JPH0495861A - 透明体円形ワークの欠陥検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、磁器ディスク、光ディスク、光磁気ディス
ク等の基板とするガラスやプラスチック製の透明体円形
ワークの欠陥検査装置に関し、特に、欠陥を種類別に検
出する技術に関する。

（従来の技術） 高密度情報記録媒体の基板となる透明体円形ワーク（透
明ディスク）の欠陥検査においては、その欠陥の存在場
所（表面か内部か、表面か裏面か）によってまたその欠
陥の種類（表面疵かパーティクルか）によって良品か不
良品かを判断することが必要である。

すなわち気泡等の内部欠陥や、洗浄によって除去できる
パーティクルは致命的なものでなく、基板品質としては
何ら支障無い場合がある。

こうした透明体ガラスディスクなどの欠陥検査装置とし
て特公昭６３−９１７７号及び特開平１−２６０３４８
号広報に示されている様に、ガラス表面に垂直にレーザ
ビームを照射し、その反射光の受光系として、表裏面の
各々の欠陥に対して焦点を合わせた２種の受光系を設け
、各々の信号のレベル差から、表面か裏面かを区別する
方法が提案されている。この方法を第４図に示す。図に
おいて、１は透明体円形ワーク、Ｐｉはワーク１に垂直
に照射されるレーザビーム、４０はワーク表面に焦点を
合わせた受光器４１はワーク裏面に焦点を合わせた受光
器である。

いずれも受光系の焦点を対象面に置き、受光結像面に空
間フィルタを置いて、非焦点面よりの信号成分を押える
ことによって、表面と裏面の検出信号のレベル差により
区別しようとするものである。

（発明が解決しようとする課題） 透明体ガラスディスクなどにおいては表面以外に内部に
も気泡や異物を含むこともあり、これらが存在する場合
は、これらの内部欠陥と裏面欠陥の区別は困難であるの
みあらず、良品とすることのできる内部欠陥の欠陥と判
断してしまう。同様に良品とすることのできるパーティ
クルと不良品となる表面疵の識別も困難である。この理
由は第４図に示すように各欠陥部での反射光の強度分布
バタンか類似しており、各々の信号レベルに十分な有意
差が得にくいことにある。

またこれらの表面欠陥検査装置においては、対象とする
欠陥がミクロレオーダときわめて小さく、測定分解能を
このレベルにする必要がある。ところが分解能の向上と
検査時間の短縮は相反する要素であり、従来装置におい
ては満足のゆくものが得られなかった。

本発明の目的は、透明体円形ワーク（主にガラスディス
ク等）において、内部欠陥やパーティクルなどの無害欠
陥と、有害欠陥である表面疵を分類し、かつ高速度で全
面検査できる検査装置を提供することにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段およびその作用）本発明に
よる透明体円形ワークの欠陥検査装置の原理的構成と作
用を第２図、第３図に従って説明する。第３図に示すよ
うに、円形ワーク１の外周または内周半径上にビーム中
心をもち、均一エネルギー密度をもつレーザビームＰ、
１を連続照射する。第３図（ａ　１）　　（ａ　２）に
示す様に透明体内部に欠陥があると、欠陥部で光が拡散
する。表面法線方向に走査形蛍光器Ｒλ１を置き、半径
軸上を走査すると、欠陥部での拡散光をとらえ、第２図
（ア）の（ａ）の様な内部欠陥信号となり、欠陥のない
部分と非常にＳＮ比の高い信号を得ることができる。

一方表面法線に対しθ１の投光角度でレーザビムＰ、３
を照射する。

このビームは前記連続照射Ｐ、１と同一半径軸上を走査
するものである。（第３図には■で示す）。

この走査形投光器Ｐ、３に対し受光器を少なくとも２つ
配置する。一方は入射角度θ１−θ２の受光器Ｒ，３，
３であり、他方は１θ、−θ３１＝６００の受光器Ｒ，
３，３を配置する。

Ｒ１３＃２の受光器は表面の汚れや疵に受光光量が第２
図（イ）の（Ｃ）、（ｅ）の様に減少するが、裏面欠陥
や内部欠陥があると同じく　（イ）（ａ）、（ｄ）の様
に受光光量が増大する。この増減の状態から表／裏の欠
陥を判別することができる。このためには第３図（ｅ）
に示す様に、欠陥のない裏面からの反射光の成分を極力
おさえておく必要がある。

さらにもう一つの受光器Ｒλ３θ３においては、表面パ
ーティクルなどの凸形状欠陥に感度の高い受光系とする
ため１θ１−θ３１を６０°程度とっておくと第３図（
ｂ）の様なパーティクル欠陥に対し、第２図（つ）の（
ｂ）の様に非常に高度の高い信号を得ることができる。

走査形蛍光器Ｒ１１と走査形投光器Ｐｉ３の走査の同期
をとっておけば第２図に示す様な信号となり、内部欠陥
と表面欠陥、さらに表面欠陥と裏面欠陥を区別して検出
することができる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例による欠陥検査装置の概略構
成を示している。

透明体ガラスディスク（円形ワーク）１は４つのローラ
４で外周をつかまれ、円の中心の回転軸として回転され
る。

内部欠陥検出系の光源である投光器２をワーク１の中心
下方に配置し、ワーク１の中心部に配置した反射ミラー
１１に向けてレーザビームＰ、１を照射する。レーザビ
ームＰよ、はミラー１１で反射してワーク１と平行にな
り、ワーク１の内周面からワーク１の透明体の中に入り
ワーク１の半径方向に内から外に向かう。レーザビーム
Ｐ、１のワタ内の通り道の上方に走査形蛍光器３を配置
し、レーザビームＰ、１の内部欠陥での拡散光を走査形
蛍光器３で検出する。

一方、走査形投光器５のビーム走査位置を、前記内部欠
陥検出用レーザビームＰ、１と同一の位置で走査してお
く。このレーザビームのＰＩ３の反射光と入射角θ１と
ほぼ同じθ２の角度においた正反射光軸上の受光器６と
散乱成分の受光器７で受光する。この受光器７の受光角
θ３はθ２に対し十分離れた位置におき、拡散光の成分
で高い光量が得られる様に配置する。

これら３つの受光器３．６．７の出力は欠陥弁別部８に
供給される。欠陥弁別部８において、受光器３の出力を
所定のレベルで比較することで内部欠陥信号を弁別し、
また受光器６の出力の明部方向の信号を所定のレベルで
比較することで表面欠陥信号を弁別し、さらに受光器７
の出力を所定のレベルで比較することでパーティクル欠
陥信号を弁別する。

前記の３系統の欠陥信号（パルス信号）は欠陥判別部９
に供給される。また回転センサ１０からの回転同期信号
も判別部９に入力される。欠陥判別部９においては、上
記３種の欠陥パルス信号を受けて、ワーク１の半径方向
および回転方向に区分した単位エリアごとの情報として
、各エリアに対応したアドレスをもつメモリに種類別の
欠陥の有無を記憶していく。ワーク１の全面を検査した
ならば、前記メモリの情報を読み出して、欠陥の有無、
欠陥の種類、欠陥の位置を表示する。さらに、欠陥の種
類と量によりワーク１の良否を判定して出力する。この
判定部９では同一アドレスに前記信号が重複した場合各
々の受光器での信号から欠陥の種類に対応する信号を優
先して残す様にしておく。

この様にして構成される透明体ガラスディスクの検査装
置は内部欠陥と表面欠陥について独立した検出系を構成
しているので欠陥の種類に対する自由度が高く工業上き
わめて有益である。

検査時間をより早くするためには、上記構成を直径上の
もう一系統配置すれば、検査時間は１／２に短縮するこ
とが可能である。この時の内部欠陥の検出の為のもう一
つの投光器２ａを第１図の様に投光器２と逆方向から照
射すれば良く、内部欠陥による拡散光を受光器３ａで受
光すれば良い。

走査形設光器５に対応するもう１つの検出系は図からは
省略した。

またコストダウンの為には受光器３と受光器７とを共用
することも可能で、その場合は投光側の波長λ１　（λ
２）とλ３を同じ波長の光源とし走査形蛍光器３で重畳
された光を受光すれば良い。

この時、Ｐ□３とＰｉｌの照射パワーに差をつけて（Ｐ
　１３＞　＞　Ｐ　ｉｔ）おき、第１図、第２図に示す
様に内部欠陥用とパーティクル欠陥用とで別々の弁別レ
ベル設けておけば、先の実施例と同一の効果が期待でき
る。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、この発明の欠陥検査装置は
内部欠陥検出系と表裏面欠陥検出系とパーティクル欠陥
検出系の独立性を高くしたので、透明体円形ワークの欠
陥の分類能力が従来装置に比して各段に向上し、有害欠
陥と無害欠陥を高い信頼性で区別することができる。し
たがって真の不良品のみを正確に検出することができ、
製品の歩留りの向上のみならず、プロセスの品質管理に
もきわめて効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による欠陥検査装置の概略構
成図、第２図は本発明の装置の信号処理を示す波形図、
第３図は本発明の装置の検査原理の説明図、′！！！４
４図は従来装置の問題点を示す検査原理の説明図である
。 １・・・透明体円形ワーク、 ２．２ａ・・・第１の投光器、 ３．３ａ・・・第１の受光器、 ４・・・回転ローラ、 ５・・・第２の投光器、 ６・・・第２の受光器、 ７・・・第３の受光器、 ８、欠陥弁別部、 ９・・・欠陥判別部、 １０・・・回転センサ、 １１・・・反射ミラー 第１図

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明体円形ワークを円の中心を軸として回転させ
   る手段と、前記円形ワークの内周面または外周面から内
   部に光ビームを円の径方向に入射させる第１の投光器と
   、第１の投光器からの光ビームが欠陥部で散乱する成分
   を前記円形ワークの表面と垂直に近い方向で受光する第
   １の走査形受光器と、第１の走査形受光器の出力から欠
   陥信号を弁別する第１の欠陥弁別部と、前記円形ワーク
   の表面上を径方向に光ビームで走査する第２の投光器と
   、第２の投光器からの光ビームが前記円形ワークの表面
   で反射するときの正反射光に近い成分を受光する第２の
   受光器と、第２の投光器からの光ビームが前記円形ワー
   クの表面で反射するときの散乱光に近い成分を受光する
   第３の受光器と、第２の受光器の出力から欠陥信号を弁
   別する第２の欠陥弁別部と、第３の受光器の出力から欠
   陥信号を弁別する第３の欠陥弁別部と、第１、第２、第
   ３の欠陥弁別部の出力を受けて内部欠陥か表面のパーテ
   ィクルか表面の疵かを識別する欠陥判定部とを備えた透
   明体円形ワークの欠陥検査装置。
2. （２）請求項１の構成において、第１の投光器と第２の
   投光器の波長が受光系で分離検出可能な程度に異なって
   いることを特徴とする透明体円形ワークの欠陥検査装置
   。
3. （３）請求項１の構成において、第１の投光器の光ビー
   ムと第２の投光器による走査位置がほぼ同一位置で同じ
   方向になっていることを特徴とする透明体円形ワークの
   欠陥検査装置。
4. （４）請求項１の構成において、第１の欠陥弁別部は第
   １の受光器の出力を所定のレベルで比較することで内部
   欠陥信号を弁別することを特徴とする透明体円形ワーク
   の欠陥検査装置。
5. （５）請求項１の構成において、第２の欠陥弁別部は第
   ２の受光器の出力の明部方向の信号を所定のレベルで比
   較することで表面欠陥信号を弁別することを特徴とする
   透明体円形ワークの欠陥検査装置。
6. （６）請求項１の構成において、第３の欠陥弁別部は第
   ３の受光器の出力を所定のレベルで比較することでパー
   ティクル欠陥信号を弁別することを特徴とする透明体円
   形ワークの欠陥検査装置。
7. （７）請求項１の構成において、第１の投光器と第１の
   受光器の対が２組あり、前記円形ワークの直径ライン上
   の半分ずつを分担していることを特徴とする透明体円形
   ワークの欠陥検査装置。
8. （８）請求項１の構成において、第２の投光器の入射角
   θ＿１と第２の受光器の受光立体角ｗを裏面反射成分が
   含まれるようにθ＿１が大きく、ｗが小さくなっている
   ことを特徴とする透明体円形ワークの欠陥検査装置。
9. （９）請求項１の構成において、第１の受光器と第３の
   受光器とが共通の受光器であることを特徴とする透明体
   円形ワークの欠陥検査装置。
10. （１０）請求項１の構成において、前記欠陥判別部は、
    前記円形ワークの回転方向および半径方向の単位エリア
    についての欠陥の有無、欠陥の種類を判定して表示する
    ことを特徴とする透明体円形ワークの欠陥検査装置。
11. （１１）請求項１の構成において、前記欠陥判別部は欠
    陥の種類と量により前記円形ワークの良否を判定するこ
    とを特徴とする透明体円形ワークの欠陥検査装置。