JPH11148902A - 平板状基板の表面欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検査対象基板の搬送を実質的に両側縁の点接
触で且つ迅速に行って表面検査をなし得るようにし、併
せて、反射光方式、散乱光方式および透過光方式による
各表面検査を適用可能にすると共に、幅寸法の異なる検
査対象基板の表面検査を可能にする。 【解決手段】 径小側端面を相互に所要間隔で対向させ
た一組づつのテーパーローラー１２を搬送方向へ列状に
配置し、対向するテーパーローラ１２、１２間に跨って
検査対象基板Ａを搬送させ得るようにすると共に、該テ
ーパーローラー列間の所要位置に検査空間部１３を設定
した搬送機構１１と、各組のテーパーローラー１２、１
２間の搬送中心に添わせた所要幅範囲内で検査空間部１
３を除いて配置され、搬送される検査対象基板Ａの搬送
方向中心部を下部側からの噴出エアー２２で浮上させて
重力の影響を排除するエアーフローティング機構２１
と、検査空間部１３を通過する検査対象基板Ａの表面状
況を搬送方向に直交する一次元方向で連続して光学的に
検出する手段（４１〜４３）とを備えて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平板状に形成され
た各種基板の表面欠陥検査装置に関し、さらに詳しく
は、比較的面積の大きい各種の平板状製品、例えば、表
示素子の一種として用いられる表面に酸化膜（ＳｉＯ₂
膜）を形成した液晶表示基板、同様に透明導電膜（ＩＴ
Ｏ膜）を形成したプラズマディスプレイ基板や、その他
の原材料から切り取られたままのシリコンウエハ等の大
型化平板状製品の表面状況を一次元ＣＣＤ(Charge Coup
led Device) カメラで撮像して、この撮像された画像信
号から該表面の状況、ここでは表面欠陥等を検出するよ
うにした検査装置の改良に係るものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】一般
に、各種の平板状基板製品においては、これまでのとこ
ろ、主として目視による表面状況の観察で、該表面の欠
陥検査を行っているのであるが、最近に至り、ＣＣＤカ
メラの急速な性能向上に伴い、該ＣＣＤカメラを用いた
自動検査手段が広く採用されており、特に、液晶ディス
プレイ装置等に適用される平板状基板に関しては、近
年、次第に大型化される傾向を有し、この種の大型化基
板に対するより厳しく且つ迅速な自動検査のために、一
次元ＣＣＤカメラによる欠陥検査が利用されはじめてい
る。

【０００３】従来の一次元ＣＣＤカメラを用いた大型化
基板の表面欠陥検査においては、通常の場合、検査対象
の大型化基板を支持台としての平坦な検査ステージ上に
載置してセッテイングし、この状態で、これらの一次元
ＣＣＤカメラと検査ステージの何れか一方もしくは双方
を相対的に移動させることで実行しており、従って、こ
こでは検査対象の大型化基板が平坦な検査ステージ上に
密着状態で載置されることから、検査対象基板の平坦度
が容易に確保されて高精度な表面欠陥等の検出が可能に
なる。

【０００４】しかし、この場合には、該当大型化基板を
いちいち検査ステージ上に載置させてから検査を実行
し、且つ検査終了後に該検査ステージ上から該当基板を
取りはずすという作業を頻繁に繰り返さなければならな
いので、板面に汚れやキズ等を与える惧れがあるほか、
作業性が悪くて迅速さに欠け、さらには、検査該当基板
を取り扱うハンドリング機構も徒らに煩雑化するという
不利を有し、全体としての検査工程のスループットが格
段に低下するもので、今後の問題として、この種の大型
化基板に対する効果的且つ迅速な欠陥検査には、到底採
用し得ないものであった。

【０００５】一方、上記のように検査対象基板を検査ス
テージ上に載置させることなく、該当基板自体をローラ
ーによって搬送させる手段が、該対象基板の大型化に容
易に対応させ得て、しかも、高速搬送が可能であるため
に広く利用されるが、一次元ＣＣＤカメラを用いた欠陥
検査では、該当大型化基板への搬送ローラーの接触によ
る汚れやキズの発生の可能性が残されるので、これに対
処させる必要上、可及的に非接触での搬送システムが望
まれている。

【０００６】一方、前記非接触による大型化基板の搬送
システムとしては、例えば、図４に示すように、径小側
端面を相互に所要間隔で対向させた一組づつのテーパー
ローラー５１、５１を搬送方向に並設して配置し、各組
のテーパーローラー５１、５１間に検査対象の大型化基
板Ａの搬送方向両側縁を点接触状態で支架して搬送させ
る手段が考えられる。

【０００７】しかし、この図４の搬送手段を適用する場
合には、検査対象基板Ａの大型化に伴い、該基板Ａのそ
れ自体が自重のために、ここでは同図に誇張して示す如
く、その重力部を中心にして下方へ沈み込んで湾曲さ
れ、比較的大きく反り返ってしまい、適正な態様での表
面欠陥等の検出がなされなくなる惧れがあり、検査点に
おける該当検査対象基板Ａを重力の影響のない本来の平
坦性のままに維持して搬送する必要がある。

【０００８】そこで一般的には、前記テーパーローラー
５１、５１間に点接触状態で支架して搬送される検査対
象基板Ａの自重による下方への反りを是正するために
は、例えば、図５に示されているように、前記搬送手段
の下方にあって、表面に多数のエアー噴出孔を有するエ
アーフローティング機構６１を配置させ、該各エアー噴
出孔からの噴出エアー６２によって検査対象基板Ａの全
体を浮き上がらせることで重力の影響を排除する手段が
考えられるのであるが、検査点がエアーフローティング
機構６１上にある場合は、該検査対象基板Ａの浮上高さ
が大型化するほど僅かになることから、反射光方式や散
乱光方式による表面検査では、該エアーフローティング
機構６１の表面部の影響を受け易く、また、透過光方式
による表面検査では、エアーフローティング機構６１自
体が照射光の透過を遮ることになるため、それぞれに適
用できないという問題点がある。さらに、この種の欠陥
検査の場合には、各テーパーローラー５１、５１間が特
定の対向間隔に固定的に設定されているので、それぞれ
に幅寸法の異なる検査対象基板５２に対応させ得ないと
いう不利をも有するものであった。

【０００９】本発明は、従来のこのようなそれぞれの問
題点を解消するためになされたもので、その目的とする
ところは、検査対象基板の搬送を実質的に非接触で且つ
迅速に行って表面検査をなし得るようにし、併せて、反
射光方式、散乱光方式および透過光方式による各表面検
査を適用可能にすると共に、幅寸法の異なる検査対象基
板の表面検査を可能にした平板状基板の表面欠陥検査装
置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る請求項１に記載の発明は、径小側端面
を相互に所要間隔で対向させた一組づつのテーパーロー
ラーを搬送方向へ列状に配置し、該対向するテーパーロ
ーラ間に跨って検査対象基板を搬送させ得るようにする
と共に、該テーパーローラー列間の所要位置に検査空間
部を設定した搬送機構と、前記各組のテーパーローラー
間の搬送中心に添わせた所要幅範囲内で前記検査空間部
を除いて配置され、前記搬送される検査対象基板の搬送
方向中心部を下部側からの噴出エアーで浮上させて重力
の影響を排除するエアーフローティング機構と、前記検
査空間部を通過する検査対象基板の表面状況を搬送方向
に直交する一次元方向で連続して光学的に検出する手段
とを備えることを特徴とする平板状基板の表面欠陥検査
装置である。

【００１１】また、本発明に係る請求項２に記載の発明
は、前記請求項１に記載の平板状基板の表面欠陥検査装
置において、前記光学的検出手段が、直線帯状の照射光
によって前記検査空間部を通過する検査対象基板の表面
部を照射する照射光源と、該照射光の反射光または透過
光を受光する一次元ＣＣＤカメラ、一次元方向に配置さ
れた光ファイバーセンサーアレイ等の一次元方向受光検
出器と、受光される反射光または透過光の光量変化か
ら、検査対象基板の表面欠陥の有無等を検出する信号処
理器および中央演算処理装置とで構成されていることを
特徴とするものである。

【００１２】さらに、本発明に係る請求項３に記載の発
明は、前記請求項１に記載の平板状基板の表面欠陥検査
装置において、前記搬送機構の各組毎のテーパーローラ
ーの対向間隔が、前記検査対象基板の搬送方向幅に対応
して調整可能にされていることを特徴とするものであ
る。

【００１３】従って、本発明の平板状基板の表面欠陥検
査装置では、検査対象基板の点接触による搬送が、搬送
機構上に設定されている検査空間部の前後で、該搬送方
向に添う所要幅範囲内に配置された各エアーフローティ
ング機構によって浮上され、重力の影響を排除した平坦
な状態でなされるため、自身の平坦度を保持した上での
迅速な搬送が可能になり、結果的に、検査空間部を通過
する検査対象基板の表面状況を光学的検出手段によって
容易に検出し得る。

【００１４】また、前記検査対象基板の表面状況の検出
には、搬送途上に検査空間部を設定してあるので、反射
光方式、散乱光方式および透過光方式による各表面検査
を容易に適用し得る。

【００１５】さらに、搬送機構を構成する各組毎のテー
パーローラーの対向間隔を調整することで、幅寸法の異
なる検査対象基板の表面検査が可能になる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る平板状基板の
表面欠陥検査装置の反射光方式による光学的検出手段を
適用した場合の実施形態例につき、図１ないし図３を参
照して詳細に説明する。

【００１７】図１は、本実施形態例による点接触支持搬
送機構を適用した表面欠陥検査装置の全体的な概要を模
式的に示す側面説明図である。図２は、同上搬送機構上
に設定される検査空間部とエアーフローティング機構と
の関係を模式的に示す側面説明図である。図３は、同上
搬送機構に対するエアーフローティング機構の配置態様
と各組毎のテーパーローラーの対向間隔の調整とを模式
的に示す側面説明図である。

【００１８】即ち、これらの図１ないし図３に示す実施
形態例の装置構成において、本表面欠陥検査装置は、径
小側端面を相互に所要間隔で対向させた一組づつのテー
パー付きローラー１２、１２を用い、該各組のテーパー
ローラー１２、１２を搬送方向に所要間隔で列状に配置
させると共に、該テーパーローラー列間の所要位置に検
査空間部１３を設定した搬送機構１１を設ける。

【００１９】また、前記各組のテーパーローラー１２、
１２間の下方側には、搬送中心に添わせた所要幅範囲内
で、且つ前記検査空間部１３の位置を除く該当部分にエ
アーフローティング機構２１を配置させてあり、該エア
ーフローティング機構２１の表面（上面）には、この場
合、あらためては図示してないが多数のエアー噴出孔を
形成してある。

【００２０】さらに、前記搬送機構１１の上部側で、前
記検査空間部１３における検査点１３ａを挟む対向位置
には、前記搬送機構１１によって搬送される検査対象基
板Ａを検査空間部１３上で照射する照射光源３１と、一
次元方向受光器としての一次元ＣＣＤカメラ４１とを配
置させておき、照射光源３１からの直線帯状の照射光３
２を検査点１３ａに投光し、該検査点１３ａで反射され
た反射光３３を一次元ＣＣＤカメラ４１によって受光さ
せ得るようにしてあり、併せて、該一次元ＣＣＤカメラ
４１で受光される反射光３３の光量変化を次段の信号処
理器４２によって処理し、且つマイクロコンピュータ等
のＣＰＵ（Central Processing Unit:中央演算処理装
置）４３によって該当表面の状況、例えば、表面欠陥の
有無等を検出可能にする。なお、前記一次元方向受光検
出器としては、別に一次元方向に配置された光ファイバ
ーセンサーアレイ等をも適用してもよい。

【００２１】従って、本実施形態例による装置構成の場
合、搬送機構１１の各組のテーパーローラー１２、１２
間に両側縁を点接触状態で支架して搬送される検査対象
基板Ａは、検査空間部１３を除く前後の搬送位置で各エ
アーフローティング機構２１からの噴出エアー２２によ
って所要量相当に浮上させることにより、重力の影響が
排除されて自身の平坦度を保持したままで迅速に搬送さ
れる。次いで、検査空間部１３を通過する時点では、照
射光源３１から投光される直線帯状の照射光３２によっ
て検査点１３ａが常時照射されており、通過途上の検査
対象基板Ａの表面（被検査対象表面）で反射される反射
光が一次元ＣＣＤカメラ４１で順次連続して受光され、
この結果、先に述べた如くに、該検査対象基板Ａの表面
状況、ひいては目的とする表面欠陥の現状を光学的手段
によって容易に検出し得るのである。

【００２２】この場合の欠陥検査の一つの態様を具体的
に述べると、次ぎの通りである。即ち、搬送機構１１と
して各組のテーパーローラー１２、１２を８０ｍｍ間隔
毎に列状をなして配置させると共に、検査空間部１３に
対応して前後に配置される各エアーフローティング機構
２１の間隔を５０ｍｍとし、検査対象基板Ａとしての搬
送方向幅５５０ｍｍ×長さ６５０ｍｍ×厚さ１．１ｍｍ
の素材ガラス基板を搬送機構１１によって搬送速度１ｍ
／分で搬送させ、且つ該素材ガラス基板に対し、検査空
間部１３上の検査点１３ａで、照射光源３１としてのハ
ロゲンランプによる直線帯状の照射光３２を照射して欠
陥検査を行った。

【００２３】この場合、前記検査空間部１３の前後に配
置される各エアーフローティング機構２１のエアー噴出
孔は、２５ｍｍ間隔の格子状に配置形成されており、該
エアー噴出孔から噴出されるところの、ダスト・フィル
ターを通してクリーンでドライにされた噴出エアー２２
によって前記搬送される検査対象基板Ａを所期通りに浮
上させる。ここで、通常、該サイズの検査対象基板Ａに
おいて、単に両側縁を支架させるのみの搬送では、先に
述べた如くに中心部が重力の影響で約１０ｍｍ程度下方
へ沈み込んで反り返ることになるのであるが、該検査対
象基板Ａの幅方向サイズ５５０ｍｍのほぼ５０％程度に
相当する範囲内での中間部エアーフローティング領域と
しての３００ｍｍ幅のエアーフローティング機構２１で
あっても、該検査対象基板Ａの十分な平坦度を維持し得
ることを確認した。

【００２４】而して、前記状態における照射検査の結
果、前記検査対象基板Ａの表面における代表的な気泡、
異物および傷等の各欠陥を安定して検出することができ
た。なお、この状態でのより高精度な検査のためには、
前後の各エアーフローティング機構２１間に補助ローラ
ーを介装させるのも一つの効果的な手法である。

【００２５】また、前記検査空間部１３における前方側
エアーフローティング機構２１の後端と検査点１３ａと
の間隔Ｋについては、該当部分にエアーフローティング
手段がないことから、高精度な検査を得る必要上、該間
隔Ｋの値を一定値以下に保持するのが好ましい。ここ
で、前記サイズによる素材ガラス基板と間隔Ｋの値とに
よる該基板の浮上差（反り返り量）を測定した結果を表
１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】この測定結果から、前記間隔Ｋの値は５０
ｍｍ以下、好ましくは浮上差（反り返り量）が１００μ
ｍ以下となる３０ｍｍ以下とするのが効果的であること
が分かる。

【００２８】さらに、前記各テーパーローラー１２、１
２間の対向間隔Ｌについては、先にも述べた如くに、各
種幅サイズの検査対象基板Ａに対応させる必要上、例え
ば、搬送中心線を基準にして２５０ｍｍから最大５７０
ｍｍ程度の範囲内で調節可能にするのがよい。

【００２９】この場合の一つの具体例は、次ぎの通りで
ある。即ち、前記の如く、搬送方向幅５５０ｍｍ×長さ
６５０ｍｍ×厚さ１．１ｍｍの素材ガラス基板を搬送機
構１０によって搬送速度１ｍ／分で搬送させる場合に比
較して、１５０ｍｍ／５５０ｍｍ＝３／１１（エアーフ
ローティング機構２１の幅／検査対象基板Ａの幅）の比
率でも十分な平坦度を得られることが確認された。つま
り、前記各テーパーローラー１２、１２間の対向間隔Ｌ
の幅を２５０ｍｍに設定し、この搬送機構１１を用い
て、搬送方向幅２５０ｍｍ×長さ３００ｍｍ×厚さ０．
７ｍｍの素材ガラス基板Ａを搬送速度１ｍ／分で搬送さ
せた場合でも十分な平坦度が得られた。これらの結果か
ら、前記エアーフローティング領域における搬送方向幅
については、検査対象基板Ａの最大幅以下のエアーフロ
ーティング幅、好ましくは５０％以下のエアーフローテ
ィング幅に設定するのが好ましいものと判断される。

【００３０】なお、上記実施形態例においては、反射光
方式による光学的検出手段を適用する場合について述べ
たが、その他の散乱光方式もしくは透過光方式による光
学的検出手段にも適用可能であることは勿論である。

【００３１】

【発明の効果】以上、実施形態例によって詳述したよう
に、本発明装置によれば、径小側端面を相互に所要間隔
で対向する一組づつのテーパーローラーを搬送方向へ列
状に配置して構成した搬送機構を用い、各テーパーロー
ラー間に跨って検査対象基板の両側縁を支架した状態の
実質的に非接触状態で搬送可能にすると共に、この検査
対象基板の点接触による搬送が、搬送機構上に設定され
ている検査空間部の前後で、該搬送方向に添う所要幅範
囲内に配置された各エアーフローティング機構で浮上さ
れて重力の影響を排除した平坦な状態でなされるように
したので、自身の平坦度を保持した上での迅速な搬送を
行うことができ、この結果、検査空間部を通過する検査
対象基板の表面状況を光学的検出手段によって容易且つ
正確に検出し得る利点がある。また、検査対象基板の表
面状況の検出には、搬送途上に検査空間部を設定してあ
ることから、反射光方式、散乱光方式および透過光方式
による各表面検査を容易に適用できるのであり、併せ
て、搬送機構を構成する各組毎のテーパーローラーの対
向間隔を調整可能にしてあるため、幅寸法の異なった各
検査対象基板の表面検査をも行い得る等の実用上有益な
諸効果を有し、しかも、構造自体も比較的簡単で容易に
実施できるという優れた特長がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態例による点接触支持搬送機構
を適用した表面欠陥検査装置の全体的な概要を模式的に
示す側面説明図である。

【図２】同上搬送機構上に設定される検査空間部とエア
ーフローティング機構との関係を模式的に示す側面説明
図である。

【図３】同上搬送機構に対するエアーフローティング機
構の配置態様と各組毎のテーパーローラーの対向間隔の
調整とを模式的に示す側面説明図である。

【図４】従来の点接触支持搬送機構の概要を模式的に示
す側面説明図である。

【図５】同上点接触支持搬送機構を適用する場合のエア
ーフローティング機構の配置態様を模式的に示す側面説
明図である。

【符号の説明】

１１ 搬送機構 １２ テーパーローラー １３ 検査空間部 １３ａ 検査点 ２１ エアーフローティング機構 ２２ 噴出エアー ３１ 照射光源 ３２ 照射光 ３３ 反射光 ４１ ＣＣＤカメラ ４２ 信号処理器 ４３ ＣＰＵ（中央演算処理装置） Ａ 検査対象基板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 径小側端面を相互に所要間隔で対向させ
   た一組づつのテーパーローラーを搬送方向へ列状に配置
   し、該対向するテーパーローラ間に跨って検査対象基板
   を搬送させ得るようにすると共に、該テーパーローラー
   列間の所要位置に検査空間部を設定した搬送機構と、前
   記各組のテーパーローラー間の搬送中心に添わせた所要
   幅範囲内で前記検査空間部を除いて配置され、前記搬送
   される検査対象基板の搬送方向中心部を下部側からの噴
   出エアーで浮上させて重力の影響を排除するエアーフロ
   ーティング機構と、前記検査空間部を通過する検査対象
   基板の表面状況を搬送方向に直交する一次元方向で連続
   して光学的に検出する手段とを備えることを特徴とする
   平板状基板の表面欠陥検査装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段が、直線帯状の照射光によ
   って前記検査空間部を通過する検査対象基板の表面部を
   照射する照射光源と、該照射光の反射光または透過光を
   受光する一次元ＣＣＤカメラ、一次元方向に配置された
   光ファイバーセンサーアレイ等の一次元方向受光検出器
   と、受光される反射光または透過光の光量変化から検査
   対象基板の表面欠陥の有無等を検出する信号処理器およ
   び中央演算処理装置とで構成されている請求項１に記載
   の平板状基板の表面欠陥検査装置。
3. 【請求項３】 前記搬送機構の各組毎のテーパーローラ
   ーの対向間隔が、前記検査対象基板の搬送方向幅に対応
   して調整可能にされている請求項１に記載の平板状基板
   の表面欠陥検査装置。