JP3190406B2 - 欠陥検査装置 - Google Patents

欠陥検査装置

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JP3190406B2
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1306Details
    • G02F1/1309Repairing; Testing

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】 本発明は、LCD基板などの表
面の欠陥位置を読取り可能とした欠陥検査装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、石英ウエハや LCDなどの透明な基
板に光を照射して試料表面の傷や膜厚むら等をマクロ検
査装置を用いて裸眼で検出した場合、その試料が製品と
して使用可能か、あるいは品質、機能がどの程度損なわ
れたか等につき、更に他の顕微鏡等の検査機で再びその
欠陥部を拡大し、その欠陥を解析する必要がある。この
場合、最初の検査で発見した欠陥位置を作業者が記憶し
ておくか、 LCD基板のように透明な試料であれば、基板
の裏面にマーク付けをしてから、つぎの検査に移し、そ
の欠陥部の解析を行っていた。ところが、顕微鏡ステー
ジに設置した試料の欠陥部を対物の真下に持って来るに
は試料を前後左右に移動させなければならず、どうして
もレボルバなどが邪魔になって、欠陥位置を真下に持っ
て来にくく、作業者をいらただせてた。
【0003】更に、 LCD基板のように試料が大きいと、
同一試料中に欠陥部が数個存在する場合もあり、作業者
がこれら欠陥位置を覚え切れず、また、マーキングする
にしても多くの時間を要していた。このマーキング作業
自体がコンタミ上良くないものであった。
【0004】従来のIC用マクロ装置の概略機構を図6に
示す。光源Aからの光をレンズBを経て試料Sに投光し
て、揺動、回動自在な試料台D上の試料Sの欠陥を検査
するのであるが、欠陥位置の座標を読取る装置は、機構
上や障害から揺動する試料台Dに取付けることができな
かった。そこで試料台Dに取付けた試料S全体をTVモニ
ター(図示せず)に写し,先ず、試料面上の欠陥部を指
示棒などで差し、その像がモニター上の何処に写るかそ
の大体の位置を読取るものがあった。この場合、TVモニ
ターが大きく場所を占めると云う問題や、作業者が試料
自体とTVモニターとを同時に見る必要があると云う煩雑
さがあり、当然のことながら精度も悪るかった。
【0005】それでも、図7に示したようにICウエハE
の検査の場合、チップCとなるパターンが間隔を置いて
焼付けられているので、「上から何列目の左から何番目
のチップの右上」などと作業者が欠陥位置を覚え易いの
で、このような記憶しておく方法であっても何とか間に
合った。然し、 LCD基板の場合には、対角10インチ以上
の画面全体が同一の細かいパターンで埋められているの
で、位置特定が極めて困難である。
【0006】このように LCD基板では欠陥部が多いこ
と、欠陥部を覚えるための目印がないこと、また、単位
時間当たりの処理数、即ちスルーブットがICより数倍多
く必要とされていることなどから、欠陥座標を読取った
後に他の装置で更に、その座標を指定して試料を動かし
欠陥部を呼び出した後、検査する装置が必要とされてい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、作業者
が欠陥位置を覚えておくか、 LCD基板の裏面にマークし
たり、TVでモニターしておき試料欠陥部を指す指示棒の
先端をモニター上で読取ったりする煩雑にして不便な作
業があり、然も欠陥部が多数あれば、益々困窮する問題
が増え、欠陥位置が覚え切れないことた、或いはマーク
した為にコンタミ、工数の問題が生じ、更に精度が悪い
などの欠点があった。
【0008】本発明は上述の通り、 LCD基板等の欠陥位
置を、能率良く、精度良く検査できることを目的とし、
さらにはその自動化を実現するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】 透明試料を保持する揺
動可能な試料台と、該試料台に保持された透明試料の背
面から欠陥等の位置を指定するためのスポット照明光源
と、前記試料台の底部に設けられ前記スポット照明光源
を前記透明試料面に対して平行な面で移動させるXY移
動機構とを備えたことを特徴とする者である。
【0010】
【作用】本発明は、以上の構成であるから、試料の欠陥
を見つけたら、その位置にスポット投影ユニットを合致
させるだけの簡単な作業でステージの欠陥部の位置座標
を正確に能率良く読取りできるようになった。しかも自
動化を実現可能にした。
【0011】
【実施例】図1、図2は本発明の基本概念図である。1
は試料Sを上方から照射するための光源1aとレンズ1bか
らなる検査投光ユニットで、試料Sを保持する傾斜試料
台2は、1方向にのみ傾斜するようになっている。ステ
ージ3には x,y軸それぞれの方向に移動するテーブル 3
a,3bと、その移動量を夫々読取る読取器 3x,3yが備えら
れている。4はレンズ4aと LED光源4bからなるスポット
投光ユニットであって、前記ステージ3に取り付けられ
ており、試料Sの下方からスポット光が当てられるよう
に構成されている。
【0012】図において、観察者は検査光を試料Sに照
射し、欠陥部を探し、見つかった場合はステージ3を動
かして、スポット投影ユニット4を欠陥部と合致させ
る。その時の x,y軸の座標を読む。ここで、試料Sの透
明硝子の右下隅部の原点Pは、X,Y軸の座標中心に合わ
せてあるので、原点Pからの欠陥部座標を読むことがで
きる。この場合、読取りの精度は±0.5 mm程度であれば
よい。何故ならば、顕微鏡で検査する場合は、5倍対物
の視野数20の接眼の場合で4mm径程度であるため、この
視野中に欠陥部を入れることができれば良い。よって±
1mmでも良いが、±0.5mm 位が好ましい。10倍対物使用
で、最初の欠陥探しをする場合もあるからである。よっ
て、1mm径程度のスポット光を試料に照射できるスポッ
ト投影ユニット4を選ぶのがよい。
【0013】図3は本発明の具体的な実施例を示す。検
査光投光ユニット1から出射される光即ち、放物反射面
をもった光源1aからの光は一度集光した後に、大きな2
枚のフレネルレンズ1bによって、平行光、あるいは収束
光となって傾斜試料台2の上に保持された試料Sに検査
光を照射する。この傾斜試料台2には、試料Sを保持す
る試料保持具2a、傾斜試料台2を傾斜昇降させるモータ
2bが備えられており、傾斜試料台2は、後述するよう
に、このモータ2bの駆動で支軸2cを支点として観察者側
に対向して 0°〜45°傾斜するようになっており、試料
Sの取り付け、取り外しの際は、降下せしめて、その先
端がストッパ2d上に降りて停止するようになっている。
また、傾斜試料台2の底部には x,y軸方向に移動可能な
ステージ3が設けられており、 x,y軸方向に移動するス
テージ3のテーブル 3a,3bのそれぞれの移動量を読み取
る読取器 3x,3yが備えられている。また、このステージ
3の座標面上方にはステージ3にスポット投影ユニット
4が数列かつ数行、固設されており、ステージ3の x,y
軸方向への移動と共に一体的に移動するようになってい
る。
【0014】図4は複数のスポット投影ユニット4の設
置の1例を示す。図において、 x,y軸方向をそれぞれm,
n 等分し、それぞれの範囲単位毎に1個のスポット投影
ユニット4(ここでは6個、4A1,4A2,4A3,4B1,4B2,4B3
が図示されている)がそれぞれ検査範囲(A1,A2,A3,B1,B
2,B3) を受持つように設定されている。即ち、 m=3n
=2であるので、 x,y方向の検査可能範囲をそれぞれK
X,KY、ステージ3の x,y方向ストロークを夫々kx,
kyとすると、kx=KX(1/m) 、即ち、kx=KX(1/3) と
なり、また、ky=KY(1/n) 即ち、ky=KY(1/2) とな
る。5はコントローラ、6はコンピュータ、6aは座標の
表示器である。ロボットユニット7は、上下に昇降する
機能を有する昇降機台7aと、その機台7aの上に回転自在
に設けられた回転盤7bと、更に回転盤7bの上で水平に往
復スライドする試料授受アーム7cとからなる。そしてこ
れらはコントローラ5からの指示でそれぞれ可動するよ
うに連絡している。試料収納カセット8は、基台8aと、
その基台8aの上に設けられた複数の試料収納棚8bとから
なる。
【0015】図5は、コントローラ5と各機器部材との
制御連絡系を示す。先ず、コントローラ5を操作して、
昇降機台7aを昇降して適宜高さに位置させ、ロボットユ
ニット7の回転盤7bを回転させて、試料授受アーム7cを
試料収納カセット8に収納されている所望の試料Sの位
置に向かってスライド前進させ、目的の試料Sを掴ま
せ、今度は試料授受アーム7cをスライド後進させて回転
盤7bを回転させ、その試料Sを傾斜試料台2の試料保持
具2aへ渡す。試料保持具2aが確実に試料Sを保持する
と、観察者の所望の角度になるまでモータ2bを駆動させ
傾斜試料台2を停止させる。以上の一連の作動は、コン
トローラ5を手動にて操作して行なっても良く、またコ
ンピユ ータ6に記憶せしめて、試料Sの置き場所のみを
キー指示をすれば、当然、総てを全自動化することも可
能である。
【0016】この時、検査投光ユニット1の光源1aとス
ポット投影ユニット4の LED光源4bがONとなる。ここで
観察者が試料Sの欠陥部を発見すると、傾斜試料台2の
ステージ3に設けられている6個のスポット投影ユニッ
ト4の内、欠陥部に最も近いスポット投影ユニット(例
えば4A1 )を、コントローラ5の押ボタン、またはキー
(図示せず)を操作して欠陥部に合わせる。このスポッ
ト投影ユニット 4A1のステージ3の座標における移動量
は、それぞれ読取器 3x,3yで読取りが出来ると共に、コ
ンピユ ータ6に入力され、欠陥部が x,y座標として記録
される。この操作の繰り返しで複数の欠陥部を読み取る
ことができる。検査完了後は,傾斜試料台2をスットパ
2dに接触停止する原位置まで戻し、試料Sを試料授受ア
ーム7cにて試料収納カセット8に収納させ、次の精密検
査に移る。ここでは試料収納カセット8を対象として試
料Sの授受を行うようにしてあるが、勿論、図示しない
顕微鏡ステージに直接渡し、その後、試料収納カセット
に収納するようにしても良い。この場合、次工程の精密
検査機の側にも、本発明のステージと同じ目盛を有する
ステージを備えれば、直ちに欠陥部を出現させることが
でき、極めて効果的である。
【0017】
【発明の効果】 本発明による欠陥検査装置は、透明な
試料上の欠陥位置を正確かつ簡単に読み取れることとな
り、マーク付けしたり、作業者が欠陥位置を記憶したり
する煩雑さから開放され、作業の簡易容易化と作業能率
の増進に寄与することが大きい。また、他の検査装置で
精密に再検査する場合にも、その欠陥部の座標位置を正
確に再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本概念を示す側面図である。
【図2】本発明の基本概念を示す斜視図である。
【図3】本発明の実施例を示す構成の側面図である。
【図4】本発明によるスポット投影ユニットの配置例を
示す。
【図5】本発明によるコントローラと他機器部材との制
御連絡系を示す。
【図6】従来のマクロ検査装置の概略機構図である。
【図7】ICウエハのチップ配列の1例を示す。
【符号の説明】
1 検査投光ユニット 2 傾斜試料台 3 ステージ 3x,3y 読取器 4,4a スポット投影ユニット 5 コントローラ 6 コンピユ ータ 6a 表示器 7 ロボットユニット 8 試料収納カセット S 試料

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明試料を保持する揺動可能な試料台
    と、該試料台に保持された透明試料の背面から欠陥等の
    位置を指定するためのスポット照明光源と、前記試料台
    の底部に設けられ前記スポット照明光源を前記透明試料
    面に対して平行な面で移動させるXY移動機構とを備え
    たことを特徴とする欠陥検査装置。
  2. 【請求項2】 前記XY移動機構は、前記XY方向のそ
    れぞれの移動量から前記スポット照明光源のスポット点
    の座標位置を読み取る手段を備えたことを特徴とする請
    求項1記載の欠陥検査装置。
  3. 【請求項3】 前記スポット照明光源を複数に分割され
    た検査範囲に対応させて複数配置したことを特徴とする
    請求項1記載に欠陥検査装置。
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JP4755673B2 (ja) * 1997-09-24 2011-08-24 オリンパス株式会社 基板検査装置
US6671041B2 (en) 1997-09-24 2003-12-30 Olympus Optical Co., Ltd. Apparatus for inspecting a substrate
JP4653500B2 (ja) * 2005-01-18 2011-03-16 オリンパス株式会社 座標検出装置及び被検体検査装置

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