JP2000193598A

JP2000193598A - 透明体インゴットの異物検出装置およびこれを用いた透明体の製造方法

Info

Publication number: JP2000193598A
Application number: JP10371001A
Authority: JP
Inventors: Motoo Yookaichiya; 元男八日市屋; Akira Koike; 明小池; Yasunori Kanamori; 康紀金森; Keisuke Yamazaki; 啓介山崎; Hironobu Nakazawa; 浩信中澤
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1998-12-25
Publication date: 2000-07-14
Anticipated expiration: 2018-12-25
Also published as: JP4176221B2

Abstract

(57)【要約】【課題】効率よく異物の検出が行える透明体インゴット
の異物検出装置およびこれを用いた生産性の高い透明体
の製造方法を提供する。【解決手段】複数枚の透明体ｆに切断される透明体イン
ゴットＩｇに検査光を照射する検査光発生手段２と、透
明体インゴットＩｇを撮像する撮像手段３と、この撮像
手段３により撮像される透明体インゴットＩｇの撮像位
置および検査光により照射される透明体インゴットＩｇ
の照射位置を移動させる移動手段４と、撮像手段３によ
り撮像された透明体インゴットＩｇに存在する異物ｍの
異物画像信号を受け、この異物画像信号を異物情報にす
る画像処理手段５と、この画像処理手段５で求めた異物
情報を出力する出力手段６と、検査光発生手段２、撮像
手段３、移動手段４および画像処理手段５を制御する制
御手段７とを有する透明体インゴットの異物検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は透明体インゴットの
異物検出装置およびこれを用いた透明体の製造方法に係
わり、特に効率よく異物の検出が行える透明体インゴッ
トの異物検出装置およびこれを用いた生産性の高い透明
体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子デバイスや液晶の製造に使用される
透明石英ガラスからなるフォトマスク材は、電子回路等
を焼付ける原版となるため、光学的特性上、泡や金属粉
などの異物がガラス内に含まれないことが要求されてい
る。

【０００３】従来、図１６に示すように、フォトマスク
材が切出される透明石英ガラスインゴットは、切断前に
石英ガラスインゴットＩｇをターンテーブル６１に載置
して、作業員Ｈと蛍光灯６２間に石英ガラスインゴット
Ｉｇを配置し、石英ガラスインゴットＩｇ中の異物検査
を目視で行っている。最初にＡ面から検査を行い、Ａ面
の検査が終了したらターンテーブル６１を回転させて、
Ｂ面の検査を行う。さらに同様にＣ面、Ｄ面の検査を行
い検査を完了する。この検査結果に基づき、異物が存在
する石英ガラスインゴットＩｇの部位を除外してフォト
マスク材ｆを切出すようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した異物の検査
は、作業者Ｈの目視により行っており、この目視検査は
小さな異物の検出には熟練を要すため、小さな異物を見
逃す可能性も高く、また異物の検出精度は作業者Ｈによ
りばらつきがあった。

【０００５】このため、図１７に示すように、石英ガラ
スインゴットＩｇ内に異物ｍを含む部位の切断を行い、
後検査工程で内部に異物が存在するフォトマスク材を検
出した場合は、このフォトマスク材は不良品として廃棄
されるため、不必要な切断作業を実施したこととなり、
生産性の低下をきたしていた。

【０００６】そこで、効率よく異物の検出が行える透明
体インゴットの異物検出装置およびこれを用いた生産性
の高い透明体の製造方法が要望されていた。

【０００７】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、効率よく異物の検出が行える透明体インゴット
の異物検出装置およびこれを用いた生産性の高い透明体
の製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本願請求項１の発明は、複数枚の透明体に切
断される透明体インゴットに検査光を照射する検査光発
生手段と、透明体インゴットを撮像する撮像手段と、こ
の撮像手段により撮像される透明体インゴットの撮像位
置を移動させる移動手段と、前記撮像手段により撮像さ
れた透明体インゴットに存在する異物の異物画像信号を
受け、この異物画像信号を異物情報にする画像処理手段
と、この画像処理手段で求めた異物情報を出力する出力
手段と、前記検査光発生手段、撮像手段、移動手段およ
び画像処理手段を制御する制御手段とを有することを特
徴とする透明体インゴットの異物検出装置であることを
要旨としている。

【０００９】本願請求項２の発明では、上記移動手段は
撮像手段により撮像される透明体インゴットの撮像位置
および検査光により照射される透明体インゴットの照射
位置を移動させることを特徴とする請求項１記載の透明
体インゴットの異物検出装置であることを要旨としてい
る。

【００１０】本願請求項３の発明では、上記移動手段は
透明体インゴットを移動させる移動装置であることを特
徴とする請求項２記載の透明体インゴットの異物検出装
置であることを要旨としている。

【００１１】本願請求項４の発明では、上記移動装置は
１次元ないし３次元に移動されることを特徴とする請求
項３に記載の透明体インゴットの異物検出装置であるこ
とを要旨としている。

【００１２】本願請求項５の発明では、上記検査光発生
手段は蛍光灯であり、撮像手段はＣＣＤセンサであるこ
とを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載
の透明体インゴットの異物検出装置であることを要旨と
している。

【００１３】本願請求項６の発明では、上記検査光発生
手段はレーザ光発振装置であり、撮像手段はＣＣＤセン
サであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか
１項に記載の透明体インゴットの異物検出装置であるこ
とを要旨としている。

【００１４】本願請求項７の発明では、上記ＣＣＤセン
サは２次元ＣＣＤセンサであることを特徴とする請求項
５または６に記載の透明体インゴットの異物検出装置で
あることを要旨としている。

【００１５】本願請求項８の発明では、上記検査光発生
手段はレーザ光発振装置であり、撮像手段は赤外線撮像
装置であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
か１項に記載の透明体インゴットの異物検出装置である
ことを要旨としている。

【００１６】本願請求項９の発明では、上記赤外線撮像
装置は赤外線撮像カメラであることを特徴とする請求項
８記載の透明体インゴットの異物検出装置であることを
要旨としている。

【００１７】本願請求項１０の発明では、上記異物情報
は異物の位置情報であることを特徴とする請求項１ない
し９のいずれか１項に記載の透明体インゴットの異物検
出装置であることを要旨としている。

【００１８】本願請求項１１の発明では、上記異物情報
は異物の種類情報であることを特徴とする請求項３また
は８または９に記載の透明体インゴットの異物検出装置
であることを要旨としている。

【００１９】本願請求項１２の発明では、上記透明体イ
ンゴットは石英ガラスインゴットであり、透明体はフォ
トマスク材であることを特徴とする請求項１ないし１１
のいずれか１項に記載の透明体インゴットの異物検出装
置であることを要旨としている。

【００２０】本願請求項１３の発明は、複数枚の透明体
に切断される被検出透明体インゴットを用意して、この
透明体インゴットに検査光を照射し、撮像位置を移動さ
せながら透明体インゴット全体を撮像して透明体インゴ
ットに存在する異物を撮像し、撮像された透明体インゴ
ット中の異物の画像信号を受け、この画像信号を異物情
報にし、異物情報を出力し、この出力された異物情報に
基づき異物が存在する部位を除外するように透明体イン
ゴットから透明体を切出すことを特徴とする透明体の製
造方法であることを要旨としている。

【００２１】本願請求項１４の発明では、上記透明体イ
ンゴットは石英ガラスインゴットであり、透明体はフォ
トマスク材であることを特徴とする請求項１３に記載の
透明体の製造方法であることを要旨としている。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる透明体イン
ゴットの異物検出装置およびこれを用いた透明体の製造
方法の実施形態について添付図面に基づき説明する。

【００２３】図１に示すように、第１の実施形態の透明
体インゴットの異物検出装置１は、複数枚の透明体、例
えばフォトマスク材に切断される透明体インゴット、例
えば石英ガラスインゴットＩｇに検査光を照射する検査
光発生手段、例えば蛍光灯２と、石英ガラスインゴット
Ｉｇに存在する気泡や金属粉などの異物ｍを撮像する撮
像手段、例えば１次元ＣＣＤセンサ３と、このＣＣＤセ
ンサ３により撮像される透明体インゴットＩｇの撮像位
置および蛍光灯２により照射される透明体インゴットＩ
ｇの照射位置を移動させる移動手段、例えば移動装置で
あるリフトテーブル装置４と、ＣＣＤセンサ３から異物
の画像信号を受け、この画像信号を異物情報とする画像
処理装置５と、この画像処理装置５で求めた異物情報を
出力する出力手段、例えばディスプレイ６と、蛍光灯２
の電源２ａ、ＣＣＤセンサ３および画像処理装置５と制
御する制御装置７とを有している。

【００２４】図２に示すように、画像処理手段である画
像処理装置５は画像処理機能部５ａとカメラ制御機能部
５ｂを有し、ＣＰＵが所定のプログラムを処理すること
により、画像処理機能とカメラ制御機能を実現する。画
像処理機能部５ａは本発明の画像処理手段に対応し、画
像処理装置５のカメラ制御機能部５ｂと制御装置７の制
御機能部７ａが本発明の制御手段に対応する。また、出
力手段６は画像処理装置５で求めた異物情報が出力され
れば、画像処理装置５に直結されても、制御装置７を介
して画像処理装置５に接続されてもよい。

【００２５】なお、カメラ制御機能は制御装置７に持た
せてもよい。また、画像処理装置５と制御装置７は一体
にユニットに構成してもよい。

【００２６】上記蛍光灯２はＣＣＤセンサ用として通常
用いられているもので、リフトテーブル装置４に載置さ
れた石英ガラスインゴットＩｇに検査光を照射するため
のものであり、上記ＣＣＤセンサ３は石英ガラスインゴ
ットＩｇの画像を取込むためのもので、画像取込視野が
石英ガラスインゴットＩｇの幅より大きい範囲を有して
いる。

【００２７】蛍光灯２とＣＣＤセンサ３は、この蛍光灯
２とＣＣＤセンサ３間にリフトテーブル装置４を挟むよ
うに配置され、かつ同一光軸上に配置されて、蛍光灯２
により石英ガラスインゴットＩｇが照射された部位をＣ
ＣＤセンサ３が撮像するようになっている。

【００２８】上記リフトテーブル装置４は、石英ガラス
インゴットＩｇに対する検査光の照射位置およびＣＣＤ
センサ３による撮像位置を垂直方向（Ｚ軸方向）に移動
させるためのもので、石英ガラスインゴットＩｇが載置
されるリフトテーブル本体４ａと、このリフトテーブル
本体４ａを昇降させるサーボモータ４ｂと、リフトテー
ブル本体４ａの垂直方向の位置を検知する位置検知装
置、例えばリニアスケール４ｃとから構成されている。
なお、このリニアスケール４ｃは蛍光灯２が石英ガラス
インゴットＩｇを照射するのに邪魔にならないようにリ
フトテーブル本体４ａの一側部に設けられている。

【００２９】上記制御装置７は画像処理装置５、蛍光灯
２を制御し、さらにリニアスケール４ｃからの位置情報
に基づきサーボモータ４ｂを制御してリフトテーブル本
体４ａの昇降を制御する。

【００３０】次に本発明に係わる透明体インゴットの異
物検出装置を用いて検査された透明体インゴットから透
明体を製造する方法に使用される切断装置について説明
する。

【００３１】図３に示すように、透明体インゴットの切
断装置１１は、駆動装置（図示せず）を有する切断刃
部、例えばバンドソー１２と、このバンドソー１２に対
向して設けられ装置基台１３上に移動自在に設けられた
石英ガラスインゴットＩｇの取付台１４と、この取付台
１４を水平直線方向（Ｘ軸）に送る送り装置１５とを有
している。この送り装置１５は装置基台１３に回動自在
に設けられ、装置基台１３の底面に設けられた螺子部
（図示せず）を螺合貫通するスクリューシャフト１５ａ
と、このスクリューシャフト１５ａを回動させるサーボ
モータ１５ｂと、このサーボモータ１５ｂおよびバンド
ソー１２を制御する切断装置制御手段１６を有してい
る。

【００３２】従って、切断装置１１では、取付板１７を
介して取付台１４に取付られた石英ガラスインゴットＩ
ｇを切断装置制御手段１６の命令によりサーボモータ１
５ｂ、スクリューシャフト１５ａを動作させて所定の位
置に移動できるようになっている。さらに、切断装置制
御手段１６の近傍には、上述した異物検出装置１の画像
処理装置５に接続されたディスプレイ６が配置されてい
る。

【００３３】次に第１の実施形態の透明体インゴットの
異物検出装置およびこれを用いた透明体の製造方法を説
明する。

【００３４】前工程において、電気炉で加熱され成形機
により成形された後、研磨されて正確な直方体に成形さ
れた石英ガラスインゴットＩｇは、この石英ガラスイン
ゴットＩｇに泡や金属粉などの異物が存在しないか、異
物検出装置１により検査される。

【００３５】最初に石英ガラスインゴットＩｇを最下位
に位置するリフトテーブル本体４ａに、石英ガラスイン
ゴットＩｇの切断面ｐが水平（リフトテーブル本体４ａ
と平行）になるように、長手方向を垂直にして載置す
る。次に制御装置７の命令により電源２ａを介して蛍光
灯２を点灯させて石英ガラスインゴットＩｇの最下部位
を照射する。また、一方、制御装置７の命令により画像
処理装置５を介してＣＣＤセンサ３は、蛍光灯２に照射
された石英ガラスインゴットＩｇの最下部位、例えば切
断されるフォトマスク材ｆの１枚目に相当する部位ｆ1
の下端部ｆ1eからを撮像を開始する。さらに、制御装置
７の命令によりリフトテーブル本体４ａを連続的に上昇
させて、ＣＣＤセンサ３により直方体の石英ガラスイン
ゴットＩｇを連続的に撮像する。

【００３６】例えば、画像処理装置５および制御装置７
でプログラムに従って演算され、フォトマスク材ｆの１
枚当たりの厚さ相当分毎に異物情報を出力するようにし
ておけば、撮像された部位ｆ1 の画像信号は画像処理装
置５により画像処理されて出力され、画像処理装置５の
記憶部に記憶されると共にディスプレイ６、制御装置７
に出力される。この工程において、１枚目に相当する部
位ｆ1 に異物が存在しない場合には、ディスプレイ６は
何らの表示もされない。

【００３７】一方、サーボモータ４ｂにより上昇される
リフトテーブル本体４ａの上昇量はリニアスケール４ｃ
によって検知され、石英ガラスインゴットＩｇの位置情
報として、制御装置７に記憶される。

【００３８】さらにＣＣＤセンサにより蛍光灯２に照射
された２枚目に相当する部位ｆ2 は撮像され、上述と同
様に撮像された部位ｆ2 の画像信号は画像処理装置５に
より画像処理されて出力され、画像処理装置５の記憶部
に記憶されると共にディスプレイ６、制御装置７に出力
される。この工程において、２枚目に相当する部位ｆ2
に異物ｍ2 が存在する場合には、図４（ａ）に示すよう
に、画像処理装置５から異物情報としてディスプレイ６
に出力されると共に記憶部に異物ｍ2 の大きさが記憶さ
れる。さらに上述と同様の工程を繰返し、３枚目に相当
する部位ｆ3 の撮像が行われ、この工程において、３枚
目に相当する部位ｆ3 に異物ｍ3 が存在する場合には、
図４（ｂ）に示すように、画像処理装置５から異物情報
としてディスプレイ６に出力されると共に記憶部に異物
ｍ3 の大きさが記憶される。

【００３９】さらに上述と同様にｎ枚目に相当する部位
ｆn までの撮像を行い、石英ガラスインゴットＩｇの異
物検出は完了する。

【００４０】検出された異物ｍは石英ガラスインゴット
Ｉｇの立体図上では、図４（ｃ）のように表示すること
ができる。

【００４１】上述のように本実施形態においては、石英
ガラスインゴットＩｇを面状に撮像するＣＣＤセンサ
と、石英ガラスインゴットＩｇの撮像位置を撮像面と直
交（垂直）する方向に移動させる送り装置１５の働きで
直方体の石英ガラスインゴットＩｇを全面に亘って異物
検出をすることができるので、異物を確実に検出するこ
とができる。

【００４２】次に、第１の実施形態の透明体インゴット
の異物検出装置１により検査された石英ガラスインゴッ
トＩｇを用いてフォトマスク材を製造する方法を説明す
る。

【００４３】異物検出が完了した石英ガラスインゴット
Ｉｇをリフトテーブル本体４ａから切断装置１１の取付
台１４の上面に設けられた取付板１７に移載し、接着剤
で取付板１７に固定する。

【００４４】上述した異物検出装置１により検査された
石英ガラスインゴットＩｇの異物検出状況は、図４
（ａ）および、または図４（ｃ）に示すような状態で切
断装置制御手段１６の近傍に配置されたディスプレイ６
に表示される。例えば、１枚目に相当する部位ｆ1 には
異物が存在しないので、切断装置制御手段１６を制御し
てサーボモータ１５ｂを駆動させ、スクリューシャフト
１５ａを回転させる。このスクリューシャフト１５ａの
回転により取付台１４を所定量例えばフォトマスク材の
厚さ分だけ送る。しかる後、バンドソー１２を作動させ
て石英ガラスインゴットＩｇをフォトマスク材の厚さに
切断する。次に２枚目および３枚目に相当する部位ｆ1
には異物ｍ2 、ｍ3 が存在するので、２枚目ｆ2 と３枚
目ｆ3 間の切断は行わず、３枚目ｆ3 と異物が存在しな
い４枚目ｆ間の切断を行う。以下同様に切断を行い、石
英ガラスインゴットＩｇからフォトマスク材ｆを得る。

【００４５】この切断工程において、従来のように、異
物の検出が不十分で異物の存在を見逃して、異物ｍ2 、
ｍ3 が存在して不良品となるべき２枚目ｆ2 と３枚目ｆ
3 も異物が含まれない部位を同様に切断を行い、切断後
不良品として２枚目ｆ2 と３枚目ｆ3 を破棄していたの
と異なり、異物ｍが存在する２枚目ｆ2 と３枚目ｆ3の
切断を行わないので、切断作業の無駄をなくすことがで
きて、フォトマスク材の生産性を上げることが可能とな
った。

【００４６】なお、本第１の実施形態において、出力手
段としてディスプレイ６を用いて、異物ｍの位置を表示
し、この異物ｍが存在する部位ｆの切断を行わないよう
にしたが、出力手段としてプリンタを用いて、この異物
ｍが存在する部位ｆを紙に打出し、異物ｍが存在する部
位ｆの切断を行わないようにしてもよい。

【００４７】また、図５に示すように、異物検出装置１
の制御装置７と切断装置制御手段１６とを接続して、画
像処理装置５の記憶部に記憶された異物ｍの位置情報を
制御装置７に取出し、切断装置制御手段１６に送り、検
出された異物ｍを避けるようにして廃棄原料を最小限に
するようにバンドソー１２の切断位置を制御すれば、作
業員を介在させることなく、自動的にバンドソー１２の
切断位置設定が行えて、効率的である。

【００４８】次に、第２の実施形態の透明体インゴット
の異物検出装置について説明する。

【００４９】なお、第１の実施形態の透明体インゴット
の異物検出装置１と同一部分には、同一符号を付して説
明する。

【００５０】図６に示すように、第２の実施形態の透明
体インゴットの異物検出装置２１は、石英ガラスインゴ
ットＩｇに検査光を照射する蛍光灯２と、２次元ＣＣＤ
センサ２２と、このＣＣＤセンサ２２により撮像される
石英ガラスインゴットＩｇの撮像位置および蛍光灯２に
より照射される石英ガラスインゴットＩｇの照射位置を
移動させる移動手段２３と、画像処理装置５と、この画
像処理装置５で求めた異物情報を出力するディスプレイ
６と、蛍光灯２、ＣＣＤセンサ２２および画像処理装置
５と制御する制御装置７とを有している。

【００５１】上記移動手段２３は、石英ガラスインゴッ
トＩｇが載置されるテーブル２３ａを３次元に移動可能
に形成されており、テーブル２３ａが摺動自在に載置さ
れるＸ軸テーブル２３ｂと、テーブル２３ａを水平Ｘ方
向に移動させるスクリューシャフト２３ｃと、このスク
リューシャフト２３ｃを回動させるサーボモータ２３ｄ
とを有してテーブル２３ａをＸ方向に動かし、またＸ軸
テーブル２３ｂが摺動自在に載置されるＹ軸テーブル２
３ｅを水平Ｙ軸方向に移動させるスクリューシャフト
（図示せず）と、このスクリューシャフトを回動させる
サーボモータ（図示せず）とを有してテーブル２３ａを
Ｙ軸方向に動かし、さらにＸ軸テーブル２３ｂが載置さ
れるＹ軸テーブル２３ｅが垂直Ｚ軸方向に移動可能に取
付けられたＺ軸テーブル２３ｆと、このＺ軸テーブル２
３ｆに回動自在に取付けられたスクリューシャフト２３
ｇと、このスクリューシャフト２３ｇを回動させるサー
ボモータ（図示せず）とを有してテーブル２３ａをＺ軸
方向に動かすようになっている。

【００５２】次に第２の実施形態の石英ガラスインゴッ
トの異物検出装置２１を用いた石英ガラスインゴットＩ
ｇの検出方法を説明する。

【００５３】最初に最後退位置および最下位に位置する
テーブル２３ａに石英ガラスインゴットＩｇを載置す
る。次にＣＣＤセンサ２２の焦点および蛍光灯２の照射
位置を、石英ガラスインゴットＩｇを小さな複数個の直
方体に想定して区分されたセル、例えば第１撮像層の１
行目３列目の撮像部位ｐ（１、３、１）に合わせる。こ
のセルは画像処理装置５および制御装置７でプログラム
に従って演算されて想定される。

【００５４】制御装置７によりサーボモータを作動させ
てスクリューシャフトを回転させ、Ｘ軸テーブル２３ｂ
と共にテーブル２３ａを後退させ、石英ガラスインゴッ
トＩｇの第１撮像層の１行目１列目の撮像部位ｐ（１、
１、１）の中心部をＣＣＤセンサ２２の焦点に位置させ
る。なお、ＣＣＤセンサ２２には焦点深度があり、撮像
部位ｐ（１、１、１）の中心部に焦点を合わせることに
より撮像部位ｐ（１、１、１）全体が鮮明に撮像され
る。しかる後、制御装置７によりＣＣＤセンサ２２を制
御して、ＣＣＤセンサ２２で撮像部位ｐ（１、１、１）
を撮像する。

【００５５】撮像された部位ｐ（１、１、１）の画像信
号は画像処理装置５により画像処理されて出力され、画
像処理装置５の記憶部に記憶されると共にディスプレイ
６、制御装置７に出力される。この工程において、撮像
部位ｐ（１、１、１）に異物が存在しない場合には、デ
ィスプレイ６には何らの表示もされず、一方、制御装置
７は画像処理装置５からの出力によりサーボモータ２３
ｄを駆動させることによりスクリューシャフト２３ｃを
回動させて、テーブル２３ａをＸ軸方向に移動させ、撮
像部位ｐ（２、１、１）にＣＣＤセンサ２２の焦点を合
わせ、撮像部位ｐ（１、１、１）の撮像と同様に撮像部
位ｐ（２、１、１）の撮像を行い、撮像された撮像部位
ｐ（２、１、１）の画像信号は画像処理装置５により画
像処理されて出力され、画像処理装置５の記憶部に記憶
されると共にディスプレイ６、制御装置７に出力され
る。この工程において、撮像部位ｐ（２、１、１）に異
物ｍが存在する場合には、画像処理装置５から異物情報
としてディスプレイ６に出力されると共に記憶部に異物
ｍの存在位置と大きさが記憶される。

【００５６】さらに上述と同様の工程を繰返し、撮像部
位ｐ（ｎ、１、１）の撮像が完了したら、制御装置７に
よりサーボモータを作動させてスクリューシャフトを回
転させ、Ｘ軸テーブル２３ｂと共にテーブル２３ａをＹ
軸方向に前進させ、石英ガラスインゴットＩｇの第１撮
像層の１行目２列目の撮像部位ｐ（１、２、１）の中心
部をＣＣＤセンサ２２の焦点に位置させる。以下上述と
同様の撮像工程を行い、撮像部位ｐ（ｎ、ｎ、ｎ）まで
撮像したら異物検出は完了する。

【００５７】異物検出が完了した石英ガラスインゴット
Ｉｇは、上述した第１の実施形態と同様に出力手段に出
力された異物情報を活用して、切断工程の無駄がなく石
英ガラスインゴットＩｇからフォトマスクの切出しを行
う。

【００５８】第２の実施形態の異物検出装置２１におい
ては、石英ガラスインゴットＩｇ撮像部位ｐ（１、１、
１）〜ｐ（ｎ、ｎ、ｎ）のセルに分割して撮像するの
で、より鮮明に異物ｍを撮像することができて、異物発
見が容易になる。

【００５９】次に、第３の実施形態の透明体インゴット
の異物検出装置について説明する。

【００６０】なお、第１および第２の実施形態の透明体
インゴットの異物検出装置１と同一部分には、同一符号
を付して説明する。

【００６１】図７に示すように、第３の実施形態の透明
体インゴットの異物検出装置３１は、石英ガラスインゴ
ットＩｇに検査光を照射する検査光発生装置、例えばレ
ーザ光発振装置３２と、１次元ＣＣＤセンサ３３と、こ
のＣＣＤセンサ３３により撮像される石英ガラスインゴ
ットＩｇの撮像位置およびレーザ光により照射される石
英ガラスインゴットＩｇの照射位置を移動させる移動手
段３４と、画像処理装置５と、この画像処理装置５から
の異物情報を出力するディスプレイ６と、レーザ光発振
装置３２、ＣＣＤセンサ３３および画像処理装置５を制
御する制御装置７とを有している。

【００６２】上記移動手段３４は、石英ガラスインゴッ
トＩｇが摺動自在に載置されるテーブル３４ａと、石英
ガラスインゴットＩｇをテーブル３４ａ上で水平Ｘ軸方
向に移動させる押圧板３４ｂと、この押圧板３４ｂを連
結子３４ｃ、螺合部３４ｄを介して押圧するスクリュー
シャフト３４ｅと、このスクリューシャフト３４ｅを回
動させるサーボモータ３４ｆとを有している。

【００６３】上記テーブル３４ａには、レーザ光発振装
置３２とＣＣＤセンサ３３の光軸上に撮像用透孔３４ｇ
が穿設されている。

【００６４】次に第３の実施形態の石英ガラスインゴッ
トの異物検出装置３１を用いた石英ガラスインゴットＩ
ｇの検出方法を説明する。

【００６５】最初に最後退位置に待機している押圧板３
４ｂに密着させて石英ガラスインゴットＩｇをテーブル
３４ａに、長手方向を水平にして載置する。次に制御装
置７の命令によりサーボモータ３４ｆを駆動させてスク
リューシャフト３４ｅを回転させ、螺合部３４ｄ、連結
子３４ｃを介して押圧板３４ｂで石英ガラスインゴット
Ｉｇを押圧し、石英ガラスインゴットＩｇの最先端部
位、例えば切断されるフォトマスク材ｈの１枚目に相当
する部位ｈ１に位置させる。しかる後、制御装置７によ
りレーザ光発振装置３２を作動させてレーザ光Ｌを発振
させ、さらにＣＣＤセンサ３３により部位ｈ１の撮像を
開始する。撮像開始に伴い、制御装置７の命令によりサ
ーボモータ３４ｆを駆動させてスクリューシャフト３４
ｅを回転させ、押圧板３４ｂにより所定の速度で石英ガ
ラスインゴットＩｇをテーブル３４ａで移動させ、一
方、撮像用透孔３４ｇを通過する部位ｈをレーザ光Ｌで
照射してＣＣＤセンサ３３で撮像する。このＣＣＤセン
サ３３による撮像工程において、ＣＣＤセンサ３３から
の画像信号は画像処理装置５により画像処理されて出力
され、画像処理装置５の記憶部に記憶されると共にディ
スプレイ６、制御装置７に出力される。図８は画像処理
された出力を示すもので、泡や金属粉などの異物ｍが存
在すると出力レベルが増大して、石英ガラスインゴット
Ｉｇのどの部位ｈに異物ｍが存在するか明確に把握でき
る。

【００６６】従って、上述した第１および第２の実施形
態と同様に異物情報を活用して、切断工程の無駄なく石
英ガラスインゴットＩｇからフォトマスクｆの切出しを
行う。

【００６７】本第３の実施形態では、石英ガラスインゴ
ットＩｇを移動させながらレーザ光Ｌを照射して、撮像
するので、迅速な異物検出が可能である。

【００６８】次に、第４の実施形態の透明体インゴット
の異物検出装置について説明する。

【００６９】なお、第１ないし第３の実施形態の透明体
インゴットの異物検出装置１と同一部分には、同一符号
を付して説明する。

【００７０】図９に示すように、第４の実施形態の透明
体インゴットの異物検出装置４１は、石英ガラスインゴ
ットＩｇにレーザ光を照射するレーザ光発振装置３２
と、赤外線撮像装置、例えば赤外線撮像カメラ４２と、
この赤外線撮像カメラ４２により撮像される石英ガラス
インゴットＩｇの撮像位置およびレーザ光により照射さ
れる石英ガラスインゴットＩｇの照射位置を移動させる
移動手段４３と、画像処理装置５と、この画像処理装置
５からの異物情報を出力するディスプレイ６と、レーザ
光発振装置３２、赤外線撮像カメラ４２および画像処理
装置５を制御する制御装置７とを有している。

【００７１】上記移動手段４３は、石英ガラスインゴッ
トＩｇを固定したテーブル４３ａが摺動自在に載置され
るＸ軸テーブル４３ｂと、テーブル４３ａを水平Ｘ方向
に移動させるスクリューシャフト４３ｃと、このスクリ
ューシャフト４３ｃを回動させるサーボモータ４３ｄと
を有している。

【００７２】次に第４の実施形態の石英ガラスインゴッ
トの異物検出装置４１を用いた石英ガラスインゴットＩ
ｇの異物検出方法を説明する。

【００７３】最初に最後退位置（図９中手前側）に待機
しているテーブル４３ａに石英ガラスインゴットＩｇを
載置する。次に制御装置７の命令によりサーボモータ４
３ｄを駆動させてスクリューシャフト４３ｃを回転さ
せ、石英ガラスインゴットＩｇを移動させ、石英ガラス
インゴットＩｇの最先端部位、例えば切断されるフォト
マスク材の１枚目に相当する部位ｉ１に赤外線撮像カメ
ラ４２の焦点およびレーザ光Ｌの照射位置を合わせる。
しかる後、制御装置７によりレーザ光発振装置３２を作
動させてレーザ光Ｌを発振させ、さらに赤外線撮像カメ
ラ４２により部位ｉ１の撮像を開始する。撮像開始に伴
い、制御装置７の命令によりサーボモータ４３ｄを駆動
させてスクリューシャフト４３ｃを回転させ、テーブル
４３ａに載置された石英ガラスインゴットＩｇを所定の
速度で移動させながら、レーザ光Ｌで照射して赤外線撮
像カメラ４２で石英ガラスインゴットＩｇの全体に亘っ
て撮像する。この赤外線撮像カメラ４２による撮像工程
において、赤外線撮像カメラ４２からの画像信号は画像
処理装置５により画像処理されて出力され、画像処理装
置５の記憶部に記憶されると共にディスプレイ６、制御
装置７に出力される。

【００７４】図１０は画像処理された出力画像を示すも
ので、泡や金属粉などの異物が存在しない状態を示すも
のであり、図１１は異物ｍが存在する場合の出力画像を
示し、異物ｍがレーザ光Ｌにより加熱されて異物ｍの中
心が最も濃く放射状に色が薄くなる。なお、図１２光学
式の画像取込みの出力画像を示す。

【００７５】従って、上述した第１ないし第３の実施形
態と同様に異物情報を活用して、切断工程の無駄がなく
石英ガラスインゴットＩｇからフォトマスクの切出しを
行う。

【００７６】本第４の実施形態では異物ｍの熱分布が異
物ｍの周囲にも影響を及ぼすため、異物ｍの大きさより
も大きく画像として表示されるので、異物ｍの大きさそ
のものを画像として取込む図１２に示すような光学式画
像認識よりも、異物ｍの発見が容易である。

【００７７】次に、第５の実施形態の透明体インゴット
の異物検出装置について説明する。

【００７８】なお、第２および第４の実施形態の透明体
インゴットの異物検出装置１と同一部分には、同一符号
を付して説明する。

【００７９】図１３に示すように、第５の実施形態の石
英ガラスインゴットの異物検出装置５１は、石英ガラス
インゴットＩｇにレーザ光Ｌを照射するレーザ光発振装
置３２と、赤外線撮像装置、例えば赤外線撮像カメラ４
２と、この赤外線撮像カメラ４２により撮像される石英
ガラスインゴットＩｇの撮像位置およびレーザ光Ｌによ
り照射される石英ガラスインゴットＩｇの照射位置を移
動させる移動手段２３と、画像処理装置５と、この画像
処理装置５からの異物情報を出力するディスプレイ６
と、レーザ光発振装置３２、赤外線撮像カメラ４２およ
び画像処理装置５を制御する制御装置７とを有してい
る。

【００８０】上記移動手段２３は、図６に示すような第
２の実施形態の移動手段と同様の構造を有し、テーブル
２３ａと、Ｘ軸テーブル２３ｂと、スクリューシャフト
２３ｃと、サーボモータ２３ｄと、Ｙ軸テーブル２３ｅ
と、スクリューシャフト２３ｈと、サーボモータ２３ｉ
と、Ｚ軸テーブル２３ｆと、スクリューシャフト２３ｇ
と、サーボモータ（図示せず）とを有して、テーブル２
３ａを３次元に動かせるようになっている。

【００８１】次に第５の実施形態の石英ガラスインゴッ
トの異物検出装置５１を用いた石英ガラスインゴットＩ
ｇの検出方法を説明する。

【００８２】また、図１３に示すように、最初にＸ軸の
最後退位置、Ｙ軸の中間位置およびＺ軸の最下位に位置
するテーブル２３ａに石英ガラスインゴットＩｇを載置
する。次に赤外線撮像カメラ４２の焦点およびレーザ光
Ｌの照射位置を石英ガラスインゴットＩｇのフォトマス
ク材の１枚目に相当する部位ｆ1 の最上位置、中央部、
例えば撮像部位ｊ（１、ｋ、１）に合わせる。制御装置
７によりサーボモータを作動させてスクリューシャフト
を回転させて、Ｘ軸テーブル２３ｂと共にテーブル２３
ａをＹ軸方向に後退させ、石英ガラスインゴットＩｇの
第１撮像層の１行目１列目の撮像部位ｊ（１、１、１）
の中心部に赤外線撮像カメラ４２の焦点を合わせる。

【００８３】しかる後、制御装置７により赤外線撮像カ
メラ４２を制御して、赤外線撮像カメラ４２で撮像部位
ｊ（１、１、１）を撮像する。撮像された撮像部位ｊ
（１、１、１）の画像信号は画像処理装置５により画像
処理されて出力され、画像処理装置５の記憶部に記憶さ
れると共にディスプレイ６、制御装置７に出力される。
この工程において、撮像部位ｊ（１、１、１）に異物が
存在しない場合には、ディスプレイ６は何らの表示もさ
れず、一方、制御装置７は画像処理装置５からの出力に
よりサーボモータ２３ｉを駆動させることによりスクリ
ューシャフト２３ｈを回動させて、テーブル２３ａをＹ
軸方向に移動させ、撮像部位ｊ（１、２、１）に赤外線
撮像カメラ４２の焦点を合わせ、撮像部位ｊ（１、１、
１）の撮像と同様に撮像部位ｊ（１、２、１）の撮像を
行い、撮像された撮像部位ｊ（１、２、１）の画像信号
は画像処理装置５により画像処理されて出力され、画像
処理装置５の記憶部に記憶されると共にディスプレイ
６、制御装置７に出力される。この工程において、撮像
部位ｊ（１、２、１）に異物ｍが存在する場合には、画
像処理装置５から異物情報としてディスプレイ６に出力
として、異物ｍの存在位置、大きさ、数量および材質が
表示されると共に記憶部にも異物情報が記憶される。

【００８４】異物ｍの存在位置は移動手段２３の送り量
から判明する撮像部位ｊ（ｋ、ｋ、ｋ）として表示さ
れ、異物ｍの大きさは赤外線撮像カメラ４２と撮像部位
ｊ（ｋ、ｋ、ｋ）の距離およびセルと異物の画素数の比
から演算されて求められ、異物ｍの数量は大きさが演算
された個数をカウントして求められ、材質は熱分布によ
って求められる材質の比熱と予め求められ記憶されてい
る材質の比熱を比較することにより求められる。

【００８５】図１４に示すように、上述したと同様の工
程を繰返し、撮像部位ｊ（１、ｎ、ｎ）の撮像が完了し
たら、制御装置７によりサーボモータ２３ｄを作動させ
てスクリューシャフト２３ｃを回転させ、Ｙ軸、Ｚ軸方
向の位置を保ったまま、Ｘ軸テーブル２３ｂと共にテー
ブル２３ａをＸ軸方向に前進させ、石英ガラスインゴッ
トＩｇのフォトマスク材の２枚目に相当する部位の撮像
部位ｊ（２、ｎ、ｎ）の中心部を赤外線撮像カメラ４２
の焦点を合わせる。上述したＸ＝１の部位（フォトマス
ク材の１枚目に相当する部位）とは、逆の順序で各セル
の撮像を行い、撮像部位ｊ（ｎ、ｎ、ｎ）まで撮像した
ら異物検出は完了する。

【００８６】第５の実施形態の異物検出装置５１におい
ては、異物ｍの存在位置、大きさ、数量および材質を図
１５に示すようにが表示することができる。また、検出
された異物ｍは石英ガラスインゴットＩｇの立体図上で
は、図４（ｃ）のように表示することもできる。

【００８７】さらに、異物材質名表示の以外の表示方法
として、異物の存在量、異物の大きさ、異物の材質によ
ってセルの色分け表示を行うことで、より容易に石英ガ
ラスインゴットＩｇ内の異物の存在位置、存在量、材質
を判別することができて、石英ガラスインゴットＩｇ内
の異物ｍを避けてフォトマスク材を生産性よく切出すこ
とができる。

【００８８】

【発明の効果】以上に述べたように本発明に係わる透明
体インゴットの異物検出装置によれば、透明体インゴッ
トに存在する異物を確実に検出することができる。

【００８９】また、本発明に係わる透明体の製造方法に
よれば、透明体インゴットから透明体の切出しを無駄な
く生産性よく行うことができる。

【００９０】移動手段により撮像位置および照射位置を
移動させるようにすれば、直方体の透明体インゴットの
異物を容易に検出できる。

【００９１】移動手段を１次元ないし３次元に移動する
載置台とすれば、１次元撮像装置を用いても、直方体の
透明体インゴットの異物を容易に検出できる。

【００９２】検査光発生手段に蛍光灯を用い、撮像手段
にＣＣＤセンサを用いれば、確実かつ効率的に透明体の
異物を検出できる。

【００９３】検査光発生手段にレーザ光を用い、撮像手
段にＣＣＤセンサを用いれば確実かつ効率的に透明体の
異物を検出できる。

【００９４】ＣＣＤセンサに２次元ＣＣＤセンサを用い
れば、透明体の移動装置を簡単にしても、直方体の透明
体インゴットの異物を容易かつ確実に検出できる。

【００９５】検査光発生手段にレーザ光を用い、撮像手
段に赤外線撮像装置を用いれば、異物の位置、大きさの
みならず、異物の材質まで知ることができる。

【００９６】赤外線撮像装置に赤外線撮像カメラを用い
れば、透明体の移動装置を簡単にしても、異物の位置、
大きさのみならず、異物の材質まで知ることができる。

【００９７】異物情報が異物の位置情報であれば、異物
が存在する部位を避けて透明体の切出しを行うことがで
きて、透明体製造の生産性を上げることができる。

【００９８】異物情報が異物の種類情報であるが、異物
が存在する部位を避けて透明体の切出しを行うことがで
きると共に、異物の混入工程を見付け出すのに便利であ
る。

【００９９】透明体インゴットが石英ガラスインゴット
であり、透明体がフォトマスク材である場合には、特に
微細な異物の存在も許されないフォトマスク材の製造の
生産性を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる透明体インゴットの異物検出装
置の第１の実施形態の説明図。

【図２】本発明に係わる透明体インゴットの異物検出装
置の第１の実施形態に用いられる画像処理・制御装置の
説明図。

【図３】本発明に係わる透明体の製造方法に使用される
切断装置の説明図。

【図４】出力装置に出力された異物の表示状態を示す説
明図。

【図５】本発明に係わる透明体インゴットの異物検出装
置と切断装置の説明図。

【図６】本発明に係わる透明体インゴットの異物検出装
置の第２の実施形態の説明図。

【図７】本発明に係わる透明体インゴットの異物検出装
置の第３の実施形態の説明図。

【図８】本発明に係わる透明体インゴットの異物検出装
置の第３の実施形態により検出された異物の部位を示す
説明図。

【図９】本発明に係わる透明体インゴットの異物検出装
置の第４の実施形態の説明図。

【図１０】本発明に係わる透明体インゴットの異物検出
装置の第４の実施形態による出力図。

【図１１】本発明に係わる透明体インゴットの異物検出
装置の第４の実施形態により検出された異物の出力図。

【図１２】光学式による透明体インゴットの異物の出力
図。

【図１３】本発明に係わる透明体インゴットの異物検出
装置の第５の実施形態の説明図。

【図１４】本発明に係わる透明体インゴットの異物検出
装置の第５の実施形態の撮像順序を示す説明図。

【図１５】本発明に係わる透明体インゴットの異物検出
装置の第５の実施形態により検出された異物の状態を示
す説明図。

【図１６】従来の異物検出方法の説明図。

【図１７】石英ガラスインゴットからフォトマスク材を
切出す状態を示す説明図。

【符号の説明】

１透明体インゴットの異物検出装置２蛍光灯３１次元ＣＣＤセンサ４リフトテーブル装置４ａリフトテーブル本体４ｂサーボモータ４ｃリニアスケール５画像処理装置６ディスプレイ７制御装置Ｉｇ石英ガラスインゴット１１透明体インゴットの切断装置１２バンドソー１３装置基台１４取付台１５ａ送り装置スクリューシャフト１５ｂサーボモータ１６切断装置制御手段１７取付板

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年７月７日（１９９９．７．７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

フロントページの続き (72)発明者金森康紀神奈川県秦野市曽屋30番地東芝セラミックス株式会社開発研究所内 (72)発明者山崎啓介神奈川県秦野市曽屋30番地東芝セラミックス株式会社開発研究所内 (72)発明者中澤浩信神奈川県秦野市曽屋30番地東芝セラミックス株式会社開発研究所内Ｆターム(参考） 2G051 AA56 AA61 AB06 AC04 BA10 CB02 DA07 EA12 3C069 AA01 CA04 CB05 EA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数枚の透明体に切断される透明体イン
ゴットに検査光を照射する検査光発生手段と、透明体イ
ンゴットを撮像する撮像手段と、この撮像手段により撮
像される透明体インゴットの撮像位置を移動させる移動
手段と、前記撮像手段により撮像された透明体インゴッ
トに存在する異物の異物画像信号を受け、この異物画像
信号を異物情報にする画像処理手段と、この画像処理手
段で求めた異物情報を出力する出力手段と、前記検査光
発生手段、撮像手段、移動手段および画像処理手段を制
御する制御手段とを有することを特徴とする透明体イン
ゴットの異物検出装置。
【請求項２】上記移動手段は撮像手段により撮像され
る透明体インゴットの撮像位置および検査光により照射
される透明体インゴットの照射位置を移動させることを
特徴とする請求項１記載の透明体インゴットの異物検出
装置。
【請求項３】上記移動手段は透明体インゴットを移動
させる移動装置であることを特徴とする請求項２記載の
透明体インゴットの異物検出装置。
【請求項４】上記移動装置は１次元ないし３次元に移
動されることを特徴とする請求項３に記載の透明体イン
ゴットの異物検出装置。
【請求項５】上記検査光発生手段は蛍光灯であり、撮
像手段はＣＣＤセンサであることを特徴とする請求項１
ないし４のいずれか１項に記載の透明体インゴットの異
物検出装置。
【請求項６】上記検査光発生手段はレーザ光発振装置
であり、撮像手段はＣＣＤセンサであることを特徴とす
る請求項１ないし４のいずれか１項に記載の透明体イン
ゴットの異物検出装置。
【請求項７】上記ＣＣＤセンサは２次元ＣＣＤセンサ
であることを特徴とする請求項５または６に記載の透明
体インゴットの異物検出装置。
【請求項８】上記検査光発生手段はレーザ光発振装置
であり、撮像手段は赤外線撮像装置であることを特徴と
する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の透明体イ
ンゴットの異物検出装置。
【請求項９】上記赤外線撮像装置は赤外線撮像カメラ
であることを特徴とする請求項８記載の透明体インゴッ
トの異物検出装置。
【請求項１０】上記異物情報は異物の位置情報である
ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに１項に
記載の透明体インゴットの異物検出装置。
【請求項１１】上記異物情報は異物の種類情報である
ことを特徴とする請求項３または８または９に記載の透
明体インゴットの異物検出装置。
【請求項１２】上記透明体インゴットは石英ガラスイ
ンゴットであり、透明体はフォトマスク材であることを
特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の
透明体インゴットの異物検出装置。
【請求項１３】複数枚の透明体に切断される被検出透
明体インゴットを用意して、この透明体インゴットに検
査光を照射し、撮像位置を移動させながら透明体インゴ
ット全体を撮像して透明体インゴットに存在する異物を
撮像し、撮像された透明体インゴット中の異物の画像信
号を受け、この画像信号を異物情報にし、異物情報を出
力し、この出力された異物情報に基づき異物が存在する
部位を除外するように透明体インゴットから透明体を切
出すことを特徴とする透明体の製造方法。
【請求項１４】上記透明体インゴットは石英ガラスイ
ンゴットであり、透明体はフォトマスク材であることを
特徴とする請求項１３に記載の透明体の製造方法。