板状透明体の欠陥検査装置及びその方法
【課題】板状透明体の表面に存在している長径１０μｍ程度の微細傷を、顕微鏡精査を行うことなく検出することができる板状透明体の欠陥検査装置及びその方法を提供する。
【解決手段】欠陥検査装置１０は、ガラス基板Ｇの下面に存在している微細傷に強い受光感度を有する受光角度θ１（０°＜θ１≦６０°、好ましくは３０°≦θ１≦４５°）に、受光器２２、２４の受光方向を設定した。また、受光器２２、２４による観察部位に到達する照明光の光量が一定となるように、投光器１８、２０側の出力強度をＣＰＵによって制御することで、受光器２２、２４側のダイナミックレンジ不足を補い、受光器２２、２４側で信号補正を行うことなく、微細傷の検出を可能にした。更に、双方の受光器２２、２４で検出された総受光量（輝度）の積分値に基づいて微細傷の深さを算出した。
【解決手段】欠陥検査装置１０は、ガラス基板Ｇの下面に存在している微細傷に強い受光感度を有する受光角度θ１（０°＜θ１≦６０°、好ましくは３０°≦θ１≦４５°）に、受光器２２、２４の受光方向を設定した。また、受光器２２、２４による観察部位に到達する照明光の光量が一定となるように、投光器１８、２０側の出力強度をＣＰＵによって制御することで、受光器２２、２４側のダイナミックレンジ不足を補い、受光器２２、２４側で信号補正を行うことなく、微細傷の検出を可能にした。更に、双方の受光器２２、２４で検出された総受光量（輝度）の積分値に基づいて微細傷の深さを算出した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状透明体の欠陥検査装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＦＰＤ（Flat Panel Display）用ガラス基板等の板状透明体の内部又は表面に発生した欠陥部位を検出する装置として、特許文献１に開示されたようなエッジライト法による欠陥検査装置が知られている。
【０００３】
特許文献１の欠陥検査装置は、ガラス基板の側面（端面）からガラス基板の内表面で全反射するように一方向に指向性を有する照明光を斜めに入射して、ガラス基板の内部を照明し、ガラス基板の内部又は表面の欠陥によって散乱される散乱光を受光部によって検出するものである。
【０００４】
特許文献１の前記受光部は、平行に配設された複数台のラインセンサカメラによって構成され、前記照明光の出射方向に沿ったガラス基板の幅方向の全域を撮影する。また、複数台のラインセンサカメラの受光方向と、ガラス基板の表面の法線方向との間の角度は０°に設定されている。すなわち、複数台のラインセンサカメラの受光方向は、ガラス基板の表面に対して直交方向に設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３３２９２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ガラス基板の表面は、ガラス基板の搬送中に、搬送ローラに付着しているカレットと接触する場合があり、このカレットとの接触によって前記表面に長径１０μｍ程度の微細な凹み傷、剥離傷（以下、これらを総称して微細傷という）が発生することがある。ＦＰＤ用ガラス基板では、前記微細傷に起因する歩留りの低下が問題視されている。
【０００７】
特許文献１に開示された欠陥検査装置は、ガラス基板に内在している長径５０μｍ以上の大きさの泡等の欠陥を検出対象としているため、前述した微細傷を検出することができない。すなわち、長径５０μｍ以上の欠陥は、散乱光の輝度が大きいが、微細傷の散乱光は前記欠陥の輝度と比較してはるかに小さいためであり、特許文献１の装置では、このような微細傷の散乱光を検出するための工夫はなされていない。微細傷を検出するためには、顕微鏡精査を行うことが考えられるが、顕微鏡精査によって統計的に意味のあるデータ、例えば、微細傷の発生頻度を特定するデータを得るには膨大な時間と費用が必要であった。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、板状透明体の表面に存在している長径１０μｍ程度の微細傷を、顕微鏡精査を行うことなく検出することができる板状透明体の欠陥検査装置及びその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記目的を達成するために、板状透明体の第１表面に存在する欠陥に光を照射し散乱させて前記欠陥を検査する板状透明体の欠陥検査装置であって、前記板状透明体の第１側面に光を照射する第１投光器と、前記板状透明体の第１側面に対向する第２側面に光を照射する第２投光器と、前記第１投光器からの光によって生じた前方散乱光を受光する第１受光器と、前記第２投光器からの光によって生じた前方散乱光を受光する第２受光器と、を備え、前記第１受光器の受光方向と、前記第１表面に対向する第２表面の法線方向との間の角度θ１が０°＜θ１≦６０°であり、前記第２受光器の受光方向と、前記法線方向との間の角度θ２が０°＜θ２≦６０°であることを特徴とする板状透明体の欠陥検査装置を提供する。
【００１０】
本発明は、前記目的を達成するために、板状透明体の第１表面に存在する欠陥に光を照射し散乱させて前記欠陥を検査する板状透明体の欠陥検査方法であって、前記板状透明体の第１側面に第１投光器から光を照射し、前記板状透明体の第１側面に対向する第２側面に第２投光器から光を照射し、前記第１側面に照射された光によって生じた第１前方散乱光を第１受光器によって受光し、前記第２側面に照射された光によって生じた第２前方散乱光を第２受光器によって受光し、前記第１前方散乱光の受光方向と、前記第１表面に対向する第２表面の法線方向との間の角度θ１が０°＜θ１≦６０°であり、前記第２前方散乱光の受光方向と、前記法線方向との間の角度θ２が０°＜θ２≦６０°であることを特徴とする透明板状体の欠陥検査方法を提供する。
【００１１】
また、本発明の板状透明体の欠陥検査装置においては、前記第１側面から前記第２側面までの観測領域において、前記第１受光器及び前記第２受光器による観察部位に到達する光量が一定となるように、前記第１投光器の照明光の出力強度及び前記第２投光器の照明光の出力強度を制御する制御手段と、前記第１受光器及び前記第２受光器の総受光量の積分値に対する前記欠陥の深さが予め記憶され、前記第１受光器及び前記第２受光器の総受光量の積分値を算出し、該積分値に基づいて前記欠陥の深さを算出する演算装置と、を備えることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の板状透明体の欠陥検査方法においては、前記第１側面から前記第２側面までの観測領域において、前記第１受光器及び前記第２受光器による観察部位に到達する光量が一定となるように、前記第１投光器の照明光の出力強度及び前記第２投光器の照明光の出力強度を制御し、前記第１受光器及び前記第２受光器の総受光量の積分値を算出し、該積分値に基づいて前記欠陥の深さを算出することが好ましい。
【００１３】
本発明の特徴は、特許文献１の装置に対し、受光器の受光方向を変更し、板状透明体の第１表面に存在している微細傷に強い受光感度を有する受光角度θ（０°＜θ≦６０°、好ましくは３０°≦θ≦４５°）に、受光器の受光方向を設定したことにある。また、受光器による観察部位に到達する照明光の光量が一定となるように、投光器側の出力強度を制御することで、受光器側のダイナミックレンジ不足を補い、受光器側で信号補正を行うことなく、微細傷の検出を可能にしたことにある。更に、双方の受光器で検出された総受光量（輝度）を積分した値と微細傷の深さとが相関関係（比例関係）にあることを実験にて見出し、この知見に基づき、受光信号強度に基づいて微細傷の深さを算出したことにある。
【００１４】
本発明では、板状透明体に内在する長径５０μｍ以上の大きさの泡等の欠陥も検出することもできるが、この欠陥による前方散乱光の輝度は、微細傷の前方散乱光の輝度と比較してはるかに大きい。よって、双方の欠陥を輝度レベルで判別することが容易になるので、双方の欠陥を判別する精査が不要となる。したがって、輝度レベルにしきい値を持たせることにより、微細傷のみを抽出して検出することができる。また、受光信号強度に基づき微細傷の深さを算出することができるので、深さ別発生頻度等のデータもタイムリーに把握することができる。
【００１５】
本発明の具体的な構成は、板状透明体の対向する第１側面、第２側面から、一方向に指向性を有する強力なシート状の照明光を第１投光器、第２投光器から投入し、この照明光を板状透明体の内表面で全反射させて板状透明体の内部を照明する。そして、観察部位において、板状透明体の内部及び表面に存在する傷（泡、微細傷）に特化した前方散乱光を欠点信号として第１受光器、第２受光器で捉える。
【００１６】
この際、板状透明体に付着している汚れ等の誤認識を抑制しつつ、板状透明体の表面の微細傷に強い受光感度を有する受光角度θ（０°＜θ≦６０°、好ましくは３０°≦θ≦４５°）に受光器の受光方向を設定する。
【００１７】
また、エッジライト法では、照明光が投入される板状透明体の側面から観察部位が離れるに従って、観察部位に到達する光の光量（密度）が指数関数的に減少することが知られている。従来では、受光器側で感度を補正することにより、観察部位に到達する光の光量があたかも同一となるように調整していたが、本件では観察部位に到達する光量が実質的に一様となるように、投光器側の出力強度を制御することで、受光器側のダイナミックレンジ不足を補う。例えば、どの観察部位においても、到達する光量が一定となるように、第１及び第２の投光器の出力強度を制御すればよい。
【００１８】
これにより、本発明によれば、長径１０μｍ程度の微細傷に対しても、観察部位の位置に関係無く検出感度を維持することができる。また、微細傷の深さに相関のある信号強度に基づき微細傷の深さを得ることができる。よって、本発明は、顕微鏡精査を行うことなく、微細傷を検出することができ、また、微細傷の発生頻度の特定、及び微細傷の深さの頻度の特定が可能になる。
【００１９】
なお、第１、第２の受光器としてはラインセンサを適用することが好ましく、このラインセンサの配置方向を、第１、第２の投光器による照明光の出射方向に対して直交する方向とすることが検出感度を維持できるため好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
以上本発明に係る板状透明体の欠陥検査装置及びその方法によれば、顕微鏡精査を行うことなく、微細傷を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態に係る板状透明体の欠陥検査装置の全体斜視図
【図２】ガラス基板の要部を拡大した縦断面図
【図３】図１に示した欠陥検査装置の構成を示したブロック図
【図４】投光器と受光器の構成を示した側面図
【図５】図４の平面図
【図６】受光器の視野角度依存性を示したグラフ
【図７】輝度積分値と微細傷の深さとの関係を示したグラフ
【図８】測定部位の位置に対する投光器の光量制御を説明したグラフ
【図９】投光器としてファイバーライトガイドを使用した場合の構成図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面に従って本発明に係る透明板状体の欠陥検査装置及びその方法の好ましい実施の形態を詳説する。
【００２３】
図１は、本発明の実施の形態に係る板状透明体の欠陥検査装置１０の全体構成を示した斜視図である。同図に示すように、切断されたまま、もしくは面取りされた側面を有するガラス基板Ｇは、ガイドローラ１１、１１、…により搬送路上を搬送され、欠陥検査装置１０に投入される。この欠陥検査装置１０は、矩形状に加工されたＦＰＤ用ガラス基板Ｇを検査対象とし、特に図２の如くガラス基板Ｇの下面（第１表面）Ｇ１に存在している微細傷１２、１４を検査するための装置である。なお、図２では、厚さ０．７ｍｍ以下のガラス基板Ｇに対して、長径１０μｍ程度の微細傷１２、１４を誇張して示している。また、図１では、水平方向に直交する二軸の方向をＸ方向、Ｙ方向と示している。
【００２４】
図１に示す欠陥検査装置１０はテーブル１６、投光器１８（第１投光器）、投光器２０（第２投光器）、受光器２２（第１受光器）、受光器２４（第２受光器）、オートフォーカスレンズ２６を備えた電子カメラ付き顕微鏡２８等から構成される。また、欠陥検査装置１０を構成する前記各部材１８〜２８は、図３に示すＣＰＵ（制御手段）３０によって統括制御されている。このＣＰＵ３０による制御については後述する。
【００２５】
図１の如く、ガラス基板Ｇは検査対象の下面Ｇ１（図２参照）が、テーブル１６上に水平に載置される。また、このガラス基板Ｇは、不図示の保持部材によってテーブル１６上に水平に位置決めされて保持される。
【００２６】
投光器１８は、テーブル１６に保持されたガラス基板Ｇの図１中左側面（第１の側面）Ｇ２に、そのケース３２に形成されているスリット状の出射口３２Ａが対向配置される。したがって、出射口３２Ａから出射されたシート状の照明光がガラス基板Ｇの左端面Ｇ２に向けて出射される。この照明光は、ガラス基板Ｇの左側面Ｇ２からガラス基板Ｇの内部に入射し、ガラス基板Ｇの内表面で全反射されながら、図１のＸ方向において左方から右方に向けて伝播される。これによって、ガラス基板Ｇの内部が前記照明光によって照明される。
【００２７】
また、投光器１８のケース３２内には、図４の側面図、図５の平面図に示すように高輝度の光を発光するＬＥＤ光源３４、ライトガイド３６、及びシリンドリカルレンズ３８が収納される。これによって、ＬＥＤ光源３４からの高輝度の照明光がライトガイド３６、及びシリンドリカルレンズ３８を介して平行光となり出射口３２Ａから左端面Ｇ２に向けて出射される。なお、ＬＥＤ光源３４は、図３に示すその電源４０がＣＰＵ３０によってＯＮ／ＯＦＦ制御されることにより、点灯／消灯される。
【００２８】
図１に示すように投光器２０は、テーブル１６に保持されたガラス基板Ｇの図１中右側面（第２の側面）Ｇ３に、そのケース４２に形成されているスリット状の出射口４２Ａが対向配置される。したがって、出射口４２Ａから出射されたシート状の照明光がガラス基板Ｇの右端面Ｇ３に向けて出射される。この照明光は、ガラス基板Ｇの右側面Ｇ３からガラス基板Ｇの内部に入射し、ガラス基板Ｇの内表面で全反射されながら、図１のＸ方向において右方から左方に向けて伝播される。これによって、ガラス基板Ｇの内部が前記照明光によって照明される。また、投光器２０のケース４２内には、図４、図５に示す高輝度の光を発光するＬＥＤ光源４４、ライトガイド４６、及びシリンドリカルレンズ４８が収納される。これによって、ＬＥＤ光源４４からの高輝度の照明光がライトガイド４６、及びシリンドリカルレンズ４８を介して平行光となり出射口４２Ａから右側面Ｇ３に向けて出射される。ＬＥＤ光源４４もＬＥＤ光源３４と同様に、図３の電源５０がＣＰＵ３０によってＯＮ／ＯＦＦ制御されることにより、点灯／消灯される。
【００２９】
また、図１に示したケース３２、４２は、各々の出射口３２Ａ、４２ＡがＸ方向において対向するようにＹ方向移動部５２に搭載されている。
【００３０】
Ｙ方向移動部５２は、梁部５４及び一対の脚部５６、５８からなる門型に構成され、テーブル１６をＸ方向に跨ぐように、テーブル１６を支持する基台６０に立設されている。ケース３２は脚部５６に固定されるとともに、ケース４２は脚部５８に固定されている。脚部５６、５８の下部には、不図示のボールナットが取り付けられており、これらのボールナットが、基台６０にＹ方向に配設されている、ねじ棒（ボールねじ）６２、６４にそれぞれ螺合されている。これらのねじ棒６２、６４は、基台６０に回転自在に支持されるとともに、図３のＣＰＵ３０によって同期制御されるサーボモータ６６、６８に連結されている。したがって、サーボモータ６６、６８によってねじ棒６２、６４が同時に、かつ同方向に、そして同速度で回転されることにより、Ｙ方向移動部５２が基台６０に対しＹ方向に沿って移動する。この動作によって、ケース３２が左側面Ｇ２に沿って、そしてケース４２が右側面Ｇ３に沿ってそれぞれ移動され、ガラス基板Ｇの指定された観察部位を照明する。なお、図５のガラス基板Ｇに示した○印Ｐが観察部位である。
【００３１】
なお、ＬＥＤ光源３４、４４は、後述する受光器２２、２４による同一の観察部位Ｐに到達する照明光の光量が、どの観察部位においても一定となるように、ＣＰＵ３０によって出力強度が制御されている。これにより、受光器２２、２４側のダイナミックレンジ不足を補うことができ、受光器２２、２４側で信号補正を行うことなく、図２に示した微細傷１２、１４の検出が可能となっている。
【００３２】
図１、図４に示した受光器２２は、投光器１８からの照明光によって生じた前方散乱光、すなわち、ガラス基板Ｇの下面Ｇ１の観察部位Ｐに存在している微細傷１４で散乱された前方散乱光を受光する。また、受光器２４は、投光器２０からの照明光によって生じた前方散乱光、すなわち、ガラス基板Ｇの下面Ｇ１の観察部位Ｐに存在している微細傷１２で散乱された前方散乱光を受光する。なお、受光器２２、２４による観察部位Ｐは一箇所であり、その観察部位Ｐに微細傷１４が存在している場合には、その前方散乱光が受光器２２によって捉えられ、また、観察部位Ｐに微細傷１２が存在している場合には、その前方散乱光が受光器２４によって捉えられる。
【００３３】
図２の微細傷１２、１４は形状が異なっており、例えば微細傷１２のみ存在している場合には、その傷形状の特徴から微細傷１２の前方散乱光（図２の矢印Ａ）を受光器２２によって捉えることができない場合がある。同様に、微細傷１４のみ存在している場合には、その傷形状の特徴から微細傷１４の前方散乱光（図２の矢印Ｂ）を受光器２４によって捉えることができない場合がある。すなわち、ガラス基板Ｇの一方の側だけに投光器と受光器を設置した場合には、微細傷１２、１４の傷形状に起因して検出漏れが生じる。
【００３４】
これに対して実施の形態では、投光器１８、２０、及び受光器２２、２４をガラス基板Ｇの両側に設置しているので、微細傷１２、１４の形状に依存することなく、形状の異なる微細傷１２、１４を検出することができる。
【００３５】
受光器２２、２４は、図１のＹ方向移動部５２の梁部５４に吊り下げ支持されたプレート７０に取り付けられている。また、受光器２２、２４は、図４の一点鎖線で示した各々の受光方向と、ガラス基板Ｇの下面Ｇ１に対向する上面（第２表面）Ｇ４の法線方向との間の角度θ１、θ２が２５°となるように傾斜してプレート７０に固定されている。なお、各々の受光方向が交差する位置が観察部位Ｐである。また、前記角度θ１、θ２は２５°に限定されるものではなく、後述するように０°＜θ１≦６０°、０°＜θ２≦６０°が好ましく、３０°≦θ１≦４５°、３０°≦θ２≦４５°がより好ましい。更に、θ１とθ２とを異なる角度に設定してもよい。
【００３６】
実施の形態では、受光器２２、２４として、多数の受光素子が直線状に配列されたラインセンサが適用されている。このラインセンサの多数の受光素子の配列方向は、投光器１８、２０による照明光の出射方向（Ｘ方向）に対して直交するＹ方向に設定されている。これにより、観察部位Ｐは受光素子の数に応じた線分の範囲として捉えられ、その線分を繋ぎ合わせるように投光器１８、２０、及び受光器２２、２４がＹ方向移動部５２によって移動される。これにより、ガラス基板Ｇの所定のＸ方向位置におけるＹ方向に沿った観察部位Ｐの微細傷１２、１４の欠陥検査が行われる。
【００３７】
一方、図１に如く、プレート７０の上部の平坦部７０Ａには、不図示のボールナットが取り付けられ、このボールナットが、梁部５４にＸ方向に配設されている、ねじ棒（ボールねじ）７２に螺合されている。このねじ棒７２は、梁部５４に回転自在に支持されるとともに、図３のＣＰＵ３０によって制御されるサーボモータ７４に連結されている。したがって、サーボモータ７４によってねじ棒７２が回転されることにより、図１のプレート７０がＸ方向に沿って移動する。この動作によって、ガラス基板ＧのＸ方向位置における観察部位Ｐが設定される。
【００３８】
また、プレート７０には、電子カメラを備えた顕微鏡２８が取り付けられている。この顕微鏡２８のフォーカスレンズ２６は、観察部位Ｐの鉛直方向の上方に配置され、フォーカスレンズ２６によって得られた観察部位Ｐの拡大像が前記電子カメラで撮像される。電子カメラからの撮像信号は、図３のＣＰＵ３０に内蔵された画像信号処理装置によって画像処理され、画像処理された観察部位の高倍率の拡大映像がモニタ７６に表示される。なお、モニタ７６には、受光器２２、２４で捉えた観察部位Ｐの画像も表示される。また、フォーカスレンズ２６は、オートフォーカスレンズである。
【００３９】
次に、前記の如く構成された欠陥検査装置１０の特徴について説明する。
【００４０】
実施の形態の欠陥検査装置１０の特徴は、特許文献１の装置に対し、受光器２２、２４の受光方向を変更し、ガラス基板Ｇの下面Ｇ１に存在している微細傷１２、１４に強い受光感度を有する受光角度θ１、θ２（０°＜θ１≦６０°、０°＜θ２≦６０°が好ましく、３０°≦θ１≦４５°、３０°≦θ２≦４５°）に、受光器２２、２４の受光方向を設定したことにある。
【００４１】
図６のグラフは、横軸が受光器２２、２４の視野入射角度（受光角度θ１、θ２）であり、左側の縦軸が片側の受光器２２（又は受光器２４）で受光した輝度を積分して得られた積算値であり、右側の縦軸が双方の受光器２２、２４で受光した輝度を積分して得られた積算値の和である。すなわち、積算値が高い程、微細傷１２、１４の検出感度が高いことを意味している。
【００４２】
図６のグラフによれば、視野入射角度が０°＜θ１≦６０°、０°＜θ２≦６０°の範囲において、積算値のピークが約３８°にある。視野入射角度が０°の場合には、積算値が小さいために検査感度が悪く、視野入射角度が６０°を超えた場合も同様であった。また、視野入射角度が６０°を超えると、受光器２２、２４がガラス基板Ｇに近接し過ぎてガラス基板Ｇに接触する場合があるので好ましくない。このような観点から受光角度θ１、θ２は、０°＜θ１≦６０°、０°＜θ２≦６０°に設定することが必須である。また、高い検出感度を得ようとする場合には、図６のグラフから３０°≦θ１≦４５°、３０°≦θ２≦４５°に設定することが好ましい。
【００４３】
また、実施の形態の欠陥検査装置１０の特徴は、受光器２２、２４による観察部位に到達する照明光の光量が一定となるように、投光器１８、２０側の出力強度をＣＰＵ３０によって制御することで、受光器２２、２４側のダイナミックレンジ不足を補い、受光器２２、２４側で信号補正を行うことなく、微細傷１２、１４の検出を可能にしたことにある。
【００４４】
更に、実施の形態の欠陥検査装置１０は、双方の受光器２２、２４で検出された総受光量（輝度）を積分した値と微細傷１２、１４の深さとが相関関係（比例関係）にあることを実験にて見出し、この知見に基づき、受光信号強度に基づいて微細傷の深さを算出したことにある。
【００４５】
図７のグラフは、縦軸が受光器２２、２４で検出された総受光量（輝度）を積分した値であり、横軸が微細傷１２、１４の深さを示している。同グラフによれば、双方の関係が比例関係にあることが分かる。
【００４６】
一方、実施の形態の欠陥検査装置１０では、ガラス基板Ｇに内在する長径５０μｍ以上の大きさの泡等の欠陥も検出することもできるが、この欠陥による前方散乱光の輝度は、微細傷１２、１４の前方散乱光の輝度と比較してはるかに大きい。よって、双方の欠陥を輝度レベルで判別することが容易になるので、双方の欠陥を判別する精査が不要となる。したがって、微細傷１２、１４のみを抽出して検出することができる。また、ＣＰＵ３０の記憶部には、図７のグラフの前記総受光量（輝度）を積分した値に対する微細傷１２、１４の深さが記憶されている。ＣＰＵ３０は、受光器２２、２４から出力される受光信号強度に基づいて、微細傷１２、１４の深さを算出する。これにより、深さ別発生頻度等のデータもタイムリーに把握することができる。
【００４７】
ところで、エッジライト法では、照明光が投入されるガラス基板Ｇの側面Ｇ２、Ｇ３から観察部位Ｐが離れるに従って、観察部位Ｐに到達する光の光量（密度）が指数関数的に減少する。従来の装置では、受光器側で感度を補正していたが、実施の形態の欠陥検査装置１０では、観察部位Ｐに到達する光量が一様となるように、投光器１８、２０側の出力強度をＣＰＵ３０が制御することで、受光器２２、２４側のダイナミックレンジ不足を補う。例えば、どの観察部位Ｐにおいても、到達する光量が一定となるように、投光器１８、２０の出力強度をＣＰＵ３０が制御すればよい。
【００４８】
すなわち、図８に示すグラフの横軸の如く、観察部位Ｐが投光器から離れるに従って、投光器１８、２０の出力をグラフの縦軸の如く増加させる。それに対して、観察部位Ｐが投光器に近づくに従って、投光器１８、２０の出力を減少させる。それによって、観察部位Ｐに到達する光量が常に一定となる。
【００４９】
つまり、ＣＰＵ３０の記憶部には、左側面Ｇ２から右側面Ｇ３までのＸ方向における観察部位Ｐに応じた各投光器１８、２０の出力値が記憶されている。ＣＰＵ３０は、観察部位Ｐが不図示の入力手段（例えば、キーボード）から入力されると、サーボモータ６８を駆動制御し、受光器２２、２４による観察部位を指定された観察部位Ｐに対応する位置に移動するとともに、投光器１８、２０の出力をそれぞれ制御して、その観察部位Ｐにおける光量を一様にする。
【００５０】
これにより、本発明によれば、長径１０μｍ程度の微細傷１２、１４に対しても、観察部位Ｐの位置に関係無く検出感度を維持することができる。また、微細傷１２、１４の深さに相関のある信号強度に基づき微細傷１２、１４の深さを得ることができる。
【００５１】
以上の如く実施の形態の欠陥検査装置１０は、顕微鏡精査を行うことなく、微細傷１２、１４を検出することができ、また、微細傷１２、１４の発生頻度の特定、微細傷１２、１４の深さの頻度の特定が可能になる。
【００５２】
なお、欠陥検査装置１０に搭載された顕微鏡２８は、本装置１０において必須ではないが、受光器２２、２４によって検出された微細傷１２、１４を確認する場合に有効である。
【００５３】
また、受光器２２、２４として、ラインセンサを適用し、このラインセンサの受光素子の配列方向を、投光器１８、２０による照明光の出射方向に対して直交する方向としたので検出感度を維持できる。
【００５４】
更に、実施の形態では、ガラス基板Ｇの下面Ｇ１の微細傷１２、１４を検出する装置であるが、上面Ｇ４の微細傷１２、１４を検出する場合には、ガラス基板Ｇの下方に、同様構成の投光器１８、２０と受光器２２、２４を設置すればよい。
【００５５】
更にまた、実施の形態では、ガラス基板Ｇの欠陥検査装置１０について説明したが、検査対象の板状透明体はガラス基板Ｇに限定されず、例えば樹脂製等の板状透明体に実施の形態の欠陥検査装置１０を適用することができる。
【００５６】
また、実施の形態では照明光源にＬＥＤ光源３４、４４を用いたが、これに限らず例えば、メタルハライドランプ、又はレーザ等の高輝度照明光を出射する光源を用いてもよい。図９（Ａ）は、ファイバーライトガイド７６を使用した投光器１８Ａの上面図、図９（Ｂ）は、その側面図である。すなわち、図５に示したライトガイド３６に代えてファイバーライトガイド７６を使用することもできる。投光器２０についても同様である。
【００５７】
更にまた、実施の形態では、ガラス基板Ｇをテーブル１６に載置したが、受光器２２、２４の被写界深度の許容範囲内にガラス基板Ｇの平面レベルを維持できれば、テーブル１６を省略できる。
【符号の説明】
【００５８】
１０…欠陥検査装置、１２…微細傷、１４…微細傷、１６…テーブル、１８…投光器、２０…投光器、２２…受光器、２４…受光器、２６…オートフォーカスレンズ、２８…顕微鏡、３０…ＣＰＵ、３２…ケース、３２Ａ…出射口、３４…ＬＥＤ光源、３６…ライトガイド、３８…シリンドリカルレンズ、４０…電源、４２…ケース、４２Ａ…出射口、４４…ＬＥＤ光源、４６…ライトガイド、４８…シリンドリカルレンズ、５０…電源、５２…Ｙ方向移動部、５４…梁部、５６…脚部、５８…脚部、６０…基台、６２…ねじ棒（ボールねじ）、６４…ねじ棒（ボールねじ）、６６…サーボモータ、６８…サーボモータ、７０…プレート、７０Ａ…平坦部、７２…ねじ棒（ボールねじ）、７４…サーボモータ、７６…ファイバーライトガイド、Ｐ…観察部位
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状透明体の欠陥検査装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＦＰＤ（Flat Panel Display）用ガラス基板等の板状透明体の内部又は表面に発生した欠陥部位を検出する装置として、特許文献１に開示されたようなエッジライト法による欠陥検査装置が知られている。
【０００３】
特許文献１の欠陥検査装置は、ガラス基板の側面（端面）からガラス基板の内表面で全反射するように一方向に指向性を有する照明光を斜めに入射して、ガラス基板の内部を照明し、ガラス基板の内部又は表面の欠陥によって散乱される散乱光を受光部によって検出するものである。
【０００４】
特許文献１の前記受光部は、平行に配設された複数台のラインセンサカメラによって構成され、前記照明光の出射方向に沿ったガラス基板の幅方向の全域を撮影する。また、複数台のラインセンサカメラの受光方向と、ガラス基板の表面の法線方向との間の角度は０°に設定されている。すなわち、複数台のラインセンサカメラの受光方向は、ガラス基板の表面に対して直交方向に設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３３２９２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ガラス基板の表面は、ガラス基板の搬送中に、搬送ローラに付着しているカレットと接触する場合があり、このカレットとの接触によって前記表面に長径１０μｍ程度の微細な凹み傷、剥離傷（以下、これらを総称して微細傷という）が発生することがある。ＦＰＤ用ガラス基板では、前記微細傷に起因する歩留りの低下が問題視されている。
【０００７】
特許文献１に開示された欠陥検査装置は、ガラス基板に内在している長径５０μｍ以上の大きさの泡等の欠陥を検出対象としているため、前述した微細傷を検出することができない。すなわち、長径５０μｍ以上の欠陥は、散乱光の輝度が大きいが、微細傷の散乱光は前記欠陥の輝度と比較してはるかに小さいためであり、特許文献１の装置では、このような微細傷の散乱光を検出するための工夫はなされていない。微細傷を検出するためには、顕微鏡精査を行うことが考えられるが、顕微鏡精査によって統計的に意味のあるデータ、例えば、微細傷の発生頻度を特定するデータを得るには膨大な時間と費用が必要であった。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、板状透明体の表面に存在している長径１０μｍ程度の微細傷を、顕微鏡精査を行うことなく検出することができる板状透明体の欠陥検査装置及びその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記目的を達成するために、板状透明体の第１表面に存在する欠陥に光を照射し散乱させて前記欠陥を検査する板状透明体の欠陥検査装置であって、前記板状透明体の第１側面に光を照射する第１投光器と、前記板状透明体の第１側面に対向する第２側面に光を照射する第２投光器と、前記第１投光器からの光によって生じた前方散乱光を受光する第１受光器と、前記第２投光器からの光によって生じた前方散乱光を受光する第２受光器と、を備え、前記第１受光器の受光方向と、前記第１表面に対向する第２表面の法線方向との間の角度θ１が０°＜θ１≦６０°であり、前記第２受光器の受光方向と、前記法線方向との間の角度θ２が０°＜θ２≦６０°であることを特徴とする板状透明体の欠陥検査装置を提供する。
【００１０】
本発明は、前記目的を達成するために、板状透明体の第１表面に存在する欠陥に光を照射し散乱させて前記欠陥を検査する板状透明体の欠陥検査方法であって、前記板状透明体の第１側面に第１投光器から光を照射し、前記板状透明体の第１側面に対向する第２側面に第２投光器から光を照射し、前記第１側面に照射された光によって生じた第１前方散乱光を第１受光器によって受光し、前記第２側面に照射された光によって生じた第２前方散乱光を第２受光器によって受光し、前記第１前方散乱光の受光方向と、前記第１表面に対向する第２表面の法線方向との間の角度θ１が０°＜θ１≦６０°であり、前記第２前方散乱光の受光方向と、前記法線方向との間の角度θ２が０°＜θ２≦６０°であることを特徴とする透明板状体の欠陥検査方法を提供する。
【００１１】
また、本発明の板状透明体の欠陥検査装置においては、前記第１側面から前記第２側面までの観測領域において、前記第１受光器及び前記第２受光器による観察部位に到達する光量が一定となるように、前記第１投光器の照明光の出力強度及び前記第２投光器の照明光の出力強度を制御する制御手段と、前記第１受光器及び前記第２受光器の総受光量の積分値に対する前記欠陥の深さが予め記憶され、前記第１受光器及び前記第２受光器の総受光量の積分値を算出し、該積分値に基づいて前記欠陥の深さを算出する演算装置と、を備えることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の板状透明体の欠陥検査方法においては、前記第１側面から前記第２側面までの観測領域において、前記第１受光器及び前記第２受光器による観察部位に到達する光量が一定となるように、前記第１投光器の照明光の出力強度及び前記第２投光器の照明光の出力強度を制御し、前記第１受光器及び前記第２受光器の総受光量の積分値を算出し、該積分値に基づいて前記欠陥の深さを算出することが好ましい。
【００１３】
本発明の特徴は、特許文献１の装置に対し、受光器の受光方向を変更し、板状透明体の第１表面に存在している微細傷に強い受光感度を有する受光角度θ（０°＜θ≦６０°、好ましくは３０°≦θ≦４５°）に、受光器の受光方向を設定したことにある。また、受光器による観察部位に到達する照明光の光量が一定となるように、投光器側の出力強度を制御することで、受光器側のダイナミックレンジ不足を補い、受光器側で信号補正を行うことなく、微細傷の検出を可能にしたことにある。更に、双方の受光器で検出された総受光量（輝度）を積分した値と微細傷の深さとが相関関係（比例関係）にあることを実験にて見出し、この知見に基づき、受光信号強度に基づいて微細傷の深さを算出したことにある。
【００１４】
本発明では、板状透明体に内在する長径５０μｍ以上の大きさの泡等の欠陥も検出することもできるが、この欠陥による前方散乱光の輝度は、微細傷の前方散乱光の輝度と比較してはるかに大きい。よって、双方の欠陥を輝度レベルで判別することが容易になるので、双方の欠陥を判別する精査が不要となる。したがって、輝度レベルにしきい値を持たせることにより、微細傷のみを抽出して検出することができる。また、受光信号強度に基づき微細傷の深さを算出することができるので、深さ別発生頻度等のデータもタイムリーに把握することができる。
【００１５】
本発明の具体的な構成は、板状透明体の対向する第１側面、第２側面から、一方向に指向性を有する強力なシート状の照明光を第１投光器、第２投光器から投入し、この照明光を板状透明体の内表面で全反射させて板状透明体の内部を照明する。そして、観察部位において、板状透明体の内部及び表面に存在する傷（泡、微細傷）に特化した前方散乱光を欠点信号として第１受光器、第２受光器で捉える。
【００１６】
この際、板状透明体に付着している汚れ等の誤認識を抑制しつつ、板状透明体の表面の微細傷に強い受光感度を有する受光角度θ（０°＜θ≦６０°、好ましくは３０°≦θ≦４５°）に受光器の受光方向を設定する。
【００１７】
また、エッジライト法では、照明光が投入される板状透明体の側面から観察部位が離れるに従って、観察部位に到達する光の光量（密度）が指数関数的に減少することが知られている。従来では、受光器側で感度を補正することにより、観察部位に到達する光の光量があたかも同一となるように調整していたが、本件では観察部位に到達する光量が実質的に一様となるように、投光器側の出力強度を制御することで、受光器側のダイナミックレンジ不足を補う。例えば、どの観察部位においても、到達する光量が一定となるように、第１及び第２の投光器の出力強度を制御すればよい。
【００１８】
これにより、本発明によれば、長径１０μｍ程度の微細傷に対しても、観察部位の位置に関係無く検出感度を維持することができる。また、微細傷の深さに相関のある信号強度に基づき微細傷の深さを得ることができる。よって、本発明は、顕微鏡精査を行うことなく、微細傷を検出することができ、また、微細傷の発生頻度の特定、及び微細傷の深さの頻度の特定が可能になる。
【００１９】
なお、第１、第２の受光器としてはラインセンサを適用することが好ましく、このラインセンサの配置方向を、第１、第２の投光器による照明光の出射方向に対して直交する方向とすることが検出感度を維持できるため好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
以上本発明に係る板状透明体の欠陥検査装置及びその方法によれば、顕微鏡精査を行うことなく、微細傷を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態に係る板状透明体の欠陥検査装置の全体斜視図
【図２】ガラス基板の要部を拡大した縦断面図
【図３】図１に示した欠陥検査装置の構成を示したブロック図
【図４】投光器と受光器の構成を示した側面図
【図５】図４の平面図
【図６】受光器の視野角度依存性を示したグラフ
【図７】輝度積分値と微細傷の深さとの関係を示したグラフ
【図８】測定部位の位置に対する投光器の光量制御を説明したグラフ
【図９】投光器としてファイバーライトガイドを使用した場合の構成図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面に従って本発明に係る透明板状体の欠陥検査装置及びその方法の好ましい実施の形態を詳説する。
【００２３】
図１は、本発明の実施の形態に係る板状透明体の欠陥検査装置１０の全体構成を示した斜視図である。同図に示すように、切断されたまま、もしくは面取りされた側面を有するガラス基板Ｇは、ガイドローラ１１、１１、…により搬送路上を搬送され、欠陥検査装置１０に投入される。この欠陥検査装置１０は、矩形状に加工されたＦＰＤ用ガラス基板Ｇを検査対象とし、特に図２の如くガラス基板Ｇの下面（第１表面）Ｇ１に存在している微細傷１２、１４を検査するための装置である。なお、図２では、厚さ０．７ｍｍ以下のガラス基板Ｇに対して、長径１０μｍ程度の微細傷１２、１４を誇張して示している。また、図１では、水平方向に直交する二軸の方向をＸ方向、Ｙ方向と示している。
【００２４】
図１に示す欠陥検査装置１０はテーブル１６、投光器１８（第１投光器）、投光器２０（第２投光器）、受光器２２（第１受光器）、受光器２４（第２受光器）、オートフォーカスレンズ２６を備えた電子カメラ付き顕微鏡２８等から構成される。また、欠陥検査装置１０を構成する前記各部材１８〜２８は、図３に示すＣＰＵ（制御手段）３０によって統括制御されている。このＣＰＵ３０による制御については後述する。
【００２５】
図１の如く、ガラス基板Ｇは検査対象の下面Ｇ１（図２参照）が、テーブル１６上に水平に載置される。また、このガラス基板Ｇは、不図示の保持部材によってテーブル１６上に水平に位置決めされて保持される。
【００２６】
投光器１８は、テーブル１６に保持されたガラス基板Ｇの図１中左側面（第１の側面）Ｇ２に、そのケース３２に形成されているスリット状の出射口３２Ａが対向配置される。したがって、出射口３２Ａから出射されたシート状の照明光がガラス基板Ｇの左端面Ｇ２に向けて出射される。この照明光は、ガラス基板Ｇの左側面Ｇ２からガラス基板Ｇの内部に入射し、ガラス基板Ｇの内表面で全反射されながら、図１のＸ方向において左方から右方に向けて伝播される。これによって、ガラス基板Ｇの内部が前記照明光によって照明される。
【００２７】
また、投光器１８のケース３２内には、図４の側面図、図５の平面図に示すように高輝度の光を発光するＬＥＤ光源３４、ライトガイド３６、及びシリンドリカルレンズ３８が収納される。これによって、ＬＥＤ光源３４からの高輝度の照明光がライトガイド３６、及びシリンドリカルレンズ３８を介して平行光となり出射口３２Ａから左端面Ｇ２に向けて出射される。なお、ＬＥＤ光源３４は、図３に示すその電源４０がＣＰＵ３０によってＯＮ／ＯＦＦ制御されることにより、点灯／消灯される。
【００２８】
図１に示すように投光器２０は、テーブル１６に保持されたガラス基板Ｇの図１中右側面（第２の側面）Ｇ３に、そのケース４２に形成されているスリット状の出射口４２Ａが対向配置される。したがって、出射口４２Ａから出射されたシート状の照明光がガラス基板Ｇの右端面Ｇ３に向けて出射される。この照明光は、ガラス基板Ｇの右側面Ｇ３からガラス基板Ｇの内部に入射し、ガラス基板Ｇの内表面で全反射されながら、図１のＸ方向において右方から左方に向けて伝播される。これによって、ガラス基板Ｇの内部が前記照明光によって照明される。また、投光器２０のケース４２内には、図４、図５に示す高輝度の光を発光するＬＥＤ光源４４、ライトガイド４６、及びシリンドリカルレンズ４８が収納される。これによって、ＬＥＤ光源４４からの高輝度の照明光がライトガイド４６、及びシリンドリカルレンズ４８を介して平行光となり出射口４２Ａから右側面Ｇ３に向けて出射される。ＬＥＤ光源４４もＬＥＤ光源３４と同様に、図３の電源５０がＣＰＵ３０によってＯＮ／ＯＦＦ制御されることにより、点灯／消灯される。
【００２９】
また、図１に示したケース３２、４２は、各々の出射口３２Ａ、４２ＡがＸ方向において対向するようにＹ方向移動部５２に搭載されている。
【００３０】
Ｙ方向移動部５２は、梁部５４及び一対の脚部５６、５８からなる門型に構成され、テーブル１６をＸ方向に跨ぐように、テーブル１６を支持する基台６０に立設されている。ケース３２は脚部５６に固定されるとともに、ケース４２は脚部５８に固定されている。脚部５６、５８の下部には、不図示のボールナットが取り付けられており、これらのボールナットが、基台６０にＹ方向に配設されている、ねじ棒（ボールねじ）６２、６４にそれぞれ螺合されている。これらのねじ棒６２、６４は、基台６０に回転自在に支持されるとともに、図３のＣＰＵ３０によって同期制御されるサーボモータ６６、６８に連結されている。したがって、サーボモータ６６、６８によってねじ棒６２、６４が同時に、かつ同方向に、そして同速度で回転されることにより、Ｙ方向移動部５２が基台６０に対しＹ方向に沿って移動する。この動作によって、ケース３２が左側面Ｇ２に沿って、そしてケース４２が右側面Ｇ３に沿ってそれぞれ移動され、ガラス基板Ｇの指定された観察部位を照明する。なお、図５のガラス基板Ｇに示した○印Ｐが観察部位である。
【００３１】
なお、ＬＥＤ光源３４、４４は、後述する受光器２２、２４による同一の観察部位Ｐに到達する照明光の光量が、どの観察部位においても一定となるように、ＣＰＵ３０によって出力強度が制御されている。これにより、受光器２２、２４側のダイナミックレンジ不足を補うことができ、受光器２２、２４側で信号補正を行うことなく、図２に示した微細傷１２、１４の検出が可能となっている。
【００３２】
図１、図４に示した受光器２２は、投光器１８からの照明光によって生じた前方散乱光、すなわち、ガラス基板Ｇの下面Ｇ１の観察部位Ｐに存在している微細傷１４で散乱された前方散乱光を受光する。また、受光器２４は、投光器２０からの照明光によって生じた前方散乱光、すなわち、ガラス基板Ｇの下面Ｇ１の観察部位Ｐに存在している微細傷１２で散乱された前方散乱光を受光する。なお、受光器２２、２４による観察部位Ｐは一箇所であり、その観察部位Ｐに微細傷１４が存在している場合には、その前方散乱光が受光器２２によって捉えられ、また、観察部位Ｐに微細傷１２が存在している場合には、その前方散乱光が受光器２４によって捉えられる。
【００３３】
図２の微細傷１２、１４は形状が異なっており、例えば微細傷１２のみ存在している場合には、その傷形状の特徴から微細傷１２の前方散乱光（図２の矢印Ａ）を受光器２２によって捉えることができない場合がある。同様に、微細傷１４のみ存在している場合には、その傷形状の特徴から微細傷１４の前方散乱光（図２の矢印Ｂ）を受光器２４によって捉えることができない場合がある。すなわち、ガラス基板Ｇの一方の側だけに投光器と受光器を設置した場合には、微細傷１２、１４の傷形状に起因して検出漏れが生じる。
【００３４】
これに対して実施の形態では、投光器１８、２０、及び受光器２２、２４をガラス基板Ｇの両側に設置しているので、微細傷１２、１４の形状に依存することなく、形状の異なる微細傷１２、１４を検出することができる。
【００３５】
受光器２２、２４は、図１のＹ方向移動部５２の梁部５４に吊り下げ支持されたプレート７０に取り付けられている。また、受光器２２、２４は、図４の一点鎖線で示した各々の受光方向と、ガラス基板Ｇの下面Ｇ１に対向する上面（第２表面）Ｇ４の法線方向との間の角度θ１、θ２が２５°となるように傾斜してプレート７０に固定されている。なお、各々の受光方向が交差する位置が観察部位Ｐである。また、前記角度θ１、θ２は２５°に限定されるものではなく、後述するように０°＜θ１≦６０°、０°＜θ２≦６０°が好ましく、３０°≦θ１≦４５°、３０°≦θ２≦４５°がより好ましい。更に、θ１とθ２とを異なる角度に設定してもよい。
【００３６】
実施の形態では、受光器２２、２４として、多数の受光素子が直線状に配列されたラインセンサが適用されている。このラインセンサの多数の受光素子の配列方向は、投光器１８、２０による照明光の出射方向（Ｘ方向）に対して直交するＹ方向に設定されている。これにより、観察部位Ｐは受光素子の数に応じた線分の範囲として捉えられ、その線分を繋ぎ合わせるように投光器１８、２０、及び受光器２２、２４がＹ方向移動部５２によって移動される。これにより、ガラス基板Ｇの所定のＸ方向位置におけるＹ方向に沿った観察部位Ｐの微細傷１２、１４の欠陥検査が行われる。
【００３７】
一方、図１に如く、プレート７０の上部の平坦部７０Ａには、不図示のボールナットが取り付けられ、このボールナットが、梁部５４にＸ方向に配設されている、ねじ棒（ボールねじ）７２に螺合されている。このねじ棒７２は、梁部５４に回転自在に支持されるとともに、図３のＣＰＵ３０によって制御されるサーボモータ７４に連結されている。したがって、サーボモータ７４によってねじ棒７２が回転されることにより、図１のプレート７０がＸ方向に沿って移動する。この動作によって、ガラス基板ＧのＸ方向位置における観察部位Ｐが設定される。
【００３８】
また、プレート７０には、電子カメラを備えた顕微鏡２８が取り付けられている。この顕微鏡２８のフォーカスレンズ２６は、観察部位Ｐの鉛直方向の上方に配置され、フォーカスレンズ２６によって得られた観察部位Ｐの拡大像が前記電子カメラで撮像される。電子カメラからの撮像信号は、図３のＣＰＵ３０に内蔵された画像信号処理装置によって画像処理され、画像処理された観察部位の高倍率の拡大映像がモニタ７６に表示される。なお、モニタ７６には、受光器２２、２４で捉えた観察部位Ｐの画像も表示される。また、フォーカスレンズ２６は、オートフォーカスレンズである。
【００３９】
次に、前記の如く構成された欠陥検査装置１０の特徴について説明する。
【００４０】
実施の形態の欠陥検査装置１０の特徴は、特許文献１の装置に対し、受光器２２、２４の受光方向を変更し、ガラス基板Ｇの下面Ｇ１に存在している微細傷１２、１４に強い受光感度を有する受光角度θ１、θ２（０°＜θ１≦６０°、０°＜θ２≦６０°が好ましく、３０°≦θ１≦４５°、３０°≦θ２≦４５°）に、受光器２２、２４の受光方向を設定したことにある。
【００４１】
図６のグラフは、横軸が受光器２２、２４の視野入射角度（受光角度θ１、θ２）であり、左側の縦軸が片側の受光器２２（又は受光器２４）で受光した輝度を積分して得られた積算値であり、右側の縦軸が双方の受光器２２、２４で受光した輝度を積分して得られた積算値の和である。すなわち、積算値が高い程、微細傷１２、１４の検出感度が高いことを意味している。
【００４２】
図６のグラフによれば、視野入射角度が０°＜θ１≦６０°、０°＜θ２≦６０°の範囲において、積算値のピークが約３８°にある。視野入射角度が０°の場合には、積算値が小さいために検査感度が悪く、視野入射角度が６０°を超えた場合も同様であった。また、視野入射角度が６０°を超えると、受光器２２、２４がガラス基板Ｇに近接し過ぎてガラス基板Ｇに接触する場合があるので好ましくない。このような観点から受光角度θ１、θ２は、０°＜θ１≦６０°、０°＜θ２≦６０°に設定することが必須である。また、高い検出感度を得ようとする場合には、図６のグラフから３０°≦θ１≦４５°、３０°≦θ２≦４５°に設定することが好ましい。
【００４３】
また、実施の形態の欠陥検査装置１０の特徴は、受光器２２、２４による観察部位に到達する照明光の光量が一定となるように、投光器１８、２０側の出力強度をＣＰＵ３０によって制御することで、受光器２２、２４側のダイナミックレンジ不足を補い、受光器２２、２４側で信号補正を行うことなく、微細傷１２、１４の検出を可能にしたことにある。
【００４４】
更に、実施の形態の欠陥検査装置１０は、双方の受光器２２、２４で検出された総受光量（輝度）を積分した値と微細傷１２、１４の深さとが相関関係（比例関係）にあることを実験にて見出し、この知見に基づき、受光信号強度に基づいて微細傷の深さを算出したことにある。
【００４５】
図７のグラフは、縦軸が受光器２２、２４で検出された総受光量（輝度）を積分した値であり、横軸が微細傷１２、１４の深さを示している。同グラフによれば、双方の関係が比例関係にあることが分かる。
【００４６】
一方、実施の形態の欠陥検査装置１０では、ガラス基板Ｇに内在する長径５０μｍ以上の大きさの泡等の欠陥も検出することもできるが、この欠陥による前方散乱光の輝度は、微細傷１２、１４の前方散乱光の輝度と比較してはるかに大きい。よって、双方の欠陥を輝度レベルで判別することが容易になるので、双方の欠陥を判別する精査が不要となる。したがって、微細傷１２、１４のみを抽出して検出することができる。また、ＣＰＵ３０の記憶部には、図７のグラフの前記総受光量（輝度）を積分した値に対する微細傷１２、１４の深さが記憶されている。ＣＰＵ３０は、受光器２２、２４から出力される受光信号強度に基づいて、微細傷１２、１４の深さを算出する。これにより、深さ別発生頻度等のデータもタイムリーに把握することができる。
【００４７】
ところで、エッジライト法では、照明光が投入されるガラス基板Ｇの側面Ｇ２、Ｇ３から観察部位Ｐが離れるに従って、観察部位Ｐに到達する光の光量（密度）が指数関数的に減少する。従来の装置では、受光器側で感度を補正していたが、実施の形態の欠陥検査装置１０では、観察部位Ｐに到達する光量が一様となるように、投光器１８、２０側の出力強度をＣＰＵ３０が制御することで、受光器２２、２４側のダイナミックレンジ不足を補う。例えば、どの観察部位Ｐにおいても、到達する光量が一定となるように、投光器１８、２０の出力強度をＣＰＵ３０が制御すればよい。
【００４８】
すなわち、図８に示すグラフの横軸の如く、観察部位Ｐが投光器から離れるに従って、投光器１８、２０の出力をグラフの縦軸の如く増加させる。それに対して、観察部位Ｐが投光器に近づくに従って、投光器１８、２０の出力を減少させる。それによって、観察部位Ｐに到達する光量が常に一定となる。
【００４９】
つまり、ＣＰＵ３０の記憶部には、左側面Ｇ２から右側面Ｇ３までのＸ方向における観察部位Ｐに応じた各投光器１８、２０の出力値が記憶されている。ＣＰＵ３０は、観察部位Ｐが不図示の入力手段（例えば、キーボード）から入力されると、サーボモータ６８を駆動制御し、受光器２２、２４による観察部位を指定された観察部位Ｐに対応する位置に移動するとともに、投光器１８、２０の出力をそれぞれ制御して、その観察部位Ｐにおける光量を一様にする。
【００５０】
これにより、本発明によれば、長径１０μｍ程度の微細傷１２、１４に対しても、観察部位Ｐの位置に関係無く検出感度を維持することができる。また、微細傷１２、１４の深さに相関のある信号強度に基づき微細傷１２、１４の深さを得ることができる。
【００５１】
以上の如く実施の形態の欠陥検査装置１０は、顕微鏡精査を行うことなく、微細傷１２、１４を検出することができ、また、微細傷１２、１４の発生頻度の特定、微細傷１２、１４の深さの頻度の特定が可能になる。
【００５２】
なお、欠陥検査装置１０に搭載された顕微鏡２８は、本装置１０において必須ではないが、受光器２２、２４によって検出された微細傷１２、１４を確認する場合に有効である。
【００５３】
また、受光器２２、２４として、ラインセンサを適用し、このラインセンサの受光素子の配列方向を、投光器１８、２０による照明光の出射方向に対して直交する方向としたので検出感度を維持できる。
【００５４】
更に、実施の形態では、ガラス基板Ｇの下面Ｇ１の微細傷１２、１４を検出する装置であるが、上面Ｇ４の微細傷１２、１４を検出する場合には、ガラス基板Ｇの下方に、同様構成の投光器１８、２０と受光器２２、２４を設置すればよい。
【００５５】
更にまた、実施の形態では、ガラス基板Ｇの欠陥検査装置１０について説明したが、検査対象の板状透明体はガラス基板Ｇに限定されず、例えば樹脂製等の板状透明体に実施の形態の欠陥検査装置１０を適用することができる。
【００５６】
また、実施の形態では照明光源にＬＥＤ光源３４、４４を用いたが、これに限らず例えば、メタルハライドランプ、又はレーザ等の高輝度照明光を出射する光源を用いてもよい。図９（Ａ）は、ファイバーライトガイド７６を使用した投光器１８Ａの上面図、図９（Ｂ）は、その側面図である。すなわち、図５に示したライトガイド３６に代えてファイバーライトガイド７６を使用することもできる。投光器２０についても同様である。
【００５７】
更にまた、実施の形態では、ガラス基板Ｇをテーブル１６に載置したが、受光器２２、２４の被写界深度の許容範囲内にガラス基板Ｇの平面レベルを維持できれば、テーブル１６を省略できる。
【符号の説明】
【００５８】
１０…欠陥検査装置、１２…微細傷、１４…微細傷、１６…テーブル、１８…投光器、２０…投光器、２２…受光器、２４…受光器、２６…オートフォーカスレンズ、２８…顕微鏡、３０…ＣＰＵ、３２…ケース、３２Ａ…出射口、３４…ＬＥＤ光源、３６…ライトガイド、３８…シリンドリカルレンズ、４０…電源、４２…ケース、４２Ａ…出射口、４４…ＬＥＤ光源、４６…ライトガイド、４８…シリンドリカルレンズ、５０…電源、５２…Ｙ方向移動部、５４…梁部、５６…脚部、５８…脚部、６０…基台、６２…ねじ棒（ボールねじ）、６４…ねじ棒（ボールねじ）、６６…サーボモータ、６８…サーボモータ、７０…プレート、７０Ａ…平坦部、７２…ねじ棒（ボールねじ）、７４…サーボモータ、７６…ファイバーライトガイド、Ｐ…観察部位
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状透明体の第１表面に存在する欠陥に光を照射し散乱させて前記欠陥を検査する板状透明体の欠陥検査装置であって、
前記板状透明体の第１側面に光を照射する第１投光器と、
前記板状透明体の第１側面に対向する第２側面に光を照射する第２投光器と、
前記第１投光器からの光によって生じた前方散乱光を受光する第１受光器と、
前記第２投光器からの光によって生じた前方散乱光を受光する第２受光器と、を備え、
前記第１受光器の受光方向と、前記第１表面に対向する第２表面の法線方向との間の角度θ１が０°＜θ１≦６０°であり、
前記第２受光器の受光方向と、前記法線方向との間の角度θ２が０°＜θ２≦６０°であることを特徴とする板状透明体の欠陥検査装置。
【請求項２】
前記第１側面から前記第２側面までの観測領域において、前記第１受光器及び前記第２受光器による観察部位に到達する光量が一定となるように、前記第１投光器の照明光の出力強度及び前記第２投光器の照明光の出力強度を制御する制御手段と、
前記第１受光器及び前記第２受光器の総受光量の積分値に対する前記欠陥の深さが予め記憶され、前記第１受光器及び前記第２受光器の総受光量の積分値を算出し、該積分値に基づいて前記欠陥の深さを算出する演算装置と、
を備えた請求項１に記載の板状透明体の欠陥検査装置。
【請求項３】
板状透明体の第１表面に存在する欠陥に光を照射し散乱させて前記欠陥を検査する板状透明体の欠陥検査方法であって、
前記板状透明体の第１側面に第１投光器から光を照射し、
前記板状透明体の第１側面に対向する第２側面に第２投光器から光を照射し、
前記第１側面に照射された光によって生じた第１前方散乱光を第１受光器によって受光し、
前記第２側面に照射された光によって生じた第２前方散乱光を第２受光器によって受光し、
前記第１前方散乱光の受光方向と、前記第１表面に対向する第２表面の法線方向との間の角度θ１が０°＜θ１≦６０°であり、
前記第２前方散乱光の受光方向と、前記法線方向との間の角度θ２が０°＜θ２≦６０°であることを特徴とする板状透明体の欠陥検査方法。
【請求項４】
前記第１側面から前記第２側面までの観測領域において、前記第１受光器及び前記第２受光器による観察部位に到達する光量が一定となるように、前記第１投光器の照明光の出力強度及び前記第２投光器の照明光の出力強度を制御し、
前記第１受光器及び前記第２受光器の総受光量の積分値を算出し、該積分値に基づいて前記欠陥の深さを算出する請求項３に記載の板状透明体の欠陥検査方法。
【請求項１】
板状透明体の第１表面に存在する欠陥に光を照射し散乱させて前記欠陥を検査する板状透明体の欠陥検査装置であって、
前記板状透明体の第１側面に光を照射する第１投光器と、
前記板状透明体の第１側面に対向する第２側面に光を照射する第２投光器と、
前記第１投光器からの光によって生じた前方散乱光を受光する第１受光器と、
前記第２投光器からの光によって生じた前方散乱光を受光する第２受光器と、を備え、
前記第１受光器の受光方向と、前記第１表面に対向する第２表面の法線方向との間の角度θ１が０°＜θ１≦６０°であり、
前記第２受光器の受光方向と、前記法線方向との間の角度θ２が０°＜θ２≦６０°であることを特徴とする板状透明体の欠陥検査装置。
【請求項２】
前記第１側面から前記第２側面までの観測領域において、前記第１受光器及び前記第２受光器による観察部位に到達する光量が一定となるように、前記第１投光器の照明光の出力強度及び前記第２投光器の照明光の出力強度を制御する制御手段と、
前記第１受光器及び前記第２受光器の総受光量の積分値に対する前記欠陥の深さが予め記憶され、前記第１受光器及び前記第２受光器の総受光量の積分値を算出し、該積分値に基づいて前記欠陥の深さを算出する演算装置と、
を備えた請求項１に記載の板状透明体の欠陥検査装置。
【請求項３】
板状透明体の第１表面に存在する欠陥に光を照射し散乱させて前記欠陥を検査する板状透明体の欠陥検査方法であって、
前記板状透明体の第１側面に第１投光器から光を照射し、
前記板状透明体の第１側面に対向する第２側面に第２投光器から光を照射し、
前記第１側面に照射された光によって生じた第１前方散乱光を第１受光器によって受光し、
前記第２側面に照射された光によって生じた第２前方散乱光を第２受光器によって受光し、
前記第１前方散乱光の受光方向と、前記第１表面に対向する第２表面の法線方向との間の角度θ１が０°＜θ１≦６０°であり、
前記第２前方散乱光の受光方向と、前記法線方向との間の角度θ２が０°＜θ２≦６０°であることを特徴とする板状透明体の欠陥検査方法。
【請求項４】
前記第１側面から前記第２側面までの観測領域において、前記第１受光器及び前記第２受光器による観察部位に到達する光量が一定となるように、前記第１投光器の照明光の出力強度及び前記第２投光器の照明光の出力強度を制御し、
前記第１受光器及び前記第２受光器の総受光量の積分値を算出し、該積分値に基づいて前記欠陥の深さを算出する請求項３に記載の板状透明体の欠陥検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−７９９３（Ｐ２０１２−７９９３Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４３８８９（Ｐ２０１０−１４３８８９）
【出願日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
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