ガラス基板の表面不良検査装置および検査方法
【課題】ガラス基板の表面不良の判定時間を減らし、ＮＧの可能性の高い表面不良のみを検査員に提供して検査の集中度を極大化させる。
【解決手段】表面不良検査装置は、ガラス基板１の上方にそれぞれ配置され、ガラス基板表面不良に対する第１イメージおよび第２イメージをそれぞれ撮影する撮像装置１０および２０と、ガラス基板１の下方に配置され、撮像装置１０、２０側にガラス基板１を透過する暗視野照明装置３０と、第１イメージ上の不良の位置座標と、第２イメージ上の不良の位置座標とを演算する検出信号処理部４０とを備えている。ガラス基板上面に対する撮像装置１０、２０の撮影領域Ｐ１は互いに重ね合わされ、ガラス基板下面に対する撮像装置１０、２０の撮影領域Ｐ２、Ｐ３は、互いに異なるように構成されている。
【解決手段】表面不良検査装置は、ガラス基板１の上方にそれぞれ配置され、ガラス基板表面不良に対する第１イメージおよび第２イメージをそれぞれ撮影する撮像装置１０および２０と、ガラス基板１の下方に配置され、撮像装置１０、２０側にガラス基板１を透過する暗視野照明装置３０と、第１イメージ上の不良の位置座標と、第２イメージ上の不良の位置座標とを演算する検出信号処理部４０とを備えている。ガラス基板上面に対する撮像装置１０、２０の撮影領域Ｐ１は互いに重ね合わされ、ガラス基板下面に対する撮像装置１０、２０の撮影領域Ｐ２、Ｐ３は、互いに異なるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板の表面不良検査装置および検査方法（APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING THE SURFACE DEFECT OF THE GLASS SUBSTRATE）に関し、より詳細には、２つの撮像装置を介して２つのイメージを得た後、各イメージに示された表面不良の距離の差を用いて表面不良のＡ／Ｂ面を判別することができる、ガラス基板の表面不良検査装置および検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平板ディスプレイに用いられるガラス基板は、一側の面にだけマイクロ回路パターンが形成されるが、ガラス業界では、当該面を‘Ａ面’と称する。一方、他方の面には、マイクロ回路パターンが蒸着されないが、ガラス業界ではこれを‘Ｂ面’という。
【０００３】
ところが、ガラス基板のＡ面表面に不良がある場合、このような不良表面上にマイクロ回路パターンが蒸着されると、マイクロ回路パターン欠陥が誘発される。従って、マイクロ回路パターンを蒸着する前に、ガラス基板（特に、回路が形成されるＡ面）の表面に不良があるか否かを精密に検査しなければならない。参考に、以下において用いる用語の“不良”とは、スクラッチ（Scratch）の発生、異物の付着、表面突出、気泡の発生等のような多様な形状の表面欠陥を指す。
【０００４】
このように透明な板状体の欠陥を検出するための検査装置としては、暗視野光学系ＤＦおよび明視野光学系ＢＦが一般的に用いられている。暗視野光学系ＤＦおよび明視野光学系ＢＦの原理については、例えば、特許文献１に記載されている。本発明は、暗視野光学系ＤＦを用いて、ガラス基板表面の異物を検出する装置及び方法に関する。
【０００５】
暗視野光学系に対して簡単に説明すると、以下のとおりである。図１は、透明な板状体としてのガラス基板１に存在する欠陥を検出する従来の暗視野光学系を示した図である。図１を参照すると、暗視野光学系の場合、センサーカメラ５はガラス基板１の上側面上に配置され、光源６はガラス基板１の下側面上に配置されて、反射光ではない透過光を用いてイメージを撮影するようになる。すなわち、暗視野光学系は、ガラス基板１を透過したビーム７のうちから暗視野成分を収集することにより、ガラス基板１に存在する不良４（異物、スクラッチなど）を検出する方式である。
【０００６】
このような暗視野光学系は、明視野光学系に比べて検出力が高く、ガラス基板１の表面不良を正確且つ敏感に検出することができるが、その反面、Ａ面に存在する不良４と、Ｂ面に存在する不良４に対するシグナル（Signal）の差がほとんどなく、表面不良に対するＡ／Ｂ面の位置情報が得られないという限界があった。
【０００７】
ところが、平板ディスプレイに用いられるガラス基板１は、Ａ面とＢ面に対してそれぞれ求められる品質の程度に大きな差がある。例えば、Ａ面は、突出不良およびスクラッチ不良に対して非常に鋭敏であることから、品質の仕様もまた高い。一方、Ｂ面は鈍感であるため、品質の仕様が低い。
【０００８】
ガラス基板１の工程において、基板返送時には、Ｂ面を返送手段に接触させるため、Ｂ面に微細なスクラッチが発生して異物が付着されることがあるが、上述したように、Ｂ面に要求される品質の仕様は低いため、このような程度の不良４は許容され得る。この程度の不良４がＡ面に発生したら、当該ガラス基板１は、エヌジー（ＮＧ）として分類されて、平板ディスプレイの製造に用いることができない。
【０００９】
上述したように、平板ディスプレイ用ガラス基板１（特に、Ａ面）は、微細な不良４が発生しても劣悪な品質に分類されて用いられなくなるところ、検出力の高い暗視野光学系を用いて表面の不良４を検査する方が有利である。しかし、暗視野光学系は、Ａ／Ｂ面の仕分けが不可能であるため、発生した不良４のＡ／Ｂ面の情報は排除したまま、単に不良４の存在の有無を検出して検査員に提供し、いずれの面に不良４が発生したかに対する判別は、全体的に検査員の手作業に依存するしかなかった。
【００１０】
従って、特定のガラス基板１が、Ａ面は品質が良好であり、Ｂ面には許容可能な程度の微細なスクラッチが存在して、平板ディスプレイ用に適した場合であっても、暗視野光学系はこれを表面不良として認識し、不良４のイメージを検査員に提供するため、検査員が、該表面の不良４のイメージがＡ／Ｂ面のうちいずれの面に該当するのかを判別しなければならない追加の手作業がさらに要求されて、工程の収率と作業の率が低下するだけでなく、間欠的に発生するＡ面の微細スクラッチをＢ面と誤って判断して、不適合なガラス基板１を良品化に用いることが発生され得る問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−１０３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記のような問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は、暗視野光学系の長所である高い検出力を保障することができるとともに、明視野光学系の長所であるＡ／Ｂ面の判別機能も共に具現することができ、表面不良のＡ／Ｂ面の判定に要される時間（Cycle Time）を減らし、ＮＧ可能性の高い表面不良のみを検査員に提供して、検査の集中度を極大化することができるガラス基板の表面不良検査装置および検査方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した目的を達成するための本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置は、ガラス基板の上方に配置され、前記ガラス基板の表面不良に対する第１イメージを撮影する第１撮像装置と、前記ガラス基板の上方に配置され、前記ガラス基板の表面不良に対する第２イメージを撮影する第２撮像装置と、前記ガラス基板の下方に配置され、前記第１撮像装置と前記第２撮像装置の側に前記ガラス基板を透過する暗視野照明として作用する暗視野照明装置と、前記第１イメージ上の不良の位置座標と、前記第２イメージ上の不良の位置座標とを演算する検出信号処理部と、を含み、前記第１撮像装置と前記第２撮像装置は、少なくとも前記ガラス基板の移送方向に平行ではないライン状の撮影領域を形成し、前記ガラス基板の上面に対する撮影領域は互いに重ね合わされて、前記ガラス基板の下面に対する撮影領域は、互いに異なるように構成されたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査方法は、第１撮像装置を介して得られた第１イメージと、第２撮像装置を介して得られた第２イメージとを合成して第３イメージを生成するステップと、前記第３イメージにおいて、前記第１イメージに該当する不良と前記第２イメージに該当する不良が互いに形成する距離の差を通じて、表面不良が発生した面を判別するステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置および検査方法によれば、暗視野光学系の長所である高い検出力を保障することができるとともに、表面不良がいずれの面に発生したのかを判別することができるため、下記のような顕著な効果を奏するようになる。
【００１６】
（１） Ｂ面に発生した多量の許容可能な表面不良を迅速且つ手軽にフィルタリング（Filtering）することができるため、検査員の判定負荷が減少され、工程の効率を増大させることができる。
【００１７】
（２） 検査対象であるイメージの分量が減少されて、Ａ面に発生した表面不良に対する検査作業の精度と集中度を向上させることができ、これにより、不適合なガラス基板を良品化に用いる場合を最大限防止することができるようになる。
【００１８】
（３） 微細な表面不良の位置情報の獲得を通じて、ガラス基板製品の保証レベルを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、透明な板状体としてのガラス基板に存在する欠陥を検出する従来の暗視野光学系を示した図である。
【図２】図２は、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置の構成例を概略的に示した装置構成図である。
【図３】図３は、図２の側面図である。
【図４】図４は、本発明の第１撮像装置と第２撮像装置の誤配置形態を示す一例の構成図である。
【図５】図５の（ａ）および（ｂ）は、本発明にかかる第１撮像装置と第２撮像装置の多様な配置形態を示す側面図である。
【図６】図６は、本発明にかかる第１撮像装置と第２撮像装置の最も好ましい配置形態を示した側面図である。
【図７ａ】図７ａは、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置を通じて、ガラス基板の上面に発生した表面不良を検出する方法を説明するための図である。
【図７ｂ】図７ｂの（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図７ａの検査過程で得られた第１イメージおよび第２イメージを示す実験データの図である。
【図８ａ】図８ａは、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置を通じて、ガラス基板の下面に発生した表面不良を検出する方法を説明するための図である。
【図８ｂ】図８ｂの（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図８ａの検査過程で得られた第１イメージおよび第２イメージを示す実験データの図である。
【図９】図９は、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置の他の構成例を概略的に示した装置構成図である。
【図１０】図１０は、図９の側面図である。
【図１１】図１１は、図９から撮像装置の位置を変更した一例の側面図である。
【図１２】図１２は、図１０と同じ条件で暗視野照明装置がガラス基板を透過するとき、照明装置の幅Φをガラス基板の厚さｔと同様に形成した場合を説明するための側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、デュアルカメラ方式で構成されたガラス基板の表面不良検査装置を通じて、暗視野光学系の長所である高い検出力を保障することができるとともに、明視野光学系の長所であるＡ／Ｂ面の判別機能も共に具現することができる技術的特徴を提示する。
【００２１】
以下において、添付の図面を参照しながら、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置の好ましい実施例、長所および特徴について詳しく説明する。
【００２２】
説明する前に、以下において用いる用語の‘移送方向Ｙ’とは、返送手段を介して移送されるガラス基板の進行方向をいい、‘幅方向Ｘ’とは、ガラス基板の幅に平行な方向であって、これは移送方向Ｙに垂直である。
【００２３】
また、以下において用いる用語の“表面不良”とは、ガラス基板の表面に発生したスクラッチ、表面に付着された異物はもちろん、ガラス製造工程上の瑕疵による表面の微細突出のような多様な形状の表面欠陥を包括する意味として用いることとする。
【実施例１】
【００２４】
図２は、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置の基本的な構成例を概略的に示した装置構成図であり、図３は、図２の側面図である。
【００２５】
図２および図３を参照すると、本発明のガラス基板の表面不良検査装置は、少なくとも２つの撮像装置１０、２０と、前記撮像装置側に光を照射する暗視野照明装置３０と、撮像装置１０、２０からイメージ情報の入力を受ける検出信号処理部４０とを含むように構成される。
【００２６】
本発明の検査対象に該当するガラス基板１は、ＬＣＤ、ＰＤＰのような平板ディスプレイ装置のパネルに用いられる薄いガラス材質の基板であって、一般的に、０．５ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲の厚さに形成され、‘Ａ面’は、マイクロ回路パターンが蒸着形成される面を意味するものとし、‘Ｂ面’は、マイクロ回路パターンが形成されない面を称するものとする。記号‘Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３’は、撮像装置１０、２０による撮影領域（走査領域）を示すものである。
【００２７】
本発明の撮像装置１０、２０は、返送ローラ等を介して移送されるガラス基板１を連続的に撮影して、当該ガラス基板１の表面に対するイメージ情報を得た後、これを検出信号処理部４０に転送する器機に当たる。
【００２８】
このような撮像装置１０、２０は、入射された光を電気信号に変換して、当該ガラス基板１の表面に対するイメージ情報を提供する電荷結合素子（ＣＣＤ）方式のセンサーカメラで構成することが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００２９】
本発明は、撮像装置１０、２０が少なくとも２つ以上で具備され、このように複数で具備される撮像装置１０、２０は、ガラス基板１の移送方向Ｙに沿って配列されていることを特徴とする。図３および図４の好ましい実施例によるガラス基板の表面不良検査装置は、２個の撮像装置１０、２０で構成した。以下においては、これをそれぞれ、第１撮像装置１０および第２撮像装置２０と称し、第１撮像装置１０を介して撮影されたガラス基板１の表面映像を第１イメージと称して、第２撮像装置２０を介して撮影されたガラス基板１の表面映像を第２イメージと称することとする。
【００３０】
図２及び図３の好ましい実施例によると、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、いずれもガラス基板１の上方Ｚにそれぞれ、第１角度θ１および第２角度θ２を形成しながら具備され、移送方向Ｙに沿って１つずつ配置されるように構成されるが、少なくともガラス基板１の移送方向に平行ではないライン状の撮影領域を形成するように構成される。
【００３１】
参考に、第１角度θ１は、ガラス基板１の上面に対する撮影領域の法線Ｖ１に対して第１撮像装置１０が形成する角度を意味し、第２角度θ２は、上記の同一法線Ｖ１に対して第２撮像装置２０が形成する角度を意味する。
【００３２】
本発明の第１および第２撮像装置１０、２０は、センサーのピクセルが横にのみ配列されるように構成されて、ラインスキャン（line scan）方式でガラス基板１の表面を連続撮影していくように構成される。すなわち、撮像装置１０、２０のセンサーを構成するピクセルは、ガラス基板１の幅を横断して並び、これにより、第１および第２撮像装置１０、２０は、ガラス基板表面の幅を平行に、或いは斜めに横切るライン状の撮影領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を形成するようになる。また、ガラス基板１の幅が、前記撮影領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のラインの範囲内に含まれるように構成して、ガラス基板１の全面に対して漏れなく検査が行われるようにする。
【００３３】
本発明の主要技術的特徴の１つは、ガラス基板表面の上方に具備された第１撮像装置１０と第２撮像装置２０の、ガラス基板１の上面（Ａ面）に対する撮影領域（走査領域）は互いに重ね合わされ、ガラス基板１の下面（Ｂ面）に対する撮影領域（走査領域）は互いに異なるように構成されていることである。
【００３４】
従って、本発明のガラス基板の表面不良検査装置を２個の撮像装置１０、２０で構成すると、３個の撮影領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を有するようになるが、記号‘Ｐ１’は、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０のガラス基板１の上面不良に対する撮影領域であって、互いに重ね合わされており、記号‘Ｐ２’は、第２撮像装置２０のガラス基板１の下面不良に対する撮影領域であって、これは第２撮像装置２０に固有の撮影領域に該当し、記号‘Ｐ３’は、第１撮像装置１０のガラス基板１の下面不良に対する撮影領域であって、これは第１撮像装置１０に固有の撮影領域に該当する。
【００３５】
図２および図３の好ましい実施例によると、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、ガラス基板１の上方に、その移送方向Ｙに沿って配置されるが、上面から互いに同一地点を走査するように構成されている。従って、第１撮像装置１０がガラス基板上面（Ａ面）に対して形成する撮影領域Ｐ１（スキャニングライン）と、第２撮像装置２０がガラス基板上面（Ａ面）に対して形成する撮影領域Ｐ１とは、互いに重ね合わされる。
【００３６】
但し、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、同一地点を照らすように配置するが、少なくとも‘Ｐ１’撮影領域のガラス基板表面の法線Ｖ１に対して同一方向に、同一角度上には一緒に位置しないように構成しなければならない。
【００３７】
図４は、本発明の第１撮像装置と第２撮像装置の誤配置形態を示す一例の構成図である。
【００３８】
例えば、図４を参照すると、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、ガラス基板表面（Ａ面）の同一領域を走査するように配置されているが、‘Ｐ１’撮影領域の法線Ｖ１に対して同一方向に、同一角度（θ３＝θ４）上に配置されているため、誤った構成に該当する。これは、本発明の第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、ガラス基板１の上面に対しては互いに同一地点に対して撮影領域を有するが、ガラス基板１の下面に対しては、互いに別の地点に対して撮影領域を有するようにするためであり、このような技術特徴を通じて、表面不良のＡ／Ｂ面の判別機能を具現できるからである。
【００３９】
図５の（ａ）および（ｂ）は、本発明にかかる第１撮像装置１０と第２撮像装置２０の多様な配置形態を示す側面図であって、図５の（ａ）は、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０が、ガラス基板１の上面に対しては同一地点を走査するように構成するが、ガラス基板１の撮影領域Ｐ１の法線Ｖ１に対してそれぞれ異なる方向（左側方向と右側方向）に、互いに異なる角度θ１≠θ２で傾斜しているように構成した。図５の（ｂ）は、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０が、ガラス基板１の上面に対しては同一地点を走査するように構成するが、ガラス基板１の撮影領域Ｐ１の法線Ｖ１に対して同一方向（右側方向）に、互いに異なる角度（θ１≠θ２）で傾斜しているように構成した。
【００４０】
図５の（ａ）および（ｂ）のような構成を通じて、本発明の第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、ガラス基板１の上面に対しては同一の撮影領域を有するが、第１撮像装置１０の第１角度θ１と第２撮像装置２０の第２角度θ２は、法線Ｖ１に対する同一方向には少なくとも互いに異なる角度を有するように構成され、ガラス基板１の下面に対しては、互いに異なる撮影領域を有するように構成されたことを主な特徴とする。
【００４１】
図６は、本発明にかかる第１撮像装置１０と第２撮像装置２０の最も好ましい配置形態を示した側面図である。図６を参照して、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置の最も好ましい実施例に対して説明する。
【００４２】
第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、ガラス基板１の上面に対して同一地点を走査するように構成され、法線Ｖ１を基準に左・右対称する形状に配置されて、第１角度θ１と第２角度θ２が同一であるように構成される。また、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、ライン状の撮影領域がガラス基板１の幅を横断するように構成するが、より好ましくは、ガラス基板１の幅と平行な方向（図２：Ｘ）に形成されるようにし、第１および第２撮像装置１０、２０が、ガラス基板１の中心軸上に配列されるように構成した方が良い。
【００４３】
本発明の暗視野照明装置３０は、ガラス基板１の下方に配置され、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０の側に前記ガラス基板１を透過する暗視野照明として作用し、前記第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、前記透過光を用いて表面不良のイメージを撮影するようになる。すなわち、本発明のガラス基板の表面不良検査装置は、透明なガラス基板を透過したビームのうちから暗視野成分を収集することにより、ガラス基板表面に存在する不良を検出するようになる。
【００４４】
従って、設置される暗視野照明装置３０の個数は重要ではないが、暗視野照明装置３０から出射される照明は、少なくともガラス基板１の上面に形成される撮影領域Ｐ１と、前記ガラス基板１の下面に形成される２つの撮影領域Ｐ２、Ｐ３とを全て照射しながら、漏れなく透過するように構成しなければならない。暗視野照明装置３０としては、複数個のハロゲンランプまたはレーザ光から照射される光を光ファイバを用いて、ガラス基板１の幅方向に照射するラインライト（line light）を使用する。
【００４５】
このように、本発明の暗視野照明装置３０は、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０に暗視野照明として作用するが、このとき、各撮像装置１０、２０に作用する相対角度は、最大限同一となるように構成する方が好ましい。
【００４６】
上述したような本発明のガラス基板の表面不良検査装置によると、同一の表面不良に対して２つのイメージ（すなわち、第１撮像装置１０を介して得られた第１イメージと、第２撮像装置２０を介して得られた第２イメージ）を得るようになるが、もし、当該表面不良がガラス基板１の上面（Ａ面）に存在すれば、第１イメージ上の不良と第２イメージ上の不良は同一であるか、或いは誤差のほとんどない位置座標で表示され、もし、当該表面不良がガラス基板１の下面（Ｂ面）に存在すれば、第１イメージ上の不良と第２イメージ上の不良とは、互いに大きな差で異なる位置座標で表示されて、いずれの面に表面不良が発生したのかを判別することが可能となる。
【００４７】
本発明の検出信号処理部４０は、このように同一の表面不良に対して２つで提供されるイメージ情報（第１イメージ情報と第２イメージ情報）の入力を受けて、第１イメージ上の不良の位置座標と、前記第２イメージ上の不良の位置座標とを演算し、当該不良の位置情報を抽出する役割をする。
【００４８】
また、本発明の検出信号処理部４０は、抽出された位置座標を用いて、前記第１イメージ上の不良と前記第２イメージ上の不良との距離の差を反映した第３イメージを合成して、ディスプレイ装置に出力することにより、検査員は、２つの実像が形成する離隔の程度を視覚的に確認することができ、これを通じて、表面不良がいずれの面に発生したかを非常に容易に且つ迅速に判別することができる。
【００４９】
図７ａは、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置を通じて、ガラス基板の上面に発生した表面不良を検出する方法を説明するための図であり、図７ｂの（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図７ａの検査過程で得られた第１イメージおよび第２イメージを示す実験データの図である。図８ａは、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置を通じて、ガラス基板の下面に発生した表面不良を検出する方法を説明するための図であり、図８ｂの（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図８ａの検査過程で得られた第１イメージおよび第２イメージを示す実験データの図である。
【００５０】
図７ａ乃至図８ａを参照して、ガラス基板１の表面不良がＡ面とＢ面のうちいずれの面に発生したのかを判別する方法を説明する。参考に、図７ａおよび図８ａに示されたガラス基板１の上面を‘Ａ面’と仮定し、下面を‘Ｂ面’と仮定する。符号‘８’および符号‘９’は、ガラス基板１の表面に発生した不良（スクラッチ乃至異物）に該当する。また、図７ｂおよび図８ｂの実験データのガラス基板１は、約７００μｍの厚さｔを有するものを使用した。
【００５１】
（１） Ａ面に不良８が存在する場合
ガラス基板表面の上面に発生した特定の不良８（スクラッチ乃至異物）が、ガラス基板１とともに移送されて撮影領域（図２；Ｐ１）の範囲内に進入すると、このとき、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、前記特定の不良８に対するイメージを同時に（すなわち、時間間隔無く）捕捉し、第１イメージおよび第２イメージをそれぞれ生成するようになる。これは、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、ガラス基板表面の上面（Ａ面）に対する撮影領域（図２；Ｐ１）が互いに同一であるためである。
【００５２】
図７ｂの（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、第１および第２撮像装置１０、２０が同時に不良８を捕捉して生成した画面、すなわち、第１イメージ（図７ｂの（ａ））と第２イメージ（図７ｂの（ｂ））を示している。図７ｂから明らかなように、ガラス基板１の上面に存在する表面不良８は、第１撮像装置１０によって撮影された時点と、第２撮像装置２０によって撮影された時点との間に時間の間隔がほとんどないため、第１イメージに検出された不良８の位置座標と、第２イメージに検出された不良８の位置座標とは、ほぼ同一の値を有するようになる。
【００５３】
従って、第１イメージ（図７ｂの（ａ））と第２イメージ（図７ｂの（ｂ））を合成して第３イメージを作成すると、図７ｂの（ｃ）のように、第１イメージ上の表面不良８と第２イメージ上の表面不良８は、互いに離隔なく、重ね合った形状を示すようになる。
【００５４】
（２） Ｂ面に不良９が存在する場合
特定の不良９（スクラッチ乃至異物）がガラス基板表面の下面に存在する場合は、ガラス基板表面の上面に存在する場合とは異なり、時間の差を置いて第１撮像装置１０の撮影領域Ｐ３と、第２撮像装置２０の撮影領域Ｐ２とへ順に進入するようになる。
【００５５】
図８ａから明らかなように、ガラス基板１が右側から左に進められると、ガラス基板１の下面に存在する表面不良９は、第１撮像装置１０の撮影領域Ｐ３に先に到逹して捕捉されることにより、第１イメージが生成される。以後、略２００μｍの距離Ｃをさらに移動すると、第２撮像装置２０の撮影領域Ｐ２に進入して捕捉されることにより、第２イメージが生成される。上記のような理由で、第１イメージ（図８ｂの（ａ））に検出された不良９の位置座標と、第２イメージ（図８ｂの（ｂ））に検出された不良９の位置座標とは、異なる値を有するようになる。
【００５６】
従って、第１イメージ（図８ｂの（ａ））と第２イメージ（図８ｂの（ｂ））を合成して第３イメージを作成すると、図８ｂの（ｃ）のように、第１イメージ上の表面不良９と第２イメージ上の表面不良９は、互いの間に所定の距離の差を置いて離隔している形状を示すようになる。
【００５７】
以上で説明したように、本発明のガラス基板の表面不良検査装置は、Ａ面に不良８が存在する場合の合成イメージと、Ｂ面に不良９が存在する場合の合成イメージとが、異なる形態で示されるようになる。
【００５８】
すなわち、Ａ面に存在する不良８が検出された場合は、当該不良８が互いに重ね合った形状に示された合成イメージ（第３イメージ）を提供し、Ｂ面に存在する不良９が検出された場合は、当該不良９が互いの間に所定の間隔だけ離れている形状に表された合成イメージ（第３イメージ）を提供するようになる。
【００５９】
これは、Ａ面上の不良８は、第１撮像装置１０の第１イメージと第２撮像装置２０の第２イメージ上で同一座標で表示され、Ｂ面上の不良９は、第１イメージと第２イメージ上でそれぞれ異なる座標で表示されるからである。
【００６０】
従って、以下のような方法を通じて、ガラス基板１の表面不良のＡ／Ｂ面を判別するようになる。先ず、第１イメージの不良の位置座標と、前記第２イメージの不良の位置座標とを抽出する。そして、抽出した前記位置座標に基づいて、第１イメージと第２イメージを合成し、第３イメージを生成する。次いで、前記第３イメージにおいて、第１イメージに該当する不良と第２イメージに該当する不良が互いに形成する距離の差を通じて、表面不良が発生した面を判別する。このとき、第１イメージに該当する不良と第２イメージに該当する不良が互いの間で重ね合った形状である場合、ガラス基板１の上面に発生した表面不良８と判別し、第１イメージに該当する不良と第２イメージに該当する不良が互いの間で所定の距離の差を置いて離隔した形状である場合、ガラス基板１の下面に発生した表面不良９と判別するものである。
【００６１】
または、次のような方法を通じて、ガラス基板１の表面不良のＡ／Ｂ面を判別することも可能である。すなわち、第１イメージの不良の位置座標と第２イメージの不良の位置座標とが互いに同一である場合、ガラス基板１の上面に発生した表面不良８と判別し、第１イメージの不良の位置座標と第２イメージの不良の位置座標とが互いに異なる場合、ガラス基板１の下面に発生した表面不良９と判別するものである。
【００６２】
図９は、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置の他の構成例を概略的に示した装置構成図であり、図１０は、図９の側面図である。図９及び図１０を用いて、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置の他の構成例を説明する。
【００６３】
本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置は、ガラス基板１の下面Ｂ下から上面Ａ方向にガラス基板１の下面Ｂ上から移送方向とほぼ垂直となる仮想のラインＯＰ上に入射し、厚さ方向に屈折した後、ガラス基板１の上面Ａ上から移送方向とほぼ垂直となる仮想のラインＯＱ上に透過する光を照射する暗視野照明装置３０と、ガラス基板１の下面Ｂに形成される仮想のラインＯＰ地点を撮像する第２撮像装置２０と、ガラス基板１の上面Ａに形成される仮想のラインＯＱ地点を撮像する第１撮像装置１０と、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０とから入力されるイメージを比べ、付着された異物がガラス基板１の上面Ａまたは下面Ｂのうちいずれの面に付着されているかを判別する検出信号処理部４０とで構成される。
【００６４】
暗視野照明装置３０は、ガラス基板１の下面Ｂの下から上面Ａ方向に照射され、このとき、暗視野照明装置３０は、ガラス基板１の移送方向とほぼ垂直となる方向にガラス基板１の下面Ｂと仮想のラインＯＰに入射され、ガラス基板１の厚さ方向に透過された後、上面Ａからガラス基板１の移送方向とほぼ垂直をなす仮想のラインＯＱを通って上面Ａの上部に透過されるようにした。実質的には、暗視野照明装置３０から下面Ｂに照射された光は、下面Ｂに突き当たって下面Ｂの下部方向に相当量の反射が生じ、透過された光のうち一部は、上面Ａに突き当たって反射が生じるが、このような反射光は説明の便宜上省略した。
【００６５】
暗視野照明装置３０から照射された光は、ガラス基板１の幅方向に全体的に照射されるようにし、ガラス基板１の下面Ｂの垂直ベクトルと一定の角度（図１０を基準に‘９０゜−θ’）をなしながら斜めに照射されるようにした。光源である暗視野照明装置３０が下面Ｂの垂直ベクトルとなす入射角度（９０゜−θ）は、少なくとも４５°よりも大きく形成し、８５°よりは小さく形成した方が良い。暗視野照明装置３０を下面Ｂと垂直に近い角度で入射すれば（暗視野照明装置３０が下面Ｂの垂直ベクトルとなす入射角度（９０゜−θ）は、少なくとも４５°以上の場合）するほど、下面Ｂから入射された光がガラス基板１の厚さ方向に屈折された後、上面Ａに透過される光が移動する水平距離Ｄが短くなるので、検出された異物がガラス基板１のいずれの面に付着されているかが検出しにくく、検出が可能であっても撮像装置１０、２０の間の離隔距離が狭くなって、実質的に撮像装置１０、２０を設置するのに相当な困難があった。水平距離Ｄをより正確に定義すると、暗視野照明装置３０がガラス基板１の下面Ｂに入射された地点から上面Ａに透過される地点の間のガラス基板１の長手方向に移動した水平距離を意味する。したがって、水平距離Ｄを大きくするためには、暗視野照明装置３０が入射されるとき、下面Ｂの垂直ベクトルとなす角度を大きくすれば有利であるが、角度が大きければ大きいほど下面Ｂから反射される光量が増加するようになるので、同じ透過量を得るためには、暗視野照明装置３０の出力を増加させなければならない問題点が生じた。このような光量の出力を考慮する際に、暗視野照明装置３０が入射されるとき、下面Ｂの垂直ベクトルとなす角度は、８５°よりも小さくするのが好ましい。図９及び図１０の図示上では、暗視野照明装置３０を１つしか用いていないものとして示したが、実質的には、ガラス基板１の幅方向に整列された複数個のレーザ光源を用いるのが好ましい。
【００６６】
第２撮像装置２０は、ガラス基板１の下面Ｂに形成される仮想のラインＯＰ地点を撮像する装置であって、仮想のラインＯＰの垂直上部に設置した。図１０に示したように、第２撮像装置２０が撮影する地点は、ガラス基板１の下面Ｂの光が照射される仮想のラインＯＰの領域であるので、下面Ｂに付着された異物によって発生する散乱だけ撮影され、同じ垂直領域の上面Ａに異物が付着されていても上面Ａには光が照射されないので、上面Ａの異物に対する散乱光が撮影されなかったり、非常に薄暗い映像として撮影されたりするので、無視し得る水準になる。
【００６７】
同様に、第１撮像装置１０は、ガラス基板１の上面Ａに形成される仮想のラインＯＱ地点を撮像する装置であって、仮想のラインＯＱの垂直上部に設置した。図１０に示したように、第１撮像装置１０が撮影する地点は、ガラス基板１の上面Ａの光が照射される仮想のラインＯＱの領域であるので、上面Ａに付着された異物によって生じる散乱だけ撮影され、同じ垂直領域の下面Ｂに異物が付着されていても下面Ｂには光が照射されないので、下面Ａの異物に対する散乱光が撮影されなかったり、非常に薄暗い映像として撮影されたりするので、無視し得る水準になる。
【００６８】
図９及び図１０に示したように、撮像装置１０、２０をそれぞれ仮想のラインＯＰ、ＯＱの垂直上部に設置する場合には、別途の集束レンズを用いなくても良い利点がある。また、図面上では、第１撮像装置１０及び第２撮像装置２０もそれぞれ１つずつ備えられるものとして示したが、ガラス基板１の幅方向に整列された多数個のラインＣＣＤカメラを用いて構成することが可能であるのは勿論である。
【００６９】
図９乃至図１０に示された検出信号処理部４０は、図９の以前の図面上に示された検出信号処理部４０よりも簡単に異物の付着位置を判別することができる。図９乃至図１０に示された検出信号処理部４０は、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０とからそれぞれ入力される第１イメージ情報と第２イメージ情報とを比べ、第１イメージにのみ表示された異物は、ガラス基板１の上面Ａに付着された異物と判別し、第２イメージにのみ表示された異物は、ガラス基板１の下面Ｂに付着された異物と判別するものである。
【００７０】
図１１は、図９から撮像装置の位置を変更した一例の側面図である。撮像装置１０、２０を設置する変形例として、図１１に示したように、撮像装置１０、２０を上面Ａの垂直上部に設置せずに、一定の角度をなすように設置することができる。図１１に示された装置は、撮像装置１０、２０の設置空間に余裕があり、設置が容易であるという利点があるが、それぞれの撮像装置１０、２０が仮想のラインＯＱ、ＯＰに焦点が形成されるように、集束レンズ１１、２１を別に付け加えなければならない短所がある。特に、ガラス基板１の移送時にローラのように比較的に精度の劣る移送装置を用いる場合、ガラス基板１の移送時に上下に動きが生じるが、図１１のような集束レンズ１１、２１を用いる場合、正確な位置をフォーカシングするために、オートフォーカシング装置を付加的に設置しなければならない問題点がある。
【００７１】
図９乃至図１１に示された装置において、暗視野照明装置３０の幅Φは、小さいほど短い水平距離Ｄを有する装置でも、上部の異物と下部の異物とを明確に区分して撮像することができる利点がある。暗視野照明装置３０のガラス基板１を透過するときの幅Φは、少なくともガラス基板１の厚さｔよりは小さく維持しなければならない。図１２は、図１０と同じ条件で暗視野照明装置３０がガラス基板１を透過するとき、暗視野照明装置３０の幅Φをガラス基板１の厚さｔと同様に形成した場合を説明するための側面図である。第１撮像装置１０のビーム撮像領域を仮想のラインＯＱの領域で表示した。図１２に示したように、第１撮像装置１０の仮想のラインＯＱにおけるビーム撮像領域の下部には、暗視野照明装置３０が下面Ｂから入射される部分にも照明が照射され、下面Ｂに付着された異物による散乱も発生し得ることが分かる。したがって、第１撮像装置１０が上面Ａに付着された異物のみによる散乱光を受光するようにするためには、暗視野照明装置３０がガラス基板１を透過するとき、照明の幅Φは、ガラス基板１の厚さｔよりも小さく形成しなければならない。
【００７２】
以上で検討したとおり、本発明のガラス基板の表面不良検査装置は、暗視野光学系の長所である高い検出力を保障することができるとともに、明視野光学系の長所であるＡ／Ｂ面の判別機能も共に具現することができるため、表面不良のＡ／Ｂ面の判定に要される時間を減らし、ＮＧの可能性の高い表面不良のみを検査員に提供して検査の集中度を極大化できる、優れた効果がある。
【００７３】
以上で、本発明の好ましい実施例が特定の用語を使用して説明および示されているが、そのような用語は、ただ本発明を明確に説明するためのものであるだけで、本発明の実施例および記述された用語は、特許請求の範囲の技術的思想および範囲から逸脱することなく、さまざまな変更および変化を加えることができるのは、明らかである。
【００７４】
例えば、上記説明および図示された本発明のガラス基板の表面不良検査装置は、２つで設置された撮像装置１０、２０として説明および図示したが、３個以上の撮像装置を設置して、３個以上の表面不良イメージを収集することにより、表面不良のＡ／Ｂ面を判別するように構成することもできることは勿論である。
【００７５】
また、上記説明および図示された本発明のガラス基板の表面不良検査装置は、ガラス基板１の上面に同一の撮影領域Ｐ１を形成し、下面に異なる撮影領域Ｐ２、Ｐ３を形成するように構成したが、これと逆に、ガラス基板１の上面に異なる撮影領域を形成して、ガラス基板１の下面に同一の撮影領域が形成されるように構成しても、同一の目的を達成することができるのは勿論である。
【００７６】
このように変形されたこれらの実施例は、本発明の思想および範囲から個別に理解されてはいけなく、本発明の特許請求の範囲内に属すると言うべきである。
【符号の説明】
【００７７】
１：ガラス基板
８、９：表面不良
１０：第１撮像装置
２０：第２撮像装置
３０：暗視野照明装置
４０：検出信号処理部
Ｐ１：第１および第２撮像装置の撮影領域
Ｐ２：第２撮像装置の撮影領域
Ｐ３：第１撮像装置の撮影領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板の表面不良検査装置および検査方法（APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING THE SURFACE DEFECT OF THE GLASS SUBSTRATE）に関し、より詳細には、２つの撮像装置を介して２つのイメージを得た後、各イメージに示された表面不良の距離の差を用いて表面不良のＡ／Ｂ面を判別することができる、ガラス基板の表面不良検査装置および検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平板ディスプレイに用いられるガラス基板は、一側の面にだけマイクロ回路パターンが形成されるが、ガラス業界では、当該面を‘Ａ面’と称する。一方、他方の面には、マイクロ回路パターンが蒸着されないが、ガラス業界ではこれを‘Ｂ面’という。
【０００３】
ところが、ガラス基板のＡ面表面に不良がある場合、このような不良表面上にマイクロ回路パターンが蒸着されると、マイクロ回路パターン欠陥が誘発される。従って、マイクロ回路パターンを蒸着する前に、ガラス基板（特に、回路が形成されるＡ面）の表面に不良があるか否かを精密に検査しなければならない。参考に、以下において用いる用語の“不良”とは、スクラッチ（Scratch）の発生、異物の付着、表面突出、気泡の発生等のような多様な形状の表面欠陥を指す。
【０００４】
このように透明な板状体の欠陥を検出するための検査装置としては、暗視野光学系ＤＦおよび明視野光学系ＢＦが一般的に用いられている。暗視野光学系ＤＦおよび明視野光学系ＢＦの原理については、例えば、特許文献１に記載されている。本発明は、暗視野光学系ＤＦを用いて、ガラス基板表面の異物を検出する装置及び方法に関する。
【０００５】
暗視野光学系に対して簡単に説明すると、以下のとおりである。図１は、透明な板状体としてのガラス基板１に存在する欠陥を検出する従来の暗視野光学系を示した図である。図１を参照すると、暗視野光学系の場合、センサーカメラ５はガラス基板１の上側面上に配置され、光源６はガラス基板１の下側面上に配置されて、反射光ではない透過光を用いてイメージを撮影するようになる。すなわち、暗視野光学系は、ガラス基板１を透過したビーム７のうちから暗視野成分を収集することにより、ガラス基板１に存在する不良４（異物、スクラッチなど）を検出する方式である。
【０００６】
このような暗視野光学系は、明視野光学系に比べて検出力が高く、ガラス基板１の表面不良を正確且つ敏感に検出することができるが、その反面、Ａ面に存在する不良４と、Ｂ面に存在する不良４に対するシグナル（Signal）の差がほとんどなく、表面不良に対するＡ／Ｂ面の位置情報が得られないという限界があった。
【０００７】
ところが、平板ディスプレイに用いられるガラス基板１は、Ａ面とＢ面に対してそれぞれ求められる品質の程度に大きな差がある。例えば、Ａ面は、突出不良およびスクラッチ不良に対して非常に鋭敏であることから、品質の仕様もまた高い。一方、Ｂ面は鈍感であるため、品質の仕様が低い。
【０００８】
ガラス基板１の工程において、基板返送時には、Ｂ面を返送手段に接触させるため、Ｂ面に微細なスクラッチが発生して異物が付着されることがあるが、上述したように、Ｂ面に要求される品質の仕様は低いため、このような程度の不良４は許容され得る。この程度の不良４がＡ面に発生したら、当該ガラス基板１は、エヌジー（ＮＧ）として分類されて、平板ディスプレイの製造に用いることができない。
【０００９】
上述したように、平板ディスプレイ用ガラス基板１（特に、Ａ面）は、微細な不良４が発生しても劣悪な品質に分類されて用いられなくなるところ、検出力の高い暗視野光学系を用いて表面の不良４を検査する方が有利である。しかし、暗視野光学系は、Ａ／Ｂ面の仕分けが不可能であるため、発生した不良４のＡ／Ｂ面の情報は排除したまま、単に不良４の存在の有無を検出して検査員に提供し、いずれの面に不良４が発生したかに対する判別は、全体的に検査員の手作業に依存するしかなかった。
【００１０】
従って、特定のガラス基板１が、Ａ面は品質が良好であり、Ｂ面には許容可能な程度の微細なスクラッチが存在して、平板ディスプレイ用に適した場合であっても、暗視野光学系はこれを表面不良として認識し、不良４のイメージを検査員に提供するため、検査員が、該表面の不良４のイメージがＡ／Ｂ面のうちいずれの面に該当するのかを判別しなければならない追加の手作業がさらに要求されて、工程の収率と作業の率が低下するだけでなく、間欠的に発生するＡ面の微細スクラッチをＢ面と誤って判断して、不適合なガラス基板１を良品化に用いることが発生され得る問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−１０３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記のような問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は、暗視野光学系の長所である高い検出力を保障することができるとともに、明視野光学系の長所であるＡ／Ｂ面の判別機能も共に具現することができ、表面不良のＡ／Ｂ面の判定に要される時間（Cycle Time）を減らし、ＮＧ可能性の高い表面不良のみを検査員に提供して、検査の集中度を極大化することができるガラス基板の表面不良検査装置および検査方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した目的を達成するための本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置は、ガラス基板の上方に配置され、前記ガラス基板の表面不良に対する第１イメージを撮影する第１撮像装置と、前記ガラス基板の上方に配置され、前記ガラス基板の表面不良に対する第２イメージを撮影する第２撮像装置と、前記ガラス基板の下方に配置され、前記第１撮像装置と前記第２撮像装置の側に前記ガラス基板を透過する暗視野照明として作用する暗視野照明装置と、前記第１イメージ上の不良の位置座標と、前記第２イメージ上の不良の位置座標とを演算する検出信号処理部と、を含み、前記第１撮像装置と前記第２撮像装置は、少なくとも前記ガラス基板の移送方向に平行ではないライン状の撮影領域を形成し、前記ガラス基板の上面に対する撮影領域は互いに重ね合わされて、前記ガラス基板の下面に対する撮影領域は、互いに異なるように構成されたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査方法は、第１撮像装置を介して得られた第１イメージと、第２撮像装置を介して得られた第２イメージとを合成して第３イメージを生成するステップと、前記第３イメージにおいて、前記第１イメージに該当する不良と前記第２イメージに該当する不良が互いに形成する距離の差を通じて、表面不良が発生した面を判別するステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置および検査方法によれば、暗視野光学系の長所である高い検出力を保障することができるとともに、表面不良がいずれの面に発生したのかを判別することができるため、下記のような顕著な効果を奏するようになる。
【００１６】
（１） Ｂ面に発生した多量の許容可能な表面不良を迅速且つ手軽にフィルタリング（Filtering）することができるため、検査員の判定負荷が減少され、工程の効率を増大させることができる。
【００１７】
（２） 検査対象であるイメージの分量が減少されて、Ａ面に発生した表面不良に対する検査作業の精度と集中度を向上させることができ、これにより、不適合なガラス基板を良品化に用いる場合を最大限防止することができるようになる。
【００１８】
（３） 微細な表面不良の位置情報の獲得を通じて、ガラス基板製品の保証レベルを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、透明な板状体としてのガラス基板に存在する欠陥を検出する従来の暗視野光学系を示した図である。
【図２】図２は、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置の構成例を概略的に示した装置構成図である。
【図３】図３は、図２の側面図である。
【図４】図４は、本発明の第１撮像装置と第２撮像装置の誤配置形態を示す一例の構成図である。
【図５】図５の（ａ）および（ｂ）は、本発明にかかる第１撮像装置と第２撮像装置の多様な配置形態を示す側面図である。
【図６】図６は、本発明にかかる第１撮像装置と第２撮像装置の最も好ましい配置形態を示した側面図である。
【図７ａ】図７ａは、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置を通じて、ガラス基板の上面に発生した表面不良を検出する方法を説明するための図である。
【図７ｂ】図７ｂの（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図７ａの検査過程で得られた第１イメージおよび第２イメージを示す実験データの図である。
【図８ａ】図８ａは、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置を通じて、ガラス基板の下面に発生した表面不良を検出する方法を説明するための図である。
【図８ｂ】図８ｂの（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図８ａの検査過程で得られた第１イメージおよび第２イメージを示す実験データの図である。
【図９】図９は、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置の他の構成例を概略的に示した装置構成図である。
【図１０】図１０は、図９の側面図である。
【図１１】図１１は、図９から撮像装置の位置を変更した一例の側面図である。
【図１２】図１２は、図１０と同じ条件で暗視野照明装置がガラス基板を透過するとき、照明装置の幅Φをガラス基板の厚さｔと同様に形成した場合を説明するための側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、デュアルカメラ方式で構成されたガラス基板の表面不良検査装置を通じて、暗視野光学系の長所である高い検出力を保障することができるとともに、明視野光学系の長所であるＡ／Ｂ面の判別機能も共に具現することができる技術的特徴を提示する。
【００２１】
以下において、添付の図面を参照しながら、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置の好ましい実施例、長所および特徴について詳しく説明する。
【００２２】
説明する前に、以下において用いる用語の‘移送方向Ｙ’とは、返送手段を介して移送されるガラス基板の進行方向をいい、‘幅方向Ｘ’とは、ガラス基板の幅に平行な方向であって、これは移送方向Ｙに垂直である。
【００２３】
また、以下において用いる用語の“表面不良”とは、ガラス基板の表面に発生したスクラッチ、表面に付着された異物はもちろん、ガラス製造工程上の瑕疵による表面の微細突出のような多様な形状の表面欠陥を包括する意味として用いることとする。
【実施例１】
【００２４】
図２は、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置の基本的な構成例を概略的に示した装置構成図であり、図３は、図２の側面図である。
【００２５】
図２および図３を参照すると、本発明のガラス基板の表面不良検査装置は、少なくとも２つの撮像装置１０、２０と、前記撮像装置側に光を照射する暗視野照明装置３０と、撮像装置１０、２０からイメージ情報の入力を受ける検出信号処理部４０とを含むように構成される。
【００２６】
本発明の検査対象に該当するガラス基板１は、ＬＣＤ、ＰＤＰのような平板ディスプレイ装置のパネルに用いられる薄いガラス材質の基板であって、一般的に、０．５ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲の厚さに形成され、‘Ａ面’は、マイクロ回路パターンが蒸着形成される面を意味するものとし、‘Ｂ面’は、マイクロ回路パターンが形成されない面を称するものとする。記号‘Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３’は、撮像装置１０、２０による撮影領域（走査領域）を示すものである。
【００２７】
本発明の撮像装置１０、２０は、返送ローラ等を介して移送されるガラス基板１を連続的に撮影して、当該ガラス基板１の表面に対するイメージ情報を得た後、これを検出信号処理部４０に転送する器機に当たる。
【００２８】
このような撮像装置１０、２０は、入射された光を電気信号に変換して、当該ガラス基板１の表面に対するイメージ情報を提供する電荷結合素子（ＣＣＤ）方式のセンサーカメラで構成することが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００２９】
本発明は、撮像装置１０、２０が少なくとも２つ以上で具備され、このように複数で具備される撮像装置１０、２０は、ガラス基板１の移送方向Ｙに沿って配列されていることを特徴とする。図３および図４の好ましい実施例によるガラス基板の表面不良検査装置は、２個の撮像装置１０、２０で構成した。以下においては、これをそれぞれ、第１撮像装置１０および第２撮像装置２０と称し、第１撮像装置１０を介して撮影されたガラス基板１の表面映像を第１イメージと称して、第２撮像装置２０を介して撮影されたガラス基板１の表面映像を第２イメージと称することとする。
【００３０】
図２及び図３の好ましい実施例によると、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、いずれもガラス基板１の上方Ｚにそれぞれ、第１角度θ１および第２角度θ２を形成しながら具備され、移送方向Ｙに沿って１つずつ配置されるように構成されるが、少なくともガラス基板１の移送方向に平行ではないライン状の撮影領域を形成するように構成される。
【００３１】
参考に、第１角度θ１は、ガラス基板１の上面に対する撮影領域の法線Ｖ１に対して第１撮像装置１０が形成する角度を意味し、第２角度θ２は、上記の同一法線Ｖ１に対して第２撮像装置２０が形成する角度を意味する。
【００３２】
本発明の第１および第２撮像装置１０、２０は、センサーのピクセルが横にのみ配列されるように構成されて、ラインスキャン（line scan）方式でガラス基板１の表面を連続撮影していくように構成される。すなわち、撮像装置１０、２０のセンサーを構成するピクセルは、ガラス基板１の幅を横断して並び、これにより、第１および第２撮像装置１０、２０は、ガラス基板表面の幅を平行に、或いは斜めに横切るライン状の撮影領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を形成するようになる。また、ガラス基板１の幅が、前記撮影領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のラインの範囲内に含まれるように構成して、ガラス基板１の全面に対して漏れなく検査が行われるようにする。
【００３３】
本発明の主要技術的特徴の１つは、ガラス基板表面の上方に具備された第１撮像装置１０と第２撮像装置２０の、ガラス基板１の上面（Ａ面）に対する撮影領域（走査領域）は互いに重ね合わされ、ガラス基板１の下面（Ｂ面）に対する撮影領域（走査領域）は互いに異なるように構成されていることである。
【００３４】
従って、本発明のガラス基板の表面不良検査装置を２個の撮像装置１０、２０で構成すると、３個の撮影領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を有するようになるが、記号‘Ｐ１’は、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０のガラス基板１の上面不良に対する撮影領域であって、互いに重ね合わされており、記号‘Ｐ２’は、第２撮像装置２０のガラス基板１の下面不良に対する撮影領域であって、これは第２撮像装置２０に固有の撮影領域に該当し、記号‘Ｐ３’は、第１撮像装置１０のガラス基板１の下面不良に対する撮影領域であって、これは第１撮像装置１０に固有の撮影領域に該当する。
【００３５】
図２および図３の好ましい実施例によると、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、ガラス基板１の上方に、その移送方向Ｙに沿って配置されるが、上面から互いに同一地点を走査するように構成されている。従って、第１撮像装置１０がガラス基板上面（Ａ面）に対して形成する撮影領域Ｐ１（スキャニングライン）と、第２撮像装置２０がガラス基板上面（Ａ面）に対して形成する撮影領域Ｐ１とは、互いに重ね合わされる。
【００３６】
但し、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、同一地点を照らすように配置するが、少なくとも‘Ｐ１’撮影領域のガラス基板表面の法線Ｖ１に対して同一方向に、同一角度上には一緒に位置しないように構成しなければならない。
【００３７】
図４は、本発明の第１撮像装置と第２撮像装置の誤配置形態を示す一例の構成図である。
【００３８】
例えば、図４を参照すると、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、ガラス基板表面（Ａ面）の同一領域を走査するように配置されているが、‘Ｐ１’撮影領域の法線Ｖ１に対して同一方向に、同一角度（θ３＝θ４）上に配置されているため、誤った構成に該当する。これは、本発明の第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、ガラス基板１の上面に対しては互いに同一地点に対して撮影領域を有するが、ガラス基板１の下面に対しては、互いに別の地点に対して撮影領域を有するようにするためであり、このような技術特徴を通じて、表面不良のＡ／Ｂ面の判別機能を具現できるからである。
【００３９】
図５の（ａ）および（ｂ）は、本発明にかかる第１撮像装置１０と第２撮像装置２０の多様な配置形態を示す側面図であって、図５の（ａ）は、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０が、ガラス基板１の上面に対しては同一地点を走査するように構成するが、ガラス基板１の撮影領域Ｐ１の法線Ｖ１に対してそれぞれ異なる方向（左側方向と右側方向）に、互いに異なる角度θ１≠θ２で傾斜しているように構成した。図５の（ｂ）は、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０が、ガラス基板１の上面に対しては同一地点を走査するように構成するが、ガラス基板１の撮影領域Ｐ１の法線Ｖ１に対して同一方向（右側方向）に、互いに異なる角度（θ１≠θ２）で傾斜しているように構成した。
【００４０】
図５の（ａ）および（ｂ）のような構成を通じて、本発明の第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、ガラス基板１の上面に対しては同一の撮影領域を有するが、第１撮像装置１０の第１角度θ１と第２撮像装置２０の第２角度θ２は、法線Ｖ１に対する同一方向には少なくとも互いに異なる角度を有するように構成され、ガラス基板１の下面に対しては、互いに異なる撮影領域を有するように構成されたことを主な特徴とする。
【００４１】
図６は、本発明にかかる第１撮像装置１０と第２撮像装置２０の最も好ましい配置形態を示した側面図である。図６を参照して、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置の最も好ましい実施例に対して説明する。
【００４２】
第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、ガラス基板１の上面に対して同一地点を走査するように構成され、法線Ｖ１を基準に左・右対称する形状に配置されて、第１角度θ１と第２角度θ２が同一であるように構成される。また、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、ライン状の撮影領域がガラス基板１の幅を横断するように構成するが、より好ましくは、ガラス基板１の幅と平行な方向（図２：Ｘ）に形成されるようにし、第１および第２撮像装置１０、２０が、ガラス基板１の中心軸上に配列されるように構成した方が良い。
【００４３】
本発明の暗視野照明装置３０は、ガラス基板１の下方に配置され、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０の側に前記ガラス基板１を透過する暗視野照明として作用し、前記第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、前記透過光を用いて表面不良のイメージを撮影するようになる。すなわち、本発明のガラス基板の表面不良検査装置は、透明なガラス基板を透過したビームのうちから暗視野成分を収集することにより、ガラス基板表面に存在する不良を検出するようになる。
【００４４】
従って、設置される暗視野照明装置３０の個数は重要ではないが、暗視野照明装置３０から出射される照明は、少なくともガラス基板１の上面に形成される撮影領域Ｐ１と、前記ガラス基板１の下面に形成される２つの撮影領域Ｐ２、Ｐ３とを全て照射しながら、漏れなく透過するように構成しなければならない。暗視野照明装置３０としては、複数個のハロゲンランプまたはレーザ光から照射される光を光ファイバを用いて、ガラス基板１の幅方向に照射するラインライト（line light）を使用する。
【００４５】
このように、本発明の暗視野照明装置３０は、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０に暗視野照明として作用するが、このとき、各撮像装置１０、２０に作用する相対角度は、最大限同一となるように構成する方が好ましい。
【００４６】
上述したような本発明のガラス基板の表面不良検査装置によると、同一の表面不良に対して２つのイメージ（すなわち、第１撮像装置１０を介して得られた第１イメージと、第２撮像装置２０を介して得られた第２イメージ）を得るようになるが、もし、当該表面不良がガラス基板１の上面（Ａ面）に存在すれば、第１イメージ上の不良と第２イメージ上の不良は同一であるか、或いは誤差のほとんどない位置座標で表示され、もし、当該表面不良がガラス基板１の下面（Ｂ面）に存在すれば、第１イメージ上の不良と第２イメージ上の不良とは、互いに大きな差で異なる位置座標で表示されて、いずれの面に表面不良が発生したのかを判別することが可能となる。
【００４７】
本発明の検出信号処理部４０は、このように同一の表面不良に対して２つで提供されるイメージ情報（第１イメージ情報と第２イメージ情報）の入力を受けて、第１イメージ上の不良の位置座標と、前記第２イメージ上の不良の位置座標とを演算し、当該不良の位置情報を抽出する役割をする。
【００４８】
また、本発明の検出信号処理部４０は、抽出された位置座標を用いて、前記第１イメージ上の不良と前記第２イメージ上の不良との距離の差を反映した第３イメージを合成して、ディスプレイ装置に出力することにより、検査員は、２つの実像が形成する離隔の程度を視覚的に確認することができ、これを通じて、表面不良がいずれの面に発生したかを非常に容易に且つ迅速に判別することができる。
【００４９】
図７ａは、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置を通じて、ガラス基板の上面に発生した表面不良を検出する方法を説明するための図であり、図７ｂの（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図７ａの検査過程で得られた第１イメージおよび第２イメージを示す実験データの図である。図８ａは、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置を通じて、ガラス基板の下面に発生した表面不良を検出する方法を説明するための図であり、図８ｂの（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図８ａの検査過程で得られた第１イメージおよび第２イメージを示す実験データの図である。
【００５０】
図７ａ乃至図８ａを参照して、ガラス基板１の表面不良がＡ面とＢ面のうちいずれの面に発生したのかを判別する方法を説明する。参考に、図７ａおよび図８ａに示されたガラス基板１の上面を‘Ａ面’と仮定し、下面を‘Ｂ面’と仮定する。符号‘８’および符号‘９’は、ガラス基板１の表面に発生した不良（スクラッチ乃至異物）に該当する。また、図７ｂおよび図８ｂの実験データのガラス基板１は、約７００μｍの厚さｔを有するものを使用した。
【００５１】
（１） Ａ面に不良８が存在する場合
ガラス基板表面の上面に発生した特定の不良８（スクラッチ乃至異物）が、ガラス基板１とともに移送されて撮影領域（図２；Ｐ１）の範囲内に進入すると、このとき、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、前記特定の不良８に対するイメージを同時に（すなわち、時間間隔無く）捕捉し、第１イメージおよび第２イメージをそれぞれ生成するようになる。これは、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０は、ガラス基板表面の上面（Ａ面）に対する撮影領域（図２；Ｐ１）が互いに同一であるためである。
【００５２】
図７ｂの（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、第１および第２撮像装置１０、２０が同時に不良８を捕捉して生成した画面、すなわち、第１イメージ（図７ｂの（ａ））と第２イメージ（図７ｂの（ｂ））を示している。図７ｂから明らかなように、ガラス基板１の上面に存在する表面不良８は、第１撮像装置１０によって撮影された時点と、第２撮像装置２０によって撮影された時点との間に時間の間隔がほとんどないため、第１イメージに検出された不良８の位置座標と、第２イメージに検出された不良８の位置座標とは、ほぼ同一の値を有するようになる。
【００５３】
従って、第１イメージ（図７ｂの（ａ））と第２イメージ（図７ｂの（ｂ））を合成して第３イメージを作成すると、図７ｂの（ｃ）のように、第１イメージ上の表面不良８と第２イメージ上の表面不良８は、互いに離隔なく、重ね合った形状を示すようになる。
【００５４】
（２） Ｂ面に不良９が存在する場合
特定の不良９（スクラッチ乃至異物）がガラス基板表面の下面に存在する場合は、ガラス基板表面の上面に存在する場合とは異なり、時間の差を置いて第１撮像装置１０の撮影領域Ｐ３と、第２撮像装置２０の撮影領域Ｐ２とへ順に進入するようになる。
【００５５】
図８ａから明らかなように、ガラス基板１が右側から左に進められると、ガラス基板１の下面に存在する表面不良９は、第１撮像装置１０の撮影領域Ｐ３に先に到逹して捕捉されることにより、第１イメージが生成される。以後、略２００μｍの距離Ｃをさらに移動すると、第２撮像装置２０の撮影領域Ｐ２に進入して捕捉されることにより、第２イメージが生成される。上記のような理由で、第１イメージ（図８ｂの（ａ））に検出された不良９の位置座標と、第２イメージ（図８ｂの（ｂ））に検出された不良９の位置座標とは、異なる値を有するようになる。
【００５６】
従って、第１イメージ（図８ｂの（ａ））と第２イメージ（図８ｂの（ｂ））を合成して第３イメージを作成すると、図８ｂの（ｃ）のように、第１イメージ上の表面不良９と第２イメージ上の表面不良９は、互いの間に所定の距離の差を置いて離隔している形状を示すようになる。
【００５７】
以上で説明したように、本発明のガラス基板の表面不良検査装置は、Ａ面に不良８が存在する場合の合成イメージと、Ｂ面に不良９が存在する場合の合成イメージとが、異なる形態で示されるようになる。
【００５８】
すなわち、Ａ面に存在する不良８が検出された場合は、当該不良８が互いに重ね合った形状に示された合成イメージ（第３イメージ）を提供し、Ｂ面に存在する不良９が検出された場合は、当該不良９が互いの間に所定の間隔だけ離れている形状に表された合成イメージ（第３イメージ）を提供するようになる。
【００５９】
これは、Ａ面上の不良８は、第１撮像装置１０の第１イメージと第２撮像装置２０の第２イメージ上で同一座標で表示され、Ｂ面上の不良９は、第１イメージと第２イメージ上でそれぞれ異なる座標で表示されるからである。
【００６０】
従って、以下のような方法を通じて、ガラス基板１の表面不良のＡ／Ｂ面を判別するようになる。先ず、第１イメージの不良の位置座標と、前記第２イメージの不良の位置座標とを抽出する。そして、抽出した前記位置座標に基づいて、第１イメージと第２イメージを合成し、第３イメージを生成する。次いで、前記第３イメージにおいて、第１イメージに該当する不良と第２イメージに該当する不良が互いに形成する距離の差を通じて、表面不良が発生した面を判別する。このとき、第１イメージに該当する不良と第２イメージに該当する不良が互いの間で重ね合った形状である場合、ガラス基板１の上面に発生した表面不良８と判別し、第１イメージに該当する不良と第２イメージに該当する不良が互いの間で所定の距離の差を置いて離隔した形状である場合、ガラス基板１の下面に発生した表面不良９と判別するものである。
【００６１】
または、次のような方法を通じて、ガラス基板１の表面不良のＡ／Ｂ面を判別することも可能である。すなわち、第１イメージの不良の位置座標と第２イメージの不良の位置座標とが互いに同一である場合、ガラス基板１の上面に発生した表面不良８と判別し、第１イメージの不良の位置座標と第２イメージの不良の位置座標とが互いに異なる場合、ガラス基板１の下面に発生した表面不良９と判別するものである。
【００６２】
図９は、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置の他の構成例を概略的に示した装置構成図であり、図１０は、図９の側面図である。図９及び図１０を用いて、本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置の他の構成例を説明する。
【００６３】
本発明にかかるガラス基板の表面不良検査装置は、ガラス基板１の下面Ｂ下から上面Ａ方向にガラス基板１の下面Ｂ上から移送方向とほぼ垂直となる仮想のラインＯＰ上に入射し、厚さ方向に屈折した後、ガラス基板１の上面Ａ上から移送方向とほぼ垂直となる仮想のラインＯＱ上に透過する光を照射する暗視野照明装置３０と、ガラス基板１の下面Ｂに形成される仮想のラインＯＰ地点を撮像する第２撮像装置２０と、ガラス基板１の上面Ａに形成される仮想のラインＯＱ地点を撮像する第１撮像装置１０と、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０とから入力されるイメージを比べ、付着された異物がガラス基板１の上面Ａまたは下面Ｂのうちいずれの面に付着されているかを判別する検出信号処理部４０とで構成される。
【００６４】
暗視野照明装置３０は、ガラス基板１の下面Ｂの下から上面Ａ方向に照射され、このとき、暗視野照明装置３０は、ガラス基板１の移送方向とほぼ垂直となる方向にガラス基板１の下面Ｂと仮想のラインＯＰに入射され、ガラス基板１の厚さ方向に透過された後、上面Ａからガラス基板１の移送方向とほぼ垂直をなす仮想のラインＯＱを通って上面Ａの上部に透過されるようにした。実質的には、暗視野照明装置３０から下面Ｂに照射された光は、下面Ｂに突き当たって下面Ｂの下部方向に相当量の反射が生じ、透過された光のうち一部は、上面Ａに突き当たって反射が生じるが、このような反射光は説明の便宜上省略した。
【００６５】
暗視野照明装置３０から照射された光は、ガラス基板１の幅方向に全体的に照射されるようにし、ガラス基板１の下面Ｂの垂直ベクトルと一定の角度（図１０を基準に‘９０゜−θ’）をなしながら斜めに照射されるようにした。光源である暗視野照明装置３０が下面Ｂの垂直ベクトルとなす入射角度（９０゜−θ）は、少なくとも４５°よりも大きく形成し、８５°よりは小さく形成した方が良い。暗視野照明装置３０を下面Ｂと垂直に近い角度で入射すれば（暗視野照明装置３０が下面Ｂの垂直ベクトルとなす入射角度（９０゜−θ）は、少なくとも４５°以上の場合）するほど、下面Ｂから入射された光がガラス基板１の厚さ方向に屈折された後、上面Ａに透過される光が移動する水平距離Ｄが短くなるので、検出された異物がガラス基板１のいずれの面に付着されているかが検出しにくく、検出が可能であっても撮像装置１０、２０の間の離隔距離が狭くなって、実質的に撮像装置１０、２０を設置するのに相当な困難があった。水平距離Ｄをより正確に定義すると、暗視野照明装置３０がガラス基板１の下面Ｂに入射された地点から上面Ａに透過される地点の間のガラス基板１の長手方向に移動した水平距離を意味する。したがって、水平距離Ｄを大きくするためには、暗視野照明装置３０が入射されるとき、下面Ｂの垂直ベクトルとなす角度を大きくすれば有利であるが、角度が大きければ大きいほど下面Ｂから反射される光量が増加するようになるので、同じ透過量を得るためには、暗視野照明装置３０の出力を増加させなければならない問題点が生じた。このような光量の出力を考慮する際に、暗視野照明装置３０が入射されるとき、下面Ｂの垂直ベクトルとなす角度は、８５°よりも小さくするのが好ましい。図９及び図１０の図示上では、暗視野照明装置３０を１つしか用いていないものとして示したが、実質的には、ガラス基板１の幅方向に整列された複数個のレーザ光源を用いるのが好ましい。
【００６６】
第２撮像装置２０は、ガラス基板１の下面Ｂに形成される仮想のラインＯＰ地点を撮像する装置であって、仮想のラインＯＰの垂直上部に設置した。図１０に示したように、第２撮像装置２０が撮影する地点は、ガラス基板１の下面Ｂの光が照射される仮想のラインＯＰの領域であるので、下面Ｂに付着された異物によって発生する散乱だけ撮影され、同じ垂直領域の上面Ａに異物が付着されていても上面Ａには光が照射されないので、上面Ａの異物に対する散乱光が撮影されなかったり、非常に薄暗い映像として撮影されたりするので、無視し得る水準になる。
【００６７】
同様に、第１撮像装置１０は、ガラス基板１の上面Ａに形成される仮想のラインＯＱ地点を撮像する装置であって、仮想のラインＯＱの垂直上部に設置した。図１０に示したように、第１撮像装置１０が撮影する地点は、ガラス基板１の上面Ａの光が照射される仮想のラインＯＱの領域であるので、上面Ａに付着された異物によって生じる散乱だけ撮影され、同じ垂直領域の下面Ｂに異物が付着されていても下面Ｂには光が照射されないので、下面Ａの異物に対する散乱光が撮影されなかったり、非常に薄暗い映像として撮影されたりするので、無視し得る水準になる。
【００６８】
図９及び図１０に示したように、撮像装置１０、２０をそれぞれ仮想のラインＯＰ、ＯＱの垂直上部に設置する場合には、別途の集束レンズを用いなくても良い利点がある。また、図面上では、第１撮像装置１０及び第２撮像装置２０もそれぞれ１つずつ備えられるものとして示したが、ガラス基板１の幅方向に整列された多数個のラインＣＣＤカメラを用いて構成することが可能であるのは勿論である。
【００６９】
図９乃至図１０に示された検出信号処理部４０は、図９の以前の図面上に示された検出信号処理部４０よりも簡単に異物の付着位置を判別することができる。図９乃至図１０に示された検出信号処理部４０は、第１撮像装置１０と第２撮像装置２０とからそれぞれ入力される第１イメージ情報と第２イメージ情報とを比べ、第１イメージにのみ表示された異物は、ガラス基板１の上面Ａに付着された異物と判別し、第２イメージにのみ表示された異物は、ガラス基板１の下面Ｂに付着された異物と判別するものである。
【００７０】
図１１は、図９から撮像装置の位置を変更した一例の側面図である。撮像装置１０、２０を設置する変形例として、図１１に示したように、撮像装置１０、２０を上面Ａの垂直上部に設置せずに、一定の角度をなすように設置することができる。図１１に示された装置は、撮像装置１０、２０の設置空間に余裕があり、設置が容易であるという利点があるが、それぞれの撮像装置１０、２０が仮想のラインＯＱ、ＯＰに焦点が形成されるように、集束レンズ１１、２１を別に付け加えなければならない短所がある。特に、ガラス基板１の移送時にローラのように比較的に精度の劣る移送装置を用いる場合、ガラス基板１の移送時に上下に動きが生じるが、図１１のような集束レンズ１１、２１を用いる場合、正確な位置をフォーカシングするために、オートフォーカシング装置を付加的に設置しなければならない問題点がある。
【００７１】
図９乃至図１１に示された装置において、暗視野照明装置３０の幅Φは、小さいほど短い水平距離Ｄを有する装置でも、上部の異物と下部の異物とを明確に区分して撮像することができる利点がある。暗視野照明装置３０のガラス基板１を透過するときの幅Φは、少なくともガラス基板１の厚さｔよりは小さく維持しなければならない。図１２は、図１０と同じ条件で暗視野照明装置３０がガラス基板１を透過するとき、暗視野照明装置３０の幅Φをガラス基板１の厚さｔと同様に形成した場合を説明するための側面図である。第１撮像装置１０のビーム撮像領域を仮想のラインＯＱの領域で表示した。図１２に示したように、第１撮像装置１０の仮想のラインＯＱにおけるビーム撮像領域の下部には、暗視野照明装置３０が下面Ｂから入射される部分にも照明が照射され、下面Ｂに付着された異物による散乱も発生し得ることが分かる。したがって、第１撮像装置１０が上面Ａに付着された異物のみによる散乱光を受光するようにするためには、暗視野照明装置３０がガラス基板１を透過するとき、照明の幅Φは、ガラス基板１の厚さｔよりも小さく形成しなければならない。
【００７２】
以上で検討したとおり、本発明のガラス基板の表面不良検査装置は、暗視野光学系の長所である高い検出力を保障することができるとともに、明視野光学系の長所であるＡ／Ｂ面の判別機能も共に具現することができるため、表面不良のＡ／Ｂ面の判定に要される時間を減らし、ＮＧの可能性の高い表面不良のみを検査員に提供して検査の集中度を極大化できる、優れた効果がある。
【００７３】
以上で、本発明の好ましい実施例が特定の用語を使用して説明および示されているが、そのような用語は、ただ本発明を明確に説明するためのものであるだけで、本発明の実施例および記述された用語は、特許請求の範囲の技術的思想および範囲から逸脱することなく、さまざまな変更および変化を加えることができるのは、明らかである。
【００７４】
例えば、上記説明および図示された本発明のガラス基板の表面不良検査装置は、２つで設置された撮像装置１０、２０として説明および図示したが、３個以上の撮像装置を設置して、３個以上の表面不良イメージを収集することにより、表面不良のＡ／Ｂ面を判別するように構成することもできることは勿論である。
【００７５】
また、上記説明および図示された本発明のガラス基板の表面不良検査装置は、ガラス基板１の上面に同一の撮影領域Ｐ１を形成し、下面に異なる撮影領域Ｐ２、Ｐ３を形成するように構成したが、これと逆に、ガラス基板１の上面に異なる撮影領域を形成して、ガラス基板１の下面に同一の撮影領域が形成されるように構成しても、同一の目的を達成することができるのは勿論である。
【００７６】
このように変形されたこれらの実施例は、本発明の思想および範囲から個別に理解されてはいけなく、本発明の特許請求の範囲内に属すると言うべきである。
【符号の説明】
【００７７】
１：ガラス基板
８、９：表面不良
１０：第１撮像装置
２０：第２撮像装置
３０：暗視野照明装置
４０：検出信号処理部
Ｐ１：第１および第２撮像装置の撮影領域
Ｐ２：第２撮像装置の撮影領域
Ｐ３：第１撮像装置の撮影領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
暗視野光学系を有するガラス基板の表面不良検査装置において、
前記ガラス基板の上方に配置され、前記ガラス基板の表面不良に対する第１イメージを撮影する第１撮像装置と、
前記ガラス基板の上方に配置され、前記ガラス基板の表面不良に対する第２イメージを撮影する第２撮像装置と、
前記ガラス基板の下方に配置され、前記第１撮像装置と前記第２撮像装置の側に前記ガラス基板を透過する暗視野照明として作用する暗視野照明装置と、
前記第１イメージ上の不良の位置座標と、前記第２イメージ上の不良の位置座標とを演算する検出信号処理部と、を含み、
前記第１撮像装置と前記第２撮像装置は、
少なくとも前記ガラス基板の移送方向に平行ではないライン状の撮影領域を形成し、前記ガラス基板の上面に対する撮影領域は互いに重ね合わされて、前記ガラス基板の下面に対する撮影領域は、互いに異なるように構成されたことを特徴とするガラス基板の表面不良検査装置。
【請求項２】
前記検出信号処理部は、
前記位置座標を用いて、前記第１イメージ上の不良と前記第２イメージ上の不良との間の距離の差を反映した第３イメージを合成し、これを提供することを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の表面不良検査装置。
【請求項３】
前記第１撮像装置と前記第２撮像装置は、
前記ライン状の撮影領域が、前記ガラス基板の幅方向と平行に形成されるように構成され、前記ガラス基板の上面に対する前記撮影領域の法線を基準として左・右対称形状に配置されたことを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の表面不良検査装置。
【請求項４】
前記暗視野照明装置は、
出射される照明が、少なくとも前記ガラス基板の上面に形成される前記撮影領域と、前記ガラス基板の下面に形成される２つの前記撮影領域とをすべて透過するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の表面不良検査装置。
【請求項５】
前記第１撮像装置と前記第２撮像装置は、電荷結合素子方式のセンサーカメラであることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の表面不良検査装置。
【請求項６】
ガラス基板の上方に配置され、前記ガラス基板の表面不良に対する第１イメージを撮影する第１撮像装置と、前記ガラス基板の上方に配置され、前記ガラス基板の表面不良に対する第２イメージを撮影する第２撮像装置と、前記ガラス基板の下方に配置され、前記第１撮像装置と前記第２撮像装置の側に前記ガラス基板を透過する暗視野照明として作用する暗視野照明装置と、前記ガラス基板の幅方向にライン状の撮影領域を形成して、前記ガラス基板の上面に対する撮影領域は互いに重ね合わされ、前記ガラス基板の下面に対する撮影領域は、互いに異なるように配置された前記第１撮像装置および前記第２撮像装置を用いて、前記ガラス基板の表面不良がいずれの面に発生したのかを判別する方法であって、
前記第１イメージの不良の位置座標と、前記第２イメージの不良の位置座標とを抽出するステップと、
前記抽出された位置座標に基づいて、前記第１イメージと前記第２イメージを合成して第３イメージを生成するステップと、
前記第３イメージにおいて、前記第１イメージに該当する不良と前記第２イメージに該当する不良が互いに形成する距離の差を通じて、前記表面不良が発生した面を判別するステップと、を含むことを特徴とするガラス基板の表面不良検査方法。
【請求項７】
前記第１イメージに該当する不良と、前記第２イメージに該当する不良とが、互いに重ね合った形状である場合は、前記ガラス基板の上面に発生した前記表面不良と判別し、
前記第１イメージに該当する不良と、前記第２イメージに該当する不良とが、互いの間に所定の距離の差を置いて離隔している形状である場合は、前記ガラス基板の下面に発生した前記表面不良と判別することを特徴とする請求項６に記載のガラス基板の表面不良検査方法。
【請求項８】
ガラス基板の上方に配置され、前記ガラス基板の表面不良に対する第１イメージを撮影する第１撮像装置と、前記ガラス基板の上方に配置され、前記ガラス基板の表面不良に対する第２イメージを撮影する第２撮像装置と、前記ガラス基板の下方に配置され、前記第１撮像装置と前記第２撮像装置の側に前記ガラス基板を透過する暗視野照明として作用する暗視野照明装置と、前記ガラス基板の幅方向にライン状の撮影領域を形成して、前記ガラス基板の上面に対する前記撮影領域は互いに重ね合わされ、前記ガラス基板の下面に対する前記撮影領域は、互いに異なるように配置された前記第１撮像装置および前記第２撮像装置を用いて、前記ガラス基板の表面不良がいずれの面に発生したのかを判別する方法であって、
前記第１イメージの不良の位置座標と、前記第２イメージの不良の位置座標とを抽出するステップと、
前記第１イメージの不良の位置座標と前記第２イメージの不良の位置座標とが互いに同一である場合は、前記ガラス基板の上面に発生した前記表面不良と判別し、
前記第１イメージの不良の位置座標と前記第２イメージの不良の位置座標とが互いに異なる場合は、前記ガラス基板の下面に発生した前記表面不良と判別するステップと、を含むことを特徴とするガラス基板の表面不良検査方法。
【請求項９】
暗視野光学系を有するガラス基板の表面不良検査装置において、
前記ガラス基板の下面下から上面方向に前記ガラス基板の下面上から移送方向とほぼ垂直となる仮想のラインＯＰ上に入射され、前記ガラス基板の厚さ方向に屈折された後、前記ガラス基板の上面上から移送方向とほぼ垂直となる仮想のラインＯＱ上に透過する光を照射する暗視野照明装置と、
前記ガラス基板の下面に形成される前記仮想のラインＯＰ地点を撮像する第２撮像装置と、
前記ガラス基板の上面に形成される前記仮想のラインＯＱ地点を撮像する第１撮像装置と、
前記第１撮像装置と前記第２撮像装置とから入力されるイメージを比べ、付着された異物が前記ガラス基板の上面または下面のうちいずれの面に付着されているかを判別する検出信号処理部と、
を含むことを特徴とするガラス基板の表面不良検査装置。
【請求項１０】
前記暗視野照明装置から照射される光が前記ガラス基板の下面の垂直ベクトルとなす入射角度は、４５°よりは大きく、８５°よりは小さく形成されることを特徴とする請求項９に記載のガラス基板の表面不良検査装置。
【請求項１１】
前記第１撮像装置及び前記第２撮像装置の中から選択された少なくとも１つの撮像装置は、それぞれ前記ガラス基板の上面に形成される前記仮想のラインＯＱ地点の垂直上方または前記ガラス基板の下面に形成される前記仮想のラインＯＰ地点の垂直上方に設置されることを特徴とする請求項９に記載のガラス基板の表面不良検査装置。
【請求項１２】
前記暗視野照明装置から照射された光が前記ガラス基板を透過するときの光幅Φが前記ガラス基板の厚さｔよりも小さいことを特徴とする請求項９に記載のガラス基板の表面不良検査装置。
【請求項１】
暗視野光学系を有するガラス基板の表面不良検査装置において、
前記ガラス基板の上方に配置され、前記ガラス基板の表面不良に対する第１イメージを撮影する第１撮像装置と、
前記ガラス基板の上方に配置され、前記ガラス基板の表面不良に対する第２イメージを撮影する第２撮像装置と、
前記ガラス基板の下方に配置され、前記第１撮像装置と前記第２撮像装置の側に前記ガラス基板を透過する暗視野照明として作用する暗視野照明装置と、
前記第１イメージ上の不良の位置座標と、前記第２イメージ上の不良の位置座標とを演算する検出信号処理部と、を含み、
前記第１撮像装置と前記第２撮像装置は、
少なくとも前記ガラス基板の移送方向に平行ではないライン状の撮影領域を形成し、前記ガラス基板の上面に対する撮影領域は互いに重ね合わされて、前記ガラス基板の下面に対する撮影領域は、互いに異なるように構成されたことを特徴とするガラス基板の表面不良検査装置。
【請求項２】
前記検出信号処理部は、
前記位置座標を用いて、前記第１イメージ上の不良と前記第２イメージ上の不良との間の距離の差を反映した第３イメージを合成し、これを提供することを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の表面不良検査装置。
【請求項３】
前記第１撮像装置と前記第２撮像装置は、
前記ライン状の撮影領域が、前記ガラス基板の幅方向と平行に形成されるように構成され、前記ガラス基板の上面に対する前記撮影領域の法線を基準として左・右対称形状に配置されたことを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の表面不良検査装置。
【請求項４】
前記暗視野照明装置は、
出射される照明が、少なくとも前記ガラス基板の上面に形成される前記撮影領域と、前記ガラス基板の下面に形成される２つの前記撮影領域とをすべて透過するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の表面不良検査装置。
【請求項５】
前記第１撮像装置と前記第２撮像装置は、電荷結合素子方式のセンサーカメラであることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の表面不良検査装置。
【請求項６】
ガラス基板の上方に配置され、前記ガラス基板の表面不良に対する第１イメージを撮影する第１撮像装置と、前記ガラス基板の上方に配置され、前記ガラス基板の表面不良に対する第２イメージを撮影する第２撮像装置と、前記ガラス基板の下方に配置され、前記第１撮像装置と前記第２撮像装置の側に前記ガラス基板を透過する暗視野照明として作用する暗視野照明装置と、前記ガラス基板の幅方向にライン状の撮影領域を形成して、前記ガラス基板の上面に対する撮影領域は互いに重ね合わされ、前記ガラス基板の下面に対する撮影領域は、互いに異なるように配置された前記第１撮像装置および前記第２撮像装置を用いて、前記ガラス基板の表面不良がいずれの面に発生したのかを判別する方法であって、
前記第１イメージの不良の位置座標と、前記第２イメージの不良の位置座標とを抽出するステップと、
前記抽出された位置座標に基づいて、前記第１イメージと前記第２イメージを合成して第３イメージを生成するステップと、
前記第３イメージにおいて、前記第１イメージに該当する不良と前記第２イメージに該当する不良が互いに形成する距離の差を通じて、前記表面不良が発生した面を判別するステップと、を含むことを特徴とするガラス基板の表面不良検査方法。
【請求項７】
前記第１イメージに該当する不良と、前記第２イメージに該当する不良とが、互いに重ね合った形状である場合は、前記ガラス基板の上面に発生した前記表面不良と判別し、
前記第１イメージに該当する不良と、前記第２イメージに該当する不良とが、互いの間に所定の距離の差を置いて離隔している形状である場合は、前記ガラス基板の下面に発生した前記表面不良と判別することを特徴とする請求項６に記載のガラス基板の表面不良検査方法。
【請求項８】
ガラス基板の上方に配置され、前記ガラス基板の表面不良に対する第１イメージを撮影する第１撮像装置と、前記ガラス基板の上方に配置され、前記ガラス基板の表面不良に対する第２イメージを撮影する第２撮像装置と、前記ガラス基板の下方に配置され、前記第１撮像装置と前記第２撮像装置の側に前記ガラス基板を透過する暗視野照明として作用する暗視野照明装置と、前記ガラス基板の幅方向にライン状の撮影領域を形成して、前記ガラス基板の上面に対する前記撮影領域は互いに重ね合わされ、前記ガラス基板の下面に対する前記撮影領域は、互いに異なるように配置された前記第１撮像装置および前記第２撮像装置を用いて、前記ガラス基板の表面不良がいずれの面に発生したのかを判別する方法であって、
前記第１イメージの不良の位置座標と、前記第２イメージの不良の位置座標とを抽出するステップと、
前記第１イメージの不良の位置座標と前記第２イメージの不良の位置座標とが互いに同一である場合は、前記ガラス基板の上面に発生した前記表面不良と判別し、
前記第１イメージの不良の位置座標と前記第２イメージの不良の位置座標とが互いに異なる場合は、前記ガラス基板の下面に発生した前記表面不良と判別するステップと、を含むことを特徴とするガラス基板の表面不良検査方法。
【請求項９】
暗視野光学系を有するガラス基板の表面不良検査装置において、
前記ガラス基板の下面下から上面方向に前記ガラス基板の下面上から移送方向とほぼ垂直となる仮想のラインＯＰ上に入射され、前記ガラス基板の厚さ方向に屈折された後、前記ガラス基板の上面上から移送方向とほぼ垂直となる仮想のラインＯＱ上に透過する光を照射する暗視野照明装置と、
前記ガラス基板の下面に形成される前記仮想のラインＯＰ地点を撮像する第２撮像装置と、
前記ガラス基板の上面に形成される前記仮想のラインＯＱ地点を撮像する第１撮像装置と、
前記第１撮像装置と前記第２撮像装置とから入力されるイメージを比べ、付着された異物が前記ガラス基板の上面または下面のうちいずれの面に付着されているかを判別する検出信号処理部と、
を含むことを特徴とするガラス基板の表面不良検査装置。
【請求項１０】
前記暗視野照明装置から照射される光が前記ガラス基板の下面の垂直ベクトルとなす入射角度は、４５°よりは大きく、８５°よりは小さく形成されることを特徴とする請求項９に記載のガラス基板の表面不良検査装置。
【請求項１１】
前記第１撮像装置及び前記第２撮像装置の中から選択された少なくとも１つの撮像装置は、それぞれ前記ガラス基板の上面に形成される前記仮想のラインＯＱ地点の垂直上方または前記ガラス基板の下面に形成される前記仮想のラインＯＰ地点の垂直上方に設置されることを特徴とする請求項９に記載のガラス基板の表面不良検査装置。
【請求項１２】
前記暗視野照明装置から照射された光が前記ガラス基板を透過するときの光幅Φが前記ガラス基板の厚さｔよりも小さいことを特徴とする請求項９に記載のガラス基板の表面不良検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７ａ】
【図８ａ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図７ｂ】
【図８ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７ａ】
【図８ａ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図７ｂ】
【図８ｂ】
【公開番号】特開２０１３−４０９１５（Ｐ２０１３−４０９１５Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２２１８８（Ｐ２０１１−２２２１８８）
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（５０２４１１２４１）サムスンコーニング精密素材株式会社 (80)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】６４４−１ Ｊｉｎｐｙｅｏｎｇ−ｄｏｎｇ， Ｇｕｍｉ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｓａｎｇｂｕｋ−ｄｏ ７３０−３６０，Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（５０２４１１２４１）サムスンコーニング精密素材株式会社 (80)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】６４４−１ Ｊｉｎｐｙｅｏｎｇ−ｄｏｎｇ， Ｇｕｍｉ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｓａｎｇｂｕｋ−ｄｏ ７３０−３６０，Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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