JP2000055635A - 基板検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、マクロ観察とミクロ観察を連係速や
かに行なうことができ、操作者の負担を軽減できるとと
もに、作業効率の向上を図ることができる欠陥検査装置
を提供する。 【解決手段】マクロ撮影部１で撮影された基板１００の
マクロ画像をマクロ画像保存部３に保存し、マクロ画像
保存部３に保存されたマクロ画像を画像表示部４のパソ
コン４０１のモニタ４０３に表示するとともに、モニタ
４０３に表示されたマクロ画像上の欠陥部Ａにポインタ
４０２ａを合わせてマウス４０２をクリックすること
で、実際の基板１００上の座標データが演算され、この
座標情報に基づいてミクロ観察部６のＸ−Ｙステージ６
０４により基板１００上の上述の座標情報に相当する位
置を顕微鏡本体６０３の対物レンズ６０２の光軸下に一
致させるように移動させ、欠陥部Ａのミクロ観察を行な
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ガラス基板や
半導体ウェハなどの基板の外観検査（以下、マクロ検査
と称する。）と欠陥部分の顕微鏡観察（以下、ミクロ検
査と称する。）を可能にした基板検査装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体エゥハや液晶基板などの製
造工程では、膜付け工程やエッチング工程ごとに、傷な
どの欠陥部を検出するマクロ観察を行ない、このマクロ
観察で発見された欠陥部について、さらに顕微鏡による
ミクロ観察を行なうようにしている。

【０００３】ところが、これらマクロ観察およびミクロ
観察は、それぞれ独立したステージ上で個別に行なわれ
るため、マクロ観察からミクロ観察に移行する際、マク
ロ観察で発見した欠陥部分をミクロ観察で用いる顕微鏡
の対物レンズの真下に位置付けることは困難であった。

【０００４】そこで、従来、特願平４−１３２５７７号
明細書に開示されるように、予めマクロ観察系のスポッ
ト照明とミクロ観察系の対物光軸との間の相対距離を記
憶しておき、マクロ観察で発見した欠陥部分にスポット
照明の位置を合わせ、このスポット照明の位置に対して
記憶されている相対距離だけＸ−Ｙステージを移動させ
ることで、ミクロ観察のための対物光軸真下に欠陥部分
を位置させるようにしたものが考えられている。

【０００５】また、マクロ観察系とミクロ観察が独立し
ているものについては、マクロ観察で発見した欠陥部分
の基板上での位置（座標）を登録して欠陥リストを作成
しておき、ミクロ観察への移行時、欠陥リストに登録さ
れた欠陥部分の各位置を再生しながら、ミクロ観察のた
めの対物光軸真下に欠陥部分を位置させるようにしたも
のもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、特願平４−
１３２５７７号明細書に開示されるものでは、マクロ観
察系で欠陥部分を発見するたびに、欠陥部分にスポット
照明を合わせするとともに、ミクロ観察系に切換える作
業を必要とし、しかも、マクロ観察を継続したい場合
は、再びミクロ観察系をマクロ観察系に戻さなければな
らないため、これら一連の作業に時間がかかり、作業者
の負担になるとともに、作業能率の低下を招くという問
題がある。

【０００７】また、マクロ観察と同時に欠陥リストを作
成するものは、マクロ観察をしながら、その後にミクロ
観察したい欠陥部分を、抜けがないように全て登録しな
ければならないため、作業者に負担がかかるという問題
があった。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、マクロ観察とミクロ観察を連係速やかに行なうこと
ができ、操作者の負担を軽減できるとともに、作業効率
の向上を図ることができる欠陥検査装置を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
検査基板のマクロ画像を撮影するマクロ撮影手段と、こ
のマクロ撮影手段で撮影されたマクロ画像を保存するマ
クロ画像保存手段と、このマクロ画像保存手段に保存さ
れたマクロ画像を表示する表示手段を有するとともに、
該表示手段に表示されたマクロ画像上の任意位置の指定
により該指定位置に対応する前記基板上の座標情報を出
力する制御手段と、ミクロ観察系を有し、前記制御手段
より出力される座標情報に基づいて前記基板上の前記座
標情報に相当する位置を前記ミクロ観察系の光軸下に移
動しミクロ観察を行なうミクロ観察手段とにより構成し
ている。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記表示手段を有する制御手段は、少なく
とも前記ミクロ観察手段内に設けられている。請求項３
記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記マク
ロ撮影手段およびミクロ観察手段を複数ずつ設け、これ
らマクロ撮影手段およびミクロ観察手段に対してマクロ
画像保存手段を共通に接続している。

【００１１】この結果、請求項１記載の発明によれば、
マクロ撮影からミクロ観察までの作業を連係させて素早
く簡単に行なうことができる。請求項２記載の発明によ
れば、ミクロ観察系内の制御手段により、マクロ画像上
の操作とミクロ観察系の操作を行なうことができるの
で、マクロ撮影からミクロ観察までの作業を、さらに速
やかに行なうことができる。

【００１２】請求項３記載の発明によれば、マクロ撮影
手段のスループットとミクロ観察手段のスループットが
異なっていても、マクロ撮影手段のトータルのスループ
ットとミクロ観察手段のトータルのスループットを一致
させるように組み合わせることで、稼働率を落とすこと
なく、装置全体の作業性をスムーズにできる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従い説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明が適用される基板
検査装置の概略構成を示すものである。図において、１
はマクロ撮影部で、このマクロ撮影部１には、ネットワ
ーク２を介してマクロ画像保存部３を接続するととも
に、画像表示部４を接続し、また、この画像表示部４に
は、通信回線５を介してミクロ観察部６を接続してい
る。

【００１４】マクロ撮影部１は、マクロ撮影される基板
１００を載置するスキャンステージ１０１、マクロ画像
取り込み制御部１０２、光源１０３およびラインセンサ
カメラ１０４を有するもので、マクロ画像取り込み制御
部１０２によりスキャンステージ１０１をスキャンさせ
ながら、光源１０３により照明される基板１００の全面
または検査したい箇所をラインセンサカメラ１０４で撮
影し、このラインセンサカメラ１０４により撮影された
マクロ画像をマクロ画像取り込み制御部１０２に取り込
むとともに、マクロ画像データとしてネットワーク２を
介してマクロ画像保存部３に保存するようにしている。

【００１５】このマクロ画像保存部３は、マクロ撮影部
１で撮影したマクロ画像データを蓄積保存するととも
に、任意に読み出し可能にしたもので、ここでは、マク
ロ撮影部１より与えられるマクロ画像データを、検査対
象の基板１００に対応して基板名、ロット名、工程名で
表される画像ファイルとして保存するとともに、これら
基板名、ロット名、工程名から固有のディレクトリ、フ
ァイル名を作成する手順を予め定めておき、この手順に
したがってマクロ撮影部１および画像表示部４により画
像ファイルを読み書きするようにしている。

【００１６】例えば、ロット名、工程名で指定する２階
層のディレクトリ中の「基板名＋”．ｊｐｇ”」を読み
書きすると定めておくと、基板名”ＡＢＣＤ”、ロット
名”ＬＭＮ”、工程名”ＸＹＺ”の基板検査を行なう場
合、ディレクトリ”ＬＭＮ”の下のディレクトリ”ＸＹ
Ｚ”中のファイル”ＡＢＣＤ．ｊｐｇ”、つまり、”Ｌ
ＭＮ￥ＸＹＺ￥ＡＢＣＤ．ｊｐｇ”で表される画像ファ
イルを読み書きすることになる。

【００１７】画像表示部４は、制御手段として、パソコ
ン４０１、マウス４０２およびモニタ４０３を有するも
ので、パソコン４０１の操作により、マクロ画像保存部
３より読み出されたマクロ画像データをモニタ４０３上
に表示するようにしている。この場合、モニタ４０３
は、図２に示すようにマクロ画像保存部３より読み出さ
れた基板１００のマクロ画像を表示するとともに、マウ
ス４０２により操作されるポインタ４０２ａを表示して
おり、マクロ画像中の任意の位置にポインタ４０２ａを
合わせてマウス４０２でクリックすると、パソコン４０
１により、マウス４０２でクリックした位置から基板１
００上での座標が演算され、通信回線５を介してミクロ
観察部６に通信されるようになっている。

【００１８】ミクロ観察部６は、コンデンサレンズ６０
０およびレボルバ６０１に装着された対物レンズ６０２
を有するミクロ観察系を備えた顕微鏡本体６０３、マク
ロ撮影されたのちミクロ観察される基板１００を載置す
るＸ−Ｙステージ６０４、ミクロ観察部制御部６０５、
Ｘ−Ｙステージ制御部６０６、ミクロ検査制御部６０７
を有するもので、画像表示部４より取り込まれる座標情
報に基づいてミクロ検査制御部６０７によりＸ−Ｙステ
ージ制御部６０６を介してミクロ観察される基板１００
を載置したＸ−Ｙステージ６０４を駆動しながら、基板
１００上の上述した座標情報に相当する位置を顕微鏡本
体６０３の対物レンズ６０２の光軸下に一致させ、さら
にミクロ観察部制御部６０５を介してレボルバ６０１や
対物レンズ６０２を制御することで、顕微鏡本体６０３
による基板１００のミクロ観察を可能にしている。

【００１９】次に、このように構成した実施の形態の動
作を説明する。まず、マクロ撮影部１のスキャンステー
ジ１０１上にマクロ撮影される基板１００を載置する。
そして、マクロ画像取り込み制御部１０２によりスキャ
ンステージ１０１をスキャンさせながら、光源１０３に
より照明される基板１００の全面または検査したい箇所
をラインセンサカメラ１０４で撮影し、この撮影された
マクロ画像をマクロ画像取り込み制御部１０２に取り込
むとともに、マクロ画像データとしてネットワーク２を
介してマクロ画像保存部３に保存させる。

【００２０】その後、マクロ撮影された基板１００をミ
クロ観察するには、まず、画像表示部４のパソコン４０
１の操作により、マクロ画像保存部３よりマクロ画像デ
ータを読み出し、モニタ４０３上に表示する。

【００２１】この場合、モニタ４０３上には、図２に示
すようなマクロ画像が表示され、作業者は、このマクロ
画像を観察しながら傷などの欠陥を検索する。ここで、
観察者がマクロ画像中で欠陥部Ａを発見し、この欠陥部
Ａの位置にポインタ４０２ａを合わせてマウス４０２で
クリックすると、パソコン４０１により、マウス４０２
でクリックした位置から実際の基板１００上での座標デ
ータが演算される。

【００２２】この場合、図２に示すマクロ画像の左下か
らの座標で、基板の原点位置を（Ｘ0 ，Ｙ0 ）（単位は
ピクセル）、画像の１ピクセルが基板上で何ｍｍに相当
するかを表すピクセル換算値をＰｘ、Ｐｙ［ｍｍ／ｐｉ
ｘｅｉ］とすると、図３に示すように、まず、ステップ
３０１で、マウス４０２によりクリックしたクリック座
標（Ｘc ，Ｙc ）（単位はピクセル）を取得する。次い
で、ステップ３０２で、Ｘp ＝Ｘc −Ｘo 、Ｙp ＝Ｙc
−Ｙo より原点からの座標（Ｘp ，Ｙp ）に変換し、ス
テップ３０３で、Ｘr ＝Ｘp ×Ｐx 、Ｙr ＝Ｙp ×Ｐy
からピクセル単位の画像をｍｍ単位に変換し、実際の基
板１００上での座標（Ｘr ，Ｙr ）を取得する。

【００２３】このようにして取得された実際の基板１０
０上の座標（Ｘr ，Ｙr ）は、ミクロ観察部６に送られ
る。すると、ミクロ検査制御部６０７では、画像表示部
４より取り込まれる座標（Ｘr ，Ｙr ）に基づいてＸ−
Ｙステージ制御部６０６によりＸ−Ｙステージ６０４を
駆動し、このＸ−Ｙステージ６０４上に載置されたミク
ロ観察される基板１００上の座標（Ｘr ，Ｙr ）の相当
位置を顕微鏡本体６０３の対物レンズ６０２の光軸下に
一致させ、さらにミクロ観察部制御部６０５によりレボ
ルバ６０１や対物レンズ６０２を制御することにより、
顕微鏡本体６０３による上述した欠陥部Ａのミクロ観察
を行なうことができる。

【００２４】以下、同様にして、図２に示すマクロ画像
を観察しながら傷などの欠陥を検索し、欠陥部を発見し
たならば、これら欠陥部の位置にポインタ４０２ａを合
わせてマウス４０２でクリックすることにより、顕微鏡
本体６０３による欠陥部のミクロ観察を行なうことがで
きる。

【００２５】従って、このようにすれば、マクロ撮影部
１で撮影された基板１００のマクロ画像をマクロ画像保
存部３に保存し、マクロ画像保存部３に保存されたマク
ロ画像を画像表示部４のパソコン４０１のモニタ４０３
に表示するとともに、モニタ４０３に表示されたマクロ
画像上の欠陥部Ａにポインタ４０２ａを合わせてマウス
４０２をクリックすることで、実際の基板１００上の座
標データが演算され、この座標情報に基づいてミクロ観
察部６のＸ−Ｙステージ６０４により基板１００上の上
述の座標情報に相当する位置を顕微鏡本体６０３の対物
レンズ６０２の光軸下に一致させるように移動させ、欠
陥部Ａのミクロ観察を行なうようにしたので、マクロ撮
影からミクロ観察までの作業を連係させて素早く簡単に
行なうことができ、作業効率を大幅に向上させることが
できる。

【００２６】なお、上述した実施の形態では、欠陥検査
される基板に対応する画像ファイルを探し出す方法とし
て、ディレクトリ、ファイル名を利用したが、画像管理
ファイルまたは画像管理データベースを利用する方法も
ある。この場合、基板名、ロット名、工程名で表される
基板の画像ファイルと、この画像ファイルの保存される
ディレクトリ、ファイル名とが関連付けられている画像
管理ファイルまたは画像管理データベースを用意し、マ
クロ撮影部１が、撮影画像を取り込むと他のファイルと
重複しないように基板名、ロット名、工程名で表される
画像ファイルを作成するとともに、この画像ファイルを
保存するディレクトリ、ファイル名と関連付けて画像管
理ファイルまたは画像管理データベースに書き込み、一
方、画像表示部４は、ミクロ観察を行なう基板の画像フ
ァイルの基板名、ロット名、工程名を用いて画像管理フ
ァイルまたは画像管理データベースを検索し、関連付け
られたディレクトリ、ファイル名を取得して画像ファイ
ルを読み出して表示するようになる。 （第２の実施の形態）図４は、本発明の第２の実施の形
態の概略構成を示すもので、図１と同一部分には、同符
号を付している。

【００２７】この場合、画像表示部４をミクロ観察部６
内に設け、これらを一つにまとめた構成になっている。
そして、ミクロ観察部６のミクロ検査制御部６０７を省
略し、画像表示部４のパソコン４０１によりミクロ観察
部制御部６０５およびＸ−Ｙステージ制御部６０６を直
接制御するようにしている。勿論、パソコン４０１は、
マクロ画像保存部３より読み出されたマクロ画像データ
をモニタ４０３上に表示するようにもしている。その他
は、図１と同様である。

【００２８】このようにすれば、作業者は、ミクロ観察
部６内でのパソコン４０１の操作により、マクロ画像上
の操作とミクロ観察系の操作を行なうことができるの
で、これらマクロ撮影からミクロ観察までの作業を速や
かに行なうことができ、作業性をさらに向上させること
ができる。 （第３の実施の形態）図５は、本発明の第３の実施の形
態の概略構成を示すもので、図１と同一部分には、同符
号を付している。

【００２９】この場合、マクロ撮影部１、画像表示部４
およびミクロ観察部６を一つにまとめマクロレビュー顕
微鏡７を構成している。ここでの画像表示部４のパソコ
ン４０１は、Ｘ−Ｙステージ制御部６０６に対してＸ−
Ｙステージ６０４をスキャン動作させつつ、ラインセン
サカメラ１０４により撮影されたマクロ画像をマクロ画
像データとして保存する。また、ミクロ観察に際して、
マクロ画像データをモニタ４０３上に表示するととも
に、マクロ画像中の任意の位置にポインタ４０２ａを合
わせてマウス４０２でクリックすると、基板１００上で
の座標を演算する。そして、この座標情報によりＸ−Ｙ
ステージ制御部６０６を介してＸ−Ｙステージ６０４を
駆動し、Ｘ−Ｙステージ６０４上のミクロ観察される基
板１００上の座標情報の相当位置を顕微鏡本体６０３の
対物レンズ６０２の光軸下に一致させるとともに、ミク
ロ観察部制御部６０５を介してレボルバ６０１や対物レ
ンズ６０２を制御することにで、顕微鏡本体６０３によ
る欠陥部のミクロ観察を行なうようにしている。

【００３０】従って、このようにすれば、マクロ撮影か
らミクロ観察までを単独の装置で構成していて、Ｘ−Ｙ
ステージ６０４に基板１００を載置したままマクロ撮影
からミクロ観察を行なうことができるので、基板１００
の載せ替え作業などを省略でき、しかも、共通のパソコ
ン４０１での操作によりマクロ撮影からミクロ観察まで
の作業を連続して実行できるので、これらの作業を速や
かに行なうことができ、基板検査のための作業性をさら
に改善することができる。 （第４の実施の形態）図６は、本発明の第４の実施の形
態の概略構成を示すものである。

【００３１】この場合、第２の実施の形態で述べたマク
ロ撮影部１とミクロ観察部６を複数ずつ設ける構成にな
っている。この場合、これらマクロ撮影部１およびミク
ロ観察部６は、複数ずつ存在するが、マクロ画像保存部
３は、ネットワークによって共有されるようになってい
る。

【００３２】このようにすれば、全てのマクロ撮影部１
は、同一のマクロ画像保存部３にマクロ画像データの画
像ファイルを保存することができ、また、全てのミクロ
観察部６がマクロ画像保存部３から任意の画像ファイル
を読み出し、ミクロ観察することができる。この場合、
マクロ撮影部１のスループットは、ミクロ観察部６のス
ループットに比べて非常に速いため、マクロ撮影部１と
ミクロ観察部６を一対一で対応付けて使用するとマクロ
撮影部１に待ち時間ができてしまい、マクロ撮影部１の
稼働率が落ちてしまうが、マクロ撮影部１とミクロ観察
部６を複数台ずつ設けてマクロ撮影部１のトータルのス
ループットとミクロ観察部６のトータルのスループット
を一致させるように組み合わせれば、稼働率が落ちるこ
となく、装置全体の作業性をスムーズにできる。

【００３３】なお、上述した実施の形態では、マクロ撮
影部１には、ラインセンサカメラ１０４とスキャンステ
ージ１０１を用いる場合を述べたが、例えば、図７に示
すような２次元カメラを用いてもよい。この場合、光源
１１からの照明光をハーフミラー１２で反射させ基板１
３表面に照射し、この基板１３からの反射光をハーフミ
ラー１２を透過させて２次元カメラ１４で撮影するよう
にしている。この２次元カメラ１４での基板１３面の撮
影は、一括または複数回に分けて行なうようにしてもよ
い。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、マク
ロ撮影からミクロ観察までの作業を連係させて素早く簡
単に行なうことができ、操作者の負担を軽減できるとと
もに、作業効率の向上を図ることができる。

【００３５】また、ミクロ観察系内の制御手段により、
マクロ画像上の操作とミクロ観察系の操作を行なうこと
ができるので、これらマクロ撮影からミクロ観察までの
作業を速やかに行なうことができ、作業性をさらに向上
させることができる。

【００３６】さらに、マクロ撮影手段のスループットと
ミクロ観察手段のスループットが異なっていても、マク
ロ撮影手段のトータルのスループットとミクロ観察手段
のトータルのスループットを一致させるように組み合わ
せることで、稼働率を落とすことなく、装置全体の作業
性をスムーズにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の概略構成を示す
図。

【図２】第１の実施の形態に用いられる画像表示部の表
示例を示す図。

【図３】第１の実施の形態の動作を説明するためのフロ
ーチャート。

【図４】本発明の第２の実施の形態の概略構成を示す
図。

【図５】本発明の第３の実施の形態の概略構成を示す
図。

【図６】本発明の第４の実施の形態の概略構成を示す
図。

【図７】本発明のさらに異なる実施の形態に用いられる
マクロ撮影部の概略構成を示す図。

【符号の説明】

１…マクロ撮影部 １００…基板 １０１…スキャンステージ １０２…マクロ画像取り込み制御部 １０３…光源 １０４…ラインセンサカメラ ２…ネットワーク ３…マクロ画像保存部 ４…画像表示部 ４０１…パソコン ４０２…マウス ４０２ａ…ポインタ ４０３…モニタ Ａ…欠陥部 ５…通信回線 ６…ミクロ観察部 ６００…コンデンサレンズ ６０１…レボルバ ６０２…対物レンズ ６０３…顕微鏡本体 ６０４…Ｘ−Ｙステージ ６０５…ミクロ観察部制御部 ６０６…Ｘ−Ｙステージ制御部 ６０７…ミクロ検査制御部 ７…マクロレビュー顕微鏡 １１…光源 １２…ハーフミラー １３…基板 １４…２次元カメラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA49 BB02 BB22 CC19 CC25 DD06 FF04 FF26 FF41 HH12 HH15 JJ03 JJ08 JJ09 JJ26 LL00 LL05 MM02 NN20 PP05 PP12 PP24 QQ24 SS02 SS13 2G051 AA51 AA73 AB20 AC22 BA20 CA03 CA04 CA07 CA11 CB01 DA07 EA14 ED07 FA10 2H052 AD19 AF02 AF13 AF14 AF15 AF23 AF25

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査基板のマクロ画像を撮影するマクロ
   撮影手段と、 このマクロ撮影手段で撮影されたマクロ画像を保存する
   マクロ画像保存手段と、 このマクロ画像保存手段に保存されたマクロ画像を表示
   する表示手段を有するとともに、該表示手段に表示され
   たマクロ画像上の任意位置の指定により該指定位置に対
   応する前記基板上の座標情報を出力する制御手段と、 ミクロ観察系を有し、前記制御手段より出力される座標
   情報に基づいて前記基板上の前記座標情報に相当する位
   置を前記ミクロ観察系の光軸下に移動しミクロ観察を行
   なうミクロ観察手段とを具備したことを特徴とする基板
   検査装置。
2. 【請求項２】 前記表示手段を有する制御手段は、少な
   くとも前記ミクロ観察手段内に設けられることを特徴と
   する請求項１記載の基板検査装置。
3. 【請求項３】 前記マクロ撮影手段およびミクロ観察手
   段を複数ずつ設け、これらマクロ撮影手段およびミクロ
   観察手段に対してマクロ画像保存手段を共通に接続した
   ことを特徴とする請求項２記載の基板検査装置。