それぞれのレーザ光
束を同一の照射範囲に同時に照射し、同一照射範囲に対
して、共通の結像レンズと、両レーザ光束を波長分離し
て結像する２個のフィルタおよび２個のＣＣＤリニアセ
ンサとを有する１組の上記受光系、ならびに両ＣＣＤリ
ニアセンサに対する１組の欠陥検出処理回路を設けるこ
とができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】前記の発明の構成において、照射
範囲の像を光学センサに結像して第１および第２の照射
光学系の傾斜照射による散乱光を光学センサが受光する
ことで凹凸状態の比較的高さのある段差を持つ基板で
も、その段差の上部と側面にある段差のエッジからの散
乱を回避してこれらの部分の欠陥を検出することができ
る。この場合、底面部の欠陥は、大きいものでは検出可
能であるが、小さい欠陥は、それぞれの方向からの照射
光において段差の影に入るために比較的検出し難い。こ
れを補うために、第３の照射光学系の段差方向と平行な
平行照射による散乱光を光学センサが受光することで底
面の欠陥およびすそ野部分の盛り上がり欠陥を検出する
ことができる。なお、すそ野部分の盛り上がりは、底面
側の領域に張り出すので、底面領域にあるものとして検
出可能である。

【００１１】この場合に、前者の第１および第２の照射
光学系は、底面に対して両側にある段差の上部と側面と
をそれぞれに照射する構成となっている。もちろん、段
差部分の影は両側から照射するので底部にはでき難い
が、それでも高い段差になると、底部の細かい欠陥につ
いては照射光量との関係で検出し難い。そのため、ここ
では、さらに第３の照射光学系を設けている。この場
合、底部の細かい欠陥を検出する最適な角度として、第
３の照射光学系の俯角が２０゜〜４０゜程度（基板側か
らの仰角も同じになり、２０゜〜４０゜程度）の低い角
度に設定するとよい。さらに、高精度に欠陥を検出する
場合には、光学センサも２つに分けると好適であるが、
それは、欠陥の検出精度をどこまでするかに関係してい
る。

【００１２】以下の実施例では、最適な実施例として、
前記の第３の照射光学系の俯角が２０゜〜４０゜程度と
し、かつ、光学センサをそれぞれの照射光学系に対応し
て独立に設けた例を中心に説明するが、光学センサが１
つ設けるか、２つ設けるかは細かな欠陥をどの程度の精
度まで検出するかで決定される。検出精度に応じてある
いは光照射量の程度により光学センサが１つであっても
よいことはもちろんである。なお、受光センサを第１の
光学センサと第２の光学センサに分けて散乱光をそれぞ
れに受光するようにすると、それぞれ独立に受光するこ
とができるので、それぞれに最適な投光系と受光系の組
み合わせで条件を設定することができる。その分だけ、
精度を高くできる。特に、段差の突起側の散乱光の強度
と段差底面側の散乱光の強度とは、異なり、通常、段差
底面側の散乱光の強度が低いので、欠陥を検出する閾値
条件は、それぞれの対応して設定することになる。その
閾値としては、例えば、段差底面側の散乱光に対する欠
陥検出閾値が段差の突起側のものよりも低くなる。

【００１３】また、受光する光学センサを１として第１
〜第３の照射系からの散乱光を同時に受光するようにす
る場合には、第１および第２の照射光学系を段差の上面
からすそ野部分を含む付近までの範囲で照射できる、基
板側からみてできるだけ低い仰角となるようにするとよ
い。このように、照射光学系からの俯角を設定すること
で、段差のエッジ部からの散乱光をできるだけ抑え、こ
のエッジ散乱光が低減した状態で段差突起部分の欠陥を
検出することができる。特に、この場合、基板側からの
仰角ができるだけ低くなるようにすそ野部分付近ぎりぎ
りに低い仰角になるようにするとよい。一方、底面側で
も、第３の照射光学系による段差の形成方向に沿った平
行光で照射しているので、段差のエッジ部分からの散乱
光が抑制されるが、前記した角度（仰角２０゜〜４０
゜）の範囲に設定して欠陥を検出するとよい。

【００１４】以下の実施例では、第１の光学センサの受
光系と第２の光学センサの受光系とを設けたものを中心
とし、第２の光学センサは、底面部分に標準を合わせた
条件で欠陥検出ができるようにする。これにより、エッ
ジの影響を回避することができる上に、底面部分での小
さい傷、あるいは細かい傷を欠陥として検出できる。前
記した発明の構成のように、照射系を段差の上部および
側面側と底面側とにそれぞれに分けることで、それぞれ
に最適な条件で小さな欠陥までの検出が可能になる。

【００１５】ところで、前記したＰＤＰ検査の場合の検
査装置では、リブ板は移動ステージに載置されてリブと
直角方向あるいは平行な方向に一定の間隔づつピッチ移
動し、このピッチ移動ごとに、検査光学系はリブの方向
に連続移動しながら、照明系がリブ板の一定の照射範囲
に対して、複数の照明光束を対称的な斜め方向より照射
し、照射範囲内のリブと底面の画像を、それぞれの受光
系が撮像レンズにより撮像してそれぞれのＣＣＤリニア
センサの各検出画素に結像する。それぞれＣＣＤリニア
センサにより検出される結像範囲が照射範囲内における
検査領域に対応している。このような場合には、検査領
域を単位として順次基板がそれぞれに検査領域に対応し
て走査されることになる。それぞれのＣＣＤリニアセン
サが異なった検査領域をそれぞれに検査する場合であっ
ても順次走査位置が移動するので、それぞれのＣＣＤリ
ニアセンサは、その走査位置において同じ検査領域で欠
陥を検出することができる。

【００１６】欠陥検出処理回路は、検査領域として得ら
れる各ＣＣＤ素子の検出画像信号（データ）を順次得
て、検査領域に対応する範囲の基準のリブパターンと比
較して各測定点対応（各走査の検査領域対応）に各リブ
または各底面の傷を検出し、その大きさが許容値を越え
た傷を欠陥と判定することができる。この場合には、検
査領域に対応する基準のリブの画像データとして１つ前
の照射範囲で採取された検査領域のリブの画像データを
遅延させることなどにより、それを比較基準画像データ
として採用することができる。このように、この発明の
基板の欠陥検査方法に基づく各検査装置では、段差部分
に対して両方向から照明光束を照射し、また底面に対し
て段差の形成された方向に平行な照明光束を照射するこ
とにより、小さな傷を含めてそれぞれの傷が高精度で検
出されて、段差を持つ基板の欠陥を高い信頼性で効率よ
く検査することができる。

【００１７】

【実施例】図１は、この発明のＰＤＰ用リブ板の欠陥検
査装置の基本構成の一実施例を示し、図２はリブ検査光
学系の構成図、図３は底面検査光学系の構成図、図４と
図５はそれぞれ欠陥検査装置の他の実施例の構成図、図
６は欠陥検出処理回路の各種の検査方式と、これらを欠
陥検査光学系に適用した場合の動作説明図である。図１
において、欠陥検査装置１０は、ピッチ移動ステージ
２、リブ検査光学系３、底面検査光学系４、連続移動機
構５、欠陥検査部６、および制御部７により構成され
る。リブ板１を載置したピッチ移動ステージ２に対し
て、ＭＰＵ６２の制御により、制御部７は間隔移動制御
回路７１がモータ２２を駆動して載置台２１をガイドレ
ール２３に沿ってＸ方向に間隔ｘsづつｘsピッチでピッ
チ移動する。このｘsピッチのピッチ移動ごとに、連続
移動制御回路７１が連続移動機構５を駆動して、リブ検
査光学系３と底面検査光学系４とがそれぞれの照明光束
をリブ板１の一定の照射範囲Ｓに照射しながら、リブ板
１のＹ方向の一方の端から他方の端まで連続移動する。

【００１８】この図１で説明する実施例では、リブ検査
光学系３と底面検査光学系４とを別々に設ける関係でそ
れぞれに照射範囲Ｓが設定されているが、図５の実施例
のように、照射範囲Ｓを同一にすることも可能である。
ここでは、リブ板１がｘsピッチで移動して走査される
関係で、照射範囲Ｓがリブ検査光学系３から底面検査光
学系４へと移動した時点では、底面検査光学系４は、リ
ブ検査光学系３と実質的に同じ照射範囲Ｓにおいて同じ
検査領域を検査することになる。底面検査光学系４は、
リブ検査光学系３と走査方向に並んでいるからである。
ここでは、リブ検査光学系３のＣＣＤリニアセンサ３２
２と底面検査光学系４のＣＣＤリニアセンサ４２２とが
受光する検査範囲が同一の範囲となるように設定されて
いる。これによりリブ板１に設定される検査領域（欠陥
検出領域）を同一にできる。検査光学系全体の関係とし
ては、図４に示すように、同じ照射範囲Ｓをそれぞれに
照射し、同じ検査領域を検査している場合と等価であ
る。

【００１９】ここで、リブ検査光学系３は、リブの上面
と側面の欠陥を検出する欠陥検査系であり、底面検査光
学系４は、リブとリブとの谷間にあたる底部の欠陥とす
そ野からの盛り上がり欠陥を検出する欠陥検査系であ
る。すそ野からの盛り上がり欠陥は、底部側の領域に入
ることから容易に検出できる。ところで、以下の説明で
は、すそ野部分の盛り上がり欠陥を底部側の欠陥として
扱い底面側として説明する。そして、前者をリブ側とし
て説明する。なお、リブ検査光学系３でも底面側の欠陥
は検出可能であり、底面検査光学系４でもリブ上面の欠
陥は検出可能であるが、それぞれの最適な閾値が相違す
ることと、これについては、欠陥が検出されてしまえ
ば、その検出位置に基づいてデータ処理上でどちらに入
れてもよいので、リブ検査光学系３で検出可能な底面側
欠陥あるいは底面検査光学系４で検出可能なリブ側欠陥
については煩雑さを避けるために割愛し、それぞれにリ
ブ側と底面側の欠陥として区分けして説明する。そこ
で、欠陥検査部６には、リブ側の欠陥を検出する欠陥検
出処理回路６１ａと底面側の欠陥を検出する欠陥検出処
理回路６１ｂとが設けられていて、それぞれには、最適
な欠陥検出の閾値が設定されている。これらは、照射範
囲Ｓにおいて設定される検査領域でそれぞれが欠陥を検
出する。

【００２０】なお、以下で説明する図１と図４の実施例
では、照明光束を可視光とし、照明系をリブ照明系と底
面照明系とに分けている。リブ照明系は、４本の可視光
束を各リブに対して適当な角度で、かつ対称的な斜め４
方向より照射する。これにより、リブの頂面と両側面が
くまかく照明され、その画像はＣＣＤリニアセンサに明
瞭に結像される。また、底面照明系は２本の可視光束を
各底面の方向に平行で、かつ対称的な斜め上方より照射
されるので、リブに邪魔されずに底面とその傷が有効に
照射されて、その画像もまたＣＣＤリニアセンサに明瞭
に結像される。両ＣＣＤリニアセンサの画像信号は、そ
れぞれの欠陥検出処理回路より処理されてリブ側または
底面側の傷の検出と、欠陥の判定がそれぞれになされ
る。

【００２１】図２は、リブ検査光学系３のＸＺ面とＸＹ
面を示し、照明系３１は４個のランプ光源３１１a〜３
１１dの可視光を、４個の投射レンズ３１２a〜３１２d
により適当な直径の可視光束ＬT1〜ＬT4とし、光軸ＣT
を各リブ１１に対してＸＺ面内で角度θT、ＸＹ面内で
角度φとして、対称的な４方向より照射範囲Ｓに照射す
る。受光系３２は光軸ＣRを照射範囲Ｓの中心に対して
垂直として、照射範囲Ｓにおいて検査領域内の各リブ１
１の画像が撮像レンズ３２１ により撮像してＣＣＤリ
ニアセンサ３２２に結像させる。ここで、図示するよう
に、リブ１１の両側斜めから照射される光束の高さ方向
の角度θT（仰角に相当、このとき照射光学系からみた
俯角もθT）は、照射範囲Ｓにおいて検査領域としてそ
れぞれリブ１１のすの野部分が照射される角度（所定の
仰角あるいは俯角になるよう）に選択されている。ま
た、リブ板１平行な平面内での角度φは、エッジからの
散乱光が少ない角度がよく、これは、４５゜±１５゜程
度が好ましい。

【００２２】ここで検出領域の大きさについて説明する
と、照射範囲ＳとＣＣＤリニアセンサ３２２のサイズ、
撮像レンズ３２１ の倍率などによって決定される。そ
の一例を説明すると、照射範囲ＳはＸ方向の幅を３０ｍ
ｍとし、この中にはリブ１１が１５０本含まれる。一
方、撮像レンズ３２１ は倍率を１とし、ＣＣＤリニア
センサ３２２ は、７μｍ角の画素対応の検出素子ｅを
５０００個有し、有効長を３０ｍｍとして検査領域が照
射範囲ＳとＸ方向の長さでは、ほぼ１：１の範囲内で対
応している。Ｙ方向の検査領域はＣＣＤの検出画素幅
（そのＹ方向の配列幅）となる。したがって、傷に対す
る分解能は７μｍである。ただし、Ｙ方向の連続移動中
には検出もれを防ぐため、ＣＣＤリニアセンサ３２２
を５μｍごとにオーバラップ走査するので分解は実効的
には５μｍとなり、これに対して欠陥の大きさの許容値
は１０〜２０μｍであって欠陥の判定に適合している。

【００２３】図３は、底面検査光学系４のＸＹ面とＹＺ
面を示し、照明系４１は、２個のランプ光源４１１a,４
１１b の可視光を２個の投射レンズ４１２a,４１２b に
より可視光束ＬT5，ＬT6とし、光軸ＣTを各リブ１１に
対してＸＹ面内でリブ１１に平行で、ＹＺ面内で角度δ
をなして対称的な２方向より照射範囲Ｓに照射する。こ
のリブ１１に平行に照射される光束の高さ方向の角度δ
（仰角に相当、このとき照射光学系からみた俯角もδ）
は、２０゜〜４０゜程度、特に２５゜前後が最適であ
る。受光系４２は光軸ＣRを照射範囲Ｓの中心に対して
垂直として設けられ、検査領域の各底面１２の画像を撮
像レンズ４２１ により撮像してＣＣＤリニアセンサ４
２２に結像する。なお、この場合の照射範囲Ｓと検査領
域の大きさやＣＣＤリニアセンサ４２２ の分解能など
は、リブ検査光学系３と同じである。

【００２４】さて、照射範囲Ｓ内の各リブ１１と各底面
１２の画像は、両検査光学系３，４の受光系３２,４２
のＣＣＤリニアセンサ３２２,４２２ （図２、３参照）
に結像され、まず、画素対応の検出信号として検査領域
の検出信号が得られる。これらの検出信号は、欠陥検査
部６の欠陥検出処理回路６１a,６１b にそれぞれ入力さ
れる。欠陥検出処理回路６１a は、検出信号を画素対応
にＡ／Ｄ変換してデジタル値とし、リブ１１の頂面１１
１ と側面１１２ に存在する傷を検出し、その検出信号
のレベルにおいて許容値Ｋを越えた傷をリブ欠陥と判定
して、リブ欠陥データＤA をＭＰＵ６２に対して出力す
る。なお、このとき、検出信号のレベル画像処理により
その大きさ（広さや深さ、高さなど）を算出することも
可能であるが、これについては詳細を割愛する。また、
この場合、先に説明したように、底面側の欠陥も含めて
もよいことはもちろんである。同様に、欠陥検出処理回
路６１b は、検査領域において、底面側の検出範囲に対
応して底面欠陥データＤB を抽出してＭＰＵ６２に出力
し、ＭＰＵ６２は両欠陥データに、間隔移動制御回路７
１と連続移動制御回路からえられるそれぞれの座標値を
付加して、プリンタ６３によりプリントされ、必要に応
じてディスプレイに表示される。

【００２５】ここで、欠陥検出処理回路６１について説
明すると、欠陥検出処理回路６１ａは、リブ検査光学系
３からの検出信号を受けてこれを、例えば、ＣＣＤの検
出信号を８ビット２５６階調のデジタル値としてＣＣＤ
の画素対応にＡ／Ｄ変換して画素対応の画像データに展
開してそれぞれ基準の画素の多階調データと比較するこ
とで欠陥検出をする。この場合、基準側のデータとして
１つ前の測定点の対応検出画素の多階調データを比較対
象とすることができる。なお、実際の欠陥の検出は、さ
らに比較結果と所定の閾値と比較して閾値を超えたとき
に欠陥とされる。欠陥検出処理回路６１ｂは、底面検査
光学系４からの検出信号を受けて、前記と同様に、ＣＣ
Ｄの検出信号を８ビット２５６階調のデジタル値として
ＣＣＤの画素対応にＡ／Ｄ変換して画素対応の画像デー
タに展開してそれぞれ基準の画素の多階調データと比較
することで欠陥検出をする。この場合も前記したように
１つ前の測定点の対応検出画素の多階調データを比較対
象とすることができる。なお、実際の欠陥の検出として
欠陥検出処理回路６１ｂでは、比較結果と比較される所
定の閾値は、前記の欠陥検出処理回路６１ａの閾値より
も低い。

【００２６】図４は、光学センサを１個設けた場合の欠
陥検査装置の説明図である。図４においては、欠陥検査
光学系８のリブ検査光学系３と底面検査光学系４とが同
時に照射範囲Ｓを照射してその検査領域からの散乱光を
同時にＣＣＤセンサ８２（１個の光センサ）が受光す
る。欠陥検出処理回路６１は、ＣＣＤンサ８２からの検
出信号を受けて、Ａ／Ｄ変換してデジタル値にし、リブ
板１のリブ側と底面側の欠陥を同時に検出する。それぞ
れのＣＣＤセンサ８２の検出画素位置に応じてリブ側の
欠陥と底面側の欠陥とに分離して検出データＤAとＤBと
を生成してＭＰＵ６２に送出する。これにより、リブ検
査光学系３からの検出信号を受ける欠陥検出処理回路６
１ａと、底面検査光学系４からの検出信号を受ける欠陥
検出処理回路６１ｂとによることなしに、欠陥検出処理
回路６１によりリブ板１のリブ側と底面側の欠陥を同時
に検出することができる。リブ側、底面側と検出画素位
置に応じて閾値を替えるには、それぞれの範囲に対応す
る切換ウインドウパルスを発生させて閾値の切換制御を
すればよい。なお、この場合には、欠陥検出処理回路６
１は、ＣＣＤセンサ８２の検出画素位置に応じてその閾
値を変化させて、リブ側と底面側の欠陥を検出する。通
常、リブ側は、散乱光が多いのでその欠陥検出の閾値が
高くなり、底面側は、リブ側に比べて散乱光が少ないの
でその欠陥検出の閾値はリブ側よりも低くなる。このよ
うな閾値の切換がＣＣＤセンサ８２の検出画素位置に応
じて行われる。また、この場合には、図しされている電
源切替回路７３と時分割信号発生器７４とは不要であ
る。

【００２７】このような構成において、制御部７に前記
した電源切替回路７３と時分割信号発生器７４とを付加
して時分割駆動することで、ＣＣＤセンサ８２に図１の
実施例と同様に、２つのＣＣＤセンサ３２２と４２２の
役割を持たせることができる。以下、その時分割駆動に
ついて説明すると、欠陥検査光学系８は、リブ検査光学
系３のランプ光源３１１a〜３１１dと、底面検査光学系
４のランプ光源４１１a,４１１b とを、電源切替回路７
３により切り替えてＯＮ／ＯＦＦし、それぞれの照明光
束を同一の照射範囲Ｓに対して交互に照射する。これに
より検査領域として採取される各リブ１１と各底面１２
の画像を、共通の撮像レンズ８１により撮像してＣＣＤ
リニアセンサ８３に交互に結像し、このタイミングに合
わせたその画像信号は欠陥検出回路に入力し、時分割信
号発生器７４よりの時分割信号により欠陥検出処理回路
６１ａと欠陥検出処理回路６１ｂとして動作して時分割
処理でリブ欠陥データＤA と底面欠陥データＤB がＭＰ
Ｕ６２に対して出力される。この場合には、先に説明し
たように、欠陥検出処理回路６１ａと欠陥検出処理回路
６１ｂは、それぞれリブ側と底面側の欠陥検出に対応す
る閾値に設定されている。

【００２８】次の図５の実施例は、照明光束をレーザ光
とする場合で、リブ照明系の波長λ1の４本のレーザ光
束と、底面照明系の波長λ2の２本のレーザ光束とは、
同一の照射範囲に対して同時に照射され、受光系はこの
照射範囲内の各リブと各底面の画像を共通の結像レンズ
により撮像して、両フィルタにより波長分離してそれぞ
れのＣＣＤリニアセンサに結像し、両ＣＣＤリニアセン
サの画像信号は、それぞれの欠陥検出処理回路で処理さ
れてそれぞれに傷の検出と欠陥の判定がなされる。

【００２９】図５において、検査光学系９の照明系９１
は、４個のレーザダイオード（ＬＤ）が出力するレーザ
光束ＬT1〜ＬT4と、２個のＬＤの波長λ2のレーザ光束
ＬT5，ＬT6とを、同一の照射範囲Ｓに同時に照射する。
各リブ１１と各底面１２の画像を、受光系９２の撮像レ
ンズ９２１ で撮像してハーフミラー９２２ で２分し、
それぞれをフィルタ９２３a,９２３b により波長分離し
てＣＣＤリニアセンサ９２４a,９２４b に結像し、これ
らの検出信号を欠陥検出処理回路６１a,６１bにより別
個に処理して、それぞれよりリブ欠陥データＤA と底面
欠陥データＤBが出力される。

【００３０】さて、前記したように欠陥検出処理回路６
１においては、ＣＣＤリニアセンサの検出信号を受け
て、基準リブパターンと比較されるが、この基準リブパ
ターンの作り方には各種の方式があり、例えば、遅延比
較方式、時分割・遅延比較方式、およびＣＡＤのデータ
との比較方式の三方式を挙げることができる。図６(a)
は、遅延比較方式の欠陥検出処理回路６１を、前記した
欠陥検査光学系２、３および９に適用した場合を示す。
欠陥検出処理回路６１ａと欠陥検出処理回路６１ｂと
は、先に説明したようなその検出閾値を除けば、同一の
構成を有しているので、欠陥検出処理回路６１としてそ
の説明する。欠陥検査光学系３，４のＣＣＤリニアセン
サ３２２,４２２の画像信号は、それぞれ２分され、一
方の２５６階調の１つに変換された検出画素対応の検出
信号のデジタル値は、欠陥検出処理回路６１において、
Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）６１０を経て検出領域の画素
データとしてメモリ６１１のエリア（Ａ）に直接記憶さ
れ、他方の２５６階調の１つに変換された検出画素対応
の検出信号のＡ／Ｄ変換されたデジタル値は、検査領域
の画素データとしてビット遅延回路６１２により１つ前
の測定点の検出領域の画像データ分だけ遅延されてエリ
ア（Ｂ）に記憶される。

【００３１】両エリア（Ａ），（Ｂ）の各画素データ
（画素対応の多階調値）は、検査領域において対応する
各画素対応の検出信号のレベルごとに差分回路６１３に
読出されて両者の差分が求められ、差分が所定の閾値よ
り大きいとき傷とされる。傷とされた差分データは、欠
陥判定回路６１４により許容値Ｋと比較され、Ｋ以下の
傷は無視し、Ｋを越えた傷は欠陥と判定される。その結
果としてリブ欠陥データＤA あるいは底面欠陥データＤ
B が出力される。欠陥検査光学系９も欠陥検出処理回路
６１と同様な構成であるので、単に、ＣＣＤリニアセン
サ部分を示し、他は省略する。すなわち、欠陥検出処理
回路６１の下側に示すように、２個のＣＣＤリニアセン
サ９２４a,９２４b の画像信号を１組の欠陥検出処理回
路６１a,６１b により上記と同様に処理する。なお、前
記の場合、比較画素データとしては、検査領域において
１つのリブ間隔に対応するパターンピッチごとに遅延さ
せてエリア（Ｂ）に記憶させて、パターンピッチごとに
比較するようにしてもよい。要するに、繰り返しパター
ンが発生する単位で画素データが比較できればよい。し
たがって、欠陥検出のパターンの比較は、検査領域に限
定されるものではなく、検査領域内において同じパター
ンが発生するものを単位としてそのパターンの範囲で相
互比較により検出を行うことができる。このような比較
を行う場合には、リブ板１のリブ１１の形成方向に直角
となるようにＣＣＤセンサの長手方向（長手の画素配列
方向）が配置されるようにＣＣＤセンサをリブ板１に対
して配置するとよい。もちろん、リブの方向とＣＣＤセ
ンサの長手方向とが平行であっても差し支えはない。

【００３２】図６(b) は時分割・遅延比較方式の欠陥検
出処理回路６１を、欠陥検査光学系８に適用した場合を
示し、各リブ１１と各底面１２の画像は交互にＣＣＤリ
ニアセンサ８３に結像され、その画像信号は時分割パル
スにより時分割に読出されて時分割ゲート６１５ より
交互に出力し、それぞれを(a) の遅延比較方式により処
理する。図６(c) は、ＣＡＤデータの比較方式の欠陥検
出処理回路６１を各欠陥検査光学系３，４，８および９
に適用した場合を示す。リブ１１を形成するリブパター
ンデータ（検査領域に対応する比較基準となる基準画像
データ）は、検出領域の画像データの基準データとして
ＣＡＤのメモリに格納されおり、これをビットパス発生
器に読出して検出領域の画像データのビットパルスデー
タ列として各画素対応に多階調のデータを発生し、逐次
にメモリ６１１ のエリア（Ｂ）に記憶する。上記によ
りエリア（Ａ）に記憶されている画素対応の画像データ
の多階調値の差分を対応する検査領域の画素について差
分回路６１３ により求めて(a) の遅延比較方式により
処理する。

【００３３】以上説明してきたが、この発明では、リブ
検査光学系と底面検査光学系とを別々に設けることによ
り、それぞれに適正な条件を設定して小さな欠陥まで欠
陥検出ができる。この場合、光学センサは共通として１
つであってもよい。すなわち、光センサとしてそれぞれ
の照射系に対応して２つの光センサを設けているが、先
に説明したように、１つの光センサをそれぞれの照射系
に対応して設けてもよい。また、これの実施例として、
リブ検査光学系については、４つの投光系を配置してい
るが、これはリブの両側に配置されればよく、２本の投
光系であってもよい。さらに、底面検査光学系は、２つ
の投光系を設けているが、これも、１本の投光系であっ
てもい。また、実施例では、走査方向がリブと直角なＸ
方向に対して行われている場合を中心に説明している
が、リブと直角なＹ方向に基板の走査がなされてもよい
ことはもちろんである。この走査は、光学系を移動させ
てもよく、走査あるいは基板の移動は、相対的なもので
あってよいことももちろんである。なお、この場合の光
学センサの幅や長さに応じて検出領域の範囲が決定さ
れ、この検出領域の範囲に応じて走査方向のピッチが決
定されることになる。さらに、実施例では、ＰＤＰのリ
ブ板について説明しているが、この発明は、実施例のリ
ブ板に限定されるものではなく、影が谷間にできるよう
な高さの段差のある基板の欠陥検査について適用できる
ことはもちろんである。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明の欠陥検
査方法および装置にあっては、照射範囲の像を光学セン
サに結像して第１および第２の照射光学系の傾斜照射に
よる散乱光を光学センサが受光することで凹凸状態の比
較的高さのある段差を持つ基板でも、その段差の上部と
側面にある段差のエッジからの散乱を回避してこれらの
部分の欠陥を検出することができる。第３の照射光学系
の段差方向と平行な平行照射による散乱光を光学センサ
が受光することで底面の欠陥およびすそ野部分の盛り上
がり欠陥を検出することができる。その結果、段差のあ
る基板の欠陥を高精度で効率よく検査することができ、
特に、ＰＤＰ等の検査においては品質の向上に寄与する
効果には大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、この発明の欠陥検査装置の基本構成
の一実施例である。

【図２】 図２は、リブ検査光学系の構成図である。

【図３】 図３は、底面検査光学系の構成図である。

【図４】 図４は、欠陥検査装置の他の実施例の構成図
である。

【図５】 図５は、欠陥検査装置の他の実施例の構成図
である。

【図６】 図６は、欠陥検出処理回路の構成と、各欠陥
検査光学系に適用した場合の動作の説明図であって、
(a)〜(c)は、その回路ブロック図である。

【図７】 図７は、ＰＤＰの分解構成図である。

【図８】 図８はＰＤＰの動作説明図である。

【図９】 図９は、リブ板の製作方法の説明図であっ
て、(a)はその外観図、(b)はリブ部分の詳細図である。

【図１０】 図１０は、リブ板に存在する各種の傷また
は欠陥の説明図である。

【符号の説明】

１…リブ板、１１…リブ、１２…隣接リブ間の底面、２
…ピッチ移動ステージ、２１…載置台、２２…モータ、
２３…ガイドレール、３…リブ検査光学系、３１…照明
系、３１１a〜３１１d…可視光ランプ、３１２a〜３１
２d…投射レンズ、３２…受光系、３２１…撮像レン
ズ、３２２ …ＣＣＤリニアセンサ、４…底面検査光学
系、４１…照明系、４１１a〜３１１d…ランプ光源、４
１２a,４１２b 投射レンズ、４２…受光系、４２１ …
撮像レンズ、４２２…ＣＣＤリニアセンサ、５…連続移
動機構、６…欠陥検査部、６１…欠陥検出処理回路、６
１１ …メモリ、６１２ …ビット遅延回路、６１３ …
差分回路、６１４ …欠陥判定回路、６１５ …時分割ゲ
ート、６２…ＭＰＵ、６３…プリンタ、７…制御部、７
１…間隔移動制御回路、７２…連続移動制御回路、７３
…電源切替回路、７４…時分割信号発生器、８…欠陥検
査光学系、８１…撮像レンズ、８２…ＣＣＤリニアセン
サ、９…欠陥検査光学系、９１…照明系、９２…受光
系、９２１ …撮像レンズ、９２２ …ハーフミラー、９
２３a,９２３b …フィルタ、９２４a,９２４b …ＣＣＤ
リニアセンサ、１０…基本構成の欠陥検査装置。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数の凹凸段差を表面に有する基板の欠陥
   を検査する基板検査方法において、 前記段差の上面からすそ野部分の範囲が照射できる所定
   の俯角でかつ前記段差の形成方向に対して傾斜させ前記
   段差の両側からそれぞれ第１および第２の照射光学系に
   より前記基板に対して設定される検査領域に光束を照射
   し、 所定の俯角で第３の照射光学系により前記段差の形成方
   向と平行な方向から前記検査領域に対して光束を照射
   し、 前記第１、第２および第３の照射光学系による前記検査
   領域からの散乱光を光学センサで受けてこの光学センサ
   からの検出信号に基づいて前記基板の欠陥を検出する基
   板の検査方法。
2. 【請求項２】平行に多数形成された線条溝を表面に有す
   る基板の欠陥を検査する基板検査方法において、 前記線条溝の一方の隔壁の上面からすそ野部分の範囲が
   照射できる所定の俯角でかつ前記線条溝の方向に対して
   傾斜させ前記線条溝の両側からそれぞれ第１および第２
   の照射光学系により前記基板に対して設定される検査領
   域に光束を照射し、 所定の俯角で第３の照射光学系により前記線条溝の方向
   と平行な方向から前記検査領域に対して光束を照射し、 前記第１、第２および第３の照射光学系による前記検査
   領域からの散乱光を光学センサで受けてこの光学センサ
   からの検出信号に基づいて前記基板の欠陥を検出する基
   板の検査方法。
3. 【請求項３】前記光学センサは第１および第２のＣＣＤ
   センサを有し、前記第１および第２の照射光学系の前記
   俯角は、前記線条溝の一方の隔壁のすそ野部分付近まで
   を照射する角度に設定され、前記第１および第２の照射
   光学系は、前記線条溝の一方の隔壁の上面からすそ野部
   分付近までの範囲を照射するものであり、前記検査領域
   は、前記第１および第２の照射光学系に対応する第１の
   検査領域と前記第３の照射光学系に対応する第２の検査
   領域とからなり、前記第１の検査領域の像を前記第１の
   ＣＣＤセンサに結像して前記線条溝の上面およびすそ野
   部分の欠陥を検出し、前記第２の検査領域の像を前記第
   ２のＣＣＤセンサに結像して前記すそ野部分と前記線条
   溝の底面部分の欠陥を検出する請求項２記載の基板の検
   査方法。
4. 【請求項４】前記光学センサは第１および第２のＣＣＤ
   センサを有し、前記第１および第２の照射光学系の前記
   俯角は、前記線条溝の一方の隔壁のすそ野部分付近まで
   を照射する角度に設定され、前記第３の照射光学系の前
   記検査領域に照射する光束が前記第１および第２の照射
   光学系の前記検査領域に照射する光束と異なる波長を有
   し、前記検査領域の像を前記第１のＣＣＤセンサに結像
   して前記線条溝の上面およびすそ野部分の欠陥を検出
   し、前記検査領域の像を前記第２のＣＣＤセンサに結像
   して前記すそ野部分と前記線条溝の底面部分の欠陥を検
   出する請求項２記載の基板の検査方法。
5. 【請求項５】前記基板は、前記線条溝により形成される
   隔壁としてリブを有するプラズマディスプレイ用のガラ
   ス基板であり、前記光学センサは、ＣＣＤセンサであ
   り、このＣＣＤセンサから得られる前記検査領域の画像
   信号とこれの１つ手前のタイミングで採取された同様な
   画像信号とを比較することにより欠陥を検出する請求項
   ３記載の基板の検査方法。
6. 【請求項６】多数の凹凸段差を表面に有する基板の欠陥
   を検査する基板検査装置において、 前記段差の上面からすそ野部分の範囲が照射できる所定
   の俯角でかつ前記段差の形成方向に対して傾斜させ前記
   段差の両側からそれぞれ前記基板に対して設定される検
   査領域に光束を照射する第１および第２の照射光学系
   と、 所定の俯角で前記段差の形成方向と平行な方向から前記
   検査領域に対して光束を照射する第３の照射光学系と、 前記第１、第２および第３の照射光学系による前記検査
   領域からの散乱光を受ける光学センサとを備え、前記光
   学センサからの検出信号に基づいて前記基板の欠陥を検
   出する基板の検査装置。
7. 【請求項７】平行に多数形成された線条溝を表面に有す
   る基板の欠陥を検査する基板検査装置において、 前記線条溝の一方の隔壁の上面からすそ野部分の範囲が
   照射できる所定の俯角でかつ前記線条溝の方向に対して
   傾斜させ前記線条溝の両側からそれぞれ前記基板に対し
   て設定される検査領域に光束を照射する第１および第２
   の照射光学系と、 所定の俯角で前記線条溝の方向と平行な方向から前記検
   査領域に対して光束を照射する第３の照射光学系と、 前記第１、第２および第３の照射光学系による前記検査
   領域からの散乱光を受ける光学センサとを備え、前記光
   学センサからの検出信号に基づいて前記基板の欠陥を検
   出する基板の検査装置。
8. 【請求項８】前記検査領域は、前記第１および第２の照
   射光学系に対応する第１の検査領域と前記第３の照射光
   学系に対応する第２の検査領域とからなり、 前記光学センサは、前記第１および第２の照射光学系に
   よる前記第１の検査領域からの散乱光を受ける第１の光
   学センサと前記第３の照射光学系による前記第２の検査
   領域からの散乱光を受ける第２の光学センサとを有し、 前記第１および第２の照射光学系の前記俯角は、前記線
   条溝の一方の隔壁のすそ野部分付近までを照射する角度
   に設定され、前記第１の検査領域の像を前記第１の光学
   センサに結像して前記線条溝の上面およびすそ野部分の
   欠陥を検出し、前記第２の検査領域の像を前記第２の光
   学センサに結像して前記すそ野部分と前記線条溝の底面
   部分の欠陥を検出する請求項７記載の基板の検査装置。