JP2008076283A

JP2008076283A - 基板検査装置の光軸調整方法および光軸調整用サンプル

Info

Publication number: JP2008076283A
Application number: JP2006257162A
Authority: JP
Inventors: Junichi Ono; 順一小野
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2008-04-03

Abstract

【課題】実際に製造された被検査基板を用いることなく、回折光を観察するための照明光源からカメラに至る光軸を調整する。
【解決手段】被検査基板に形成されたパターンを、光源３からの照明光の該パターンにおける回折光を検出器４により検出して検査する基板検査装置１の光軸調整方法であって、検査時に照明光が照射されることとなる被検査基板の表面位置に、被検査基板に代えて、照明光を反射する反射面１０ｂを有し、該反射面１０ｂが、検査時における被検査基板の表面方向に対し、回折角度αの１／２の角度だけ、光源３からの照明光の入射角度を減少させる方向に傾斜して配置される反射部材１０を配置し、該反射部材１０の反射面１０ｂにおける照明光の反射光に基づいて、光源３と検出器４との相対角度を調整する基板検査装置１の光軸調整方法を提供する。
【選択図】図４

Description

本発明は、被検査基板の検査を行う基板検査装置の光軸調整方法および光軸調整用サンプルに関するものである。

従来、半導体ウェハやフラットパネルディスプレイ用基板等の微細な回路パターンや配線パターンを有する被検査基板のマクロ検査を行う装置として、例えば、特許文献１に開示された検査装置が知られている。
この検査装置は、微細な回路パターン等により回折する照明光が、回路パターン等の間隔寸法に応じて定まる方向に回折する回折光の画像をカメラにより取得することにより、取得された画像を処理して回路パターン等の検査を行うものである。

この場合において、照明光源から出射され被検査基板において回折される回折光の回折方向は、回路パターン等の間隔寸法に応じて決定される。このため、実際に製造されたワークを用いて回折光を発生させ、その回折光を用いて被検査基板に対する照明光源およびカメラの位置を調整していた。
特開２００５−１００７３号公報

しかしながら、照明光源およびカメラの位置調整を行うために実際に製造されたワークを用いる方法では、最近の液晶ガラス基板のように大型の基板の場合には取り扱いが困難であり、また、コストも高いという不都合がある。さらに、製造されたワークでは、微細な繰り返しパターンが必ずしも正確に製造されている訳ではないため、回路パターン等のエッジの状況に影響され、正しい調整が困難であるという問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、実際に製造されたワークを用いることなく、回折光を観察するための照明光源からカメラに至る光軸を調整することができる検査基板の光軸調整方法および光軸調整用サンプルを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、被検査基板に形成されたパターンを、光源からの照明光の該パターンにおける回折光を検出器により検出して検査する基板検査装置の光軸調整方法であって、検査時に照明光が照射されることとなる被検査基板の表面位置に、被検査基板に代えて、照明光を反射する反射面を有し、該反射面が、検査時における被検査基板の表面方向に対し、回折角度の１／２の角度だけ、前記光源からの照明光の入射角度を減少させる方向に傾斜して配置される反射部材を配置し、該反射部材の反射面における照明光の反射光に基づいて、前記光源と前記検出器との相対角度を調整する基板検査装置の光軸調整方法を提供する。

本発明によれば、検査時に照明光が照射されることとなる被検査基板の表面位置に反射部材を配置して、光源からの照明光を反射部材に照射し、該反射部材により反射された照明光が検出される位置に検出器を配置する。この場合に、検査時における被検査基板の表面方向に対し、回折角度の１／２の角度だけ傾斜した反射部材の反射面において反射された照明光は、入射光と出射光との相対角度が、検査時の被検査基板における入射光と出射光との相対角度よりも回折角度分だけ小さくなる。

すなわち、反射部材を配置して光源と検出器の位置を調整した後に、反射部材に代えて被検査基板を配置することにより、光源から発せられ、前記被検査基板に設けられたパターンに応じた回折角度で回折した光を検出器により検出することができるようになる。これにより、実際の被検査基板を用いることなく、あるいは、正確なパターンを形成したサンプルを用意することなく、光源と検出器とを含む基板検査装置の光軸を容易に、かつ、精度よく調整することができる。

また、本発明は、ステージに載置された被検査基板に形成されたパターンを、光源からの照明光の該パターンにおける回折光を検出器により検出して検査する基板検査装置の光軸調整用サンプルであって、前記ステージに、被検査基板に代えて載置される平板状に形成され、前記光源からの照明光が反射される反射面を備え、該反射面が、前記ステージに接触配置される裏面に対して、回折角度の１／２の角度だけ傾斜している基板検査装置の光軸調整用サンプルを提供する。

本発明によれば、被検査基板に代えて、ステージ上に、回折角度の１／２の角度だけ傾斜した反射面を配置し、光源からの照明光を照射し、該反射面により反射された照明光が検出される位置に検出器を配置することにより光軸を調整することができる。この場合に、反射面を前記光源からの照明光の入射角度が減少する方向に傾斜して配置することにより、反射面において反射された照明光は、入射光と出射光との相対角度が、検査時の被検査基板の表面における入射光と出射光との相対角度よりも回折角度分だけ小さくなる。

すなわち、本発明に係る光軸調整用サンプルをステージ上に配置して光源と検出器の位置を調整した後に、光軸調整用サンプルに代えて被検査基板を配置することにより、光源から発せられ、前記被検査基板に設けられたパターンに応じた回折角度で回折した光を検出器により検出することができるようになる。これにより、実際の被検査基板を用いることなく、あるいは、正確なパターンを形成したサンプルを用意することなく、光源と検出器とを含む基板検査装置の光軸を容易に、かつ、精度よく調整することができる。

本発明によれば、実際に製造されたワークや正確なパターンを形成したサンプルを用いることなく、回折光を観察するための照明光源からカメラに至る光軸を調整することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る基板検査装置１の光軸調整方法について、図１〜図４を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る光軸調整方法を使用する基板検査装置１は、図１に示されるように、大型の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に使用される被検査基板、本実施形態においてはガラス基板Ａの欠陥検査を行う装置である。ガラス基板Ａは、厚さ約０．７ｍｍ、幅約２ｍである。図１は、パターンを有しないガラス基板Ａにおいて照明光を全反射させた場合を示している。

基板検査装置１は、ガラス基板Ａを水平状態に支持するステージ２と、該ステージ２の上方に配置された光源３およびカメラ４を備える検査部５とを備えている。基板検査装置１は、図示しない搬送機構を備え、ステージ２上に支持したガラス基板Ａを水平方向に移動させることができるようになっている。

本実施形態においては、光源３およびカメラ４の角度を調整することができるようになっている。そして、図２に示されるように、光源３からステージ２上に水平に支持されたパターンを有するガラス基板Ａ上に照明光を入射角度θで入射すると、入射された照明光が、ガラス基板Ａ上に形成されたパターンの間隔に応じて発生する１次回折により、０次光、すなわち、反射光から回折角度αの方向に出射される。これにより、１次回折光は、角度θ−αの出射角度で出射されるので、その１次回折光をカメラ４により撮像することにより、取得された画像に基づいてガラス基板Ａの欠陥検査を行うことができるようになっている。

上述したように、ガラス基板Ａの表面における回折角度αは、ガラス基板Ａに形成されたパターンの間隔寸法に応じて決定されるので、ガラス基板Ａに形成されるパターンの間隔寸法が変化する毎に、光源３および／またはカメラ４の角度を調整して、その光軸を調整する必要がある。

本実施形態に係る基板検査装置１の光軸調整方法は、図３に示されるように、ガラス基板Ａとほぼ同等の厚さ寸法を有する光軸調整用サンプル１０を用意し、ガラス基板Ａに代えてステージ２上に光軸調整用サンプル１０を配置し、光源３からの照明光を光軸調整用サンプル１０に入射させ、光軸調整用サンプル１０において反射した反射光をカメラにより検出するように光源３および／またはカメラ４の角度調整を行うものである。

本実施形態に係る光軸調整用サンプル１０は、ステージ２に載置される平坦な裏面１０ａと、該裏面１０ａに対して所定角度だけ傾斜した表面の反射面１０ｂとを備える平板状部材である。厚さ寸法は、その幅の中央位置において、ガラス基板Ａの厚さ寸法と同等であり、長さ寸法は３００〜５００ｍｍである。あるいは、厚さ１〜１．５ｍｍとし、その厚さの差による回折光の平行移動があっても、この回折光がカメラ４の撮像範囲に入っていればよい。このようにすると、光軸調整用サンプル１０が厚くなるので、その変形を防ぐことができる。

裏面１０ａに対する反射面１０ｂの傾斜角度は、検査すべきガラス基板Ａに形成されたパターンの間隔寸法に応じて決定される回折角度αの１／２の角度である。例えば、ガラス基板Ａに入射角度θで光を入射させたとき、ガラス基板Ａにおいて発生する１次回折光は出射角度θ−αで反射される。したがって、ガラス基板Ａにおける入射光と出射光との相対角度は、図２に示されるように２θ−αとなる。

ガラス基板Ａに代えてステージ２上に光軸調整用サンプル１０を配置する場合に、図４に示されるように、光軸調整用サンプル１０の反射面１０ｂを、検査時に光源３からガラス基板Ａに照射されることとなる照明光の照射位置に配置する。また、このとき、光軸調整用サンプル１０の反射面１０ｂは、光源３からの照明光の入射角度が小さくなる方向に傾斜するように配置される。

その結果、光源３からの反射面１０ｂへ入射する照明光は、入射角度θ−α／２となり、反射面１０ｂにおいて同じ出射角度θ−α／２で全反射する。したがって、反射面１０ｂへの入射角度と出射角度との相対角度は２θ−αとなり、図２に示すガラス基板Ａにおける照明光と１次回折光と同じ角度関係となる。
すなわち、本実施形態に係る光軸調整用サンプル１０を用いて光源３からの照明光を反射し、反射した反射光を検出するようにカメラ４の角度調整を行うことにより、ガラス基板Ａにおいて回折させた１次回折光を検出するのと同じ位置に光源３およびカメラ４の光軸を調整することができる。

光源３からの照明光の入射角度が大きくなる方向に光軸調整用サンプル１０を配置して、図２の回折光の反対側の１次回折光を撮像するようにカメラ４を配置してもよい。このとき、カメラ４はガラス基板Ａにより近づく位置に配置されることになる。

本実施形態に係る基板検査装置１の光軸調整方法および光軸調整用サンプル１０によれば、現実に回折を発生させるような実際のガラス基板Ａや精密なパターンを形成したサンプルを光軸調整に用いる必要がないので、取り扱いが容易であり、コストも低くて済むという利点がある。また、パターンを有するサンプルによる場合には、パターンの間隔や幅の不揃いやパターンエッジの乱れあるいはダレのような問題により、精度よく調整することが困難であるが、本実施形態によれば、回折光を用いないので、パターンの影響を受けることなく、精度よく調整することができる。

また、回折光を用いなくて済むので、１次回折光、２次回折光のような回折光の選択を誤る不都合がない。さらに、全反射する光を用いて調整するので、回折光を用いる場合よりも光量が大きく、ノイズによる調整誤差をなくしてさらに精度よく調整することができるという利点がある。

そして、光源３およびカメラ４の光軸が調整された後には、光軸調整用サンプル１０に代えて、実際のガラス基板Ａをステージ２上に配置し、光源３から照明光を照射することにより、ガラス基板Ａに形成されたパターンにより回折された１次回折光をカメラ４により確実に撮影することができ、高い精度でガラス基板Ａの欠陥検査を行うことができる。

なお、本実施形態に係る基板検査装置１の光軸調整用サンプル１０としては、単一の傾斜角度の反射面１０ｂを有する平板状部材を例示したが、これに代えて、図５に示されるように、複数の傾斜角度α_１／２，α_２／２を備えた平板状の光軸調整用サンプル１１を採用してもよい。この場合には、検査するガラス基板Ａのパターンの間隔に応じて、反射面１０ｂの傾斜角度α_１／２，α_２／２を選択することにより、各場合において光軸を調整することができる。また、正反射を確認するための、傾斜を有しない反射面１１ｂを備えるものを採用してもよい。また、反射面１０ｂ，１１ｂの配列方向は図５とは直交する方向に配列してもよい。

また、光軸調整用サンプル１０の長さ方向の両端面に、図４に示されるように、載置位置マーカ１２を付しておき、載置位置マーカ１２と基板検査装置１のステージ２上に付されたマーキング（図示略）とを位置合わせして、光軸調整用サンプル１０をステージ２に載置することにしてもよい。このようにすれば、光軸調整用サンプル１０の載置位置を再現性よく、繰り返して載置できる。
また、ガラス基板Ａの厚さの差によるカメラ４の位置の補正量を、ガラス基板Ａの１次回折光の位置と光軸調整用サンプル１０の反射光の位置とを比較して決めておけば、カメラ４の位置をより正確に決定することができる。

本発明の一実施形態に係る光軸調整方法を実施する基板検査装置を説明する模式図である。図１の基板検査装置により、パターンを有するガラス基板からの１次回折光を検査する状態を説明する模式図である。図１の基板検査装置に用いられる光軸調整用サンプルを示す斜視図である。図３の光軸調整用サンプルを用いた光軸調整方法を説明する図である。図３の光軸調整用サンプルの変形例を示す斜視図である。

符号の説明

Ａ被検査基板
α，α_１，α_２回折角度
１基板検査装置
２ステージ
３光源
４カメラ（検出器）
１０，１１光軸調整用サンプル（反射部材）
１０ａ裏面
１０ｂ，１１ｂ反射面

Claims

被検査基板に形成されたパターンを、光源からの照明光の該パターンにおける回折光を検出器により検出して検査する基板検査装置の光軸調整方法であって、
検査時に照明光が照射されることとなる被検査基板の表面位置に、被検査基板に代えて、照明光を反射する反射面を有し、該反射面が、検査時における被検査基板の表面方向に対し、回折角度の１／２の角度だけ、前記光源からの照明光の入射角度を減少させる方向に傾斜して配置される反射部材を配置し、該反射部材の反射面における照明光の反射光に基づいて、前記光源と前記検出器との相対角度を調整する基板検査装置の光軸調整方法。
ステージに載置された被検査基板に形成されたパターンを、光源からの照明光の該パターンにおける回折光を検出器により検出して検査する基板検査装置の光軸調整用サンプルであって、
前記ステージに、被検査基板に代えて載置される平板状に形成され、
前記光源からの照明光が反射される反射面を備え、
該反射面が、前記ステージに接触配置される裏面に対して、回折角度の１／２の角度だけ傾斜している基板検査装置の光軸調整用サンプル。