JP2671241B2 - ガラス板の異物検出装置 - Google Patents
ガラス板の異物検出装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ガラス板の異物検出
装置に関し、詳しくは、ガラス板の表面と裏面に異物が
付着するような場合に裏面に付着した異物を分離して表
面の異物を検出することができるようなガラス板の異物
検出装置に関するものである。
装置に関し、詳しくは、ガラス板の表面と裏面に異物が
付着するような場合に裏面に付着した異物を分離して表
面の異物を検出することができるようなガラス板の異物
検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体ＩＣの製造に使用されるマスクの
基板（ガラス基板）やシリコンウエハ、あるいは液晶パ
ネルに使用されるガラス板などは表面に付着した異物や
表面自身の瑕疵などの欠陥（以下この明細書では異物と
いう）を欠陥検査装置により検出することが行われる。
これにより製品の品質が一定以上になるよう保持されて
いる。この種の欠陥検査装置の一例として、ウエハ面板
に対する欠陥検査装置の欠陥検出光学系の基本構成を図
５に示す。これは、投光系２と受光系３よりなる。レー
ザ光源２１より送出したレーザ光は、投光レンズ２２に
より集束される。これにより被検査物としてのウエハ面
板１の表面には光スポットが形成される。この光スポッ
トが回転走査方式またはＸＹ走査方式によりウエハ面板
１の表面を走査すると、表面に欠陥があるとそこで光ス
ポットが散乱される。この散乱光は、受光系３の集光レ
ンズ３１により集光されて受光器３２に入力される。こ
れにより欠陥に対する検出信号が得られる。なお、受光
系３に設けられた遮光板（ストッパ）３３は、レーザビ
ームの正反射光を遮断してS/N 比を向上させるために挿
入されている。ウエハ板面の欠陥検出光学系に限らず、
マスクの基板や液晶パネルに使用されるガラス板などの
欠陥検出光学系は、以上を基本構成とし、投光系と受光
系とに各種の改良が加えられている。それにより検出性
能を向上させている。例えば、受光系としては集光レン
ズ３１の代わりにオプチカルファイバを使用して集光効
率の向上を図る方法などが一般的に行われている。
基板（ガラス基板）やシリコンウエハ、あるいは液晶パ
ネルに使用されるガラス板などは表面に付着した異物や
表面自身の瑕疵などの欠陥（以下この明細書では異物と
いう）を欠陥検査装置により検出することが行われる。
これにより製品の品質が一定以上になるよう保持されて
いる。この種の欠陥検査装置の一例として、ウエハ面板
に対する欠陥検査装置の欠陥検出光学系の基本構成を図
５に示す。これは、投光系２と受光系３よりなる。レー
ザ光源２１より送出したレーザ光は、投光レンズ２２に
より集束される。これにより被検査物としてのウエハ面
板１の表面には光スポットが形成される。この光スポッ
トが回転走査方式またはＸＹ走査方式によりウエハ面板
１の表面を走査すると、表面に欠陥があるとそこで光ス
ポットが散乱される。この散乱光は、受光系３の集光レ
ンズ３１により集光されて受光器３２に入力される。こ
れにより欠陥に対する検出信号が得られる。なお、受光
系３に設けられた遮光板（ストッパ）３３は、レーザビ
ームの正反射光を遮断してS/N 比を向上させるために挿
入されている。ウエハ板面の欠陥検出光学系に限らず、
マスクの基板や液晶パネルに使用されるガラス板などの
欠陥検出光学系は、以上を基本構成とし、投光系と受光
系とに各種の改良が加えられている。それにより検出性
能を向上させている。例えば、受光系としては集光レン
ズ３１の代わりにオプチカルファイバを使用して集光効
率の向上を図る方法などが一般的に行われている。
【０００３】さて、ＴＦＴ形の液晶パネルは、ガラス板
の表面に微細な液晶画素電極と、薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）とがエッチング処理等を経て形成されている。こ
の液晶画素電極とＴＦＴが形成された後のガラス板（ガ
ラス基板）の表面を仮に画素等形成面と呼ぶことにす
る。この画素等形成面に異物が付着するときは互いに接
続されている多数のＴＦＴが同時に動作不良となる可能
性が高い。この面での異物の付着は、製品である液晶パ
ネルの品質に影響するところが非常に大きい。そこで、
上記の欠陥検出光学系によりガラス基板の画素等形成面
に対して異物の付着の有無を検査するこが必要になる。
の表面に微細な液晶画素電極と、薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）とがエッチング処理等を経て形成されている。こ
の液晶画素電極とＴＦＴが形成された後のガラス板（ガ
ラス基板）の表面を仮に画素等形成面と呼ぶことにす
る。この画素等形成面に異物が付着するときは互いに接
続されている多数のＴＦＴが同時に動作不良となる可能
性が高い。この面での異物の付着は、製品である液晶パ
ネルの品質に影響するところが非常に大きい。そこで、
上記の欠陥検出光学系によりガラス基板の画素等形成面
に対して異物の付着の有無を検査するこが必要になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、画素等形成
面を有するガラス基板は、ほとんど透明で厚さが１mm程
度の光透過率が高い薄板である。そのために画素等形成
面に付着した異物（以下単に表面異物という）とガラス
基板の裏面に付着し異物（以下単に裏面異物という）と
がともに検出されてしまう問題がある。通常、ガラス基
板の裏面は、液晶パネルとして組立てられた場合に表示
されたイメージを観測する面側になるか、あるいは、バ
ックライトを透過させる面になる。そのため単なるガラ
ス面であればよく、裏面に付着する異物は微小である限
り、問題とならない。したがって、多くの場合それは欠
陥とされない。もしそれも欠陥として検出されてしまえ
ば、良品が不良とされ、部品としての歩留りが低下す。
その結果、大きな損失となる。
面を有するガラス基板は、ほとんど透明で厚さが１mm程
度の光透過率が高い薄板である。そのために画素等形成
面に付着した異物（以下単に表面異物という）とガラス
基板の裏面に付着し異物（以下単に裏面異物という）と
がともに検出されてしまう問題がある。通常、ガラス基
板の裏面は、液晶パネルとして組立てられた場合に表示
されたイメージを観測する面側になるか、あるいは、バ
ックライトを透過させる面になる。そのため単なるガラ
ス面であればよく、裏面に付着する異物は微小である限
り、問題とならない。したがって、多くの場合それは欠
陥とされない。もしそれも欠陥として検出されてしまえ
ば、良品が不良とされ、部品としての歩留りが低下す。
その結果、大きな損失となる。
【０００５】そこで、液晶表示パネル用のガラス基板の
欠陥検査では、検査のときに液晶からみて表面側になる
画素等形成面の異物のみを検出し、裏面側の異物を無視
することが必要になる。しかし、ガラス基板が光透過率
が高い薄板であるので、実際には表裏の異物を分けて検
出することがなかなか難しい。この発明の発明者等は、
表裏の異物を分離して検出する技術を提案し、この出願
人は、それを「平成１年12月18日、特願平1-327966号、
液晶パネルの表面欠陥検査方式」として出願している。
その概要を図６(a),(b)により説明する。図(a) におい
て、検査対象となるガラス基板１に対して画素等形成面
（以下表面）側と裏面側に前記した検出光学系と同様の
構成の投光系２と受光系３，投光系２′と受光系３′を
対称的にそれぞれ設ける。そして、ほぼ同一強度のレー
ザビームＴ，Ｔ′により光スポットを表裏面に形成して
これにより交互の走査を行う。これに対して２つの受光
系３，３′の感度をほぼ同一として両者により得られた
散乱光の検出信号を比較する。この比較の結果、表面側
の受光系３の検出信号のうちの、裏面側の受光系３′の
検出信号より大きいものを表面に付着した異物について
の欠陥検出信号とする。
欠陥検査では、検査のときに液晶からみて表面側になる
画素等形成面の異物のみを検出し、裏面側の異物を無視
することが必要になる。しかし、ガラス基板が光透過率
が高い薄板であるので、実際には表裏の異物を分けて検
出することがなかなか難しい。この発明の発明者等は、
表裏の異物を分離して検出する技術を提案し、この出願
人は、それを「平成１年12月18日、特願平1-327966号、
液晶パネルの表面欠陥検査方式」として出願している。
その概要を図６(a),(b)により説明する。図(a) におい
て、検査対象となるガラス基板１に対して画素等形成面
（以下表面）側と裏面側に前記した検出光学系と同様の
構成の投光系２と受光系３，投光系２′と受光系３′を
対称的にそれぞれ設ける。そして、ほぼ同一強度のレー
ザビームＴ，Ｔ′により光スポットを表裏面に形成して
これにより交互の走査を行う。これに対して２つの受光
系３，３′の感度をほぼ同一として両者により得られた
散乱光の検出信号を比較する。この比較の結果、表面側
の受光系３の検出信号のうちの、裏面側の受光系３′の
検出信号より大きいものを表面に付着した異物について
の欠陥検出信号とする。
【０００６】この判定の基本原理を説明する。図(b)
は、ガラス基板１の表面に異物ｐs が、裏面に異物ｐb
がそれぞれ付着した場合を示している。この場合、表面
側の受光系３に対しては、レーザビームＴによる表面異
物ｐs の散乱光Ｒs が直接受光される。そして、裏面側
の異物ｐb の乱反射光も受光系３に受光される。すなわ
ち、裏面異物ｐb の散乱光Ｒb は、ガラス基板１を通っ
て受光系３に至る。これは、ガラス基板１を通るので内
部における全反射などにより減衰する。そこで、表面側
の異物ｐs は、受光系３に対して裏面側の受光系３′に
対するよりも強い散乱光を与える。一方、裏面側の異物
においても全く同様な関係がある。裏面側の受光系３′
に対しては、レーザビームＴ′による裏面異物ｐb の散
乱光Ｒb′が直接受光される。そして、表面側の異物ｐs
の乱反射光も受光系３′に受光される。すなわち、表
面異物ｐs の散乱光Ｒs′は、ガラス基板１を通って受
光系３′に至る。これは、ガラス基板１により減衰す
る。先と同様に裏面側の異物ｐb は、受光系３′に対し
て表面側の受光系３に対するよりも強い散乱光を与え
る。このようなことから表面側の検出信号と裏面側の検
出信号とを比較することで受光系３，３′のいずれかが
強い散乱光を受けているかにより表面異物か裏面異物か
が判定できる。
は、ガラス基板１の表面に異物ｐs が、裏面に異物ｐb
がそれぞれ付着した場合を示している。この場合、表面
側の受光系３に対しては、レーザビームＴによる表面異
物ｐs の散乱光Ｒs が直接受光される。そして、裏面側
の異物ｐb の乱反射光も受光系３に受光される。すなわ
ち、裏面異物ｐb の散乱光Ｒb は、ガラス基板１を通っ
て受光系３に至る。これは、ガラス基板１を通るので内
部における全反射などにより減衰する。そこで、表面側
の異物ｐs は、受光系３に対して裏面側の受光系３′に
対するよりも強い散乱光を与える。一方、裏面側の異物
においても全く同様な関係がある。裏面側の受光系３′
に対しては、レーザビームＴ′による裏面異物ｐb の散
乱光Ｒb′が直接受光される。そして、表面側の異物ｐs
の乱反射光も受光系３′に受光される。すなわち、表
面異物ｐs の散乱光Ｒs′は、ガラス基板１を通って受
光系３′に至る。これは、ガラス基板１により減衰す
る。先と同様に裏面側の異物ｐb は、受光系３′に対し
て表面側の受光系３に対するよりも強い散乱光を与え
る。このようなことから表面側の検出信号と裏面側の検
出信号とを比較することで受光系３，３′のいずれかが
強い散乱光を受けているかにより表面異物か裏面異物か
が判定できる。
【０００７】しかしながら、このような判定原理を実際
に適用してみると、表裏の異物が分離できない場合が発
生し、問題となった。また、この判定原理を用いる装置
では、被検査物の両面に投光系と受光系とを設けなけれ
ばならないので、装置が大型化し、保守等の面からみて
好ましい構成ではないことも分かった。よって、この発
明の目的は、一方の面に投光系と受光系とを配置してガ
ラス板の表面あるいは裏面の異物のいずれか一方を他方
から分離して検出することができるガラス板の異物検出
装置を提供することにある。この発明の他の目的は、画
素等形成面に投光系と受光系とを配置して液晶パネルに
使用されるガラス基板の画素等形成面側の異物をその裏
面側の異物から分離して検出することができるガラス基
板の異物検出装置を提供することにある。
に適用してみると、表裏の異物が分離できない場合が発
生し、問題となった。また、この判定原理を用いる装置
では、被検査物の両面に投光系と受光系とを設けなけれ
ばならないので、装置が大型化し、保守等の面からみて
好ましい構成ではないことも分かった。よって、この発
明の目的は、一方の面に投光系と受光系とを配置してガ
ラス板の表面あるいは裏面の異物のいずれか一方を他方
から分離して検出することができるガラス板の異物検出
装置を提供することにある。この発明の他の目的は、画
素等形成面に投光系と受光系とを配置して液晶パネルに
使用されるガラス基板の画素等形成面側の異物をその裏
面側の異物から分離して検出することができるガラス基
板の異物検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明のガラス基板の
表面異物検出装置の特徴は、ガラス板の異物検出面とな
る被検査面（以下表面）側の上部に配置され、Ｓ偏光レ
ーザビームを第１の仰角で表面に照射する第１の投光系
と、第１の仰角以上の第２の仰角でＰ偏光レーザビーム
を表面に照射する第２の投光系と、レーザビームの照射
点に立てられる法線を挟んで照射方向と反対側に配置さ
れ、第１の仰角より小さい第３の仰角で第１及び第２の
投光系のレーザビームを受けた表面からの散乱光をそれ
ぞれ受光する受光系とを備えていて、Ｐ偏光レーザビー
ムの出力レベルをＳ偏光レーザビームに対して特定の関
係に設定する。このことによりＳ偏光レーザビームの照
射に対応して受光系で得られる信号レベルがＰ偏光レー
ザビームの照射に対応して受光系で得られる信号レベル
より大きいときに表面に異物があると判定するものであ
る。
表面異物検出装置の特徴は、ガラス板の異物検出面とな
る被検査面（以下表面）側の上部に配置され、Ｓ偏光レ
ーザビームを第１の仰角で表面に照射する第１の投光系
と、第１の仰角以上の第２の仰角でＰ偏光レーザビーム
を表面に照射する第２の投光系と、レーザビームの照射
点に立てられる法線を挟んで照射方向と反対側に配置さ
れ、第１の仰角より小さい第３の仰角で第１及び第２の
投光系のレーザビームを受けた表面からの散乱光をそれ
ぞれ受光する受光系とを備えていて、Ｐ偏光レーザビー
ムの出力レベルをＳ偏光レーザビームに対して特定の関
係に設定する。このことによりＳ偏光レーザビームの照
射に対応して受光系で得られる信号レベルがＰ偏光レー
ザビームの照射に対応して受光系で得られる信号レベル
より大きいときに表面に異物があると判定するものであ
る。
【０００９】そして、前記の特定の関係とは、表面側に
あるある粒径の異物にＳ偏光レーザビームを照射したと
きに受光系で検出される散乱光のレベルを第１の検出レ
ベルとし、ガラス板を裏返して異物にガラス板を介して
Ｓ偏光レーザビームを照射したときに受光系で検出され
る散乱光のレベルを第２の検出レベルとし、異物にＰ偏
光レーザビームを照射したときに受光系で検出される散
乱光のレベルを第３の検出レベルとし、ガラス板を裏返
して異物にガラス板を介してＰ偏光レーザビームを照射
したときに受光系で検出される散乱光のレベルを第４の
検出レベルとしたときに、Ｐ偏光レーザビームの出力レ
ベルを第１の検出レベルと２の検出レベルとの間に第３
の検出レベルと第４の検出レベルとが入るように設定す
るものである。なお、裏面側異物の判定をするときに
は、第１の投光系のレーザビームの照射に対応して受光
系で得られる信号レベルが第２の投光系のレーザビーム
の照射に対応して受光系で得られる信号レベルより小さ
いときに裏面異物と判定すればよい。
あるある粒径の異物にＳ偏光レーザビームを照射したと
きに受光系で検出される散乱光のレベルを第１の検出レ
ベルとし、ガラス板を裏返して異物にガラス板を介して
Ｓ偏光レーザビームを照射したときに受光系で検出され
る散乱光のレベルを第２の検出レベルとし、異物にＰ偏
光レーザビームを照射したときに受光系で検出される散
乱光のレベルを第３の検出レベルとし、ガラス板を裏返
して異物にガラス板を介してＰ偏光レーザビームを照射
したときに受光系で検出される散乱光のレベルを第４の
検出レベルとしたときに、Ｐ偏光レーザビームの出力レ
ベルを第１の検出レベルと２の検出レベルとの間に第３
の検出レベルと第４の検出レベルとが入るように設定す
るものである。なお、裏面側異物の判定をするときに
は、第１の投光系のレーザビームの照射に対応して受光
系で得られる信号レベルが第２の投光系のレーザビーム
の照射に対応して受光系で得られる信号レベルより小さ
いときに裏面異物と判定すればよい。
【００１０】ところで、液晶パネル用のガラス基板の表
面異物検出装置の場合には、ガラス基板の表面側（画素
等形成面側）の上部においてその表面に対して次の投光
角で第１および第２の２つの投光系を設けることが好ま
しく、受光系は、表面から垂直方向に向かって１０°前
後の受光角で設けることがよい。そして、第１の投光系
の投光角は、仰角を２０°前後に設定し、第２の投光系
の投光角は、仰角を７０°前後に設定する。さらに、第
２の投光系のレーザビームパワーを第１の投光系のレー
ザビームの照射パワーに対して２〜４の範囲に設定にす
る。
面異物検出装置の場合には、ガラス基板の表面側（画素
等形成面側）の上部においてその表面に対して次の投光
角で第１および第２の２つの投光系を設けることが好ま
しく、受光系は、表面から垂直方向に向かって１０°前
後の受光角で設けることがよい。そして、第１の投光系
の投光角は、仰角を２０°前後に設定し、第２の投光系
の投光角は、仰角を７０°前後に設定する。さらに、第
２の投光系のレーザビームパワーを第１の投光系のレー
ザビームの照射パワーに対して２〜４の範囲に設定にす
る。
【００１１】
【作用】さて、従来技術で述べた前記の判定原理を実際
に適用したときに表裏の異物が分離できない主な理由を
考察してみると、異物の散乱光の指向性が全方向に一様
であると暗黙のうちに仮定していることにあった。これ
について図７(a),(b) により説明する。図７は、異物の
散乱光の指向性について実験した結果である。図(a) に
示すように、レーザビームＴの投射方向に対して角度ε
の方向における異物ｐの散乱光Ｒの強度を考えてみる。
図(b) にその実験結果の一例を示す。この図は、異物を
球形とし、その粒径をパラメータ（１〜１０μｍ）とし
て角度ε（°）に対する散乱光強度Ｆの曲線を示してい
る。散乱光強度Ｆは、角度εにより大幅に変化する。角
度εが０°近傍で、すなわち投射方向（前方）で散乱光
強度Ｆは非常に大きくなっている。例えば、粒径１μｍ
の場合では９０°の方向（側方）のほぼ１５０倍も大き
く、粒径１０μｍの場合では９０°の方向（側方）のほ
ぼ３桁程度も大きい。これにより、レーザビームをガラ
ス基板の表面にある角度で照射した場合には、角度ε＝
０°の方向の散乱、すなわち、前方方向の散乱が強いと
いう指向性があることが分かる。
に適用したときに表裏の異物が分離できない主な理由を
考察してみると、異物の散乱光の指向性が全方向に一様
であると暗黙のうちに仮定していることにあった。これ
について図７(a),(b) により説明する。図７は、異物の
散乱光の指向性について実験した結果である。図(a) に
示すように、レーザビームＴの投射方向に対して角度ε
の方向における異物ｐの散乱光Ｒの強度を考えてみる。
図(b) にその実験結果の一例を示す。この図は、異物を
球形とし、その粒径をパラメータ（１〜１０μｍ）とし
て角度ε（°）に対する散乱光強度Ｆの曲線を示してい
る。散乱光強度Ｆは、角度εにより大幅に変化する。角
度εが０°近傍で、すなわち投射方向（前方）で散乱光
強度Ｆは非常に大きくなっている。例えば、粒径１μｍ
の場合では９０°の方向（側方）のほぼ１５０倍も大き
く、粒径１０μｍの場合では９０°の方向（側方）のほ
ぼ３桁程度も大きい。これにより、レーザビームをガラ
ス基板の表面にある角度で照射した場合には、角度ε＝
０°の方向の散乱、すなわち、前方方向の散乱が強いと
いう指向性があることが分かる。
【００１２】ここで、前記の前方方向の指向性を考慮し
て仮に受光系が図６(a) に図示するようなある程度の角
度を持つものとして先の判定原理について考えてみる。
図６(b) において、レーザビームＴによる表面異物ｐs
の散乱光Ｒs より、レーザビームＴ′による前方散乱光
が液晶パネル１の内部における全反射などを経て受光系
３に強く受光される場合がある。同様な関係でレーザビ
ームＴ′による裏面異物ｐb の散乱光Ｒb′より、レー
ザビームＴによる前方散乱光が受光系３′に強く受光さ
れることがある。これらにより、単に両受光系の検出信
号の大小比較だけで異物ｐs と異物ｐb を分離して判定
することが必ずしも適切なものでないことが理解でき
る。なお、図６の(a) にあっては、投光系２，２′の投
光角度と、受光系３，３′の受光角度は特定されていな
い。
て仮に受光系が図６(a) に図示するようなある程度の角
度を持つものとして先の判定原理について考えてみる。
図６(b) において、レーザビームＴによる表面異物ｐs
の散乱光Ｒs より、レーザビームＴ′による前方散乱光
が液晶パネル１の内部における全反射などを経て受光系
３に強く受光される場合がある。同様な関係でレーザビ
ームＴ′による裏面異物ｐb の散乱光Ｒb′より、レー
ザビームＴによる前方散乱光が受光系３′に強く受光さ
れることがある。これらにより、単に両受光系の検出信
号の大小比較だけで異物ｐs と異物ｐb を分離して判定
することが必ずしも適切なものでないことが理解でき
る。なお、図６の(a) にあっては、投光系２，２′の投
光角度と、受光系３，３′の受光角度は特定されていな
い。
【００１３】この発明は、このような散乱光の前方に強
い指向性があることに着目したものであって、これによ
り投光系、受光系の最適な配置と投光角度，受光角度が
あることが考えられた。そこで、表裏の異物の分離検出
について、画素等形成面側である一面側に投光系と受光
系を設けて表面異物を裏面異物と分離して検出する最適
な構成として先のような構成を得たものである。
い指向性があることに着目したものであって、これによ
り投光系、受光系の最適な配置と投光角度，受光角度が
あることが考えられた。そこで、表裏の異物の分離検出
について、画素等形成面側である一面側に投光系と受光
系を設けて表面異物を裏面異物と分離して検出する最適
な構成として先のような構成を得たものである。
【００１４】
【実施例】図１は、この発明のガラス板の表面異物検出
装置の一実施例の構成図であり、図２は、この発明の基
礎実験に使用された検出光学系のモデル図、図３は、図
２における光学系モデルにおける同じ粒径の表面あるい
は裏面の異物に対する光電変換素子の検出電圧の相違を
示す実験データとガラス基板の反射率と透過率を示す曲
線図、図４は、この発明における表面異物と裏面異物を
判定するための判定条件と投光系，受光系の好ましい角
度設定範囲の説明図である。
装置の一実施例の構成図であり、図２は、この発明の基
礎実験に使用された検出光学系のモデル図、図３は、図
２における光学系モデルにおける同じ粒径の表面あるい
は裏面の異物に対する光電変換素子の検出電圧の相違を
示す実験データとガラス基板の反射率と透過率を示す曲
線図、図４は、この発明における表面異物と裏面異物を
判定するための判定条件と投光系，受光系の好ましい角
度設定範囲の説明図である。
【００１５】図１に示すように、ガラス板の表面異物検
出装置１０は、液晶パネルなどの被検査物であるガラス
基板１の上部に、半導体レーザ素子によるＳ偏光のレー
ザビームＴA(ｓ) を発生するレーザ光源４１とＰ偏光の
レーザビームＴB(ｐ) を発生するレーザ光源４２とを有
している。光照射制御回路５３は、これらレーザ光源４
１，４２を交互に駆動し、ぞれからＳ偏光のレーザビー
ムＴA(ｓ) とＰ偏光のレーザビームＴB(ｐ) を交互に発
生させる。光照射制御回路５３は、判定処理装置５５に
より制御され、この制御に応じて前記の駆動制御を行う
とともに回転ミラー４７の回転の制御も行う。なお、Ｐ
偏光のレーザビームＴB(ｐ) は、レーザビームＴA(ｓ)
に比較してｋ倍（＝２〜４倍）のパワーを有している。
出装置１０は、液晶パネルなどの被検査物であるガラス
基板１の上部に、半導体レーザ素子によるＳ偏光のレー
ザビームＴA(ｓ) を発生するレーザ光源４１とＰ偏光の
レーザビームＴB(ｐ) を発生するレーザ光源４２とを有
している。光照射制御回路５３は、これらレーザ光源４
１，４２を交互に駆動し、ぞれからＳ偏光のレーザビー
ムＴA(ｓ) とＰ偏光のレーザビームＴB(ｐ) を交互に発
生させる。光照射制御回路５３は、判定処理装置５５に
より制御され、この制御に応じて前記の駆動制御を行う
とともに回転ミラー４７の回転の制御も行う。なお、Ｐ
偏光のレーザビームＴB(ｐ) は、レーザビームＴA(ｓ)
に比較してｋ倍（＝２〜４倍）のパワーを有している。
【００１６】ＴA(ｓ) ，ＴB(ｐ) の各レーザビームは、
それぞれ１個のコリメートレンズ４３、回転ミラー４４
およびレンズ４５を経てミラー４７に照射される。各レ
ーザビームは、これら光学系によりにより順次に共通に
コリメートと角度掃引および集束がなされる。その結果
としてガラス基板１の表面（画素等形成面）に光スポッ
トが形成され、それぞれが表面を走査する。集束された
レーザビームＴA(ｓ)は、２枚のミラー４６１，４６２
により方向変換されてガラス基板の表面に対して２０°
前後の投光角度（仰角）で投射される。レーザビームＴ
A(ｓ) は、ミラー４７により方向変換されて７０°前後
の投光角度（仰角）で投射され、ガラス基板１の表面の
レーザビームＴA(ｓ) と同一直線上を走査する。このよ
うな走査のために、レーザ光源４１, ４２の交互の駆動
の周期と回転ミラー４４の回転速度は、光照射制御回路
５３の制御により同期が採られる。
それぞれ１個のコリメートレンズ４３、回転ミラー４４
およびレンズ４５を経てミラー４７に照射される。各レ
ーザビームは、これら光学系によりにより順次に共通に
コリメートと角度掃引および集束がなされる。その結果
としてガラス基板１の表面（画素等形成面）に光スポッ
トが形成され、それぞれが表面を走査する。集束された
レーザビームＴA(ｓ)は、２枚のミラー４６１，４６２
により方向変換されてガラス基板の表面に対して２０°
前後の投光角度（仰角）で投射される。レーザビームＴ
A(ｓ) は、ミラー４７により方向変換されて７０°前後
の投光角度（仰角）で投射され、ガラス基板１の表面の
レーザビームＴA(ｓ) と同一直線上を走査する。このよ
うな走査のために、レーザ光源４１, ４２の交互の駆動
の周期と回転ミラー４４の回転速度は、光照射制御回路
５３の制御により同期が採られる。
【００１７】この走査により得られるそれぞれのレーザ
ビーム照射時の異物からの散乱光は、ガラス基板１の表
面に対して１０°前後の受光角度（仰角）をなす受光系
５に受光される。そして、そのオプチカルファイバのバ
ンドル５１により集光され、集光された光がその光電変
換素子５２に与えられる。これによりより受光された光
は電気信号に変換される。その結果、光電変換素子５２
から受光量に応じた検出電圧が出力される。この検出電
圧を光照射制御回路５３のレーザ光源の駆動制御のタイ
ミングに応じて検出電圧ＲA と検出電圧ＲB としてＡ／
Ｄ変換回路５４がサンプリングする。Ａ／Ｄ変換回路５
４のサンプルタイミングは、光照射制御回路５３と同様
に判定処理装置５５により制御される。
ビーム照射時の異物からの散乱光は、ガラス基板１の表
面に対して１０°前後の受光角度（仰角）をなす受光系
５に受光される。そして、そのオプチカルファイバのバ
ンドル５１により集光され、集光された光がその光電変
換素子５２に与えられる。これによりより受光された光
は電気信号に変換される。その結果、光電変換素子５２
から受光量に応じた検出電圧が出力される。この検出電
圧を光照射制御回路５３のレーザ光源の駆動制御のタイ
ミングに応じて検出電圧ＲA と検出電圧ＲB としてＡ／
Ｄ変換回路５４がサンプリングする。Ａ／Ｄ変換回路５
４のサンプルタイミングは、光照射制御回路５３と同様
に判定処理装置５５により制御される。
【００１８】各レーザビームの照射に対応してＡ／Ｄ変
換回路５４により変換されたそれぞれの検出電圧値は、
判定処理装置５５のマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５６
により読込まれてメモリ５７に記憶される。この場合の
記憶は、ガラス基板１の現在の走査位置（ガラス基板１
上に採られたＸ，Ｙ面上の位置座標）とともに行われ
る。次に、判定処理装置５５は、所定の判定処理プログ
ラムを実効してそれぞれの検出電圧の差を採り、これら
が等しいか、いずれが大きいかを判定し、等しいか、大
きいときに表面異物とする。なお、この場合に各電圧値
の差の演算を行う対象データは、ノイズレベル以上の電
圧値についてである。
換回路５４により変換されたそれぞれの検出電圧値は、
判定処理装置５５のマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５６
により読込まれてメモリ５７に記憶される。この場合の
記憶は、ガラス基板１の現在の走査位置（ガラス基板１
上に採られたＸ，Ｙ面上の位置座標）とともに行われ
る。次に、判定処理装置５５は、所定の判定処理プログ
ラムを実効してそれぞれの検出電圧の差を採り、これら
が等しいか、いずれが大きいかを判定し、等しいか、大
きいときに表面異物とする。なお、この場合に各電圧値
の差の演算を行う対象データは、ノイズレベル以上の電
圧値についてである。
【００１９】ところで、この実施例の場合には、受光系
５の受光角度が１０°前後となっていて第１，第２の投
光系のいずれの正反射光を受ける角度よりも小さい角度
となっている。そこで、異物が表裏いずれにも存在しな
い場合には、受光系５が散乱光を受光することはほとん
どないが、異物が表裏に存在しない場合でも裏面側等か
らある程度の散乱光を受けたり、外乱光を受けるので、
これらを受光することによる検出電圧値をノイズレベル
として処理し、異物検出状態の検出電圧のみを対象とす
る。
５の受光角度が１０°前後となっていて第１，第２の投
光系のいずれの正反射光を受ける角度よりも小さい角度
となっている。そこで、異物が表裏いずれにも存在しな
い場合には、受光系５が散乱光を受光することはほとん
どないが、異物が表裏に存在しない場合でも裏面側等か
らある程度の散乱光を受けたり、外乱光を受けるので、
これらを受光することによる検出電圧値をノイズレベル
として処理し、異物検出状態の検出電圧のみを対象とす
る。
【００２０】さて、このような構成の検出光学系にあっ
てレーザビームＴA(ｓ) とレーザビームＴB(ｐ) との出
力がほぼ等しいと仮定すると次のような関係が成立す
る。まず、先の実施例では、２０°前後の投光角度でガ
ラス基板の表面に投射されたレーザビームＴA(ｓ) に対
して、その散乱光を受ける受光系は、１０°前後の受光
角度でほぼ前方受光方向に配置されている。そこで、レ
ーザビームＴA(ｓ)による表面異物の前方散乱光のうち
受光系５に入射する散乱光の量は多い。これに対してレ
ーザビームＴA(ｓ) による裏面異物の前方散乱光は、ガ
ラス基板の内部反射によりかなり減衰する。また、Ｓ偏
光レーザビームは、一般的に透過光量が反射光量より少
ないので、表面側にある受光系５に入射する裏面異物の
散乱光は少ない。その結果として、これらについての検
出電圧の差が大きくなる。
てレーザビームＴA(ｓ) とレーザビームＴB(ｐ) との出
力がほぼ等しいと仮定すると次のような関係が成立す
る。まず、先の実施例では、２０°前後の投光角度でガ
ラス基板の表面に投射されたレーザビームＴA(ｓ) に対
して、その散乱光を受ける受光系は、１０°前後の受光
角度でほぼ前方受光方向に配置されている。そこで、レ
ーザビームＴA(ｓ)による表面異物の前方散乱光のうち
受光系５に入射する散乱光の量は多い。これに対してレ
ーザビームＴA(ｓ) による裏面異物の前方散乱光は、ガ
ラス基板の内部反射によりかなり減衰する。また、Ｓ偏
光レーザビームは、一般的に透過光量が反射光量より少
ないので、表面側にある受光系５に入射する裏面異物の
散乱光は少ない。その結果として、これらについての検
出電圧の差が大きくなる。
【００２１】一方、投光系４のうちガラス基板１の表面
から７０°前後の投光角度（法線方向からみれば２０°
前後）で投射されたレーザビームＴB(ｐ) に対して、そ
の散乱光を受ける受光系５は、表面から１０°前後（法
線方向からみれば８０°前後）にあるので、この投光系
に対して受光系は１００°前後の側方受光になる。そこ
で、表面異物と裏面異物の散乱光のうち受光系５に入射
する散乱光は、いずれも上記のレーザビームＴA(ｓ) の
散乱光より少なくなる。この状態を説明するのが後述す
る図３の（ａ）のグラフである。
から７０°前後の投光角度（法線方向からみれば２０°
前後）で投射されたレーザビームＴB(ｐ) に対して、そ
の散乱光を受ける受光系５は、表面から１０°前後（法
線方向からみれば８０°前後）にあるので、この投光系
に対して受光系は１００°前後の側方受光になる。そこ
で、表面異物と裏面異物の散乱光のうち受光系５に入射
する散乱光は、いずれも上記のレーザビームＴA(ｓ) の
散乱光より少なくなる。この状態を説明するのが後述す
る図３の（ａ）のグラフである。
【００２２】ここで、レーザビームＴA(ｓ) が照射され
たときの受光系５に検出される電圧を検出電圧ＲA と
し、レーザビームＴB(ｐ) が照射されたときの受光系５
に検出される電圧を検出電圧ＲB とする。そして、レー
ザビームＴA(ｓ) の照射により表面異物を検出したとき
の検出電圧をＲAs（添え字のｓは表面異物を意味す
る。）、レーザビームＴA(ｓ) の照射により裏面異物を
検出したときの検出電圧をＲAb（添え字のｂは裏面異物
を意味する。）とする。同様にレーザビームＴB(ｐ)の
照射により表面異物を検出したときの検出電圧をＲBs、
レーザビームＴB(ｐ)の照射により裏面異物を検出した
ときの検出電圧をＲBbとする。レーザビームＴA(ｓ) と
レーザビームＴB(ｐ) とのガラス基板１の表面に対する
光照射パワーを同じとした場合にこれらの検出電圧の大
きさの順序を考えてみると、これらの間には次の関係が
成立する。 ＲAs＞ＲBs＞ＲAb＞ＲBb ……… ＲAs−ＲBs＞ＲAb−ＲBb ……… ただし、ＲAs／ＲAbの比を採り、ＲBs／ＲBbの比を採っ
てこれらを比較してもこれらはほぼ同一の関係になる。
たときの受光系５に検出される電圧を検出電圧ＲA と
し、レーザビームＴB(ｐ) が照射されたときの受光系５
に検出される電圧を検出電圧ＲB とする。そして、レー
ザビームＴA(ｓ) の照射により表面異物を検出したとき
の検出電圧をＲAs（添え字のｓは表面異物を意味す
る。）、レーザビームＴA(ｓ) の照射により裏面異物を
検出したときの検出電圧をＲAb（添え字のｂは裏面異物
を意味する。）とする。同様にレーザビームＴB(ｐ)の
照射により表面異物を検出したときの検出電圧をＲBs、
レーザビームＴB(ｐ)の照射により裏面異物を検出した
ときの検出電圧をＲBbとする。レーザビームＴA(ｓ) と
レーザビームＴB(ｐ) とのガラス基板１の表面に対する
光照射パワーを同じとした場合にこれらの検出電圧の大
きさの順序を考えてみると、これらの間には次の関係が
成立する。 ＲAs＞ＲBs＞ＲAb＞ＲBb ……… ＲAs−ＲBs＞ＲAb−ＲBb ……… ただし、ＲAs／ＲAbの比を採り、ＲBs／ＲBbの比を採っ
てこれらを比較してもこれらはほぼ同一の関係になる。
【００２３】図３は、各検出電圧が先のような大きさの
関係にあることを測定により得たものである。図２にお
いて、ｐs は、ガラス基板１の表面に付着した各種の粒
径の標準粒子である。これを複数個付着して表面異物ｐ
s とし、ガラス基板１の表裏を反転して先の表面異物を
そのまま裏面異物ｐb とした。これにより同一の異物が
付着した状態にある表面と裏面について検査することが
できる。ガラス基板１の上側に設けられたレーザ光源４
１よりＳ偏光のレーザビームＴA(ｓ) をガラス基板１の
表面から垂直方向に向かって１８°の投光角度（入射角
θa は７２°）で投射する。また、レーザ光源４２より
Ｐ偏光のレーザビームＴB(ｐ) を表面から垂直方向に向
かって７０°の投光角度（入射角θb は２０°）で投射
する。ただし、レーザビームＴA(ｓ) とレーザビームＴ
B(ｐ) との出力は、同一になるように調整されている。
また、レーザ光源４１, ４２の半導体レーザ素子は、光
照射制御回路５３の制御により交互に発振させて駆動さ
れる。
関係にあることを測定により得たものである。図２にお
いて、ｐs は、ガラス基板１の表面に付着した各種の粒
径の標準粒子である。これを複数個付着して表面異物ｐ
s とし、ガラス基板１の表裏を反転して先の表面異物を
そのまま裏面異物ｐb とした。これにより同一の異物が
付着した状態にある表面と裏面について検査することが
できる。ガラス基板１の上側に設けられたレーザ光源４
１よりＳ偏光のレーザビームＴA(ｓ) をガラス基板１の
表面から垂直方向に向かって１８°の投光角度（入射角
θa は７２°）で投射する。また、レーザ光源４２より
Ｐ偏光のレーザビームＴB(ｐ) を表面から垂直方向に向
かって７０°の投光角度（入射角θb は２０°）で投射
する。ただし、レーザビームＴA(ｓ) とレーザビームＴ
B(ｐ) との出力は、同一になるように調整されている。
また、レーザ光源４１, ４２の半導体レーザ素子は、光
照射制御回路５３の制御により交互に発振させて駆動さ
れる。
【００２４】先の１０°前後の一例としてガラス基板の
表面に対して垂直方向に向かって８°の方向（反射角θ
r は８２°）に受光系５を設ける。レーザビームＴ
A(ｓ) ，ＴB(ｐ) による表面側あるいは裏面側の異物に
対する散乱光の検出電圧（ＲAs，ＲAb），（ＲBs，
ＲBb）とを受光系５から交互に得る。このときの検出電
圧として、図３(a) のデータが得られた。なお、ρA
は、ρB は、それぞれレーザビームＴA(ｓ) ，ＴB(ｐ)
について表面からと裏面からの乱反射の対数差に対応す
る検出電圧を表す。すなわち、ρA は、レーザビームＴ
A(ｓ) を照射したときの検出電圧ＲAsと検出電圧ＲAbと
の差の平均値であり、ρB は、レーザビームＴB(ｐ) を
照射したときの検出電圧ＲBsと検出電圧ＲBbとの差の平
均値である。ρA は、図示されるように、検出電圧にお
いて１桁か、それ以上の差がある。これに対してρB
は、それが１桁以下の差となっている。
表面に対して垂直方向に向かって８°の方向（反射角θ
r は８２°）に受光系５を設ける。レーザビームＴ
A(ｓ) ，ＴB(ｐ) による表面側あるいは裏面側の異物に
対する散乱光の検出電圧（ＲAs，ＲAb），（ＲBs，
ＲBb）とを受光系５から交互に得る。このときの検出電
圧として、図３(a) のデータが得られた。なお、ρA
は、ρB は、それぞれレーザビームＴA(ｓ) ，ＴB(ｐ)
について表面からと裏面からの乱反射の対数差に対応す
る検出電圧を表す。すなわち、ρA は、レーザビームＴ
A(ｓ) を照射したときの検出電圧ＲAsと検出電圧ＲAbと
の差の平均値であり、ρB は、レーザビームＴB(ｐ) を
照射したときの検出電圧ＲBsと検出電圧ＲBbとの差の平
均値である。ρA は、図示されるように、検出電圧にお
いて１桁か、それ以上の差がある。これに対してρB
は、それが１桁以下の差となっている。
【００２５】さて、図において、レーザビームＴA(ｓ)
による表面異物ｐs は、前方散乱光が強いので、各粒径
（３μｍ、６．４μｍ、および２５μｍ）のデータにみ
るように、受光系の検出電圧ＲAs（×印）は、いずれも
最大値になっている。裏面異物ｐb の散乱光も同様に前
方散乱光が強が、ガラス基板の内部反射などによりかな
り減衰するので、検出電圧ＲAb（□印）の値（図示の１
／ρA)のようになる。これに対して、レーザビームＴ
B(ｐ) の場合は、投光方向に対して受光系が１０２°
（＝θb ＋θr)になっているので、側方受光の状態にな
る。そのため、散乱光の強度についての指向性が弱い領
域となる。その結果、検出電圧ＲBs（○印）は、検出電
圧ＲAs（×印）より小さくなる。また、検出電圧Ｒ
Bb（△印）は、ガラス基板１の内部反射などにより、検
出電圧ＲBs（○印）より１／ρB だけ小さくなる。な
お、各粒子について複数個を試験し、図示の記号＊（２
５μｍ）で示すものは、同一粒子に対する検出電圧であ
る。その他の粒子に対する検出電圧と順序がほぼ揃って
いるので、データの信頼性は十分と考えられる。そこ
で、各検出電圧の平均値を採り、図示の検出電圧ＲAs，
ＲBs，ＲAbおよびＲBbの直線を代表値とする。
による表面異物ｐs は、前方散乱光が強いので、各粒径
（３μｍ、６．４μｍ、および２５μｍ）のデータにみ
るように、受光系の検出電圧ＲAs（×印）は、いずれも
最大値になっている。裏面異物ｐb の散乱光も同様に前
方散乱光が強が、ガラス基板の内部反射などによりかな
り減衰するので、検出電圧ＲAb（□印）の値（図示の１
／ρA)のようになる。これに対して、レーザビームＴ
B(ｐ) の場合は、投光方向に対して受光系が１０２°
（＝θb ＋θr)になっているので、側方受光の状態にな
る。そのため、散乱光の強度についての指向性が弱い領
域となる。その結果、検出電圧ＲBs（○印）は、検出電
圧ＲAs（×印）より小さくなる。また、検出電圧Ｒ
Bb（△印）は、ガラス基板１の内部反射などにより、検
出電圧ＲBs（○印）より１／ρB だけ小さくなる。な
お、各粒子について複数個を試験し、図示の記号＊（２
５μｍ）で示すものは、同一粒子に対する検出電圧であ
る。その他の粒子に対する検出電圧と順序がほぼ揃って
いるので、データの信頼性は十分と考えられる。そこ
で、各検出電圧の平均値を採り、図示の検出電圧ＲAs，
ＲBs，ＲAbおよびＲBbの直線を代表値とする。
【００２６】以上において、ガラス基板１の透過率とそ
の内部反射の影響がレーザビームＴA(ｓ) ，ＴB(ｐ) に
対して同一であるとすれば、各直線の比、ＲAs／ＲAb＝
ρAとＲBs／ＲBb＝ρB は同一の筈である。実際の値
は、ρA ≒１７、ρB ≒６で相違している。その主な理
由は、レーザビームＴA(ｓ) ，ＴB(ｐ) がそれぞれＳ偏
光波とＰ偏光波であることが考えられる。図３(b) は、
一般に知られている液晶パネルに使用されるガラス基板
に対する偏光波の透過率曲線図である。まず、入射角θ
（°）で入射したＳ偏光波はガラス基板の表面で反射
し、パワーの反射率は点線のＥ（ｓ）で示される。これ
に対してＰ偏光波のパワー反射率はＥ（ｐ）で示され
る。ガラス基板の屈折率ｎにより決まるブリュースタ角
（ｎ＝１．５の場合は５７°）近傍で無反射となる。し
たがって、これら両曲線の特性は相違している。これを
見ると液晶パネルに使用されるガラス基板にあっては、
入射角が約２０°から約８５°の範囲でＳ偏光レーザビ
ームがＰ偏光レーザビームより反射率が高い。
の内部反射の影響がレーザビームＴA(ｓ) ，ＴB(ｐ) に
対して同一であるとすれば、各直線の比、ＲAs／ＲAb＝
ρAとＲBs／ＲBb＝ρB は同一の筈である。実際の値
は、ρA ≒１７、ρB ≒６で相違している。その主な理
由は、レーザビームＴA(ｓ) ，ＴB(ｐ) がそれぞれＳ偏
光波とＰ偏光波であることが考えられる。図３(b) は、
一般に知られている液晶パネルに使用されるガラス基板
に対する偏光波の透過率曲線図である。まず、入射角θ
（°）で入射したＳ偏光波はガラス基板の表面で反射
し、パワーの反射率は点線のＥ（ｓ）で示される。これ
に対してＰ偏光波のパワー反射率はＥ（ｐ）で示され
る。ガラス基板の屈折率ｎにより決まるブリュースタ角
（ｎ＝１．５の場合は５７°）近傍で無反射となる。し
たがって、これら両曲線の特性は相違している。これを
見ると液晶パネルに使用されるガラス基板にあっては、
入射角が約２０°から約８５°の範囲でＳ偏光レーザビ
ームがＰ偏光レーザビームより反射率が高い。
【００２７】一方、ガラス基板の透過光は、表面と裏面
とにより２回反射されることを考慮すると、Ｓ偏光波と
Ｐ偏光波に対してパワー透過率曲線Ｄ（ｓ）およびＤ
（ｐ）が得られる。この曲線にレーザビームＴA(ｓ) ，
ＴB(ｐ) を当てはめるると、レーザビームＴA(ｓ)の透
過率は、入射角が約２０°から約８５°の範囲でＰ偏光
レーザビームがＳ偏光レーザビームより透過率が高い。
そして、先の例のθa ＝７２°に対するレーザビームＴ
A(ｓ) 透過率は約４４％であり、θb ＝２０°に対する
レーザビームＴB(ｐ) の透過率は約９４％である。これ
により前記した表裏の乱反射による検出電圧の対数差を
表すρB が同様な差を表すρA に比較して小さい理由が
分かる。ただし、この透過率の補正を行ってもρA とρ
B は同一とならない。その理由は、偏光波の偏光方向に
より内部反射の状態が異なることが考えられる。
とにより２回反射されることを考慮すると、Ｓ偏光波と
Ｐ偏光波に対してパワー透過率曲線Ｄ（ｓ）およびＤ
（ｐ）が得られる。この曲線にレーザビームＴA(ｓ) ，
ＴB(ｐ) を当てはめるると、レーザビームＴA(ｓ)の透
過率は、入射角が約２０°から約８５°の範囲でＰ偏光
レーザビームがＳ偏光レーザビームより透過率が高い。
そして、先の例のθa ＝７２°に対するレーザビームＴ
A(ｓ) 透過率は約４４％であり、θb ＝２０°に対する
レーザビームＴB(ｐ) の透過率は約９４％である。これ
により前記した表裏の乱反射による検出電圧の対数差を
表すρB が同様な差を表すρA に比較して小さい理由が
分かる。ただし、この透過率の補正を行ってもρA とρ
B は同一とならない。その理由は、偏光波の偏光方向に
より内部反射の状態が異なることが考えられる。
【００２８】さて、ここで、図１に示すように、レーザ
ビームＴB(ｐ) のパワーをレーザビームＴA(ｓ) のｋ
（＝３とする）倍にしたとする。これにより、図３の
(a) の直線ＲBsとＲBbは、ｋ倍されて図４（ａ）に示す
ように点線の位置から実線の位置になる。このとき各直
線の大きさの順序は、次の式のようになる。 ＲAs＞ｋＲBs＞ｋＲBb＞ＲAb ……… これよりＲAs＞ｋＲBsが表面異物に対する判定条件とし
て導かれる。そしてＲAb＜ｋＲBbが裏面異物に対する判
定条件となる。よって、検出電圧ＲA と検出電圧ＲB と
の大きさを比較して何れかであるかを判定することがで
きる。ただし、ＲA ＝ＲB のときはいずれかであるか判
定できないが、安全側としてそれは表面異物とすればよ
い。このようなことから判定処理装置５５は、ＲA−ＲB
の値が正のとき、あるいはＲA ／ＲB が１以上のとき
に表面異物と判定する。もちろん、裏面異物か否かを逆
の結果で判定してもよい。
ビームＴB(ｐ) のパワーをレーザビームＴA(ｓ) のｋ
（＝３とする）倍にしたとする。これにより、図３の
(a) の直線ＲBsとＲBbは、ｋ倍されて図４（ａ）に示す
ように点線の位置から実線の位置になる。このとき各直
線の大きさの順序は、次の式のようになる。 ＲAs＞ｋＲBs＞ｋＲBb＞ＲAb ……… これよりＲAs＞ｋＲBsが表面異物に対する判定条件とし
て導かれる。そしてＲAb＜ｋＲBbが裏面異物に対する判
定条件となる。よって、検出電圧ＲA と検出電圧ＲB と
の大きさを比較して何れかであるかを判定することがで
きる。ただし、ＲA ＝ＲB のときはいずれかであるか判
定できないが、安全側としてそれは表面異物とすればよ
い。このようなことから判定処理装置５５は、ＲA−ＲB
の値が正のとき、あるいはＲA ／ＲB が１以上のとき
に表面異物と判定する。もちろん、裏面異物か否かを逆
の結果で判定してもよい。
【００２９】ところで、このガラス基板の表面異物検出
装置１０では、レーザビームＴB(ｐ) は、レーザビーム
ＴA(ｓ) に比較して強度がｋ（２〜４）倍になるよう
に、その出力が選択的に切換えられて設定されている。
このように、レーザビームＴA(ｓ) に比較してレーザビ
ームＴB(ｐ) は、強度がｋ（２〜４）倍であるので、レ
ーザビームＴB(ｐ) による検出電圧ＲBsとＲBbはともに
ｋ倍される。このｋ倍は、非常に重要なことである。こ
れにより検出電圧の大きさの順序が図４（ａ）のように
変更される。
装置１０では、レーザビームＴB(ｐ) は、レーザビーム
ＴA(ｓ) に比較して強度がｋ（２〜４）倍になるよう
に、その出力が選択的に切換えられて設定されている。
このように、レーザビームＴA(ｓ) に比較してレーザビ
ームＴB(ｐ) は、強度がｋ（２〜４）倍であるので、レ
ーザビームＴB(ｐ) による検出電圧ＲBsとＲBbはともに
ｋ倍される。このｋ倍は、非常に重要なことである。こ
れにより検出電圧の大きさの順序が図４（ａ）のように
変更される。
【００３０】そこで、図１に示すガラス基板の表面異物
検出装置１０の全体的な動作としては、まず、判定処理
装置５５は、レーザビームＴA(ｓ)とこれに対してｋ倍
の出力を持つレーザビームＴB(ｐ) を交互に照射してガ
ラス基板１の表面をこれらにより走査し、散乱光に対す
る検出電圧Ｒを走査位置に応じて採取する。そして、そ
れぞれをメモリ５７に記憶する。次に、ＭＰＵ５６によ
り同一の走査位置に対する検出電圧ＲA と検出電圧ＲB
との差を採る。前記の大きさの順序により、ＲA ≧ＲB
のときに検出された異物をガラス基板の表面（画素等形
成面側）に付着したものと判定する。また、ＲA ＜ＲB
のときは裏面異物と判定する。ただし、ＲA ＝ＲB のと
きはいずれの異物か判定でないので安全側として表面異
物とする。なお、判定処理装置５５の表面異物あるいは
裏面異物を検出するための判定処理としては、検出電圧
ＲA と検出電圧ＲB のいずれか一方の検出データをガラ
ス基板１の各測定座標位置対応にあらかじめ採取して、
メモリ５７に記憶し、さらに、いずれか他方の検出デー
タをメモリ５７に記憶し、その後に各測定位置対応に採
取した検出電圧ＲA と検出電圧ＲB の検出データを読出
して行うようにしてもよい。
検出装置１０の全体的な動作としては、まず、判定処理
装置５５は、レーザビームＴA(ｓ)とこれに対してｋ倍
の出力を持つレーザビームＴB(ｐ) を交互に照射してガ
ラス基板１の表面をこれらにより走査し、散乱光に対す
る検出電圧Ｒを走査位置に応じて採取する。そして、そ
れぞれをメモリ５７に記憶する。次に、ＭＰＵ５６によ
り同一の走査位置に対する検出電圧ＲA と検出電圧ＲB
との差を採る。前記の大きさの順序により、ＲA ≧ＲB
のときに検出された異物をガラス基板の表面（画素等形
成面側）に付着したものと判定する。また、ＲA ＜ＲB
のときは裏面異物と判定する。ただし、ＲA ＝ＲB のと
きはいずれの異物か判定でないので安全側として表面異
物とする。なお、判定処理装置５５の表面異物あるいは
裏面異物を検出するための判定処理としては、検出電圧
ＲA と検出電圧ＲB のいずれか一方の検出データをガラ
ス基板１の各測定座標位置対応にあらかじめ採取して、
メモリ５７に記憶し、さらに、いずれか他方の検出デー
タをメモリ５７に記憶し、その後に各測定位置対応に採
取した検出電圧ＲA と検出電圧ＲB の検出データを読出
して行うようにしてもよい。
【００３１】以上説明してきたが、実施例における２つ
の投光系の角度あるいは受光系の角度は、基本的には
式が成立すればよい。しかし、ノイズやガラス裏面側か
らの散乱光を考慮すると、裏面からの散乱光等の入力に
よるノイズを排除し、判定に有効な検出電圧を得るため
の範囲としてレーザビームＴA(ｓ) の投光系と受光系の
角度の検討を行う必要がある。その結果、約１mmから数
mm程度の液晶パネル用のガラス基板にあっては、まず、
レーザビームＴA(ｓ) の投光系の正反射光を受けないよ
うにするためにレーザビームＴA(ｓ) の投光系の仰角よ
り２°程度より小さい仰角の範囲に設定する。ノイズを
受けない出力レベルとしての受光系の角度は、図４
（ｂ）のS/N 比で示すように、受光系を投光系の仰角と
受光系の仰角との差が２°より小さくなると、正反射光
の一部を受けるため異物がない場合でもノイズレベル以
上の検出電圧が発生する。
の投光系の角度あるいは受光系の角度は、基本的には
式が成立すればよい。しかし、ノイズやガラス裏面側か
らの散乱光を考慮すると、裏面からの散乱光等の入力に
よるノイズを排除し、判定に有効な検出電圧を得るため
の範囲としてレーザビームＴA(ｓ) の投光系と受光系の
角度の検討を行う必要がある。その結果、約１mmから数
mm程度の液晶パネル用のガラス基板にあっては、まず、
レーザビームＴA(ｓ) の投光系の正反射光を受けないよ
うにするためにレーザビームＴA(ｓ) の投光系の仰角よ
り２°程度より小さい仰角の範囲に設定する。ノイズを
受けない出力レベルとしての受光系の角度は、図４
（ｂ）のS/N 比で示すように、受光系を投光系の仰角と
受光系の仰角との差が２°より小さくなると、正反射光
の一部を受けるため異物がない場合でもノイズレベル以
上の検出電圧が発生する。
【００３２】また、裏面側の異物の検出レベルが表面側
の異物検出レベルより低い。そこで、裏面側の異物につ
いてS/N 比を採ってみると、図４（ｃ）受光角度に対す
る（ＲAs／ＲBs）×（ＲBb／ＲAb）の特性におけるS/N
比で示すように、受光系が５°以下になると裏面側に異
物が存在しない場合でもガラス基板の裏面からの乱反射
系がノイズレベル以上となって受光される。また、１６
°以上になると裏面に異物があった場合に裏面側の検出
出力が大きくなり過ぎ、（ＲAs／ＲBs）×（ＲBb／
ＲAb）の値が１．５以下となって表裏の分離検出がし難
くなる。したがって、受光系の仰角の角度範囲は、５°
から１５°程度の範囲がよい。その結果、レーザビーム
ＴA(ｓ) の投光系は、７°以上と言うことになる。
の異物検出レベルより低い。そこで、裏面側の異物につ
いてS/N 比を採ってみると、図４（ｃ）受光角度に対す
る（ＲAs／ＲBs）×（ＲBb／ＲAb）の特性におけるS/N
比で示すように、受光系が５°以下になると裏面側に異
物が存在しない場合でもガラス基板の裏面からの乱反射
系がノイズレベル以上となって受光される。また、１６
°以上になると裏面に異物があった場合に裏面側の検出
出力が大きくなり過ぎ、（ＲAs／ＲBs）×（ＲBb／
ＲAb）の値が１．５以下となって表裏の分離検出がし難
くなる。したがって、受光系の仰角の角度範囲は、５°
から１５°程度の範囲がよい。その結果、レーザビーム
ＴA(ｓ) の投光系は、７°以上と言うことになる。
【００３３】ただし、図７の（ｂ）で示されるように、
異物を検出しようとした場合には、受光系が側方散乱を
受ける場合の光検出の有効な角度としては、投光系の前
方方向に対して∠ε＝１００°程度までである。したが
って、レーザビームＴB(ｐ)の投光系の入射角の最大値
は、２５°となり、その仰角は、７５°になる。また、
実施例と同様にレーザビームＴA(ｓ)の照射に対して検
出電圧ＲA と検出電圧ＲB との差を１桁程度かそれ以上
とするには、レーザビームＴA(ｓ) の投光系とレーザビ
ームＴB(ｐ) の投光系との仰角の差は５０°以上に差が
必要である。そこで、レーザビームＴA(ｓ) の投光系の
角度は、２５°以下に設定することがよい。言い換えれ
ば、レーザビームＴA(ｓ) の投光系の角度は、７°から
２５°の範囲が好ましく、レーザビームＴB(ｐ) の投光
系は、５７°から７５°がよい。そこで、厚さ１mm程度
の液晶パネル用のガラス基板の場合のより好ましい範囲
を実験によって考察すると、受光系は、表面から垂直方
向に向かって１０°±３°程度の受光角で設けることが
よい。レーザビームＴA(ｓ) の投光角は、仰角を２０°
±３°程度に設定し、レーザビームＴB(ｐ)の投光角
は、仰角を７０°±３°程度に設定すると、実施例の角
度設定でも理解できるように好ましい異物検出状態が得
られる。
異物を検出しようとした場合には、受光系が側方散乱を
受ける場合の光検出の有効な角度としては、投光系の前
方方向に対して∠ε＝１００°程度までである。したが
って、レーザビームＴB(ｐ)の投光系の入射角の最大値
は、２５°となり、その仰角は、７５°になる。また、
実施例と同様にレーザビームＴA(ｓ)の照射に対して検
出電圧ＲA と検出電圧ＲB との差を１桁程度かそれ以上
とするには、レーザビームＴA(ｓ) の投光系とレーザビ
ームＴB(ｐ) の投光系との仰角の差は５０°以上に差が
必要である。そこで、レーザビームＴA(ｓ) の投光系の
角度は、２５°以下に設定することがよい。言い換えれ
ば、レーザビームＴA(ｓ) の投光系の角度は、７°から
２５°の範囲が好ましく、レーザビームＴB(ｐ) の投光
系は、５７°から７５°がよい。そこで、厚さ１mm程度
の液晶パネル用のガラス基板の場合のより好ましい範囲
を実験によって考察すると、受光系は、表面から垂直方
向に向かって１０°±３°程度の受光角で設けることが
よい。レーザビームＴA(ｓ) の投光角は、仰角を２０°
±３°程度に設定し、レーザビームＴB(ｐ)の投光角
は、仰角を７０°±３°程度に設定すると、実施例の角
度設定でも理解できるように好ましい異物検出状態が得
られる。
【００３４】
【発明の効果】以上の説明から理解できるように、この
発明にあっては、表面側にあるある粒径の異物にＳ偏光
レーザビームを照射したときに受光系で検出される散乱
光のレベルを第１の検出レベルとし、ガラス板を裏返し
て異物にガラス板を介してＳ偏光レーザビームを照射し
たときに受光系で検出される散乱光のレベルを第２の検
出レベルとし、異物にＰ偏光レーザビームを照射したと
きに受光系で検出される散乱光のレベルを第３の検出レ
ベルとし、ガラス板を裏返して異物にガラス板を介して
Ｐ偏光レーザビームを照射したときに受光系で検出され
る散乱光のレベルを第４の検出レベルとしたときに、Ｐ
偏光レーザビームの出力レベルを第１の検出レベルと２
の検出レベルとの間に第３の検出レベルと第４の検出レ
ベルとが入るように設定するようにしているので、Ｓ偏
光レーザビームの照射に対応して受光系で得られる信号
レベルがＰ偏光レーザビームの照射に対応して受光系で
得られる信号レベルより大きいときに表面に異物がある
と判定することができる。また、信号レベルが逆の場合
には裏面側に異物があると判定することができる。その
結果、一方の面に投光系と受光系とを配置してガラス板
の表面あるいは裏面の異物のいずれか一方を他方から分
離して検出することが可能である。
発明にあっては、表面側にあるある粒径の異物にＳ偏光
レーザビームを照射したときに受光系で検出される散乱
光のレベルを第１の検出レベルとし、ガラス板を裏返し
て異物にガラス板を介してＳ偏光レーザビームを照射し
たときに受光系で検出される散乱光のレベルを第２の検
出レベルとし、異物にＰ偏光レーザビームを照射したと
きに受光系で検出される散乱光のレベルを第３の検出レ
ベルとし、ガラス板を裏返して異物にガラス板を介して
Ｐ偏光レーザビームを照射したときに受光系で検出され
る散乱光のレベルを第４の検出レベルとしたときに、Ｐ
偏光レーザビームの出力レベルを第１の検出レベルと２
の検出レベルとの間に第３の検出レベルと第４の検出レ
ベルとが入るように設定するようにしているので、Ｓ偏
光レーザビームの照射に対応して受光系で得られる信号
レベルがＰ偏光レーザビームの照射に対応して受光系で
得られる信号レベルより大きいときに表面に異物がある
と判定することができる。また、信号レベルが逆の場合
には裏面側に異物があると判定することができる。その
結果、一方の面に投光系と受光系とを配置してガラス板
の表面あるいは裏面の異物のいずれか一方を他方から分
離して検出することが可能である。
【図１】 図１は、この発明のガラス板の表面異物検出
装置の一実施例の構成図である。
装置の一実施例の構成図である。
【図２】 図２は、この発明の基礎実験に使用された検
出光学系のモデル図である。
出光学系のモデル図である。
【図３】 図３は、図２における光学系モデルにおける
同じ粒径の表面あるいは裏面の異物に対する光電変換素
子の検出電圧の相違を示す実験データとガラス基板の反
射率と透過率を示す曲線図である。
同じ粒径の表面あるいは裏面の異物に対する光電変換素
子の検出電圧の相違を示す実験データとガラス基板の反
射率と透過率を示す曲線図である。
【図４】 図４は、この発明における表面異物と裏面異
物を判定するための判定条件と投光系，受光系の好まし
い角度設定範囲の説明図である。
物を判定するための判定条件と投光系，受光系の好まし
い角度設定範囲の説明図である。
【図５】 図５は、従来のウエハ面板の欠陥検査装置の
光学系の基本構成図である。
光学系の基本構成図である。
【図６】 図６は、既特許出願にかかる先行技術の「液
晶パネルの表面欠陥検査方式」の概略の構成図と、これ
による表裏の異物の分離検出原理の説明図である。
晶パネルの表面欠陥検査方式」の概略の構成図と、これ
による表裏の異物の分離検出原理の説明図である。
【図７】 図７は、レーザビームの投光方向に対する異
物の散乱光の指向性を説明図である。
物の散乱光の指向性を説明図である。
１…ガラス板または液晶パネル、２，２′…投光系、２
１…レーザ光源、２２…投光レンズ、３，３′…受光
系、３１…集光レンズ、３２…受光器、３３…ストッ
パ、４…投光系、４１，４２…半導体レーザ素子、４３
…コリメートレンズ、４４…回転ミラー、４５…スキャ
ンレンズ、４６１，４６２，４７…ミラー、５…受光
系、５１…オプチカルファイバのバンドル、５２…光電
変換素子。
１…レーザ光源、２２…投光レンズ、３，３′…受光
系、３１…集光レンズ、３２…受光器、３３…ストッ
パ、４…投光系、４１，４２…半導体レーザ素子、４３
…コリメートレンズ、４４…回転ミラー、４５…スキャ
ンレンズ、４６１，４６２，４７…ミラー、５…受光
系、５１…オプチカルファイバのバンドル、５２…光電
変換素子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小泉 光義 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 日立電子エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−115945（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−241342（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−186132（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−72040（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−73141（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】 ガラス板の異物検出面となる被検査面側
の上部に配置され、Ｓ偏光レーザビームを前記被検査面
からみて第１の仰角で前記被検査面に照射する第１の投
光系と、 第１の仰角以上の第２の仰角でＰ偏光レーザビームを前
記被検査面に照射する第２の投光系と、 レーザビームの照射点に立てられる法線を挟んで照射方
向と反対側に配置され、第１の仰角より小さい第３の仰
角で第１及び第２の投光系のレーザビームを受けた前記
被検査面からの散乱光をそれぞれ受光する受光系とを備
え、 前記被検査面側にあるある粒径の異物に前記Ｓ偏光レー
ザビームを照射したときに前記受光系で検出される散乱
光のレベルを第１の検出レベルとし、前記ガラス板を裏
返して前記異物に前記ガラス板を介して前記Ｓ偏光レー
ザビームを照射したときに前記受光系で検出される散乱
光のレベルを第２の検出レベルとし、前記異物に前記Ｐ
偏光レーザビームを照射したときに前記受光系で検出さ
れる散乱光のレベルを第３の検出レベルとし、前記ガラ
ス板を裏返して前記異物に前記ガラス板を介して前記Ｐ
偏光レーザビームを照射したときに前記受光系で検出さ
れる散乱光のレベルを第４の検出レベルとしたときに、
前記Ｐ偏光レーザビームの出力レベルが第１の検出レベ
ルと２の検出レベルとの間に第３の検出レベルと第４の
検出レベルとが入るように設定されていて、前記Ｓ偏光
レーザビームの照射に対応して前記受光系で得られる信
号レベルが前記Ｐ偏光レーザビームの照射に対応して前
記受光系で得られる信号レベルより大きいときに前記被
検査面の異物と判定するガラス板の異物検出装置。 - 【請求項２】 第２の投光系のレーザビームの出力は、
第１の投光系の２から４倍の範囲である請求項１記載の
ガラス板の異物検出装置。 - 【請求項３】 前記ガラス板は、液晶パネルに使用され
るガラス基板であり、前記被検査面に対して第１の仰角
が７°から２５°の範囲であり、第２の仰角が５７°か
ら７５°の範囲であり、第３の仰角が５°から１５°の
範囲にある請求項１記載のガラス板の異物検出装置。 - 【請求項４】 第２の投光系のレーザビームの出力は、
第１の投光系の２から４倍の範囲であり、前記ガラス板
は、液晶パネルに使用されるガラス基板であり、前記被
検査面に対して第１の仰角が７°から２５°の範囲であ
り、第２の仰角が５７°から７５°の範囲であり、第３
の仰角が５°から１５°の範囲にある請求項１記載のガ
ラス板の異物検出装置。 - 【請求項５】 前記Ｐ偏光レーザビームの照射に対応し
て前記受光系で得られる信号レベルが前記Ｓ偏光レーザ
ビームの照射に対応して前記受光系で得られる信号レベ
ルより大きいときに前記被検査面に対して裏面側の異物
と判定する請求項１記載のガラス板の異物検出装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-414979 | 1990-12-27 | ||
| JP41497990 | 1990-12-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0552762A JPH0552762A (ja) | 1993-03-02 |
| JP2671241B2 true JP2671241B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=18523394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3353230A Expired - Lifetime JP2671241B2 (ja) | 1990-12-27 | 1991-12-17 | ガラス板の異物検出装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5245403A (ja) |
| EP (1) | EP0493815B1 (ja) |
| JP (1) | JP2671241B2 (ja) |
| KR (1) | KR0159290B1 (ja) |
| DE (1) | DE69117714T2 (ja) |
Families Citing this family (43)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3259331B2 (ja) * | 1992-05-29 | 2002-02-25 | キヤノン株式会社 | 表面状態検査装置 |
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