JP2008175764A - 外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】目視観察状態に近い状態で撮像された欠陥の画像を表示することができる外観検査装置を提供する。
【解決手段】被検査基板２は、被検査基板２を揺動可能に支持する揺動ステージ３上に載置されている。デジタルカメラ７は、実体顕微鏡５に固着された状態では、被検査基板２上の微小な結果を撮像して実体顕微鏡画像を生成し、実体顕微鏡５から取り外された状態では、検査者の目視位置で被検査基板２上の欠陥を撮像してマクロ画像を生成する。実体顕微鏡画像およびマクロ画像は検査制御装置１に取り込まれ、欠陥情報と関連付けて表示される。
【選択図】図４

Description

本発明は、被検査基板の外観を目視で検査して欠陥を検出するための外観検査装置に関する。

従来、半導体ウェハや液晶ディスプレイ用のガラス基板等の基板を用いた製造工程において、基板に塗布されたレジスト等の膜むらや、異物、汚れ、傷等の欠陥の検査が、外観検査装置を用いて行われていた。この外観検査装置として例えば特許文献１には、基板を揺動ステージ上に載置した状態で基板の全面に均一な照明光を照射し、揺動ステージの上方に固定配置されたＴＶカメラによって基板を撮像するものが開示されている。この外観検査装置では、クリーンルーム外の離れた場所で検査作業を行うことを目的としているため、ＴＶカメラが配置されている。

また、大型の液晶ディスプレイ用のガラス基板全体のマクロ画像と基板上の微小な欠陥のミクロ画像を取り込む方法として、例えば特許文献２に記載されているように、基板上方から基板に対してライン照明光を照射してマクロ検査カメラとミクロ検査カメラによって基板上を走査する方法があった。
特開平８−２８５７８３号公報 特開２０００−２７５１８３号公報

一般に外観検査装置においては、検査者（観察者）が欠陥を直接目視して欠陥の種類等を判断する目視観察を行っているため、基板が載置された揺動ステージが検査者に対して自由な角度で揺動する構造となっている。検査者は、様々な角度から基板を観察することによって、基板上の欠陥を発見している。

上記のようにして発見された欠陥に対して、レーザポインタを用いた座標登録が行われる。あるいは、付属の実体顕微鏡による再検査時に実体顕微鏡で検出される座標が欠陥座標として登録される。しかし、この場合、実際に検査者が欠陥を目視判断した状態、すなわち検査者と同じ視点で捉えた欠陥の外観画像を保存することはできないため、後から検査結果を確認する場合に、検査者に欠陥がどのように見えていたのかを判断することができないという問題があった。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、目視観察状態に近い状態で撮像された欠陥の画像を表示することができる外観検査装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、被検査基板を揺動可能に支持する揺動ステージを備え、検査者による前記被検査基板の目視観察が行われる外観検査装置において、前記被検査基板上の微小な欠陥を撮像して、ミクロ画像を生成すると共に、前記検査者の目視位置で前記被検査基板上の欠陥を撮像して、マクロ画像を生成する画像生成手段と、前記ミクロ画像および前記マクロ画像を欠陥情報と関連付けて表示する表示手段とを備えたことを特徴とする外観検査装置である。

本発明によれば、目視観察状態に近い状態で撮像された欠陥の画像を表示することができるという効果が得られる。

以下、図面を参照し、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、以下の全ての実施形態において、画像とは、モニタ等の画面に表示されて、人間によって認識可能な画面上での画像と、その画像を画面に表示させるための画素のデータからなる画像データとの両方の意味で使用されるものとする。図１は、本発明の第１の実施形態による外観検査装置が備える検査制御装置１の構成を示すブロック図である。

Ｘ方向移動制御ユニット１０１は図３の実体顕微鏡ガイドＹ軸６ｂおよびレーザポインタガイドＹ軸１３ｂのＸ方向の移動制御を行うと共に、それらのＸ座標を読み取る。Ｙ方向移動制御ユニット１０２は、実体顕微鏡５およびレーザポインタ１４のＹ方向の移動制御を行うと共に、それらのＹ座標を読み取る。

操作ユニット１０３は、図２に示されるマクロ照明４による照明の明るさや照明光の角度、揺動ステージ３の姿勢の角度を設定するために、オペレータ（検査者）によって操作されるスイッチ等を有する操作盤を備えると共に、実体顕微鏡５およびレーザポインタ１４の移動を制御するために、オペレータによって操作されるジョイスティック等、および表示手段１０８によって表示された検査情報等に応じて情報を入力するために、オペレータによって操作されるマウスやキーボード等を備えている。操作ユニット１０３は、オペレータによる操作結果を示す信号を査制御ユニット１００へ出力し、検査制御ユニット１００は、その信号に基づいて、外観検査装置の各部を制御する。揺動ステージ制御ユニット１０４は揺動ステージ３の姿勢を制御する。

マクロ照明制御ユニット１０５は、図２に示されるマクロ照明４による揺動ステージ３上の被検査基板２への照明の照射を制御する。画像取得ユニット１０６は被検査基板２上の微細な欠陥の画像（後述する実体顕微鏡画像）や基板全体の画像（後述するマクロ画像）を取得するユニットである。画像取得ユニット１０６は図３のデジタルカメラ７（画像生成手段）および画像転送ケーブル９を備えている。画像格納手段１０７は、画像取得ユニット１０６によって取得された画像等を記憶（保存）するハードディスクドライブや半導体メモリ等の記録媒体を備えている。表示手段１０８は、画像取得ユニット１０６によって取得された画像や、欠陥座標および検査結果等を表示する液晶表示モニタ等を備えている。

図２は、外観検査装置の揺動ステージ３周辺の構成を示している。揺動ステージ３上には、例えばＬＣＤ等のフラットパネルディスプレイを多面取りするマザーガラス基板やカラーフィルタ等の被検査基板２が載置される。揺動ステージ３は、その端部３ａを中心にして回動可能に構成されている。揺動ステージ３の上方にはマクロ照明４が配置されている。このマクロ照明４は揺動ステージ３上の被検査基板２を照明する。マクロ照明４によって照射された照明光は被検査基板２上で反射され、検査者６０の目に届く。

検査者６０は、図１の操作ユニット１０３を操作することによって、目視観察を行うのに適した傾斜角度となるように揺動ステージ３を回動させ、マクロ照明下にて、被検査基板２の表面に存在する欠陥を目視で観察する。実体顕微鏡５は被検査基板２の表面（主面）に平行に移動可能に構成されている。欠陥を拡大して観察したい場合には、検査者６０は、図１の操作ユニット１０３を操作することによって、目視で観察した被検査基板２上の欠陥位置に実体顕微鏡５を移動させ、欠陥を拡大して観察する。

図３は、揺動ステージ３周辺の詳細な構成を示している。実体顕微鏡５は、リニアモータ等の駆動手段によって、実体顕微鏡ガイドＹ軸６ｂ上を図３中のＹ方向に移動可能である。実体顕微鏡ガイドＹ軸６ｂは、リニアモータ等の駆動手段によって、ガイドＸ軸６ａ，１３ａ上を図３中のＸ方向に移動可能である。実体顕微鏡５は、ガイドＸ軸６ａ，１３ａおよび実体顕微鏡ガイドＹ軸６ｂによって、被検査基板２の主面に沿って平行に二次元移動することができる。検査者が操作ユニット１０３のジョイスティックを操作して、実体顕微鏡ガイドＹ軸６ｂと実体顕微鏡５を被検査基板２の主面に平行な面内で移動させ、実体顕微鏡５を所望の欠陥に合わせて、座標登録を指示すると、Ｘ方向移動制御ユニット１０１によってＸ座標が読み取られ、Ｙ方向移動制御ユニット１０２によってＹ座標が読み取られ、検査制御ユニット１００に各座標が通知される。

実体顕微鏡５にはデジタルカメラ固定ユニット１０が設けられており、このデジタルカメラ固定ユニット１０によって、デジタルカメラ７が、その撮像レンズを被検査基板２の表面に向けた状態で実体顕微鏡５の接眼レンズ上に固定（固着）される。上記のガイドＸ軸６ａ，１３ａ、実体顕微鏡ガイドＹ軸６ｂ、およびデジタルカメラ固定ユニット１０によって、実体顕微鏡５およびデジタルカメラ７の移動手段が構成されている。

デジタルカメラ７は、実体顕微鏡５によって所定の倍率で拡大された欠陥を撮像し、実体顕微鏡画像（ミクロ画像）を生成する。デジタルカメラ７は、デジタルカメラ固定ユニット１０に対して着脱可能である。デジタルカメラ７がデジタルカメラ固定ユニット１０から取り外された状態では、検査者が目視で観察した欠陥を、その目視で観察した角度からデジタルカメラ７で撮影することが可能である。検査者は、実体顕微鏡５では観察できない、実体顕微鏡５の視野よりも大きな膜ムラ等のマクロ欠陥の情報をマクロ画像として記録するため、目視で発見した欠陥を含むように被検査基板２の全体あるいは一部をデジタルカメラ７により目視観察時の視点で撮影する。デジタルカメラ７は、この撮影によって、マクロ画像を生成する。

デジタルカメラ７は、実体顕微鏡画像およびマクロ画像を外部へ出力するためのデータ転送コネクタ８を有している。デジタルカメラ７は、デジタルカメラ固定ユニット１０に装着されている状態でデータ転送コネクタ８へ画像を出力する。画像は、キャタピラＹ１１ｂおよびキャタピラＸ１１ａに配設された画像転送ケーブル９を通って、図１の検査制御ユニット１００へ出力され、検査制御ユニット１００によって、画像格納手段１０７に格納される。

レーザポインタ１４は、マクロ照明下にて目視で観察された欠陥の座標を登録する場合に用いられる。レーザポインタ１４は、リニアモータ等の駆動手段によって、レーザポインタガイドＹ軸１３ｂ上を図３中のＹ方向に移動可能である。レーザポインタガイドＹ軸１３ｂは、リニアモータ等の駆動手段によって、ガイドＸ軸６ａ，１３ａ上を図３中のＸ方向に移動可能である。検査者が操作ユニット１０３のジョイスティックを操作して、レーザポインタガイドＹ軸１３ｂとレーザポインタ１４を被検査基板２の主面に平行な面内で移動させ、レーザポインタ１４から照射されるレーザのスポットを所望の欠陥に合わせて座標登録を指示すると、Ｘ方向移動制御ユニット１０１によってＸ座標が読み取られ、Ｙ方向移動制御ユニット１０２によってＹ座標が読み取られ、検査制御ユニット１００に座標が通知される。このように、欠陥座標の登録は、実体顕微鏡５およびレーザポインタ１４のいずれの操作によっても行うことができる。

図４に示されるように、デジタルカメラ７が、デジタルカメラ固定ユニット１０によって実体顕微鏡５に取り付けられた状態で撮像した欠陥の拡大画像は、実体顕微鏡画像２０１（ミクロ画像）として検査制御装置１へ出力される。また、デジタルカメラ７が、デジタルカメラ固定ユニット１０から取り外された状態で、検査者の目視観察時の視点で撮像された画像は、マクロ画像２０２として検査制御装置１へ出力される。実体顕微鏡画像２０１およびマクロ画像２０２は、検査制御装置１の検査制御ユニット１００によって画像格納手段１０７に保存されると共に、表示手段１０８へ出力され、表示手段１０８によって表示される。検査者（オペレータ）は、これらの画像の解析を行う。

次に、本実施形態における外観検査の手順を説明する。図５は、外観検査の手順を示すフローチャートである。例えば、図示せぬローダ／アンローダとの通信によって、外観検査装置内に被検査基板２が搬入される（ステップＳ５０１）。被検査基板２が搬入された後、検査制御ユニット１００は、レシピ（基板の処理方法を定義するファイル）に定義された検査条件に基づいて、あるいは操作ユニット１０３を介して検査者によって入力された検査条件に基づいて、各部のハードウェア条件を変更する（ステップＳ５０２）。例えば、検査制御ユニット１００が、マクロ照明制御ユニット１０５に対して照明条件の設定を指示すると、マクロ照明制御ユニット１０５はマクロ照明４の照明光の明るさや照射角度等を設定する。また、検査制御ユニット１００が、揺動ステージ制御ユニット１０４に対して揺動条件の設定を指示すると、揺動ステージ制御ユニット１０４は揺動ステージ３の角度等を設定する。

設定が完了すると、検査者（観察者）による被検査基板２の目視検査が行われる（ステップＳ５０３）。この目視検査により欠陥を検出し、この欠陥を実体顕微鏡５で詳細に観察する必要があると検査者が判断した場合にミクロ観察に移行する。ステップＳ５０３に続いて、被検査基板２の目視検査（観察）を終了するか否かが検査者によって判断される（ステップＳ５０４）。すなわち、検査を終了する場合には、操作ユニット１０３を介して、検査者による検査の終了指示を示す信号が検査制御ユニット１００に入力され、検査制御ユニット１００によって、ステップＳ５０６の処理がなされるように制御される。一方、検査を終了しない場合には、操作ユニット１０３を介して、検査者による検査の続行指示を示す信号が検査制御ユニット１００に入力される。

続いて、観察条件を変更するか否かが検査者によって判断される（ステップＳ５０５）。すなわち、観察条件を変更する場合には、ステップＳ５０２に戻る。一方、観察条件を変更しない場合には、ステップＳ５０３に戻る。

ステップＳ５０６においては、ステップＳ５０３で生成された画像が、欠陥座標等の欠陥情報と関連付けられる。この関連付けによって、画像と欠陥とを対応させて管理することができ、検査終了後に所望の欠陥に関する画像を検索して表示することができる。ステップＳ５０６に続いて、例えば、図示せぬローダ／アンローダとの通信によって、外観検査装置外に被検査基板２が搬出され（ステップＳ５０７）、検査が終了する。

図６は、図５のステップＳ５０３における観察の手順を示すフローチャートである。まず、検査者（観察者）によって、被検査基板２上に欠陥があるか否か目視で検査（マクロ検査）される（ステップＳ５０３１）。続いて、目視によるマクロ検査によって観察された欠陥に対して実体顕微鏡５を使用してミクロ観察するか否かが検査者によって判断される（ステップＳ５０３２）。実体顕微鏡５によるミクロ観察を行わないと判断された場合には、ステップＳ５０３４へ進む。一方、実体顕微鏡５によるミクロ観察を行うと判断された場合には、目視で観察された欠陥位置に実体顕微鏡５を移動させてミクロ観察が行われ、欠陥位置（欠陥座標）の登録や実体顕微鏡画像の撮像および保存が行われる（ステップＳ５０３３）。

ステップＳ５０３３におけるミクロ観察は以下のように行われる。検査者が操作ユニット１０３のジョイスティックを操作すると、その操作に基づいた信号が検査制御ユニット１００へ出力される。検査制御ユニット１００は、その信号に基づいて、Ｘ方向移動制御ユニット１０１およびＹ方向移動制御ユニット１０２を制御する。Ｘ方向移動制御ユニット１０１およびＹ方向移動制御ユニット１０２は、検査制御ユニット１００からの指示に基づいて、実体顕微鏡ガイドＹ軸６ｂと実体顕微鏡５をそれぞれ移動させ、目視で観察された欠陥上に実体顕微鏡５の光軸を一致させる。

続いて、デジタルカメラ７は、実体顕微鏡５によって所定の倍率に拡大された欠陥像を撮像し実体顕微鏡画像を生成する。この実体顕微鏡画像が表示手段１０８によって表示され、検査者によって真の欠陥と判断された実体顕微鏡画像が、前述した処理によって画像格納手段１０７に格納される。また、検査者によって欠陥が登録されると、検査制御ユニット１００は、Ｘ方向移動制御ユニット１０１およびＹ方向移動制御ユニット１０２に対して座標の読み取りを指示する。指示を受けたＸ方向移動制御ユニット１０１およびＹ方向移動制御ユニット１０２は、実体顕微鏡５のそれぞれＸ座標およびＹ座標を読み取って、検査制御ユニット１００に通知する。検査制御ユニット１００は、欠陥の座標と、予め設定されたパネル（１枚の大型ガラス基板から面取りされた複数の基板）の座標とに基づいて、欠陥がどのパネル上に存在するのか判断し、実体顕微鏡画像をパネルに関連付ける。なお、欠陥の座標を登録するのと同時に、検査者が操作ユニット１０３を操作して、欠陥の種類を入力するようにしてもよい。

ステップＳ５０３３に続いて、被検査基板２に対してデジタルカメラ７によるマクロ撮像を行うか否かが検査者によって判断される（ステップＳ５０３４）。マクロ撮像を行わないと判断された場合には、ステップＳ５０３６へ進む。一方、マクロ撮像を行うと判断された場合には、揺動ステージ３上に保持された被検査基板２を検査者がデジタルカメラ７により目視観察時の視点で撮像し、マクロ画像の生成および保存を行う（ステップＳ５０３５）。マクロ撮像時の手順は後述する。続いて、被検査基板２の観察を終了するか否かが検査者によって判断される（ステップＳ５０３６）。観察を終了しないと判断された場合には、ステップＳ５０３１に戻る。一方、観察を終了すると判断された場合には、図５のステップＳ５０４へ進む。

図７は、図５のステップＳ５０６における画像関連付けの手順を示すフローチャートである。画像関連付けとは、図６のステップＳ５０３５で撮像保存が行われた全てのマクロ画像を被検査基板２に関連付ける作業、およびマクロ画像毎に座標や複数に面取りされたパネルに関連付ける作業のことである。まず、検査制御ユニット１００はマクロ画像があるか否かを判断する（ステップＳ５０６１）。マクロ画像がない場合には、ステップＳ５０６８へ進み、画像関連付けを終了する。一方、マクロ画像があった場合には、検査制御ユニット１００は全てのマクロ画像を一旦、被検査基板２（ロットＩＤおよび基板ＩＤ）に関連付ける（ステップＳ５０６２）。

続いて、検査制御ユニット１００は全てのマクロ画像に対して関連付けを行ったか否かを判断する（ステップＳ５０６３）。関連付けを行っていないマクロ画像がある場合には、ステップＳ５０６２に戻る。一方、全てのマクロ画像を被検査基板２に関連付けた場合には、検査制御ユニット１００は、登録欠陥座標に関連付けられていないマクロ画像があるか否かを判断すること等によって、マクロ画像を欠陥座標に関連付けるか否かを判断する（ステップＳ５０６４）。ここで、実体顕微鏡画像に対しては、図６のステップＳ５０３３で欠陥位置が登録された時点で欠陥座標の関連付けが行われているため、このステップＳ５０６４では、登録された実体顕微鏡画像に対する欠陥座標の関連付けは行われない。

ステップＳ５０６４で関連付けを行うと判断された場合、検査制御ユニット１００はマクロ画像に欠陥座標を関連付ける（ステップＳ５０６５）。関連付けを行った後は、ステップＳ５０６４に戻る。ここで、全てのマクロ画像に対する登録欠陥座標の関連付けが終了した場合には、ステップＳ５０６６へ進む。続いて、検査制御ユニット１００は、操作ユニット１０３から出力される信号によって示される検査者の指示に基づいて、マクロ画像をパネルに関連付けるか否かを判断する（ステップＳ５０６６）。関連付けを行わない場合には、ステップＳ５０６８へ進む。一方、関連付けを行う場合には、検査制御ユニット１００は、検査者の指示に基づいてマクロ画像をパネルに関連付ける（ステップＳ５０６７）。関連付けを行った後は、ステップＳ５０６６に戻り、全てのマクロ画像に対してパネルの関連付けが終了した場合にはステップＳ５０６８へ進む。ここで、実体顕微鏡画像に対しては、図６のステップＳ５０３３で欠陥位置が登録された時点でパネルの関連付けが行われているため、このステップＳ５０６７では、登録された実体顕微鏡画像に対するパネルの関連付けは行われない。

ステップＳ５０６８においては、検査制御ユニット１００は関連付けを終了するか否かを判断する。関連付けを終了しない場合には、ステップＳ５０６４に戻り、関連付けを終了する場合には、図５のステップＳ５０７へ進む。

次に、表示手段１０８によって表示される外観検査装置のアプリケーションソフト（検査アプリケーション）の画面例を、図８を用いて説明する。このアプリケーション画面８０１は、欠陥の観察や画像関連付け等を行う場合の画面である。検査者は、操作ユニット１０３のマウス等により、図示される各種のボタンを操作する。

マップ画面８０２は、被検査基板２の面取り状態を示す画面である。図８においては、パネル８０３を６枚取れる６面取りのマザーガラス基板が示されている。各パネルには、識別用のパネル番号８０４が付与される。登録欠陥８０５は、実体顕微鏡観察時に登録された欠陥や、レーザポインタ１４によって登録された欠陥の位置を示している。欠陥の登録時には、実体顕微鏡５やレーザポインタ１４が被検査基板２上を走査するが、その際の登録位置座標８０６（図８では２本の直線の交点として示されている）がリアルタイムに表示される。

基板情報８０７は、外観検査装置内に搬入された被検査基板２の情報を示しており、図８においては、ロットＩＤ、基板ＩＤ、およびレシピ番号が示されている。次基板ボタン８０８は、次の検査対象の基板の検査を行う場合に押下されるボタンである。検査者が操作ユニット１０３のマウス等を操作し、次基板ボタン８０８を押下すると、検査が終了し、外観検査装置外に基板が搬出される。欠陥情報リスト８０９は、パネルごとに登録された登録欠陥のリストであり、基板上のＸ座標、Ｙ座標、および欠陥名称（欠陥の種類）を示している。

実体顕微鏡ボタン８１１は、実体顕微鏡観察を行う場合に押下されるボタンである。検査者が操作ユニット１０３のマウス等を操作し、実体顕微鏡ボタン８１１を押下すると、外観検査装置は以下のように動作する。実体顕微鏡制御機構とレーザポインタ制御機構とが干渉する場合には、検査制御ユニット１００の指示によって、レーザポインタ制御機構が自動的に干渉外位置に待避させられる。

実体顕微鏡５の被検査基板２上での位置は、ＸＹカーソルの交点である登録位置座標８０６によって示され、そのとき実体顕微鏡５で観察しているライブ画像が画像表示画面８１９に表示される。画像表示画面８１９に表示されている実体顕微鏡画像は、縮小ボタン８１６あるいは拡大ボタン８１７の押下によって、縮小表示あるいは拡大表示される。画像表示画面８１９には、ライブ画像の他、登録済みの画像を表示することもできる。サムネイル表示された基板登録画像８２０やパネル登録画像８２２が検査者によって選択された場合、それらの画像が画像表示画面８１９に表示される。なお、基板登録画像８２０は、図７のステップＳ５０６６において被検査基板２に関連付けられたマクロ画像のサムネイルである。また、パネル登録画像８２２は、図６のステップＳ５０３３においてパネルに関連付けられた実体顕微鏡画像のサムネイルである。

ライブ画像切替ボタン８１８は、画像表示画面８１９に基板登録画像８２０またはパネル登録画像８２２が表示されている場合に、実体顕微鏡５のライブ画像に表示を切り替える場合に押下されるボタンである。実体顕微鏡観察時に欠陥登録ボタン８１３が押下されると、そのときの実体顕微鏡５の座標が欠陥座標として登録される。また、欠陥情報リスト８０９に情報が追加され、マップ画面８０２上に登録欠陥が追加される。また、実体顕微鏡５の座標に基づいて、その欠陥がどのパネル上の欠陥であるのかが判断され、その判断結果に基づいて、実体顕微鏡画像がパネルに関連付けられ、パネル登録画像８２２として表示される。

画像表示画面８１９にパネル登録画像８２２を表示する場合、以下のいずれの方法でもよい。例えば、上述したように、パネル登録画像８２２を直接選択して表示する方法がある。また、例えば検査者がパネル選択ドロップダウンリストボックス８２１からパネル番号を選択すると、対応したパネルに登録済みのパネル登録画像８２２が表示される。検査者がパネル登録画像８２２を選択すると、選択された画像が例えば赤枠で強調表示され、画像表示画面８１９にパネル登録画像８２２が表示される。さらに、その画像が関連付けられているマップ画面８０２上のパネルも赤枠で強調表示され、パネル登録画像８２２に対応した登録欠陥８１５も赤枠で表示される。また、マップ画面８０２の欠陥座標や欠陥情報リスト８０９から登録欠陥が選択された場合にも、上記と同様に画像表示画面８１９にパネル登録画像８２２が表示されるようにしてもよい。

基板登録画像８２０を特定のパネルに関連付ける場合、検査者が基板登録画像８２０を選択し、上記のように画像表示画面８１９に画像が表示された後、登録変更ボタン８２３を押下すると、図９に示されるパネル選択画面９０１が表示される。検査者が、基板登録画像８２０を関連付けたい選択パネル９０２を選択すると、選択された選択パネル９０２が例えば赤枠で強調表示される。選択後、検査者がＯＫボタン９０３を押下すると、基板登録画像８２０がパネル（この例ではパネル番号４のパネル）に関連付けられて登録される。

キャンセルボタン９０４は、処理を中止する場合に押下されるボタンである。上記の例では、パネル番号４のみが選択されているが、複数選択して、登録することも可能である。特定のパネルに登録済みの画像を画像表示画面８１９に表示している場合、検査者によって不要と判断された画像は、画像削除ボタン８２４の押下によって、削除される。

ポインタ操作ボタン８１２は、レーザポインタ１４を操作して、欠陥登録を行う場合に押下されるボタンである。検査者が操作ユニット１０３のマウス等を操作し、ポインタ操作ボタン８１２を押下すると、外観検査装置は以下のように動作する。レーザポインタ制御機構と実体顕微鏡制御機構とが干渉する場合には、検査制御ユニット１００の指示によって、実体顕微鏡制御機構が自動的に干渉外位置に待避させられる。検査者によって操作ユニット１０３が操作され、レーザポインタ１４が欠陥上に移動する。欠陥登録ボタン８１３が押下されると、そのときのレーザポインタ１４の座標が欠陥座標として登録される。また、欠陥情報リスト８０９に情報が追加され、マップ画面８０２上に登録欠陥が追加される。

外観撮像ボタン８１４は、デジタルカメラ７を実体顕微鏡５から取り外して、被検査基板２の全体または一部を撮像する場合に押下されるボタンである。外観撮像ボタン８１４が押下されると、レーザポインタ制御機構が待避させられ、実体顕微鏡制御機構が、デジタルカメラ７の取り外しが可能な位置に移動する。検査者（観察者）は実体顕微鏡５からデジタルカメラ７を取り外して撮像を行う。撮像終了後には、デジタルカメラ７は再び実体顕微鏡５に取り付けられる。

デジタルカメラ７が実体顕微鏡５に取り付けられると、データ転送コネクタ８が画像転送ケーブル９に接続され、画像転送ケーブル９およびデータ転送コネクタ８を介した通信によって、検査制御ユニット１００との接続が確認される。接続確認の後、デジタルカメラ７に保存されたマクロ画像のコピーが検査制御ユニット１００へ出力される。なお、デジタルカメラ７と検査制御ユニット１００との接続は、両者を常時ケーブルで接続したり、無線通信等によって行ったりしてもよい。また、デジタルカメラ７と検査制御ユニット１００が上記のように接続された状態で撮像を行うことができる場合には、撮像時にマクロ画像を検査制御ユニット１００へ転送してもよい。

次に、デジタルカメラ７によって撮像されたマクロ画像の処理の手順を、図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、以下の説明では、前述した説明と重複する部分があるが、以下では、マクロ画像の処理のみを抜き出して説明する。まず、検査者（観察者）によってデジタルカメラ７が実体顕微鏡５から取り外され（ステップＳ１００１）、撮像が行われて画像が生成され、デジタルカメラ７内に保存される（ステップＳ１００２）。続いて、検査者によって撮像を終了するか否かが判断され（ステップＳ１００３）、撮像を続ける場合には、ステップＳ１００２に戻る。

撮像を終了する場合、デジタルカメラ７が、デジタルカメラ固定ユニット１０によって実体顕微鏡５に固着される（ステップＳ１００４）。デジタルカメラ７が実体顕微鏡５に固着されると、データ転送コネクタ８が画像転送ケーブル９に接続され、検査制御ユニット１００によって接続が確認される。接続確認の後、検査制御ユニット１００は、デジタルカメラ７に保存されたマクロ画像を認識する（ステップＳ１００５）。続いて、検査制御ユニット１００は、デジタルカメラ７に対して画像の出力要求を出力し、デジタルカメラ７は、出力要求に基づいてマクロ画像を検査制御ユニット１００へ出力する（ステップＳ１００６）。

検査制御ユニット１００は、デジタルカメラ７から取得したマクロ画像を被検査基板２に関連付けて画像格納手段１０７に格納すると共に、そのサムネイルを生成し、表示手段１０８へ出力する。表示手段１０８においては、前述した基板登録画像８２０として画像が表示される（ステップＳ１００７）。続いて、検査制御ユニット１００は、デジタルカメラ７と通信を行って、全てのマクロ画像を取得したか否かを判断する（ステップＳ１００８）。まだ取得していないマクロ画像がある場合には、ステップＳ１００６に戻る。一方、全てのマクロ画像を取得した場合には、処理を終了する。

図１１は、撮像時においても、検査制御ユニット１００がデジタルカメラ７との接続を認識することができる場合のマクロ画像の処理の手順を示している。まず、検査者（観察者）によってデジタルカメラ７が実体顕微鏡５から取り外され（ステップＳ１１０１）、撮像が行われて画像が生成され、デジタルカメラ７内に保存される（ステップＳ１１０２）。検査制御ユニット１００はデジタルカメラ７内の画像ファイルの監視を行い、新たな画像ファイルが生成されたことを認識すると、デジタルカメラ７からマクロ画像を取得する（ステップＳ１１０３）。

検査制御ユニット１００は、デジタルカメラ７から取得したマクロ画像を被検査基板２に関連付けて画像格納手段１０７に格納すると共に、そのサムネイルを生成し、表示手段１０８へ出力する。表示手段１０８においては、前述した基板登録画像８２０として画像が表示される（ステップＳ１１０４）。続いて、検査者によって撮像を終了するか否かが判断され（ステップＳ１１０５）、撮像を続ける場合には、ステップＳ１１０２に戻る。撮像を終了する場合、デジタルカメラ７が、デジタルカメラ固定ユニット１０によって実体顕微鏡５に固着される（ステップＳ１１０６）。

上述したように、本実施形態による外観検査装置は、被検査基板上の微小な欠陥を撮像して実体顕微鏡画像（ミクロ画像）を生成すると共に、実体顕微鏡観察では捉えきれないような比較的大面積にわたる膜ムラ等の欠陥を検査者の目視位置で撮像してマクロ画像を生成し、両方の画像を欠陥座標等の欠陥情報と関連付けて表示する。これによって、検査者がマクロ照明下にて目視で欠陥を検出したときの目視観察状態に近い状態で欠陥のマクロ画像をデジタルカメラ７により撮像して登録し、表示することができる。したがって、検査者と同じ視線で見た欠陥のマクロ画像を検査後に表示手段１０８に表示させて再現することができる。

また、デジタルカメラ７を実体顕微鏡５に着脱可能としたことによって、微小な欠陥の撮像と比較的大きな欠陥の撮像とを１台の撮像装置で行えるので、コストの増加を抑えることができる。さらに、デジタルカメラ７が実体顕微鏡５から取り外された状態では、自由な方向から撮像を行うことができる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１２は、本実施形態による外観検査装置が備える、撮像に係る構成を示す概略構成図である。ＣＣＤカメラ１５（第１の画像生成手段）は実体顕微鏡５と共に実体顕微鏡ガイドＹ軸６ｂに移動可能に設けられており、実体顕微鏡５を介して、被検査基板２上の微小な欠陥を撮像する。自在アーム１６（保持手段）は、複数の関節と、各関節を結合するアームとを有する多関節ロボットであり、揺動ステージ３とは離間して設置されている。自在アーム１６の各関節にはモータが内蔵されており、検査制御ユニット１００によって、アーム間の角度が制御される。検査制御ユニット１００は、検査者によって操作される操作ユニット１０３から出力される信号に基づいて、自在アーム１６の動作を制御する。

自在アーム１６の先端にはデジタルカメラ１７（第２の画像生成手段）が固着されている。デジタルカメラ１７は図示せぬケーブルあるいは無線通信ユニット等によって、検査制御ユニット１００と接続されている。被検査基板２のマクロ画像を撮像する場合には、検査者の操作に基づいて、自在アーム１６がデジタルカメラ１７を検査者の視線の位置に移動させる。検査者の指示に基づいて、デジタルカメラ１７は撮像を行ってマクロ画像を生成し、検査制御ユニット１００へ出力する。検査制御ユニット１００はデジタルカメラ７で撮像されたマクロ画像を画像格納手段１０７に格納する。自在アーム１６の自在な動きによって、検査者が目視で見ることができない位置にデジタルカメラ７を自由に移動させて自由な角度で被検査基板２の撮像を行うことができると共に、デジタルカメラ７を被検査基板２に近接させて欠陥のマクロ画像を撮像することができるため、マクロ検査の精度を高めることができ、かつ遠隔操作を行うことができる。

また、検査制御ユニット１００は、撮像タイミングや撮像倍率等の検査条件をデジタルカメラ１７から取得する。検査制御ユニット１００は、撮像時の自在アーム１６の状態（アーム間の角度等）の情報と、例えばデジタルカメラ１７の撮像倍率とに基づいて、基板全体が撮像されたのか、特定のパネルが拡大されて撮像されたのかを判断することができる。この場合、撮像画像は図８の基板登録画像８２０およびパネル登録画像８２２のいずれかに自動的に割り振られる。

また、検査制御ユニット１００は、撮像時の自在アーム１６の状態あるいは撮像時のデジタルカメラ１７の位置や、デジタルカメラ１７の撮像条件、揺動ステージ３の状態（揺動ステージ３の角度等）、マクロ照明４の状態（照明光の明るさや角度等）を示す情報をマクロ画像と関連付けて、画像格納手段１０７（記憶手段）に格納する。これによって、デジタルカメラ１７で再度画像を取得して確認する必要が生じた場合に、上記の情報に基づいて、再現性よく撮像を行うことができる。

微小な欠陥の画像を取得する手段は、上記のＣＣＤカメラに限定されるわけではなく、デジタルカメラやその他の画像取得手段でもよい。同様に、自在アーム１６に取り付けられたデジタルカメラ１７に代えて、ＣＣＤカメラやその他の画像取得手段を用いてもよい。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図１３は、検査終了後にデータを確認する場合に、表示手段１０８によって表示される検査結果表示用の画面例を示している。図１３に示されるアプリケーション画面１３０１は、図８に示されるアプリケーション画面８０１を表示する検査アプリケーションを検査結果表示にも運用することによって表示される画面である。

アプリケーション画面１３０１からアプリケーション画面８０１への切替は、アプリケーション切替ボタン１３０６の押下によって行われる。ただし、アプリケーション画面８０１にも同様のアプリケーション切替ボタンが設けられており、その押下によって、アプリケーション画面８０１からアプリケーション画面１３０１へ切り替わるものとする。アプリケーション画面１３０１をアプリケーション画面８０１と比較すると、一部の操作ボタンが異なるのみで、同様の位置に設けられた同一名称の部分は同一の機能を有している。

アプリケーション画面１３０１が表示されている状態で、過去の検査において生成された画像を表示する場合、検査者によってアプリケーション切替ボタンが押下された後、検査データが保存された画像格納手段１０７等のデータ記憶手段や、通信によって接続可能な外部装置（データベースサーバ等）のデータ記憶手段から検査データの選択および取得が行われる。データ選択ボタン１３０２は、検査データの選択時に押下されるボタンである。

データ選択ボタン１３０２が押下されると、対象となるデータ保存先からデータを取得するための選択画面１４０１（図１４参照）が表示される。データの選択は以下のように行われる。まず、検査者は検索条件１４０２の検索期間１４０３を設定する。デフォルト表示は、例えば現在の日時から２４時間前までの期間とする。ロットＩＤに含まれる文字列を設定して検索する場合、検査者は、ロットＩＤを指定するチェックボックス１４０４にチェックを入れ、文字列を入力ボックス１４０５に設定する。

指定の基板ＩＤを含むロットを選択したい場合には、検査者は基板ＩＤを指定する指定チェックボックス１４０６にチェックを入れ、検索したい基板ＩＤを入力ボックス１４０７に設定する。入力が終了したら、検査者は検索開始ボタン１４０８を押下し、検索を開始する。すると、例えば検査制御ユニット１００はデータ記憶手段から順次ロットＩＤを読み出して参照し、検索期間１４０３および入力ボックス１４０５に設定された検索条件に合致するか否かを判断する。検索が終了すると、設定した条件に一致したロットＩＤがロットＩＤリスト１４０９に表示される。

ロットＩＤに対応したロットに含まれる基板の基板ＩＤを確認したい場合、検査者がロットＩＤリスト１４０９のロットＩＤの中から、特定のロットＩＤ（選択ロットＩＤ１４１０）を選択すると、ロットＩＤ１４１０の基板ＩＤが基板ＩＤリスト１４１３が表示される。検査者は基板ＩＤリスト１４１３の基板ＩＤの中から、特定の基板ＩＤ（選択基板ＩＤ１４１２）を選択する。選択基板ＩＤ１４１２として、デフォルトでは、ロット内で最初に検査された基板の基板ＩＤが選択されているが、他の基板を選択してもよい。

検査者が選択ボタン１４１１を押下すると、例えば検査制御ユニット１００は、選択された基板ＩＤの検査データをデータ記憶手段から読み出して表示手段１０８に表示させる処理を行う。その結果、選択された基板ＩＤの検査データが図１３のアプリケーション画面１３０１に表示される。選択表示を中止する場合には、キャンセルボタン１４１４を押下すればよい。

図１３の基板ＩＤドロップダウンリスト１３０３には、選択されたロットＩＤに含まれる基板ＩＤが表示される。このリストから別の基板ＩＤを選択すれば、その基板ＩＤの検査データが表示される。また、１つ前に表示された検査データを再表示する場合には、戻るボタン１３０４が押下され、１つ後に表示された検査データを再表示する場合には、進むボタン１３０５が押下される。

これらの操作によって選択表示された画像等の状態は、アプリケーション切替ボタン１３０６が押下されて、アプリケーション画面の切替が行われた場合でも、記憶される。図８のアプリケーション画面８０１において、検査者が再度アプリケーション切替ボタンを押下して、アプリケーション画面１３０１が表示された場合、再度選択操作を行わなくても、記憶された条件の画像等が表示される。これは例えば、検査中に過去の検査時に撮像された画像を参照画像として用いる場合に有効な機能である。

上述した検査結果表示用のアプリケーションは、検査制御ユニット１００によって起動されるが、表示アプリケーションのみとして使用したい場合には、設定を変更することによって、検査機能を無効とし、クリーンルーム外のコンピュータ等の他の装置上で運用してもよい。検査機能を無効とするには、例えばアプリケーション切替ボタン１３０６が押下されてもアプリケーション画面８０１が表示されないようにする等を行えばよい。

上述したように、本実施形態によれば、検査中に過去の検査データを参照したい場合に、検査者による外観検査の指示に係る入力を受け付ける画面と、外観検査の結果を表示する画面とを切り替え可能としたことにより、迅速に過去の検査データを参照することができる。また、両画面の大半の構成および機能を同一としたことにより、検査者が外観検査の結果表示用の操作を容易に覚えて、データの検索および表示を行うことができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明の第１の実施形態による外観検査装置が備える検査制御装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態による外観検査装置が備える揺動ステージ周辺の概略構成を示す構成図である。 第１の実施形態による外観検査装置が備える揺動ステージ周辺の詳細構成を示す構成図である。 第１の実施形態によるデジタルカメラが取得する画像を説明するための概念図である。 第１の実施形態における外観検査の手順を示すフローチャートである。 第１の実施形態における外観検査の手順を示すフローチャートである。 第１の実施形態における外観検査の手順を示すフローチャートである。 第１の実施形態におけるアプリケーションソフトの画面例を示す参考図である。 第１の実施形態におけるアプリケーションソフトの画面例を示す参考図である。 第１の実施形態におけるマクロ画像の処理の手順を示すフローチャートである。 第１の実施形態におけるマクロ画像の処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態による外観検査装置が備える、撮像に係る構成を示す概略構成図である。 本発明の第３の実施形態におけるアプリケーションソフトの画面例を示す参考図である。 第３の実施形態におけるアプリケーションソフトの画面例を示す参考図である。

符号の説明

１・・・検査制御装置、２・・・被検査基板、３・・・揺動ステージ、４・・・マクロ照明、５・・・実体顕微鏡、６ａ，１３ａ・・・ガイドＸ軸、６ｂ・・・実体顕微鏡ガイドＹ軸、７，１７・・・デジタルカメラ、８・・・データ転送コネクタ、９・・・画像転送ケーブル、１０・・・デジタルカメラ固定ユニット、１１ａ・・・キャタピラＸ、１１ｂ・・・キャタピラＹ、１３ｂ・・・レーザポインタガイドＹ軸、１４・・・レーザポインタ、１５・・・ＣＣＤカメラ、１６・・・自在アーム、１００・・・検査制御ユニット、１０１・・・Ｘ方向移動制御ユニット、１０２・・・Ｙ方向移動制御ユニット、１０３・・・操作ユニット、１０４・・・揺動ステージ制御ユニット、１０５・・・マクロ照明制御ユニット、１０６・・・画像取得ユニット、１０７・・・画像格納手段、１０８・・・表示手段

Claims (5)

1. 被検査基板を揺動可能に支持する揺動ステージを備え、検査者による前記被検査基板の目視観察が行われる外観検査装置において、
   前記被検査基板上の微小な欠陥を撮像して、ミクロ画像を生成すると共に、前記検査者の目視位置で前記被検査基板上の欠陥を撮像して、マクロ画像を生成する画像生成手段と、
   前記ミクロ画像および前記マクロ画像を欠陥情報と関連付けて表示する表示手段と、
   を備えたことを特徴とする外観検査装置。
2. 前記画像生成手段を保持して、前記被検査基板の主面に平行に移動させる移動手段をさらに備え、
   前記画像生成手段は、前記移動手段に対して着脱可能であり、前記移動手段に固着された状態で前記ミクロ画像を生成すると共に、前記移動手段から取り外された状態で前記マクロ画像を生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
3. 被検査基板を揺動可能に支持する揺動ステージを備え、検査者による前記被検査基板の目視観察が行われる外観検査装置において、
   前記被検査基板上の微小な欠陥を撮像して、ミクロ画像を生成する第１の画像生成手段と、
   前記検査者の目視位置で前記被検査基板上の欠陥を撮像して、マクロ画像を生成する第２の画像生成手段と、
   前記ミクロ画像および前記マクロ画像を欠陥情報と関連付けて表示する表示手段と、
   を備えたことを特徴とする外観検査装置。
4. 前記第２の画像生成手段を前記目視位置に保持する保持手段と、
   前記第２の画像生成手段によって撮像が行われた時の前記目視位置および前記揺動ステージの状態を前記マクロ画像と関連付けて記憶する記憶手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の外観検査装置。
5. 前記表示手段は、前記被検査基板の外観検査時に、検査者による外観検査の指示に係る入力を受け付ける画面と、前記外観検査の結果を表示する画面とを、前記検査者による指示に応じて、切り替えて表示することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの項に記載の外観検査装置。

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