(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過サブストレートの欠陥を検出するためのシステムであって、
複数の検出チャネルであって、該検出チャネルの各々が、
照明を前記サブストレートに提供するための照明コンポーネントと、
前記サブストレートの画像を提供するために前記サブストレートをスキャンする画像形成コンポーネントと、を含む、複数の検出チャネルと、
前記サブストレートと、前記複数の検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントと前記画像形成コンポーネントの間での相対運動を生成するための移送モジュールと、
前記複数の検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントの内の少なくとも２つの照明コンポーネントが、交替に照明を前記サブストレートに提供し、その検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントが前記サブストレートを照明する場合には、前記複数の検出チャネルのいずれかに含まれる画像形成コンポーネントが、前記サブストレートをスキャンする、ように、前記複数の検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントと前記画像形成コンポーネントを制御するための制御モジュールと、
を備えるシステムであり、
前記複数の検出チャネルの内の少なくとも２つの検出チャネルに含まれる画像形成コンポーネントは、同一の画像形成コンポーネントであり、
前記複数の検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントのうちの少なくとも２つが、全く同一の照明コンポーネントであり、
前記複数の検出チャネルは、第１の検出チャネルと、第２の検出チャネルと、第３の検出チャネルと、第４の検出チャネルと、を含み、
前記第１の検出チャネルが、
前記サブストレートに第１の色を通して光を伝送して、第２の色光を反射するための、前記サブストレートの一方の側に配置された、ダイクロイックミラーと、
前記ダイクロイックミラーへ、第１の色光を発するための、前記サブストレートの前記一方の側に配置された第１の照明コンポーネントと、
サブストレートの画像を提供するために、サブストレートをスキャンするための、サブストレートの別の反対側に配置された第１の画像形成コンポーネントと、を含み、
前記第１の照明コンポーネントは、前記ダイクロイックミラーを介して前記第１の画像形成コンポーネントに対して、前記サブストレートに透過照明を提供し、
前記第２の検出チャネルは、前記サブストレートの前記画像を提供するようにサブストレートをスキャンするために、前記ダイクロイックミラーと、前記第１の照明コンポーネントと、前記サブストレートの前記一方の側に配置された第２の画像形成コンポーネントと、を含み、
前記ダイクロイックミラーを介して前記第２の画像形成コンポーネントに対して、前記第１の照明コンポーネントは、反射照明を前記サブストレートに提供し、
前記第３の検出チャネルは、
前記ダイクロイックミラーと、前記第１の画像形成コンポーネントと、
ダイクロイックミラーに前記第２の色光を発するための、前記サブストレートの前記一方の側に配置された第２の照明コンポーネントと、
前記ダイクロイックミラーから前記第２の色光を受光し、受光した光を反射するための、前記サブストレートの前記一方の側に配置された反射ミラーと、
反射ミラーから第２の色光を受光し、拡散性の第２の色光を形成し、前記サブストレートに前記拡散性の第２の色光を発するためのサブストレートの別の反対側に配置された反射ディフューザと、を含み、
前記第２の照明コンポーネントは、前記ダイクロイックミラーと、前記反射ミラーと前記反射ディフューザと、を介して前記第１の画像形成コンポーネントに対して、前記サブストレートに反射照明を提供し、
前記第４の検出チャネルは、前記ダイクロイックミラーと、前記第２の画像形成コンポーネントと、前記第２の照明コンポーネントと、前記反射ミラーと、前記反射ディフューザと、を含み、
前記第２の照明コンポーネントは、前記ダイクロイックミラーと、前記反射ミラーと前記反射ディフューザと、を介して前記第２の画像形成コンポーネントに対して、透過照明を前記サブストレートに提供し、
前記制御モジュールは、前記第１の照明コンポーネントと、前記第２の照明コンポーネントと、前記第１の画像形成コンポーネントと、前記第２の画像形成コンポーネントとを、前記第１の照明コンポーネントと、前記第２の照明コンポーネントとが、交替に光を発するように、制御し、
前記第１の照明コンポーネントと前記第２の照明コンポーネントが光を発する時に、前記第１の画像形成コンポーネントと前記第２の画像形成コンポーネントは、前記サブストレートを同時にスキャンする、システム。
【請求項２】
前記第１の照明コンポーネントと前記第２の照明コンポーネントは、前記第１の色光と前記第２の色光を発することができる、全く同一の二重カラー照明コンポーネントであり、
前記制御モジュールは、前記二重カラー照明コンポーネントと、前記第１の画像形成コンポーネントと前記第２の画像形成コンポーネントとを、前記二重カラー照明コンポーネントが、前記第１の色光と前記第２の色光を交替に、発し、前記第１の画像形成コンポーネントと前記第２の画像形成コンポーネントが、前記二重カラー照明コンポーネントが前記第１の色光と前記第２の色光を発する時に、前記サブストレートを同時にスキャンするように、制御する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の色光と前記第２の色光は、それぞれ、赤色光と青色光である、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記サブストレートの欠陥を検出するために、前記複数の検出チャネルの各々からの、前記サブストレートの前記画像の上で画像処理を実行する画像処理モジュールを更に備える請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記複数の検出チャネルに含まれる前記画像形成コンポーネントが、前記サブストレートの画像を提供するために、前記サブストレートの実質的に同じゾーンをスキャンする、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記複数の検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントが、パルスモードで動作する、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記制御モジュールは、前記複数の検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントの各々の照明時間と前記複数の検出チャネルに含まれる前記画像形成コンポーネントの各々の露出時間とを、前記複数の検出チャネルの各々が、サブストレートのスキャンを動作期間内に、１回で完了するように制御する、システムであって、前記動作期間は、前記サブストレートがある変位Ｐ／Ｍ動くときの持続時間と定義され、Ｐは前記照明コンポーネントのピクセル・サイズを意味し、Ｍは前記画像形成コンポーネントの画像拡大倍率を意味する、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記制御モジュールは、前記複数の検出チャネルに含まれる前記画像形成コンポーネントを、前記画像形成コンポーネントのうちの第１の画像形成コンポーネントと同一の検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントが前記サブストレートに反射照明を提供するときの前記第１の画像形成コンポーネントの露出時間が、前記画像形成コンポーネントのうちの第２の画像形成コンポーネントと同一の検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントが前記サブストレートに透過照明を提供するときの前記第２の画像形成コンポーネントの露出時間と異なるように、制御する、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記複数の検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントの各々が、拡散性照明コンポーネントまたは平行照明コンポーネントである、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記複数の検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントの各々が、半導体光源を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記半導体光源が、発光ダイオードまたはレーザダイオードである、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記半導体光源が、単色光源または多色光源である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記複数の検出チャネルに含まれる画像形成コンポーネントの各々が、少なくとも１つの画像形成レンズとライン走査光検出器を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの画像形成レンズが、球面レンズ、非球面レンズ、マイクロレンズ・アレイまたは回析画像形成要素を含むグループから選ばれる、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ライン走査光検出器が、ライン走査ＣＣＤセンサまたはライン走査ＣＭＯＳセンサを含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記サブストレートは、フロートガラス・リボンと、ガラス原料パネルと、光起電モジュールのガラス・サブストレートと、フラットパネル・ディスプレイ・デバイスのガラス・サブストレートと、を含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記システムは、前記サブストレートの欠陥を検出して、分類することができ、前記欠陥は、かき傷、汚れ、酸化スズ（スラグ、Ｄｒｏｓｓ  、Ｔｉｎ  ｐｉｃｋ  ｕｐ）チップ、バブル、黒い石、白い石、及び、ノットを含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
前記システムは、内部欠陥及び表面欠陥を識別し、更に、前記サブストレートの前記欠陥の深さを決定することができる、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
記システムは、前記サブストレートの上に異質粒子が存在する場合であっても、前記サブストレートの前記欠陥を検出して、分類することができる、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記サブストレートが、クリーニングされない、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
サブストレートの画像を提供するために複数の検出チャネルを使用するステップであって、該複数の検出チャネルの各々が、該サブストレートに照明を提供するための照明コンポーネントと、該サブストレートの画像を提供するために、該サブストレートをスキャンするための画像形成コンポーネントとを含む、ステップと、
該サブストレートと、該照明コンポーネントおよび該複数の検出チャネルに含まれる該画像形成コンポーネントとの間の相対運動を生成するステップと、
前記複数の検出チャネルに含まれる照明コンポーネントと画像形成コンポーネントを、前記複数の検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントの全部または一部が、交替に照明を前記サブストレートに提供し、その検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントが前記サブストレートを照明する場合には、前記複数の検出チャネルのいずれかに含まれる画像形成コンポーネントが、前記サブストレートをスキャンするように、制御するステップと、を含む透過サブストレートの欠陥を検出するための方法であって、
前記複数の検出チャネルの少なくとも２つの検出チャネルに含まれる前記画像形成コンポーネントが、同一の画像形成コンポーネントであり、
前記複数の検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントの少なくとも２つが、全く同一の照明コンポーネントであり、
前記複数の検出チャネルは、第１の検出チャネルと、第２の検出チャネルと、第３の検出チャネルと、第４の検出チャネルとを含み、
前記第１の検出チャネルは、前記サブストレートに第１の色を通して光を伝送して、第２の色光を反射するために、前記サブストレートの一方の側に配置された、ダイクロイックミラーと、前記ダイクロイックミラーへ、第１の色光を発するために、前記サブストレートの前記一方の側に配置された第１の照明コンポーネントと、前記サブストレートの前記画像を提供するようにサブストレートをスキャンするために、前記サブストレートの別の反対側に配置された第１の画像形成コンポーネントとを含み、
前記第１の照明コンポーネントは、前記ダイクロイックミラーを介して前記第１の画像形成コンポーネントに対して、前記サブストレートに透過照明を提供し、
前記第２の検出チャネルは、前記ダイクロイックミラーと、前記第１の照明コンポーネントと、前記サブストレートの前記画像を提供するようにサブストレートをスキャンするために、前記サブストレートの前記一方の側に配置された第２の画像形成コンポーネントと、を含み、
前記ダイクロイックミラーを介して前記第２の画像形成コンポーネントに対して、前記第１の照明コンポーネントは、反射照明を前記サブストレートに提供し、
前記第３の検出チャネルは、前記ダイクロイックミラーと、前記第１の画像形成コンポーネントと、ダイクロイックミラーに前記第２の色光を発するために、前記サブストレートの前記一方の側に配置された第２の照明コンポーネントと、前記ダイクロイックミラーから前記第２の色光を受光し、受光した光を反射するために、前記サブストレートの前記一方の側に配置された反射ミラーと、反射ミラーから第２の色光を受光し、拡散性の第２の色光を形成し、前記サブストレートに前記拡散性の第２の色光を発するために、サブストレートの別の反対側に配置された反射ディフューザと、を含み、
前記第２の照明コンポーネントが、前記ダイクロイックミラーと、前記反射ミラーと前記反射ディフューザと、を介して前記第１の画像形成コンポーネントに対して、前記サブストレートに反射照明を提供し、
前記第４の検出チャネルは、前記ダイクロイックミラーと、前記第２の画像形成コンポーネントと、前記第２の照明コンポーネントと、前記反射ミラーと、前記反射ディフューザと、を含み、
前記第２の照明コンポーネントは、前記ダイクロイックミラーと、前記反射ミラーと前記反射ディフューザと、を介して前記第２の画像形成コンポーネントに対して、透過照明を前記サブストレートに提供し、
前記照明コンポーネントを制御するステップは、更に、前記第１の照明コンポーネントと、前記第２の照明コンポーネントと、前記第１の画像形成コンポーネントと前記第２の画像形成コンポーネントとを、前記第１の照明コンポーネントと前記第２の照明コンポーネントが、交替に光を発し、前記第１の画像形成コンポーネントと前記第２の画像形成コンポーネントが、前記第１の照明コンポーネントと前記第２の照明コンポーネントが光を発する時に、前記サブストレートを同時にスキャンするように、制御するステップを含む、方法。
【請求項２２】
前記第１の照明コンポーネントと前記第２の照明コンポーネントが、前記第１の色光と前記第２の色光を発することができる、全く同一の二重カラー照明コンポーネントであり、
前記照明コンポーネントを制御するステップは、更に、デュアル・カラー照明コンポーネントと、前記第１の画像形成コンポーネントと前記第２の画像形成コンポーネントとを、前記二重カラー照明コンポーネントが、前記第１の色光と前記第２の色光を交替に、発し、前記第１の画像形成コンポーネントと前記第２の画像形成コンポーネントが、前記二重カラー照明コンポーネントが前記第１の色光と前記第２の色光を発する時に、前記サブストレートを同時にスキャンするように、制御するステップを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
第１の色光と第２の色光は、それぞれ赤色光と青色光である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記サブストレートの欠陥を検出するために、前記複数の検出チャネルの各々からの、前記サブストレートの前記画像の上で画像処理を実行するステップを更に含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記複数の検出チャネルに含まれる前記画像形成コンポーネントが、前記サブストレートの画像を提供するために、前記サブストレートの実質的に同じゾーンをスキャンする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記複数の検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントが、パルスモードで動作する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
前記照明コンポーネントを制御するステップは、更に、前記複数の検出チャネルに含まれる照明コンポーネントの各々の照明時間と、前記複数の検出チャネルに含まれる前記画像形成コンポーネントの各々の露出時間とを、前記複数の検出チャネルの各々が、サブストレートのスキャンを動作期間内に、１回で完了するように、制御するステップであって、前記動作期間は、前記サブストレートがある変位Ｐ／Ｍ動くときの持続時間と定義され、Ｐは前記照明コンポーネントのピクセル・サイズを意味し、Ｍは前記画像形成コンポーネントの画像拡大倍率を意味する、ステップを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
前記照明コンポーネントを制御するステップは、更に、前記複数の検出チャネルに含まれる前記画像形成コンポーネントを、前記画像形成コンポーネントのうちの第１の画像形成コンポーネントと同一の検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントが前記サブストレートに反射照明を提供するときの前記第１の画像形成コンポーネントの露出時間が、前記画像形成コンポーネントのうちの第２の画像形成コンポーネントと同一の検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントが前記サブストレートに透過照明を提供するときの前記第２の画像形成コンポーネントの露出時間と異なるように、制御するステップを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２９】
前記複数の検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントの各々が、拡散性照明コンポーネントまたは平行照明コンポーネントである、請求項２１ないし２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
前記複数の検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントの各々が、半導体光源を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３１】
前記半導体光源は、発光ダイオードまたはレーザダイオードである、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記半導体光源は、単色光源または多色光源である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記複数の検出チャネルに含まれる前記画像形成コンポーネントの各々は、少なくとも１つの画像形成レンズとライン走査光検出器を備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項３４】
少なくとも１つの画像形成レンズが、球面レンズ、非球面レンズ、マイクロレンズ・アレイまたは回析画像形成要素を含むグループから選ばれる、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記ライン走査光検出器は、ライン走査ＣＣＤセンサまたはラインの走査ＣＭＯＳセンサを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
記サブストレートは、フロートガラス・リボンと、生ガラスパネルと、光起電モジュールのガラス・サブストレートと、フラットパネル表示装置のガラス・サブストレートとを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
前記方法は、前記サブストレートの欠陥を検出して、分類することが可能であって、前記欠陥は、かき傷、汚れ、ティン・ピックアップ、チップ、バブル、黒い石、白い石、及び、ノットを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
前記方法は、内部欠陥及び表面欠陥を識別し、更に、前記サブストレートの前記欠陥の深さを決定することが可能である、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記方法は、前記サブストレートの上に異質粒子が存在する場合であっても、前記サブストレートの前記欠陥を検出して、分類することが可能である、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記サブストレートが、クリーニングされない、請求項３８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００９年５月１５日に出願された中国出願番号第２００９１０１３９０５４．５号の優先権を主張し、そのすべての内容は、ここに、参照により組み込まれる。
【０００２】
本願出願は、一般に、サブストレートの局所的欠陥を検出するための方法とシステムに関し、より具体的には、透過サブストレートの内部と表面の両方における局所的欠陥を検出するための光学的方法とシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
欠陥検査は、サブストレート製造の品質制御に関して、非常に重要である。例えば、ガラスの製造の領域において、かき傷のような種々のタイプの欠陥、汚れ、酸化スズ（スラグ、Ｄｒｏｓｓ、Ｔｉｎ  ｐｉｃｋ  ｕｐ）表面の欠陥に関するチップ、及び、泡、石、内部欠陥に関するノット、が、製造のプロセスの間に、ガラス・サブストレート内に形成される可能性がある。欠陥検査のタスクは、欠陥を検出するだけではなく、また、正確に、これらの欠陥を分類することも含む。品質管理の仕様は、欠陥の種々のタイプによって異なるからである。
【０００４】
光学的方法は、欠陥検査では、広く適用される。一般に、照明の方法に関しては、平行照明（ｃｏｌｌｉｍａｔｅｄ  ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）と拡散照明（ｄｉｆｆｕｓｉｖｅ  ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）とがあり、画像獲得の方法に関しては、明視野検出（ｂｒｉｇｈｔ  ｆｉｅｌｄ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）と暗視野検出（ｄａｒｋ  ｆｉｅｌｄ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）とがあり、検査対象物の表面で伝播する光の方向に関しては、伝達検出（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）と反射検出（ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎとがある）。異なる方法を、欠陥の異なるタイプの特徴にあわせて適用する必要がある。例えば、平行照明は、屈折率の変化または非均質性に敏感であり、ノットまたは石を調べるのに用いることができる。拡散照明は、通常、欠陥のコアサイズを調べるために使われる。酸化スズは、高い反射率のために反射検査で調べるのが簡単である。一般に、異なる検査方法の組合せは、欠陥の異なるタイプを検出して、分類する効率的な方法である。
【０００５】
２００７年４月２６日に公開された、「ガラス・ペインの光学的検査のシステムと方法」という題された国際特許出願番号第２００７／０４５４３７号は、マルチチャネル検査システムを開示しており、検出されるガラス・ペインが、別々の３つの検査モジュールを直列に通過するようになっている。そして、それぞれ、異なるタイプの欠陥の点検を提供するために、各々のモジュールは、それぞれの感知コンポーネント、及び、画像処理コンポーネントを有している。このシステムの不利な点は、各々の検出モジュールが、照明コンポーネント、検知コンポーネントと画像処理コンポーネントのフルセットを持つために、高いコストと大きなサイズである。２００７年１１月１５日に公開された、「透過的サブストレートの欠陥の特徴づけの装置と方法」と題された米国特許出願番号第２００７／０２６３２０６号は、ミックスした複数照明を有する検査システムに関するものであり、複数の光源が同時に検査されるサブストレートを照明し、同時に、画像化デバイスは明視野と暗視野の混合信号をキャプチャする。各々の光源の別々の照明と比較すると、ミックスした照明の下での欠陥の画像特徴は、各々の照明の間の干渉のために、減ったものとなる。その結果、欠陥検出とカテゴリ化のための画像処理の困難が増加する。
【０００６】
通常、サブストレートの洗浄プロセスが欠陥検出の前に要求される。サブストレートの表面の上のちりのような異質粒子が、その粒子が、実際の欠陥として誤分類されるというように、誤って分類されることになるからである。それは、疑う余地なく検査の疑似欠陥率を増加させる。（すなわち疑似欠陥を実際の欠陥に分類する可能性がある。）、そして、その結果、良質の製品の無駄を増やしてしまう。しかしながら、典型的には、洗浄装置は、装置のコスト、電気電力消費に関して高価である。一方、洗浄プロセスは、ときに可能でない、あるいは、サブストレートに対してネガティブな影響を与える。１つの例は、フロート線の上のガラスのリボンの検査である。別の例は、平面ディスプレイモジュールのガラス基板である。これらは、およそ０．７ｍｍの厚さを有しており、厚みが小さいために、洗浄プロセスの間に破損する恐れがある。更なる例は、サブストレートの上の透かし模様は、あるアプリケーションでは許容されないことである。
【０００７】
したがって、複数の照明の干渉なしで、コンパクトな多重チャンネル構成をもち、価格比率において高性能な、欠陥検査方法、欠陥検査システムを提供するニーズが存在する。その他、クリーンでないサブストレートの欠陥を検出して、分類することができるシステムと方法を提供する更なる要求が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際特許出願番号第２００７／０４５４３７号
【特許文献２】米国特許出願番号第２００７／０２６３２０６号
【発明の概要】
【０００９】
本願発明の目的は、透過サブストレートの欠陥を調べるための光学的方法と光学システムを提供することである。本願発明の方法とシステムは、画像形成コンポーネントだけでなく照明コンポーネントも共有することによって、複数の検査チャンネルの画像を提供することができる。制御するために、複数の照明コンポーネントが、交替にサブストレートを照らし、複数の検査チャネルの干渉が、取り除かれる。本願発明によって記述される方法とシステムは、実際の欠陥を検査されたサブストレートをクリーニングする必要がない疑似欠陥から識別することができる。
【００１０】
本願発明の第１の態様において、透過サブストレートの欠陥を検出するためのシステムは、複数の検出チャネルであって、該検出チャネルの各々が、照明を前記サブストレートに提供するための照明コンポーネントと、前記サブストレートの画像を提供するために前記サブストレートをスキャンする画像形成コンポーネントとを含む、複数の検出チャネルと、該サブストレートと該照明コンポーネントと複数の検出チャネルに含まれる画像形成コンポーネントの間の相対運動を生成するための移送モジュールと、前記複数の検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントと前記画像形成コンポーネントを制御するための制御モジュールとを備える。前記複数の検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントの内の少なくとも２つの照明コンポーネントが交替に照明を前記サブストレートに提供し、前記複数の検出チャネルのいずれかに含まれる画像形成コンポーネントが、その検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントが、サブストレートを照らす場合に、前記サブストレートをスキャンする、ようになっている。複数の検出チャネルの少なくとも２つの検出チャネルに含まれる前記画像形成コンポーネントが、同一の画像形成コンポーネントである。
【００１１】
本願発明の第２の態様において、透過サブストレートの欠陥を検出するための方法は、
サブストレートの画像を提供するために複数の検出チャネルを使用するステップであって、該複数の検出チャネルの各々が、照明をサブストレートに提供するために照明コンポーネントを含み、該サブストレートの画像を提供するために、該サブストレートをスキャンするための画像形成コンポーネントと、ステップと、該サブストレートと該照明コンポーネントと該複数の検出チャネルに含まれる該画像形成コンポーネントとの間の相対運動を生成するステップと、前記複数の検出チャネルに含まれる照明コンポーネントと画像形成コンポーネントを制御するステップと、を含む。前記複数の検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントの内の少なくとも２つの照明コンポーネントが、交替に照明を前記サブストレートに提供し、前記複数の検出チャネルのいずれかに含まれる画像形成コンポーネントが、前記サブストレートをスキャンするようになっている。その検出チャネルに含まれる前記照明コンポーネントが前記サブストレートを照明する場合には、前記複数の検出チャネルの内の少なくとも２つの検出チャネルに含まれる画像形成コンポーネントは、同一の画像形成コンポーネントである。
【００１２】
本願発明の欠陥検出構成は、照明コンポーネントの少なくとも部分と、複数の異なる検査チャンネルによる画像形成コンポーネントとを共有することによって、コンパクトで、低コストである。さらにいえば、照明コンポーネントは、熱放散を容易にするパルスモードで動作するので、照明コンポーネントは、長い寿命を持ち、より高い輝度を提供することができる。（加えて、複数の検査チャンネルの検査ゾーンが、幅が狭い帯に限られるので、サブストレートを伝達する間のサブストレート平坦化の影響は、かなり減らされる。）さらに、本願発明において、複数の照明コンポーネントをトリガーに制御することを通して、交替にサブストレートを照らすために、制御することにより、複数の検査チャネルの干渉が、取り除かれる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本願発明の上記のおよび他の特徴は、添付の図面を参照した、本願発明の例示された実施形態の以下の詳細な説明から、よりよく理解される。
【図１】本願発明の第１の実施例に従う、透過サブストレートの欠陥を検出するためのシステムを例示している図である。
【図２】本願発明の第１の実施例に従う、３−チャンネル光学構成を例示している図である。
【図３】本願発明の第１の実施例に従う、３−チャンネル光学構成における構成要素の各々のトリガー・タイミングを示しているチャートである。
【図４】本願発明の第１の実施例に従う、３−チャンネル検出システムによって取得される生の画像を示している図である。
【図５】本願発明の第２の実施例に従う、２−チャンネル光学構成を例示している図である。
【図６】本願発明の第３の実施例に従う、マルチ光源光学構成を例示している図である。
【図７】本願発明の第４の実施例に従う、４−チャンネル光学構成を例示している図である。
【図８】本願発明の第４の実施例に従う、４−チャンネル光学構成において、コンポーネントの各々のトリガー・タイミングを示しているタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本願発明の図および記載は、明快さの目的のために、典型的な欠陥検出システムに見られる他の要素を省略したり、本願発明の明確は理解に関連して要素を図示するために単純化された可能性があるものであることを理解すべきである。当業者であれば、本願発明を実施するために望ましい、及び／又は、必要となるであろう他の要素を認識するであろう。しかしながら、そのような要素は、周知の技術であり、そして、それらは本願発明のより良い理解を容易にしないので、そのような要素に関する議論は、ここでは提供されないことも理解されるべきである。ここに含まれる図面は、本願発明の現在における好ましい構造の図表現を提供するだけであり、図面への参照については、同様な構造には、同様な参照の割当をもってなされる。
【００１５】
図１は、本願発明の第１の実施形態にしたがう、透過サブストレート１２０の欠陥を検出するためのシステム１００を示す。欠陥検出システム１００は、移送モジュール１３０と、照明モジュール１４０と、画像モジュール１６０と、画像処理モジュール１８０と、制御モジュール１９０とを備える。環境光の影響を除去するために、システム１００全体を、黒いカバー（図１に示されていない）でおおうことができる。第１の実施形態において、透過サブストレート１２０は、ガラス、プラスチック、または、例えば、フロート線の上のガラスのリボン、生ガラスパネル、光起電モジュールのガラス・サブストレート、フラットパネル表示装置のガラス・サブストレートなど他のいかなる透明な材料であってもよい。サブストレート１２０は、実質的に平行表面を有するシートの形に限られておらず、サブストレートの移送方向に垂直な平面でカーブするシリンダーの形まで拡張することができる。特に明記しない限り、ここでは、「サブストレートの２つの側」という用語は、サブストレートの表面への垂線に沿った２つの側のことをいう。すなわち、図２に図示されるような、サブストレート１２０の上部および下部の２つの側である。
【００１６】
移送モジュール１３０は、透過サブストレート１２０と、画像モジュール１６０および照明モジュール１４０の間での相対的な運動を生じるのに用いられる。例えば、図２の矢印１３２で示されるように、相対的な運動を、サブストレート１２０を、画像モジュール１６０と照明モジュール１４０とに相対的に動かすことによって起こすことができる。代替的に、相対的な運動を、照明モジュール１４０と画像モジュール１６０とを、サブストレート１２０と相対的に動かすことによって起こすことができる。例えば、ディスプレイ・アプリケーションに用いられるサブストレートのサイズが大きくなるにしたがって、照明モジュール１４０と画像モジュール１６０とを動かすことが、サブストレート１２０を動かすことより、よくなることがある。第１の実施形態における移送モジュール１３０は、例えば、リニア・ステージ、ステッパ・モーター、コンベヤーベルト、トラック、キャリッジ、空気テーブル、エア・ベアリング、またはサブストレート、カメラや光源を搬送する他の従来方法を備える。説明のためであって、制限するのではないが、以下では、照明モジュール１４０と画像モジュール１６０とは、定位置に保たれ、サブストレート１２０が、照明モジュール１４０と画像モジュール１６０とに相対的に動かされると仮定する。移送モジュール１３０は、好ましくは、サブストレート１２０を、サブストレート１２０と、照明モジュール１４０および画像モジュール１６０との間で一定の距離を維持するために、図２の矢印１２５によって示されるように、サブストレート１２０の表面法線の方向に、動かすための調整コンポーネントを備える。更に、移送モジュール１３０は、また、スキャニングの間にサブストレート１２０の平坦化によりエラーを最小にするため平坦化機能を実行することができる。平坦化は、例えば空気圧（エアベアリングなど）を使用して従来の方法で実行することができる。
【００１７】
図２は、２台のモジュールとサブストレート１２０の位置関係とともに、図１に示される欠陥検出システム１００における照明モジュール１４０と画像モジュール１６０を図示する。図２に図示されるように、欠陥検出システム１００において、サブストレート１２０は、図２中の矢印１３２によって示される方向に、速度Ｖｓで動く。画像モジュール１６０は、透過サブストレート１２０の上に配置された第１の画像形成コンポーネント１６２と、透過サブストレート１２０の下に配置された第２の画像形成コンポーネント１６４とを備える。第１の画像形成コンポーネント１６２は、第１のイメージ・センサ２６２と、イメージング・レンズ２６４で表される一つ以上の画像形成レンズを備える。同様に、第２の画像形成コンポーネント１６４は、第２のイメージ・センサ２６６と、画像形成レンズ２６８によって表される一つ以上のイメージング・レンズを備える、画像形成レンズ２６４、２６８は、光を集めて、光を、第１および第２のイメージ・センサ２６２、２６６の感光性平面の上に画像化するために使われる。従来技術においてよく知られているように、イメージング・レンズは、球面レンズ、非球面レンズ、マイクロレンズ・アレイまたは回析する画像形成要素を備え、画像形成コンポーネント１６２、１６４は、各々、画像形成コンポーネントが光を受けることができる取り込み角を定義する開口数を有する。画像形成レンズ及び、画像形成コンポーネント例えば虹彩、に含まれる他のどの開口制限要素で主に制御する。第１および第２のイメージ・センサ２６２、２６６が、その感光性面で画像化された光を感知し、その光を電気信号に変換するのに用いられる。本願発明の第１の実施形態において、第１および第２のイメージ・センサ２６２、２６６は、回線走査カメラ、例えば、ＣＣＤ回線走査センサ、ＣＭＯＳ回線走査センサ、または光を電気信号に変えることができる他のセンサー・タイプである。回線走査カメラは、すでに商用化されており、１秒に数百、あるいは数万スキャンの割合のスピードで、サブストレート１２１を一度にスキャンするのに用いることができる。第１の画像形成コンポーネント１６２と第２の画像形成コンポーネント１６４は、サブストレート１２０の上で実質的に平行であり、典型的には、サブストレート１２０の移動方向１３２に垂直の一対の走査線を有する。第１および第２の画像形成コンポーネント１６２、１６４は、サブストレート１２０の上で表面の照明された部分に集中する。実際には、２つの画像形成コンポーネント１６２、１６４のサブストレート１２０の表面上の焦点線が厳密に必ずしも互いに一致するというわけではないことに留意する。実験では、平行オフセットが１０ｍｍ未満であれば、許容できることが証明される。オフセットの最大限が、検出システム全体の構成パラメータにしたがって異なる可能性があることに注意すべきである。
【００１８】
図２に図示されるように、本願発明の第１の実施形態において、照明モジュール１４０は、２つの照明コンポーネントと、透過サブストレート１２０上に配置された平行照明コンポーネント１４２と、拡散性照明コンポーネント１４４とを備える。平行照明コンポーネント１４２は、第１の光源２４２と視準光学要素２４４（たとえば一つ以上のレンズ）を備える。第１の光源２４２によって発される光は、視準光学要素２４４によって平行な光になる。つぎに、矢印２４３によって示される方向で、サブストレート１２０の上に当たる。平行照明コンポーネント１４２は、第１の光源２４２が明視野照明を、第１の画像形成コンポーネント１６２に相対して、サブストレート１２０に提供するように、配置される。図２で示すように、平行照明コンポーネント１４２は、第１の画像形成コンポーネント１６２としてサブストレート１２０の同じ側に位置する。（それらの両方は、図２ではサブストレート１２０より上に位置している。しかし、当業者は、それらが、対応して、サブストレート１２０の下に位置することができると考えなければならない。）平行照明コンポーネント１４２からの光の少なくとも部分は、矢印２４３’によって示される方向に、サブストレート１２０から反射され、次に、第１の画像形成コンポーネント１６２によって感知される。それによって、反射パスを介して第１の画像形成コンポーネント１６２に相対する明視野照明をサブストレート１２０に提供する。以下では、平行照明コンポーネント１４２と第１の画像形成コンポーネント１６２によって造られた明視野反射検出チャネルは、また、第１の検出チャネルまたは第１のチャネルを指す。平行照明モードがサブストレートの変形または不均質性に敏感であるという事実のために、第１の検出チャネルは、ノット、石、及び、泡を検出するのに用いことができる。また、サブストレート１２０の上の酸化スズ欠陥は、正反射特性の使用によって検出さることができる。
【００１９】
再び図２に戻ると、拡散性照明コンポーネント１４４は、第２の光源２４６とサブストレート１２０の間に位置する第２の光源２４６とディフューザ２４８を備える。第２の光源２４６によって発される光は、ディフューザ２４８を通しての拡散性光になり、それによって、拡散照明モードで、サブストレート１２０を照明する。拡散性照明コンポーネント１４４は、それが明視野照明を、第１および第２の画像形成コンポーネント１６２、１６４に相対して、平行照明コンポーネント１４２によって照明されるのと、サブストレート１２０の実質的に同じ部分に提供するように、配置される。図２で示すように、拡散性照明コンポーネント１４４は、第２の画像形成コンポーネント１６４としてサブストレート１２０の同じ側に位置する（それらの両方は、図２ではサブストレート１２０より下に位置している。しかし、当業者は、それらが、対応して、サブストレート１２０の上に位置することができると考えなければならない。）照明コンポーネント１４２と１４４は、サブストレートが位置する平面に関してほとんど対称形に法線を有する。
【００２０】
拡散性照明コンポーネント１４４からサブストレート１２０上に投影された光の少なくとも部分は、サブストレート１２０を通して送られて、第１の画像形成コンポーネント１６２によって、感知される。それによって、伝送パスを介して第１の画像形成コンポーネント１６２に相対する、明視野照明をサブストレート１２０に提供する。以下では、拡散性照明コンポーネント１４４と第１の画像形成コンポーネント１６２によって造られた明視野伝送検出チャネルは、また、第２の検出チャネルまたは第２のチャネルを指す。第２の検出チャネルは、コアサイズと欠陥の形を検出するのに用いることができる。
【００２１】
一方で、実質的に、拡散性照明コンポーネント１４４からサブストレート１２０の上に投影された光の残りの部分は、サブストレート１２０から反射されて、第２の画像形成コンポーネント１６４によって感知される、それによって、反射パスを介した第２の画像形成コンポーネント１６４に相対して、明視野照明をサブストレート１２０に提供する。以下では、拡散性照明コンポーネント１４４と第２の画像形成コンポーネント１６４によって造られた明視野反射検出チャネルは、また、第３の検出チャネルまたは第３のチャネルを指す。第３の検出チャネルは、サブストレートにおける欠陥の深さを決定するのに用いることができる。
【００２２】
なお、本願発明の第１の実施形態において、第１および第２の光源２４２、２４６は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザダイオード（ＬＤ）などの半導体光源であってもよいことに留意する。更に、本願発明の第１の実施形態において、光源は、第１および第２のイメージ・センサが、光源によって発される光への光電感度性でである限りどんなスペクトル域のものであってもよい。更に、本願発明の第１の実施形態において、光源は、単色のものに限られていない。例えば白色光源のような広いスペクトル域がある多色光源が可能である。
【００２３】
図１を参照すると、画像形成モジュール１６０は、次に、画像保存、画像前処理、特徴抽出、画像の組合せ、その他を実行する画像処理モジュール１８０に複数の感知された画像を送る。図１で示すように、好適には、画像処理モジュール１８０は、データバッファ１８２（メモリ１８２）、および、画像形成モジュール１６０からの処理データのための処理ユニット（例えば中央演算処理装置）１８４を備える。
【００２４】
本願発明の第１の実施形態において、２つの照明コンポーネント、すなわち、平行照明コンポーネント１４２と拡散性照明コンポーネント１４４とは、同時にスイッチを入れられない、しかし、交替にサブストレート１２０を照明するのに用いられる。第１の画像形成コンポーネント１６２は、平行照明コンポーネント１４２のスイッチが入ったとき、あるいは、拡散性照明コンポーネント１４４のスイッチが入ったときにも動作しうる。一方、第２の画像形成コンポーネント１６４は、拡散性照明コンポーネント１４４のスイッチが入ったときだけ動作する。したがって、欠陥検出システム１００のオペレーションは、以下のように進めることができる。サブストレート１２０が、照明モジュール１４０と画像モジュール１６０とを通過して動かされるにつれて、平行照明コンポーネント１４２の第１の光源２４２は、スイッチを入れられる。一方、第１の画像形成コンポーネント１６２がサブストレート１２０から反射される光をキャプチャし始め、それによって、第１のチャネル検知を実行する。次に、平行照明コンポーネント１４２の第１の光源２４２は、スイッチを切られ、そして、拡散性照明コンポーネント１４４の第２の光源２４６は、スイッチを入れられる。一方、第１の画像形成コンポーネント１６２、及び、第２の画像形成コンポーネント１６４は、サブストレート１２０を通して伝送された光と、サブストレート１２０から反射される光とを、それぞれ、キャプチャし始め、それによって、第２のチャネル検知と第３のチャネル検知とを同時に実行する。第２および第３のチャネル検出が、最初に実行され、それから、第１のチャネル検知が実行されることは、明らかに当業者にとって可能である。
【００２５】
上に記載したように、図１の欠陥検出システム１００は、照明コンポーネント１４２、１４４および画像形成コンポーネント１６２、の動作タイミングを制御するのに用いられる制御モジュール１９０を備えている。次に、本願発明の第１の実施形態の欠陥検出システム１００の制御モジュール１９０が、図３を参照して記載される。制御モジュール１９０は、照明コンポーネントと画像形成コンポーネントの各々のトリガー・タイミングをコントロールするための外部トリガーの働きをする。制御モジュール１９０は、パルス・トリガーの任意のタイプであってよい。例えばエンコーダであるが、それに限られるものではない。
【００２６】
具体的には、制御モジュール１９０は、サブストレート１２０の変位を感知し、すべてのチャネル検出が、動作期間毎の時間内に完了するように制御するのに用いられる。動作期間は、サブストレート１２０が特定の変位ΔＬ＝Ｐ／Ｍを動かす期間を意味する。ここで、Ｐは、画像形成コンポーネントにおけるイメージ・センサのピクセル幅を表し、Ｍはイメージセンサの画像形成拡大倍率を表す。制御モジュール１９０は、次に、１つの動作期間を、同時に動作しない検出チャネルのグループｎに基づいて（ｎは、２以上の正整数である）ｎの等しいまたは等しくない部分に分割し、図３に示されるトリガーパルス・シーケンスＴｉ（ｉは、正整数である）となる。具体的には、本願の実施形態の３−チャネル構成において、第１のチャネル検出、次に第２、第３のチャネル検出が、１つの動作期間ΔＴで実行されるので、１つの動作期間ΔＴは、例えばＴ１とＴ２、すなわちｎ＝２の２つのトリガーパルスを含む。制御モジュール１９０はまた、光源からの照明が安定である時に、照明されたサブストレートをスキャンするように、画像形成コンポーネントの各々の活動を制御する。１つの動作期間に含まれるｎパルスの期間は、等しくても、等しくなくてもよいことに留意する。例えば、反射チャネルから得られるデータの信号対雑音比を改善するために、反射チャネルの期間は、伝送チャネルのそれより長く設定することができる。
【００２７】
次に、制御モジュール１９０のオペレーションを、光源と画像形成コンポーネントの各々に関して制御することが、図３に示されるトリガーパルス・シーケンスを参照して記述される。Ｔ１パルス期間の間、制御モジュール１９０によって発生するパルス１の前縁の特定の遅れの後、第１の光源２４２のスイッチが入り、（パルス期間より少ない）特定のパルス幅の間サブストレート１２０を照明する。第１の画像形成コンポーネント１６２の第１のイメージ・センサ２６２は、第１の光源２４２スイッチが入った後に光を感知し始める。第１の光源２４２は次に、パルス２の前縁が来る前に、スイッチを切られ、第１のイメージ・センサ２６２が感知するのを止めるように制御される。第１の光源２４２の期間が進行している間、第２の光源２４６は、オフ状態を保たれ、第２のイメージ・センサ２６６は、光を感知しない状態にあり、第１の画像形成コンポーネント１６２は、サブストレート１２０から反射される光をキャプチャし、画像処理モジュール１８０に、得られたデータを送る。イメージング処理モジュール１８０は、次に、受信データをバッファ１８２内の第１の画像形成コンポーネント１６２のための配列に格納する。
【００２８】
パルス２の前縁の特定の遅れの後に、第２の光源２４６のスイッチが入り、特定のパルス幅の間、サブストレート１２０を照明する。第１のイメージ・センサ２６２と第２のイメージ・センサ２６６は、第２の光源２４６のスイッチが入った後、光を感知し始める。パルス３の前縁が来る前に、第２の光源２４６は、次に、スイッチを切り、第１のイメージ・センサ２６２と第２のイメージ・センサ２６６が感知するのを止めるように制御される。第２の光源２４６の期間が進行している間、第１の光源２４２はオフに保たれ、一方、第１の画像形成コンポーネント１６２と第２の画像形成コンポーネント１６４とは、それぞれ、サブストレート１２０を通して伝送され、また、サブストレート１２０から反射される光をキャプチャする。そして、画像処理モジュール１８０に、得られたデータを送る。画像処理モジュール１８０は、次に、第１の画像形成コンポーネント１６２と第２の画像形成コンポーネント１６４から受け取られたデータを、それぞれ、バッファ１８２内の画像形成コンポーネントの両方ものための配列に格納する。
【００２９】
同様に、奇数のパルス期間Ｔ２ｊ−１（ｊは正整数である）の間、第１の光源２４２と第１のイメージ・センサ２６２は、動作し、第１の画像形成コンポーネント１６２から得られるデータは、バッファ１８２に格納される。一方、偶数のパルス時間Ｔ２ｊ（ｊは正整数である）の間、第２の光源２４６は、第１および第２のイメージ・センサ２６２と２６６と共に動作し、第１および第２の画像形成コンポーネント１６２と１６４から得られるデータは、バッファ１８２に格納される。
【００３０】
図４は、本願発明の第１の実施形態の上記の３−チャネル構成によって得られる生画像を表す。図４Ａは、第１の画像形成コンポーネント１６２の第１のイメージ・センサ２６２で得られる生画像、２本のチャネル、第１のチャネルと第２のチャネル、からデータを含む生画像を表す。図４Ａに示された生画像は、交互の輝線と暗線で格子のパターンのように見える。暗線は、奇数のパルス時間Ｔ２ｊ−１の間に第１のチャネルから得られるデータを表し、輝線は、偶数のパルス時間Ｔ２ｊの間に、第２のチャネルから得られるデータを表す。第１のチャネルが明視野反射チャネルであり、一方、第２のチャネルが明視野伝送チャネルであるからである。図４Ｂは、第２の画像形成コンポーネント１６４の第２のイメージ・センサ２６６で得られる生画像を示す。図４Ｂの生画像が、偶数のパルス期間Ｔ２ｊの間の第３のチャネルからのデータが得られることを表すだけであるので、画像は、図４Ａに示されているものの１／２サイズである。
【００３１】
次に、図４Ａに示される画像は、切り離されて、再結合される。具体的には、奇数のパルス時間Ｔ２ｊ−１の間に、第１のチャネルから得られるデータが、抽出されて、図４Ｃに示される画像に再結合され、第２のチャネルから得られる残りのデータが偶数のパルス時間Ｔ２ｊの間に、図４Ｄで示される画像に再結合される。このように、同じサイズの３つの画像、すなわち、図４Ｃで示される第１のチャネルからデータを表す画像、図４Ｄで示される第２のチャネルからデータを表している画像、および、図４Ｂに示される３本目のチャネルからデータを表している画像が得られる。画像処理モジュール１８０の処理ユニット１８４は、サブストレート１２０の欠陥を識別して、分類するために、得られた３つの画像の上で特徴抽出を実行する。そのような特徴抽出は、たとえば、欠陥プロフィール、グレイスケールの変化、グレイスケールの平均値、および、欠陥のその他特徴とコアサイズの計算、欠陥分類のための変形サイズおよび他の主要パラメータの分析を含む。さらにいえば、複数のチャネルから得られる処理データによって、欠陥がサブストレートの上面に位置するのか、下面または内部に位置するのかを正確に判断することができる。内部欠陥の深ささえ決定することができる。
【００３２】
なお、本願の実施形態において、データは、画像処理モジュール１８０のバッファ１８２に、画像形成コンポーネントの各々に対して格納されることに留意する。明らかに、高いリアルタイム検出パフォーマンスが必要とされるときには、たとえば、オンライン検出が実行されるときには、データは、バッファ１８２に検出チャネルの各々に対して格納することができる。そのような場合に、図４Ｃと図４Ｄで示す検出チャネルの各々に対する画像を、上記の分離と再結合操作の必要なく、直接得ることができる。
【００３３】
本願の実施形態の欠陥検出システム１００が、例えば、バブル、石、かき傷、チップ、酸化スズ（スラグ、Ｄｒｏｓｓ、Ｔｉｎ  ｐｉｃｋ  ｕｐ）ノットなど種々の欠陥を正確に同定し、分類することができることが実験的に示される。先行技術の欠陥検出システムと比較して、図２に示される欠陥検出システム１００は、コンパクトで、小さいサイズである。さらにいえば、照明光源が熱放散を容易にするパルスモードで動作するので、光源は長い寿命を有し、より高い輝度を提供することができる。更に、チャンネル間干渉を取り除いた多重チャネルから得られる統合データを分析することによって、欠陥検出とカテゴリ化に対する、サブストレート上のちりの効果がかなり弱められることも実験的に示される。したがって、本願の実施形態の上記の構成によって、検出の前にサブストレートをクリーンにすることは、不必要である。それにより、クリーニング装置および、そのオペレーションの費用を節約し、いくつかの特定のアプリケーションにおける、サブストレートのクリーニングできないという必要条件を満たすことができる。
【００３４】
当業者は、本願発明は、開示されたとおりの形に限られておらず、バリエーションがあり得、変更が明らかであることを認識する。例えば、本願の実施形態の欠陥検出システムにおいて、検出チャネルの数は、３に限られておらず、画像形成コンポーネントの数は、２に限られておらず、２つ以上の光源を使うことができる。さらに、より大きなサイズのサブストレートの場合には、画像形成コンポーネントの複数のグループを使うことができ、各々のグループが、一つ以上の画像形成コンポーネントを備え、光源と共に検出チャネルから特定のモードを造る。
【００３５】
例えば、本願発明の第１の実施形態の修正において、図２に示される３−チャネル光学構成と類似している４−チャネル光学構成を使うことができる。ただし、図２の中の平行照明コンポーネント１４２は、拡散性照明コンポーネント６４２に置き換えられる。制御モジュール１９０は、拡散性照明コンポーネント６４２と１４２のいずれか一つのスイッチが入り、それによってサブストレート１２０に関して２本の反射検出チャネルと２本の伝達検出チャネルを造る、ときに、第１の画像形成コンポーネント１６２と第２の画像形成コンポーネント１６４との各々が、画像をキャプチャするように制御する。また、本願発明の第２の実施形態は、図５Ａと図５Ｂに示される２−チャネル光学構成を使うことができる。ここでは、図２に示される３−チャネル光学構成と比較して、画像形成コンポーネント１６２だけが使われ、第２の画像形成コンポーネント１６４は削除される。図５Ａに示される２−チャネル光学構成において、第１の光源１４２と画像形成コンポーネント１６２は、明視野反射モードである第１のチャネルを造り、一方、第２の光源１４４と画像形成コンポーネント１６２は、明視野伝送モードの第２のチャネルを造る。制御モジュール１９０は、２つの光源１４２、１４４を、トリガーパルスによって交替にスイッチを入れるように制御し、そして、光源１４２と１４４の各々のスイッチが入るときに、動作するように画像形成コンポーネント１６２を制御する。それによって、第１のチャネルと第２のチャネルからデータを得る。第１のチャネルからのデータは、酸化スズ、石、サブストレート１２０のバブルやノットのような欠陥を検出するのに用いることができる。そして、欠陥の深さは、反射チャネルからのゴーストイメージに基づいて決定することができる。第２のチャネルからのデータは、サブストレート１２０の欠陥の形とサイズを決定するのに用いることができる。図５Ｂに示される別の２−チャネル構成において、第１の光源１４２と画像形成コンポーネント１６２は、暗視野反射モードである第１のチャネルを造り、一方、二番目の光源１４４および画像形成コンポーネント１６２は、明視野伝送チャネルである第２のチャネルを造る。同様に、制御モジュール１９０は、２つの光源１４２、１４４を、トリガーパルスによって交替にスイッチを入れるように制御し、そして、光源１４２と１４４の各々のスイッチが入ったときに、動作するように画像形成コンポーネント１６２を制御する。それによって、サブストレートの上、または、内部の欠陥の種々のタイプを検出するために、異なるモードの検出チャネルからデータを得る。
【００３６】
また、例えば、本願発明の第３の実施形態の検出システムは、１つの画像形成コンポーネント１６２と複数の（図６に示される実施形態の３つの）照明コンポーネント１４２、１４４、７４６を使用することができる。図６に図示されるように、照明コンポーネント１４４はサブストレート１２０の他の側にあるが、照明コンポーネント１４２、７４６は、画像形成コンポーネント１６２と同じサブストレート１２０の側に位置し、ここで照明コンポーネント１４２と７４６は、異なる照明角度の画像形成コンポーネント１６２に相対して、サブストレート１２０に暗視野反射照明を提供する。一方、照明コンポーネント１４４は、画像形成コンポーネント１６２に相対して、サブストレート１２０に明視野透過照明を提供する。制御モジュール１９０は、照明コンポーネント１４２と照明コンポーネント７４６とが、同時に、または、同時にではなくスイッチを入れてもよいが、しかし、それらのどちらかが、照明コンポーネント１４４と同時にスイッチを入れられるようにオペレーションの制御を実行する。制御モジュール１９０はまた、画像形成コンポーネント１６２が、サブストレート１２０が照明されるサブストレート１２０をスキャンするように、制御する。
【００３７】
図７は、本願発明の第４の実施例に従う、４−チャネル光学構成を例示する。図７で示すように、システム１００は、４つの検出チャネル、すなわち、第１の検出チャネル、第２の検出チャネルと、第３の検出チャネルと、第４の検出チャネルとを含む。
【００３８】
第１の検出チャネルは、サブストレート１２０の一方の側に位置し、赤色光をサブストレート１２０に送ることと青色光を反射することができる二クロム・ミラー３１０と、サブストレート１２０の一方の側に位置し、赤色光と青色光を発することができるデュアル・カラー照明コンポーネント１４８と、サブストレート１２０の反対の別の側に位置する第１の画像形成コンポーネント１６２を含むことができる。デュアル・カラー照明コンポーネント１４８は、デュアル・カラーＬＥＤであってもよい。第１の検出チャネルにおいて、デュアル・カラー照明コンポーネント１４８は、二クロム・ミラー３１０に赤色光を発することができる。二クロム・ミラー３１０は、それを通してデュアル・カラー照明コンポーネント１４８から受け取られた赤色光をサブストレート１２０に、送ることができる。そして、第１の画像形成コンポーネント１６２は、二クロム・ミラー３１０からの赤色光を感知することによって、サブストレート１２０の画像を提供するために、サブストレート１２０をスキャンする。そして、サブストレート１２０を通して伝送する。すなわち、第１の検出チャネルにおいて、デュアル・カラー照明コンポーネント１４８は、二クロム・ミラー３１０を介して第１の画像形成コンポーネント１６２に関して明視野透過照明をサブストレート１２０に提供する。
【００３９】
第２の検出チャネルは、サブストレート１２０の一方の側に位置する二クロム・ミラー３１０と、デュアル・カラー照明コンポーネント１４８と第２の画像形成コンポーネント１６４とを含むことができる。第２の検出チャネルにおいて、デュアル・カラー照明コンポーネント１４８は、二クロム・ミラー３１０に赤色光を発することができ、二クロム・ミラー３１０は、それを通してデュアル・カラー照明コンポーネント１４８から受け取られる赤色光を、サブストレート１２０に、送ることができる。第１の画像形成コンポーネント１６２は、二クロム・ミラー３１０からの、およびサブストレート１２０によって反射された赤色光を感知することによって、サブストレート１２０の画像を提供するために、サブストレート１２０をスキャンする。すなわち、第２の検出チャネルにおいて、デュアル・カラー照明コンポーネント１４８は、二クロム・ミラー３１０を介して、第２の画像形成コンポーネント１６４に関して明視野反射照明をサブストレート１２０に提供する。
【００４０】
第３の検出チャネルは、二クロム・ミラー３１０と、デュアル・カラー照明コンポーネント１４８と、第１の画像形成コンポーネント１６２と、サブストレート１２０の一方の側に置いた反射ミラー３１２と、サブストレート１２０の反対の別の側に置かれた反射ディフューザ３１４とを含むことができる。第３の検出チャネルにおいて、デュアル・カラー照明コンポーネント１４８は、二クロム・ミラー３１０に青色光を発することがでいる。
二クロム・ミラー３１０は、デュアル・カラー照明コンポーネント１４８から受け取られる青色光を反射することができる。反射ミラー３１２は、二クロム・ミラー３１０によって反射される青色光を受けることができ、受け取った青色光を反射することができる。反射ディフューザ３１４は、反射ミラー３１２によって反射される青色光を受けることができ、拡散性青色光を形成して、サブストレート１２０に拡散性青色光を発することができる。そして、反射ディフューザ３１４からの、および、サブストレート１２０によって反射された青色光を感知することによって、サブストレート１２０の画像を提供するために、第１の画像形成コンポーネント１６２はサブストレート１２０をスキャンする。すなわち、第３の検出チャネルにおいて、デュアル・カラー照明コンポーネント１４８は、二クロム・ミラー３１０と反射ミラー３１２と反射ディフューザ３１４を介して第１の画像形成コンポーネント１６２に関して、明視野反射照明をサブストレート１２０に提供する。
【００４１】
第４の検出チャネルは、二クロム・ミラー３１０と、デュアル・カラー照明コンポーネント１４８と、第２の画像形成コンポーネント１６４と、反射ミラー３１２と反射ディフューザ３１４とを含むことができる。第４の検出チャネルにおいて、デュアル・カラー照明コンポーネント１４８は、二クロム・ミラー３１０に青色光を発することができる。二クロム・ミラー３１０は、デュアル・カラー照明コンポーネント１４８から受け取られる青色光を反射することができる。反射ミラー３１２は、二クロム・ミラー３１０によって反射される青色光を受けることができ、そして、受け取った青色光を反射することができる。反射ディフューザ３１４は、反射ミラー３１２によって反射される青色光を受けることができ、拡散性青色光を形成して、サブストレート１２０に拡散性青色光を発する。そして、第２の画像形成コンポーネント１６４は、反射ディフューザ３１４からの青色光を感知し、サブストレート１２０を通して伝送することによって、サブストレート１２０の画像を提供するためにサブストレート１２０をスキャンする。すなわち、第４の検出チャネルにおいて、デュアル・カラー照明コンポーネント１４８は、二クロム・ミラー３１０と反射ミラー３１２と反射ディフューザ３１４を介して第２の画像形成コンポーネント１６４に関して、サブストレート１２０に明視野透過照明を提供する。
【００４２】
デュアル・カラー照明コンポーネント１４８は、照明コンポーネントを拡散性照明コンポーネントまたは平行照明コンポーネントを含むことができ、そして、パルスモードで動作することができる。第１の画像形成コンポーネント１６２と第２の画像形成コンポーネント１６４は、サブストレート１２０の画像を提供するために、サブストレート１２０の実質的に同じゾーンをスキャンすることができる。
【００４３】
図８は、本願発明の第４の実施例に従う、４−チャネル光学構成におけるデュアル・カラー照明コンポーネントと、前記第１の画像形成コンポーネントと前記第２の画像形成コンポーネントと、のワークタイミングを示しているタイムチャートである。
【００４４】
図８で示すように、制御モジュール１９０は、交替に赤色光と青色光を発するようにデュアル・カラー照明コンポーネント１４８を制御することができる。そして、第１の画像形成コンポーネント１６２と第２の画像形成コンポーネント１６４を、デュアル・カラー照明コンポーネント１４８が赤色光と青色光を発する時に同時にサブストレート１２０をスキャンするように制御することができる。第１の画像形成コンポーネント１６２のスキャン期間（露出時間）は、第１の画像形成コンポーネント１６２と同じ検出チャネルに含まれた照明コンポーネントが前記サブストレートに反射照明を提供するとき、第１の画像形成コンポーネント１６２と同じ検出チャネルに含まれた照明コンポーネントが、前記サブストレートに透過照明を提供するときの第１の画像形成コンポーネント１６２の露出時間より大きい。また、第２の画像形成コンポーネント１６４と同じ検出チャネルに含まれた照明コンポーネントが、前記サブストレートに透過照明を提供するときの第２の画像形成コンポーネント１６４の露出時間より大きい。第２の画像形成コンポーネント１６４と同じ検出チャネルに含まれた照明コンポーネントが、前記サブストレートに反射照明を提供するときの第２の画像形成コンポーネント１６２のスキャン期間（露出時間）は、第２の画像形成コンポーネント１６４と同じ検出チャネルに含まれた照明コンポーネントが、前記サブストレートに透過照明を提供するときの第２の画像形成コンポーネント１６４の露出時間より大きく、第１の画像形成コンポーネント１６２と同じ検出チャネルに含まれた照明コンポーネントが、前記サブストレートに透過照明を提供するときの第１の画像形成コンポーネント１６２の露出時間より大きい。
【００４５】
当業者は、上記の第４の実施形態において、第１、第２、第３および第４の検出チャネルは、赤色光と青色光を発し、照明を提供することができるデュアル・カラー照明コンポーネント１４８を使用することを理解する。しかし、本願発明はそれに制限されるものではない。
【００４６】
本願発明のいくつかの他の実施形態において、第１および第２の検出チャネルは、照明を提供するために赤色光を発することができる第１の照明コンポーネントを使うことができる。第３と第４の検出チャネルは、照明を提供するために青色光を発することができる第２の照明コンポーネントを使うことができる。そして、第１の照明コンポーネントと第２の照明コンポーネントは、デュアル・カラー照明コンポーネント１４８と同じ位置に置かれる。制御モジュール１９０は、第１の照明コンポーネントと前記第２の照明コンポーネントが、交替に二クロム・ミラー３１０に光を発するように制御することができる。そして、第１の画像形成コンポーネント１６２と第２の画像形成コンポーネント１６４を、第１の照明コンポーネントと第２の照明コンポーネントとが光を発するときに、同時にサブストレート１２０をスキャンするように制御することができる。
【００４７】
当業者は、上記の第４の実施形態において、赤色光と青色光が、照明を提供する第１の色光と第２の色光として、使用されることを理解する。しかし、本願発明はそれに制限されるものではない。本願発明のいくつかの他の実施形態において、第１の色光は、赤色光以外の他のカラー光であることができ、第２の色光は、青色光以外の他の色光であることができる。
【００４８】
当業者は、上記の第４の実施形態において、第１の画像形成コンポーネント１６２と同じ検出チャネルに含まれた照明コンポーネントが、前記サブストレートに反射照明を提供するときの第１の画像形成コンポーネント１６２の露出時間は、第１の画像形成コンポーネント１６２と同じ検出チャネルに含まれた照明コンポーネントが前記サブストレートに透過照明を提供するときの第１の画像形成コンポーネント１６２の露出時間より大きく、また、第２の画像形成コンポーネント１６４と同じ検出チャネルに含まれた照明コンポーネントが前記サブストレートに透過照明を提供するときの第２の画像形成コンポーネント１６４の露出時間より大きく、そして、第２の画像形成コンポーネント１６４と同じ検出チャネルに含まれた照明コンポーネントが前記サブストレートに反射照明を提供するときの第２の画像形成コンポーネント１６４の露出時間は、第２の画像形成コンポーネント１６４と同じ検出チャネルに含まれた照明コンポーネントが前記サブストレートに透過照明を提供するときの第２の画像形成コンポーネント１６４の露出時間より大きく、第１の画像形成コンポーネント１６２と同じ検出チャネルに含まれた照明コンポーネントが前記サブストレートに透過照明を提供するときの第１の画像形成コンポーネント１６２の露出時間より大きいことを理解する。
【００４９】
本願発明のいくつかの他の実施形態において、第１の画像形成コンポーネント１６２と同じ検出チャネルに含まれた照明コンポーネントが、前記サブストレートに反射照明を提供するときの第１の画像形成コンポーネント１６２の露出時間は、また、第１の画像形成コンポーネント１６２と同じ検出チャネルに含まれた照明コンポーネントが前記サブストレートに透過照明を提供するときの第１の画像形成コンポーネント１６２の露出時間に等しいか、あるいは、それより短い。また、第２の画像形成コンポーネント１６４と同じ検出チャネルに含まれた照明コンポーネントが前記サブストレートに透過照明を提供するときの第２の画像形成コンポーネント１６４の露出時間に等しいか、あるいは、それより短い。第２の画像形成コンポーネント１６４と同じ検出チャネルに含まれた照明コンポーネントが前記サブストレートに反射照明を提供するときの第２の画像形成コンポーネント１６４の露出時間は、また、第２の画像形成コンポーネント１６４と同じ検出チャネルに含まれた照明コンポーネントが、前記サブストレートに透過照明を提供するときの第２の画像形成コンポーネント１６４の露出時間に等しいか、あるいは、それより短い。第１の画像形成コンポーネント１６２と同じ検出チャネルに含まれた照明コンポーネントが、前記サブストレートに透過照明を提供するときの第１の画像形成コンポーネント１６２の露出時間に等しいか、あるいは、それより短い。
【００５０】
当業者は、第１、第２、第３、第４の実施形態において、照明コンポーネントは、明視野照明をサブストレートに提供することを理解する。しかし、本願発明はそれに制限されるものではない。本願発明のいくつかの他の実施形態において、照明コンポーネントは、暗視野照明をサブストレートに提供もすることができる。
【００５１】
本願発明のすべての態様についての前述の説明は、図示し、説明する目的で与えられる。多くのバリエーションと変化が明らかであり、本願発明を徹底的に記述するとか、開示されたとおりの形に制限することを意図するものではない。したがって、本願発明は、開示された特定の実施形態に制限されず、特許請求の範囲によって定義されるすべて可能な修正や変更をカバーすることを意図していることが理解されなければならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ−４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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