发明名称 透光性物质之非均匀性检查方法及其装置、透明基板之筛选方法
摘要 本发明系提供一种透光性物质之非均匀性检查方法,系利用镜31、32将由雷射器2所产生的雷射光L,由引进面引进透明基板l内。使引进该透明基板l内部的雷射光,在透明基板l表面(主表面与端面)重复全反射,呈现几乎封闭在基板内l的状态。惟当该透明基板l表面具如伤痕等非均匀部份时,则无法满足全反射条件,而使光由该非均匀部份外泄。利用透镜系统7,使该外泄的光显像于该CCD6上,并利用影像处理装置12进行影像处理。所检测出的影像,在全黑背景中,具伤痕等非均匀部份将呈现可见的线状、点状等光亮,而可检测出极细微的伤痕等非均匀部份。
申请公布号 TW396274 申请公布日期 2000.07.01
申请号 TW087111712 申请日期 1998.08.20
申请人 厚亚股份有限公司 发明人 田边胜
分类号 G01N21/88 主分类号 G01N21/88
代理机构 代理人 詹铭文 台北巿罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种透光性物质的非均匀性检查方法,系将雷射光引进于透光性物质内,并检查透光性物质之非均匀性的方法,其中,该透光性物质,系具备有至少一组将所射入透光性物质内的雷射光重复全反射,并形成相对向的全反射面,以及于该全反射面间重复进行全反射并在雷射光前进方向的相对向设置,将该雷射光全反射而返折回该全反射面之至少一组的返折面;当该透光性物质内之光路属光学均匀之情况时,将传播于透光性物质内并射入于该全反射面及返折面之雷射光,予以全反射,且在至少一组返折面间进行往返方式的传播,藉由该传播使雷射光普照由该全反射面及返折面所形成的待检查区域方式,射入雷射光;俾当该雷射光射入该透光性物质内部并进行传播之光路中,存有非均匀部分时,将可由检查出从该全反射面及/或该返折面所泄漏出的光,而对透光性物质的非均匀性进行检查。2.如申请专利范围第1项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,该雷射光系以实质上在该全反射面及该返折面处,无存在雷射光外泄之几何光学奇异点方式下予以引进者。3.如申请专利范围第1项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,相对于所引进雷射光的波长n,该透光性物质的折射率为nt,而接触透光性物质之外界介质的折射率为ni;该雷射光的引进,系当光射入该全反射面与返折面的角度为ik(k系指将雷射光引进透光性物质内之后,使射入该全反射面及返折面的位置,依照射入位置顺序,设定成k=1,2,3,…)时,ik在全反射面与返折面上,超过sin=ni/nt所代表之临界角以上方式者。4.如申请专利范围第1.2或3项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,该雷射光引进方式,系使以几何光学引进该透光性物质内的雷射光,至少在最初接触的该全反射面或该返折面上,所有的雷射光均全反射方式者。5.如申请专利范围第1.2或3项所述透光性物质的非均匀性检查方法,系在其中一个全反射面、与至少一个该返折面所包围处,设置引进该雷射光的引进面。6.如申请专利范围第5项所述透光性物质的非均匀性检查方法,该雷射光之引进,系使雷射光仅由该引进面、及该引进面与全反射面所形成角度约略相同之面射出方式,进行雷射光引进者。7.如申请专利范围第6项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,至少该引进面系经镜面研磨处理者。8.如申请专利范围第6项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,该雷射光的引进方式,系针对该全反射面大小为L、该引进面宽度为d、该雷射光波长为时,使该透光性物质的折射率为nt、与透光性物质接触的外界介质折射率为ni,该雷射光的光束径为、该雷射光射入该全反射面及该返折面的角度为ik(k系指将雷射光引进透光性物质内之后,使射入该全反射面及返折面的位置,依照射入位置顺序,设定成k=1,2,3,…;将雷射光引进后,最初射入全反射面及返折面的入射角度设定为1)、在该全反射面的反射次数为m;而当m为由L、d、nt()、ni、、1所形成的函数时,使所有的ik在临界角以上范围内,m为基准设定値以上方式决定L、d、nt()、ni、、或1中任何一项条件,再由引进面引进雷射光者。9.如申请专利范围第7项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,该雷射光的引进方式,系针对该全反射面大小为L、该引进面宽度为d、该雷射光波长为时,使该透光性物质的折射率为nt、与透光性物质接触的外界介质折射率为ni,该雷射光的光束径为、该雷射光射入该全反射面及该返折面的角度为ik(k系指将雷射光引进透光性物质内之后,使射入该全反射面及返折面的位置,依照射入位置顺序,设定成k=1,2,3,…;将雷射光引进后,最初射入全反射面及返折面的入射角度设定为1)、在该全反射面的反射次数为m;而当m为由L、d、nt()、ni、、1所形成的函数时,使所有的ik在临界角以上范围内,m为基准设定値以上方式决定L、d、nt()、ni、、或1中任何一项条件,再由引进面引进雷射光者。10.如申请专利范围第1.2或3.6.7项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,该全反射面与该返折面系具有相互直交关系者。11.如申请专利范围第6项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,该全反射面与该返折面系具有相互直交关系者。12.如申请专利范围第7项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,该全反射面与该返折面系具有相互直交关系者。13.如申请专利范围第1.2或3项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,在由该一组全反射面与一组返折面所包夹而成之透光性物质待检查区域中,在对利用雷射光传播于透光性物质内部,使布满光线的该待检查区域中之一平面进行非均匀性检查后,将该检查平面,相对于该透光性物质,以光埋入待检查区域方向进行相对移动,而施行待检查区域的非均匀性检查者。14.如申请专利范围第6项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,在由该一组全反射面与一组返折面所包夹而成之透光性物质待检查区域中,在对利用雷射光传播于透光性物质内部,使布满光线的该待检查区域中之一平面进行非均匀性检查后,将该检查平面,相对于该透光性物质,以光埋入待检查区域方向进行相对移动,而施行待检查区域的非均匀性检查者。15.如申请专利范围第7项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,在由该一组全反射面与一组返折面所包夹而成之透光性物质待检查区域中,在对利用雷射光传播于透光性物质内部,使布满光线的该待检查区域中之一平面进行非均匀性检查后,将该检查平面,相对于该透光性物质,以光埋入待检查区域方向进行相对移动,而施行待检查区域的非均匀性检查者。16.一种透光性物质的非均匀性检查方法,系将雷射光引进于透光性物质内,并检查透光性物质之非均匀性的方法、其中,该透光性物质表面,系至少具备一组相互平行的主表面、与该主表面直交的至少一组端面、及由该主表面与该端面所夹成的料面;当该透光性物质内之光路属光学均匀之情况时,将传播于透光性物质内并射入于该主表面及端面之雷射光,予以全反射,且在至少一组端面间进行往返方式的传播,藉由该传播使雷射光普照由该主表面、端面、及端面与斜面所包围而成的待检查区域方式,射入雷射光;俾当射入该透光性物质内部并传播的雷射光之光路中,存有非均匀部分时,将可由检查出从该主表面及/或该端面所泄漏出的光,而对透光性物质的非均匀性进行检查者。17.如申请专利范围第16项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,该雷射光系以实质上在该全反射面及该返折面处,无存在雷射光外泄之几何光学奇异点方式下予以引进者。18.如申请专利范围第16项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,该雷射光引进的方式,系使所引进的雷射光仅由该斜面射出方式而引进者。19.如申请专利范围第16项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,相对所引进雷射光波长,当该透光性物质折射率为nt、接触该透光性物质之外界介质的折射率为ni、雷射光射入透光性物质内后再入射于最初接触该主表面的角度为1时,该雷射光引进的方式,系使该1超过在主表面中以sin=ni/nt所示临界角以上,且在该端面中,(90-1)超过上式所示临界角以上之方式,进行雷射光引进者。20.如申请专利范围第16.17.18或19项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,至少该斜面施行镜面研磨处理者。21.如申请专利范围第20项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,该透光性物质表面整面系施行镜面研磨处理者。22.如申请专利范围第16.17.18或19项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,在由该一组主表面与一组端面所包夹而成之透光性物质待检查区域中,在对利用雷射光传播于透光性物质内部,使布满光线的该待检查区域中之一平面进行非均匀性检查后,将该检查平面,相对于该透光性物质,以光埋入待检查区域方向进行相对移动,而施行待检查区域的非均匀性检查者。23.如申请专利范围第21项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,在由该一组主表面与一组端面所包夹而成之透光性物质待检查区域中,在对利用雷射光传播于透光性物质内部,使布满光线的该待检查区域中之一平面进行非均匀性检查后,将该检查平面,相对于该透光性物质,以光埋入待检查区域方向进行相对移动,而施行待检查区域的非均匀性检查者。24.如申请专利范围第16.17.18或19项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,该透光性物质系由玻璃所形成者。25.如申请专利范围第21项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,该透光性物质系由玻璃所形成者。26.如申请专利范围第24项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,该透光性物质系电子元件用玻璃基板、或资讯记录媒体用玻璃基板者。27.如申请专利范围第25项所述透光性物质的非均匀性检查方法,其中,该透光性物质系电子元件用玻璃基板、或资讯记录媒体用玻璃基板者。28.一种透光性物质之非均匀性检查装置,系指在透光性物质内引进雷射光而进行透光性物质之非均匀性检查的装置,系包括:照明构件,系将雷射光引进该透光性物质内;检测构件,系检查该透光性物质之外泄光;其中,该透光性物质,系具备引进雷射光于该透光性物质内的引进面,以及至少二组将所引进的雷射光重复全反射之互相对向的表面;该照明构件,系将由照明构件所射出的雷射光利用该引进面引进,同时在当该透光性物质内的光路为光学均匀时,使传播于该透光性物质内并射入该表面的光进行全反射,且在该表面中至少其中一组表面上进行反覆性的传播,藉由此种传播,使由该表面至少二组所包围而成的待检查区域布满雷射光者。29.如申请专利范围第28项所述透光性物质之非均匀性检查装置,其中,该照明构件系具备相对该透光性物质的光入射角产生变化的角度调整构件者。30.如申请专利范围第28或29项所述透光性物质之非均匀性检查装置,其中,更进一步具备使光射入该透光性物质的射入位置进行移动之移动构件者。31.如申请专利范围第28或29项所述透光性物质之非均匀性检查装置,其中,该透光性物质及检测构件,系相对该照明构件进行一体性相对移动者。32.如申请专利范围第28或29项所述透光性物质之非均匀性检查装置,其中,该检测构件,系具备含摄影元件的照相机、及将由该透光性物质所外泄的光显像于该照相机之透镜,并使该照相机及/或透镜,相对该透光性物质进行远近方向的相对移动者。33.如申请专利范围第28或29项所述透光性物质之非均匀性检查装置,其中,依据该检测构件所检测出的资讯,进行该透光性物质之非均匀性的有无、种类、大小之判断者。34.一种透明基板之筛选方法,系包含:准备步骤,系准备具有引进雷射光之引进面、将所引进雷射光重复进行全反射之至少一组对向的主表面、以及设置于雷射光行进方向对侧之至少一组端面的透明基板;引进步骤,系当该透明基板内之光路为光学均匀时,使传播于透明基板内并射入该主表面与端面的雷射光进行全反射,而且至少在一组端面间反覆进行传播,藉由传播使雷射光遍布由该主表面与端面所包围而成的待检查区域方式,将雷射光由该引进面引进之步骤;检查步骤,系检测在该主表面及/端面处无进行全反射而外泄之光者;筛选步骤,系将该检查资讯,与预先记忆是否存在透明基板之非均性的有无、种类、大小等资讯进行比对后,再进行筛选透明基板者。图式简单说明:第一图系本发明透光性物质之非均匀性检查装置的较佳实施态样之分解示意图。第二图系第一图所示透明基板的部分扩大侧视图。第三图系固定透明基板之夹具的立体示意图。第四图系依照第一图之检查装置,所检查出玻璃基板表面伤痕的影像。第五图系第四图所示影像之光情报,依据影像处理而求得之伤痕宽度方向上的光强度分布示意图。第六图系利用光学显微镜(反射、透明视界),观察第四图所示伤痕的影像。第七图系第六图所示影像之光情报,依据影像处理而求得之伤痕宽度方向上的光强度分布示意图。第八图系比较本发明方法及习知方法之检出感度,以正规曝光时间相对于信号杂讯比之关系的显示图。第九图系当由透明基板之一边照射雷射光时,求取透明基板内部光线轨迹的模拟示意图。第十图系第九图模拟之结果表。第十一图系第十图中,透明基板之入射角及表面反射次数之关系图。第十二图系第九图模拟中所获得透明基板内部之光传播的光线轨迹图。第十三图系第九图模拟之其他例子中,透明基板之入射角及表面反射次数之关系图。第十四图系第九图模拟之其他例子中,透明基板之入射角及表面反射次数之关系图。第十五图系第九图模拟之其他例子中,透明基板之入射角及表面反射次数之关系图。第十六图系雷射光射入透明基板中时,模拟光传播结果之光线轨迹图。第十七图系根据本发明之非均匀检查所观测到之透明基板伤痕等影像图。第十八图系雷射光由二方向射入透明基板之立体示意图。第十九图系由透明基板角落部位处射入雷射光之构造示意图。第二十图系在透明基板的相同入射位置处,由不同方向射入雷射光的示意图。第二十一图系施行筛选透明基板之良品与非良品之检查工程实施态样的流程图。第二十二图系将本发明之透明基板的筛选方法,使用于光罩用玻璃基板之第一实施态样说明图。第二十三图系将依据第二十二图所示第一实施态样的检查,所检查出玻璃基板表面伤痕影像的光情报,利用影像处理而所求得之伤痕宽度方向的光强度分布图。第二十四图系将本发明之透明基板的筛选方法,使用于磁碟用玻璃基板之第二实施态样说明图。第二十五图系第二十四图所示第二实施态样之检查方法的说明图。第二十六图系本发明非均匀性检查之另一实施态样示意图。第二十七图系折射率不同之界面的光折射示意图。第二十八图系求取透光性物质表面之全反射条件的图。第二十九图系立方体型状之透光性物质内,满足依多重全反射而将光封闭之全反射条件的区域图。
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