KR20000068586A - 투광성물질의 불균일성검사방법 및 그 장치와 투명기판의 선별방 - Google Patents

투광성물질의 불균일성검사방법 및 그 장치와 투명기판의 선별방 Download PDF

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Abstract

레이져로부터의 레이져광을 미러를 사용하여 투명기판 내의 그 도입면으로 도입한다. 투명기판 내에 도입된 레이져광은 투명기판의 표면(주표면 및 단면)에서 전반사를 반복하여, 기판 내에 거의 가두어진 상태가 된다. 그러나, 투명기판의 표면에 상처 등의 불균일한 부분이 있으면, 전반사조건이 만족되지 않아 그 불균일한 부분으로부터 광이 새어나간다. 이 새어나간 광을 렌즈계로 CCD에 결찰하여 화상처리장치로 화상처리한다. 검출된 화상은, 캄캄한 배경에 상처 등이 있는 불균일한 부분이 선상, 점상 등으로 빛나게 보이는 것으로, 지극히 미세한 상처 등의 불균일성부분을 검출할 수 있다.

Description

투광성물질의 불균일성검사방법 및 그 장치와 투명기판의 선별방법 {METHOD OF CHECKING UNEVENNESS OF LIGHT-TRANSMITTING SUBSTANCE, APPARATUS THEREFOR, AND METHOD OF SORTING TRANSPARENT SUBSTRATES}
도 1은 본 발명에 따른 투광성물질의 불균일성 검사장치의 일 실시예를 나타낸 개략구성도,
도 2는 도 1의 투명기판의 일부를 확대한 측면도,
도 3은 투명기판을 보지하는 폴더의 일 예를 나타낸 사시도,
도 4는 검사장치에 의해 검출된 유리기판의 표면의 상처의 화상,
도 5는 도 4의 화상의 광정보로부터 화상처리에 의해 구해진 상처의 폭방향에 걸친 광강도분포를 나타낸 도면,
도 6은 도4의 상처를 광학현미경(반사·명시야)으로 관찰할 때의 화상을 나타낸 도면,
도 7은 도6의 화상의 광정보로부터 화상처리에 의해서 구해진 상처의 폭방향에 걸친 광강도분포를 나타내는 도면,
도 8은 본 발명의 방법과 종래 방법과의 검출감도를 비교한 것으로서, 정규화노광시간에 대한 신호잡음비의 관계를 나타내는 그래프,
도 9는 투명기판에 그 일변을 따라 레이져광을 도입할 때, 투명기판내의 광선궤적을 구하는 시물레이션을 설명하기 위한 사시도,
도 10은 도 9의 시뮬레이션에 의한 결과의 일 예를 나타낸 도면,
도 11은 도 10에 있어서의 투명기판에의 입사각과 표면반사회수와의 관계를 나타낸 그래프,
도 12a 내지 도 12c는 도 9의 시뮬레이션으로 얻은 투명기판내의 광의 전파의 모양을 나타내는 광선궤적도면,
도 13은 도 9의 시뮬레이션의 다른 예에 있어서의 투명기판에의 입사각과 표면반사회수와의 관계를 나타낸 그래프,
도 14는 도9의 시뮬레이션의 다른 예에 있어서의 투명기판에의 입사각과 표면반사회수와의 관계를 나타낸 그래프,
도 15는 도9의 시뮬레이션의 다른 예에 있어서의 투명기판에의 입사각과 표면반사회수와의 관계를 나타낸 그래프,
도 16a 내지 도 16d는 투명기판에 레이져광을 도입할 때, 광의 전파를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 광선궤적도면,
도 17a 및 도 17b는 본 발명의 불균일성검사에 의해 관측되는 투명기판의 상처 등의 화상을 나타낸 도면,
도 18은 투명기판에 2방향으로부터 레이져광을 도입할 때의 모양을 나타낸 사시도,
도 19는 투명기판의 코너부로부터 레이져광을 도입한 실시형태를 나타낸 개략구성도면,
도 20은 투명기판의 동일한 입사위치로부터 다른 복수의 방향에 레이져광을 도입하는 실시형태를 나타낸 사시도,
도 21은 투명기판의 양품 및 불량품의 선별을 행하는 검사공정의 일실시형태를 나타낸 흐름도,
도 22는 본 발명의 투명기판의 선별방법을 포토마스크용 유리기판에 적용한 제 1의 실시형태를 설명하기 위한 도면,
도 23은 도 22의 제 1의 실시형태의 검사에 의해서 검출된 유리기판표면의 상처의 화상의 광정보로부터, 화상처리에 의해서 구해진 상처의 폭방향에 걸친 광강도분포를 나타낸 도면,
도 24는 본 발명의 투명기판의 선별방법을 자기디스크(disk)용 유리기판에 적용한 제 2의 실시형태를 설명하기 위한 도면,
도 25는 도 24의 제 2의 실시형태의 검사방법을 설명하기 위한 도면,
도 26a 및 도 26b는 본 발명의 불균일성검사의 다른 실시형태를 나타낸 도면,
도 27은 굴절률이 다른 경계면에서의 광의 굴절을 나타내는 도면,
도 28은 투광성물질의 표면에서의 전반사조건을 구하기 위해서 사용한 도면이며,
도 29는 직방체형상의 투광성물질내에, 다중전반사에 의해서 광이 폐쇄되는 전반사조건을 만족하는 영역을 나타낸 도면이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1: 유리기판 2: 레이져
4: 구동장치 5: 테이블
16: 결상광학계 17: CCD카메라
18: 화상처리장치 31: 미러
32: 미러
[발명의 목적]
[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]
본 발명은, 포토마스크용 투명기판이나 정보기록매체용 투명기판인 유리기판등의 투광성물질의 광학적인 불균일성(결함)을 검사하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히, 투광성물질표면에서의 전반사의 성질을 이용함으로써, 투광성물질의 불균일성을 고감도, 고속도로 검출할 수 있도록 한 투광성물질의 불균일성검사방법 및 그 장치에 관한 것이다.
반도체집적회로, 포토마스크 등의 제조공정에 있어서, 미세패턴의 형성에는 포토리소그래피법이 사용되고 있다. 예를 들면, 반도체집적회로를 제조하는 경우에는, 고정밀도로 연마되어 경면마무리된 투명기판 상에 투광성막(예를 들어, 크롬막)에 의해 패턴이 형성된 포토마스크를 사용하여 패턴을 전사한다. 이 패턴의 원반이라고도 말할 수 있는 포토마스크에 관한 검사방법으로는, 일본국 특허공개공보 제 소58-162038호 공보에 기재된 면상태검사장치에서 볼 수 있는 바와 같은, 패턴면의 미소한 영역에 광을 모으고 패턴면에서의 반사출력 및 투과출력을 비교하는 방법이 알려져 있다.
그렇지만, 근년에 있어서는 패턴의 고밀도화에 따라, 상기 방법과 같이 패턴면의 검사뿐 만 아니라, 고정밀도로 연마되어 경면이 마무리된 투명기판 그 자체의 미세한 결함 또한 결함검출의 대상이 되었다. 또한, 상술한 방법에 있어서, 패턴면의 미소한 영역에 광을 모으기 때문에 검사영역이 넓은 범위에 걸치는 경우에는 어떠한 수단을 사용하여 광을 주사할 필요가 있으며, 검사영역의 면적에 비례하여 검사시간이 걸리며, 결함의 유무에 따라 패턴자체 및 투명기판에 대한 반사광 및 투과광의 광량변화가 그다지 크지 않으므로, 투명기판의 미세한 결함을 검출하는 것에의 적용은 곤란하였다.
또한, 정보기록매체용 투명기판에 있어서도, 고밀도기록화에 따라 투명기판 표면에 형성되며 결정성이 양호한 하지층 및 자성층의 형성과 자기헤드의 저부상화 등에 의해 고정밀도로 연마된 표면을 갖는 투명기판이 요구되어, 투명기판 그 자체의 미세한 결함도 결함검출의 대상으로 되어있다. 그러나, 기존의 결함검사방법 및 장치는, 반드시 그 결함검출의 요구를 만족한다고 말할 수 없다.
[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]
그러므로, 본 발명은, 상기 문제점들을 해결하도록, 투광성물질의 광학적인 불균일성을 확실하게 또한 고정밀도, 고속도로 검출할 수 있는 투광성물질의 불균일성검사방법 및 그 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
한편, 본 발명은 즉석에서 소망의 투광성물질을 추출할 수 있는 투광성물질의 불균일성검사방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관련되는 투광성물질의 불균일성검사방법은, 투광성물질 내에 레이져광을 도입하여 투광성물질의 불균일성을 검사하는 방법에 있어서, 상기 투광성 물질은, 투광성물질 내에 도입한 레이져광이 전반사를 반복하는 서로 대향하는 적어도 일조의 전반사면, 그리고 전반사면의 사이를 전반사를 반복하여 진행하는 레이져광의 진행방향에 대향하도록 설치되고 상기 레이져광을 전반사하여 상기 전반사면으로 되돌리는 적어도 일조의 되돌림면을 구비하며, 상기 투광성물질 내의 광로가 광학적으로 균일한 경우에는, 투광성물질 내를 전파하여 상기 전반사면 및 상기 되돌림면에 입사하는 레이져광을 전반사하며, 또한, 적어도 일조의 되돌림면의 사이에서 반복하도록 전파시키고, 전파하는 것에 의해 형성되는 상기 전반사면과 상기 되돌림면으로 둘러싸인 피검사영역에 레이져광이 널리 퍼지도록 레이져광을 도입하며, 상기 투광성물질 내에 도입되어 전파하는 레이져광의 광로 중에 불균일한 부분이 존재할 경우에는, 상기 전반사면 그리고/또는 상기 되돌림면에서 누출하는 광을 검출하는 것으로부터 투광성물질의 불균일성을 검사하도록 한다.
투광성물질에 표면상처 등의 불균일한 부분이 없으면, 투광성물질 내에 도입한 레이져광은 표면에서 전반사를 반복하여 투광성물질 내에서 광이 폐쇄되어질 수 있는(레이져광이 널리 퍼지는) 모양으로 되기 때문에, 실질적으로 외부에는 누출되지 않지만(상기 전반사면 및 상기 되돌림면에 있어서), 투광성물질에 불균일한 부분이 있으면, 전반사조건이 만족되지 않고, 투광성물질의 표면으로부터 광이 새어나간다. 즉, 투광성물질의 표면에 상처, 크랙, 이물질의 부착에 의한 더러워짐 등의 불균일한 부분(결함)이 있는 경우에는, 광로가 균일하다면 전반사면으로 된 표면(전반사면 및 되돌림면)으로부터 광이 누출된다. 또한, 투광성물질의 표면의 불균일뿐 만 아니라, 내부의 상처, 크랙, 기포 등의 이물질 등의 결함, 혹은 유리의 맥리 등에 특징적이며, 투과율은 동일하고 굴절률만이 다른 결함의 검출에 관해서도, 상처나 굴절율이 틀리는 곳에서는 원래 균일하다면 지나는 광로(경로)를 벗어나, 표면에서의 전반사조건이 만족되지 않으므로, 투광성물질의 외부로 새어나가기 때문에 검출가능하게 된다.
이와 같이, 본 발명의 검사방법은, 물리적인 임계현상인 기하광학적인 전반사를 이용하여 투광성물질 내에 (실질적으로) 광을 가두도록 하고 있기 때문에, 피검사물인 투광성물질의 불균일한 부분과 균일한 부분에 있어서의 검사광에 대한 응답도 임계적이며, 불균일성이 극적인 콘트라스트로 나타난다. 요컨대, 본 발명의 검사방법은, 광을 폐쇄하는 방식에 의한 결함(불균일성)의 검사방법이라고 부를 수 있는 것이어서, 마치, 암상자와 같은 차광성의 용기에 존재하는 핀홀로부터 용기내부의 광이 새어나가는 것과 같이, 투광성물질의 지극히 미세한 상처 등의 결함도 관측할 수 있다.
또한, 투광성물질의 표면에서 전반사를 반복하여, 투광성물질 내에 (실질적으로) 광을 폐쇄하여 담기 위한 광의 입사조건은 아래와 같이 하여 구해진다. 이하에서는, 투명기판과 같은 직방체형상의 투광성물질 내에, 다중전반사에 의해서 (실질적으로) 광을 폐쇄하여 담기 위한 조건을 구한다.
이 광을 폐쇄하여 담는 조건을 구하는 것에 앞서, 우선, 도 27에 나타낸 바와 같이, 공기 등의 굴절률(ni)의 매질로부터 유리 등의 투광성을 갖는 굴절률(nt)의 매질 중으로 광이 입사할 때의 굴절광의 방향을 구한다. 또한, 도면에서는 벡터(vector)를 통상의 화살표를 사용하여 표기하였지만, 문서 중에서는 벡터 A를 〈A〉로 표기한다.
도 27에 나타낸 바와 같이, 굴절률(ni)과 굴절률(nt)의 경계면에 〈Li〉의 입사광선을 입사한 경우의 굴절광선 〈Lt〉를 생각한다. 경계면에 수직하고 입사매질측으로 향하고있는 용매벡터를 단위벡터 〈N〉으로 한다. 굴절광선의 벡터 〈Lt〉는 벡터 〈N〉과 〈Li〉로 뻗는 평면상에 존재하며, 〈N〉과 〈Li〉의 선형결합으로 나타낼 수 있다. 즉, 다음의 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.
〈Lt〉 = α 〈Li〉 + β 〈N〉
여기서, α, β 는 계수이다. 또한, 계산을 단순히 하기 위해서, 벡터〈Li〉, 〈Lt〉도 단위벡터로 하면, 다음의 수학식 2를 만족한다.
〈Li〉·〈Li〉=1, 〈Lt〉·〈Lt〉= 1
경계면에서의 굴절에 대하여, 굴절의 법칙(스넬의 법칙)을 적용하면, 입사각 θi, 굴절각θt 이기 때문에, 다음의 수학식 3과 같이 된다.
sinθt = (ni / nt) sinθi
또한, θi, θt를 벡터로 나타내면, 다음의 수학식 4 및 5와 같이 된다.
〈Li〉·〈N〉 = ｜〈Li〉｜·｜〈N〉｜cos(π - θi) = - cosθi
〈Lt〉·〈N〉 = |〈Lt〉|·｜〈N〉｜cos(π - θt) = - cosθt
지금 구하려 하는 것은, 굴절광선벡터 〈Lt〉이고, 수학식 1의 α, β가 정해지면, 〈Lt〉가 결정된다. 그래서, 수학식 1 내지 수학식 5로 부터, α , β를 ni, nt, θi로 나타내면,
α = ni / nt
β = - [1 - (ni / nt)2(1 - cos2θ1)]1/2+ (ni / nt) cosθi
로 되고, 입사광선 〈Li〉에 대한 굴절광선 〈Lt〉의 방향이 정해진다.
그 다음, 이렇게 하여 소정방향으로 도입된 굴절광선이 직방체형상의 투광성 물질의 표면에서 전반사를 반복하여 투광성물질중에 폐쇄되어 담아지기 위한 조건을 구한다.
우선, 전반사의 제 1의 경계면으로서, xy 평면을 생각한다. 도 28에 도시한 바와 같이, z축의 정방향의 법선벡터를 〈Nz〉=(O, O, 1)로 하고, 입사각 θi에서 입사벡터 〈L1〉 (단위벡터) = (L1x, L1y, Llz)가 xy 평면에 입사하면,
〈Li〉·〈Nz〉 = cos(π -θ1)가 성립한다. 이 것을 전개하면,
L1z = - cos θ 1
｜〈 L1〉｜ = 1이기 때문에, θ 1≥ θc의 하에서, 다음의 수학식 6을 만족한다.
L1 x2+ L1 y2+ cos2θ1 = 1
제 1경계면의 xy 평면에서 전반사할 수 있는 입사벡터는, z축과 임계각 θc를 형성하는 직선이 z축의 주위를 회전하여 얻어진 도 28의 원추체의 외측에 있으면 좋고, 이 것을 만족하는 벡터는 무한히 존재한다.
xy평면에서 반사하기 때문에, 반사 후의 벡터〈L2〉는,
〈L2〉 = (L1x, L1y, -Llz)
= (L1x, Lly, cosθ1)
로 된다. 한편, 이 벡터 〈L2〉가 제 2의 경계면에서 전반사하기 위한 조건을 생각할 필요가 있다. 제 2경계면을 xz평면으로 하여, xz평면에 입사각 θ2로 입사하면,
〈L2〉·〈Ny〉 = cos (π - θ2)
로 된다. 여기서, 〈Ny〉는 y축의 정방향을 향한 단위벡터(0, 1, 0)이다. 위 식을 전개하면,
Lly = -cosθ2
이 식과 수학식 6으로부터, θ1, θ2 ≥ θc의 조건 하에서, 다음의 수학식 7을 만족시킬 필요가 있다.
L1x2= 1 - coszθ1 - coszθ2
xz평면에서 반사하기 때문에, 반사 후의 벡터 〈L3〉는,
〈L3〉 = [ +(1 - cos2θ1 - cos2θ2)1/2·cosθ2, cosθ1]
으로 된다. 이 벡터 〈L3〉가 제 3의 경계면에서 전반사하면, 광의 폐쇄되어 담겨지는 것이 성공한다. 제 3의 경계면을 yz평면으로 하여, yz평면에 입사각 θ3로 입사하면,
〈L3〉·〈Nx〉 = cos(π - θ3)
로 된다. 한편, Nx = (1, 0, 0)이다. 따라서, 위 식은 L3x = -cosθ3로 되고, +(1 - cos2θ1 - cos2θ2)1/2= -cosθ3, 예를 들면, 다음의 수학식 8을 만족시킬 필요가 있다.
cos2θ1 + cos2θ2 + cos2θ3 = 1
임계각 θc에서는, sin(π/2) = ( nt / ni ) sinθc이기 때문에, ni = 1.00, nt = 1.47의 경우, sinθc= 1 / 1.47이기 때문에, 임계각 θc = 42.9°로 된다.
θ1 = θ2 = θ3일 때, 수학식 8로부터, 3cos2θ1 = 1로, θ1 = 54°로 되고, θ1 ≥ 54° 〉 θc = 42.9°를 충분히 만족한다. 이 조건의 자유도에 있어서의 여유는, 특정한 반사면으로 전반사를 보다 많이 행하게 하는 자유도로서 살릴 수 있다. 기판유리로서는, 단면에서의 반사를 감하도록, 〈L1〉을 선택하면 좋다.
이상으로부터, 다중전반사에 의해서 광이 폐쇄되어 담아지는 조건은,
cos2θ1 + cos2θ2 + cos2θ3= 1
cosθc ≥ cosθ1, cosθ2, cosθ3 〉 0
이다.
θc = 42.9°의 경우, cosθc = 0.73이므로, θ1, θ2, θ3을 만족하는 영역을 cosθ1, cosθ2, cosθ3을 좌표축으로 하여 도시하면, 도 29와 같이, 한 변이 0.73의 입방체의 내측에서, 반경 1의 구의 표면인 곡면 60이 전반사조건을 만족하는 영역으로 된다.
또한, 상기에서는 투명기판과 같은 직방체형상의 투광성물질에 관해서의 전반사조건에 관해서 도출하였지만, 후술하는 일반적인 형상에 있어서도 같은 방법에 의해서 광의 입사각의 조건을 결정할 수가 있다. 또한, 후술하는 실시형태에 걸쳐 투광성물질 내에 도입하는 광의 입사각의 조건은, 상기에 근거하여 이끌어 낸 것이다.
또, 본 발명의 불균일성검사방법에 있어서는, 상기 투광성물질의 형상은, 사각형 (단형) 상평판, 원형 내지는 원환상평판은 물론, 렌즈등 곡률이 큰 곡면을 가지는 형상, 구상, 다면체, 원주, 원통, 다각주 등, 어떠한 형상이라도 좋고, 투광성물질이 적어도 피검사영역에서 광이 소정회수 이상의 반사를 반복하여 투광성물질 내에 광이 가두어 지는 것과 같은 상태를 실현하는 것이 가능하면, 투광성물질의 형상은 문제되지 않는다.
이와 같이, 투광성물질 내에 광이 가두어 지기 위해서는, 투광성물질은, 투광성물질 내에 도입한 광이 전반사를 반복하는 서로 대향하는 적어도 일조의 전반사면과, 전반사면의 사이를 전반사가 반복하여 진행하는 레이져광의 진행방향에 대향하도록 설치되고, 레이져광을 전반사하여 전반사면으로 되돌리는 적어도 일조의 되돌림면을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 특히 되돌림면은, 투광성물질 내에서 광가둠에 맞추는 것이 중요하다. 되돌림면은, 광의 진행방향에 대향하도록 설치되고, 적어도 일조가 아니면 안된다. 되돌림면의 사이에서 광이 반복하지 않으면, 광이 폐쇄되어 담길 수 없기 때문이다.
또한, 레이져광의 도입에 관하여서는, 투광성물질에 도입된 레이져광이 투광성물질 내를 전파하여 전반사면 및 되돌림면에 입사하는 광이 전반사를 하여, 적어도 일조의 되돌림면의 사이에서 반복하도록 전파시키며, 전파함으로써 형성되는 전반사면과 되돌림면에 의해 둘러싸인 피검사영역에서 레이져광이 널리 퍼지도록 레이져광을 도입하는 것이 필요하다. 즉, 투광성물질 내의 광로가 광학적으로 균일한 경우에는, 투광성물질 내에 도입한 광이 대향하는 전반사면의 사이에서 전반사를 반복하여 전파하여, 되돌림면으로 입사하여 전반사된 후, 더욱 투광성물질 내에서 전파를 반복하여, 되돌림면 a 이외의 적어도 하나의 되돌림면 b, c ....., 에서 전반사를 하여 다시, 상기 되돌림면 a에 전파한 광이 되돌아가도록 레이져광을 도입하는 것이다. 이 경우, 투광성물질 내의 광로가 광학적으로 균일하고, 불균일한 부분이 없으면 전반사면과 되돌림면에서 전반사를 반복하여, 전반사면 및 되돌림면(레이져광을 도입하는 영역을 제외한)에서는 광이 누출되는 특이점이 존재하지 않기 때문에 (실질적으로) 광의 가둠이 성립된다. 상기의 되돌림면이 일조인 경우에는, 투광성물질이 있는 하나의 평면에서 광의 가둠이 실현된다. 되돌림면이 복수조 이상인 경우에는, 투광성물질의 거의 전역에서 광의 가둠이 실현된다.
또한, 투광성물질 내에 (실질적으로) 광을 가두기 위해서는, 전반사면 및 되돌림면에서, 기하광학적으로 레이져광이 누출되는 특이점이 실질적으로 존재하지 않도록 레이져광을 도입하면 좋다. 「기하광학적으로」 라고 하고 있기 때문에, 도입한 레이져광이, 투광성물질의 재료가 갖는 고유의 성질에 의해서 광학적변화에 의해서 초래된 광, 예를 들면, 레일레이산란광 등은 여기서는 고려하지 않는다. 또한, 「레이져광이 누출하는 특이점이 실질적으로 존재하지 않는」이라고 하고 있는 것은, 레이져광 자체의 확대각의 영향으로, 전반사면 및 되돌림면에서 몇 회의 전반사를 반복한 후, 극히 얼마 안되는 레이져광이 전반사조건을 만족하지 않으며, 투광성 물질의 밖으로 누출하는 것이 고려되기 때문에, 이 경우를 고려하여 「실질적으로」 라고 하고 있다. 또, 이 레이져광 자체의 확대각에 의한 누출광은, 투광성물질의 표면을 따르는 방향으로 누출되기 때문에, 검출수단에 의해 검출되지 않으며, 검출감도에도 영향주지 않는다.
또한, 투광성물질 내에 광을 가두기 위해서는, 도입하는 레이져광의 파장 λ에 대한 상기 투광성물질의 굴절률을 nt, 투광성물질과 접촉하는 외측매질의 굴절률을 ni로 하여, 상기 전반사면 및 상기 되돌림면에 입사하는 광의 각도를 θik (k는, 투광성물질 내에 레이져광이 도입되고난 후에 전반사면 및 되돌림면에 입사하는 위치를 표시한 것으로, 입사위치는 순차적으로 k = 1, 2, ....., 로 정한다)라고 할 때, θik는 상기 전반사면 및 상기 되돌림면에서, sinθ = ni / nt 로 표시되는 임계각 θ 이상이 되도록 레이져광을 도입하면 바람직하다.
단지, 투광성물질의 표면에서는, 전반사에 의한 광의 가둠이 곤란한 형상, 예를 들면, 큰 곡률의 곡면을 갖는 형상 등)에 관하여서는, 투광성물질의 외측에 설치된 적어도 이조가 대향하는 면(적어도 일조의 전반사면과 적어도 일조의 되돌림면)에 있어서, 광이 전반사를 반복하여 전파하도록 함으로써, 불균일성을 검사할수 있다. 구체적으로는, 경면마무리된 표면을 갖는 투광성의 용기를 사용하여, 이 용기의 외측매질의 굴절률보다도 큰 굴절률을 가지는 용기내의 매질(액체 등) 속에 투광성물질을 삽입하여, 용기의 외측표면에서 전반사를 반복하여 전파하도록 레이져광을 도입함으로써 검사할 수 있다.
또한, 레이져광은, 기하광학적으로, 상기 투광성물질 내에 도입한 레이져광이, 적어도 최초에 당하는 상기 전반사면 또는 상기 되돌림면에서, 레이져광의 모두가 전반사하도록 레이져광을 도입하는 것으로, 전반사조건을 만족하는 광을 정확하게 투광성물질 내에 도입할 수 있는 것이 바람직하다. 상기 이외의 경우에는, 예를 들면, 레이져광을 도입하는 면에서, 확산된 광이 투광성물질 내를 전파하는 경우 등은, 투광성물질 내에 전파하는 (복수의) 광선의 궤적이 예상될 수 없기 때문에, 도입한 레이져광이 전반사면 및 되돌림면으로 입사하는 광의 거의 모두가 전반사되는 것은 곤란하며, 본 발명과 같이 광을 가두는 것 또한 실현되지 않는다.
또한, 레이져광을 도입하기 위한 도입면을, 어떤 하나의 전반사면과 적어도 하나의 되돌림면에 의해 끼워진 개소에 설치하는 것이 바람직하다. 투광성물질로의 레이져광의 도입에 관하여서는, 도입면 이외의 전반사면이나 되돌림면으로부터 도입하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 그러나, 레이져광을 도입하기 위한 입사창으로서, 투광성물질의 굴절률과 동일한 굴절율을 갖는 재료로 이루어진 광학부재를, 접착제 등에 의해서 부착하지 않으면 안되기 때문에 시간이 걸린다. 또한, 검사영역인 전반사면 또는 되돌림면에 광학부재를 부착하기 때문에, 부착한 개소에 관해서는 투광성물질 내로 전파된 광이 전반사조건을 만족하지 않으며, 누출하는 것이 되기 때문에, 실질적으로 검사할 수 없게 되므로 바람직하지 못하다.
이와 같이, 레이져광을 도입하기 위한 도입면이 있는 경우에는, 구체적인 도입의 방식으로, 전기 도입면 및 전기 도입면과 전기 전반사면과의 이루는 각이 거의 동일한 면에 있어서만 도입된 레이져광이 출사되도록 레이져광을 도입하도록 정함으로써 본 발명의 광을 차폐하여 가두는 것이 성립한다. 또한, 적어도 투광성물질의 레이져광을 도입하는 도입면이 경면연마되어 있는 것이 바람직하다. 레이져광은, 전반사면 및 되돌림면에서 전반사를 반복하여 광이 가두어지도록 도입된다.도입면이 경면연마되어 있는 경우, 도입된 레이져광은 도입면에 의해 확산되는 것에 영향받지 않고, 평항광대로 광이 전파되기 때문에, 전반사면 및 되돌림면에 입사하는 광의 모두가 전반사되기 때문에, 투광성물질의 불균일부분과 균일부분에 있어서의 검사광의 응답 또한 보다 임계적으로 되어 콘트라스트가 향상된다. 바람직하게는, 투광성물질의 전체면(전반사면, 되돌림면 및 도입면)이 경면연마되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 전반사면의 크기를 L, 도입면의 폭을 d, 레이져광의 파장 λ에 대한 투광성물질의 굴절률을 nt, 투광성물질과 접촉하는 외측매질의 굴절률을 ni, 레이져광의 빔경을 Φ, 광이 전반사면 및 되돌림면에 입사하는 광의 각도를 θik (k는, 투광성물질 내에 레이져광이 도입되고 난후에 전반사면 및 되돌림면에 입사하는 위치를 나타내는 것으로, 입사위치를 순차적으로 k = 1, 2, .....,로 한다. 특히, 레이져광이 도입되고난 후에 최초로 전반사면 또는 되돌림면에 입사하는 광의 각도를 θ1으로 한다), 전반사면에서 반사하는 회수를 m으로 하여, m이 L, d, nt(λ ), ni, Φ, θ1의 함수로 표시되는 경우, θik의 모두가 임계각 θ이상이 되는 범위 내에서, m이 기준설정값 이상이 되도록, L, d, nt(λ ), ni, Φ, θ1의 적어도 하나의 조건을 결정하여 투광성물질의 도입면으로부터 레이져광을 도입하는 것이 보다 바람직하다.
도입면을 통해 도입된 레이져광이 투광성물질 내에서 전파를 반복하고, 다시, 도입면에 광이 입사되는 경우에는, 임계각 θ 이하의 광이 입사되는 것이기 때문에 광이 누출된다. 따라서, 투광성물질 내로 보다 수많은 전반사을 행하고 싶은 경우에는, 즉, m을 크게 하고 싶은 경우에는, 도입면에서 누출하는 확률을 작게 하면 좋다. 실제로는 시뮬레이션에 의해 광선궤적을 구하여, 투광성물질 내로 도입된 광이 전반사면 및 되돌림면에서 전반사를 반복하여 전파되는, 도입면에서 광이 누출되기까지의 반사회수가 증가하는, 도입면의 폭 d를 결정한다. 구체적으로는 도입면의 폭 d를 작게 하면 좋다. 도입면의 폭 d는, 레이져광의 빔경, 투광성물질의 가공에도 제한되지만, d는 0.4mm 이하, 바람직하게는 0.2mm이하가 바람직하다. 그러나, 극단적으로 작게 하는 경우에는, 0.1mm 미만과 같이, 전반사면과 도입면의 계면, 되돌림면과 도입면의 계면에서 깨짐이 생기기 쉽게 되므로 바람직하지 못하다.
또한, 투광성물질의 굴절률 nt, 또는 레이져광의 파장 λ를 선택함으로써, m(전반사면에서 반사하는 회수)을 조정할 수 있다. 구체적으로는, 투광성물질의 재질은, 투광성물질의 용도에 의해 한정되기 때문에, 레이져광의 파장 λ를 선택하는 것이 바람직하다. 단지, 레이져광은 투광성물질에 대한 흡수가 작은 파장이 바람직하다. 흡수가 큰 경우에는, 불균일성의 검출감도가 저하될 뿐만 아니라, 투광성물질 자체가 파괴되는 등의 가능성이 있기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 레이져광의 파장은, 불균일성(표면의 상처 등)의 해상도에도 영향을 준다. 불균일성의 해상도는, 최대가 레이져광의 파장 λ로 되기 때문에, 전자디바이스용 유리기판의 상처의 폭이 1㎛이하인 미세한 결함을 상으로서 해석하여 검출하고 싶은 경우에는, 레이져광의 파장을 1㎛이하로 한다.
또한, 투광성물질이 특정한 형상을 갖는 경우에는, 예를 들어, 전반사면과 되돌림면이 수직관계에 있는 경우에는, 각 전반사면, 되돌림면에 입사하는 각도가 레이져광이 도입되고난 후 최초에 전반사면에 입사하는 각도 θ1과 일정한 관계를 가지고 있기 때문에, 그 각도 θ1을 적절히 조정함으로써, 전반사면에서 반사하는 회수 m을 조정할 수 있다. 실제로는, θ1은, 투광성물질의 조건, 즉 도입면의 폭 d, 굴절률 nt, 레이져광의 조건, 즉 파장 λ, 빔경 Φ가 결정된 후에, 투광성물질내에서 광이 채워지는 기준설계값 m이상이 되도록 θ1을 조정하여 레이져광을 도입한다. 그러나, 일반적으로, 투광성물질에는 적지 않은 가공도의 차이에 의해서, 전반사면의 크기(길이 등)에 격차가 있어, 그 격차를 갖는 투광성물질의 전반사면의 크기를 검사시료마다 파악하고난 후에 검사를 하면, 방대한 시간이 걸리게 되어, 실용적이지 않기 때문에, 투광성물질 내에 도입하는 레이져광을, 전반사를 일으키는 범위 내에서 입사각도를 변동시켜 입사함으로써, 고감도 및 고속도로 검출할 수 있고, 실용성이 높은 검사방법을 실현케 된다.
또한, 투광성물질의 전반사면 및 되돌림면이 서로 직교관계에 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 하면, 도입한 레이져광이, 전반사면 및 되돌림면에서 전반사를 반복하여 투광성물질 내에 가두어진 상태가 되기 쉽고, 실제적으로, 투광성물질이 광범위한 영역의 검사를 동시에 행할 수 있어, 고속검사가 가능해진다.즉, 도입된 레이져광이 전반사를 반복하는 적어도 일조의 전반사면에 있어서, 광의 입사각은 같게 되며, 또한 적어도 일조의 되돌림면에 있어서, 광의 입사각은 같고,일정한 관계(전반사면에서의 광의 입사각을 θ라 할 때, 되돌림면에서의 광의 입사각은 90° -θ가 된다)를 가지며 전파되기 때문이다.
또한, 어떤 일조의 전반사면과 어떤 일조의 되돌림면에 의해서 끼워진 투광성물질의 피검사영역에서, 투광성물질 내를 광이 전파함으로써 광이 채워진 피검사 영역 내에 있는 하나의 평면에 있어서의 불균일성을 검사한 후, 투광성물질에 대해 상기 검사의 평면을, 광이 피검사영역을 채우는 방향으로 상대이동시켜 피검사영역의 불균일성을 검사하도록 하는 것으로써, 검사방법의 간략화를 꾀할 수 있기 때문에 바람직하다.
상기한 것으로, 본 발명의 일반적인 광의 가둠에 대한 개념을 설명하였지만,본 발명을 보다 구체적으로 실시하는 것 있어서는, 투광성물질 내에 레이져광을 도입하여 투광성물질의 불균일성을 검사하는 방법에 있어서, 상기 투광성물질의 표면은, 적어도 일조의 서로 평행한 주표면과, 해당 주표면과 직행하는 적어도 일조의 단면과, 상기 주표면과 단면에 의해 끼워진 모떼기한 부분을 가지며, 상기 투광성 물질 내의 광로가 광학적으로 균일한 경우에는, 투광성물질 내를 전파하여 상기 주표면및 상기 단면에 입사하는 광이 전반사를 한다. 또한, 적어도 일조의 단면의 사이에서 반복하도록 전파시켜, 전파함으로써 형성되는 상기 주표면, 단면 및 모떼기한 부분에 의해 둘러싸인 피검사영역에 레이져광이 널리 퍼지도록 레이져광을 도입하여, 상기 투광성물질 내에 도입되어 전파하는 광의 광로 중에 불균일한 부분이 존재할 경우에는, 상기 주표면 그리고/또는 단면으로부터 누출한 광을 검출하는 것으로써 투광성물질의 불균일성을 검출하여 투광성물질의 불균일성을 검사한다.
여기서, 상기 주표면, 단면 및 모떼기한 부분은, 전술한 전반사면, 되돌림면, 도입면에 해당한다. 상기 주표면, 단면, 모떼기한 부분을 갖는 대표적인 형상으로서, 사각형 (구형) 상평판이든지 원판, 원환상평판 등을 들 수 있다, 이 경우, 도입한 레이져광이, 주표면, 단면으로 전반사를 반복하여 투광성물질 내에서(실질적으로) 가두어진 상태가 되기 쉽고, 실제적으로, 투광성물질이 광범위한 영역의 검사를 동시에 행할 수 있어, 고속검사가 가능해지기 때문에 바람직하다. 즉, 도입한 레이져광이 전반사를 반복하는 주표면에서의, 광의 입사각은 동일하게 되며, 또한 단면에 입사하는 광의 입사각도 같고, 그 것들이 일정한 관계(주표면에 입사하는 광의 입사각을 θ라 할 때, 단면에 입사하는 광의 입사각은 90°- θ가 된다)를 가지며 전파하기 때문에, 투광성물질에 입사하고 난 후에 최초로 당하는 주표면에의 입사각이, 임계점보다도 커지도록 하여, 또한, 단면에의 입사각이 임계점보다도 커지도록 설정하여, (실질적으로) 광을 가두는 것이 성립하기 때문이다.
구체적인 레이져광의 도입의 방식으로서는, 상기 주표면 및 상기 단면에 기하광학적으로 레이져광이 누출하는 특이점이 실질적으로 존재하지 않도록 레이져광을 도입한다. 또한, 상기 모떼기한 부분만 도입한 레이져광이 출사되도록 레이져광을 도입한다.
또한, 상기 불균일성검사방법을 대상으로 하는 투광성물질은, 유리로 이루어지는 것이 바람직하다. 투광성물질의 재질은, 각종 용도에 의해서 결정되며, 유리의 경우에는, 경질인 것, 경면연마됨으로써 대단히 평평한 표면을 얻을 수 있는 것, 광의 투과성이 양호한 것 등의 이점이 있다.
상기 불균일성검사방법은, 투광성물질이 전자디바이스용 유리기판인 경우, 보다 효과가 발휘된다. 그것은, 근년에 있어서 패턴의 고밀도화에 따라 고정밀도로연마된 표면을 갖는 유리기판이 요구되고 있기 때문에, 상기 불균일검사방법은, 미세한 상처나 기판의 맥리와 같은 패턴형성이나, 노광에 주요한 영향을 미치는 불균일성을 검사하는데 있어 효과적이다.
또한, 상기 불균일검사방법은, 투광성물질이 정보기록매체용 유리기판인 경우, 보다 효과가 발휘된다. 그것은, 근년에 있어서 고밀도기록화 및 자기헤드의 저부상화에 따라, 고정밀도로 연마된 표면을 갖는 투명기판이 요구되고 있기 때문에, 상기 불균일검사방법은, 기판표면의 상처와 같은, 고밀도기록화 및 자기헤드의저부상화에 주요한 영향을 미치는 불균일성을 검사하는데 있어 효과적이다.
상기의 전자디바이스용 유리기판이나, 정보기록매체용 유리기판, 또한 액정디스플레이용 유리기판과 같이, 표면이 서로 평행한 주표면과, 해당 주표면에 수직한 단면을 가지며, 도입한 광이 전반사를 반복하여 투광성물질 내에 가두어지도록하며, 실제적으로, 동시에, 투광성물질이 광범위한 영역의 검사를 할 수 있어, 고속검사가 가능해진다.
또한, 본발명에 관련되는투광성물질의 불균일성검사장치는, 상기 검사방법을실시하기 위한 것으로, 투광성물질 내에 레이져광을 도입하여 투광성물질의 불균일성을 검사하는 장치에 있어서, 상기 투광성물질 내에 레이져광을 도입하는 조명수단(조사수단)과, 상기 투광성물질로부터 누출하는 광을 검출하는 검출수단을 가지며, 상기 투광성물질은, 해당 투광성물질 내에 레이져광을 도입하는 도입면과, 도입한 레이져광이 전반사를 반복하는 서로 대향하는 적어도 이조의 표면을 구비하며, 상기 조명수단은, 조명수단이 출사한 레이져광이 상기 도입면에 도입되어, 상기 투광성물질 내의 광로가 광학적으로 균일한 경우에는, 투광성물질 내에 전파되어 상기 표면에 입사하는 광이 전반사를 하여, 또한, 상기 표면 중 적어도 일조의표면에서 반복하도록 전파시켜, 전파함으로써 형성되는 상기 적어도 이조의 표면에서 둘러싸인 피검사영역에서 레이져광이 널리 퍼지도록 배치하는 것이다. 이러한구성으로 하면, 투광성물질의 불균일성의 검사를 자동화할 수 있고, 검사시간을 단축할 수 있음과 동시에, 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기 검사장치에 있어서, 상기 조명수단에 상기 투광성물질에 대한 레이져광의 입사각도를 변화시키는 각도조정수단을 설치하는 것이 바람직하다. 각도조정수단은, 투광성물질 내에 도입된 레이져광이, 투광성물질의 표면에서 광이 전반사를반복하여, 광이 가두어지도록 입사각도를 조정하는 것뿐 만 아니라, 투광성물질의 가공정도의 차이 등에 의한 값의 변동을 흡수하기 위해서, 전반사가 일어나는 범위내에서 입사각도를 변동시키는 경우 등에 사용된다.
각도조정수단의 대표적인것으로, 미러를 들수있다. 미러는, 상기 조명수단,예를 들면, 레이져와 투광성물질과의 사이에 배치되어, 투광성물질에 대한 입사각도를 조정한다. 미러 이외에도, 조명수단 자체에 투광성물질에 대한 조명수단의 각도를 변화시키는 각도조정수단을 설치하기도 하며, 투광성물질을 유지하는 폴더에 각도조정수단을 설치하는 것 또한 바람직하다. 또한, 음향광학편광기와 같은 초음파빔의 음향광학효과를 이용하여 입사각도를 조정 및 변동하는 것 또한 바람직하다.
또한, 상기검사장치에 있어서, 상기 투광성물질에 레이져광의 입사위치를, 이동(스캐닝)시키는 이동(스캐닝)수단을 설치하는 것이 바람직하다. 투광성물질의전 영역을 빠짐 없이, 더욱이 자동적으로 검사하는 것이 가능해진다. 예를 들면,레이져 등의 조명수단이나 미러 등의 각도조정수단을 동일한 테이블 상에 싣고, 테이블에 구동장치를 부착하여, 투광성물질의 한 변을 따라 순차적으로 이동시키거나, 투광성물질을 유지하는 폴더에 구동장치를 부착하여 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 검사장치에 있어서, 상기 조명수단에 대해 상기 투광성물질 및 상기 검출수단을 일체적으로 상대이동시키는 것이 바람직하다. 검출수단의 검출영역의 방이 검사영역보다 큰 경우에는, 조명수단에 대해 투광성물질이 상대이동하는것에 의해 불균일성의 검사가 가능하다. 일반적으로 검사영역의 계가, 검출수단의검출영역보다 크기 때문에, 투광성물질과 검출수단을 조명수단에 대해 일체적으로 상대이동시킨다. 또한, 상대이동시키는 경우에는, 조명수단 즉, 레이져 등의 조명광학계를 고정하여, 투광성물질 그리고/또는 검출수단을 구동장치 등을 이용하여 이동시키기거나, 또한, 투광성물질 그리고/또는 검출수단을 고정하여, 레이져 등의조명광학계를 이동시키는 것도 바람직하다.
또한, 상기 검사장치에 있어서, 상기 검출수단은, 촬상소자(CCD 등)을 가지는 촬상카메라와, 투광성물질이 누출하는 광을 상기 촬상카메라에 결상하는 렌즈를가지며, 상기 촬상카메라 그리고/또는 렌즈를 투광성물질에 대해 원근방향으로 상대이동시키는 것이 바람직하다. 촬상카메라 그리고/또는 렌즈를, 투광성물질에 대해 원근방향으로 상대이동시키는 것에 의해, 촬상카메라의 초점맞춤이 가능해지므로, 투광성물질의 두께방향의 불균일성(표면의 상처, 내부의 맥리, 기포 등)에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있다. 예를 들어, 촬상카메라 및 렌즈의 검출수단을 고정하여, 투광성물질, 레이져 및 미러를 일체적으로 상기 검출수단의 원근방향으로 이동시키기거나, 반대로, 투광성물질, 레이져 및 미러를 고정하여, 촬상카메라 및렌즈의 검출수단을 이동시키더라도 바람직하다.
상기 검사장치에 있어서, 상기 검출수단이 검출한 정보에 근거하여 투광성물질의 불균일성의 유무, 종류 및 크기를 판별하는 판별수단을 설치하는 것이 바람직하다.
이 것은, 이 전에 투광성물질에 존재하는 불균일성의 유무 및 종류(표면부의상처나 크랙, 내부의 맥리나 이물질 등)나 크기(면적, 길이, 폭, 깊이 및 영역 등)에 대해, 표면에서 누출하는 광의 정보(화상), (누출광의 광량, 휘도, 강도분포, 표면에서의 깊이 등)의 관계(정보)를 컴퓨터 등에 축적하여, 검사에 의해서 검출한광의(화상)정보와 상기 축적한 정보를 대비함으로써, 투광성물질의 불균일의 종류,크기를 판별할 수 있다. 이와 같은 방식으로, 투광성물질의 불균일의 유무, 종류및 크기를 판별하는 것에 의해, 소망의 투광성물질을 추출할 수가 있다. 이 것 때문에, 예를 들면, 패턴이 형성되는 경우라든지, 피전사물에 대한 노광시에 영향을미치는 불균일성을 갖는 유리기판을, 검사 후에 다음 공정으로 진행하기 전에 배제할 수 있으며, 재연마공정으로 되돌리게 할 수도 있어, 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 불균일성검사장치에 있어서, 상기 검출한 광의 정보에 관하여서는, CCD에 의해서 검출된 광을, CCD의 정규화노광시간에 대한 신호잡음비(10·1og10(S/N))으로 변환, 처리할 때, 정규화노광시간 0.25이상으로 하고 신호잡음비(10·1og10(S/N))가 4.8dB이상으로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 정규화노광시간이란 (CCD의 노광시간)/(백그라운드의 신호가(20000/4095)×100일렉트론에 도달하기까지의 CCD의 최대노광시간)으로 정의한다. 또한, 상술의 정규화노광시간은, 측정조건 또는 검사장치에 의해서 자유롭게 설정될 수 있다.
이것은, 신호잡음비가 4.8dB이상(배경에 대한 신호의 양이 잡음의 3배 이상인 것)의 경우, 소위, 화상처리가능레벨이 되어, 정확하게 투광성물질의 불균일의유무, 종류, 크기를 판별할 수 있기 때문이다.
또한, 본 발명에 관련되는 투명기판의 선별방법은, 레이져광을 도입하는 도입면과, 도입한 레이져광이 전반사를 반복하는 적어도 일조의 서로 대향하는 주표면과, 광의 진행방향에 대향하도록 설치되고 적어도 일조의 단면을 구비한 투명기판을 준비하는 공정과, 상기 투명기판내의 광로가 광학적으로 균일한 경우에는, 투명기판 내를 전파하여 주표면 및 단면에 입사하는 광을 전반사하며, 또한, 적어도일조의 단면의 사이에서 반복하도록 전파시켜, 전파함으로써 형성되는 상기 주표면및 상기 단면에 의해 둘러쌓인 피검사영역에서 레이져광이 널리 퍼지도록 레이져광을 상기 도입면에 도입하는 공정과, 상기 주표면 그리고/또는 상기 단면으로부터 전반사하는 것 없이 누출하는 광을 검출하는 공정과, 상기 검출한 정보와, 미리 축적된 투명기판에 존재하는 불균일성의 유무, 종류 및 크기에 대응한 정보를 비교하여, 투명기판을 선별하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
[발명의 구성 및 작용]
이하, 도면을 이용하여 본 발명의 실시의 형태를 설명한다.
도 1은 본 발명에 관련되는 투광성물질의 불균일성검사장치의 일실시형태를나타낸 개략구성도면이다.
도 1에 있어서, 참조부호 1은 피검사대상인 광학유리등의 유리로 이루어지는투명기판이다. 투명기판은 도 2에 나타낸 바와 같이, 서로 대향하는 평행한 평면을 갖는 것으로, 그 것은, 주표면(표면 및 이면) H와 단면(T면 및 모떼기한 부분의 C면)으로 이루어지며, 어느 쪽의 표면도 경면연마한 후, 세정처리되어 있다. 이 주표면(표면 및 이면)은, 투명기판 내에 도입한 레이저광을 전반사를 반복하여 전파하는 역할을 가지며, 전반사면으로서의 기능을 갖는다. 또한, 단면(T면)은, 광의진행방향에 대향하도록 설치되어 있고, 상기 주표면에서 전반사를 반복하여 전파된광을, 대향하는 경면의 사이에서 반복하도록 한 것으로, 도입하여 전파된 광을 되돌리는 되돌림면으로서의 기능을 갖는다. 또한, C면은, 상기 주표면과 상기 단면(T면)에 끼워진 면이다. 일반적으로, C면에 있어서, 표면의 미세한 상처는 큰 문제가 되지 않기 때문에, 피검사영역의 대상으로 하지 않으며, 본 발명에 있어서는, 레이저광을 도입하는 도입면으로서의 기능을 갖는다.
또한, 여기서는, 전반사면으로서의 주표면(표면, 이면), 되돌림면으로서의 단면(T 면), 도입면으로서의 C면의 어느 쪽의 표면도, 경면연마한다. 특히, 도입면을 경면연마하는 것에 관하여는, 본 발명의 광가둠에 있어 의미가 있다. 즉, 도입면을 경면연마함으로써, 도입된 레이져광은 실질적으로 확산되지 않고, 거의 평행광대로 전파하여 가기 때문에, 주표면 및 단면에 입사하는 거의 모든 광이 전반사하도록 조정하는 것이 가능하다. 도입면이 연마되어 있지 않은 경우, 도입면에서 광이 확산하여, 복수방향으로 광이 전파함과 동시에, 그 것의 광선궤적을 예상할 수 없기 때문에, 본 발명의 광가둠이 성립하지 않는다. 또, 도입면을 경면연마하는 것에 관해서 설명하였지만, 기판에 도입하는 레이저광이 적어도 최초에 당하는 주표면에서, 레이저광의 모두가 전반사하도록 레이저광을 도입할 수 있으면, 경면연마할 필요는 없다. 예를 들어, 경면의 도입면에 대하여, 의사경면을 형성하기위해 기판과 같은 굴절률을 갖는 매칭오일 등을 도포하는 것으로도, 본 발명의 광가둠이 실현된다.
또한, 투명기판(1)은, 그 표면에서의 전반사가 저해되지 않고 또한 누출광의검사를 용이하게 하기 위해서, 폴더에 의해 될 수 있는 한 접촉부분을 적게 하여 수평으로 지지된다. 도 3은, 투명기판(1)의 폴더의 일예를 나타낸 것으로, 폴더(20)은 투명기판(1)을 유지하는 직사각형(구형)의 프레임체형상을 하여, 폴더(20)의 저부내주측의 네 구석에는, 투명기판(1)의 저면우부를 지지하기 위한 수광부(21)가 형성되어 있고, 각 수광부(21)에는 투명기판(1)과 점상에 접촉하여 지지하는 구체(22)가 설치되어 있다.
이 투명기판(1)에 대해, 불균일성을 검사하기 위한 레이저광을 투명기판(1)의 측면측으로부터 도입하기 위한 조명수단이 설치되어 있다. 조명수단은, 조명광을 발광하는 광원으로서의 레이저(2)와, 레이저광을 투명기판(1)의 C면의 소정위치및 각도로 조명하기 위한 미러(31 및 32)를 갖는다. 또한, 이들 레이져(2), 미러(31, 32)는, 투명기판(1)의 한변 1a의 방향으로 레이져광을 평행이동시키기 위한 구동장치(4)를 탑재한 테이블(5) 위에 설치되어 있다. 이 실시형태로서는, 레이져(2) 및 미러(31, 32)를 투명기판(1) 및 검출수단에 대해 상대이동시키기 위해서, 투명기판(1) 및 검출수단은 고정하여, 레이져(2) 및 미러(31, 32)가 구동장치(4)에 의해 일체적으로 이동할 수 있게 구성된다. 또한, 투명기판(1) 및 검출수단에 구동장치를 부착하고, 레이져(2), 미러(31, 32)를 고정하여, 투명기판(1) 및 검출수단이 일체적으로 이동할 수 있도록 하더라도 좋다. 또한, 투명기판(1), 레이져(2) 및 미러(31, 32)를 탑재한 테이블(미도시)은, 레이져광을 도입할 때에, CCD의 포커싱을 수행하여 투명기판(1)의 두께방향의 불균일성을 검출하기 위해서, X, Y 및 Z방향으로 이동가능할 수 있다. 또한, 미러(31, 32)는 각도등의 미세조정을 위한 것이며, 미러(31, 32)를 사용하지 않고 레이저(2)로부터 직접 기판(1)에 레이저광을 조사하도록 하더라도 좋다. 또한, 투명기판(1) 내에 도입된 레이저광이 전반사를 일으키는 범위 내에서 입사각도를 변동시켜 입사될 수 있도록, 입사각도조정수단을 구비하더라도 좋다. 또한, 입사각도조정수단으로서는, 미러(31, 32)의 각도를 컴퓨터 등의 제어에 의해 자동적으로 각도를 조정하는 기구를 설치한 것이든지, 음향광학편광기와 같은 초음파빔의 음향광학효과를 이용하여 입사각도를 변화시키는 것이라도 좋다.
또한, 투명기판(1)의 윗 쪽에는, 투명기판(1)으로부터 누출하는 레이저광을검출하기 위한 검출수단이 설치되어 있다. 검출수단은, CCD(6) 및 투명기판(1)으로부터의 누출광을 CCD(6)에 결상하는 렌즈계(결상광학계: 7)을 구비한다. 또한, 투명기판(1)으로부터 누출된 광을 검출하는 광센서로서는, CCD에 한하지 않으며, 포토멀티플라이어 등을 사용하더라도 좋다. 또한, 조명광으로서 플렉시블레이져광을사용하는 경우, 기판(1)으로부터의 누출광을 목측으로 검출하여, 검출수단을 생략할 수도 있다. 검출수단으로서 CCD를 사용하는 경우, 역학적셔터기능을 탑재한 풀프레임방식과, 역학적셔터를 필요로 하지 않는 인터라인방식이 있다. 내구성을 고려하면, 인터라인방식의 CCD가 바람직하다. 또한, CCD는, 노이즈를 저감하기 위해서 강제방열용 팬이든지, 전자냉각기능을 탑재한 시스템이 바람직하다.
또한, CCD(6)에는, 검출한 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 A/D변환기(11)를 개재하여, 검출한 화상을 처리하기 위한 컴퓨터 등으로 이루어지는 화상처리장치(12)가 접속되어 있다.
화상처리장치(12)는, CCD(6)으로부터의 화상신호를 해석하여, 불균일성에 의한 누출광의 형상패턴, 광량, 강도분포 등을 표시하는 기능, 또는, 투명기판(1)의불균일성의 유무, 종류(표면부의 상처 또는 크랙, 내부의 맥리 또는 이물질 등), 크기(면적, 길이, 폭, 깊이, 영역 등)을 판별하는 판별부를 갖는다. 또한, 화상처리장치(12)의 기억부에는, 투명기판에 존재하는 불균일성의 종류 또는 크기에 대응하는 누출광의 정보(누출광의 형상패턴, 광량, 휘도, 강도분포, 표면에서의 깊이등)로서, 미리 측정에 의해서 얻을 수 있는 측정값(기초데이터) 등이 입력되어 있다.
다음에, 도 1의 검사장치를 사용하여 수행한 구체적인 검사방법을 설명한다.검사대상으로서, 152.4 x 152.4 x 6.35mm의 크기로, C면의 폭이 0.4mm인 포토마스크용 유리기판(GLASS SUBSTRATE)를 검사하였다. 이 유리기판의 C면에서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 유리기판 내에 입사하고난 후에 최초로 당하는 주표면에의 입사각 θi가 임계각 θc보다 크며, 또한 유리기판 단면에의 입사각(90°- θ)가 임계각 θc보다 크도록 레이저광을 입사하였다. 유리기판의 굴절률은 1.47이며, 임계각 θc은 42.9°이기 때문에, 입사각 θi를 44.1°로 하였다. 즉, 이 도입의 방식은, 유리기판의 주표면 및 단면으로서는, (기하광학적으로) 레이져광이 누출하는 특이점이 존재하지 않도록 레이저광을 도입시키고 있고, 또한, C면만, 도입한 레이저광이 출사하도록 레이저광을 도입시키고 있는 점이 특징이다. 또한, 레이저로서는, He-Ne 레이저를 사용하여, 빔경이 0.5mm, 광빔의 확대각이 1mrad, 레이저파워가 0.5mW, 파장이 543nm인 레이져광을 조사하였다.
또한, 이번에 사용된 기판은, 전반사면인 주표면과, 되돌림면인 단면이 모두수직(직교)관계에 있는 형상인 것으로, 주표면에 입사하는 광의 입사각들은 동일하고, 또한 단면에 입사하는 광의 입사각들은 동일하여, 그 것들이 일정한 관계(주표면에 입사하는 광의 입사각을 θi라 할 때, 단면에 입사하는 광의 입사각 90°- θi가 된다)를 갖고 전파하게 된다. 따라서, 유리기판에 입사하고난 후에 최초로당하는 주표면에의 입사각 θi, 단면의 입사각 90°- θi가 임계각 θc보다 커지 도록 설정하여, 광가둠이 성립된다. 일반적인 형상, 예를 들어, 주표면과 단면이수직관계에 없는 형상의 경우에는, 약간 복잡하게 된다. 여기서, 도입하는 레이져광의 파장 λ에 대한 유리기판의 굴절률을 nt, 유리기판과 접촉하는 외측매질(공기)의 굴절률 ni를 1로 하여, 유리기판의 주표면과 단면에 입사하는 각도를 θik (k는, 유리기판 내에 레이져광을 도입하고난 후 주표면 및 단면에 입사하는 위치를나타내며, 순차적으로 입사위치 k= 1, 2, .....,로 한다)로 할 때, θik가 모두 sinθ = ni / nt로 표시되는 임계각 θ이상이 되도록 도입하지 않으면 광가둠은 성립하지 않는다. 이상의 설명과 같이, 주표면과 단면이 수직관계에 있는 시스템이,광가둠에 유리하다.
또한, 조명수단에 의해 투명기판(유리기판: 1) 내에 입사한 레이저광은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 기판(1)의 주표면 및 단면으로 전반사를 반복하여, 기판(1)내에 거의 가두어지는 것과 같은 상태로 된다. 거의 가두어진 상태라고 하는 것은, 도입된 레이저광이 투명기판 내를 전파하여, 도입면인 모떼기한 부분에 입사될때까지, 즉, 주표면 및 단면에 입사되는 것만으로서, 투명기판 내를 전반사를 반복하여 전파하기를 계속하는 것을 의미한다. 따라서, Y 방향으로 입사된 레이져광은, 기판(1)을 Y방향으로 절단할 때의 일 단면(YZ단면)상의 영역(피측정영역)에 널리 퍼지도록 광 자신의 전반사에 의한 전파에 의해서, 구석구석까지 주사된다.
이상과 같이, 유리기판 내에 도입된 레이저광은, 유리기판의 주표면 및 단면으로 전반사를 반복하여, 유리기판 내에 가두어지는 상태가 되어, 연마 때의 이물질의 혼입 등에 의해 유리표면에 상처 등이 있으면, 전반사조건이 만족되지 않아,그 상처의 부분으로부터 광이 새어나간다. 또한, 유리의 맥리 등에 특징적이며, 투과율은 동일하고 굴절률만이 다르게 된다. 다른 결함에 관하여서도, 굴절률이 다르므로, 원래의 궤도(광로)를 벗어나게 되어, 주표면이나 단면에서 전반사되지 않고 기판(1)의 외부로 새어나가는 것이 된다. 이 새어나간 광이 검출수단에 의해서 검출된다.
또한, 상기 일단면상의 광조사에 의해, 기판(1)의 주표면 측에서 봤을 때에 1 라인 상의 검사가 수행될 수 있다. 이 검사공정을, 테이블(5)을 구동수단(4)에의해서 기판(1)의 한변 1a의 방향(X 방향)으로 이동시켜 행하는 것에 의해, 기판(1) 전역의 불균일성의 검사를 할 수 있다. 즉, 이 것은, 기판이 있는 일조의 전반사면인 주표면과, 어떤 일조의 되돌림면인 단면과의 사이에 끼워진 기판의 피검사영역에서, 기판 내를 광이 전파함으로써 광이 채워진 상기 피검사영역 내에 있는 한 평면에서의 불균일성(결함)을 검사한 후, 이 검사의 평면을 기판에 대해 광이 피검사영역을 채우는 방향으로 상대이동시켜 불균일성을 검사하는 방법이다.
이 검사장치에 의해 검출된 결과를 도 4, 도 5에 나타낸다. 도 4는, CCD(6)에 의해서 검출된 유리기판표면의 상처의 화상이다. 도 5는, 상처의 폭방향이 있는 한 변에서 CCD에 의해 검출된 광의 정보를, A/D변환기(아날로그디지탈변환기)를개재하여, 컴퓨터로 화상처리한 것이다. 또, 이 때 사용한 CCD는, 전자냉각기능을탑재한 인터라인방식(역학적 셔터를 갖지 않는)의 CCD에서, 소자수 1300 × 1030,검출영역 8.71 × 6.90mm, CCD의 포화량 20000일렉트론의 것을 사용하며, 측정조건은 CCD의 노광시간을, 200msec로 하였다.
도5의 X축은 상처의 폭방향의 좌표를 나타내며, Y축은 검출한 광의 강도를 나타낸다. X축의 눈금의 단위는 픽셀로, 이 검사장치에 있어서는, ×50(50배)의 대물렌즈와, ×0.45(0.45배)의 결상렌즈를 사용하기 때문에, 1 픽셀은 6.7 [㎛] /(50×0.45), 즉, 약 3㎛에 해당한다(6.7㎛는 CCD의 화소 1개의 크기를 나타낸다).또, 광의 강도를 12비트(4096 : 1)로 분해하며, 1 눈금은 (20000/4095)·Y(Y: 눈금)일렉트론을 나타낸다. 도 5로부터 분명하도록, 상처로부터 새어나간 광의 강도는, 피크값 (20000/4095)×4095=20000일렉트론과 CCD의 허용치를 넘은 결과가 되어, 상처 이외의 영역의 광의 강도는 0이다. 이와 같이, 검출수단이 검출하는 화상은, 캄캄한 배경에 상처 등이 있는 불균일한 부분이 선형, 점형으로 빛나게 보인다. 얻을 수 있는 화상으로부터 상처 등의 불균일한 부분을 명료하게 판별하는 것이 가능하게 된다. 여기서, 유리기판 내의 전반사에 의한 전파를 생각해보면, 기판내의 광은 균일한 부분에서의 지극히 얼마 안 되는 흡수를 제외하면, 전파하는 사이에 광이 약해지는 요소가 전혀 없고, 유리기판 내를 전파하기를 계속한다. 그때문에, 조사한 광의 거의 모두가 결과적으로 불균일부분에 집중하는 것이 되어, 대단히 분명하게 불균일한 부분이 예민하게 나타난다. 따라서, 미소한 상처 등을고감도로 검출할 수 있다.
한편, 도 6은 도 4와 같은 상처를 광학현미경(반사, 명시야)으로 관찰한 경우의 화상으로, 도 7은 그 화상을 도 5와 같은 화상처리로 시행한 것이다. 도 6,도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 상처의 신호가 주위의 배경의 신호에 의해 묻혀서, 이분법으로서는, 상처를 검출할 수 있지 않았다. 또한, 도 4 및 도 6의 상처를 원자간력현미경(AFM)으로 관찰한 결과, 폭 0.13㎛, 깊이 0.0013㎛의 상처인 것이 확인되었다.
또한, 상기 실시형태에 있어서, 투명기판(1)에 대한 레이저광의 입사각 θi를 확인하고 싶은 경우에는, 예를 들면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 기판표면에 쐐기형의 광학부재(8)를 매칭오일 등을 개재하여 설치하면, 광학부재(8)로부터 출사하는 광의 굴절률 γ, 또는 광학부재(8)의 정각 등으로부터 입사각 θi를 구할 수있다. 또한, 기판 내에 검사광을 도입하기 위한 입사창으로서, 광학부재(8)와 같은 것을 사용하면, 기판의 모떼기한 부분(C면) 이외로부터 광을 도입할 수 있다.
그 다음, 종래의 통상조명에 있어서 광학현미경에 의해 불균일성을 검출한 경우와, 본 발명의 검사방법에 의해 불균일성을 검출한 경우와의 차이를 밝히기 위해서, 임의의 상처를 관찰하여, 상기와 같은 화상처리를 할 때의 정규화노광시간에대한 신호잡음비의 관계를 도 8에 나타낸다. 여기서, 정규화노광시간이란, (CCD의노광시간)/(백그라운드에서의 신호가 (20000/4095)×100일렉트론에 달할 때 까지 CCD의 최대노광시간)으로 정의하며, 신호잡음비는, 10·log10(S/N)으로 한다. 도 8로부터 명백하게 될 것이다.
종래의 통상조명의 검사방법으로서는, 정규화노광시간을 길게 하였다고 해도 3dB이 최고인데 비해, 본 발명의 검사방법으로서는, 신호잡음비가 30dB를 넘는 결과가 되었다. 또한, 본 발명의 검사방법에 있어서, 신호잡음비는 최대 36dB로 제한되지만, 이는 CCD 카메라의 포화량의 제한에 의한 것이며, 실제로는 36dB를 넘는 대단히 높은 S/N비를 얻을 수 있는 것으로 생각된다(또한, 통상조명에 있어서의 신호잡음비가 마이너스값으로 되어 있는 것은, 상처의 신호가 잡음에 파묻힌 결과라고 생각된다) 따라서, 본 발명의 검사방법은, 일반적으로 말해지고 있는 화상처리 가능레벨인 4.8dB(배경에 대한 신호가 잡음의 3배 이상인 것)을 넘으며, 투광성물질의 불균일성의 유무, 종류, 크기를 정확히 판별할 수 있는 것으로 말할 수 있다.
또한, 상기의 실시형태로서는, 입사각 θi를 44.1。로 하였지만, 보다 많은전반사를 반복하는 최적의 입사각은 이하에 나타낸 시뮬레이션에 의해 용이하게 선정할 수 있다. 이하, 투명기판 내를 광이 전파해나가는 모양을 시뮬레이션한 결과로 설명한다.
우선, 처음에 도 9에 나타낸 바와 같이, 투명기판(1)의 한 변(Y축 방향)을 따라 광을 전파시킬 때의 계산결과를 말한다. 이 시뮬레이션으로서는, 투명기판(1)의 치수는 상기 실시형태의 포토마스크용 유리기판과 같은 152.4 ×152.4 ×6.35mm이며, C면의 폭은 0.4mm로 하였다. 투명기판(1)의 굴절률은 석영유리의 굴절률 1.47로 하며, 투명기판(1) 주위의 굴절률은 공기의 굴절률 1.00으로 하였다. 또한, 투명기판(1)의 모떼기한 C면(주표면 및 T면에 대해 45°의 각도로 형성된)에 입사하는 광선의 방향을 나타내는 벡터(단위벡터)를 (0.0000000, 0.6864532, -0.7271740)으로 하였다. 시뮬레이션한 결과를 도 10에 나타낸다.
도 10에 있어서, 입사각이란, 광선이 기판(1) 내에 입사하고난 후에 최초로당하는 표면(주표면)에 대한 입사각이며, 입사각을 매 0.05도 변화시켰다. 또한,출사시의 z좌표란, 광선이 투명기판(1)으로부터 출사할 때의, 기판(1)의 하면을 Z= 0로 할 때의 z좌표를 나타낸 것이다. 도 10의 각 입사각에서의 표면반사회수를 그래프로 도시한 것이 도 11이다. 도 11로부터 알 수 있는 바와 같이, 투명기판의 형상 등에 따라, 표면반사회수가 많아지는 입사각을 선정하는 것이 좋다. 또는, 도입하는 광의 입사각도를 변동시키도록 하더라도 좋다.
또한, 도 12a 내지 도 12c에는, 입사각 43.35°에서의 기판 내의 광의 전파의 모양을 나타낸 것이다. 도 12a, 도 12b, 도 12c는 표면반사회수가 50회, 250회, 661회(출사시)일 때의 상태이다. 이 시뮬레이션으로서는 계산의 간소화를 위해, 일 평면(yz 평면)의 단면 내의 영역에서만의 전파로 하였지만, 도 12a 내지 도 12c에 나타낸 바와 같이, 광선이 전반사를 반복하여 영역 내를 채우도록 전파하는 것으로 이해될 것이다. 또한, 이 시뮬레이션과 같이, 투명기판의 한변(y방향)에 평행한 광을 도입하는 경우에는, 투명기판의 전역에 조명광이 당하도록 하기 위해서는, 미러 등을 사용하여, 다른 한변(x방향)을 따라 광을 주사하거나, 또는, x방향에 슬릿상에 의해 넓어진 광을 C면에 도입하면 충분하다.
다음에, 도 9의 시뮬레이션에 있어서의 C면의 폭, 유리기판의 굴절률(레이져광의 파장에 대응하는)을 변화시킬 때의 시뮬레이션결과를 도 13, 도 14 및 도 15에 나타낸다. 또한, 이 시뮬레이션으로서는, 유리기판의 굴절률을 1.46(레이저광의 파장 543nm에 상당하는)으로 하여, C면의 폭을 0.2mm (도 18), 0.4mm (도 14), 0.8mm (도 15)로 변화시킨 것 이외에는, 도 9에서 수행한 시뮬레이션의 조건과 동일하게 수행하였다.
도13 내지 도15를 보더라도 알 수 있는 바와 같이, C면의 폭이 커짐에 따라,표면반사회수는 감소하고 있는 것을 알 수 있다. 이 것은, C면에서 도입한 레이저광은, 투명기판 내를 전파하여 두 번째 C면에 입사하는 경우, C 면에 입사한 광은임계각 θ보다 작은 각도로 입사되기 위해서 전반사되지 않고 누산하여 버리기 때문에, C면의 폭이 커지는 것에 따라, 투명기판 내를 전파한 광이 C면에 입사하는 확률이 높아지게 되기 때문이다. 따라서, 투명기판 내에서의 표면반사회수를 많게하기 위해서는, C면의 폭을 작게 하면 좋다. 이 번에 사용한 포토마스크용 유리기판 (152.4 ×152.4 ×6.35mm)의 경우에는, 표면반사회수가 300회 정도면 충분히 광이 투명기판 내를 채우는 것이 되기 때문에, C면의 폭은 0.4mm이하가 바람직하다.
또한, C면의 폭이, 각각 동시에 0.4mm인, 도 11과 도 14를 대비하면, 투명기판의 굴절률(또는, 레이져광의 파장(투명기판의 굴절률은 레이져광의 파장으로 결정되기 때문에))을 변화시키는 것에 의해서, 전반사조건을 만족하기 위한 임계각 또한 변화하며, 표면반사회수를 조정할 수가 있다. 전반사조건을 만족하기 위한 임계각은, 투명기판의 굴절률과, 투명기판의 외측매질(예를 들면, 공기)과의 굴절률의 차가 크면 클수록, 임계각의 자유도는 커지며, 그 것에 따라, 표면반사회수도증대하는 것이 된다. 그러나 실제로는, 투명기판의 재질은, 용도에 의해 제한되는것이기 때문에, 통상은 레이저광의 파장을 적절히 선택함으로써, 표면반사회수를 조정할 수 있다. 단지, 레이저광의 파장은, 투명기판에 대해 흡수가 작은 파장이바람직하고, 또한, 불균일성의 해상도에도 영향을 주기 때문에, 이하의 점을 고려하여 레이저광의 파장을 선택한다.
도 16에는, 상기 시뮬레이션과같이 일변에 평행한 광선이 아니고, 보다 일반적인 방향의 광선을 투명기판 내에 도입한 경우의 광선의 궤적을 나타낸다. 이 시뮬레이션으로서는, 투명기판(1)의 C면에 당하는 광선의 방향을 나타내는 벡터를 (0.6924, 0.3823, -0.6117)로 하며, 이외의 조건은 상기 시뮬레이션(도 9)과 동일하게 하였다. 도시된 바와 같이, 도입된 광선은 투명기판(1) 내에서 전반사를 반복하여, 기판 내에 실질적으로 가두어지며 기판의 전역을 전파한다. 따라서, 조명광의 주사를 일체 행하지 않더라도, 검사영역에 있는 투명기판의 전범위를 고속 및 일괄적으로 검사할 수 있게 된다.
또한, 검사방법의 간략화를 생각하면, 도입한 광이 투광성물질 내의 전영역을 덮도록, 입사광의 3차원의 방향벡터 (x, y, z)를 설정하고, 기판 상에 있는 하나의 점으로부터 광을 도입하는 것보다도, 상기 실시형태와 같이 투광성물질이 있는 하나의 표면을 정하고, 그 표면 내에서 전반사조건을 만족하는 입사각도를 정하여 광을 도입한 다음, 투광성물질의 형상에 따라 광의 입사위치를 이동시키는 것이, 보다 검사방법을 간략화할 수 있기 때문에 바람직하다. 투광성물질이 서로 대향하는 표면을 갖는 기판의 경우, 특히 유효하다.
또한, 상기의 실시형태로서는, 투명기판(1)의 한변 1a에서 레이저광을 도입한 예를 들었지만, 이 것에 한하지 않고, 한변 1b의 방향에서 광을 도입시키기거나, 변1a 및 변1b의 방향의 2방향에서 광을 도입시켜 검사를 수행하더라도 좋다. 변1a 및 변1b의 2방향에서 광을 도입하여 검사하면, 방향성을 갖는 결함의 검출 등에 유효하며, 보다 고정밀도의 검사를 할 수 있기 때문에 바람직하다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 유리의 상처 등에 특징적이며, 특정한 조사방향에 있어서는 빛나기 때문에 검출할 수 있지만 조사방향에 따라서는 빛나지 않기때문에 검출할 수 없다라고 하는 것과 같은, 광에 대해 방향성을 갖는 결함의 검출에 관해 지극히 유효하다. 그것은, 기하광학적으로 전반사를 반복하는 것에 의해,투광성물질로 이루어지는 피검사물 내부에 광을 거의 가두기 때문에, 기하광학적인시각에서 볼 때, 조사한 광은 피검사물의 불균일한 부분에서 원래의 궤도를 벗어나피검사물의 외부로 새어나가는 것이 되지만, 가령 유일한 불균일부분이 광에 대해방향성을 갖는 결함이었다고 해도, 전반사를 반복하는 과정에서 그 불균일한 부분은 여러가지 방향에서 조명되기 때문이다. 이것에 대해, 종래의 방법으로서는, 콘트라스트를 상승시키기 위해 집광하며, 한 방향으로부터 광의 조사를 하고 있었기때문에, 비교적 큰 사이즈의 결함에 대하더라도 방향성을 갖는 결함은 거의 검출할수 없었다.
또한, 유리의 맥리 등에 특징적인, 투과율은 동일하며, 굴절률만이 다른 결함의 검출에 관하더라도, 굴절률이 다르므로 원래의 궤도를 벗어나 피검사물의 외부로 새어나가는 것이 되기 때문에 검출가능하게 된다. 그러나, 집광한 광의 반사출력, 투과출력이라는 광량을 검출하는 종래 방법으로서는, 원리적으로도 검출은 불가능하다.
상술한 실시형태의 검사방법을 사용하는것에 따라, 결함을 가진 유리기판을신속, 적절하게 배제할 수 있게 되어, 유리기판의 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 표면상의 상처 등의 결함을 가진 유리기판을 재차 정밀하게 경면연마, 세정처리를 하는 것에 따라, 규격사양의 범위에 들어가는 포토마스크용 유리기판으로 할수 있다.
상기의 검사방법은, 에를 들면, 포토마스크용 투명기판인 유리기판의 제조공정 후의 검사공정 중에 사용되며, 유리기판의 가공정밀도의 차이에 의해, 크기(길이 등)에 격차가 있다(통상, 포토마스크용투명기판의 공차는 길이: ±0.4mm, 두께:±0.1mm 정도이다). 이 것 때문에, 격차를 갖는 유리기판의 크기를 한장 한강 파악하여, 각각의 유리기판의 최적의 전반사조건을 구하고 나서 검사하면, 방대한 시간이 걸리게 되며, 실용적이지 않다. 왜냐하면, 유리기판의 정확한 치수를 측정하여, 보다 많이 전반사시키게 하는 입사조건을 파악하고난 다음, 레이저광을 입사하는 검사수법을 행하는 경우, [(유리기판의 치수측정시간)+(시뮬레이션시간)] × (검사매수)의 시간분과 같이, 검사를 수행하기 전에 쓸데없는 시간이 소요되기 때문이다.
그 경우, 유리기판 내에 도입되는 레이저광을 주표면(표면, 이면), 단면(C면이외)에서 전반사를 하여, 적어도 일조의 단면의 사이에서 광이 반사되는 범위 내에서 입사각도를 변동시켜 입사함으로써, 유리기판의 치수에 격차가 있더라도, 유리기판의 광학적인 불균일성을 고감도, 고속도로 검출할 수 있으며, 실용성이 높은불균일검사방법 및 장치가 된다.
즉, 투광성물질 내의 광로가 광학적으로 균일한 경우에는 투광성물질표면으로 전반사가 소망하는 범위 내에서 입사각도를 변화시켜 투광성물질 내에 광을 도입함으로써, 투광성물질의 치수 등에 격차가 있어 각각의 투광성물질에 대한 최적의 전반사조건에 다소의 차이가 있더라도, 일정 방향의 입사광을 도입하는 것은 아니며, 입사각도가 다른 광이 도입되어 전반사하면서 여러가지의 경로로 전파되기 때문에, 투광성물질의 구석구석에 누출됨 없이 광이 전파된다.
기판에 대한 입사각도를 변동시키는 수단으로서는, 도 1의 각도조정수단과 같이, 미러에 대해, 컴퓨터 등에 접속되어 각도를 자동적으로 제어할 수 있는 기계를 부착하기도 하며, 또는, 레이져 자체나 기판을 유지하는 폴더 등에 각도조정기구를 설치하기도 하며, 또한, 음향광학편광기와 같은 초음파빔의 음향광학효과를 이용하여 입사각도를 변동시키는 것도 충분하다. 기판에 대한 입사각도는, 예를 들면, 상기의 석영유리로부터의 포토마스크용 유리기판(152.4 ×152.4 ×6.35mm)의경우, 레이저광의 입사각 θi를 45.0°∼ 44.0°의 범위에서 연속적으로 변화시키면 좋다.
또한, 상기 투광성물질에의 레이져광의 도입은, 투광성물질의 정보에 근거하여 행하는것에 의해, 특히 복수(매)의 투광성물질의 검사를 하는 경우, 효율적인 검사가 가능해진다.
여기에서 투광성물질의 정보란, 투광성물질과 조명수단과의 상대적인 위치관계라든지, 투광성물질의 표면상태(경면마무리하여 되어 있는지) 등을 말한다. 투광성물질과 조명수단과의 상대적인 위치관계의 정보는, 투광성물질의 소정의 위치에 조명수단으로부터의 광이 적절히 도입되기 위해 필요하고, 또한 투광성물질표면상태의 정보는, 표면이 경면상태로 되어 있지 않으면, 투광성물질의 불균일성을 검출하기 어렵게 되기 때문에, 그와 같은 기판을 미리 제외하는(필요하면 이전공정 (연마 등)으로 되돌리는) 경우 등에 사용할 수 있다.
투광성물질과 조명수단과의 상대적인 위치관계를 검출하는 위치검출수단을 설치하여, 해당 위치검출수단에 의해 얻을 수 있는 정보를 상기 조명수단에 전달하는 전달수단을 설치함으로써, 복수(매)의 검사를 하는 경우에도, 효율적인 검사가가능해진다. 여기서, 위치검출수단이란, 예를 들면, 레이저광을 사용한 거리측정기(레이져주사측정시스템 또는 레이져간섭측정기 등)가 좋으며, 전달수단이란, 상기 위치검출수단으로부터의 데이터를 포함시켜, 조명수단, 각도조정수단, 도입광의입사위치를 이동시키는 이동수단 등으로 피드백하는 컴퓨터 등을 말한다. 또한, 투광성물질의 표면상태를 관찰하여, 예를 들면, 경면연마되어 있지 않은 피검사물을 제거하기 위한 TV카메라, CCD촬상소자이미지센서 등의 장치를 설치하더라도 좋다.
또한, 상기 실시형태에, 상기 검출수단이 검출한 광의 정보에 기초하여 투광성물질의 불균일성의 유무, 종류, 크기를 판별하는 판별수단을 설치하는 것이 바람직하다.
이 것은, 미리 투광성물질에 존재하는 불균일성의 유무, 종류(표면부의 상처든지 크랙, 내부의 맥리든지 이물질 등) 또는, 크기(면적, 길이, 폭, 깊이, 영역등)에 대해, 표면에서 누출하는 광의 정보(누출광의 광량, 휘도, 강도분포, 표면에서의 깊이 등)의 관계(정보)를 컴퓨터 등에 축적하고 있어, 검사에 의해서 검출된광의 정보와 상기 축적한 정보를 대비함으로써 투광성물질의 불균일성의 유무, 종류, 크기를 판별할 수 있다. 이와 같이, 투광성물질의 불균일성의 유무, 종류, 크기를 판별하는 것에 의해, 소망의 투광성물질을 즉석에 추출할 수 있다. 이 것 때문에, 예를 들면, 패턴의 형성 때라든지, 피전사물에 대한 노광 시에 영향을 미치는 불균일성을 갖는 유리기판을, 검사 후에 다음 공정으로 진행하기 전에 베제하거나, 재연마공정으로 되돌릴 수도 있어, 생산성을 향상시킬 수 있다.
이 판별방법을 구체적으로 도 1의 검사장치를 사용하여 설명한다. 기판(1)으로부터 누출한 광은, 렌즈계 (7)에 의해 CCD카메라의 CCD(6)면에 결상된다. 상술한 바와 같이, 1 라인상의 레이저조사영역을 기판(1) 주표면의 전체면에 주사하는 동안, CCD카메라의 셔터는 개방한 채로 두어, 기판(1)의 주표면 전체면의 화상데이터를 축적한다. CCD카메라에 받아들여진 화상데이터는, A/D변환기(11)에 의해디지탈신호로 변환되어, 화상처리장치(12)에 입력되고 기억부에 격납되어, 판별부에서 화상해석이 주어진다. 판별부에서는, 상기 검사에 의해 검출된 광의 화상데이터와 기억부에 미리 입력되어 있는 화상정보의 기초데이터를 대비함으로써, 투명기판(1)의 불균일의 유무, 종류, 크기를 판별한다. 또한, 테이블(5) 등의 이동량( 기판(1)의 조사위치의 정보)이 레이져간섭계(미도시) 등으로부터 화상처리장치(12)에 입력되어 있어, CCD카메라의 화상데이터와 기판(1)의 위치데이터로부터 기판(1)의 위치(x, y)에, 존재하는 불균일부분의 종류, 크기가 구해진다.
기판(1)의 조사영역에 불균일한 부분이 있는 경우, 뷸균일한 부분(그리고, 그 주변)이 점형태 등으로 빛나게 보이며, 이 것을 광학현미경으로 확대하면, 도 17에서와 같은 화상이 관측된다(또한, 도 17의 화상은 실제로 관측되는 화상의 명암을 반전한 것이다). 도 17a에 나타낸 바와 같은 선상의 화상(41)은, 기판(1)의표면의 상처에 의한 것이며, 그 대표적인 크기는, 길이 30㎛, 폭 0.2㎛, 깊이 0.002㎛ 정도이다(또한, 이러한 미세한 상처의 크기는, 원자간력현미경으로 측정한것이다). 또한, 도 17b에 나타낸 바와 같이 많이 모인 화상(42)는, 기판(1)의 내부의 맥리 또는 가스 등의 이물질에 의한 것이며, 그 대표적인 크기는, 직경이 1mm정도되는 것이다. 이와 같이 화상의 패턴 또는 크기가 기판(1)에 존재하는 불균일성에 따라 다르기 때문에, 불균일성의 종류를 판별할 수 있다. 더욱이, 맥리 등에의한 화상(42)은, 상처에 의한 화상(41)과 비교하여, 어렴풋이 빛나게 보이기 때문에, 화상의 휘도 또는 강도분포로부터도 판별이 가능하다.
또한, 불균일한 부분의 크기는, 검출된 광의 광량 등으로부터도 판별할 수 있다. 더욱이, 불균일이 존재하는 곳이 기판(1)의 표면부(상처, 크랙 등)인지, 기판(1)의 내부(맥리, 이물질 등)인지는, 광학현미경으로 기판(1)의 밝은 점의 부분에 초점을 맞춰서, 초점이 맞춘 장소(깊이)로부터 판별할 수 있다. 또한, 불균일성의 검사는, 고속처리를 꾀하기 위해, 우선, 기판(1)의 표면에 밝은 점의 형태의누출광이 존재하는가를 검사하고, 이어서, 누출광이 검출된 기판(1)에 대해서만, 밝은 점의 형태로 빛나는 장소 만을 광학현미경 등으로 확대하여 더욱 검사하는 것이 바람직하다.
또, 이 불균일성을 판별하는 것에 당하여서는, 기판(1)에 대해 다른 입사위치, 다른 방향(2방향)으로 광을 도입하면, 방향성이 있는 불균일성(결함)에 있어서도 누출광의 확실한 정보를 얻을 수 있기 때문에, 정확하게 불균일성의 유무, 종류, 크기를 판별할 수 있기 때문에 바람직하다. 광의 도입의 방식으로서는 도 18과 같이, 투명기판(1)의 한 변 1a의 방향(X 방향)으로 레이져광 L1을, 한변 1b의 방향(Y방향)으로 레이져광 L2를 동시에 도입하며, 또는, 기판(1)에 대해 다른 방향의 레이저광을 하나의 방향으로(X, Y 방향 등) 도입하여 검사하도록 하더라도 좋다.
또한, 도 19에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 레이저(13), 미러(14, 15)를 사용하여, 투명기판(1)의 코너부로부터 레이저광 L을 도입하여 불균일성을 검사하는 경우에 있어서도, 상기와 같이 수행하며, 결상광학계(16), CCD카메라(17), 화상처리장치(18)에 의해 불균일성의 종류, 크기를 판별할 수 있다.
또한, 상기 실시형태로서는, 기판(1)의 y방향의 한 방향으로만 레이저광을 도입하여 검사하는 예를 들고 있지만, 기판(1)에 다른 입사위치, 다른 방향에서 레이져광을 도입하는 경우, 또한, 반드시 다른 입사위치일 필요는 없으며, 예를 들면, 도 20과 같이, 기판(1)의 같은 입사위치로부터, 기판(1)의 주표면 측에서 볼때, 다른 복수의 방향으로 레이져광 L1, L2를 도입하더라도, 방향성이 있는 불균일성도 확실하게 검출할 수 있다고 하는 본 발명의 효과는 달성된다.
또한, 상기 실시형태로서는, 투명기판에의 레이저광의 도입은 C면인 모떼기한 부분에서 행하였지만, 모떼기한 부분 이외의 면에서 도입하는 것도 가능하다. 그 경우, 레이저광을 도입하기 위한 입사창으로서, 투명기판의 굴절률과 거의 같은재료로 이루어지는 광학부재를, 접착제 등에 의해서 부착하면 좋다. 그러나, 검사방법의 간략화, 투명기판 내에서 보다 많은 전반사를 반복하여, 전역에 걸친 불균일성을 검사하기 위해, C면인 모떼기한 부분에서 레이저광을 도입하는 것이 바람직하다. 레이저광을 도입하기 위한 입사창을 구비한 광학부재를 부착한 경우에는, 광학부재의 개소가, 투명기판 내를 전파한 광이 전반사조건을 만족하지 않기 때문에 광이 누출되기 때문이다. 모떼기한 부분은 경면마무리되어 있는 것이 바람직하며, 또한 모떼기한 부분의 폭은 작은 것이 바람직하며, 0.4mm 이하로, 보다 바람직하게는, 0.2mm 이하로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 극단적으로 작게 하는 것(0.1mm 미만)은 경면연마시 깨짐이 생기기 쉽기 때문에 바람직하지 못하다.
그 다음, 본 발명의 검사방법 및 검사장치를 사용하여 각종 용도에 이용가능한 투명기판의 선별방법에 관해 도면을 사용하여 설명한다. 도 21은, 투명기판을선별하는 검사공정의 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 1의 검사장치를 사용하여 행한 구체적인 선별방법을 도 21의 경사공정흐름도를 참조하여 설명한다.
검사영역의 결정 및 정렬
검사대상이 되는 투명기판(1)으로서, 양 주표면, 단면 및 모떼기한 면이 경면연마된 152.4 ×152.4 ×6.35mm의 크기인, C면의 폭이 4mm인 석영유리로 이루어지는 포토마스크용 유리기판을 준비하였다.
이 유리기판을, 검사장치가 있는 기준위치에 고정된 스테이지가이드핀(미도시)에 접촉될 때까지 도시하지 않은 반송수단에 의해 반송하여, 유리기판의 위치를결정한다(공정 1). 이 때, 유리기판 내의 원점 및 좌표가 결정된다.
그 다음, 먼저 결정된 좌표에 근거하여 검사영역을 특정한다. 그리고 이 검사영역과 CCD의 측정시야는 반드시 일치하지 않기 때문에, 일치하지 않는 경우에는, CCD의 시야에 대응하게 측정영역의 분할(A1, A2. A3, B1, B2, B3.....,)을 한다(도22)(공정2). 이 때, 분할한 측정영역 A1, A2, A3, Bl, B2, B3.....,와 CCD의측정시야는 일치하게 된다. 측정에 사용한 CCD는, 전자냉각기능을 탑재한 인터라인방식(역학적 셔터가 없는)의 CCD에 있어서, 소자수 1300 ×1035, 검출영역 8.71 ×6.90mm의 것을 사용하였으며, 측정시야는, 측정배율 0.7배에서 측정하였다.
그 다음, 검사영역 내에 레이져광이 전파하도록, 레이져광의 입사위치 및 입사각도를 조정한다(공정3). 레이저광의 입사위치 및 입사각도는, 투명기판과 레이저와의 상대적인 위치관계를 검출하는 위치검출수단(미도시)에 의해 유리기판의 정보를 얻어, 크기가 다른 유리기판에 정확하게 레이져광이 도입할 수 있도록, 미러및 테이블을 조정하여 레이져광을 도입한다. 또한, 입사각도는, 유리기판의 굴절률이 1.46, 임계각 θc가 약 43.2。이기 때문에, 입사각 θi를 45.0°로 하였다.
그 다음, 유리기판 내에 레이져광을 도입할 때, 전반사를 반복하여 전파하는 범위 내에서 레이저광의 입사각을 변동시킨다(공정 4). 이 것은, 복수 매의 유리기판을 검사하는 과정에서, 각각의 유리기판이 가공정도의 차이에 의해 다스 치수에 격차가 있더라도, 광의 입사각도를 변화시킴에 따라, 유리기판 내를 전파하는 광선궤적도 조금씩 변동되기 때문에, 유리기판의 가공정도의 격차를 흡수하여, 유리기판의 불균일성을 검사하기 위해서 행한다. 또한, 다음 공정의 CCD의 화상처리를 하기 위해서도 수행한다. 또한, 입사각을 변동시키는 수단은, 미러의 각도를 컴퓨터 등의 제어에 의해 자동적으로 각도를 조정하는 기구를 설치거나, 음향광학편광기라고 하는 초음파빔의 음향광학효과를 이용하여 입사각도를 변동시켜도 좋다. 입사각의 변동은, 입사각 θi를 전반사를 만족하는 45.0°∼ 44.0°의 범위에서 연속적으로 변화시켰다.
그 다음, 투명기판으로부터 누출하는 광, 즉 불균일성을 정확하게 판별하기위해 CCD화상의 초점을 맞춘다(공정5). 초점맞춤은, 유리기판, 레이저, 미러를 일체적으로 a축방향(렌즈 및 CCD방향)으로 이동시켜 행한다. 또한, 유리기판, 미러,레이저를 고정하여, 렌즈, CCD를 일체적으로 z축방향으로 이동시키더라도 상관없다.
검사영역 내의 불균일성의 검사
도 22에 일부 확대하여 나타낸 바와 같이, 분할한 하나의 측정영역 A1이 있는 좌표(A1X1, A1Y1)를 통해 y축방향으로 평행한 레이저광 L이 전파하도록 도입면에 있는 모떼기한 면으로부터 레이져광 L을 도입하여, 유리기판 내에서 전반사를 반복하여 전파하는 범위 내(45.0°∼ 44.0°)에서 입사각을 변화시켜, 불균일성을검사한다. 그리고, 같은 주사를 레이저광 L을 x축으로 이동시켜, 측정영역 A1의 단부의 좌표(A1XX, A1Y1)를 통해 불균일성의 검사를 실시하여, 측정령역 A1에 생길수 있는 불균일성의 검사를 종료한다(공정6). 또한, 측정영역 A1의 불균일성검사의 개시로부터 종료까지 CCD의 노광은 행해진다. 또한, 측정영역 A1에 있어서의 불균일성의 검사는, (A1X1, A1Y1)을 통해 x축방향으로 평행한 레이저광이 전파하도록 레이져광을 입사하며, y축방향으로 레이저광을 이동시키더라도 좋다. 또한, 이들 직교하는 2방향의 레이저광을 조합하여 도입하더라도 상관없다. 이와 같이 유리기판에 대해, 그 주표면측에서 볼 때 복수의 다른 방향의 광을 도입하는 경우에는, 복수의 방향에서 광이 유리기판 내에 조사되는 것이 되어, 방향성이 있는 불균일성(결함)이 있더라도 확실히 검출할 수 있다.
화상처리
공정 6에 있어서, CCD에 의해 검출한 유리기판으로부터의 누출한 광의 정보(아날로그신호)를, 컴퓨터 등의 정보축적수단으로 화상처리하기 위해 A/D변환기를 사용하여 디지탈신호로 변환한다. 이 디지탈신호로 변환된 광의 정보는, 컴퓨터 등의 정보축적수단으로 축적되어, 도 28에 나타낸 바와 같이, 광의 강도를 12비트(4096:1)로 분해하여 화상처리한다(공정7). 또한, 도 23에 있어서의 Y축은, 광의 강도를 나타내며, 한 눈금은(20000/4095)·Y(Y: 눈금)일렉트론이다.
불균일성의 허용판정
공정 7의 화상처리를 수행한 결과로, 유리기판에 존재하는 불균일성은, 기판표면의 상처로 판정되어, 미리 상처의 허용설계값으로 정한 (20000/4095)×200일렉트론과 대비하여, 이 것이 (20000/4095)×100일렉트론 이하의 경우), 허용설계값을초과하기 때문에, 이 유리기판을 불량으로 판정한다(공정8).
또한, 이 실시형태로서는, 검사영역 A1에서 기판표면에 허용범위를 넘는 상처가 발견되었기 때문에, 다음 검사영역 A2의 불균일성검사는 행하지 않고, 기판의재연마, 세정공정에 옮겨지며, 검사영역 A1으로 불균일성이 발견되지 않은 경우, 먼저 분할한 검사영역 A2, A3, B1, B2.....,과 상기 공정 6 내지 공정 8 (경우에 따라서는, 공정 2 내지 공정 8)을 반복하여 수행한다. 검사영역 모두 불균일성의허용설계값 이하로 판별될 때에는, 그 포토마스크용 유리기판을 양품으로 선별한다.
상술한 실시형태의 선별방법을 사용하는 것에 따라, 결함을 갖는 유리기판을신속, 적절하게 배제할 수 있어, 유리기판의 생산성을 향상할 수 있다. 또한, 결함을 가진 유리기판을 재차 정밀히 경면연마, 세정처리를 하는 것에 따라, 규격사양의 범위에 포토마스크용 유리기판을 넣을 수 있게 된다.
도 24는, 본 발명의 투명기판의 선별방법을 자기디스크용 유리기판에 응용한제 2의 실시형태이다. 또한, 포토마스크용 유리기판에 적용한 상기 제 1의 실시형태와 중복되는 공정의 설명에 관하여는 생략한다.
검사대상이 되는 투명기판(1)으로서, 양 주표면(H), 내주단면(T1면) 및 외주단면(T2면), 모떼기한 면(C면)이 경면연마된 직경 95mm(3.5인치) φ, 두께 0.8mm,중심부의 원홀(직경20mmφ)의 석영유리로 이루어진 원반형의 자기디스크용 유리기판을 준비하였다.
검사영역은, 도 24에 나타낸 바와 같이, 투명기판의 주표면 상에 있는 영역의 내주측에서 의주측으로 향하게 A1, A2, A3.....,와 측정영역을 분할하여, 분할된 측정영역마다 불균일성의 검사를 행한다.
불균일성의 검사는, 원반상의 유리기판(1)의 외주단면으로부터 레이저광 L을원반의 중심(O)방향으로 향하게 도입하여, 외주단면과 내주단면을 포함하는 반경방향(r방향)의 한 평면 내에서 광을 가두며(투명기판의 양 주표면에서 전반사를 반복하여, 내주 및 외주단면으로 광이 반복되도록 한다), 원반을 회전시키는 구동장치(미도시)에 의해 원반을 회전시켜 레이져광 L을 원반의 주방향(θ방향)으로 이동시킨다. 구체적으로, 도 25를 사용하여 설명하면, 도 25에 나타낸 바와 같이, 분할한 측정영역 A1이 있는 좌표(A1r1, A1θ1)를 지나며, r방향에 평행한 레이져광 L이전파하도록, 레이져(25), 미러(26, 27)에 의해 도입면에 있는 모떼기한 면(C면)에레이져광 L을 도입하고, 원반형의 유리기판(1) 내에서 전반사를 반복하여 전파하는범위 내(45.0°∼ 44.0°)에서 입사각을 변화시켜, 불균일성을 검사한다. 그리고,원반형의 유리기판(1)을 회전시키며, 같은 주사를 레이져광을 θ방향으로 이동시키고, 측정영역 A1의 좌표(A1r1, A1θX)를 지나는 영역의 불균일성의 검사가 종료되는 시점에서, 측정영역 A1에 있어서의 불균일성의 검사를 종료한다. 또한, 뷸균일성의 검사에 있어서, 레이저광의 도입을 원반의 내주단면으로부터 입사하거나, 내주단면 및 외주단면의 양쪽으로부터 입사하더라도 상관없다.
상기 제 1의 실시의 형태와 같이, 화상처리, 불균일성의 허용판정을 하였다.그 결과, 검사영역 A1으로서는 허용범위를 넘는 결함이 발견되지 않았기 때문에, 검사영역 A2, A3, B1, B2....., 으로 검사영역을 바꿔, 상기 검사영역 A1과 같은 불균일성의 검사을 하였다. 원반형유리기판의 전 영역에 관해서 불균일성의 검사를 하였지만, 허용범위를 넘는 결함은 발견되지 않아, 양품으로 판정하였다.
또한, 상기 제 1의 실시의 형태와 같고, 어떤 검사영역에서 허용범위를 넘는결함이 발견된경우에는, 불량으로 판정하여, 다음 검사영역의 불균일성의 검사는 수행하지 않고, 기판의 재연마, 세정공정으로 옮기는 것도 할 수 있다.
또한, 상기 검사방법 및 선별방법에 있어서, 투광성물질의 불균일성(결함)이누출하는 광의 콘트라스트를 저하시키는 불필요한 광으로서, 투광성물질의 재료 고유의 미시적인 밀도가 흔들림에 기인하여 산란하는 레일레이산란광 등이 있다. 이러한 불필요광을 저감하기 위해서는, 투광성물질 내에 파장이 다른 적어도 2개의 광을 도입하거나, 어떤 특정한 편광을 갖는 광을 도입함으로써, 불균일성의 검출광의 콘트라스트를 향상시켜, 고감도 및 고정밀도의 검출이 가능해진다. 또한, 전자의 파장이 다른 적어도 2개의 광을 도입하는 경우에는, 레일레이산란광은 다른 파장의 광이 혼합된 색깔의 광이 되기 때문에, 투광성물질과 검출수단과의 사이에서,혼합된 광의 파장영역을 흡수 또는 반사하는(컬러)필터를 이용함으로써 제거할 수있다. 또한, 후자의 특정한 편광을 갖는 광을 도입하는 경우에는, 레일레이산란에의해 특유의 편광특성, 편광상태의 광이 되어, 불균일성에 의해서 누출되는 광의 편광특성과의 차를 이용하여, 투광성물질과 검출수단과의 사이에, 편광필터, 편광판, 편광프리즘 등의 편광소자를 둠으로써, 레일레이산란광을 효과적으로 제거할수 있다.
또한, 투광성물질의 불균일성(결함)이 누출되는 광의 콘트라스트를 저하시키는 불필요한 광으로서, 투광성물질에 도입할 수 없던 광이, 투광성물질의 표면에서반사되어, 불균일성의 검출광을 검출하는 검출계로 입사해오는 미광이 있다. 이 미광을 저감하기 위해서는, 레이져광을 입사하는 투광성물질의 도입면의 크기에 대응시켜 도입광을 렌즈 등의 광학계에 의해 집광하여 축소시킴과 동시에, 집광된 레이저광이 도입면에 의해 투광성물질 내에서 거의 평항광으로 되어 도입되도록, 도입면을 오목한 단면형으로 한다. 이 것에 의해, 미광을 저감할 수 있으며, 불균일성의 검출광의 콘트라스트를 증대할 수 있고, 고감도 및 고정도의 검출이 가능해진다.
또한, 투광성물질의 불균일성(결함)이 누출하는 광의 콘트라스트를 저하시키는 다른 요인으로, 도 26에 나타낸 바와 같이(동일 도면 a는 사시도, b는 측단면도이다), 상기 차광성물질이 주표면, 단면, 모떼기한 면을 갖는 직사각형상평판에 있어서, 도입면(모떼기한 면(C 면))으로부터 레이저광 L을 도입하여 불균일성을 검사하는 경우에는, 도입면 이외의 모떼기한 면에서 광이 누출하여, 미광이 되는 경우가 있다. 이 경우에는, 광의 진행방향에 대향하는 광을 도입하는 모떼기한 면과 모떼기한 면 이외의 면과의 사이에, 모떼기한 면의 면방향으로 복수배열된 광화이버를 묶은 도광체(50)를 접속함으로써, 모떼기한 면에서 누출된 광을 다시 투광성물질내로 도입할 수 있기 때문에, 미광을 저감하여, 도입한 레이져광을 보다 효과적으로 불균일한 부분에 집중시킬 수 있으므로, 고감도 및 고속도의 검출이 가능해진다.
또한 상기 검사방법에 있어서의 실시형태 및 상기 선별방법에 있어서의 제 1, 제 2의 실시형태로서는, 경면마무리된 표면을 갖는 투광성물질로서, 유리제의 투명기판을 들 수 있지만, 유리에 한하지 않고, 아크릴수지 등의 광학적 플라스틱또는, 수정 등의 광학적 결정 등과 같이, 검사광이 투과할 수 있는 재질이면 충분하다.
또한, 상기 검사방법에 있어서의 실시형태, 및 상기 선별방법에 있어서의 제1, 제 2의 형태로서는, 투명기판의 전체면이 경면마무리된 표면을 갖는 예를 들었지만, 이 것에 한하지 않고, 일부 또는 전체면이 경면마무리가 되어 있지 않은 표면을 갖는 투명기판에 있어서도 상관없다. 예를 들면, 포토마스크용 유리기판인 유리기판의 경우, 패턴이 형성되지 않은 주표면 이외의 단면은 경면연마되지 않은경우가 있으며, 또는, 자기디스크용 유리기판의 경우, 자성층 등의 막이 형성되지않은 주표면의 내주 및 외주단면을 경면마무리되지 않은 경우 등이 있다. 그 경우, 경면마무리되지 않은 표면 상에 매칭오일 등의 액체를 도포함으로써, 그 표면이 마치 경면마무리된 표면(액체의 자유표면, 의사경면)과 같이 되기 때문에, 본 발명의 검사방법, 검사장치에 의해 불균일한 부분을 검사할 수가 있다. 특히, 경면마무리를 시행하지 않은 단계에서, 투광성물질의 내부에 존재하는 불균일한 부분(맥리, 기포, 이물질 등)만을 검사하고 싶은 경우에 유효하다.
또, 의사경면을 형성하기 위한 도포하는 액체로는, 광학부품에 사용되는 매칭오일이나 실링에이전트(SEALING AGENT), 또는, 유리의 긁힘을 위한 마스킹에이전트(MASKING AGENT) 등을 들 수 있다. 투광성물질의 표면에 도포한 액체는, 도포한후에도 액체상태로 있더라도, 또는, 젤(GEL) 형태나 딱딱한 피막상 등의 고화된 상태로 있더라도 충분하다. 또한, 액체의 도포방법으로서는, 브러쉬칠(브러쉬 또는스폰지류의 것 등에 액체를 적심으로써 도장하는 것), 스프레이도장, 스핀코팅(SPIN COATING) 등과 같이, 투광성물질의 표면에 평평하게 도포할 수 있는 방법을 사용하는 것도 충분하다. 그 경우, 사용하는 액체나 도포면에 따라 적절하게 선정한다.
또한, 상기 투광성물질과 상기액체의 굴절률을 실질적으로 동일하게 하면, 도포된 경면상태의 액체표면이, 광학적으로는, 실질적으로 투광성물질의 표면이 되어, 투광성물질 내에 도입한 광을 확실하게 전반사하여 내부에서 되돌릴 수 있게 된다. 구체적으로는, 투명기판으로는 석영유리(굴절률 1.46) 등이 잘 사용되기 때문에, 굴절률이 이에 가깝고, 사용하기 용이한 액체로서는, 캐나다발삼(굴절률1.52), 엔테라뉴(상품명, 굴절률 1.49), 디요오드화메탄(요오드화에티렌, 굴절률1.74), 히말라야오일(굴절률 1.52), 액화파라핀(굴절률 1.48), 아쿠아텍스(상품명, 굴절률 1.4), 글리세롤(굴절률 1.46) 및 이와 유사류 등을 들 수 있다.
캐나다발삼, 엔테라뉴 등과 같은 비수용성의 것에 대해서는, 크실렌 등의 유기용제를 가하는것에 의해 굴절률이든지 점성도를 조정할 수 있으며, 글리세롤 및아쿠아텍스 등과 같은 수용성의 것에는, 물을 더하여, 굴절률, 점성도를 조정할 수있다. 또한, 유리의 마스킹에이젼트제로서는, 일본국 특허공개공보 제 평6-4496호공보에 기재된 폴리디오가노실록산을 주성분으로 하는 에멀션조성물 등이 있다.
투명기판의 전체면이 경면마무리되지 않은 경우의 검사에는, 예를 들면, 투명기판내부의 불균일성(맥리, 기포, 이물질 등)만을 검사하는 경우 등이 있다. 이경우, 내부에 불균일한 부분이 존재하면, 치명적인 결함이 된다. 예를 들어, 위상쉬프트마스크용 유리기판의 경우, 경면마무리하기 전의 단계에서 검사함으로써, 이러한 불량품을 제외할 수 있기 때문에, 제조비용이 낮아진다.
또한, 투광성물질의 형상은, 직사각형이나 원형 등의 기판에 한하지 않으며,블럭형상이든지 구형, 원주, 원통, 다각주 또는 곡면을 가지는 것이라도 상관없다.특히, 상기 투광성물질을 서로 대향하는 면을 갖는 기판, 특히, 적어도 이조의 서로 대향하는 평행한 평면을 갖는 기판(예를 들면, 사각형 또는 원추형 등)으로 하면, 도입한 광이 전반사를 반복하여 기판 내에 가두어져 담긴 상태가 되기 쉬우며,실제적으로, 투광성물질이 광범위한 영역의 검사를 동시에 행할 수 있게 되어, 고속검사가 가능해진다. 더욱이, 기판으로서는, 전자디바이스용(포토마스크용(위상쉬프트마스크용)) 유리기판, 액정디스플레이용 유리기판, 정보기록용 유리기판(자기디스크, 광디스크 등) 등과 같은 다양한 기판의 검사에 적용될 있다. 정보기록용 유리기판은 원반형이기 때문에, 실제로 검사를 하는 경우에는, 연마된 외주 또는 내주단면(예를 들면, 모떼기한 부분)에 레이져광을 입사하여 수행한다. 또한,기판의 양면의 검사가 필요한 경우에는, 기판의 위쪽 및 아래쪽으로 검출수단을 설치하여, 기판의 양면의 검사를 한번에 수행하도록 하여도 좋다.
또한, 상기 실시형태로서는, 레이저로서, 기체레이저(He-Ne 레이저)를 사용하지만, 이 것에 한하지 않고 반도체레이저 등과 같은 가시광선영역의 레이저, 또는, 투광성물질에 대해 흡수가 적은 것이면, 자외선영역의 엑시머레이저든지, 적외선영역의 Nd-YAG레이저, CO2레이저 등을 검사용 광원으로 사용할 수 있다. 특히, 자외선영역의 레이저(예를 들어, 엑시머레이져 또는 YAG 레이저의 고조파 등)을 사용하는 경우에는, 기판표면에 부착되어 있는 이물질 등을 증발, 증산 등의 작용에의해 제거하는 것을 기대할 수 있기 때문에 바람직하다.
또한, 상기실시형태로서는, 기판에 대한 입사각도를 변화시키는 각도조정수단을 레이저와 기판과의 사이에 있는 미러에 부착한 예를 들었지만, 기판에 대한 레이저광의 입사각도를 변화시킬 수 있으면, 어떠한 구성이라도 좋으며, 레이저자체에 각도조정수단을 설치하거나, 기판을 지지하는 폴더에 각도조정수단을 설치하더라도 좋다. 또한, 레이저광의 도광을, 상기 실시형태와 같이 미러가 아니고, 광화이버를 사용하여 도광하더라도 좋다. 이 때, 광화이버의 출사단부를 가이드 등을 사용하여 기판의 각 측면을 따라 이동시키거나, 또는, 광화이버의 출사단부 측에 진동 등을 줘 입사각도를 변동시켜도 좋다.
[발명의 효과]
이상, 상술한 바와 같이, 본발명에 의하면, 물리적인 임계현상인 전반사를 이용하여 투광성물질 내에 레이져광을 가두어 담을 수 있기 때문에, 투광성물질의불균일한 부분과 균일한 부분에서의 검사광에 대한 응답도 임계적으로 되며, 불균일성이 대단히 분명한 콘트라스트로 표시되어, 미세한 상처 등과 같은 불균일을 고감도로 검출할 수 있으며, 동시에, 고정밀도 및 고속도로 검출할 수 있다. 더욱이, 투광성물질표면의 불균일 뿐만 아니라, 내부의 상처 또는 맥리 등의 결함의 검출도 가능하다.
또한, 투광성물질의 표면에서 누출한 광의 정보에 기초하여 투광성물질의 불균일성의 유무, 종류, 크기를 판별함으로써, 바로 소망의 투광성물질을 추출할 수가 있고, 투광성물질의 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (26)

  1. 투광성물질 내에 레이져광을 도입하여 투광성물질의 불균일성을 검사하는 방법에 있어서,
    상기 투광성물질은, 투광성물질 내에 도입한 레이져광이 전반사를 반복하는서로 대향하는 적어도 일조의 전반사면과, 그리고 전반사면의 사이를 전반사를 반복하여 진행하는 레이져광의 진행방향에 대향하도록 설치되고 상기 레이져광을 전반사하여 상기 전반사면으로 되돌리는 적어도 일조의 되돌림면을 구비하며,
    상기 투광성물질 내의 광로가 광학적으로 균일한 경우에는, 투광성물질 내를전파하여 상기 전반사면 및 상기 되돌림면에 입사하는 레이져광이 전반사를 하며,또한, 적어도 일조의 되돌림면의 사이에서 반복하도록 전파시키고, 전파하는 것에의해 형성되는 상기 전반사면과 상기 되돌림면에 의해 둘러싸인 피검사영역에 레이져광이 널리 퍼지도록 레이져광을 도입하며,
    상기 투광성물질내에 도입되어 전파하는 레이져광의 광로 중에 불균일한 부분이 존재할 경우에는, 상기 전반사면 그리고/또는 상기 되돌림면에서 누출하는 광을 검출하는 것을 특징으로 하는 투광성물질의 불균일성검사방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전반사면 및 상기 되돌림면에서 기하광학적으로 레이져광이 누출하는 특이점이 실질적으로 존재하지 않도록 레이져광을 도입하는 것을특징으로 하는 투광성물질의 불균일성검사방법.
  3. 제 1항에 있어서, 도입하는 레이져광의 파장 λ에 대한 상기 투광성물질의 굴절률을 nt, 투광성물질과 접촉하는 외측매질의 굴절률을 ni로 하고, 상기 전반사면 및 상기 되돌림 면에 입사하는 광의 각도를 θik (여기서, k는 투광성물질 내에레이져광이 도입되고난 후에 전반사면과 되돌림면에 입사하는 위치를 나타내는 것으로, 입사위치는 순차적으로 k=1, 2, 3...으로 한다)라 할 때, θik는 상기 전반사면 및 상기 되돌림면에서, sinθ = ni / nt 로 표현되는 임계각 θ이상이 되도록 레이져광을 도입하는 것을 특징으로 하는 투광성물질의 불균일성검사방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 기하광학적으로 상기 투광성물질 내에 도입한 레이져광이 적어도 최초에 당하는 상기 전반사면 또는 상기 되돌림 면에서 레이져광의 모두가 전반사하도록 레이져광을 도입하는 것을 특징으로 하는투광성물질의 불균일성검사방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 레이져광을 도입하기 위한 도입면을, 어느 하나의 상기 전반사면과 적어도 하나의 상기 되돌림면에 의해 끼워진개소에 설치하는 것을 특징으로 하는 투광성물질의 불균일성검사방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 도입면 및 상기 도입면과 전반사면과의 이루는 각도가 거의 동일한 면에 있어서만 도입된 레이져광이 출사되도록 레이져광을 도입하는것을 특징으로 하는 투광성물질의 불균일성검사방법.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 적어도 상기 도입면은 경면연마되어 있는 것을 특징으로 하는 투광성물질의 불균일성검사방법.
  8. 제 5항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전반사면의 크기를 L, 상기 도입면의 폭을 d, 상기 레이져광의 파장 λ에 대한 투광성물질의 굴절률을 nt,투광성물질과 접촉하는 외측매질의 굴절률을 ni, 상기 레이져광의 빔경을 φ, 상기광이 상기 전반사면 및 상기 되돌림면에 입사하는 광의 각도를 θik (k는 투광성물질 내에 레이져광이 도입되고 난 후에 전반사면 및 되돌림면에 입사하는 위치를 나타낸 것으로, 입사위치를 순차적으로 k= 1, 2, 3...., 으로 한다. 특히, 레이져광이 도입되고난 후에 최초로 전반사면 또는 되돌림면에 입사하는 광의 각도를 θ1으로 한다), 상기 전반사면에서 반사하는 회수를 m으로 하고, m이 L, d, nt(λ), ni, φ, θ1의 함수로 표시된다고 할 때,
    θik의 모두가 임계각 θ이상이 되는 범위 내에서, m이 기준설정값 이상이 되도록 L, d, nt(λ), ni, φ, θ1의 적어도 하나의 조건을 결정하여, 상기 도입면으로부터 레이져광을 도입하는 것을 특징으로 하는 투광성물질의 불균일성검사방법.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전반사면및 상기 되돌림면이 서로 직교관계에 있는 것을 특징으로 하는 투광성물질의 불균일성검사방법.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 일조의 전반사면과 상기일조의 되돌림면에 의해 끼워진 투광성물질의 피검사영역에서, 상기 투광성물질 내를 레이져광이 전파함으로써 광이 채워진 상기 피검사영역 내의 하나의 평면에 있어서의 불균일성을 검사한 후, 상기 투광성물질에 대해 상기 검사된 평면을 광이 피검사영역을 채우는 방향으로 상대이동시켜 피검사영역의 불균일성을 검사하는 것을 특징으로 하는 투광성물질의 불균일성검사방법.
  11. 투광성물질 내에 레이져광을 도입하여 투광성물질의 불균일성을 검사하는 방법에 있어서,
    상기 투광성물질의 표면은, 적어도 일조의 서로 평행한 주표면과, 해당 주표면과 직교하는 적어도 일조의 단면과, 상기 주표면과 상기 단면과의 사이에 끼인 모떼기한 부분을 가지며,
    상기 투광성물질 내의 광로가 광학적으로 균일한 경우에는, 투광성물질 내를전파하여 상기 주표면 및 상기 단면에 입사하는 레이져광이 전반사를 하여, 또한,적어도 일조의 단면의 사이에서 반복하도록 전파시키며, 전파함으로써 형성되는 상기 주표면, 단면 및 모떼기한 부분에 의해 둘러싸인 피검사영역에서 레이져광이 널리 퍼지도록 레이져광을 도입하고,
    상기 투광성물질 내에 도입되어 전파하는 레이져광의 광로중에 불균일한 부분이 존재하는 경우에는, 상기 주표면 그리고/또는 상기 단면으로부터 누출한 광을검출함으로써 투광성물질의 불균일성을 검출하는 것을 특징으로 하는 투광성물질의불균일성검사방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 주표면 및 상기 단면에서, 기하광학적으로 레이져광이 누출하는 특이점이 실질적으로 존재하지 않도록 레이져광을 도입하는 것을 특징으로 하는 투광성물질의 불균일성검사방법.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 모떼기한 부분에만 도입된 레이져광이 출사하도록 레이져광을 도입하는 것을 특징으로 하는 투광성물질의 불균일성검사방법.
  14. 제 11항에 있어서, 도입하는 레이져광의 파장 λ에 대한 상기 투광성물질의굴절률을 nt, 투광성물질과 접촉하는 외측매질의 굴절률을 ni로 하며, 투광성물질내에 레이져광이 입사하고난 후에 최초에 당하는 상기 주표면에 입사하는 광의 각도를 θ1로 할 때, θ1은 상기 주표면에서 sinθ = ni / nt로 표시되는 임계각 θ이상이 되며, 또한, 상기 단면에서 (90。- θ1)이 상기 식으로 표시되는 임계각 θ이상이 되도록 도입면으로부터 레이져광을 도입하는 것을 특징으로 하는 투광성물질의 불균일성검사방법.
  15. 제 11항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모떼기한 부분은 경면연마된 것을 특징으로 하는 투광성물질의 불균일성검사방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 투광성물질의 표면의 전체면이 경면연마된 것을 특징으로 하는 투광성물질의 불균일성검사방법.
  17. 제 11항 내지 제 16항에 있어서, 상기 일조의 주표면과 상기 일조의 단면 사이에 끼워진 투광성물질의 피검사영역에서, 상기 투광성물질 내를 레이져광이 전파함으로써 광이 채워진, 상기 피검사영역 내에 있는 하나의 평면에서의 불균일성을검사한 후, 상기 투광성물질에 대하여 상기 검사된 평면을, 광이 피검사영역을 채우는 방향으로 상대이동시켜 피검사영역의 불균일성을 검사하도록 하는 것을 특징으로 하는 투광성물질의 불균일성검사방법.
  18. 제 11항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투광성물질은 유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 투광성물질의 불균일성검사방법.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 투광성물질은 전자디바이스용 유리기판 또는 정보기록매체용 유리기판인 것을 특징으로 하는 투광성물질의 불균일성검사방법.
  20. 투광성물질 내에 레이져광을 도입하여 투광성물질의 불균일성을 검사하는 장치에 있어서,
    상기 투광성물질 내에 레이져광을 도입하는 조명수단 및 상기 투광성물질에서 누출하는 광을 검출하는 검출수단을 구비하며,
    상기 투광성물질은, 해당 투광성물질 내에 레이져광을 도입하는 도입면 및 도입한 레이져광이 전반사를 반복하는 서로 대향하는 적어도 이조의 표면을 구비하며,
    상기 조명수단은, 조명수단으로부터 출사된 레이져광이 상기 도입면으로부터도입됨과 동시에, 상기 투광성물질 내의 광노가 광학적으로 균일한 경우에는, 투광성물질 내를 전파하고 상기 표면에 입사하는 광을 전반사하며, 또한 상기 표면 중적어도 일조의 표면에서 반복하도록 전파시켜, 전파함으로써 형성되는 상기 적어도이조의 표면에 의해 둘러싸인 피검사영역에서 레이져광이 널리 퍼지도록 배치되는것을 특징으로 하는 투광성물질의 불균일성검사장치.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 조명수단에 상기 투광성물질에 대한 광의 입사각도를 변화시키는 각도조정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 투광성물질의 불균일성검사장치.
  22. 제 20항 또는 21항에 있어서, 상기 투광성물질에 대해 광의 입사위치를 이동시키는 이동수단을 구비한 것을 특징으로 하는 투과성물질의 불균일성검사장치.
  23. 제 20항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명수단에 대해 상기투광성물질 및 상기 검출수단을 일체적으로 상대이동시키는 것을 특징으로 하는 투과성물질의 불균일성검사장치.
  24. 제 20항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출수단은, 촬상소자를 가지는 촬상카메라 및 투광성물질에서 누출한 광을 상기 촬상카메라에 결상하는렌즈를 구비하며, 상기 촬상카메라 그리고/또는 렌즈를 투광성물질에 대해 원근방향으로 상대이동시키는 것을 특징으로 하는 투광성물질의 불균일성검사장치.
  25. 제 20항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출수단이 검출한 정보에 기초하여 투광성물질의 불균일성의 유무, 종류, 크기를 판별하는 판별수단을구비하는 것을 특징으로 하는 투광성물질의 불균일성검사장치.
  26. 투명기판의 선별방법에 있어서,
    레이져광을 도입하는 도입면, 도입한 레이져광이 전반사를 반복하는 적어도일조의 서로 대향하는 주표면, 그리고 주표면의 사이에서 전반사를 반복하여 진행하는 레이져광의 진행방향에 대향하도록 설치된 적어도 일조의 단면을 구비한 투명기판을 준비하는 공정;
    상기 투명기판 내의 광로가 광학적으로 균일한 경우, 투명기판 내를 전파하여 상기 주표면 및 상기 단면에 입사하는 레이져광을 전반사하여, 또한, 상기 적어도 일조의 단면의 사이에서 반복하도록 전파시키고, 전파함으로써 형성되는 상기 주표면 및 상기 단면으로 둘러싸인 피검사영역에서 레이져광이 널리 퍼지도록 레이져광을 상기 도입면으로 도입하는 공정;
    상기 주표면 그리고/또는 상기 단면으로부터 전반사하는 것 없이 누출하는 광을 검출하는 공정; 및
    상기 검출한 정보와 미리 축적된 투명기판에 존재하는 불균일성의 유무, 종류, 크기에 대응하는 정보를 비교하여 투명기판을 선별하는 공정을 구비하는 것을특징으로 하는 투명기판의 선별방법.
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