(57)【要約】【課題】基板の欠陥が表面の欠陥なのか裏面の欠陥なのかを区別できる検査装置を提供することにある。【解決手段】  反射光の偏光依存性の最も大きくなるブリュースター角に近くなるよう設置した光源と、その反射光を撮影する偏光カメラを用いて、表面の欠陥なのか裏面の欠陥なのかを判別する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、偏光情報の２次元化ができるカメラからなる撮影装置の方向が、検査対象物に対してブリュースター角になるよう配置したことを特徴とする検査装置。
【請求項２】
上記撮影装置に、偏光情報を取得できるリニアセンサを用いた検査装置。
【請求項３】
上記撮影装置の偏光情報を取得する手段にフォトニック結晶偏光子を用いることを特徴とする請求項１から請求項２に記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、検査対象に対して光源とカメラをブリュースター角になるよう配置した検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  誘電体（ガラス等）や半導体の基板では微小な欠陥による凹凸でも回路の断線、液晶分子の配向ばらつきを引き起こす。特にフラットパネルディスプレイ用のガラス基板は非常に大型化が進んでおり、欠陥の検出はＣＣＤカメラ等を使った方法に頼らざるを得ない。【０００３】  カメラを使った手法は基板の欠陥を検出するのに十分機能する。しかしその欠陥が、基板の表側にあるのか、裏側にあるのかを判別することが非常に困難である。ディスプレイ用ガラス基板においては、薄膜層側の欠陥が品質劣化を引き起こすため、区別することが必要となっている。【０００４】  一方、ＣＣＤやＣＭＯＳからなるエリアセンサと、微細な偏光子アレイとを組合わせた偏光の２次元分布画像を取得することができるカメラが報告されている。これはＣＣＤカメラのピクセルに対して、透過偏光軸が異なる微小偏光子が１つずつ配置されており、各画素の出力から偏光状態を計算するものである。
【特許文献１】  特開２００１−８３３２１号公報  （偏光子特許）
【特許文献２】  特開平１０−３３５７５８号公報  （基本）
【特許文献３】  特開平５−１１３３７１号公報  （偏光カメラ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本発明が解決する課題は、基板の欠陥が表面の欠陥なのか裏面の欠陥なのかを区別することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明の概略は、反射光の偏光依存性の最も大きくなるブリュースター角に近くなるよう設置した光源と、その反射光を撮影する特許文献３による偏光カメラを用いて表面の欠陥なのか裏面の欠陥なのかを判別する方法である。【０００７】  光はブリュースター角に近づくと、偏光が強くなる。Ｓ偏光成分は入射角が大きくなるにつれ、反射率が単調に大きくなる一方で、Ｐ偏光成分はブリュースター角に近づくと反射率が低下する。そのため、ブリュースター角で反射した光はＳ偏光成分のみとなり、図１に示すように非常に偏光が強く（消光比が大きく）なる。【０００８】  一方欠陥に照射された光は散乱光となりランダムな偏光の足し合わせとなり偏光は弱くなる。【０００９】  通常のカメラでは偏光を捉えることはできず、光が強いか弱いかを捉えるのみである。一方、特許文献３による偏光カメラを用いることで、偏光の情報を得ることができ、その偏光の長軸方向または、偏光の強さを２次元分布として画像化することができる。また偏光カメラは同時に通常のカメラによる画像も同時に生成できる。リニアセンサ型の偏光カメラであっても同様である。【００１０】  表面の欠陥の場合と、裏面の欠陥の場合の本検査装置による観測例を図２に示す。通常のカメラでは光の明暗のみが検出されるため、表面の欠陥でも裏面の欠陥でも同じコントラストで撮影される。一方、偏光カメラを用いた観測例を図３に示す。表面の欠陥で散乱された光は偏光が弱くなり、偏光カメラに受光され、裏面の欠陥で散乱された光はいったん散乱のため偏光が弱くなるが、表面で強く偏光した光と足しあわされるため、表面の欠陥のみで散乱した光との間に偏光の強さの差を生じる。偏光カメラはこの偏光の強さを濃淡として撮影像を生成できるため、観測した欠陥が表面か裏面かを判定することができる。【００１１】  図２、図３では欠陥が凸の場合を示しているが、欠陥が凹であっても同様である。
【発明の効果】
【００１２】  本発明の欠陥検査装置は、基板の欠陥が、表面にあるか、裏面にあるか判別することを可能にするものである。大面積のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の検査工程など用途は広く、新しい検査技術を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  図４は本発明の欠陥検査装置の構造を示す図である。保持機構のある光源４０１により、ブリュースター角θＢになるように照明でき、その反射光を保持機構のある偏光カメラ４０２が受光出来るように配置してある。偏光カメラ４０２により偏光の強度が２次元分布として撮影できる。【００１４】  偏光子アレイとしては特許文献１に記載されているフォトニック結晶からなる偏光子を用いる。偏光子アレイのパタンの１例を図５に示す。透過する偏光方向を矢印で表している。透過軸が０°、４５°、９０°、１３５°の４つの微小偏光子がアレイ状に配置されたフォトニック結晶偏光子５０２と、ＣＣＤ５０１のピクセル周期と一致して繰り返し配置されている。ＣＣＤ５０１のサイズや画素数は任意に選ぶことができるが、例えば周期が１０ミクロン、素子数は１００万のものを使用することができる。また読み取り速度はＵＳＢ２．０インターフェースを使用した際に１０秒／フレーム程度である。
【実施例】
【００１５】  図６は本発明の欠陥検査装置６０４の使用例を示す図である。光源６０１により、検査対象６０２をブリュースター角θＢになるように照明し、その反射光を偏光カメラ６０３が受光出来るように配置してある。偏光カメラ６０３により受光された光は電気信号に変換され、計算機により、偏光の強度または偏光の長軸方向が２次元分布として画像化できる。【００１６】  サイズの大きい基板の場合は、被写体に駆動機構を設けて移動させてもかまわないし、検査装置自体を移動させてもかまわない。【００１７】  より高速に詳細な偏光情報を取得する場合には、撮像素子をＣＣＤからリニアセンサにしてもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】反射率、消光比の角度依存性を表す図
【図２】通常のカメラによる観測の概略を表す図
【図３】偏光カメラによる観測の概略を表す図
【図４】本発明の構造を表す図
【図５】フォトニック結晶偏光子のアレイパタンを表わす図
【図６】本発明の実施例を表わす図
【符号の説明】
【００１９】２０１  表面の欠陥
２０２  裏面の欠陥
３０１  表面の欠陥
３０２  裏面の欠陥
４０１  光源
４０２  偏光カメラ
５０１  ＣＣＤ
５０２  フォトニック結晶偏光子
６０１  光源
６０２  偏光カメラ
６０３  検査基板
６０４  欠陥検査装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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