JPH10160683A - 異物検査方法とその装置 - Google Patents
異物検査方法とその装置Info
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- JPH10160683A JPH10160683A JP8319838A JP31983896A JPH10160683A JP H10160683 A JPH10160683 A JP H10160683A JP 8319838 A JP8319838 A JP 8319838A JP 31983896 A JP31983896 A JP 31983896A JP H10160683 A JPH10160683 A JP H10160683A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光透過性を有する被検査体の表面に付着した
異物のみを簡単な構成でかつ確実に検出する異物検査方
法及び装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 光透過性を有する被検査体の上方に配置
され、ビームを第１の仰角の入射角で前記被検査面に照
射する照明系と、前記ビームによって発生する反射光及
び散乱光を、第２の仰角の受光角で受光する受光系を備
えた異物検出方法及び装置において、照明系のビームの
幅を、前記の入射角と受光角と被検査体の厚みと被検査
体の屈折率を基に、ある特別な式により計算されるビー
ム幅とする。
異物のみを簡単な構成でかつ確実に検出する異物検査方
法及び装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 光透過性を有する被検査体の上方に配置
され、ビームを第１の仰角の入射角で前記被検査面に照
射する照明系と、前記ビームによって発生する反射光及
び散乱光を、第２の仰角の受光角で受光する受光系を備
えた異物検出方法及び装置において、照明系のビームの
幅を、前記の入射角と受光角と被検査体の厚みと被検査
体の屈折率を基に、ある特別な式により計算されるビー
ム幅とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、液晶パネ
ル、光ディスクの原盤、ハードディスクの原盤、ＣＣＤ
の封着用ガラス、電子部品の表面音響波（ＳＡＷ）フィ
ルタなどに使用されるガラス板のような光透過性を有す
る被検査体の表面に付着する、ホコリ、髪の毛、人の皮
膚、金属片、ガラス、チッピング、プロセス生成物など
の異物を検査する異物検査方法及び装置に関し、詳しく
は、被検査体の表面と裏面に異物が付着するような場合
に表面と裏面に付着した異物を分離して表面の異物のみ
を検出することができるような異物検査方法及び装置に
関するものである。
ル、光ディスクの原盤、ハードディスクの原盤、ＣＣＤ
の封着用ガラス、電子部品の表面音響波（ＳＡＷ）フィ
ルタなどに使用されるガラス板のような光透過性を有す
る被検査体の表面に付着する、ホコリ、髪の毛、人の皮
膚、金属片、ガラス、チッピング、プロセス生成物など
の異物を検査する異物検査方法及び装置に関し、詳しく
は、被検査体の表面と裏面に異物が付着するような場合
に表面と裏面に付着した異物を分離して表面の異物のみ
を検出することができるような異物検査方法及び装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、液晶パネルは、ガラス板の表面
に微細な液晶画素電極と薄膜トランジスタが形成されて
いる。この表面に異物が付着すると、製品である液晶パ
ネルの品質に影響するところが非常に大きい。そこで、
異物検査装置により、表面に付着する異物を検査するこ
とが必要になる。ところで、液晶パネルに使われるガラ
ス基板はほとんど透明で厚さが１ｍｍ程度の光透過性が
高い薄板である。そのため、表面に付着した異物（以
下、表面異物という）と裏面に付着した異物（以下、裏
面異物という）がともに検出されてしまう問題がある。
通常、ガラス基板の裏面は液晶パネルとして組み立てら
れた場合に表示されたイメージを観測する面側になる
か、あるいは、バックライトを透過させる面になる。そ
のため、単なるガラス面であればよく、裏面に付着する
異物は微小である限り問題とならない。したがって、多
くの場合、裏面異物は欠陥とされない。もし、裏面異物
を欠陥として検出してしまえば、良品が不良とされ、部
品としての歩留まりが低下し、その結果、大きな損失と
なる。近年、液晶パネルの軽量化のニーズの高まりに伴
いガラス重量の低減が要望され、そのため、ガラスの厚
みも１ｍｍ程度から０．７ｍｍ程度へと、より薄くなっ
てきており、裏面の異物を検出する問題が大きくなって
きている。
に微細な液晶画素電極と薄膜トランジスタが形成されて
いる。この表面に異物が付着すると、製品である液晶パ
ネルの品質に影響するところが非常に大きい。そこで、
異物検査装置により、表面に付着する異物を検査するこ
とが必要になる。ところで、液晶パネルに使われるガラ
ス基板はほとんど透明で厚さが１ｍｍ程度の光透過性が
高い薄板である。そのため、表面に付着した異物（以
下、表面異物という）と裏面に付着した異物（以下、裏
面異物という）がともに検出されてしまう問題がある。
通常、ガラス基板の裏面は液晶パネルとして組み立てら
れた場合に表示されたイメージを観測する面側になる
か、あるいは、バックライトを透過させる面になる。そ
のため、単なるガラス面であればよく、裏面に付着する
異物は微小である限り問題とならない。したがって、多
くの場合、裏面異物は欠陥とされない。もし、裏面異物
を欠陥として検出してしまえば、良品が不良とされ、部
品としての歩留まりが低下し、その結果、大きな損失と
なる。近年、液晶パネルの軽量化のニーズの高まりに伴
いガラス重量の低減が要望され、そのため、ガラスの厚
みも１ｍｍ程度から０．７ｍｍ程度へと、より薄くなっ
てきており、裏面の異物を検出する問題が大きくなって
きている。
【０００３】液晶パネル用のガラス基板のような光透過
性を有する被検査体の裏面の異物を検出せず、表面に付
着した異物のみを検出する技術は次に説明するように各
種ある。 （１）光源を２つ設置してこれらの光源から放射された
各光を被検査体に照射し、これら光照射による各散乱光
を各受光器により検出してその光強度を比較して異物を
検出する技術（特開昭６３−１８６１３２号公報）。 （２）光検出手段を複数備え、被検査体に各方向からの
光を照射したときに各受光器により被検査体上の散乱光
を比較して異物を検出する技術（特開昭６３−２４１３
４３号公報）。しかしながら、これらの技術には、光源
や受光器を複数備えるために構成が複雑になるという問
題点がある。一方、構成が簡単な方法としては次に説明
する方法がある。 （３）被検査体に対して入射角と受光角との挾み角を９
０°に設定し、かつ受光器の直前に光スリット板を配置
する。これにより異物より生じる散乱光のみを受光器に
導いて異物を検出する（特開平３−７２２４８号公
報）。この技術について図６を用いて説明する。この図
では簡単のために光路のみで説明する。被検査体である
ガラス２２に対して２度の入射角度に設定されたレーザ
ー２４から発生するレーザー照明Ａは、ガラス２２の表
面を焦点位置として結像され、絞られた状態でガラス２
２の表面を照明する。フォトマルチプライヤからなる受
光器２６は、受光角がレーザー照明の入射角との挾み角
が９０°になるように８８°に設置されている。受光器
２６の前にはスリット２５が設置されている。スリット
２５はガラス２２の表面部に付着した異物２３ａから発
生する反射光または散乱光の光路３１ａ上の結像位置に
対応して形成されている。この構成により、表面に付着
する異物２３ａから発生する反射光または散乱光は光路
３１ａを通って受光器に到達して異物として検出され
る。しかし、ガラス２２を透過して裏面に達したレーザ
ー照明により照明された裏面に存在する異物２３ｂから
発生する反射光または散乱光は、光路３１ｂを通りスリ
ットにより遮られて、受光器２６に到達せず異物として
検出されない、というものである。
性を有する被検査体の裏面の異物を検出せず、表面に付
着した異物のみを検出する技術は次に説明するように各
種ある。 （１）光源を２つ設置してこれらの光源から放射された
各光を被検査体に照射し、これら光照射による各散乱光
を各受光器により検出してその光強度を比較して異物を
検出する技術（特開昭６３−１８６１３２号公報）。 （２）光検出手段を複数備え、被検査体に各方向からの
光を照射したときに各受光器により被検査体上の散乱光
を比較して異物を検出する技術（特開昭６３−２４１３
４３号公報）。しかしながら、これらの技術には、光源
や受光器を複数備えるために構成が複雑になるという問
題点がある。一方、構成が簡単な方法としては次に説明
する方法がある。 （３）被検査体に対して入射角と受光角との挾み角を９
０°に設定し、かつ受光器の直前に光スリット板を配置
する。これにより異物より生じる散乱光のみを受光器に
導いて異物を検出する（特開平３−７２２４８号公
報）。この技術について図６を用いて説明する。この図
では簡単のために光路のみで説明する。被検査体である
ガラス２２に対して２度の入射角度に設定されたレーザ
ー２４から発生するレーザー照明Ａは、ガラス２２の表
面を焦点位置として結像され、絞られた状態でガラス２
２の表面を照明する。フォトマルチプライヤからなる受
光器２６は、受光角がレーザー照明の入射角との挾み角
が９０°になるように８８°に設置されている。受光器
２６の前にはスリット２５が設置されている。スリット
２５はガラス２２の表面部に付着した異物２３ａから発
生する反射光または散乱光の光路３１ａ上の結像位置に
対応して形成されている。この構成により、表面に付着
する異物２３ａから発生する反射光または散乱光は光路
３１ａを通って受光器に到達して異物として検出され
る。しかし、ガラス２２を透過して裏面に達したレーザ
ー照明により照明された裏面に存在する異物２３ｂから
発生する反射光または散乱光は、光路３１ｂを通りスリ
ットにより遮られて、受光器２６に到達せず異物として
検出されない、というものである。
【０００４】しかしながら、この方法では、表裏の異物
を十分に分離出来ない、すなわち、裏面の異物を検出し
てしまう場合がある。その理由を図７を用いて説明す
る。図６ではレーザーの照明Ａは理想的に１本の光路と
して示してあるが、実際はビームの幅Ｗを持つ。ここ
で、レーザー２４から発生したレーザー照明Ａは、ガラ
ス２２の表面を焦点位置として絞られているのでガラス
２２のごく近傍では平行光になっていると見なせる。こ
こでの平行光の垂直方向の幅をＷとする。ビームの下端
はＰ１Ｑ１の経路で被検査基板２２の表面に到達し、屈
折して、Ｑ１Ｒ１の経路で裏面に達する。ビームの上端
はＰ２Ｑ２の経路で被検査基板２２の表面に到達し、屈
折し、Ｑ２Ｒ２の経路で裏面に達する。従って、被検査
基板２２の裏面のＲ１〜Ｒ２の範囲に異物が存在する
と、その異物にビームがあたり、散乱または反射する。
一方、被検査基板２２の裏面に存在する異物からの散乱
または反射光が、スリット２５を通過して受光器２６に
入光しうる経路について考える。図７のＳ点の位置の異
物から発生した光の一部はＳＱ０の経路で被検査基板２
２の表面に到達し、屈折し、３１ａの経路でスリット２
５を通過して受光器２６に入光する。従って、図７に示
すように、ビームの幅Ｗが所定の幅より大で、裏面のＲ
１〜Ｒ２の範囲にビームが到達し、その間の特定の位置
（この場合Ｓ点）に異物が存在すれば、散乱または反射
し、その光の一部がスリット２５を通過して受光器２６
に到達し、被検査基板２２の裏面に存在するにもかかわ
らず、異物として検出されてしまうことになる。
を十分に分離出来ない、すなわち、裏面の異物を検出し
てしまう場合がある。その理由を図７を用いて説明す
る。図６ではレーザーの照明Ａは理想的に１本の光路と
して示してあるが、実際はビームの幅Ｗを持つ。ここ
で、レーザー２４から発生したレーザー照明Ａは、ガラ
ス２２の表面を焦点位置として絞られているのでガラス
２２のごく近傍では平行光になっていると見なせる。こ
こでの平行光の垂直方向の幅をＷとする。ビームの下端
はＰ１Ｑ１の経路で被検査基板２２の表面に到達し、屈
折して、Ｑ１Ｒ１の経路で裏面に達する。ビームの上端
はＰ２Ｑ２の経路で被検査基板２２の表面に到達し、屈
折し、Ｑ２Ｒ２の経路で裏面に達する。従って、被検査
基板２２の裏面のＲ１〜Ｒ２の範囲に異物が存在する
と、その異物にビームがあたり、散乱または反射する。
一方、被検査基板２２の裏面に存在する異物からの散乱
または反射光が、スリット２５を通過して受光器２６に
入光しうる経路について考える。図７のＳ点の位置の異
物から発生した光の一部はＳＱ０の経路で被検査基板２
２の表面に到達し、屈折し、３１ａの経路でスリット２
５を通過して受光器２６に入光する。従って、図７に示
すように、ビームの幅Ｗが所定の幅より大で、裏面のＲ
１〜Ｒ２の範囲にビームが到達し、その間の特定の位置
（この場合Ｓ点）に異物が存在すれば、散乱または反射
し、その光の一部がスリット２５を通過して受光器２６
に到達し、被検査基板２２の裏面に存在するにもかかわ
らず、異物として検出されてしまうことになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、光透過
性を有する被検査体の表面に付着した異物を検出するに
は、受光器を複数配置するなどして、構成が複雑となる
といった問題がある。又、前記した簡単な構成のもので
は表裏の異物を十分に分離できないという問題を有す
る。従って、本発明は、上記問題点に鑑み、光透過性を
有する被検査体の表面に付着した異物のみを簡単な構成
でかつ確実に検出する異物検査方法及び装置を提供する
ことを目的とする。
性を有する被検査体の表面に付着した異物を検出するに
は、受光器を複数配置するなどして、構成が複雑となる
といった問題がある。又、前記した簡単な構成のもので
は表裏の異物を十分に分離できないという問題を有す
る。従って、本発明は、上記問題点に鑑み、光透過性を
有する被検査体の表面に付着した異物のみを簡単な構成
でかつ確実に検出する異物検査方法及び装置を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及びその作用】前記課題を
解決するため、本発明は以下のように構成している。本
発明の第１態様にかかる異物検査方法は、光透過性を有
する被検査体の上方に配置された照明系からビームを第
１の仰角の入射角で前記被検査体の上面に照射し、前記
ビームによって発生する反射光及び散乱光を、第２の仰
角の受光角で受光系で受光する異物検査方法において、
前記照明系のビーム幅を、前記の入射角αと受光角θと
前記被検査体の厚みｔと前記被検査体の上部の物質に対
する被検査体の屈折率ｎから、以下の式により計算され
るビーム幅ｗ以下とすることを特徴とする。
解決するため、本発明は以下のように構成している。本
発明の第１態様にかかる異物検査方法は、光透過性を有
する被検査体の上方に配置された照明系からビームを第
１の仰角の入射角で前記被検査体の上面に照射し、前記
ビームによって発生する反射光及び散乱光を、第２の仰
角の受光角で受光系で受光する異物検査方法において、
前記照明系のビーム幅を、前記の入射角αと受光角θと
前記被検査体の厚みｔと前記被検査体の上部の物質に対
する被検査体の屈折率ｎから、以下の式により計算され
るビーム幅ｗ以下とすることを特徴とする。
【数３】ｗ＜２・ｓｉｎα・ｔ（ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｓ
ｉｎ（９０°−α）／ｎ）））−ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｓ
ｉｎ（θ−９０°）／ｎ）） 本発明の第２態様によれば、前記第１態様において、前
記照明系の光源はレーザー光源であり、前記照明系の前
記ビーム幅は前記被検査体の焦点面での半値幅であるよ
うにすることもできる。本発明の第３態様にかかる異物
検査装置は、光透過性を有する被検査体の上方に配置さ
れ、ビームを第１の仰角の入射角で前記被検査体の上面
に照射する照明系と、前記ビームによって発生する反射
光及び散乱光を、第２の仰角の受光角で受光する受光系
とを、備えた異物検査装置において、前記照明系のビー
ム幅を、前記の入射角αと受光角θと前記被検査体の厚
みｔと前記被検査体の上部の物質に対する被検査体の屈
折率ｎから、以下の式により計算されるビーム幅にする
ことを特徴とする。
ｉｎ（９０°−α）／ｎ）））−ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｓ
ｉｎ（θ−９０°）／ｎ）） 本発明の第２態様によれば、前記第１態様において、前
記照明系の光源はレーザー光源であり、前記照明系の前
記ビーム幅は前記被検査体の焦点面での半値幅であるよ
うにすることもできる。本発明の第３態様にかかる異物
検査装置は、光透過性を有する被検査体の上方に配置さ
れ、ビームを第１の仰角の入射角で前記被検査体の上面
に照射する照明系と、前記ビームによって発生する反射
光及び散乱光を、第２の仰角の受光角で受光する受光系
とを、備えた異物検査装置において、前記照明系のビー
ム幅を、前記の入射角αと受光角θと前記被検査体の厚
みｔと前記被検査体の上部の物質に対する被検査体の屈
折率ｎから、以下の式により計算されるビーム幅にする
ことを特徴とする。
【数４】ｗ＜２・ｓｉｎα・ｔ（ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｓ
ｉｎ（９０°−α）／ｎ）））−ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｓ
ｉｎ（θ−９０°）／ｎ）） 本発明の第４態様によれば、第３態様において、前記照
明系の光源はレーザー光源であり、前記照明系の前記ビ
ーム幅は前記被検査体の焦点面での半値幅であるように
することもできる。本発明によれば、光透過性を有する
被検査体の表面に付着した異物のみを簡単な構成でかつ
確実に検出する異物検査方法及び装置を提供することが
できる。
ｉｎ（９０°−α）／ｎ）））−ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｓ
ｉｎ（θ−９０°）／ｎ）） 本発明の第４態様によれば、第３態様において、前記照
明系の光源はレーザー光源であり、前記照明系の前記ビ
ーム幅は前記被検査体の焦点面での半値幅であるように
することもできる。本発明によれば、光透過性を有する
被検査体の表面に付着した異物のみを簡単な構成でかつ
確実に検出する異物検査方法及び装置を提供することが
できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図１から図５を用いて説明する。図１は本発明の第１
実施形態における異物検査方法及び装置の基本構成図を
示している。図２は図１を説明用に改良した角度とベク
トルの説明図である。図１、図２とも同じ番号を示すも
のは同一のものを示す。図１において、１は光透過性を
有する被検査基板（以下、被検査基板という）、２はレ
ーザー光源、３はレーザー光源からの光を平行光化する
コリメータレンズ、５はこの平行光をライン状に結像
し、被検査基板１の表面を焦点面とするシリンドリカル
レンズである。これらの部材２，３，５により一例とし
て照明系を構成する。また、６はシリンドリカルレンズ
５の焦点面を前側の焦点面とする対物レンズ、９は対物
レンズ６の結像面に配置されたラインセンサである。こ
れらの部材６，９により一例として受光系を構成する。
ラインセンサ９は図示しない公知の判定回路に接続され
ている。被検査基板１は、図示しない公知の移動テーブ
ル上に設置され、図中のｙ方向の主走査とｘ方向の副走
査により全面にわたり検査される。
て図１から図５を用いて説明する。図１は本発明の第１
実施形態における異物検査方法及び装置の基本構成図を
示している。図２は図１を説明用に改良した角度とベク
トルの説明図である。図１、図２とも同じ番号を示すも
のは同一のものを示す。図１において、１は光透過性を
有する被検査基板（以下、被検査基板という）、２はレ
ーザー光源、３はレーザー光源からの光を平行光化する
コリメータレンズ、５はこの平行光をライン状に結像
し、被検査基板１の表面を焦点面とするシリンドリカル
レンズである。これらの部材２，３，５により一例とし
て照明系を構成する。また、６はシリンドリカルレンズ
５の焦点面を前側の焦点面とする対物レンズ、９は対物
レンズ６の結像面に配置されたラインセンサである。こ
れらの部材６，９により一例として受光系を構成する。
ラインセンサ９は図示しない公知の判定回路に接続され
ている。被検査基板１は、図示しない公知の移動テーブ
ル上に設置され、図中のｙ方向の主走査とｘ方向の副走
査により全面にわたり検査される。
【０００８】図２において、１１はレーザー光源２、コ
リメータレンズ３、シリンドリカルレンズ４からなる光
軸を示す入射方向ベクトルであり、この入射方向ベクト
ル１１と被検査基板１とのなす角を入射角αとする。１
２は対物レンズ６、ラインセンサ９からなる光軸を示す
受光方向ベクトルであり、この受光方向ベクトル１２と
被検査基板１とのなす角を受光角θとする。入射角αは
一例として約２°となるよう設定されている。受光角α
は一例として約１５０°となるよう設定されている。シ
リンドリカルレンズ５により被検査基板１の表面でライ
ン状に結像されているビームは、被検査基板１の表面近
傍では、ライン方向と垂直方向には、ほぼ平行光になっ
ている。この表面近傍での平行光のビーム幅ｗは以下の
（数５）の計算式に従い、ｗ＝９μｍに設定されてい
る。なお、計算に使用した条件は、入射角α＝２°、受
光角θ＝１５０°、被検査基板の空気に対する屈折率ｎ
＝１．５、被検査基板の厚みｔ＝７００μｍとする。
リメータレンズ３、シリンドリカルレンズ４からなる光
軸を示す入射方向ベクトルであり、この入射方向ベクト
ル１１と被検査基板１とのなす角を入射角αとする。１
２は対物レンズ６、ラインセンサ９からなる光軸を示す
受光方向ベクトルであり、この受光方向ベクトル１２と
被検査基板１とのなす角を受光角θとする。入射角αは
一例として約２°となるよう設定されている。受光角α
は一例として約１５０°となるよう設定されている。シ
リンドリカルレンズ５により被検査基板１の表面でライ
ン状に結像されているビームは、被検査基板１の表面近
傍では、ライン方向と垂直方向には、ほぼ平行光になっ
ている。この表面近傍での平行光のビーム幅ｗは以下の
（数５）の計算式に従い、ｗ＝９μｍに設定されてい
る。なお、計算に使用した条件は、入射角α＝２°、受
光角θ＝１５０°、被検査基板の空気に対する屈折率ｎ
＝１．５、被検査基板の厚みｔ＝７００μｍとする。
【数５】ｗ ； ビームの幅 α ； 入射角 θ ； 受光角 ｔ ； 被検査基板の厚み ｎ ； 被検査基板上部の物質に対する被検査基板の屈
折率 ｗ＜２・ｓｉｎα・ｔ（ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（９
０°−α）／ｎ）））−ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（θ
−９０°）／ｎ））
折率 ｗ＜２・ｓｉｎα・ｔ（ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（９
０°−α）／ｎ）））−ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（θ
−９０°）／ｎ））
【０００９】以上のように構成された本実施形態の異物
検査方法についてその動作を説明する。図１のレーザー
光源２、コリメーターレンズ３、シリンドリカルレンズ
５によって作られたライン状のビームにより被検査基板
１の表面のライン状の領域が照明される。その照明され
た領域に表面の異物１０が存在すると、ビームにより散
乱または反射光が発生し、その光の一部が対物レンズ６
により集光され、ラインセンサ９上に結像してラインセ
ンサ９により光電変換され、図示されてない判定回路に
より異物として判定される。被検査基板１は、図示しな
い移動テーブル上に設置され、被検査基板１上のビーム
と垂直方向であるｙ方向の主走査とｘ方向の副走査によ
り全面にわたり検査されて、被検査基板１の全面の表面
の異物が検査される。
検査方法についてその動作を説明する。図１のレーザー
光源２、コリメーターレンズ３、シリンドリカルレンズ
５によって作られたライン状のビームにより被検査基板
１の表面のライン状の領域が照明される。その照明され
た領域に表面の異物１０が存在すると、ビームにより散
乱または反射光が発生し、その光の一部が対物レンズ６
により集光され、ラインセンサ９上に結像してラインセ
ンサ９により光電変換され、図示されてない判定回路に
より異物として判定される。被検査基板１は、図示しな
い移動テーブル上に設置され、被検査基板１上のビーム
と垂直方向であるｙ方向の主走査とｘ方向の副走査によ
り全面にわたり検査されて、被検査基板１の全面の表面
の異物が検査される。
【００１０】次に、ビームの幅ｗを上記（数５）の計算
式により求める理由について説明する。まず、ビームの
幅ｗが計算式から計算される所定の幅より大きい場合に
ついて、被検査基板１の裏面の異物を検出として検出し
てしまう理由を図５を用いて説明する。ビームの下端は
Ｐ１Ｑ１の経路で被検査基板１の表面に到達し、屈折
し、Ｑ１Ｒ１の経路で被検査基板１の裏面に達する。ビ
ームの上端はＰ２Ｑ２の経路で被検査基板１の表面に到
達し、屈折し、Ｑ２Ｒ２の経路で被検査基板１の裏面に
達する。従って、裏面のＲ１〜Ｒ２の範囲に異物が存在
すると、その異物にビームがあたり、散乱または反射す
る。一方、裏面に存在する異物からの散乱または反射光
が、受光器であるラインセンサ９に入光しうる経路につ
いて考える。図５のＳ点の位置の異物から発生した光の
一部はＳＱ０経路で被検査基板１の表面に到達し、屈折
し、Ｑ０Ｔの経路で受光器であるラインセンサ９に入光
する。従って、図５に示すように、ビームのｗが所定の
幅より大で、裏面のＲ１〜Ｒ２の範囲にビームが到達
し、その間の特定の位置（この場合Ｓ点）に異物が存在
すれば、散乱または反射し、その光の一部が受光器であ
るラインセンサ９に到達し、被検査基板１の裏面に存在
するにもかかわらず、異物として検出してしまう。次
に、ビームの幅ｗが計算式から計算される所定の幅より
小さい場合について、被検査基板１の裏面の異物を検出
しない理由を、図４を用いて説明する。ビームの幅ｗが
小さいために、被検査基板１の裏面のビームの到達する
範囲Ｒ１〜Ｒ２が図４のように狭くなり、異物が存在す
れば、受光器であるラインセンサ９に入光しうる位置Ｓ
点にビームが到達しない。従って、裏面に存在する異物
からの光は受光器であるラインセンサ９に到達せず、被
検査基板１の裏面の異物を検出することはない。
式により求める理由について説明する。まず、ビームの
幅ｗが計算式から計算される所定の幅より大きい場合に
ついて、被検査基板１の裏面の異物を検出として検出し
てしまう理由を図５を用いて説明する。ビームの下端は
Ｐ１Ｑ１の経路で被検査基板１の表面に到達し、屈折
し、Ｑ１Ｒ１の経路で被検査基板１の裏面に達する。ビ
ームの上端はＰ２Ｑ２の経路で被検査基板１の表面に到
達し、屈折し、Ｑ２Ｒ２の経路で被検査基板１の裏面に
達する。従って、裏面のＲ１〜Ｒ２の範囲に異物が存在
すると、その異物にビームがあたり、散乱または反射す
る。一方、裏面に存在する異物からの散乱または反射光
が、受光器であるラインセンサ９に入光しうる経路につ
いて考える。図５のＳ点の位置の異物から発生した光の
一部はＳＱ０経路で被検査基板１の表面に到達し、屈折
し、Ｑ０Ｔの経路で受光器であるラインセンサ９に入光
する。従って、図５に示すように、ビームのｗが所定の
幅より大で、裏面のＲ１〜Ｒ２の範囲にビームが到達
し、その間の特定の位置（この場合Ｓ点）に異物が存在
すれば、散乱または反射し、その光の一部が受光器であ
るラインセンサ９に到達し、被検査基板１の裏面に存在
するにもかかわらず、異物として検出してしまう。次
に、ビームの幅ｗが計算式から計算される所定の幅より
小さい場合について、被検査基板１の裏面の異物を検出
しない理由を、図４を用いて説明する。ビームの幅ｗが
小さいために、被検査基板１の裏面のビームの到達する
範囲Ｒ１〜Ｒ２が図４のように狭くなり、異物が存在す
れば、受光器であるラインセンサ９に入光しうる位置Ｓ
点にビームが到達しない。従って、裏面に存在する異物
からの光は受光器であるラインセンサ９に到達せず、被
検査基板１の裏面の異物を検出することはない。
【００１１】次に、裏面の異物を検出しないためのビー
ム幅ｗの条件を規定する計算式を図３を用いて説明す
る。点ＳがＲ１〜Ｒ２間に存在しないためには、Ｑ０点
から裏面に降ろした垂線と裏面の交点をＱ0’とする
と、 Ｑ0’Ｓ＜Ｑ0’Ｒ１ ……（１） ∠Ｑ0’Ｑ０Ｓ＝φとし、被検査基板１の厚みをｔとす
ると、 Ｑ0’Ｓ＝ｔ・ｔａｎφ ……（２） フレネルの法則より、被検査基板上部の物質に対する被
検査基板１の屈折率をｎとすると、 ｓｉｎφ／ｓｉｎ（θ−９０゜）＝１／ｎ ……（３） 式（２）、（３）より、 Ｑ0'Ｓ＝ｔ・ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（θ−９０゜）／ｎ）） …（４） 次に、Ｑ0’Ｒ１を求める。Ｑ１点から被検査基板１の
裏面に降ろした垂線と裏面の交点をＱ1’とすると、 Ｑ0’Ｒ１＝Ｑ1’Ｒ１−Ｑ1’Ｑ0’＝Ｑ1’Ｒ１−Ｑ１Ｑ０ ……（５） ∠Ｑ1’Ｑ１Ｒ１＝βとすると、 Ｑ1’Ｒ１＝ｔ・ｔａｎβ ……（６） フレネルの法則より ｓｉｎ（９０゜−α）・ｓｉｎβ＝ｎ ……（７） ビームの幅をｗとすると、 Ｑ１Ｑ０＝（ｗ／２）／ｓｉｎα ……（８） 式（５）〜（８）より Ｑ0’Ｒ１＝ｔ・ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（９０゜−α）／ｎ））−ｗ／（ ２・ｓｉｎα） ……（９） 式（１）、（４）、（９）より、（数５）に示すｗの条
件が求められる。
ム幅ｗの条件を規定する計算式を図３を用いて説明す
る。点ＳがＲ１〜Ｒ２間に存在しないためには、Ｑ０点
から裏面に降ろした垂線と裏面の交点をＱ0’とする
と、 Ｑ0’Ｓ＜Ｑ0’Ｒ１ ……（１） ∠Ｑ0’Ｑ０Ｓ＝φとし、被検査基板１の厚みをｔとす
ると、 Ｑ0’Ｓ＝ｔ・ｔａｎφ ……（２） フレネルの法則より、被検査基板上部の物質に対する被
検査基板１の屈折率をｎとすると、 ｓｉｎφ／ｓｉｎ（θ−９０゜）＝１／ｎ ……（３） 式（２）、（３）より、 Ｑ0'Ｓ＝ｔ・ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（θ−９０゜）／ｎ）） …（４） 次に、Ｑ0’Ｒ１を求める。Ｑ１点から被検査基板１の
裏面に降ろした垂線と裏面の交点をＱ1’とすると、 Ｑ0’Ｒ１＝Ｑ1’Ｒ１−Ｑ1’Ｑ0’＝Ｑ1’Ｒ１−Ｑ１Ｑ０ ……（５） ∠Ｑ1’Ｑ１Ｒ１＝βとすると、 Ｑ1’Ｒ１＝ｔ・ｔａｎβ ……（６） フレネルの法則より ｓｉｎ（９０゜−α）・ｓｉｎβ＝ｎ ……（７） ビームの幅をｗとすると、 Ｑ１Ｑ０＝（ｗ／２）／ｓｉｎα ……（８） 式（５）〜（８）より Ｑ0’Ｒ１＝ｔ・ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（９０゜−α）／ｎ））−ｗ／（ ２・ｓｉｎα） ……（９） 式（１）、（４）、（９）より、（数５）に示すｗの条
件が求められる。
【００１２】なお、前記（数５）の式の導出に当たって
は、受光角θ＞９０゜の場合について、図３を用いて説
明したが、θ≦９０゜の場合も同様である。この（数
５）の式に基づいて、いくつかの場合について、被検査
基板１の裏面の異物を検出しないための、ビームの幅ｗ
の条件を計算する。共通の条件としては、照明の入射角
α＝２゜、被検査基板の厚みｔ＝７００μｍでガラスを
想定した被検査基板上部の物質に対する被検査基板の屈
折率ｎを１．５とする。 １） θ＝１５０°の時 ｗ＜ ９．１μｍ ２） θ＝９０°の時 ｗ＜４３．７μｍ ３） θ＝３０°の時 ｗ＜７８．２μｍ となる。従って、本実施形態によれば、前記（数５）で
求められるビーム幅ｗにするようにしたので、光透過性
を有する被検査基板１の表面に付着した異物のみを簡単
な構成でかつ確実に検出することができる。
は、受光角θ＞９０゜の場合について、図３を用いて説
明したが、θ≦９０゜の場合も同様である。この（数
５）の式に基づいて、いくつかの場合について、被検査
基板１の裏面の異物を検出しないための、ビームの幅ｗ
の条件を計算する。共通の条件としては、照明の入射角
α＝２゜、被検査基板の厚みｔ＝７００μｍでガラスを
想定した被検査基板上部の物質に対する被検査基板の屈
折率ｎを１．５とする。 １） θ＝１５０°の時 ｗ＜ ９．１μｍ ２） θ＝９０°の時 ｗ＜４３．７μｍ ３） θ＝３０°の時 ｗ＜７８．２μｍ となる。従って、本実施形態によれば、前記（数５）で
求められるビーム幅ｗにするようにしたので、光透過性
を有する被検査基板１の表面に付着した異物のみを簡単
な構成でかつ確実に検出することができる。
【００１３】前記ビーム幅ｗは、レーザー光源からのレ
ーザー光の場合には被検査基板１の焦点面近傍での半値
幅のことを意味する。ビーム幅ｗの最低値は、実用上、
３〜５μｍであることが好ましい。なお、本発明は前記
実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更し
ない範囲で種々に変形することができる。例えば、受光
器にラインセンサ９を用いたが、受光器としてホトダイ
オードやホトマルチプライヤなどの光電変換素子を用い
てもよい。また、本実施形態では、照明部にシリンドリ
カルレンズ５を用いて、ビーム幅を所定の幅に絞ってい
るが、スリット等を用いて所定のビーム幅を実現しても
よい。また、本実施形態では、被検査基板１の表面のう
ねり、反り等がビーム幅ｗよりも小さい場合を想定して
いるため、ビームの基板垂直方向の高さ調整機構は備え
ていないが、被検査基板１の表面のうねり、反り等がビ
ーム幅ｗよりも大きくなる場合は、レーザー変位計等を
用いた、高さ計測手段と、その計測結果を用いた、高さ
調整機構を備えるとよい。
ーザー光の場合には被検査基板１の焦点面近傍での半値
幅のことを意味する。ビーム幅ｗの最低値は、実用上、
３〜５μｍであることが好ましい。なお、本発明は前記
実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更し
ない範囲で種々に変形することができる。例えば、受光
器にラインセンサ９を用いたが、受光器としてホトダイ
オードやホトマルチプライヤなどの光電変換素子を用い
てもよい。また、本実施形態では、照明部にシリンドリ
カルレンズ５を用いて、ビーム幅を所定の幅に絞ってい
るが、スリット等を用いて所定のビーム幅を実現しても
よい。また、本実施形態では、被検査基板１の表面のう
ねり、反り等がビーム幅ｗよりも小さい場合を想定して
いるため、ビームの基板垂直方向の高さ調整機構は備え
ていないが、被検査基板１の表面のうねり、反り等がビ
ーム幅ｗよりも大きくなる場合は、レーザー変位計等を
用いた、高さ計測手段と、その計測結果を用いた、高さ
調整機構を備えるとよい。
【００１４】
【発明の効果】本発明は、上記構成によって、異物検査
のための照明光のビーム幅を前記した（数５）の計算式
により求められたビーム幅ｗとするようにしたので、光
透過性を有する被検査基板の表面に付着した異物のみを
簡単な構成でかつ確実に検出することができるという有
利な効果が得られる。
のための照明光のビーム幅を前記した（数５）の計算式
により求められたビーム幅ｗとするようにしたので、光
透過性を有する被検査基板の表面に付着した異物のみを
簡単な構成でかつ確実に検出することができるという有
利な効果が得られる。
【図１】 本発明の第１実施形態にかかる異物検査装置
の概略を示す構成図である。
の概略を示す構成図である。
【図２】 第１実施形態におけるベクトル説明図であ
る。
る。
【図３】 第１実施形態における照明のビーム幅の条件
の説明図である。
の説明図である。
【図４】 裏面の異物を検出しない条件の説明図であ
る。
る。
【図５】 裏面の異物を検出してしまう条件の説明図で
ある。
ある。
【図６】 従来の異物検査装置の原理を表す構成図であ
る。
る。
【図７】 従来の異物検査装置で裏面の異物を検出して
しまう条件の説明図である。
しまう条件の説明図である。
１ 被検査基板 ２ レーザー光源 ３ コリメーターレンズ ５ シリンドリカルレンズ ６ 対物レンズ ９ ラインセンサ １０ 表面異物
Claims (4)
- 【請求項１】 光透過性を有する被検査体の上方に配置
された照明系（２，３，５）からビームを第１の仰角の
入射角で前記被検査体の上面に照射し、前記ビームによ
って発生する反射光及び散乱光を、第２の仰角の受光角
で受光系（６，９）で受光する異物検査方法において、 前記照明系のビーム幅を、前記の入射角αと受光角θと
前記被検査体の厚みｔと前記被検査体の上部の物質に対
する被検査体の屈折率ｎから、以下の式により計算され
るビーム幅ｗ以下とすることを特徴とする異物検査方
法。 【数１】ｗ＜２・ｓｉｎα・ｔ（ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｓ
ｉｎ（９０°−α）／ｎ）））−ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｓ
ｉｎ（θ−９０°）／ｎ）） - 【請求項２】 前記照明系の光源はレーザー光源であ
り、前記照明系の前記ビーム幅は前記被検査体の焦点面
での半値幅であるようにした請求項１に記載の異物検査
方法。 - 【請求項３】 光透過性を有する被検査体の上方に配置
され、ビームを第１の仰角の入射角で前記被検査体の上
面に照射する照明系（２，３，５）と、前記ビームによ
って発生する反射光及び散乱光を、第２の仰角の受光角
で受光する受光系（６，９）とを、備えた異物検査装置
において、 前記照明系のビーム幅を、前記の入射角αと受光角θと
前記被検査体の厚みｔと前記被検査体の上部の物質に対
する被検査体の屈折率ｎから、以下の式により計算され
るビーム幅にすることを特徴とする異物検査装置。 【数２】ｗ＜２・ｓｉｎα・ｔ（ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｓ
ｉｎ（９０°−α）／ｎ）））−ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｓ
ｉｎ（θ−９０°）／ｎ）） - 【請求項４】 前記照明系の光源はレーザー光源であ
り、前記照明系の前記ビーム幅は前記被検査体の焦点面
での半値幅であるようにした請求項３に記載の異物検査
装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8319838A JPH10160683A (ja) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | 異物検査方法とその装置 |
| KR1019970063843A KR100228026B1 (ko) | 1996-11-29 | 1997-11-28 | 이물질 검사를 위한 방법 및 장치 |
| US08/980,817 US6144446A (en) | 1996-11-29 | 1997-12-01 | Method and apparatus for inspecting foreign substance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8319838A JPH10160683A (ja) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | 異物検査方法とその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10160683A true JPH10160683A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=18114787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8319838A Pending JPH10160683A (ja) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | 異物検査方法とその装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6144446A (ja) |
| JP (1) | JPH10160683A (ja) |
| KR (1) | KR100228026B1 (ja) |
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| JP2014016326A (ja) * | 2012-07-11 | 2014-01-30 | Hitachi High-Technologies Corp | 基板検査方法及び装置 |
| JP2014044094A (ja) * | 2012-08-24 | 2014-03-13 | Hitachi High-Technologies Corp | 基板検査方法及び装置 |
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| JP2019533163A (ja) * | 2016-11-02 | 2019-11-14 | コーニング インコーポレイテッド | 透明基板上の欠陥部検査方法および装置 |
| JP2019533166A (ja) * | 2016-11-02 | 2019-11-14 | コーニング インコーポレイテッド | 透明基板上の欠陥部の検査方法および装置並びに入射光の出射方法 |
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| US6778740B2 (en) * | 2002-07-31 | 2004-08-17 | Agilent Technologies, Inc. | Alignment of optical fiber elements |
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| KR101332786B1 (ko) | 2005-02-18 | 2013-11-25 | 쇼오트 아게 | 결함 검출 및/또는 분류 방법 및 장치 |
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| KR100801322B1 (ko) * | 2006-06-27 | 2008-02-11 | (주)토탈솔루션 | 핸드폰 표시창의 검사장치 |
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| CN103115928A (zh) * | 2013-02-05 | 2013-05-22 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 玻璃表面异物检查装置、检查机及其检查方法 |
| TWI689721B (zh) * | 2017-02-17 | 2020-04-01 | 特銓股份有限公司 | 基於利用光學技術掃描透明板材表面污染之方法及其系統 |
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-
1996
- 1996-11-29 JP JP8319838A patent/JPH10160683A/ja active Pending
-
1997
- 1997-11-28 KR KR1019970063843A patent/KR100228026B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-12-01 US US08/980,817 patent/US6144446A/en not_active Expired - Fee Related
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