JPH1164232A

JPH1164232A - 水晶基板用載置台及び水晶基板の傷検査装置

Info

Publication number: JPH1164232A
Application number: JP9227920A
Authority: JP
Inventors: Satoru Kobayashi; 了小林
Original assignee: NIPPON MAKUSHISU KK
Current assignee: NIPPON MAKUSHISU KK
Priority date: 1997-08-25
Filing date: 1997-08-25
Publication date: 1999-03-05
Anticipated expiration: 2017-08-25
Also published as: TW382061B; JP3110707B2

Abstract

(57)【要約】【課題】水晶ブランクの載置時、水晶ブランクを載置
台の定位置に容易に載置でき、ピックアップ時には載置
台から容易に離脱できるようにする。【解決手段】水晶ブランク１の傷検査は、水晶ブラン
ク１に下方より拡散された斜光線を発光ダイオード６か
ら照射し、水晶ブランク１の傷で反射された光を水晶ブ
ランク１の真上の撮像手段１１で検出する。搬送ロボッ
トアーム１５で載置台２に水晶ブランク１を搬入し、検
査後、搬出する。載置台２の載置面３には、溝が多数形
成されている。これにより、載置時は水晶ブランク１が
載置台２上を滑ることがなくなり、載置後は載置台２に
密着することもなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水晶ブランクなどの
水晶基板を載置する水晶基板用載置台及び載置台上に水
晶基板を載せて光学的に傷を検出する水晶基板の傷検査
装置に係り、特に水晶基板のハンドリングの容易化を図
った水晶基板用載置台及び水晶基板の傷検査装置に関す
る。

【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。

【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。

【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号公報に記載された
ものがある。これは、図１１に示すように、互いに９０
°異なった位置に照明６１〜６３を配置して３方向から
水晶ブランクなどの被検査物６０に光を照射するととも
に、各照明の間にＣＣＤカメラ６４，６５を配置する。
これらのＣＣＤカメラ６４，６５及び照明６１〜６３は
被検査物６０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二台中の一台と
このカメラ両側の照明二台中の一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６４，６５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６６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６７、良否の判定手段６８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】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。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。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。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。カメラ及び照明ともに水平面に対して４５°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。

【０００６】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、被検査物の側面全周方
向から暗視野照明され、しかもその照明光は散乱光とな
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３０°よりも大きな照射
角度では照射しないので、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。

【０００７】

【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設置・除去がボトルネックに
なる。というのは、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
基板載置台との間にほぼ単一厚さの空気層が形成され、
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水晶ブランクが密着する
ことがあるからである。この現象は被測定基板が厚さ３
０μｍ〜５００μｍで、辺または径の長さ３ｍｍ〜５０
ｍｍの水晶ブランクである場合に顕著である。

【０００８】このため、自動化装置の搬送ロボットアー
ムで搬送してきた水晶ブランクを基板載置台に載置する
時に水晶ブランクが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、精密測定に支障があった。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、自動化の障害となってい
た。

【０００９】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に砂目をかけて磨りガラ
ス状に傷を付けることも検討されている。しかし、載置
面に単に傷を付けて微小な凹凸を形成した場合、載置面
に小さく尖った突起部がランダムにできあがり、水晶ブ
ランクとの接触により破壊されやすく、載置台に水晶と
同様の硬さの石英ガラスを用いても、突起部の先端が数
時間で摩耗して測定において水晶ブランクの傷と区別が
困難な状態となり、傷検出に支障を来すという問題があ
る。また、ごみが微小な凹部に入り込み、掃除をしても
容易に取り出すことができなくなり、ごみが水晶ブラン
クに付着すると、傷との区別が付かなくなるという問題
がある。

【００１０】本発明の目的は、上述した従来技術の問題
点を解消して、載置台に対する水晶基板の取り扱いの容
易化を図った水晶基板用載置台及び水晶基板の傷検査装
置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の水晶基板用載置
台は、搬送機構により搬入・搬出される水晶基板に対し
て所要の処理がなされる基板処理部において水晶基板を
載置する載置台であって、上記載置台が透明部材からな
り、かつ上記水晶基板を載置する平坦な載置面に溝，孔
等の凹部が形成されているものである。

【００１２】水晶基板は、搬送機構により光学的な検査
等の処理がなされる基板処理部に搬入され、基板処理部
の載置台上に載置される。この際、載置台の平坦な載置
面には溝，孔等の凹部を設けているので、水晶基板が滑
動を生じる均一厚さの空気層が水晶基板下面全体に形成
されることがなく、水晶基板を滑動させることなく載置
面上の所定位置に設置できる。また、載置後も水晶基板
と載置台の凹部との間に空気層が確保されるので、水晶
基板が載置台に密着（付着）することがなくなり、処理
後に、搬送機構等によって水晶基板をピックアップする
際には、水晶基板を載置台から容易に離脱できる。更
に、水晶基板を平坦な載置面で支持するので、載置面が
水晶基板との接触によって傷つけられることも少なくな
る。

【００１３】載置面の凹部は、鏡面等に平坦に研磨され
た載置面に、研磨加工やエッチングによって、溝，孔，
くぼみ等を形成すればよい。載置面に対する凹部の大き
さ，レイアウトや凹部の深さなどは、水晶基板が滑動や
密着を生じない範囲内で、水晶基板の寸法等に応じて設
定される。なお、水晶基板には、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ＤＶＤ用の水
晶レンズなどが含まれる。

【００１４】上記発明において、載置台の透明部材とし
て、サファイアを用いると、サファイアは水晶よりも硬
いので、水晶基板によって傷つけられず、安定した検査
等を長期間にわたって実施できる。また、上記載置台の
平坦な載置面と凹部との境界部を滑らかなカーブを描く
ように接続形成するのがよい。載置面と凹部との境界部
（エッジ部）がシャープなエッジであると、光学測定等
においてエッジ部で反射を起こしたり、水晶基板を傷つ
けるなどの不具合が生じるからである。

【００１５】また本発明の水晶基板の傷検査装置は、水
晶基板に光を照射して撮像した水晶基板の画像信号に基
づいて傷の検出を行う水晶基板の傷検査装置であって、
水晶基板を水平に載置する平坦な載置面に溝，孔等の凹
部が形成された透明部材からなる載置台と、水晶基板の
水平な基板面に対して上下方向に±３０°の照射角度の
範囲内で拡散された散乱光を水晶基板の側面側全周方向
から照射する照明手段と、水晶基板の基板面に対して垂
直な方向から水晶基板を撮像する撮像手段と、を備えた
ものである。

【００１６】この発明では、水晶基板の基板面に垂直な
方向から水晶基板を撮像する撮像手段に対して、水晶基
板の水平な基板面に対して上下方向に±３０°の照射角
度の範囲内で拡散された散乱光を水晶基板の側面側全周
方向から照明手段で暗視野照明している。このため、水
晶基板を単に通過したり、基板面で反射してしまうよう
な光は撮像手段には達せず、水晶基板の全体像は写らな
い。撮像手段に達する光は、水晶基板に存在する傷か水
晶基板の側面（エッジ）によって反射される反射光ない
し散乱光のみとなる。光は水晶基板の全周方向から且つ
基板面に対して上下方向に±３０°の照射角度の範囲内
で照射され、しかもその光は拡散された散乱光ないし拡
散光となっているので、傷またはエッジで反射される反
射光は強調され、傷またはエッジのみが画像上に明瞭に
浮かび上がる。この画像を処理することにより、傷を容
易に検出することができる。また、この発明でも、水晶
基板を水平に載置する平坦な載置面に溝，孔等の凹部が
形成された透明部材からなる載置台を用いているので、
水晶基板の滑動や密着を防止でき、容易かつ迅速に水晶
基板を取り扱うことができる。

【００１７】上記発明の傷検査装置において、照明手段
を水晶基板の下方に設けると、水晶基板を移動する際に
照明手段が障害物とならず、スムーズな検査が行える。
また、上記照明手段として、発光ダイオードを用いるの
が好ましい。ハロゲンランプなどの従来の照明光源に比
較して発光ダイオードは寿命が格段に長く、また発熱量
も少なく扱いやすい。更に、発光ダイオードは、集光
型、拡散型のいずれでもよい。水晶基板に照射される光
にむらが生じると安定した測定ができないが、ダイオー
ドの周囲にミラーなどの反射板を多用することで、水晶
基板に均一な光を照射できると共に、光源の他に拡散板
を用いなくても済む。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は本発明に係る水晶基板の傷検
査装置を、水晶振動子用の水晶ブランクに適用した一実
施形態を示す概略構成図である。

【００１９】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、大きさが１×３ｍｍ〜３
×１０ｍｍで、厚さが３０μｍ〜５００μｍ程度であ
る。水晶ブランク１の形状は短冊形，矩形に限らず、直
径４〜８ｍｍ程度の円形その他の形状のものもある。

【００２０】水晶ブランク１は載置台２上に水平に載置
される。載置台２はサファイアからなり、鏡面仕上され
た載置台２の載置面３には、図２に示すように、水晶ブ
ランク１の滑動及び密着を回避するための凹部として、
溝４が形成されている。溝４は、載置台２の一辺に平行
に等間隔に多数形成されている。具体的には、大きさ２
０×２０ｍｍ、厚さ１ｍｍの載置台２に対し、図２
（ｂ）のＡ部拡大断面図である図２（ｃ）に示すよう
に、溝幅０．５ｍｍ、深さ５〜１０μｍの溝４を１ｍｍ
の間隔で、研磨加工によって作成した。また、図２
（ｃ）のＢ部拡大断面図である図２（ｄ）に示すよう
に、載置面３と溝４とのエッジ部（境界部）５は、滑ら
かに丸みを持たせており、傷検査時に光学的に反射がな
いようにしている。

【００２１】サファイアの載置台２としたのは、水晶よ
りも硬質なサファイアを用いることで、水晶ブランク１
によって傷付けられないようにするためである。しかし
ながら、水晶ブランク１を鏡面仕上げの載置面３上に載
置する構成となっているので、載置台２の材料として
は、サファイアに限らず、ソーダガラス，石英ガラス等
の通常のガラスを用いても、傷付けられにくい。また載
置台２にダイヤモンドや検査光に対して透明なセラミッ
クスを採用してもよい。

【００２２】載置台２の溝４は、一方向に互いに平行に
形成されているので、溝４の方向にエアー等を吹き付け
れば、溝４に入り込んだごみも簡単に取り除くことがで
きる。なお、上記実施形態では、溝４を互いに平行に形
成したが、溝を交差させ、例えば格子状に形成してもよ
い。あるいは、凹部として、溝以外に、円形等の孔を載
置面に適宜配置で形成するようにしてもよい。

【００２３】水晶ブランク１の下方には、図１に示すよ
うに水晶ブランク１を取り囲むように、発光ダイオード
６が配置されている。発光ダイオード６からの光は、水
晶ブランク１の基板面に対して上下方向に０°〜−３０
°の範囲内の照射角度θで、載置台２を通して水晶ブラ
ンク１の側面全周方向から照射されるようになってい
る。照射角度θは水晶ブランク１の表面側をプラス、裏
面側をマイナスとしている。発光ダイオード６の周囲に
ミラーを配置すると、水晶ブランク１に全周方向から光
をむらなく照射できる。また、発光ダイオード６は、高
輝度のものがよく、赤色光〜赤外光を発光する発光ダイ
オードを用いるのがよい。載置台２の下側に照明手段の
発光ダイオード６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。

【００２４】一方、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１１には、例えばＣＣＤカメラ１３及び水晶ブラン
ク１からの光をＣＣＤカメラ１３のＣＣＤ面上に結像す
るレンズ系１２を用いて、水晶ブランク１付近のみを視
野に納めるように設定する。このようにすると、発光ダ
イオード６から水晶ブランク１に斜めに入射した光がそ
のまま直接レンズ系１２に入ることがなく、暗視野の状
態となる。

【００２５】ＣＣＤカメラ１３によって撮像された画像
信号は、画像処理装置１４に入力される。画像処理装置
１４は、入力された画像信号から水晶ブランク１に存在
する傷の特徴を抽出する特徴抽出部と、抽出した信号に
基づいて傷の存在を判定する判定部とを有している。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、画像処理装置１４では、視野の明度変化を高速に画
像処理して傷を検出できる。

【００２６】水晶ブランク１は、バキュームチャック１
６で吸着されて搬送ロボットアーム１５によって載置台
２へと搬入され、傷検査後、再度バキュームチャック１
６で吸着されて搬送ロボットアーム１５によって搬出さ
れるようになっている。

【００２７】さて、上記のような構成において、バキュ
ームチャック１６に吸着されて搬送ロボットアーム１５
によって載置台２に搬送されてきた水晶ブランク１は、
載置台２の所定位置に載置される。このとき載置台２の
載置面３には、多数の溝４が形成されているため、水晶
ブランク１が載置台２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。

【００２８】載置台２の下側に多数配設した発光ダイオ
ード６から水晶ブランク１に向けて拡散された散乱光を
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、水晶ブランク１
の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。

【００２９】図３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（ないし
欠陥部）３１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。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
が、水晶ブランク１に傷が無ければ、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。

【００３０】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、水晶ブランク１の上方から見ると、傷
３１が鮮明に浮かんで見える。水晶の傷は、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
た例えば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、しかも拡散された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（１０〜２０μｍ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。

【００３１】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。
また、１０〜２０μｍ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。

【００３２】また、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、本実施
形態の傷検査装置を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。

【００３３】水晶ブランクの表面に対する光の照射角度
は＋３０°〜−３０°の範囲が好ましい。この範囲とす
る理由は、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、
例えば±４５°では傷３１の画像は完全に下地模様に吸
収されて傷３１を検出できなくなるからである。

【００３４】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１６に吸着されて搬送ロボットアー
ム１５により次工程に搬送される。この際、載置台２の
載置面３に溝４が形成されているので、水晶ブランク１
が載置台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。

【００３５】以上述べたように本実施の形態では、載置
台２の載置面３に多数の溝４を設けたので、水晶ブラン
ク１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１が載置台２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、載置台２上の定位置に水晶ブランク１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。

【００３６】図４には、水晶ブランク１に下方から光を
照射する照明手段（光源）の他の実施形態を示す。この
照明手段は、箱形の本体２１の上部に発光ダイオード６
が取り付けられる八角錐体状の取付体２２を有し、取付
体２２の傾斜面全周に沿って発光ダイオード６が多数配
設されている。水晶ブランク１を載置する載置台２は、
図４（ｂ）に示すように、本体２１上に台座２３を介し
て設置され、発光ダイオード６からの光が、図示しない
ミラーの反射によって、水晶ブランク１の下方からその
側面全周に向けて均一に照射されるようになっている。
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、照明手段からの光量をやや減少し、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のがよい。このため、発光ダイ
オード６の光量は、調光ツマミ２４によって調節できる
ようになっている。

【００３７】図５には、照明手段の更に他の実施形態を
示す。この実施形態では、水晶ブランク１の側面全周に
向けて光を照射する光源として、リングライト２５を用
いており、リングライト２５を載置台２の下側に配置し
ている。リングライト２５には、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２５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２６は必須ではないが、より
散乱効果を高めるために、リングライト２５の照射方向
に、リングライト２５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２６を配置するとよい。拡散板２６には減
光フィルタなどを用いる。また、照射に寄与させたくな
いリングライト２５の一部を遮光するために、遮光板２
７をリングライト２５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
している。

【００３８】ところで、鏡面仕上された載置台の載置面
には、溝を研磨加工によって作成し、載置面と溝との境
界部は、滑らかに丸みを持たせて、傷検査時に光学的に
反射がないようにしていることは前述したとおりであ
る。ここではこの点をもう少し具体的に説明する。サフ
ァイアからなる載置台に溝を作成するには、ダイヤ研磨
剤を使用してブラシ研磨し、後に化学研磨するが、ブラ
シ研磨時間によって溝における光学的反射の有無が大き
く影響する。

【００３９】図６は、厚さ１ｍｍのサファイア載置台の
載置面と溝との境界部の具体的な断面形状を示すもので
あり、横軸は載置台の幅方向を示し、単位は２目盛で
０．２ｍｍであり、縦軸は溝深さを示し、単位は２目盛
で２０μｍである。図６（ａ）は０．５時間（Ｈ）ブラ
シ研磨したときのもので、溝深さは１３μｍである。図
６（ｂ）は１．０Ｈブラシ研磨したときのもので、溝深
さは１１μｍであり、図６（ａ）のときと比較して、研
磨時間が長い分、載置面と溝との境界部は、より滑らか
な丸みを持っている。

【００４０】図７は、図６に示す載置台を用いたときの
載置台および水晶ブランクの照射画像を示すもので、図
７（ａ）は０．５Ｈブラシ研磨載置台を使用したときの
画像、図７（ｂ）は１．０Ｈブラシ研磨載置台を使用し
たときの画像である。これからわかるように、０．５Ｈ
ブラシ研磨載置台を使用したときは、傷検査時に、溝に
おいて光学的反射が生じ、溝が画像上に浮かび上がり、
傷との区別がつかなくなってしまう。これに対して１．
０Ｈブラシ研磨載置台を使用したときは、そのようなこ
とはなく、暗視野における溝のエッジ効果がなくなり、
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り、し
たがって、滑動及び密着を回避するために必要な溝深さ
を確保しつつ、境界部に最適な丸みを出すような研磨時
間を選択することが重要である。

【００４１】図８は、サファイア載置台の他の実施形態
を示し、既に触れたが載置台２の溝４を交差させ、格子
状に形成したものである。図２のように溝が一方向に互
いに平行に形成されていると、溝に入り込んだごみを簡
単に取り除くことができるが、使用を繰り返していく
と、溝間の山部にホコリやゴミが堆積していき、１日な
いし２日も経つと、容易に除去できなくなる傾向があ
る。これは山部が線状に形成され、山部面積が大きいこ
とが原因と考えられる。そこで図８に示すように、溝４
を格子状に形成することによって山部を点状にして、山
部の面積を小さくした。その結果、山部のホコリやゴミ
の堆積が少なくなり、載置台のメンテナンスを延ばすこ
とができることがわかった。

【００４２】図９は照明手段の他の実施の形態を示すも
ので、水晶ブランク１に下方から光を照射する発光ダイ
オード６に加えて、上方からも光を照射する補助発光ダ
イオード７を設ける。短冊状の水晶ブランク１の場合、
長辺の長さが８ｍｍを超えると、図９（ｃ）に示すよう
に、水晶ブランク１の両端部（斜線部）の光の強さが、
中央部よりも弱くなるため、エッジの検出が困難にな
る。水晶ブランク１を取り囲む発光ダイオード６の配置
径を大きくすれば、両端部の光の強さを強くできるが、
それでは既存装置を改造する必要が生じ、かつ装置が大
型化してしまう。そこで、図９（ａ）に示すように、上
部に補助発行ダイオード７を設け、水晶ブランクの両端
部（四隅）を照射することで、図９（ｂ）のように、中
央部と同じ光量を得ることができるようにする。上下の
発光ダイオード６、７の光の強さの比率は７：３〜３：
７の範囲であれば、光バランス上問題はない。通常は、
５：５に調整するとよい。載置台２の上側に発光ダイオ
ード６を設けるには、搬送ロボットアーム１５の搬送経
路の障害とならないように配置することが必要である。
また、水晶ブランク面に対して＋３０°の照射角度の範
囲内で照射する。

【００４３】図１０は、補助発光ダイオード７の具体的
な配置状況を示す平面図である。補助発光ダイオード７
を取り付けるための取付板８は、載置台の全部を覆うこ
となく、中央が開口し、搬送ロボットアーム１５の搬送
経路９を確保してある。補助発光ダイオード７は、水晶
ブランク１の四隅に対向して取付板８の４箇所に取り付
け、水晶ブランク１の両端部を上方から照射できるよう
にする。照射角度を＋３０°以内にするために、図示し
ないミラーで光路を規制する。

【００４４】

【発明の効果】以上要するに、本発明によれば、載置台
の平坦な載置面に、溝，孔等の凹部を形成したので、載
置時、水晶基板が載置台上を滑るようなことがなくな
り、載置台上の載置位置が安定する。また、水晶基板が
載置台と密着しなくなり、ピックアップ時、水晶基板を
スムーズに搬出できる。従って、水晶基板の傷検査等の
高速化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水晶基板の傷検査装置の一実施形
態を示すもので、（ａ）は概略構成図、（ｂ）は（ａ）
の発光ダイオード、載置台を下側からみた図である。

【図２】図１の載置台を示すものであり、（ａ）は平面
図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ部拡大断面
図、（ｄ）は（ｃ）のＢ部拡大断面図である。

【図３】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ものであり、（ａ）
は平面図、（ｂ）は側面図である。

【図４】本発明の水晶基板の傷検査装置に用いられる照
明手段の他の実施形態を示すものであり、（ａ）は平面
図、（ｂ）は水晶ブランクを載置した状態の縦断面図で
ある。

【図５】本発明の水晶基板の傷検査装置に用いられる照
明手段の他の実施形態を示す概略構成図である。

【図６】ブラシ研磨時間の違いによる載置台の載置面と
凹部との境界部（エッジ部）の形状を示すものであり、
（ａ）は０．５Ｈブラシ研磨の断面図、（ｂ）は１．０
Ｈブラシ研磨の断面図である。

【図７】図６に対応する載置台および水晶ブランクの照
射画像を示すもので、（ａ）は０．５Ｈブラシ研磨載置
台を使用したときの画像図、（ｂ）は１．０Ｈブラシ研
磨載置台を使用したときの画像図である。

【図８】溝を交差させて格子状に形成した他の実施形態
を示す載置台の平面図である。

【図９】照明手段の他の実施形態を示すものであり、
（ａ）は上下両方に照明手段を設けた概略構成図、
（ｂ）は上下両方から照射したときの水晶ブランクの光
の強さを示す図、（ｃ）は下方からのみ照射したときの
水晶ブランクの光の強さを示す図である。

【図１０】補助照明手段の配置状況を示す平面図であ
る。

【図１１】従来の透明基板の傷検査装置の概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１水晶ブランク（水晶基板）２載置台３載置面４溝（凹部）５エッジ部（境界部）６発光ダイオード１１撮像手段１４画像処理装置１５搬送ロボットアーム２５リングライト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】搬送機構により搬入・搬出される水晶基板
に対して所要の処理がなされる基板処理部において水晶
基板を載置する載置台であって、上記載置台が透明部材からなり、かつ上記水晶基板を載
置する平坦な載置面に溝，孔等の凹部が形成されている
ことを特徴とする水晶基板用載置台。
【請求項２】上記載置台の透明部材として、サファイア
を用いたことを特徴とする請求項１記載の水晶基板用載
置台。
【請求項３】上記載置台の平坦な載置面と凹部との境界
部が滑らかに接続形成されていることを特徴とする請求
項１又は２記載の水晶基板用載置台。
【請求項４】水晶基板に光を照射して撮像した水晶基板
の画像信号に基づいて傷の検出を行う水晶基板の傷検査
装置において、水晶基板を水平に載置する平坦な載置面に溝，孔等の凹
部が形成された透明部材からなる載置台と、水晶基板の水平な基板面に対して上下方向に±３０°の
照射角度の範囲内で拡散された散乱光を水晶基板の側面
側全周方向から照射する照明手段と、水晶基板の基板面に対して垂直な方向から水晶基板を撮
像する撮像手段と、を備えたことを特徴とする水晶基板
の傷検査装置。
【請求項５】上記照明手段が水晶基板の下方に設けられ
ていることを特徴とする請求項４記載の水晶基板の傷検
査装置。
【請求項６】上記照明手段として、発光ダイオードを用
いたことを特徴とする請求項４又は５記載の水晶基板の
傷検査装置。