DE19838410A1

DE19838410A1 - Montageplattform für transparentes Substrat, Kratzerinspektionsvorrichtung für transparentes Substrat, Vorrichtung und Verfahren für die Abschrägungsinspektion eines transparenten Substrats und Verfahren zur Inspektion eines transparenten Substrats

Info

Publication number: DE19838410A1
Application number: DE19838410A
Authority: DE
Inventors: Ryo Kobayashi
Original assignee: Nippon Maxis Co Ltd
Current assignee: Nippon Maxis Co Ltd
Priority date: 1997-08-25
Filing date: 1998-08-24
Publication date: 1999-03-25
Also published as: US6256091B1; IL125888A0

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Montageplatt form für das Montieren eines Kristallsubstrats, wie eines Kristallrohlings, und eine Kratzerinspektionsvorrichtung für Kristallsubstrate für das optische Erkennen von Kratzern durch das Montieren eines Kristallsubstrats auf einer Monta geplattform, und insbesondere bezieht sie sich auf eine Kri stallsubstratmontageplattform und eine Kristallsubstratkrat zerinspektionsvorrichtung, bei der die Handhabung der Kri stallsubstrate vereinfacht werden kann. Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Abschrägungsinspektion von Kristallsub straten, wobei eine Echtzeitinspektion durch eine Bildverar beitungsvorrichtung möglich ist. Darüberhinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Inspektionsverfahren für Kristallsubstrate und insbesondere auf ein Verfahren, bei dem Kratzer und der Abschrägungszustand von Kristallsubstraten Gebiet für Gebiet untersucht werden kann.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Kristalloszillatoren werden aus Kristallrohlingen herge stellt, aber wenn es nur einen leichten Kratzer im Kristall rohling gibt, so wird der Kristalloszillator fehlerhaft sein, und somit ist eine Kratzererkennung in Kristallrohlingen ex trem wichtig.

Bisher wurden Defekte in Kristallrohlingen visuell durch Men schen inspiziert, wobei es, da diese Operation von der menschlichen Sehleistung abhängt, sehr schwierig ist, Kratzer in der Größenordnung von mehreren zehn Mikrometern oder weni ger zu erkennen. Da diese Operation sich eine lange Zeit fortsetzt, wird die Bedienperson sehr müde, und es können so mit keine stabilen Inspektionsergebnisse erzielt werden, so daß die Inspektion von zwei oder drei Menschen wiederholt werden muß. Deswegen wurde nach einer Kratzerinspektionsvor richtung, die auf einer Bildverarbeitung basiert, gesucht.

Eine konventionelle Kratzerinspektionsvorrichtung auf der Ba sis einer Bildverarbeitung ist beispielsweise im nicht ge prüften japanischen Patent 7-103905 beschrieben.

Wie in Fig. 22 gezeigt ist, wird bei dieser Vorrichtung Licht auf ein zu inspizierendes Objekt 60, wie beispielsweise einen Kristallrohling, aus drei Richtungen durch das Bereitstellen von Beleuchtungsquellen 61-63 in sich um gegenseitig je weils 90° unterscheidenden Positionen, aufgebracht, und CCD- Kameras 64, 65 werden zwischen die Beleuchtungsquellen pla ziert. Diese CCD-Kameras 64, 65 sind zwischen den Beleuch tungsquellen angeordnet. Diese CCD-Kameras 64, 65 und die Be leuchtungsquellen 61-63 sind in Positionen angeordnet, die mit der horizontalen Fläche des zu inspizierenden Objektes einen Winkel von 45° bilden. Um Kratzer zu inspizieren, wird eine der Kameras und eine der beiden Beleuchtungsquellen auf einer Seite dieser Kamera zur gleichen Zeit eingeschaltet, und die anderen Beleuchtungsquellen und Kameras werden abge schaltet. Vier Bilder werden durch die Kameras 64, 65 durch das Implementieren der vier An- und Aus-Kombinationen, aufge nommen, womit ein 360° Detektionsbereich abgedeckt wird. Je des Bild wird in einer Bildeingabevorrichtung 66 aufgezeich net, und es wird eine Beurteilungsverarbeitung für jedes die ser Bildsignale mittels einer Merkmalsextrahiervorrichtung 67 und einer Qualitätsbeurteilungsvorrichtung 68 durchgeführt, um Defekte, wie beispielsweise Kratzer, die unabhängig von der Richtung der Brechung und dergleichen sind, zu detektie ren.

Bei der oben beschriebenen konventionellen Technologie treten jedoch folgende Probleme auf:

1. Da die Beleuchtungs- und Bildaufnahmeoperationen schräg unter Verwendung eine Vielzahl von Beleuchtungsquellen und Kameras implementiert sind, kann eine gleiche Qualität bezüg lich der Fokusierung und den Lichteinstellbedingungen nicht für alle Bilder gewährleistet werden, so daß keine genaue De tektion erfolgen kann.
2. Da die Kameras in schräger Richtung eingestellt sind, wird das Bild elliptisch, so daß man keine genaue Dimensionen und Messungen erhalten kann. Um genaue Dimensionen und Messungen zu bestimmen, ist eine komplexe Korrekturverarbeitung notwen dig.
3. Es wird für das Schalten der Kameras und der Beleuchtungs quellen eine komplexe Steuerung benötigt. Weiterhin ist es notwendig, eine Vielzahl von Bildern aufzunehmen, um ein Ob jekt zu inspizieren, so daß der Detektionsalgorithmus komplex wird und die Bildverarbeitungsgeschwindigkeit nicht erhöht werden kann.
4. Da die Kameras und die Beleuchtungsquellen beide in einem Winkel von 45° bezüglich der horizontalen Fläche positioniert sind, besteht die Gefahr daß das Hintergrundmuster der Mon tageplattform, auf der das zu inspizierende Objekt montiert ist, eingegeben wird. Wenn das Hintergrundmuster der Montage plattform eingegeben wird, wird sich das SN-Verhältnis in Be zug auf Bilder von Kratzern oder Defekten verschlechtern, was die Erkennung schwieriger macht.

Somit wurde, um die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen, eine Kratzerinspektionsvorrichtung erdacht, bei der gestreu tes Licht auf die Oberfläche des zu inspizierenden Objektes, wie beispielsweise einen Kristallrohling, mit einem Beleuch tungswinkel von ± 30° von allen Seiten des Umfangs des Objek tes aufgestrahlt wird (nicht geprüftes japanisches Patent 9-288063). Durch diese Vorrichtung wird, da ein dunkles Blick feld von allen Seiten des Umfangs des zu inspizierenden Ob jektes erleuchtet wird, und da weiterhin das Beleuchtungs licht gestreutes Licht ist, das reflektierte Licht, das durch Kratzer oder Kanten reflektiert wird, verstärkt, und Kratzer oder Kanten sind im Bild klar erkennbar. Da keine Beleuchtung in einem Winkel von mehr als 30° bezüglich der vorderen oder hinteren Oberfläche des zu inspizierenden Objektes erfolgt, so bildet Licht, das einfach durch das zu inspizierende Ob jekt hindurchgeht und das an dessen Oberfläche reflektiert wird, kein Bild, und somit bildet das Bild des zu inspizie renden Objektes als ganzes einen Schatten und wird nicht auf genommen. Das Licht, das ein Bild bildet, ist nur das reflek tierte Licht, das entweder durch Kratzer, die im zu inspizie renden Objekt vorhanden sind, oder den Seiten (Kanten) des zu inspizierenden Objektes reflektiert wird. Durch eine Bildver arbeitung dieses reflektierten Lichts können Kratzer leicht identifiziert werden.

Andererseits wird das Abschrägen (Abfasen) der Außenlinie (des Umfangs) der Kristallrohlings als Verfahren für das Ver bessern der Eigenschaften eines Kristalloszillators verwen det. Im allgemeinen wird ein zylindrisches Walzensystem, das eine Verarbeitung hoher Kapazität durchführen kann, für das Abschrägen verwendet. Wie in Fig. 23 gezeigt ist, bedingt dies das Einführen eines Schleifmaterials 42 in eine zylin drische Walze 41 zusammen mit einer Vielzahl von Kristallroh lingen 1, und das Schleifen, indem die zylindrische Walze 41 zum Rotieren gebracht wird. Um die Kristalloszillatoreigen schaften mit einer guten Wiederholbarkeit zu verbessern, ist es notwendig, die Genauigkeit von Abschrägungsdimensionen mittels des vorher erwähnten Verfahren zu erhöhen, um eine seitliche und vertikale Symmetrie zu erzielen.

Im vorher erwähnten zylindrischen Walzensystem, variiert der Abschrägungszustand in Abhängigkeit von der Anzahl der Kri stallsubstrate, die in die Walze eingeführt werden, der Art des Schleifmaterials, der Umdrehungsgeschwindigkeit und der gleichen, und sogar wenn diese Bedingungen gleichförmig ge halten werden, so bedeutet dies nicht notwendigerweise, daß immer der gleiche Abschrägungszustand erzielt wird. Kristall substrathersteller verlassen sich zu einem großen Teil auf ihr eigenes Wissen, aber da dieses einen variablen Faktor darstellt, kann es nicht als ideale Lösung angesehen werden, und aktuell kann eine gleichförmige Genauigkeit bei den Ab schrägungsdimensionen nicht zu allen Zeiten aufrecht erhalten werden, und es treten auch unerwartete Faktoren auf. Um die Genauigkeit der Abschrägungsdimensionen zu verbessern, wird ein Abschrägungsinspektionsverfahren benötigt, das den Zu stand der Abschrägung der Kristallsubstratoberflächen auswer ten, und diese Ergebnisse dem Abschrägungsverfahren zurückge ben kann.

Da das Abschrägungsverfahren durch das Aufbringen extrem kleiner Kratzer erzielt wird, wird ein Standardlichtfeldbe leuchtungsverfahren keinen wesentlichen Unterschied zwischen abgeschrägten und nicht abgeschrägten Abschnitten erzeugen, so daß der Abschrägungszustand der Kristallsubstratoberflä chen nicht durch die visuelle Inspektion einer Bedienperson oder durch eine Bildverarbeitungstechnik inspiziert werden kann. Somit mußte sich die konventionelle Inspektion der Ab schrägung unvermeidlich auf physikalische Verfahren, wie (1) eine Abschrägungsmessung oder (2) eine Projektion stützen.

(1) Abschrägungsmeßverfahren

Dieses Verfahren verwendet eine Laserhöhenmeßvorrichtung und verwendet eine Dampfablagerung eines reflektierenden Silber films auf der Rückseite des Kristallrohlings, wonach eine La serlichtquelle auf die Oberfläche des Kristallrohlings ge richtet und in einer entgegengesetzten Richtung (lineare Richtung) bewegt (abgetastet) wird, und die Ebene der geraden Linien aus dem reflektierten Licht gemessen wird. Durch diese Vorrichtung kann die Höhe der Oberfläche in einer linearen Richtung des Kristallrohlings kontinuierlich gemessen werden, und die Abschrägung kann aus der Oberflächenhöhe bestimmt werden.

(2) Projektionsverfahren

Bei diesem Verfahren erfolgt eine Beschichtung mit Kohlen stoffpulver (schwarz) der Oberfläche eines Kristallrohlings, wonach ein halbtransparenter Film oder ein dünnes Papier dar auf gedrückt wird, und das Kohlenstoffpulver auf den Film oder das dünne Papier übertragen wird. Der Film, der den übertragenen Kohlenstoff trägt, wird dann in vergrößertem Zu stand auf einen Schirm projiziert. Da an den nicht abge schrägten Gebieten kein Kohlenstoff anhaftet, so kann der Zu stand der Abschrägung visuell durch den Übertragungszustand des Kohlenstoffpulvers überwacht werden.

Andererseits werden, wenn Kratzer in Kristallrohlingen durch eine Bildverarbeitung inspiziert werden, die eingelesenen Bildsignale digitalisiert, um Kratzer zu verstärken, wobei es aber für diese Digitalisierung notwendig ist, einen Schwell wert festzusetzen. Der Schwellwert ist ein wichtiger Parame ter bei der Bestimmung des Qualitätskriteriums, das auf die Inspektionsergebnisse angewandt wird. Konventionellerweise wird dieser Schwellwert als einheitlicher Wert für einen Kri stallrohling ohne Berücksichtigung der Position auf dem Roh ling festgesetzt.

Da ein Kristallrohling nicht verwendet werden kann, wenn er verkratzt ist, so wird eine Inspektion des gesamten Produkts erforderlich, eine Stichprobeninspektion genügt nicht. Im Hinblick auf die starke Nachfrage nach Kristallrohlingen in den vergangen Jahren wurde es notwendig, eine Automation und eine erhöhte Geschwindigkeit bei den vorher erwähnten Kratzer inspektionsvorrichtungen, die aktuell untersucht wurden, zu erzielen. In diesem Fall entsteht ein Engpaß durch das Mon tieren und das Abmontieren der Kristallrohlinge auf der Sub stratmontageplattform. Insbesondere wird während der Montage, da die Kristallrohlinge und die Substratmontageplattform bei de spiegelglatte Oberflächen haben, eine Luftschicht von na hezu gleichförmiger Dicke zwischen dem Kristallrohling und der Substratmontageplattform ausgebildet, was es wahrschein lich macht, daß der Kristallrohling über die Substratmontage oberfläche rutscht oder daß der Kristallrohling an der Sub stratmontageoberfläche haftet, nachdem die Luftschicht nach dem Montieren ausgestoßen wurde. Diese Phänomen wurde insbe sondere in Fällen beobachtet, wo das zu messende Substrat 30 µm-500 µm dick ist, oder bei Kristallrohlingen mit Kanten oder Durchmessern einer Länge von 3 mm bis 50 mm.

Deswegen kann, wenn ein Kristallrohling durch einen Beförde rungsroboterarm einer automatischen Vorrichtung auf der Sub stratmontageoberfläche montiert wird, der Kristallrohling über die Montageplattform rutschen, und die Montageposition wird nicht stabil sein, was eine genaue Messung behindert.

Darüberhinaus kann nach der Montage der Kristallrohling fest an die Substratmontageoberfläche geklebt sein, was ein sanf tes Aufnehmen durch einen Beförderungsroboterarm nach der In spektion verhindert, und somit das Erzielen einer erhöhten Geschwindigkeit und einer Automation im Inspektionsverfahren versperrt.

Somit wurde eine Operation, bei der Kratzer auf die polierte Glasform der Montageoberfläche der Substratmontageoberfläche durch das Aufbringen von Sand, so daß der Kristallrohling nicht rutscht oder stark anhaftet, erfunden. Wenn jedoch Kratzer einfach auf die Montageoberfläche aufgebracht werden, um kleine Kerben zu bilden, so werden schwach geschärfte vor stehende Abschnitte zufällig auf der Montageoberfläche ausge bildet, die beim Kontakt mit einem Kristallrohling leicht brechen, und sogar wenn Quarzglas mit einer Härte, die der des Kristalls ähnelt, für die Montageplattform verwendet wird, werden innerhalb von Stunden die Spitzen dieser vorste henden Abschnitte weg erodiert, und es wird schwierig, sie von Kratzern auf den Kristallrohlingen zu unterscheiden, was eine Erkennung der Kratzer erschwert. Darüberhinaus kann Schmutz in die kleinen Kerben eindringen, und dieser Schmutz kann sogar durch Wischen nur schwer entfernt werden, und wenn er am Kristallrohling haftet, so kann es schwierig sein, ihn von Kratzern zu unterscheiden.

Andererseits gab es bei den konventionellen oben beschriebe nen Abschrägungsinspektionsverfahren folgende Probleme.

(1) Niveaumeßverfahren

Obwohl die Höhe der polierten Oberfläche genau gemessen wer den kann, da Daten nur für die geraden Linien erhalten wer den, mit denen der Kristallrohling abgetastet wird, ist es nicht möglich, die Abschrägung bezüglich der gesamten Ober fläche des Kristallrohlings zu inspizieren. Wenn die Abta stung in horizontaler Richtung in die vertikale Richtung ver schoben wird, erhält man dennoch Oberflächendaten, aber es werden unvermeidlich Datenauslassungen, die der Abstandsbrei te in vertikaler Richtung entsprechen, auftreten. Somit ist es schwierig, die gesamte Oberfläche eines Kristallrohlings zu inspizieren. Darüberhinaus wird, da ein Verfahren für die Dampfabscheidung von Silber auf der hinteren Oberfläche er forderlich ist, die Inspektion zu einem Abtastverfahren, das Zeit benötigt, und darüberhinaus können die inspizierten Pro ben nicht verwendet werden

(2) Projektionsverfahren

Obwohl die gesamte Oberfläche des Kristallrohlings inspiziert werden kann, wird, da es notwendig ist, einen Probenkristall rohling zu nehmen und die Übertragungs- und Projektionsopera tionen durchzuführen, die Inspektion ein Abtastverfahren, das sehr viel Zeit benötigt. Da das Verfahren auf einer visuellen Beobachtung basiert, erhält man keine Inspektionsdaten.

Auf diese Weise gestattet keines der obigen Verfahren in (1) oder (2) eine Inspektion in Echtzeit, weil beide viel Zeit benötigen. Weiterhin kann, da ein integriertes Inspektions verfahren nicht errichtet werden kann, eine Standardisierung bei der Abschrägungsinspektion nicht erzielt werden. Darüber hinaus kann, da keine geeignete Daten erhalten werden, eine Rückkoppeloperation, die bei der Abschrägungsprozeßtechnolo gie wirksam ist, nicht implementiert werden.

Weiterhin gibt es, da ein Stapelverfahren, das große Mengen handhabt, beim Abschrägungsverfahren verwendet wird, Diffe renzen im Abschrägungszustand zwischen Kristallrohlingen, und auch in den nachfolgenden Ätzverfahren, die eine Säurebehand lung verwenden, werden Variationen erzeugt. Unabhängig davon ist es, da keine Inspektionsnormen festgesetzt werden, schwierig, Toleranzen zu bestimmen, und es kann sein, daß be friedigende Stücke als defekte Stücke behandelt werden, wäh rend defekte Stücke als befriedigende Stücke behandelt wer den.

Andererseits werden bei konventionellen Kratzerinspektions verfahren Kratzer durch das Anwenden einheitlicher Inspekti onsnormen über einen gesamten Kristallrohling inspiziert, un abhängig vom Punkt der Kratzerinspektion. Kristallrohlinge, die das zu inspizierende Objekt darstellen, beinhalten ge wöhnlicherweise jedoch eine Variation, die während der Her stellungsstufen aufgetreten ist, und sie können nicht in vollständig gleichförmiger Art erzeugt werden, wobei zusätz lich in einigen Fällen weniger strenge Normen in Abhängigkeit vom Gebiet innerhalb des Kristallrohlings verwendet werden können. Somit kann es, wenn Kratzer gemäß einer einzigen In spektionsnorm inspiziert werden, Momente geben, bei denen ein zufriedenstellendes Stück als defekt oder bei denen ein de fektes Stück als befriedigend beurteilt wird. Weiterhin ist es, sogar wenn Kratzerinspektionsdaten basierend auf einer Bildverarbeitung erhalten werden, in Wirklichkeit unmöglich, Daten für eine Standardisierung der Inspektion oder der Ana lysesteuerung zu erhalten, da die Information, die sich auf den Inspektionspunkt bezieht, nicht eingegeben wird. Dieses Problem ist nicht auf Kratzer beschränkt, sondern taucht auch im Hinblick auf die Inspektion des Zustandes der Abschrägung (Abfasung) auf.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vorher erwähnten Probleme des Standes der Technik zu überwin den, indem eine Kristallsubstratmontageplattform und eine Kristallsubstratkratzerinspektionsvorrichtung bereitgestellt werden, wobei die Handhabung der Kristallsubstrate bezüglich der Montageplattform vereinfacht werden kann.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung für die Über windung der Probleme des Standes der Technik besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Abschrägungsin spektion für Kristallsubstrate zu liefern, wobei der Abschrä gungszustand visuell in Echtzeit durch eine Bildverarbeitung inspiziert werden kann.

Eine nochmals weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung be steht darin, die Probleme des Standes der Technik durch das Bereitstellen eines Inspektionsverfahrens für Kristallsub strate zu liefern, wobei die Kratzer und der Abschrägungszu stand in Kristallsubstraten wirksam bestimmt werden können.

Die transparente Substratmontageplattform ist gemäß der vor liegenden Erfindung eine Montageplattform für das Montieren transparenter Substrate, in einem Substratverarbeitungsab schnitt für das Ausführen vorgeschriebener Verfahren bezüg lich des transparenten Substrats, das durch einen Beförde rungsmechanismus hinein und heraus befördert wird, wobei die Montageplattform aus einem transparenten Material hergestellt ist, und Einschnitte, wie Rillen, Löcher oder dergleichen, in einer flachen Montageoberfläche, auf der die transparenten Substrate montiert sind, ausgebildet sind. Die transparenten Substrate können Kristallsubstrate, Saphirsubstrate, SAW- Vorrichtungen, Diamantsubstrate oder keramische Substrate sein.

Ein transparentes Substrat wird zu einem Substratverarbei tungsabschnitt für das Ausführen der Verarbeitung, wie einer optischen Inspektion oder dergleichen, durch einen Beförde rungsmechanismus befördert, und es wird im Substratverarbei tungsabschnitt auf einer Montageplattform montiert. Hier gibt es, da Einschnitte, wie Rillen, Löcher oder dergleichen in der flachen Montageoberfläche der Montageplattform bereitge stellt sind, keine Ausbildung einer Luftschicht gleichförmi ger Dicke über die gesamte untere Fläche des transparenten Substrats, die bewirken kann, daß das Substrat rutscht, und somit kann das transparente Substrat in der gewünschten Posi tion auf der Montageoberfläche ohne ein Gleiten plaziert wer den. Weiterhin haftet (klebt) das transparente Substrat, da ein Luftschicht zwischen dem transparenten Substrat und den Einschnitten in der Montageplattform nach dem Montieren auf rechterhalten wird, nicht fest an der Montageplattform, und wenn das transparente Substrat durch den Beförderungsmecha nismus oder dergleichen aufgenommen wird, so kann es leicht von der Montageplattform gelöst werden. Weiterhin kann, da das transparente Substrat durch eine flache Montageoberfläche gestützt wird, das Auftreten eines Verkratzens durch den Kon takt zwischen der Montageoberfläche und dem transparenten Substrat ebenfalls vermindert werden.

Die Einschnitte in der Montageoberfläche sollten durch das Ausbilden von Rillen, Löchern, Vertiefungen oder dergleichen durch Schleifen oder Ätzen in der Montageoberfläche, die im Grunde so flach wie eine Spiegeloberfläche oder dergleichen ist, hergestellt werden. Die Größe, die Gestaltung und die Tiefe der Einschnitte bezüglich der Montageoberfläche werden gemäß den Dimensionen etc. des transparenten Substrats inner halb eines Bereiches eingestellt, in dem kein Rutschen oder keine Anhaftung des transparenten Substrats erzeugt wird. Zu sätzlich zu Kristallrohlingen für Kristalloszillatoren und Filter umfassen die transparenten Substrate auch Kristallin sen oder dergleichen für Videokameras und DVDs.

In der vorliegenden Erfindung wird ein Saphir als transparen tes Material für die Montageoberfläche verwendet, und da der Saphir harter als der Kristall ist, so wird er durch das transparente Substrat nicht verkratzt, und er kann für eine stabile Inspektion oder dergleichen während einer langen Zeit verwendet werden. Weiterhin sollten die Grenzgebiete zwischen der flachen Montageoberfläche der vorher erwähnten Montage plattform und den Einschnitten so ausgeformt werden, daß sie sich in einer sanften Krümmung treffen. Wenn die Grenzgebiete (Kantengebiete) zwischen der Montageoberfläche und den Ein schnitten scharfe Kanten haben, so wird während der optischen Messung oder dergleichen eine Reflexion an den Kantengebie ten auftreten, und das transparente Substrat kann verkratzt werden.

Weiterhin umfaßt die Kratzerinspektionsvorrichtung für trans parente Substrate gemäß der vorliegenden Erfindung eine Krat zerinspektionsvorrichtung, wobei Kratzer auf der Basis eines Bildsignals eines transparenten Substrats, das durch das Auf bringen von Licht auf das transparente Substrat aufgenommen wurde, erkannt werden, folgendes: eine Montageplattform aus einem transparenten Material, wobei Einschnitte, wie Rillen, Löcher oder dergleichen, in einer flachen Montageoberfläche, auf der ein transparentes Substrat horizontal montiert wird, ausgebildet werden; eine Beleuchtungsvorrichtung für das Auf bringen von gestreutem Licht, das innerhalb eines Beleuch tungswinkels von ± 30° in einer vertikalen Richtung bezüglich der horizontalen Substratfläche des transparenten Substrates gestreut wird, von allen Seiten des Umfangs des transparenten Substrats; und eine Bildaufnahmevorrichtung für das Aufnehmen eines Bildes eines transparenten Substrats aus einer vertika len Richtung bezüglich der Substratfläche des transparenten Substrats.

In dieser Erfindung wird gestreutes Licht, das innerhalb ei nes Beleuchtungswinkels von ± 30° in vertikaler Richtung be züglich der horizontalen Substratfläche des transparenten Substrates gestreut wurde, von allen Seiten des Umfangs des transparenten Substrats durch die Beleuchtungsvorrichtung ge worfen, um ein Betrachtungsdunkelfeld bezüglich der Bildauf nahmevorrichtung für das Aufnehmen eines Bildes eines trans parenten Substrats aus einer vertikalen Richtung bezüglich der Substratfläche des transparenten Substrats zu schaffen. Somit erreicht Licht, das gerade durch das transparente Sub strat gelangt, oder das durch die Substratfläche reflektiert wird, nicht die Beleuchtungsvorrichtung, so daß kein Gesamt bild des transparenten Substrats aufgenommen wird. Das Licht, das die Bildaufnahmevorrichtung erreicht, ist nur reflektier tes Licht oder gestreutes Licht, das durch Kratzer, die im transparenten Substrat vorhanden sind, oder durch die Seiten (Kanten) des transparenten Substrats reflektiert wird. Da das Licht von allen Seiten des Umfangs des transparenten Sub strats und innerhalb eines Beleuchtungswinkelbereiches von ± 30° in einer vertikalen Richtung bezüglich der Substratober fläche aufgebracht wird, und da weiter dieses Licht diffuses Licht oder gestreutes Licht ist, so wird das Licht, das durch die Kratzer oder Kanten reflektiert wird, verstärkt, so daß nur Kratzer und Kanten im Bild klar erkennbar sind. Durch das Verarbeiten dieses Bildes können Kratzer leicht erkannt wer den. Weiterhin ist es möglich, da diese Erfindung eine Monta geplattform aus einem transparenten Material, in das Ein schnitte, wie Rillen, Löcher oder dergleichen in einer fla chen Montageoberfläche, auf die das transparente Substrat ho rizontal montiert wird, ausgeformt sind, umfaßt, das Gleiten oder das Anhaften der transparenten Substrate zu verhindern, so daß die transparenten Substrate einfach und schnell ge handhabt werden können.

In der erfindungsgemäßen Kratzerinspektionsvorrichtung wird, wenn die Beleuchtungsvorrichtung unterhalb des transparenten Substrats angeordnet ist diese kein Hindernis darstellen, wenn die transparenten Substrate bewegt werden, womit eine sanfte Inspektion ausgeführt werden kann. Weiterhin werden bevorzugterweise Leuchtdioden als vorher erwähnte Beleuch tungsvorrichtungen verwendet. Leuchtdioden haben eine deut lich längere Lebensdauer als konventionellen Lichtquellen, wie Halogenlampen oder dergleichen, und sie erzeugen weniger Hitze und sind leichter zu handhaben. Es können Leuchtdioden verwendet werden, die konzentriertes oder diffuses Licht er zeugen. Wenn irgendwelche Unregelmäßigkeiten im Licht vorhan den sind, das auf das transparente Substrat geworden wird, kann keine stabile Messung erzielt werden, aber durch das Be reitstellen einer Vielzahl von Reflexionsplatten, wie Spie geln, die die Dioden umgeben, kann Licht gleichförmig auf das transparente Substrat geworfen werden, und es müssen keine Zerstreuungsplatten in Verbindung mit der Lichtquelle verwen det werden.

Andererseits umfaßt das Abschrägungsinspektionsverfahren für transparente Substrate gemäß der vorliegenden Erfindung fol gende Schritte: Aufbringen gestreuten Lichts, das innerhalb eines Beleuchtungswinkels von ± 30° in einer vertikalen Rich tung bezüglich der horizontalen Substratfläche eines transpa renten Substrats gestreut wurde, von allen Seiten des Umfangs des transparenten Substrats; Aufnehmen eines Bildes des transparenten Substrats von einer Richtung rechtwinklig zur Substratoberfläche des erleuchteten transparenten Substrats; und Einlesen des aufgenommenen Bildes der Substratoberfläche des transparenten Substrats und Ausführen einer Abschrägungs inspektion mittels des eingelesenen Bildes.

Wenn ein transparentes Substrat einem Abschrägungsverfahren gemäß einem existierenden Verfahren unterworfen wird, werden zahllose kleine Kratzer, die mit bloßem Auge unsichtbar sind, auf der Substratoberfläche ausgebildet, und die Umfangsgebie te des Substrates, wo diese Kratzer konzentriert sind, bilden ein abgeschrägtes Gebiet. Wenn gestreutes Licht innerhalb ei nes Beleuchtungswinkels von ± 30° bezüglich der Substratflä che von allen Seiten des Umfangs eines transparenten Sub strats, das diesem Abschrägungsverfahren unterworfen wurde, aufgebracht wird, und ein Bild direkt von oberhalb der Sub stratfläche aufgenommen wird, dann wird, da ein Betrachtungs dunkelfeld durch das Aufbringen des Lichtes von allen Seiten des Umfangs des transparenten Substrats erzeugt wird, und da das Licht gestreutes Licht ist, Licht, das von kleinen Krat zern oder der Außenlinie (Kanten) des transparenten Substrats reflektiert wird, verstärkt, und nur die kleinen Kratzer oder Kanten des transparenten Substrats sind im Bild erkennbar, was es somit möglich macht, abgeschrägte Gebiete von nicht abgeschrägten Gebieten zu unterscheiden.

Da kein Licht aus einem Winkel größer als 30° bezüglich der vorderen oder hinteren Fläche des transparenten Substrats aufgebracht wird, wird Licht, das gerade durch das transpa rente Substrat läuft oder das an dessen Oberfläche reflek tiert wird, nicht auf das Bild aufgenommen, und somit liegen die nicht abgeschrägten Gebiete des transparenten Substrats im Schatten. Gemäß existierenden Verfahren werden, da trans parente Substrate vollständig in eine zylindrische Walze ein geschoben werden und ihre Umfangsgebiete abgeschrägt werden, eine Anzahl von Kratzer unvermeidlich auf dem nicht abge schrägten Gebiet im Zentrum des Substrats ausgebildet. Somit bildet das nicht abgeschrägte Gebiet nicht einen vollständi gen Schatten, sondern es bildet ein schwaches Bild. Somit um faßt das Licht, das auf dem Bild aufgenommen wurde, klar re flektiertes Licht, das durch die Kanten reflektiert wurde, und reflektiertes Licht von den abgeschrägten und nicht abge schrägten Gebieten innerhalb der Kanten, das eine Sichtbar keit aufweist, die einen wahrnehmbaren Unterschied in der In tensität aufweist. Das abgeschrägte Gebiet der transparenten Substratfläche kann erkannt und aus diesem reflektierten Licht identifiziert werden.

Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Abschrägungsinspek tionsverfahren für transparente Substrate dar, wobei im Vor stehenden eine Abschrägungsinspektion durch das Digitalisie ren des eingelesenen Bildes ausgeführt wird.

Man erhält digitalisierte Daten für die ganze transparente Substratoberfläche durch eine Bildverarbeitung und eine Digi talisierung des reflektierten Lichts. Der hier verwendete Schwellwert wird automatisch für jedes Substrat festgesetzt. Wenn die digitalisierten Daten in ein Bild umgewandelt wer den, so ragen die nicht abgeschrägten und die abgeschrägten Gebiete durch eine Zweistufen-Dunkel/Hell-Abstufung klar im Bild heraus. Somit kann der Abschrägungszustand leicht aus dem digitalisierten Bild erkannt werden.

Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung ein Abschrägungs inspektionsverfahren für transparente Substrate dar, wobei im Vorangehenden die digitalisierten Daten einer statistischen Verarbeitung unterworfen werden, und eine Abschrägungsinspek tion auf der Basis der Ergebnisse dieser Verarbeitung ausge führt wird.

Die erhaltenen digitalisierten Daten werden einer statisti schen Verarbeitung mit einem allgemein bekannten Verfahren unterworfen. Man kann den Abschrägungszustand über der gesam ten Oberfläche des Substrats objektiv aus den Ergebnissen dieser statistischen Verarbeitung sehen.

Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Abschrägungsin spektionsvorrichtung für transparente Substrate dar, wobei eine Abschrägungsinspektion auf der Basis eines Bildsignals eines transparenten Substrats, das durch das Aufbringen von Licht auf ein transparentes Substrat, das einer Abschrägung unterworfen wurde, aufgenommen wurde, durchgeführt wird, um fassend: eine Montageplattform aus einem transparenten Mate rial, worin Einschnitte, wie Rillen, Löcher oder dergleichen in einer flachen Montageoberfläche, auf die ein transparentes Substrat horizontal montiert ist, ausgeformt werden, eine Be leuchtungsvorrichtung für das Aufbringen von gestreutem Licht, das innerhalb eines Beleuchtungswinkels von ± 30° in einer vertikalen Richtung bezüglich der horizontalen Sub stratfläche eines transparenten Substrats gestreut wird, von allen Seiten des Umfangs des transparenten Substrats; und ei ne Bildaufnahmevorrichtung für das Aufnehmen eines Bildes des transparenten Substrats von einer Richtung rechtwinklig zur Substratoberfläche des transparenten Substrats.

Weiterhin ist die vorliegende Erfindung eine Abschrägungsin spektionsvorrichtung für transparente Substrate, umfassend:
eine Substratliefervorrichtung für das Liefern transparenter Substrate; einen Beförderungsroboter für das Befördern trans parenter Substrate, die durch die Substratliefervorrichtung geliefert wurden, zu einer Montageplattform; eine Montage plattform aus einem transparenten Material, wobei Einschnit te, wie Rillen, Löcher oder dergleichen in einer flachen Mon tageoberfläche, auf die ein transparentes Substrat, das durch den Beförderungsroboter befördert wird, horizontal montiert wird, ausgeformt werden; Beleuchtungsvorrichtungen für das Aufbringen von gestreutem Licht, das in einem Beleuchtungs winkel von ± 30° in vertikaler Richtung bezüglich der hori zontalen Fläche eines transparenten Substrats, das in der Montageplattform montiert ist, gestreut wird, von allen Sei ten des Umfangs des transparenten Substrats; eine Bildaufnah mevorrichtung für das Aufnehmen eines Bildes des transparen ten Substrats aus einer Richtung rechtwinklig zur Substrato berfläche des transparenten Substrats, das durch die Beleuch tungsvorrichtung beleuchtet wird; und eine Bildverarbeitungs vorrichtung für das Extrahieren von Kratzern, die durch das Abschrägen verursacht wurden, und die sich auf dem transpa renten Substrat befinden, aus einem Bildsignal, das durch das Bildaufnahmesystem aufgenommen wurde, und das Ausführen einer statistischen Verarbeitung auf der Basis des extrahierten Si gnals.

Ein transparentes Substrat, das durch die Substratliefervor richtung geliefert wird, wird zur Montageplattform durch den Beförderungsroboter befördert. Das transparente Substrat, das zur Montageplattform befördert wurde, wird durch Licht in ei nem niedrigen Winkel durch die Beleuchtungsvorrichtung umge ben. Kleine Kratzer im transparenten Substrat, die durch das Abschrägen verursacht wurden, werden durch diese Beleuchtung zum Vorschein gebracht, und die abgeschrägten und nicht abge schrägten Gebiete können im Bild unterschieden werden. Diese Bild wird durch die Bildaufnahmevorrichtung aufgenommen und in die Bildverarbeitungsvorrichtung eingegeben, wo es digita lisiert wird, um die darin befindlichen Differenzen zu ver stärken, so daß die abgeschrägten und nicht abgeschrägten Ge biete klar voneinander unterschieden werden können. Die digi talisierten Daten werden einer statistischen Analyse unterzo gen und für die Abschrägungsinspektion bereitgestellt. Die Beförderungsvorrichtung befördert das transparente Substrat, dessen Bild aufgenommen wurde, zur nächsten Station, und sie befördert ein neues transparentes Substrat, das von der Lie fervorrichtung geliefert wurde, zur Montageplattform. Somit ist es möglich, statt der konventionellen Abschrägungsanaly se, die einen ziemlich willkürlichen Eindruck machte, ein starkes bahnbrechendes Werkzeug für die Massenanalyse zu lie fern, um somit die Analyse und Steuerung zu ermöglichen, die sich darauf bezieht, ob der Abschrägungszustand sich über ei ner Spezifikation befindet, die statistisch ausgeführt werden muß.

Die vorliegende Erfindung ist auch eine Abschrägungsinspekti onsvorrichtung für transparente Substrate, wobei in der vor angehenden Erfindung die Beleuchtungsvorrichtungen unterhalb des transparenten Substrats angeordnet sind.

Die vorliegende Erfindung ist auch eine Abschrägungsinspekti onsvorrichtung für transparente Substrate, wobei in der vor angehenden Erfindung Leuchtdioden als Beleuchtungsvorrichtun gen verwendet werden.

In der vorangehenden Erfindung wird vorzugsweise Saphir als transparentes Material für die Montageplattform des transpa renten Substrats verwendet.

Weiterhin werden in vorangehenden Erfindung vorzugsweise die Grenzgebiete zwischen der flachen Montageoberfläche und den Einschnitten in der Montageplattform so ausgeformt, daß sie sanft miteinander verbunden sind.

Andererseits stellt die vorliegende Erfindung ein Inspekti onsverfahren für transparente Substrate dar, das folgende Schritte umfaßt: Aufteilen eines Bildes der Substratoberflä che eines transparenter. Substrats in eine Vielzahl von Gebie ten, wenn ein transparentes Substrat inspiziert wird; Ein stellen von Inspektionsnormen, die für die Gebiete gefordert werden, unabhängig für jedes dieser Gebiete; und Inspizieren jedes Gebietes gemäß den eingestellten Inspektionsnormen.

Gewöhnlicherweise ist in transparenten Substraten eine unter schiedliche Inspektionsgenauigkeit in verschiedenen Gebieten des Substrats gefordert, aber bei einem konventionellen Ver fahren wird das ganze Substrat als ein Stück behandelt, und somit werden dieselben Inspektionsnormen angewandt. Im Hin blick darauf kann in der vorliegenden Erfindung, da ein Bild der Substratoberfläche eines transparenten Substrates in eine Vielzahl von Gebieten aufgeteilt ist, wenn ein transparentes Substrat inspiziert wird, und die Inspektionsnormen, die für diese Gebiete gefordert werden, individuell für jedes dieser Gebiete festgesetzt werden, ein einzelnes transparentes Sub strat gemäß der unterschiedlichen Normen für jedes Gebiet auf dem Substrat abhängig von den Erfordernissen inspiziert wer den. Es ist somit möglich, genau zwischen befriedigenden und defekten Stücken zu unterscheiden. Darüberhinaus kann durch eine statistische Verarbeitung der als Ergebnis des Inspekti onsverfahrens erhaltenen Daten eine Analyse bezüglich der einzelnen Gebiete durchgeführt werden, was sich für Auswerte verfahren als Vorteil herausstellt.

Vorzugsweise wird in Fällen, bei denen die transparenten Sub strate streifenförmige Substrate sind, das Bild der Substra toberfläche in vier Eckgebiete an den vier Ecken des Sub strats, ein Paar bandförmiger oberer und unterer Gebiete, die parallel zu den oberen und unteren Kanten des Substrats ver laufen, ohne die Eckgebiete, und wobei die obere oder untere Kante als eine ihrer Kanten verwendet wird; ein Paar bandför miger linker und rechter Gebiete, die parallel zu den linken und rechten Kanten des Substrats verlaufen, in ähnlicher Wei se ohne die Eckgebiete, und indem die linke oder rechte Kante als eine ihrer Kanten genommen werden, und ein zentrales Ge biet, das von den oberen und unteren Gebieten und den rechten und linken Gebieten eingeschlossen ist, aufgeteilt. Die In spektion kann eine Kratzerinspektion, eine Abschrägungsin spektion oder eine Forminfektion bedingen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Kratzerinspektions vorrichtung für ein Kristallsubstrat gemäß der vorliegenden Erfindung: Fig. 1(a) ist eine allgemeine Ansicht des Aufbaus; und Fig. 1(b) ist eine Untenansicht der Leuchtdioden und der Montageplattform;

Fig. 2 zeigt die Montageplattform in Fig. 1: Fig. 2(a) ist eine Aufsicht; Fig. 2(b) ist eine Seitenansicht; Fig. 2(c) ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes A in Fig. 2(b); und Fig. 2(d) ist eine vergrößerte Ansicht des Ab schnittes B in Fig. 2(c);

Fig. 3 ist eine theoretische Darstellung eines Kratzers, die erscheint wenn Licht von allen Seiten des Umfangs auf einen Kristallrohling geworfen wird; Fig. (3a) ist eine Aufsicht und Fig. 3(b) ist eine Seitenansicht;

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Beleuchtungs vorrichtungen, die in einer Kratzerinspektionsvorrichtung für Kristallsubstrate gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird; Fig. 4(a) ist eine Aufsicht und Fig. 4(b) ist ein Längsschnitt eines Zustandes, wenn ein Kristallrohling mon tiert ist;

Fig. 5 ist eine ungefähre Ansicht des Aufbaus einer weiteren Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtungen, die in einer Kratzerinspektionsvorrichtung für Kristallsubstrate gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 6 zeigt die Formen von Grenzgebieten (Kantengebieten) zwischen der Montageoberfläche einer Montageplattform und Einschnitten gemäß den Änderungen der Bürstenschleifzeit: Fig. 6(a) ist eine Schnittansicht eines Falles, wo ein Bür stenschleifen während 0,5 h durchgeführt wurde; und Fig. 6(b) ist eine Schnittansicht eines Falles, bei dem ein Bürsten schleifen während 1,0 h ausgeführt wurde;

Fig. 7 zeigt Beleuchtungsbilder einer Montageplattform und eines Kristallrohlings entsprechend Fig. 6: Fig. 7(a) ist ein Bild eines Falles, bei dem eine Montageplattform, die für 0,5 h einem Bürstenschleifen unterworfen wurde, verwendet wird; und Fig. 7(b) ist ein Bild eines Falles, bei dem eine Monta geplattform, die einem Bürstenschleifen für 1,0 h unterworfen wurde, verwendet wird;

Fig. 8 ist eine Aufsicht auf eine Montageplattform, die eine weitere Ausführungsform zeigt, wobei sich die Rillen gegen seitig kreuzen und eine Gitterform bilden;

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Beleuchtungs vorrichtungen: Fig. 9(a) ist eine allgemeine Ansicht des Auf baus, worin die Beleuchtungsvorrichtungen sowohl oberhalb als auch unterhalb vorgesehen sind; Fig. 9(b) zeigt die Lichtin tensität eines Kristallrohlings, wenn er von oben und unten beleuchtet wird; und Fig. 9(c) zeigt die Lichtintensität ei nes Kristallrohlings, wenn er nur von unten beleuchtet wird;

Fig. 10 ist eine Aufsicht, die die Konfiguration einer Ergän zungsbeleuchtungsvorrichtung zeigt;

Fig. 11 ist ein allgemeines Systemdiagramm einer Ausführungs form einer Abschrägungsinspektionsvorrichtung für Kristall substrate, das sich auf die vorliegende Erfindung bezieht;

Fig. 12 ist ein Flußdiagramm einer Sequenz von einem Abschrä gen zu einer Abschrägungsinspektion gemäß dieser Ausführungs form;

Fig. 13 zeigt ein Bild eines Abschrägungszustandes einer Pro be gemäß dieser Ausführungsform: Fig. 13(a) ist ein Bild vor der Digitalisierung und Fig. 13(b) ist ein digitalisiertes Bild;

Fig. 14 zeigt ein Bild des Abschrägungszustandes einer weite ren Probe gemäß dieser Ausführungsform: Fig. 14(a) ist ein Bild vor der Digitalisierung und Fig. 14(b) ist ein digitali siertes Bild;

Fig. 15 ist eine charakteristische Kurve, die statistische Verarbeitungsdaten in Bezug auf Fig. 13(b) auf zeichnet;

Fig. 16 ist eine charakteristische Kurve, die statistische Verarbeitungsdaten in Bezug auf Fig. 14(b) aufzeichnet;

Fig. 17 ist ein darstellendes Diagramm, das die Unterteilung der Gebiete in einem Kristallrohlingsbild gemäß einer Ausfüh rungsform zeigt;

Fig. 18 ist ein beispielhaftes Diagramm, das ein tatsächli ches Kristallrohlingsbild gemäß einer Ausführungsform zeigt;

Fig. 19 ist ein Diagramm, das einen Personalcomputereinstell bildschirm für die Kratzerinspektion gemäß einer Ausführungs form zeigt;

Fig. 20 ist ein beispielhaftes Diagramm, das die Unterteilung der Gebiete in einem Kristallrohling gemäß einer weiteren Ausführungsform zeigt;

Fig. 21 ist ein Diagramm, das einen Personalcomputereinstell bildschirm für eine Abschrägungsinspektion gemäß einer Aus führungsform zeigt;

Fig. 22 ist ein allgemeines Diagramm des Aufbaus einer kon ventionellen Kratzerinspektionsvorrichtung für transparente Substrate;

Fig. 23 ist ein beispielhaftes Diagramm eines Zylindertrom melverfahrens für das Ausführen des Abschrägens; und

Fig. 24 ist eine kennzeichnende Kurve, die Daten darstellt, die man durch ein konventionelles Höhenmeßverfahren in Längs richtung eines Kristallrohlings erhält.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Zuerst werden eine Ausführungsform der Kristallsubstratmonta geplattform und eine Kristallsubstratkratzerinspektionsvor richtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 ist eine allgemeine Ansicht des Aufbaus, die eine Ausführungsform zeigt, in der eine Kri stallsubstratkratzerinspektionsvorrichtung gemäß der vorlie genden Erfindung auf einen Kristallrohling für einen Kristal loszillator angewandt wird.

In Fig. 1 ist 1 ein kurzer plattenförmiger Kristallrohling mit einer spiegelblanken Oberfläche, der im allgemeine eine Größe von 1 × 3 mm-3 × 10 mm und eine Dicke von ungefähr 30 µm-500 µm aufweist. Der Kristallrohling 1 hat eine kurze Plat tenform, aber er ist nicht auf diese Form beschränkt und kann auch eine kreisförmige Form mit einem Durchmesser von 4-8 mm aufweisen.

Der Kristallrohling ist horizontal auf der Montageplattform 2 montiert. Die Montageplattform 2 besteht aus Saphir und für das Verhindern des Rutschens oder Anhaftens des Kristallroh lings 1 sind Rillen 4 aus Einschnitte in der spiegelblanken Montageoberfläche 3 der Montageplattform 2 ausgebildet, wie das in Fig. 2A gezeigt ist. Es sind eine Vielzahl von Rillen 4 in gleicher Distanz parallel zu einer Kante der Montage plattform 2 ausgeformt. Insbesondere Rillen 4 mit einer Brei te von 0,5 mm und einer Tiefe von 5-10 µm werden durch das Schleifen der Montageplattform 2, die eine Größe von 20 × 20 mm und eine Dicke von 1 mm aufweist, hergestellt, wie das in Fig. 1(c) gezeigt ist, die eine vergrößerte Schnittansicht des Abschnittes A in Fig. 2(b) darstellt. Darüberhinaus wer den Kantenabschnitte (Grenzabschnitte) zwischen der Montageo berfläche 3 und den Rillen 4 mit einer sanften Kurve ausge formt, wie das in Fig. 2(d) gezeigt ist, die eine vergrößerte Schnittansicht des Abschnittes B in Fig. 2(c) gibt, so daß keine optische Reflexion erfolgt, wenn ein Abtasten auf Kratzer durchgeführt wird.

Es wird Saphir für die Montageplattform 2 verwendet, da er härter als der Kristall ist und somit nicht durch den Kri stallrohling 1 zerkratzt wird. Da jedoch ein Aufbau verwendet wird, bei dem der Kristallrohling 1 auf der spiegelblanken Montageoberfläche 3 montiert ist, ist das Material für die Montageplattform 2 nicht auf Saphir beschränkt, und sogar wenn ein normales Glas, wie Sodaglas, Kristallglas oder der gleichen verwendet wird, so tritt kein Verkratzen auf. Es ist auch möglich, Diamant oder Keramik, die gegenüber dem Inspek tionslicht transparent ist, für die Montageplattform 2 zu verwenden.

Da die Rillen 4 in der Montageplattform 2 gegenseitig paral lel in einer Richtung ausgeformt sind, kann, wenn Luft etc. in Richtung der Rillen 4 geblasen wird, Schmutz, der in die Rillen gelangt ist, leicht entfernt werden. Darüberhinaus sind in der vorher erwähnten Ausführungsformen die Rillen ge genseitig parallel ausgebildet, aber es ist auch möglich, die Rillen so auszubilden, daß sie sich beispielsweise in Gitter form kreuzen. Alternativ können in einer passenden Konfigura tion statt Rillen zylindrische oder anders geformte Löcher als Einschnitte in der Montageoberfläche ausgebildet werden.

Leuchtdioden 6 sind auf der Unterseite des Kristallrohlings 1 so angeordnet, daß sie den Kristallrohling 1 umgeben, wie das in Fig. 1 gezeigt ist. Licht von den Leuchtdioden 6 wird auf die Substratoberfläche des Kristallrohlings 1 innerhalb eines Beleuchtungswinkels von 0° bis -30° in vertikaler Richtung von allen Seiten des Umfangs des Kristallrohlings 1 mittels der Montageplattform 2 geworfen. Für den Beleuchtungswinkel wird die vordere Oberfläche des Kristallrohlings 1 als posi tiv und die hintere Oberfläche als negativ angenommen. Wenn ein Spiegel um die Leuchtdioden 6 herum positioniert ist, so kann Licht gleichförmig auf den Kristallrohling 1 von allen Seiten seines Umfangs geworfen werden. Darüberhinaus sollten die Leuchtdioden 6 eine hohe Leuchtkraft haben und Licht im Spektrum von rotem Licht bis zu infrarotem Licht ausstrahlen. Die Leuchtdioden 6, die die Beleuchtungsvorrichtungen bilden, sind unter der Montageplattform 2 angeordnet, so daß kein Hindernis für die obere Oberfläche des Kristallrohlings 1, wenn dieser bewegt wird, gebildet wird, um sie somit mit ei ner Automation und einer Massenproduktionsanwendung des In spektionsverfahrens kompatibel zu machen.

Andererseits sind Bildaufnahmevorrichtungen direkt oberhalb der Oberfläche des Kristallrohlings 1 vorgesehen, so daß die Richtung, in der das Bild aufgenommen wird, dazu rechtwinklig verläuft. Die Bildaufnahmevorrichtung 11 wird so eingestellt, daß das Blickfeld nur das Gebiet des Kristallrohlings 1 ab deckt, beispielsweise unter Verwendung eines Linsensystems 12, das Licht von der CCD-Kamera 13 und dem Kristallrohling 1 auf die CCD-Oberfläche der CC-Kamera 13 fokusiert. Durch das Verwenden dieses Aufbaus gelangt Licht, das von den Leucht dioden 6 schräg auf den Kristallrohling 1 fällt, nicht direkt in das Linsensystem 12 und befindet sich somit in einem Dun kelfeldzustand.

Ein Bildsignal, das durch die CCD-Kamera 13 aufgenommen wird, wird in eine Bildverarbeitungsvorrichtung 14 gegeben. Diese Bildverarbeitungsvorrichtung 14 umfaßt einen Merkmalsextrak tionsabschnitt für das Extrahieren von Kratzermerkmalen, die auf dem Kristallrohling 1 vorhanden sind, aus dem eingegebe nen Bildsignal, und einen Beurteilungsabschnitt für die Beur teilung, ob Kratzer vorhanden sind, auf der Basis des extra hierten Signals. Die Bildaufnahmevorrichtung 11 hat nur das Gebiet des Kristallrohlings in seinem Blickfeld, und somit kann die Bildverarbeitungsvorrichtung 14 Kratzer durch Hel ligkeitsänderungen im Sichtfeld mit einer hohen Geschwindig keit erkennen.

Der Kristallrohling 1 wird von einer Vakuumgreifvorrichtung 16 aufgesaugt und zur Montageplattform 2 mit einem Beförde rungsroboterarm 15 befördert, und er wird nach der Kratzerin spektion wieder durch die Vakuumgreifvorrichtung 16 aufge saugt und durch den Beförderungsroboterarm 15 weg befördert.

Beim vorangehenden Aufbau wird der Kristallrohling 1, der durch die Vakuumgreifvorrichtung 16 aufgesaugt wird und zur Montageplattform 2 durch den Beförderungsroboterarm 15 beför dert wird, auf einer vorgeschriebenen Position auf der Monta geplattform 2 montiert. Hier wird, da eine Vielzahl von Ril len 4 in der Montageoberfläche 3 der Montageplattform 2 aus geformt sind, der Kristallrohling genau an der vorgeschriebe nen Position plaziert, ohne daß er über die Montageplattform 2 rutscht, und deswegen kann eine präzise Kratzermessung aus geführt werden.

Wenn zerstreutes Streulicht von der Vielzahl der Leuchtdioden 6, die unter der Montageplattform 2 angeordnet sind, auf den Kristallrohling 1 gerichtet wird, so wird der Kristallrohling 1 durch das gestreute Licht auf allen Seiten seines Umfangs umgeben. In diesem Fall muß Licht nicht direkt von oberhalb oder unterhalb der Kristallrohlings 1 aufgebracht werden. Wenn Licht direkt von oben oder unten aufgebracht wird, so wird das Bild des Kristallrohlings 1 durch die CCD-Kamera 13 durch das übertragene oder reflektierte Licht aufgenommen. Darüberhinaus wird das Hintergrundmuster der Montageplattform 2, die den Kristallrohling 1 hält, deutlich projiziert; und es wird schwierig es von den Kratzern (Defekten), die im Kri stallrohling 1 vorhanden sind, zu unterscheiden.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist, wenn Licht auf den Kristall rohling 1 von allen Seiten seines Umfangs gestrahlt wird, die Energie des reflektierten Lichtes durch die Kratzer (oder De fekte) 31 oder die Kantenteile im Kristallrohling 1 groß. Licht wird von allen Richtungen um den Kristallrohling 1 in der horizontalen Ebene durch Streuung aufgebracht, aber wenn keine Kratzer im Kristallrohling 1 vorhanden sind, dann wird, da der Lichtweg nicht behindert ist, das gestreute Licht übertragen. Wenn jedoch Kanten oder Kratzer 31 vorhanden sind, so wird das Licht diese treffen und zu reflektiertem Licht 33 werden, um somit ihr Vorhandensein zu verstärken.

Wenn das gestreute Licht 32 einen Kratzer 31 trifft, wird es reflektiert und der Kratzer scheint auf der Oberfläche des Kristallrohlings 1 auf. Da Licht 32 auf den Kratzer 31 aus allen Richtungen aufgebracht wird, wird die Energie des Lich tes, das durch den Kratzer 31 reflektiert wird, verstärkt, und wenn der Kristallrohling 1 von oben beobachtet wird, so erscheint der Kratzer 31 deutlich. Da ein Kratzer in einem Kristall Richtungseigenschaften hat, wenn Licht nur in einer Richtung aufgebracht wird, werden die Kratzer parallel zum Licht das Licht nicht reflektieren und deswegen schwierig zu erkennen sein, und wenn weiterhin Licht in beispielsweise drei Richtungen aufgebracht wird, so wird das SN-Verhältnis schlecht sein und es wird schwierig sein, die Kratzer mit ho her Genauigkeit zu erkennen. Durch die Verwendung eines Lichtmultipliziereffektes durch das Aufbringen von Licht auf den Kratzer 31 aus vier oder acht Richtungen oder durch eine konzentrierte Anwendung von gestreutem Licht, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, ist es möglich, das SN- Verhältnis stark zu verbessern, um somit sogar die genaue Er kennung von kleinen Kratzern zu ermöglichen. Insbesondere Kratzer, die mit dem menschlichen Auge schwierig zu erkennen sind (10-20 µm oder weniger), können durch das Schaffen ei ner relativ starken Lichtmenge erkannt werden.

Darüberhinaus können, da ein Bild des gesamten Kristallroh lings aufgenommen und als Blickfeld in einer Operation verar beitet werden kann, sogar kleine Kratzer (10 µm oder weniger) fit hoher Geschwindigkeit erkannt werden. Wenn beispielsweise eine 512 × 512 Bildverarbeitung erfolgt, so können Kratzer innerhalb von 200 ms erkannt werden, und diese Zeit ist die selbe, egal wie viele Kratzer in einem einzigen Kristallroh ling vorhanden sind. Auch wenn die Kratzer klein sind (eine Größe von weniger als 10-20 µm aufweisen), kann, da die Lichtenergie hoch ist und eine stabile Erkennung durchgeführt werden kann, das Verfahren durch eine Bildverarbeitung auto matisiert werden.

Weiterhin kann, wenn eine Kantenverarbeitungsgenauigkeit am Umfang des Kristallrohlings schlecht ist, eine große Licht menge an den Kantenteilen reflektiert werden, und umgekehrt wird, wenn die Genauigkeit gut ist, eine geringe Menge Licht reflektiert, so daß die Kratzerinspektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform auch für die Untersuchung der Verarbeitungsgenauigkeit des Kristallrohlings verwendet werden kann.

Vorzugsweise beträgt der Beleuchtungswinkel des Lichtes be züglich der oberen Oberfläche des Kristallrohlings zwischen +30° und -30°. Dieser Bereich wird genommen, da innerhalb ei nes Beleuchtungswinkelbereiches von ± 30° das SN-Verhältnis hoch ist und der Kratzer 31 klar identifiziert werden kann, aber wenn der Winkel außerhalb dieses Bereiches liegt, so wird das Hintergrundmuster der Montageplattform ausgeprägter, was die Identifizierung schwierig macht, und bei einem Winkel von beispielsweise ± 45° wird das Bild des Kratzers 31 voll ständig durch das Hintergrundmuster absorbiert, was es unmög lich macht, den Kratzer 31 zu erkennen.

Nach der Kratzeruntersuchung wird der Kristallrohling 1 wie der durch die Vakuumgreifvorrichtung 16 angesaugt und zur nächsten Stufe durch den Beförderungsroboterarm 15 befördert. In diesen Fall wird, da Rillen 4 auf der Montageoberfläche 3 der Montageplattform 2 ausgeformt sind, der Kristallrohling 1 in einer stabilen Beförderungsoperation sanft aufgenommen, ohne ein Anhaften an die Montageplattform 2 und ohne einen Widerstand gegen eine Trennung von ihr.

In der vorliegenden Ausführungsform wird, wie oben beschrie ben, da eine Vielzahl von Rillen 4 auf der Montageoberfläche 3 der Montageplattform 2 vorgesehen sind, keine Luftschicht geschaffen, die eine Gleitbewegung zwischen der Montageplatt form 2 und dem Kristallrohling 1 induzieren kann, und somit gleitet der Kristallrohling 1 nicht über die Montageplattform 2. Somit kann der Kristallrohling 1 in einer vorgeschriebenen Position auf die Montageplattform 2 gesetzt werden, indem einfach der Beförderungsroboterarm abgesenkt wird und das Saugen beendet wird, um somit die Ausführung einer genauen Kratzerinspektion zu gestatten. Darüberhinaus wird die Luft schicht nicht vollständig ausgestoßen, was bewirken würde, daß sich der Kristallrohling 1 eng mit der Montageplattform 2 verbindet. Somit werden Fehler in der Aufnahmeoperation nach der Inspektion vermieden, und die Handhabung durch eine Vaku umpumpe kann mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Beleuchtungs vorrichtung (Lichtquelle) für das Aufbringen von Licht von unterhalb des Kristallrohlings 1. Die Beleuchtungsvorrichtung umfaßt ein achteckig konisch geformtes Installationsteil 22, wobei die Leuchtdioden 6 auf dem oberen Teil einer kastenför migen Haupteinheit 21 installiert sind, und eine Vielzahl von Leuchtdioden 6 um den schrägen Umfang des Installationsteils 22 verteilt sind. Wie in Fig. 4(b) gezeigt ist, wird die Mon tageplattform 2, auf der der Kristallrohling 1 montiert ist, auf der Haupteinheit 21 mittels eines Sitzes 23 positioniert, und Licht von den Leuchtdioden 6 wird gleichförmig von unter halb des Kristallrohlings 1 aufgebracht, von allen Seiten seines Umfangs mittels eines Reflexionsspiegels, der in den Zeichnungen weggelassen wird. Im allgemeinen wird die Tran sparenz des Kristallrohlings durch Polieren beachtlich er höht. Wenn die Oberfläche durch das Polieren unter Verwendung von Polierkörnern des Grades 2000-4000 leicht angerauht wird, wird die Menge des Lichtes von der Beleuchtungsvorrich tung geringfügig reduziert, so daß die Kratzer klarer hervor treten, während, wenn der Oberfläche ein transparenter Schliff unter Verwendung von Polierkörnern des Grades 4000 oder mehr gegeben wird gegeben wird, sollte umgekehrt das Licht erhöht werden, um die Kratzer zu betonen. Somit wird die Lichtausgangsmenge der Leuchtdioden 6 durch einen Licht einstellknopf 24 einstellbar gemacht.

Fig. 5 zeigt nochmals eine weitere Ausführungsform der Be leuchtungsvorrichtung. In dieser Ausführungsform wird ein Ringlicht 25 als Lichtquelle für das Aufbringen von Licht von allen Seiten des Umfangs eines Kristallrohlings 1 verwendet, und dieses Ringlicht 25 ist unterhalb der Montageplattform 2 montiert. Für das Ringlicht wird im allgemeinen eine ringför mige fluoreszierende Lampe verwendet, was das einfachste und billigste ist. Wenn eine fluoreszierende Lampe für das Ring licht 25 verwendet wird, dann ist es, da das Licht, das von der fluoreszierenden Lampe erzeugt wird, schon gestreutes Licht ist, nicht notwendig, eine Diffusionsplatte 26 bereit zustellen, aber um den Zerstreuungseffekt zu erhöhen, sollte eine ringförmige Diffusionsplatte 26 vorgesehen werden, wo durch Licht, das auf den Kristallrohling 1 von der Ringlampe 25 aufgebracht wird, zerstreut wird, so daß gestreutes Licht auf den Kristallrohling 1 in Richtung der Beleuchtung der Ringlampe 25 aufgebracht wird. Ein lichtreduzierendes Filter oder dergleichen wird als Diffusionsplatte 26 verwendet. Wei terhin wird, um den Teil des Ringlichts 25 auszublenden, der nicht zur Beleuchtung beiträgt, ein Lichtschild 27 um die Ringlampe 25 angeordnet, so daß das Licht von allen Seiten des Umfangs der Kristallrohlings innerhalb eines Beleuch tungswinkels von 0° bis -30° bezüglich der Oberfläche des Kristallrohlings 1 aufgebracht werden kann.

Wie vorher beschrieben wurde, werden Rillen durch das Schlei fen auf der Montageoberfläche der spiegelblanken Montage plattform erzeugt, und den Grenzgebieten zwischen der Monta geoberfläche und den Rillen wird eine sanfte Krümmung gege ben, so daß während des Kratzerinspektionsverfahren keine op tische Reflexion auftritt. Hier wird dieser Punkt konkret be schrieben. Um Rillen in einem Montageplattform aus Saphir zu fabrizieren, wird ein Bürstenschleifen unter Verwendung eines Diamantschleifmittels gefolgt von einem chemischen Polieren ausgeführt, und das Auftreten oder das Fehlen einer optischen Reflexion an den Rillen wird stark von der Bürstenschleifzeit beeinflußt.

Fig. 6 zeigt Querschnitte von Grenzgebieten zwischen der Mon tageoberfläche und den Rillen in einer Saphirmontageplattform der Dicke 1 mm in einem konkreten Beispiel; die horizontale Achse zeigt die Längsrichtung der Montageplattform an, wobei die Einheit 0,2 mm pro 2 Teilstrichen beträgt. Fig. 6(a) zeigt einen Fall, bei dem ein Bürstenschleifen für 0,5 Stun den (H) ausgeführt wurde, wobei die Rillentiefe 13 µm be trägt. Fig. 6(b) zeigt einen Fall, bei dem das Bürstenschlei fen für 1,0 H ausgeführt wurde und die Rillentiefe 11 µm be trägt. Verglichen mit Fig. 6(a) sind die Grenzgebiete zwi schen der Montageoberfläche und den Rillen sanft gerundet in einem Grad, der der längeren Schleifzeit entspricht.

Fig. 7 zeigt ein beleuchtetes Bild einer Montageplattform und eines Kristallrohlings in einem Fall, bei dem eine Montage plattform verwendet wurde, wie sie in Fig. 6 gezeigt wurde. Fig. 7(a) ist ein Bild in einem Fall, bei dem eine Montage plattform, die für 0,5 H bürstengeschliffen wurde, verwendet wurde, und Fig. 7(b) ist ein Bild in einem Fall, wo eine Mon tageplattform, die für 1,0 H bürstengeschliffen wurde, ver wendet wurde. Wie diese Darstellungen zeigen, wird, wenn eine Montageplattform für 0,5 H einem Bürstenschleifen unterworfen wurde, eine optische Reflexion durch die Rillen während der Kratzerinspektion erzeugt, und die Rillen, die im Bild her vorstehen, sind schwierig von den Kratzern zu unterscheiden. Wenn jedoch eine Montageplattform verwendet wird, die für 1,0 H einem Bürstenschleifen unterworfen wurde, tritt dies nicht auf, und es gibt keine Kanteneffekte im Dunkelfeld durch die Rillen, so daß das Licht, das auf dem Bild aufgenommen wurde, durch Kratzer, die sich im inspizierten Objekt befinden, oder durch die Seiten (Kanten) des inspizierten Objektes reflek tiertes Licht ist. Somit ist die Auswahl der Schleifzeit wichtig bei der Herstellung einer optimalen Rundung an den Grenzgebieten, während die Rillentiefe, die notwendig ist, um ein Gleiten oder Anhaften zu verhindern, aufrecht erhalten wird.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Saphirmonta geplattform, wobei sich die Rillen 4 in der Montageplattform miteinander kreuzen, um eine Gitterform zu bilden, wie das vorher erwähnt wurde. Wenn die Rillen gegenseitig parallel in einer Richtung verlaufen, wie das in Fig. 2 gezeigt ist, kann irgendwelcher Dreck, der in die Rillen gelangt ist, leicht entfernt werden, aber bei wiederholter Nutzung neigen Feuch tigkeit und Schmutz dazu, sich an den Spitzenabschnitten zwi schen den Rillen anzusammeln, und nach einem oder zwei Tagen wird es schwierig, diese Ansammlung zu entfernen. Dies kommt durch die Tatsache, daß die Spitzenabschnitte in linearer Form ausgeführt sind, und das Oberflächengebiet der Spitzen abschnitte hoch ist. Somit wird, wenn die Spitzenabschnitte in Punktform ausgeformt werden, durch das Herstellen der Ril len in einer Gitterkonfiguration das Oberflächengebiet der Spitzenabschnitte vermindert. Somit wird die Ansammlung von Staub und Schmutz auf den Spitzenabschnitten vermindert, und der Wartungszyklus für die Montageplattform kann ausgedehnt werden.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Beleuchtungs vorrichtung, in der zusätzlich zu den Leuchtdioden 6, die Licht von unten auf den Kristallrohling 1 werfen, auch ergän zende Leuchtdioden 7 vorgesehen sind, um Licht auf den Roh ling von oben zu werfen. Im Fall eines Kristallrohlings 1 in Form eines dünnen Streifens wird, wenn die längeren Kanten über 8 mm lang sind, die Intensität des Lichtes an jedem End gebiet (beschatteten Gebiet) des Kristallrohlings 1 geringer als in seinem zentralen Gebiet sein, so daß es schwierig ist, Kanten zu erkennen. Wenn der Durchmesser der Konfiguration der Leuchtdioden 6, die den Kristallrohling 1 umgeben, erhöht wird, so wird die Intensität des Lichtes in den Endgebieten erhöht, aber dies erfordert Verbesserungen an der existieren den Ausrüstung und erhöht die Größe der Ausrüstung. Somit kann durch das Bereitstellen von zusätzlichen Leuchtdioden 7 oberhalb des Objektes für eine Beleuchtung der Endgebiete (vier Ecken) des Kristallrohlings, wie das in Fig. 9(a) ge zeigt ist, die gleiche Menge von Licht in diesen Gebieten wie im zentralen Gebiet erzielt werden, wie das in Fig. 9(b) ge zeigt ist. Wenn man annimmt, daß das Intensitätsverhältnis des Lichts von den oberen und unteren Leuchtdioden 6, 7 sich im Bereich von 7 : 3 bis 3 : 7 befindet, so gibt es kein Problem bezüglich der optischen Balance. Normalerweise sollte es auf 5 : 5 eingestellt werden. Wenn Leuchtdioden 6 auf der oberen Seite der Montageplattform 2 bereitgestellt werden, so müssen sie so positioniert werden, daß sie den Beförderungsweg des Beförderungsroboterarms 15 nicht behindern. Weiterhin wird eine Beleuchtung innerhalb eines Beleuchtungswinkelbereiches von +30° in Bezug auf die blanke Kristalloberfläche vorgese hen.

Fig. 10 ist eine Aufsicht, die eine spezielle Konfiguration der zusätzlichen Leuchtdioden 7 zeigt. Eine Installations platte 8 für das Installieren der zusätzlichen Leuchtdioden 7 hat eine Öffnung in ihrem zentralen Gebiet, so daß sie nicht die gesamte Montageplattform bedeckt, um somit einen Beförde rungsweg 9 des Beförderungsroboterarms 15 zu gewährleisten. Die Zusatzleuchtdioden 7 sind an vier Stellen auf der Instal lationsplatte 8 gegenüber den vier Ecken des Kristallrohlings 1 installiert, so daß sie beide Endgebiete des Kristallroh lings 1 von oben beleuchten können. Um den Beleuchtungswinkel innerhalb von +30° zu halten, wird der Lichtweg durch Spie gel eingeschränkt, die in den Zeichnungen weggelassen wurden.

Als nächstes wird eine Ausführungsform eines Kristallsubstrat abschrägungsinspektionsverfahrens und einer dafür geeigneten Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 11 ist eine allgemeine Aufbauansicht, die eine Ausfüh rungsform zeigt, in der die Kristallsubstratabschrägungsin spektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf ei nen Kristallrohling für einen Kristalloszillator angewandt wird. Die Abschrägungsinspektionsvorrichtung umfaßt die fol genden Elemente.

Eine Teilezuführvorrichtung 51, die eine Substratliefervor richtung bildet, beherbergt eine Vielzahl von Kristallrohlin gen 1 in zufälliger Art und ist mit einer linearen Zuführvor richtung 52 verbunden, während sie rotiert, so daß eine Ein heit einer Vielzahl von Einheiten zu einer externen Meßstufe 57 geliefert wird. Ein Beförderungsroboter 53 umfaßt einen Saugarmund befördert einen Kristallrohling oder eine Viel zahl von Kristallrohlingen, die durch die lineare Zuführvor richtung 52 zur Meßstufe 57 geliefert wurden, zu einer Monta geplattform 2, die in der Meßstufe 57 vorgesehen ist. Dar überhinaus wird nach der Inspektion der Kristallrohling 1 auf der Montageplattform 2 zurückgehalten und in Stromab wärtsrichtung von der Meßstation 57 befördert.

Die Montageplattform 2 ist aus einem Saphirsubstrat oder der gleichen hergestellt und aus einem transparenten Material zu sammengesetzt, in das Einschnitte, wie Rillen, Löcher oder dergleichen für das Verhindern eines Ansaugens des Kristall rohlings 1 auf einer flachen Montageoberfläche ausgeformt sind, auf die ein Kristallrohling 1, der durch den Beförde rungsroboter 53 befördert wird, horizontal angeordnet wird. Die Beleuchtungsvorrichtung 56 umfaßt eine Fluoreszenslampe oder dergleichen, und sie umgibt den Kristallrohling 1 mit diffusem gestreuten Licht von allen Seiten seines Umfangs in nerhalb eines Beleuchtungswinkelbereiches von ± 30° in verti kaler Richtung bezüglich der horizontalen Rohlingsoberfläche des Kristallrohlings 1, der auf der Montageplattform 2 posi tioniert ist.

Die Bildaufnahmevorrichtung 11 umfaßt eine CCD-Kamera oder dergleichen, die direkt oberhalb der Montageplattform 2 befe stigt wird, und ein Bild des Kristallrohlings 1 von einer rechtwinkligen Richtung bezüglich der Rohlingsoberfläche des Kristallrohlings 1, der durch die Beleuchtungsvorrichtung 56 beleuchtet wird, aufnimmt. Die Bildverarbeitungsvorrichtung 14 zeigt das Bild, das durch die Bildaufnahmevorrichtung 11 aufgenommen wurde, auf einer Anzeige 54 an, extrahiert Krat zer, die durch das Abschrägen erzeugt wurden, und auf dem Kristallrohling 1 vorhanden sind, aus dem Bildsignal und führt eine statistische Verarbeitung auf der Basis des extra hierten Signals durch, damit die verarbeiteten und nicht ver arbeiteten Gebiete des Kristallrohlings klar voneinander un terschieden werden können. Der Personalcomputer 55 gibt ein gestellte Werte an die Bildverarbeitungsvorrichtung 14 und kompiliert die Daten, die er von der Bildverarbeitungsvor richtung 14 erhält unter Verwendung einer allgemeinen Tabel lenkalkulationssoftware, um die entsprechenden Ergebnisse aufzuzeichnen.

Die Kratzerinspektionsvorrichtung für Kristallsubstrate, die in Fig. 1 dargestellt ist, kann direkt als Abschrägungsin spektionsvorrichtung verwendet werden, wie dies oben be schrieben wurde.

Um die Abschrägungsinspektion durch die Vorrichtung des vor anstehenden Aufbaus auszuführen, wird den in Fig. 12 darge stellten Schritten gefolgt. Zuerst werden Kristallrohlinge einem Abschrägungsverfahren mittels eines Zylinderwalzenver fahrens unterworfen (Schritt 401). Nach diesem Verfahren er folgt eine Säurebehandlung unter Verwendung von Fluorsäure oder dergleichen, um die Oberflächen zu glätten (Schritt 402). Diese Säurebehandlung wird in großen Stapeln ähnlich dem Abschrägen durchgeführt, so daß eine dynamische Variation innerhalb den Kristallrohlingen und zwischen den Kristallroh lingen vorhanden ist. Somit unterscheiden sich die Schwell werteinstellungen für das nachfolgende Digitalisierverfahren für jeden Kristallrohling, und sie müssen in Erwiderung auf Variationen innerhalb gestatteter Toleranzen geändert werden. Nach der Säurebehandlung werden die Kristallrohlinge 1 in Teilezuführvorrichtungen 51 in Loseinheiten eingeführt, und sie werden dann durch die lineare Liefervorrichtung 52, die mit der Meßstufe 57 gekoppelt ist, geliefert (Schritt 403) Der gelieferte Kristallrohling 1 wird durch eine Vakuumgreif vorrichtung 16 aufgesaugt und durch den Beförderungsroboter arm 15 zur Montageplattform 2 befördert (Schritt 404). Danach wird eine Abschrägungsinspektion ausgeführt (Schritte 405 bis 408).

Ein Kristallrohling 1, der zur Montageplattform 2 befördert wird, wird in einer vorgeschriebenen Position auf der Monta geplattform 2 plaziert. Da eine Vielzahl von Rillen 4 in der Montageoberfläche 3 der Montageplattform 2 ausgeformt sind, wird während dieser Operation der Kristallrohling 1 genau in der gewünschten Position positioniert, ohne über die Montage plattform 2 zu gleiten, und somit kann eine genaue Inspektion der Kratzer, die durch das Abschrägen geschaffen wurden, aus geführt werden.

Wenn diffuses gestreutes Licht auf den Kristallrohling 1 von der Vielzahl der Leuchtdioden 6, die unterhalb der Montage plattform 2 vorgesehen ist, aufgebracht wird, so wird der Kristallrohling 1 von allen Seiten seines Umfangs durch ge streutes Licht umgeben. In diesem Fall muß Licht nicht direkt von oben oder unten auf den Kristallrohling 1 geworfen wer den. Das kommt daher, da wenn Licht direkt von oben oder di rekt von unten aufgebracht wird, das Bild des Kristallroh lings 1 von der CCD-Kamera 13 aufgenommen wird. Darüberhinaus wird das Hintergrundmuster der Montageplattform, die den Kri stallrohling 1 trägt, klar aufgenommen, was es schwierig macht, Abschrägungskratzer, die sich auf dem Kristallrohling 1 befinden, zu unterscheiden.

Hier sind die Beurteilungsprinzipien für kleine Kratzer, die während der Abschrägungsverarbeitung ausgebildet werden, die gleichen wie die für größere Kratzer (oder Defekte), wie das in Bezug auf Fig. 3 beschrieben wurde.

Das Abschrägen beinhaltet das Plazieren eines Kristallroh lings in einer zylindrischen Walze und das Schleifen des Um fangs des Rohlings unter Aufbringung zahlloser kleiner Krat zer mit einer Größe von weniger als 10-20 µm. Somit wird, wenn ein Kristallrohling 1, der zahllose kleiner Kratzer auf weist, die auf ihn durch das Abschrägen aufgebracht wurden, in einem niedrigen Winkel beleuchtet wird, wie das vorher be schrieben wurde, das abgeschrägte Gebiet 71, wie das in den Fig. 13(a) und 14(a) gezeigt ist, weiß erscheinen, und das nicht abgeschrägte Gebiet 72 wird dunkel erscheinen, um es somit zu ermöglichen, zwischen den beiden Gebieten zunächst durch eine visuelle Beobachtung zu unterscheiden. Das nicht abgeschrägt Gebiet 72 wird nicht vollständig schwarz wie der Hintergrund, da obwohl es ein nicht abgeschrägtes Gebiet 72 genannt ist, es dennoch bis zu einem gewissen Grad geschlif fen ist und einige Kratzer aufweist. Die Unterscheidung ist nicht notwendigerweise klar, und Fig. 13(a) zeigt beispiels weise einen Grad der Ungleichmäßigkeit im Abschrägungszustand im Vergleich zu Fig. 14(a).

Nach dem Aufnehmen eines Bildes, bei dem das abgeschrägte Ge biet und das nicht abgeschrägte Gebiet unterschieden werden können, wie in Fig. 13(a) und Fig. 14(a) (Schritt 405), wird das Bildsignal auf der Basis eines Schwellwertes, der automa tisch eingestellt wird, so daß das nicht abgeschrägte Gebiet und das abgeschrägte Gebiet klar voneinander unterschieden werden können, mittels einer zweistufigen Licht/Dunkel- Abstufung (Schritte 406-407) digitalisiert. Der hier ver wendete Schwellwert wird automatisch für jeden Kristallroh ling unter Verwendung eines allgemein bekannten statistischen Verfahrens bestimmt. Wie in Fig. 13(b) und Fig. 14(b) gezeigt ist, wo die digitalen Daten in ein Bild umgewandelt wurden, werden das nicht abgeschrägte Gebiet 72 und das abgeschrägte Gebiet 71, die nicht notwendigerweise präzise in den Fig. 13(a) und 14(a) definiert wurden, klar mittels der zweistufi gen Licht/Dunkel-Abstufung unterschieden und ragen hervor. In Fig. 13(b) und Fig. 14(b) ist ein Teil des äußeren Umfangs aus praktischen Gründen maskiert.

Darüberhinaus werden, um Daten für eine Abschrägungsinspekti on zu erhalten, die digitalen Daten einer statistischen Ver arbeitung unterworfen (Schritt 408). Es gibt verschiedene Verfahren für die statistische Verarbeitung für die Abschrä gungsinspektion auf allen Seiten eines Rohlings, aber hier wurde das folgende Verfahren verwendet. Es wurde nämlich eine gerade Linie in seitlicher Richtung über das Bild eines Kri stallrohlings, der die Form eines dünnen Streifens hat, gezo gen, die Daten auf der geraden Linie wurden addiert, um einen Mittelwert zu bilden, der als ein Serienwert genommen wird, und Serienwerte werden dann für die gesamte Länge des Objek tes durch Verschieben der geraden Linie zu parallelen Posi tionen mit einem kleinen Abstand zu jeder Zeit gesammelt. Die Fig. 15 und 16 zeigen Darstellungen der gesammelten Ergeb nisse. Fig. 15 und Fig. 16 geben eine sehr gute Reflexion der entsprechenden Ergebnisse in Fig. 13(b) und Fig. 14(b), und sie gestatten, daß die Variation im Abschrägungszustand quantitativ beobachtet werden kann (in Fig. 15 ragt insbeson dere der rauhe Zustand deutlich hervor, und der Abschrägungs zustand ist gering im Vergleich zu Fig. 16). In Fig. 15 und Fig. 16 bezeichnet die horizontale Achse die Länge des Kri stallrohlings und die vertikale Achse stellt die Lichtquanti tät dar.

Wenn die Abschrägungsinspektion beendet wurde, wird der Kri stallrohling 1 wieder durch die Vakuumgreifvorrichtung 16 aufgesaugt und durch einen Beförderungsroboterarm 15 zum nächsten Verfahren befördert. Hier kann, da Rillen 4 auf der Montageoberfläche 3 der Montageplattform 2 ausgebildet sind, eine sanfte Aufnahmeoperation und eine stabile Beförderung erreicht werden, ohne ein Anhaften des Kristallrohlings 1 an der Montageplattform 2 und ohne, daß sich der Kristallrohling der Trennung von der Montageplattform 2 widersetzt. Im nach folgenden Verfahren kann eine Passieren/Nicht Passieren Beur teilung gemäß der Abschrägungsinspektion durchgeführt werden.

Wie oben beschrieben wurde, kann in der vorliegenden Ausfüh rungsform, da kleine Kratzer, die in jeder Richtung auf einer blanken Oberfläche durch eine Abschrägungsverarbeitung eines Kristallrohlings erzeugt wurden, verstärkt und erkannt werden können, ohne irgendwelche blinde Flecken zu erzeugen, eine zuverlässige Unterscheidung zwischen abgeschrägten Gebieten und nicht abgeschrägten Gebieten getroffen werden, und der Abschrägungszustand kann mit einem hohen Grad von Genauigkeit erkannt werden. Weiterhin wird, da eine Vielzahl von Abschrä gungszuständen sofort in Echtzeit durch eine Bildverarbeitung inspiziert und erkannt werden können, und auch Daten in gro ßen Mengen durch eine statistische Verarbeitung erhalten wer den können, eine Qualitätssteuerung für die Abschrägung mög lich und somit eine Normierung des Abschrägungsverfahrens und eine hohe Zuverlässigkeit bei der Passieren/Nicht Passieren Entscheidung. Weiterhin kann, da statistische Verfahren ver wendet werden, sogar wenn eine Variation im Abschrägungsver fahren oder der nachfolgend durchgeführten Säurebehandlung auftritt, der Schwellwert für jeden Kristallrohling festge setzt werden, und somit können flexible Toleranzen verwendet werden, und diese Toleranzen können auf Inspektionsnormen festgesetzt werden, um somit Fälle zu eliminieren, bei denen zufriedenstellende Produkte als defekt betrachtet werden oder bei denen defekte Produkte als zufriedenstellend betrachtet werden. Weiterhin kann, wenn die vorher erwähnte Abschrä gungsinspektion für beide Seiten des Kristallrohlings statt nur für eine Seite durchgeführt wird, die Qualität der Beur teilung weiter angehoben werden.

Eine Ausführungsform eines Inspektionsverfahrens für ein Kri stallsubstrat gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. 20 ist ein Bild eines tatsächlich gemessenen Kristall rohlings. Aus praktischen Gründen sind weiß und schwarz hier umgekehrt gezeigt, aber da der Hintergrund und der Kristall rohling sich im Dunkelfeld befinden, so sind sie schwarz und die Außenlinie des Rohlings und Kratzer darauf werden weiß gezeigt. Im wesentlich besteht das Ideal darin, daß über der gesamten Oberfläche keine Kratzer auftreten. Auch ist es wün schenswert, daß die Außenlinie rechtwinklig ist. In der Pra xis ist es jedoch unmöglich, dieses Ideal zu erreichen, und wie in Fig. 20 gezeigt ist, haben die Stücke fehlende Ecken, Kratzer entlang einer Kante oder im inneren Bereich davon oder dergleichen. Die vorher erwähnte Kratzerinspektionsvor richtung kann Kratzer und Defekte dieser Art in Bilder iden tifizieren, und somit kann sie verwendet werden, um alle Stücke dieser Art als defekte Stücke zu entfernen. Es gibt jedoch auch Kratzer, die in der Praxis keine Probleme verur sachen. Beispielsweise kann es in Abhängigkeit vom Ort der Kratzer auf dem Rohling in Ordnung sein, wenn der Rohling ei ne Anzahl von Kratzern oder Defekten aufweist. Um solche Roh linge zu retten, wenn Kratzer auf einem Kristallrohling in spiziert werden, ist es notwendig, das Bild der Rohlingsober fläche des Kristallrohlings in eine Vielzahl von Gebieten aufzuteilen, die geforderte Inspektionsnorm unabhängig für jedes Gebiet festzusetzen und jedes Gebiet gemäß der festge setzten Inspektionsnorm zu inspizieren.

Somit wird in der vorliegenden Erfindung das Bild des dünnen streifenförmigen Kristallrohlings 1 in eine Vielzahl von Ge bieten aufgeteilt, wie das in Fig. 17 gezeigt ist. Gebiete D sind Eckgebiete an den vier Ecken des Rohlings; Gebiete A sind ein Paar von bandförmigen oberen und unteren Gebieten die parallel zu den oberen und unteren Kanten des Rohlings verlaufen, und die die oberen und unteren Kanten als eine ih rer Kanten verwenden, minus den Eckgebieten D; die Gebiete B sind ein Paar bandförmiger linker und rechter Gebiete, die parallel zu linken und rechten Kanten des Rohlings verlaufen und die rechten oder linken Kanten als eine ihrer Kanten ver wenden, minus die Eckgebiete D; und das Gebiet C ist ein zen trales Gebiet, das durch die Gebiete A und B umgeben wird. Das Gebiet C ist hauptsächlich das Gebiet, das als ein Kri stalloszillator funktioniert, so daß seine Inspektionsnormen die strengsten sind. Das Gebiet A umfaßt die längeren Kanten, so daß sie in der Bedeutungsreihenfolge als nächstes folgen. Die Gebiete B umfassen die kürzeren Kanten, so daß sie einen geringeren Rang darstellen. Und die Gebiete D werden für das Löten verwendet, wobei eine Anzahl von Kratzern oder Defekten hier ignoriert werden kann.

Die Bezeichnung der Gebiete wird durch den Personalcomputer 10 der in Fig. 1 gezeigt ist, festgesetzt und an die Bildver arbeitungsvorrichtung 14 geliefert. Ein Einstellbildschirm im Personalcomputer 10 für das Inspizieren von Kratzern in Kri stallrohlingen wird nun unter Bezug auf Fig. 19 beschrieben.

Als erstes wird der Parameterknopf auf dem Werkzeugbalken, der auf dem Einstellbildschirm angezeigt wird, ausgewählt. Wenn dieser ausgewählt wurde, so wird ein Schirm, wie er in Fig. 19 gezeigt ist, angezeigt, und wie man aus der linken Hälfte des Schirms sieht, wird der Parameterdateiname (test1.PAR) angezeigt. Es werden auch ein Eingabeknopf, ein Speicherknopf und ein Druckknopf vorgesehen, und durch ein Anklicken des Eingabeknopfes können Einstellwerte eingegeben werden, durch das Anklicken des Speicherknopfes können die Einstellwerte gespeichert werden, und durch das Anklicken des Druckknopfes können die eingestellten Inhalte ausgedruckt werden.

In der Formauswahlspalte sind drei runde Kästen vorbereitet: zwei, nämlich Streifen und Kreis bezeichnen Kratzerinspekti onsbetriebsarten und eine, nämlich Abschrägung, bezeichnet eine Abschrägungsinspektionsbetriebsart. Wenn eine Markierung in den runden Streifenkasten eingegeben wird, zeigt dies an, daß die Form des zu inspizierenden Kristallrohlings eine rechtwinklige Streifenform ist, und wenn eine Markierung in den kreisförmigen runden Kasten eingegeben wird, zeigt dies an, daß der Kristallrohling eine kreisförmige Form hat. Wenn eine Markierung in den runden Abschrägungskasten gegeben wird, so zeigt dies an, daß die Ausrüstung sich in der Ab schrägungsbetriebsart für das Inspizieren des Abschrägungszu standes und nicht in der Kratzerinspektion befindet. Im dar gestellten Beispiel wird eine Markierung in den runden Strei fenkasten eingegeben.

Im Gebiet A und B der Dimensionsspalte der kurzen Kante, gibt es ein A-Kasten und ein B-Kasten, und die Länge der kürzeren Kanten der Gebiete A wird in den Kasten A eingegeben, während die Länge der kürzeren Kanten des Gebietes B in den Kasten B in Einheiten von mm eingegeben wird. Im dargestellten Bei spiel wird in den Kasten A 0,020 (mm) und in den Kasten B 0,100 (mm) eingegeben.

Das Bild, das unterhalb der Dimensionsspalte der kürzeren Kanten der Gebiete A und B gezeigt ist, ist ein erläuterndes Diagramm der Gebiete, in das der streifenförmige Kristallroh ling unterteilt ist. Am unteren Teil des Schirms ist ein Knopf "Automatische Parametereinstellung" vorgesehen, wobei die Parameter durch das Anklicken dieses Knopfes automatisch eingestellt werden können.

Als nächstes wird die rechte Hälfte des Schirms beschrieben. In der Spalte der äußeren Dimensionen sind ein Kasten der längeren Kante, ein Kasten der kürzeren Kante, eine Anzeige des Diagonalwinkels und ein R(Ecken)-Kasten vorgesehen, und im Kasten der längeren Kante wird die Standardgröße der län geren Kante des Kristallrohlings und der relevante Toleranz spielraum eingegeben, während in den Kasten der kürzeren Kan te die Standardgröße der kürzeren Kante und der relevante To leranzspielraum in Einheiten von Millimetern eingegeben wer den. Der Diagonalwinkel zeigt die Länge der Diagonallinie des Kristallrohlings, und er ist vorgesehen, um Rohlinge zu eli minieren, die keine rechtwinklige Form aufweisen, beispiels weise Diamantformen oder Formen, den die seitliche Symmetrie fehlt. Wenn die längere Kante und die kürzere Kante des Roh lings eingegeben werden, wird der Diagonalwinkel durch eine automatische Berechnung angezeigt, so daß Daten nur in den Kasten des Toleranzspielraums eingegeben werden können. Die Länge dieser Diagonalli:nie ist eine gebräuchliche Norm, die für ein Paar von Diagonallinien untersucht wird. Dieser Punkt kann auch in Form von Winkeln statt in Form einer Diagonalli nie spezifiziert werden. Im R (Ecken) Kasten kann die kürze ste Normentfernung von einem ideal rechtwinkligen Eckengebiet zu einem tatsächlichen Eckengebiet, das einen Radius hat, zu sammen mit den relevanten Toleranzspielräumen in Einheiten von Millimetern eingegeben werden.

Im dargestellten Beispiel werden die vorher erwähnten äußeren Dimensionen folgendermaßen eingestellt:

Längere Kante: 6,000 ± 0,012 (mm)
Kürzere Kante: 1,800 ± 0,020 (mm)
Diagonale: 1,800 ± 0,0141 (mm)
R (Ecke): 0,050 ± 0,030 (mm).

Die Form des zu untersuchenden Kristallrohlings wird mittels dieser Einstellungen der externen Dimensionen inspiziert, und wenn die Dimensionen innerhalb der Toleranzen liegen, so ist das Stück zufriedenstellend, und wenn sie die Toleranzen überschreiten, so ist das Stück defekt.

In der Spalte der Meßebene und des Kratzeroberflächengebie tes, sind ein Kasten des A-Pegels (längere Kante) und ein Ka sten des A Kratzeroberflächengebietes; ein Kasten des B-Pegels (kürzere Kante) und ein Kasten des Kratzeroberflächen gebietes; ein Kasten des C-Pegels (innere Ebene) und ein Ka sten des C-Kratzeroberflächengebietes; ein Kasten des D-Pegels (vier Ecken) und ein Kasten des D Kratzeroberflächen gebietes; und ein Kasten des C-Flecks (innerer Fleck) und ein Kasten des C-Fleckoberflächengebietes vorgesehen, wobei in jeden Kasten Werte eingegeben werden können. Hier bezieht sich ein Fleck auf Dreck, einen Ölfilm oder dergleichen, die auf der Oberfläche des Kristallrohlings haften. Die verschie denen Ebenen zeigen den Schwellwert (in beliebiger Einheit) der Bildhelligkeit für die Digitalisierung des eingegebenen Bildes an, und die Oberflächengebietswerte zeigen das klein ste Oberflächengebiet (in beliebiger Einheit) an, das in je 10156 00070 552 001000280000000200012000285911004500040 0002019838410 00004 10037 dem Gebiet als Kratzer beurteilt werden kann. Somit wird, wenn das von der Bildaufnahmevorrichtung eingelesene Bild sich über den festgesetzten Pegel und dem oben festgesetzten Kratzeroberflächengebiet befindet, es zuerst als einen Krat zer enthaltend beurteilt, aber wenn es oberhalb des festge setzten Pegels aber unterhalb des festgesetzten Kratzerober flächengebietes liegt, oder oberhalb des festgesetzten Krat zeroberflächengebietes aber unterhalb des festgesetzten Pe gels, wird es beurteilt als ob es keinen Kratzer enthält. Verschiedenen Arten der Streuungen können durch 256 Abstufun gen unter Verwendung von 8 Bits ausgedrückt werden, und die relevanten Einstellungen können in den bereitgestellten A Ka sten, den B-Kasten und den C-Kasten eingegeben werden. Die Bedingungen, die sich auf diese Einstellungen der Streuung beziehen, werden als einer weitere UND-Bedingung zur UND- Bedingung des vorher erwähnten Pegels und des Kratzeroberflä chengebietes addiert.

Hier sind die vorher erwähnten Messungspegel und das Krat zeroberflächengebiet auf die folgenden Werte eingestellt:

Gebiete, in denen sich keine Kratzer auf dem Kristallrohling befinden, werden als dunkles Bild dargestellt, während Krat zergebiete als Licht projiziert werden. Somit besteht der Zweck des individuellen Einstellens von Pegeln für jedes Ge biet darin, daß ein dunklerer (strengerer) Schwellwert für das C-Gebiet festgelegt wird, in dem strengere Normen gefor dert werden, während ein hellerer (weniger strenger) Schwell wert für die D-Gebiete festgesetzt wird, bei dem keine so strenge Norm gegeben ist. Weiterhin wird im Vergleich zu den anderen Gebieten das Kratzeroberflächengebiet des C-Gebietes relativ groß im Verhältnis zum Einstellpegel festgesetzt. Darüberhinaus besteht ein wesentlicher Unterschied zwischen den Fleckeneinstellungen und den Kratzereinstellungen des C-Gebietes, da nämlich der Fleckenpegel niedriger als der Krat zerpegel festgesetzt wird, da die Verstärkung des Lichtes ge ringer ist, und das Fleckenoberflächengebiet auf einen größe ren Wert als das Kratzeroberflächengebiet eingestellt wird, da die Verbreiterung größer ist. Die Normen, die sich auf die Streuung beziehen, sind für das C-Gebiet ebenfalls strenger.

Kratzer in den inspizierten Kristallrohlingen werden gemäß dieser Messungspegel, dem Kratzeroberflächengebiet und der Streuung klassifiziert, und wenn die erhaltenen Werte inner halb der Toleranzen liegen, so wird angenommen, daß kein Ver kratzen vorliegt, und wenn sie die Toleranzen übersteigen, wird angenommen, daß ein Kratzer vorliegt.

Unten rechts ist ein Parametereingabeknopf (F8) und ein Ende knopf (F10) vorgesehen, und Parameter können eingegeben wer den, oder das Inspektionseinstellungsverfahren kann durch das Anklicken dieser Knöpfe beendet werden.

In der vorher erwähnten Ausführungsform wird der Kristallroh ling in vier Gebietstypen A-D eingeteilt, aber die vorlie gende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können die Kratzerverteilungstrends in nicht verarbeiteten Gebieten durch das weitere Unterteilen des zentralen Gebietes C in eine Vielzahl von Gebieten oder schachbrettartige Qua drate (C11, C12, . . .), wie in Fig. 20(a), untersucht werden. Darüberhinaus kann bei einem kreisförmigen Kristallrohling abhängig von den Anforderungen eine Unterteilung in eine An zahl von Gebieten, wie beispielsweise ein Umfangsgebiet A, ein zentrales Gebiet C und ein Grenzgebiet B, wie das in Fig. 20(b) gezeigt ist, oder einfach in ein Umfangsgebiet A und ein zentrales Gebiet C, wie das in Fig. 20(c) gezeigt ist, erfolgen.

Bei der Abschrägungsinspektion wird der Kristallrohling 1 in eine Vielzahl von Gebieten A-D unterteilt, wie das in Fig. 17 gezeigt ist, wobei die geforderte Inspektionsnorm für je des Gebiet A-D eingestellt wird, und jedes Gebiet gemäß der entsprechend eingestellten Inspektionsnorm inspiziert wird.

Die Normen für die linken und rechten Gebiete B können weni ger streng sein. Da die Eckgebiete D mit höherer Wahrschein lichkeit Defekte enthalten und keinen Teil des Kristalloszil lators bilden, können die entsprechenden Normen ebenfalls we niger streng sein, ähnlich wie in den linken und rechten Ge bieten. Die oberen und unteren Gebiete A tragen zu den Vor richtungseigenschaften bei, so daß ihre Normen strenger aus fallen. Weiterhin wird im zentralen Gebiet C gefordert, daß keine Abschrägung vorhanden ist, so daß die Normen in diesem Gebiet strenger sind, ähnlich den oberen und unteren Gebieten A. Wie in Fig. 21 gezeigt ist, werden die Abschrägungsinspek tionsnormen in der vorstehenden Art auf dem Bildschirm eines Personalcomputers eingestellt. Zur selben Zeit werden die Formauswahl, die Dimensionen und dergleichen, die sich auf den zu inspizierenden Kristallrohling beziehen, eingegeben. Die eingestellten Werte und die Eingabewerte werden zur Bild verarbeitungsvorrichtung übertragen, und die Bildverarbeitung wird auf ihrer Grundlage durchgeführt.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Auf diese Weise gibt es gemäß der vorliegenden Erfindung, da Einschnitte, wie Rillen Löcher oder dergleichen auf der fla chen Montageoberfläche einer Montageplattform ausgebildet sind, kein Gleiten des Kristallsubstrats über die Montage plattform während des Montierens, und die Montageposition der Montageplattform ist stabil. Weiterhin haftet das Kristall substrat nicht fest an der Montageplattform, und es kann wäh rend des Aufnehmens sanft befördert werden. Somit kann eine erhöhte Geschwindigkeit bei der Kratzerinspektion und der gleichen in Bezug auf die Kristallsubstrate erzielt werden.

Darüberhinaus kann gemäß der vorliegenden Erfindung, da die Bilder objektiv durch das Verstärken von abgeschrägten Gebie ten in einem Dunkelfeld der Beleuchtung identifiziert werden können, die Funktionsfähigkeit der Abschrägungsinspektion stark angehoben werden, und es kann eine Standardisierung der Abschrägungsinspektion erzielt werden.

Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird, da die Unterscheidung zwischen abgeschrägten Gebieten und nicht ab geschrägten Gebieten durch Digitalisierung des eingegebenen Bildes klar gemacht werden kann, die Abschrägungsinspektion erleichtert und es wird eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit der Inspektion erzielt.

Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann die ge samte Oberfläche eines Substrats inspiziert werden, und eine große Anzahl von Substraten kann in einer kurzer Zeit geprüft werden. Darüberhinaus können die Inspektionsdaten zur Ab schrägungstechnologie zurückgeführt werden, und es kann eine Standardisierung des Abschrägungsverfahrens und der Inspekti on erfolgen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Abschrägungszustand sofort durch eine einzige Bildaufnahmevorrichtung inspiziert werden. Weiterhin besteht, da Einschnitte, wie Rillen, Löcher und dergleichen in der flachen Montageoberfläche einer Monta geplattform ausgebildet sind, kein Gleiten des Kristallsub strats über die Montageoberfläche während der Montage, und die Montageposition auf der Montageplattform ist stabil. Wei terhin haftet das Kristallsubstrat nicht fest an der Montage plattform und es kann während des Aufnehmens sanft befördert werden. Somit wird eine erhöhte Geschwindigkeit bei der Krat zerinspektion und dergleichen in Bezug auf die Kristallsub strate erreicht.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, da eine Onlineverar beitung möglich ist, eine schnelle Abschrägungsinspektion mit hohem Durchsatz in Echtzeit durchgeführt werden, und man er hält objektive Inspektionsdaten. Weiterhin können die Inspek tionsdaten an die Abschrägungstechnologie zurückgegeben wer den, um es somit zu ermöglichen, daß Verbesserungen in der Abschrägungstechnologie erzielt werden. Somit werden die Ei genschaften der Kristallsubstrate verbessert, und auch die Produktivität wird verbessert.

Wenn die Beleuchtungsvorrichtung unterhalb des Kristallsub strats vorgesehen ist, wie bei der vorliegenden Erfindung, so stellt sie bei der Bewegung des Kristallsubstrats kein Hin dernis dar, und es kann ein sanfter Inspektionsbetrieb imple mentiert werden.

Vorzugsweise sollen, wie in der vorliegenden Erfindung, Leuchtdioden als Beleuchtungsvorrichtung verwendet werden. Die Lebensdauer der Leuchtdioden ist wesentlich länger als die von konventionellen Leuchtquellen, wie Halogenlampen oder dergleichen. Weiterhin ist die Hitzeerzeugung geringer, was die Handhabung erleichtert. Darüberhinaus können die Leucht dioden konzentriertes oder diffuses Licht erzeugen. Es können keine stabilen Messungen erzielt werden, wenn Unregelmäßig keiten im auf das Kristallsubstrat aufgebrachten Licht auf treten, aber durch das Bereitstellen einer Vielzahl von Re flexionsplatten, wie Spiegeln, die die Dioden umgeben, ist es möglich, ein gleichmäßiges Licht auf das Kristallsubstrat zu werfen, und Diffusionsplatten müssen in Verbindung mit der Lichtquelle nicht verwendet werden.

Darüberhinaus kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine ge naue Inspektion mit Hilfe von Inspektionsnormen, die den Ge bieten entsprechen, erreicht werden. Gemäß dem zweiten An spruch der vorliegenden Erfindung wird das Erzielen einer Standardisierung der Inspektion und eine Analysesteuerung erleichtert, da eine genaue Inspektion in Bezug auf spezielle Gebiete erreicht werden kann, und da Inspektionsdaten erhal ten werden können, die Information in Bezug auf die Gebiete enthält. Weiterhin kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine praktikable Kratzerinspektion implementiert werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch eine praktikable Abschrä gungsinspektion implementiert werden.

Claims

1. Montageplattform für das Montieren transparenter Substrate in einem Substratverarbeitungsabschnitt für das Ausführen vorgeschriebener Verfahren bezüglich der transparenten Sub strate, die durch einen Beförderungsmechanismus hineinbeför dert und herausbefördert werden, wobei die Montageplattform aus einem transparenten Material gefertigt ist, und Ein schnitte, wie Rillen, Löcher oder dergleichen in einer fla chen Montageoberfläche, auf der die transparenten Substrate montiert werden, ausgeformt sind.

2. Montageplattform für transparente Substrate gemäß Anspruch 1, wobei Saphir als transparentes Material für die Montage plattform verwendet wird.

3. Montageplattform für transparente Substrate gemäß Anspruch 2, wobei die Grenzgebiete zwischen der flachen Montageober fläche und den Einschnitten in der Montageplattform so ausge bildet sind, daß sie eine sanfte Verbindung ergeben.

4. Kratzerinspektionsvorrichtung für transparente Substrate, wobei Kratzer auf der Basis eines Bildsignals eines transpa renten Substrats, das durch das Aufbringen von Licht auf das transparente Substrat aufgenommen wird, erkannt werden, um fassend:
eine Montageplattform aus einem transparenten Material, worin Einschnitte, wie Rillen, Löcher oder dergleichen in ei ner flachen Montageoberfläche, auf die das transparente Sub strat horizontal montiert wird, ausgeformt sind;
eine Beleuchtungsvorrichtung für das Aufbringen von ge streutem Licht, das innerhalb eines Beleuchtungswinkels von ± 30° in einer vertikalen Richtung bezüglich der horizontalen Substratfläche des transparenten Substrats gestreut wird, von allen Seiten des Umfangs des transparenten Substrats; und
eine Bildaufnahmevorrichtung für das Aufnehmen eines Bildes des transparenten Substrats aus einer vertikalen Rich tung bezüglich der Substratfläche des transparenten Sub strats.

5. Kratzerinspektionsvorrichtung für transparente Substrate nach Anspruch 4, wobei die vorher erwähnte Beleuchtungsvor richtung unterhalb des transparenten Substrats angeordnet ist.

6. Kratzerinspektionsvorrichtung für transparente Substrate nach Anspruch 5, wobei Leuchtdioden als Beleuchtungsvorrich tung verwendet werden.

7. Kratzerinspektionsvorrichtung für transparente Substrate nach Anspruch 6, wobei die transparenten Substrate Kristall rohlinge für Kristalloszillatoren sind.

8. Abschrägungsinspektionsverfahren für transparente Substra te mit folgenden Schritten:
Aufbringen von gestreutem Licht, das innerhalb eines Be leuchtungswinkels von ± 30° in vertikaler Richtung bezüglich der horizontalen Substratfläche eines transparenten Substra tes gestreut wird, von allen Seiten des Umfangs des transpa renten Substrats;
Aufnehmen eines Bildes des transparenten Substrates von einer rechtwinkligen Richtung zur Substratoberfläche des be leuchteten transparenten Substrats; und
Einlesen des aufgenommen Bildes der Substratoberfläche des transparenten Substrats und Ausführen einer Abschrägungs inspektion anhand des eingelesenen Bildes.

9. Abschrägungsinspektionsverfahren für transparente Substra te nach Anspruch 8, wobei eine Abschrägungsinspektion durch das Digitalisieren des eingelesenen Bildes ausgeführt wird.

10. Abschrägungsinspektionsverfahren für transparente Sub strate nach Anspruch 9, wobei die digitalisierten Daten einer statistischen Verarbeitung unterworfen werden, und die Ab schrägungsinspektion anhand der Verarbeitungsergebnisse er folgt.

11. Abschrägungsinspektionsverfahren für transparente Sub strate nach Anspruch 10, wobei die transparenten Substrate Kristallrohlinge für Kristalloszillatoren sind.

12. Abschrägungsinspektionsvorrichtung für transparente Sub strate, wobei eine Abschrägungsinspektion auf der Basis eines Bildsignals eines transparenten Substrats, das durch das Auf bringen von Licht auf ein transparentes Substrat, das einer Abschrägung unterworfen wurde, aufgenommen wird, ausgeführt wird, umfassend:
eine Montageplattform aus transparentem Material, wobei Einschnitte, wie Rillen, Löcher oder dergleichen, in einer flachen Montageoberfläche, auf der ein transparentes Substrat horizontal montiert ist, ausgeformt sind;
eine Beleuchtungsvorrichtung für das Aufbringen gestreu ten Lichtes, das innerhalb eines Beleuchtungswinkels von ± 30° in einer vertikalen Richtung bezüglich der horizontalen Substratfläche eines transparenten Substrates gestreut wird, von allen Seiten des Umfangs des transparenten Substrats; und
eine Bildaufnahmevorrichtung für das Aufnehmen eines Bildes des transparenten Substrats von einer Richtung recht winklig zur Substratoberfläche des transparenten Substrats.

13. Abschrägungsinspektionsvorrichtung für transparente Sub strate, umfassend:
eine Substratliefervorrichtung für das Liefern von transparenten Substraten;
einen Beförderungsroboter für das Befördern transparen ter Substrate, die durch die Substratliefervorrichtung gelie fert wurden, zu einer Montageplattform;
eine Montageplattform aus transparentem Material, wobei Einschnitte, wie Rillen, Löcher oder dergleichen, in einer flachen Montageoberfläche, auf der ein transparentes Sub strat, das durch den Beförderungsroboter befördert wird, ho rizontal montiert wird, ausgeformt sind;
eine Beleuchtungsvorrichtung für das Aufbringen gestreu ten Lichtes, das innerhalb eines Beleuchtungswinkels von ± 30° in einer vertikalen Richtung bezüglich der horizontalen Substratfläche eines transparenten Substrates, das auf der Montageplattform montiert ist, gestreut wird, von allen Sei ten des Umfangs des transparenten Substrats;
eine Bildaufnahmevorrichtung für das Aufnehmen eines Bildes des transparenten Substrats von einer Richtung recht winklig zur Substratoberfläche des transparenten Substrats, das durch die Beleuchtungsvorrichtung beleuchtet ist; und
eine Bildverarbeitungsvorrichtung für das Extrahieren von Kratzern, die durch das Abschrägen verursacht wurden und die auf dem transparenten Substrat vorhanden sind, aus einem Bildsignal, das durch die Bildaufnahmevorrichtung aufgenommen wurde, und Ausführen einer statistischen Verarbeitung auf der Basis des extrahierten Signals.

14. Abschrägungsinspektionsvorrichtung für transparente Sub strate gemäß Anspruch 13, wobei die transparenten Substrate Kristallrohlinge für Kristalloszillatoren sind.

15. Inspektionsverfahren für transparente Substrate mit fol genden Schritten:
Aufteilen eines Bildes der Substratoberfläche eines transparenten Substrats in eine Vielzahl von Gebieten, bei der Inspektion eines transparenten Substrats;
Einstellen von Inspektionsnormen, die für diese Gebiete gefordert werden, individuell für jedes dieser Gebiete; und
Inspizieren jedes Gebietes gemäß den eingestellten In spektionsnormen.

16. Inspektionsverfahren nach Anspruch 15, wobei in den Fäl len, in denen die transparenten Substrate dünne streifenför mige Substrate sind, das Bild der Substratoberfläche in Eck gebiete an den vier Ecken des Substrates; einem Paar von bandförmigen oberen und unteren Gebieten, die parallel zu den oberen und unteren Kanten des Substrats verlaufen, ohne die Eckgebiete, und wobei sie die obere oder untere Kante als ei ne ihrer Kanten verwenden; einem Paar von bandartigen linken und rechten Gebieten, die parallel zu den linken und rechten Kanten des Substrats verlaufen ohne die Eckgebiete, und die die linken oder rechten Kanten als eine ihrer Kanten verwen den; und ein zentrales Gebiet, das von den oberen und unteren Gebieten und von den linken und rechten Gebieten umgeben ist, unterteilt wird.

17. Inspektionsverfahren für transparente Substrate gemäß An spruch 16, wobei die Inspektion eine Kratzerinspektion ist.

18. Inspektionsverfahren für transparente Substrate gemäß An spruch 16, wobei die Inspektion eine Abschrägungsinspektion ist.

19. Inspektionsverfahren für transparente Substrate gemäß An spruch 16, wobei die transparenten Substrate Kristallrohlinge für Kristalloszillatoren sind.