CN100507529C - 光学式外观检查方法以及光学式外观检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学式外观检查方法以及光学式外观检查装置，是将薄膜掩膜(1)承载在承载台(2)上，从以追随摄像部(3)的形式而安装着的空气喷出部件(6)通过喷嘴(7)向摄像部(3)的扫描位置的附近喷出空气。利用向扫描位置的附近喷出的空气，在使薄膜掩膜(1)上的扫描位置周边与承载台(2)紧密接触的同时，由摄像部(3)对薄膜掩膜(1)进行扫描，对薄膜掩膜(1)的检查区域进行摄像。这样，能够使用便宜的装置对薄膜掩膜等的柔性的薄板基板进行正确的检查。

Description

光学式外观检查方法以及光学式外观检查装置

技术领域

本发明涉及光学式外观检查方法以及光学式外观检查装置，尤其涉及用于检查印刷基板和薄膜掩膜等的柔性的薄板基板的光学式外观检查方法以及光学式外观检查装置。

背景技术

众所周知，要在安装有电子部件等的印刷基板的表面上，构成规定的电路所需要的导体配线由图形形成。而对印刷基板等的配线图形是否存在缺陷的检查，例如可以按照下面的方式进行。首先，将形成作为检查对象的图形的那个面作为上侧，而将印刷基板承载在承载台上。在承载台上所承载的印刷基板的上方，配置CCD(电荷耦合装置：Charged Coupled Device)摄像机等的摄影摄像机。然后，使承载台在主扫描方向上水平移动。这样用摄影摄像机对通过摄影摄像机的下方的印刷基板的区域进行摄像。而且，每完成一次主扫描方向的扫描，摄影摄像机就向副扫描方向顺序移位，最后得到印刷基板的检查区域整体的图像数据。对该图像数据施加图形匹配法等的处理，检测出图形的缺陷。

如上所述，为了将作为检查对像物的基板承载在承载台上而进行检查，需要将基板固定在承载板上，使得摄像中等基板不发生偏移。作为这种基板固定方法，现有技术中采用的是这样的方法，即例如将基板的端部部分的非检查部用夹紧单元等固定在承载台上(例如日本专利申请特开2002-368378号公报)。但是，检查对像物是形成有配线图形的薄膜掩膜或柔性的薄板基板那样的硬度低的基板的情况下，将该薄膜掩膜等承载在承载台上时，在承载台和薄膜掩膜等之间有产生空气层的情况。因此，无论怎样将非检查部压紧，在关键的检查对像部因为空气层而会产生挠度和弯曲。结果，即使是为了检测出配线图形的缺陷而用配置在检查对像物的上方的摄影摄像机对上述薄膜掩膜等进行摄影，也存在这样的问题，即由于上述挠度和弯曲导致焦距(焦点)发生偏移，导致缺陷检出精度降低。

对于这样的问题，现有技术中一般采用这样的方法，即在检查对像物的上方设置位移传感器，在检查之前计测承载在承载台上的薄膜掩膜等的上表面的位移，或者在计测薄膜掩膜等的上表面的位移的同时，对应于该位移传感器的检出结果而使摄影摄像机上下移动，在将焦距调整为最适当的同时，对薄膜掩膜等进行扫描。

另外，还提出有这样一种基板检查装置，通过用静电吸力将印刷基板保持在承载台上，并将圆筒状的辊转过印刷基板的表面，使印刷基板紧密贴附在承载台上，排除了空气层，从而避免上述的挠度和弯曲而进行检查(例如，日本专利申请特开2002-76569号公报)。

然而，在上述这样的采用了位移传感器的方法中，尤其在对薄膜掩膜这样的透明的薄板基板的检查中，存在下列问题。也就是说，一般的位移传感器，是向薄膜掩膜进行光照射，根据其反射光来检查薄膜掩膜的上表面的位移，而在采用了分辨能力较低的位移传感器的情况下，在薄膜掩膜的扫描中，当存在薄膜掩膜的弯曲时，从扫描的中途误将薄膜掩膜的下表面误分辨为上表面，而将下表面的位移作为检出结果输出的情况屡见不鲜。因此，为了防止这样的误检出，需要使用具有非常高的分辨能力的位移传感器。但是，具有高分辨能力的传感器其成本也很高，其成为导致检查装置自身的价格上升的主要原因。而且，由于位移传感器的分辨能力和测定范围一般是相反的关系，因此在使用具有高分辨能力的位移传感器的情况下，在薄膜掩膜的浮起较大的部位薄膜掩膜上表面的位移会超出位移传感器的测量范围，结果，导致不能实现满意的计测。

而且，虽然也有用真空吸附力使薄膜掩膜的整个下表面与承载台紧密附着的方法，但为了进行真空吸附而需要在承载面上形成大量的吸引孔和槽。因此，在用透射光对薄膜掩膜这样的透明的薄板基板进行检查时，用于摄影的透射光通过吸引孔和槽而产生折射，不能进行正确的摄影。结果，给图像处理带来恶劣的影响，产生缺陷检查精度低的问题。此外，在提高了吸附力等的情况下，薄膜掩膜的与吸引孔接触的部分发生变形，也会产生该部分的缺陷检查精度低的问题。

另一方面，在上述日本专利申请特开2002-76569号公报中揭示的基板检查装置，对基板上的配线的线宽度比较粗的情况比较有效。但是，近年来，随着基板上的配线的高密度化，也不能忽视这方面的缺陷。换句话说，在上述日本专利申请特开2002-76569号公报中揭示的基板检查装置中，存在辊在基板上造成微细的伤痕，或者附在辊上的微细的垃圾对基板附着的可能性，而高精密的配线的检查中，这样的微细的伤痕和垃圾也会对检查结果产生恶劣的影响。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种使用便宜的装置也能够进行正确的检查的光学式外观检查方法以及光学式外观检查装置。

为了实现上述目的，本发明采用下述的结构。

本发明的第1方面是一种光学式外观检查方法，检查印刷基板和薄膜掩膜等的柔性的薄板基板，其特征在于，具有：承载步骤，将薄板基板承载在承载台上；摄像步骤，利用摄像装置对承载在承载台上的薄板基板进行扫描并摄像；空气喷出步骤，与摄像步骤的扫描并行，向薄板基板的扫描位置附近喷出空气。

第2方面的特征在于，在上述第1方面中，还具有净化空气的净化步骤，空气喷出步骤，喷出由净化步骤净化的空气。

第3方面的特征在于，在上述第1方面中，还具有非检查区域固定步骤，将该薄板基板的非检查区域的一部分固定在承载台上，使得在承载步骤中承载在承载台上的薄板基板相对于承载台不产生偏移。

第4方面的特征在于，在上述第1方面中，摄像步骤基于表示承载台的基板承载面的起伏的数据，将摄像装置和承载台的承载面保持为等距离的同时，对薄板基板进行扫描。

第5方面是一种光学式外观检查装置，检查印刷基板和薄膜掩膜等的柔性的薄板基板，其特征在于，具有：承载台，其承载薄板基板；摄像装置，其对承载在承载台上的薄板基板进行摄像；驱动装置，其使摄像装置移动，从而对承载在承载台上的薄板基板进行扫描；空气喷出装置，其追随摄像装置而移动，向摄像装置扫描的薄板基板的扫描位置附近喷出空气。

第6方面的特征在于，在上述第5方面中，还具有净化空气用的过滤器，空气喷出装置喷出透过过滤器的空气。

第7方面的特征在于，在上述第5方面中，还具有非检查区域固定装置，其将该薄板基板的非检查区域的一部分固定在承载台上，使得薄板基板相对于承载台不产生偏移。

第8方面的特征在于，在上述第5方面中，还具有起伏数据存储装置，其存储表示承载台的承载面的起伏的起伏数据，驱动装置基于基板起伏数据，将摄像装置和承载台的承载面保持为等距离的同时，使摄像装置移动。

第9方面的特征在于，在上述第5方面中，空气喷出装置固定在摄像装置上。

根据上述第1方面，由于通过空气(风压)将薄板基板紧密附着在承载台上，不会像现有技术那样，由于与辊等的接触导致伤痕。此外，即使在薄板基板和承载台之间产生了空气层，由于通过风压能够除去该空气层而将薄板基板紧密附着在承载台上，所以可以实现高精度的检查。此外，由于不需要高性能的位移传感器，可以控制整个装置的成本。

根据第2方面，通过喷出净化了的空气，能够除去薄板基板等之上的垃圾。结果，在缺陷检查等中，降低了由薄板基板等上的垃圾导致的误检查。

根据第3方面，通过将薄板基板的非检查部分固定在承载台上，能够排除在向薄板基板喷出空气时薄板基板整体发生平面移动的可能性。

根据第4方面，通过摄像步骤在与承载台的平面程度保持等距离的同时进行扫描，可以使摄像的焦距相对于与承载台紧密附着的薄板基板保持一定，可以实现更加正确的缺陷检查。此外，由于承载台的平面程度固定，所以事先准备好承载台自身的平面程度的位移数据，不用在每次检查中都测定承载台自身的平面程度，可以缩短缺陷检查等需要的时间。尤其，由于不需要如现有技术那样计测薄板基板等的平面程度的位移测定步骤，该部分就可以降低检查方法所消耗的成本和时间。

此外，根据第5～第8方面，可以得到与上述第1-第4方面相同的效果。

根据第9方面，由于将空气喷出装置固定在摄像装置上，不必另外设置用于移动空气喷出装置的位置的驱动装置，可以降低装置的成本。此外，由于空气喷出位置和读取位置之间的相对位置固定，可以更加可靠的用空气抵押读取位置的附近。

本发明的这些以及其它的目的、特征、方面、效果，参照附图，从下面的详细说明可更加清楚。

附图说明

图1是模式化的表示本发明实施形式的光学式外观检查机的整体构成的侧面图。

图2是模式化的表示本发明实施形式的光学式外观检查机的整体构成的平面图。

图3是模式化的表示摄像部3、空气喷出部件6、和喷嘴7的结构的立体图。

图4是模式化的表示摄像部3、空气喷出部件6、和喷嘴7的结构的仰视图。

图5是模式化的表示线传感器10、与读取位置11之间的位置关系的立体图。

具体实施方式

下面，对本发明的实施形式，参照附图进行说明。这里，为了使得说明具体，以对形成有配线图形的薄膜掩膜进行检查的情况为例进行说明。该实施例不是用来对本发明进行限定。即，本发明不限于薄膜掩膜的检查，对柔性的薄板基板的检查都是有效的。

图1是模式化的表示本发明实施形式的光学式外观检查装置的整体构成的侧面图。图2是从装置上方观察图1的结构的平面图。图1和图2中，光学式外观检查装置由承载台2、摄像部3、Z轴基座4、X轴基座5、空气喷出部件6、以及喷嘴7构成。

图2中，承载台2形成为在矩形框架8中安装有玻璃板9的结构。在该玻璃板9的上表面上承载薄膜掩膜1，并由该玻璃板9支撑着。承载台2，由未图示的马达等驱动，沿着主扫描方向Y水平移动。此外，在上述玻璃板9的下方，配置有未图示的透射照明用光源。上述透射照明用光源，将照明光通过玻璃板9照射到薄膜掩膜1的下表面。

摄像部3由线式CCD摄像机实现，该摄像机由线传感器(图3的10)和未图示的线CCD用透镜构成。摄像部3(的线传感器10)将入射的光转换成表示其颜色和强度的电信号。如图1所示，摄像部3，配置在承载台2的承载面的上方。而且，从上述透射照明用光源照射到薄膜掩膜1上的透射光由摄像部3进行光接收。

摄像部3，利用X轴基座5可以在副扫描方向X上移动。通过在固定了摄像部3的X方向的位置的状态下使承载台2在主扫描方向Y上移动而进行主扫描，每当从薄膜掩膜1的检查区域的一端到另一端的主扫描结束，摄像部3沿副扫描方向仅移动规定距离。结果，能够得到关于薄膜掩膜1的整个检查区域的图像数据。而且摄像部3通过Z轴基座4可以在图1的Z方向上移动。Z轴基座4，可以对应于承载台2的承载面的起伏使得摄像部3在Z方向上适当移动。本实施形式中，利用从喷嘴7喷出的空气使得薄膜掩膜1紧密附着而接触于承载台2的承载面。而且，薄膜掩膜1的厚度相同。因此，如果得到有关承载台2承载面的起伏的数据和有关薄膜掩膜1的厚度的数据，则Z轴基座4可以对摄像部3的Z轴方向的位置进行控制，使得在扫描薄膜掩膜1的期间，摄像部3的聚焦位置始终在薄膜掩膜1的上表面上。而且，关于承载台2承载面的起伏的数据，可以在制造承载台2的阶段进行核对并存储在非易失性的存储装置中，也可以每次在检查薄膜掩膜之前进行核并存储在易失性的存储装置中。而且，在制造好之后再进行准备的情况下，由于不需要每次在检查薄膜掩膜之前都进行核对，具有不需要核查承载面的起伏的传感器的优点。另一方面，在每次检查薄膜掩膜之前进行核对的情况下，具有这样的优点，即使在制造好之后万一承载台2产生了变形，也能对应于该变形对聚焦位置进行适当的控制。

图3是模式化的表示摄像部3、空气喷出部件6、和喷嘴7的结构的立体图。图4是模式化的表示摄像部3、空气喷出部件6、和喷嘴7的结构的仰视图。图5是模式化的表示摄像部3的线传感器10、与薄膜掩膜1上的读取位置11之间的位置关系的立体图。

图3中，空气喷出部件6安装在摄像部3的下部凸缘上，从而不会遮挡住摄像部3的线传感器10和读取位置11(即线传感器10的扫描位置)之间的透射光。喷嘴7，安装在空气喷出部件6上，从而能够相对于薄膜掩膜1的上表面垂直地喷出空气。此外，喷嘴7安装在从空气喷出部件6喷出的空气所直接接触的薄膜掩膜1的上表面的位置成为读取位置11的附近的位置上。空气喷出部件6得到来自未图示的空气供给部的空气的供给。而且，空气喷出部件6经由喷嘴7喷出预先设定的、具有使薄膜掩膜1紧密附着在玻璃板9上的充足的压力和风力的空气。上述空气的风压和风力的设定，可以由使用者利用未图示的空气调整装置任意设定。

然后，对本实施形式中进行的光学式外观检查方法进行说明。首先，将事先准备好的关于承载台2的承载面的起伏的数据，输入到未图示的摄像动作控制部。该摄像动作控制部通过Z轴基座4以及X轴基座5，控制摄像部3自身向X方向和Z方向的移动。而且，摄像部3在进行图像获取处理时，根据在关于上述起伏的数据中考虑了薄膜掩膜1的厚度的数据，设定上述摄像动作控制部，使其在Z方向上适当移动。这样，摄像部3，能够相应于在Y方向上水平移动的玻璃板9自身的表面的起伏而向Z方向适当移动。这里，通过从喷嘴7喷出空气，能够保证将薄膜掩膜1紧密附着在玻璃板9上，所以，摄像部3能够在从薄膜掩膜1的表面一直保持等距离的状态下进行摄像。

上述的摄像动作控制部的设定结束之后，将成为检查对象的薄膜掩膜1承载在承载台2上。然后，将薄膜掩膜1的非检查部的一部分(一般是在薄膜掩膜的端部部分)用配备在承载台2上的未图示的真空吸附装置进行真空吸附。这样，能够固定薄膜掩膜1使得它在平面方向上不能移动。而且，非检查部的固定装置，还可以使用夹紧装置进行压紧和静电吸附装置。而且，上述非检查部的固定结束之后，从设置在承载台2上的上述透射照明用光源向薄膜掩膜1照射照明光。

上述照明光照射之后，摄像部3移动到规定的图像读取开始位置。然后，空气喷出部件6将具有预先设定的压力、风量的空气通过喷嘴7喷出。这样使得薄膜掩膜1上的空气喷出地点附近与承载台2紧密接触。由于喷嘴7的空气喷出地点在读取位置11的附近，所以读取位置11也紧密的与承载台2相接触。而且，本实施形式的光学式外观检查装置，可以在用未图示的Y轴传送结构使承载台2在Y方向上水平移动的同时，利用摄像部3进行图像读取处理。换句话说，上述光学式外观检查装置，可以在利用从喷嘴7喷出的空气将作为摄像部3的现在的图像读取对象的读取位置11与承载台2紧密接触的同时，进行图像读取处理。也就是说，摄像部3马上要读取的薄膜掩膜1上的读取对像位置(读取位置11)，在摄像部3的读取时间点总是处于与玻璃板9紧密接触的状态。而且，如上所述，由于薄膜掩膜1的厚度是一样的，所以只要将薄膜掩膜1紧密的接触在玻璃板9的表面上，摄像部3的聚焦位置就总是在薄膜掩膜1的上表面上。结果，摄像部3可以进行焦距不发生偏离的高精度的图像读取。

如上所述，通过使得承载台2在主扫描方向Y上水平移动，摄像部3从薄膜掩膜1的检查区域的一端到另一端进行图像读取。当上述图像读取结束时，摄像部3沿副扫描方向仅移动规定的距离。然后，由于承载台2沿与上次相反的方向的Y方向上水平移动，摄像部3与之前相同而从薄膜掩膜1的检查区域的一端到另一端进行图像读取。本实施形式的光学式外观检查装置，就是重复进行上述的图像读取处理直到检查区域整体的图像读取结束。

这样，配合摄像部3的图像读取，从喷嘴7向作为摄像部3的图像读取位置的读取位置11的附近喷出空气而对薄膜掩膜1进行抵押，可以消除在薄膜掩膜1和承载台2之间产生空气层(挠度、弯曲)。结果，可以使读取位置11紧密的接触在承载台2上，避免焦距发生混乱，可正确的进行图像读取。此外，由于喷出空气而对薄膜掩膜1进行抵押(即非接触式)，也避免了与薄膜掩膜1的表面发生接触而产生伤痕。因此，可以正确的读取薄膜掩膜1的配线图形，结果能够实现高精度的检查。

而且，从喷嘴7喷出的空气，也可以是例如通过空气过滤器等的、成为清洁度很高的空气(净化的空气)。而且，还可以用离子发生器等进行静电除去处理。通过喷出高清洁度的空气，对薄膜掩膜1进行抵押，可以吹走薄膜掩膜1表面上的垃圾。结果，可以防止附着在薄膜掩膜1的表面上的垃圾导致的误检查。而且用上述高清洁度的空气吹走垃圾，不仅在柔性的薄板基板中，还比如在将玻璃干板等作为检查对象时也是有效的。

此外，喷嘴7不限于相对薄膜掩膜1而垂直，也可以将它安装在空气喷出部件6上，使得能够从倾斜的角度喷出空气。如上所述，从喷嘴垂直的喷出空气的情况下，很容易将垃圾向正上方吹走，结果，吹走的垃圾有可能附着在摄像部3的线式CCD用透镜上。因此，通过从倾斜的角度喷出空气，可以将附着在薄膜掩膜1上的垃圾向倾斜方向吹走。这样，与垂直的喷出空气时相比，能够减少朝向摄像部3的线式CCD用透镜的垃圾的附着。此外，假如摄像部3和薄膜掩膜1之间的间隔很狭窄，难以将喷嘴7设置在摄像部3的下部凸缘的下方上时，如果将喷嘴7设置在下部凸缘的侧面，将来自喷嘴7的空气向读取位置11的附近倾斜喷出，也可以用空气使读取位置11的附近紧密附着。

此外，本实施形式中虽然采用了一个摄像部3对薄膜掩膜1进行扫描，但是本发明不限于此，例如可以在副扫描方向(X方向)上并列设置两个摄像部，本实施形式的两次的扫描，可以用两个摄像部同时进行。这时，优选对两个摄像部分别设置喷嘴。摄像部在设置3个以上时也相同。

此外，本实施形式中虽然是通过移动承载台2来进行主扫描，但是本发明不限于此，还可以通过使摄像部3在主扫描方向上移动来进行主扫描。同样，代替使摄像部3在副扫描方向上移动，还可以使承载台2在副扫描方向上移动。

虽然本实施形式中喷嘴7固定在摄像部3上，但是本发明不限于此，还可以另外设置喷嘴驱动装置，使喷嘴7能够独立于摄像部3进行移动。

如上所述，对本发明进行了详细的说明，前述的说明在所有的点上都应该被认为是本发明的例示，而不是对其范围的限定。不言而明在不脱离本发明的范围的情况下可以进行各种改良和变形。

Claims (9)

1.一种光学式外观检查方法，用于检查柔性的薄板基板，其特征在于，具有：

承载步骤，将上述薄板基板承载在承载台上；

摄像步骤，利用摄像装置对承载在上述承载台上的上述薄板基板进行扫描并摄像；

空气喷出步骤，与上述摄像步骤的扫描并行地向上述薄板基板的扫描位置附近喷出空气。

2.如权利要求1所述的光学式外观检查方法，其特征在于，

还具有净化空气的净化步骤，

在上述空气喷出步骤中喷出通过上述净化步骤净化过的空气。

3.如权利要求1所述的光学式外观检查方法，其特征在于，还具有非检查区域固定步骤，在该非检查区域固定步骤中，将该薄板基板的非检查区域的一部分固定在上述承载台上，使得在上述承载步骤中承载在上述承载台上的上述薄板基板相对上述承载台不产生偏移。

4.如权利要求1所述的光学式外观检查方法，其特征在于，在上述摄像步骤中，基于表示上述承载台的基板承载面的起伏的数据，一边将上述摄像装置和上述承载台的承载面保持为等距离，一边对上述薄板基板进行扫描。

5.一种光学式外观检查装置，用于检查柔性的薄板基板，其特征在于，具有：

承载台，其承载上述薄板基板；

摄像装置，其对承载在上述承载台上的上述薄板基板进行摄像；

驱动装置，其使上述摄像装置移动，从而对承载在上述承载台上的上述薄板基板进行扫描；

空气喷出装置，其追随上述摄像装置移动，向上述摄像装置所扫描的上述薄板基板的扫描位置附近喷出空气。

6.如权利要求5所述的光学式外观检查装置，其特征在于，

还具有用于净化空气的过滤器，

上述空气喷出装置喷出已透过上述过滤器的空气。

7.如权利要求5所述的光学式外观检查装置，其特征在于，还具有非检查区域固定装置，该非检查区域固定装置将该薄板基板的非检查区域的一部分固定在上述承载台上，使得上述薄板基板相对上述承载台不产生偏移。

8.如权利要求5所述的光学式外观检查装置，其特征在于，

还具有起伏数据存储装置，该起伏数据存储装置用于存储起伏数据，该起伏数据是用于表示上述承载台的承载面的起伏的数据，

上述驱动装置基于上述起伏数据，一边将上述摄像装置和上述承载台的承载面保持为等距离，一边使上述摄像装置移动。

9.如权利要求5所述的光学式外观检查装置，其特征在于，上述空气喷出装置固定在上述摄像装置上。

Images