JP2004333198A

JP2004333198A - 基板検査装置

Info

Publication number: JP2004333198A
Application number: JP2003126465A
Authority: JP
Inventors: Masaru Matsumoto; 勝松本
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-05-01
Filing date: 2003-05-01
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】ステージ表面による疑似欠陥の検出を抑制すること。
【解決手段】浮上ステージ３上におけるライン照明光を照射する検査領域に沿って線状のギャップ溝１４を設けた。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透光性を有する例えば大型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などに用いられるガラス基板にライン照明光を照射してガラス基板上の欠陥を検出する基板検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＣＤの製造工程においては、ＬＣＤに用いられるガラス基板に対する基板検査が行なわれる。この基板検査では、例えば特許文献１に記載されている基板検査装置を用いてガラス基板の画像データを取り込み、この画像データを画像処理してガラス基板上の傷、塵、膜むら等の欠陥を検出する。
【０００３】
特許文献１には、照明部により被検査基板（ガラス基板）表面を線状に照明し、この線状に照明された領域からの反射光を撮像部により撮像することが記載されている。この場合、ガラス基板は、例えば全面吸着ステージ上に吸着保持され、この全面吸着ステージの移動によってガラス基板を線状照明に対して垂直方向に搬送してガラス基板全面の画像を取り込む。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−６５７５３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１では、照明部によりガラス基板表面に線状照明光を照射した場合、撮像部に入射する光は、ガラス基板表面からの反射光だけでなく、ガラス基板を透過した光が全面吸着ステージ面で反射して撮像部に入射する。
【０００６】
このため、撮像部は、ガラス基板表面と、全面吸着ステージ面を背景とする画像とを撮像することになり、全面吸着ステージ表面上に例えば塵等の異物が有ると、ガラス基板表面に欠陥がないにも拘わらず、全面吸着ステージ表面上の異物をガラス基板表面上の欠陥（以下、疑似欠陥と称する）として検出してしまう。
【０００７】
近年、ＦＤＰに用いられるガラス基板は、画面の大型化やコスト削減などの要望に応じるために大型化する傾向にある。この大型のガラス基板を載置する全面吸着ステージが大型化すると、ステージ表面に塵等の異物が付着しやすくなり、疑似欠陥を検出する確率が高くなる。このため、疑似欠陥の検出を無くすために、全面吸着ステージ表面上に付着した塵等の異物を除去するなどのメンテナンス作業を必要な期間毎にしなければならない。
【０００８】
又、全面吸着ステージ表面に傷が付くと、この傷が疑似欠陥として検出されるために、全面吸着ステージの取り扱いを慎重にしなければならない。
【０００９】
さらに、全面吸着ステージ表面処理にむらが有ると、この処理むらも疑似欠陥として検出されてしまう。このため、全面吸着ステージ表面のむらを修繕するための加工や塗装などの表面処理が必要になり、その表面処理が困難となる。
【００１０】
そこで本発明は、ステージ表面による疑似欠陥の検出を抑制できる基板検査装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、透光性を有する基板を浮上させる浮上ステージと、浮上ステージ上に浮上している基板を搬送する搬送機構と、浮上ステージ上に浮上搬送されている基板に線状の照明光を照射する照明光学系と、基板における線状に照明された領域の画像を撮像する撮像光学系と、基板における線状に照明された領域に対応する浮上ステージ部分に設けられ、基板を透過した線状照明光の反射を防止する線状のギャップ部とを具備した基板検査装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は基板検査装置の構成図である。この基板検査装置は、光を透過する基板、例えば大型ＬＣＤに用いられるガラス基板１の基板検査装置に適用される。ベース２上には、浮上ステージ３が設けられている。この浮上ステージ３の表面には、図２に示すようにそれぞれ一定のエアー圧力でエアーを吹き出す複数の小径のエアー吹出し孔４が規則的に設けられている。これらエアー吹出し孔４からのエアー吹き出しにより浮上ステージ３とガラス基板１との間にエアー層が形成されてガラス基板１は、浮上ステージ３上に浮上する。
【００１４】
ベース２の両側面には、図３に示すようにそれぞれ各ガイドレール５、６が設けられている。これらガイドレール５、６には、それぞれ各吸着搬送ユニット７、８が同期して移動可能に設けられている。これら吸着搬送ユニット７、８は、浮上ステージ３上に浮上しているガラス基板１の裏面の両端部をそれぞれ吸着保持し、例えばリニアモータ等の駆動源の駆動により各ガイドレール５、６上に沿って矢印イ又はロ方向に一定のスキャン速度で移動し、ガラス基板１を引っ張ってエアー浮上搬送する。
【００１５】
浮上ステージ３の上方には、ライン照明ユニット９とラインセンサカメラ１０などからなる撮像部１１とが配置されている。ライン照明ユニット９は、ガラス基板１の表面に対して光軸を所定の傾き角度θ_１だけ傾けて配置され、ライン状の照明光をガラス基板１の表面に照射する。このライン照明ユニット９は、矢印ハ方向に回動可能に設けられ、ガラス基板１の表面に対する傾き角度θ_１を所定の範囲内で調整可能である。このライン照明ユニット９は、例えば電気的又は機械的ストッパにより所望の傾き角度θ_１に固定できる。
【００１６】
撮像部１１は、ガラス基板１の表面に対して光軸を所定の傾き角度θ_２だけ傾けて配置されている。この撮像部１１は、ライン照明ユニット９から出射されたライン照明光の照射により生じるガラス基板１の表面からの干渉光又は回折光を１ラインずつ撮像する。この撮像部１１は、矢印ニ方向に回動可能に設けられ、ガラス基板１の表面に対する傾き角度θ_２を所定の範囲内で調整可能である。
【００１７】
この撮像部１１は、ラインセンサカメラ１０と、このラインセンサカメラ１０の入射口に取り付けられた結像レンズ１２と、ラインセンサカメラ１０の入射光路上に設けられた干渉フィルタ１３とを有する。干渉フィルタ１３は、ラインセンサカメラ１０の入射光路上に対して挿脱可能に設けられ、ガラス基板１の干渉像を撮像するときにラインセンサカメラ１０の入射光路上に挿入され、ガラス基板１の回折像を撮像するときにラインセンサカメラ１０の入射光路上から外される。
【００１８】
なお、ライン照明ユニット９の傾き角度θ_１、撮像部１１の傾き角度θ_２、ライン照明ユニット９の光量は、図示しない制御パーソナルコンピュータ（ＰＣ）により検査レシピに従って管理される。
【００１９】
浮上ステージ３上に浮上したガラス基板１を透過してライン照明光が照射される領域（以下、検査領域と称する）には、この検査領域に沿ってライン状のギャップ溝１４が設けられている。このギャップ溝１４は、ガラス基板１を透過したライン照明光が反射してラインセンサカメラ１０に入射させないスリート形状に形成し、かつ溝深さを結像レンズ１２の焦点深度よりも深く形成されている。
【００２０】
なお、ギャップ溝１４は、例えば図４乃至図７に示すように変形してもよい。図４に示すギャップ溝１４は、断面が矩形状に形成され、少なくともラインセンサカメラ１０と対峙する側の面に反射率の低い物質、例えば艶消しの黒色塗料１５を塗布している。
【００２１】
図５に示すギャップ溝１４は、断面が直立面１４ａと傾斜面１４ｂとからなる三角形状に形成され、このうち直立面１４ａをラインセンサカメラ１０と対峙させる。又、このギャップ溝１４は、少なくとも直立面１４ａに反射率の低い物質、例えば艶消しの黒色塗料１５を塗布してもよい。
【００２２】
図６に示すギャップ溝１４は、ラインセンサカメラ１０の対峙する方向に断面が矩形状に形成されている。このギャップ溝１４は、底部の閉じた穴に形成してもよいし、底部の抜けた孔に形成してもよい。
【００２３】
図７に示すギャップ溝１４は、ラインセンサカメラ１０をθ_２’の範囲で回動させたときに、ラインセンサカメラ１０の光軸軌跡と対応するように断面が台形状に形成されている。
【００２４】
次に、上記の如く構成された装置の動作について説明する。
【００２５】
浮上ステージ３上へのガラス基板１の搬入・搬出は、搬入・搬出用エアー浮上ステージ又は搬入・搬出用ロボットにより行なわれる。搬入・搬出用エアー浮上ステージを用いた場合は、各吸着搬送ユニット７、８と同様に、エアー浮上させたガラス基板１の裏面両端部を吸着保持して浮上ステージ３上に搬入したり、又は浮上ステージ３からのガラス基板１を搬出する。
【００２６】
搬入・搬出用ロボットを用いた場合には、浮上ステージ３の搬入・搬出側にそれぞれ各リフトピンを設け、これらリフトピンを昇降させることにより搬入・搬出用ロボットにより載置されたガラス基板１を浮上ステージ３上に載置したり、浮上ステージ３上から取り出す。
【００２７】
浮上ステージ３は、複数のエアー吹出し孔４から一定のエアー圧力でエアーを吹き出しているので、浮上ステージ３とガラス基板１との間にエアー層が形成されてガラス基板１は、浮上ステージ３上に浮上する。
【００２８】
各吸着搬送ユニット７、８は、図示しない位置決め機構により位置決めされたガラス基板１の裏面の両端部をそれぞれ吸着保持し、各ガイドレール５、６上に沿って矢印イ方向に同期して一定のスキャン速度で移動する。これにより、ガラス基板１は、各吸着搬送ユニット７、８により引っ張られてエアー浮上搬送される。
【００２９】
ガラス基板１の干渉像を取り込む場合、干渉像の画像取込条件に従ってライン照明ユニット９の傾き角度θ_１と撮像部１１の傾き角度θ_２とがθ_１＝θ_２に調整させると共に、干渉フィルタ１３がラインセンサカメラ１０の入射光路上に挿入される。
【００３０】
ライン照明ユニット９から出射されたライン照明光は、一定の速度でエアー浮上搬送されるガラス基板１の表面上に照射される。このライン照明光の照射によりガラス基板１の表面からの干渉光は、干渉フィルタ１３、結像レンズ１２を通してラインセンサカメラ１０に入射する。
【００３１】
このとき、ガラス基板１の表面上に照射されたライン照明光のうちガラス基板１を透過した光は、浮上ステージ３上に設けられたギャップ溝１４に入射するため、検査領域上の浮上ステージ３からの反射光がなくなる。又、ギャップ溝１４に入射した光は、このギャップ溝１４内で反射、減衰等され、ラインセンサカメラ１０の配置方向とは別の方向に出射する。
【００３２】
従って、検査領域にギャップ溝１４を設けることにより浮上ステージ３での反射がなくなり、ガラス基板１からの干渉光のみがラインセンサカメラ１０により撮像される。
【００３３】
この結果、ラインセンサカメラ１０は、一定の速度でエアー浮上搬送されるガラス基板１の表面からの干渉光を干渉フィルタ１３、結像レンズ１２を通して１ラインずつ撮像する。ガラス基板１の表面全体に対するライン照明光の照射が終了すると、ガラス基板１の表面全体の干渉画像が取得される。この干渉画像には、ガラス基板１の表面上の膜厚むらなどの欠陥が撮像され、浮上ステージ３の表面上に存在する塗装むら、塵等の異物による疑似欠陥は含まれない。
【００３４】
ガラス基板１の回折像を取り込む場合、回折像の画像取込条件に従ってライン照明ユニット９の傾き角度θ_１と撮像部１１の傾き角度θ_２とがθ_１＋α＝θ_２に調整させると共に、干渉フィルタ１３がラインセンサカメラ１０の入射光路上から外される。ここで、回折像の画像取込条件の角度αは、ガラス基板１の種類等によって最適値に設定される。
【００３５】
ガラス基板１の全面の干渉像をラインセンサカメラ１０により撮像した後、続いて回折像を取込を行う場合、各吸着搬送ユニット７、８は、干渉像を取り込んだエアー浮上搬送方向とは逆方向の矢印ロ方向に同期して一定のスキャン速度で移動し、ガラス基板１を引っ張ってエアー浮上搬送する。
【００３６】
回折像の取込みにおいても、干渉像の取込みと同様に、検査領域にギャップ溝１４が設けられるため、検査領域上の浮上ステージ３からの反射光がなくなり、ガラス基板１からの回折光のみがラインセンサカメラ１０により撮像される。
【００３７】
この結果、ラインセンサカメラ１０は、一定の速度でエアー浮上搬送されるガラス基板１の表面からの回折光を結像レンズ１２を通して１ラインずつ撮像する。ガラス基板１の表面全体に対するライン照明光の照射が終了すると、ガラス基板１の表面全体の回折画像が取得される。この回折画像には、ガラス基板１の表面上に形成された繰り返し微細パターンの乱れや、傷、塵等の異物などの欠陥が撮像され、浮上ステージ３の表面上に存在する塗装むら、塵等の異物による疑似欠陥は含まれない。
【００３８】
このように上記一実施の形態においては、ラインセンサカメラ１０により撮像する干渉像又は回折像には、浮上ステージ３の表面上に存在する塵等の異物による疑似欠陥を含むことがなく、干渉画像からガラス基板１の表面上の膜厚むらなどの欠陥を確実に検出でき、回折画像からガラス基板１の表面上に形成された繰り返し微細パターンの乱れや傷、塵等の異物などの欠陥を確実に検出できる。
【００３９】
又、浮上ステージ３上の検査領域のみギャップ溝１４を形成すればよいので、検査領域外の浮上ステージ３の表面上に塵等の異物や表面処理むらがあっても、これらの影響を受けることはなく、浮上ステージ３のメンテナンス作業を頻繁に行う必要はなく、表面処理むらを修繕するための加工や塗装などの表面処理も必ずしも行わなくてもよい。
【００４０】
このような基板検査装置であれば、ガラス基板１が大型化しても浮上ステージ３によりエアー浮上搬送することによりガラス基板１の裏面に塵などの異物の付着がなく、かつガラス基板１を吸着搬送ユニット７、８で等速搬送することによりガラス基板１に対する検査のスループットを向上できる。
【００４１】
なお、この発明は、上記一実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００４２】
例えば、ギャップ溝１４は、２台の浮上ステージ３を連結し、この連結部において各浮上ステージ３の間に隙間を設け、この隙間をギャップ溝１４と同様に作用させてもよい。
【００４３】
又、浮上ステージ３は、エアーを吹き出してガラス基板１を浮上させるに限らず、静電作用によりガラス基板１を浮上させてもよい。この場合、ガラス基板１に対して除電を行えばよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、ステージ表面による疑似欠陥の検出を抑制できる基板検査装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる基板検査装置の一実施の形態を示す構成図。
【図２】同装置を適用する浮上ステージの構成図。
【図３】同装置を適用する浮上ステージの正面構成図。
【図４】同装置を適用する浮上ステージ上に設けられるギャップ溝の変形例を示す構成図。
【図５】同装置を適用する浮上ステージ上に設けられるギャップ溝の変形例を示す構成図。
【図６】同装置を適用する浮上ステージ上に設けられるギャップ溝の変形例を示す構成図。
【図７】同装置を適用する浮上ステージ上に設けられるギャップ溝の変形例を示す構成図。
【符号の説明】
１：ガラス基板、２：ベース、３：浮上ステージ、４：エアー吹出し孔、５，６：ガイドレール、７，８：吸着搬送ユニット、９：ライン照明ユニット、１０：ラインセンサカメラ、１１：撮像部、１２：結像レンズ、１３：干渉フィルタ、１４：ギャップ溝、１４ａ：直立面、１４ｂ：傾斜面、１５：黒色塗料。

Claims

透光性を有する基板を浮上させる浮上ステージと、
前記浮上ステージ上に浮上している前記基板を搬送する搬送機構と、
前記浮上ステージ上に浮上搬送されている前記基板に線状の照明光を照射する照明光学系と、
前記基板における前記線状に照明された領域の画像を撮像する撮像光学系と、前記基板における前記線状に照明された領域に対応する前記浮上ステージ部分に設けられ、前記基板を透過した前記線状照明光の反射を防止する線状のギャップ部と、
を具備したことを特徴とする基板検査装置。
前記ギャップ部は、ライン状の溝であることを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
前記ギャップ部は、前記撮像光学系の焦点深度よりも深く形成されたことを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
前記ギャップ部は、前記線状照明光の照射方向に深さ方向を有する底部の抜けた孔又は前記底部の閉じた穴であることを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
前記ギャップ部は、前記撮像光学系と対峙する側の面に反射率の低い物質を塗布することを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
前記照明光学系は、前記基板に対する前記線状照明光の照射角度を可変とすることを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
前記撮像光学系は、前記基板に対する撮像角度を可変とすることを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。