JP3668294B2 - Surface defect inspection equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ウエハ或いは液晶ガラス基板等の表面の欠陥を検査する表面欠陥検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図9に示す液晶ガラス基板は、一般にガラス板から成る基板1上に、成膜層2を介してパターン化したレジスト3を設けたものである。ところが、フォト・リソグラフィ・プロセスラインにおいて、基板表面に塗布したレジストに膜厚むら或いは塵埃の付着等があると、エッチング後のパターンの線幅不良やパターン内のピンホール等といった欠陥の生じる原因となっていた。
【0003】
また、レジスト現像後の液晶パネル基板は、図9(a)に示すように、レジスト残膜上の平らな部分Aと、レジストの無い平らな部分Bと、両者の間にある段差の側面Cの3つの部分に分けることができる。ところが、側面Cが正常なときは、例えば図9(b)のような傾斜部を形成しているのに対し、側面Cに欠陥が生じているときは、例えば図9(c)のような傾斜部を形成していた。そのため、エッチング前の液晶ガラス基板に上記欠陥の有無を全数検査することは通常行われていた。
【0004】
特開平7−27709号公報には、上述したそれぞれの欠陥検出に適した表面欠陥検査装置について開示されている。
以下に、図9〜図12を用いて説明する。
図10に示す装置は、後述する第1の観察方法と第2の観察方法とを備えた表面欠陥検査装置を示したものである。第1の観察方法とは、ウエハ或いは液晶ガラス基板(以下、被検体と称する。)4で正反射した光束の観察を行うものである。この観察が行える光学系について以下に詳述する。
【0005】
ランプハウス5には、ハロゲンランプ6とコンデンサレンズ7とが熱線吸収フィルタ8を介して備えられており、ハロゲンランプ6からの光を平行光束に変換するようにしている。回転ホルダ9には、複数の干渉フィルタと白色光照明用の空穴1つ(図示せず)が収められており、これを図示していないモータで回転することにより、所望の干渉フィルタを光路内に挿入することができる。干渉フィルタからの光束は、集光レンズ10とファイバ束11、拡散板12、絞り13とを介して、強度分布が平均化された2次光源にする。拡散板12は、コリメータレンズ14の焦点位置にハーフミラー15を介して設置し、ハーフミラー15で反射した光束がコリメータレンズ14で平行光束となり、コリメータレンズ14の下方に載置した被検体4に垂直入射できるようにする。なお、コリメータレンズ14の径は、1回の検査で被検体全面或いは何分割かしたうちの1面が見える程度のものを用いる。
【0006】
次に、被検体4で反射する光束を観察するために、コリメータレンズ14の焦点位置にハーフミラー15を介して、結像レンズ16と結像レンズ16によって被検体4表面の像が結像されるCCD17とが設けられている。
以下に、上記構成の動作について説明する。
ランプハウス6から出射した白色光は、回転ホルダ9の干渉フィルタで狭帯域光に変換した後、ファイバ束11に導いて拡散板12を照射し、拡散板12を出た光束は、ハーフミラー15で反射し、コリメータレンズ14で平行光束にして被検体4を照明する。被検体4で反射した光束は、コリメータレンズ14で収束されつつ、ハーフミラー15を通過し、結像レンズ16によりCCD17の撮像面上に被検体4の像を結ぶ。従って、被検体4の膜厚むらは、干渉縞として観察される。
【0007】
第2の観察方法とは、被検体4の表面に平行に且つ近接させて光束を照射し、被検体4上の塵埃や傷等を散乱光で検出するものである。
この観察が行える光学系については以下に説明する。
内部に図示しないハロゲンランプと熱線吸収フィルタ、集光レンズを具備したランプハウス18からの白色光束をファイバ束19を介してライン照明部20に導く。ライン照明部20は、ファイバ束19から出射した光束を薄いシート状にして、被検体4の表面に平行に照明することができるようにする。
【0008】
以下に、上記構成の動作について説明する。
ライン照明部20で照明された被検体4からの散乱光は、コリメータレンズ14で収束されつつ、ハーフミラー15を通過し、結像レンズ16によりCCD17の撮像面上に結像される。従って、被検体4上の塵埃や傷等は、散乱光で検出される。
【0009】
図11に示す装置は、回折光の違いを観察する第3の観察方法を備えた表面欠陥検査装置を示したものである。
この観察が行える光学系について以下に詳述する。
ファイバ束11に入射される図示していない光源の光は、上述した第1及び第2の観察方法に用いたのと同様であり、このファイバ束11の出射端面は、コリメータレンズ14の後側焦平面上のコリメータレンズ14の光軸上でない位置に設置されている。この出射端面は、コリメータレンズ14の光軸に対する照明中心光線の角度θ0 を任意に設定できるようにする。コリメータレンズ14は、その光軸が被検体4に対して垂直になるようにすると共に、被検体4との間隔を適度に持たせて設置する。
【0010】
以下に、上記構成の動作について説明する。
ファイバ束11から出射した光束は、コリメータレンズ14で平行光束にして、入射角θ0 で被検体4を照明する。被検体4で正反射した光束は、再びコリメータレンズ14を通って収束点21に収束する。被検体4から垂直方向へ出射した図中点線で指示する散乱光は、コリメータレンズ14で集められ、その後側焦点の結像レンズ16を介してCCD17に結像させる。即ち、照明光を導くファイバ束11の出射端をコリメータレンズ14の光軸から角度θ0 だけ外した位置に設定することにより、被検体4からの回折光を観察する。従って、被検体4上のレジストパターンの周期の乱れ或いはレジスト段差の断面(図9(a)のC)の形状の違いは、回折光の違いによって観察することができる。
【0011】
図12に示す装置は、散乱光の違いにより検出する第4の観察方法を備えた表面欠陥検査装置を示したものである。
この観察が行える光学系について以下に詳述する。
ファイバ束11に入射される図示していない光源の光は、上述した第1及び第2の観察方法に用いたのと同様であり、このファイバ束11の出射端面には、コリメータレンズ14の後側焦点近傍に位置する拡散板22と後側をコリメータレンズ14に光束を反射するためのハーフミラー15が設置されている。この拡散板22の中心部には、コリメータレンズ14の光軸上で、後側焦点位置にある結像レンズ23の入射瞳より僅かに大きい径の光を通さない遮蔽板24を設けて円環状の光源部を構成する。ハーフミラー15は、上記光源部を出た光束をコリメータレンズ14の光軸に対して45°の角度にするように設置し、ハーフミラー15で反射した光束が、コリメータレンズ14により平行光束となって被検体4を照明するようにする。コリメータレンズ14とハーフミラー15とを透過した被検体4からの正反射光は、円環状の像として拡散板22と共役な位置にある遮蔽板25上に結像するようにする。遮蔽板25は、結像レンズ23の外側に入射する光を遮って、結像レンズ23を通りCCD17の結像面に達する光のみを通過できるようにする。
【0012】
以下に、上記構成の動作について説明する。
光源部の中央部に遮蔽板22があるので、被検体4からの正反射光は結像レンズ23に入射せず、正反射光近傍の散乱光だけが結像レンズ23に入射してCCD17の撮像面上に結像される。即ち、結像レンズ23と共役な部分だけを遮蔽板24により遮蔽した拡散板22を用いることによって、正反射光近傍の散乱光を観察することができる。従って、被検体4上のレジスト段差の断面(図9(a)のC)の形状の違いは、散乱光の違いにより検出できる。
【0013】
以上のように、撮像された画像は、いずれもほぼ均一輝度であり、その中で、欠陥のある部分だけが明るく或いは暗くなるので、それを画像処理で抽出して欠陥の種類と位置を得るようになっている。また、この装置の特徴は、いずれの観察方法においても、比較的大きな視野を同一条件で観察できることである。即ち、照明光は、視野全面を同一の入射角で照らし、また観察も視野全面から等しい角度で反射或いは回折、散乱する光束に対して行われる。従って、画像が上記のように単純になり、画像処理が容易になる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、被検体、例えば液晶ガラス基板は、従来の代表的な大きさである500mm×600mm程度から、技術の向上に伴ってさらに大型化する傾向にある。従来の技術により、上記被検体の大型化に対応する場合、以下に示すいくつかの問題点が発生する。
【0015】
第1に、観察視野の大きさに限界がある点が挙げられる。観察視野の領域は、コリメータレンズの大きさで決まるが、直径400mmφ以上のコリメータレンズの製造は困難であるため、従来は通常被検体1枚を4分割して観察していた。そのため、上述した被検体の大型化には、分割数の増加で対応しなければならないので、検査のタクトタイムが長くなる。
【0016】
第2に、コリメータレンズの収差補正が困難な点が挙げられる。通常の光学系では、複数種のレンズを組レンズにして収差補正が行われているが大きなレンズを用いるとすると硝材が限られてくる上に、接合するのがとても困難であることが考慮され得る。また、コリメータレンズとして単レンズを使用した場合は、視野周辺部の像を糸巻き型に歪曲させるため、2次元平面上における欠陥の座標取得を困難にする。
【0017】
第3に、装置自体が大型化する点が挙げられる。コリメータレンズの焦点距離をむやみに小さくすると収差が急増するため、ある程度の焦点距離は、できる限り確保しなくてはならなかった。ところが、被検体を水平に置いた状態で、観察視野を広げることは、そのまま装置自体を高さ方向に大きくすることにつながるため、大型となった装置の設置場所等が限定されてしまうことが容易に考慮できる。
【0018】
この発明の目的は、上述した実情に鑑みてなされたもので、装置自体を大型化することなく、被検体の大型化にも対応することができる表面欠陥検査装置を提供するものである。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明の表面欠陥検査装置は、フォト・リソグラフィ・プロセスで製造される基板の表面を検査する表面欠陥検査装置において、前記基板を載置するステージと、前記ステージ上に載置された前記基板表面に対してライン状の照明光を照射するライン照明部と、前記基板表面に照射された前記ライン状の照明光領域からの光を撮像する1次元撮像部と、前記基板表面に対する前記ライン照明部と前記1次元撮像部との成す角度を正反射光で観察する角度と回折光で観察する角度に変更する角度制御手段と、前記ライン照明部及び1次元撮像部と前記ステージとを前記ライン状の照明領域の長手方向に対して交差する方向に相対的に移動させる移送部と、前記移送部に同期して前記1次元撮像部により1ラインずつの画像を撮像して前記基板表面の2次元画像を再構築し、この基板表面の2次元画像を画像処理して前記基板表面の欠陥を抽出する画像処理手段とを具備したことを特徴とする。
【0022】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態について、図を用いて以下に説明する。
(第1の発明の実施の形態)
以下に図1乃至図4を用いて説明する第1の発明の実施の形態は、図10において説明した第1の観察方法と光学系の一部を変更したものが用いられたものである。
【0023】
図1に示す照明部30には、図10で示した照明用の光源及び光学系が接続されており、この照明用の光源にはハロゲンランプと熱線吸収フィルタとコンデンサレンズとを内部に備えたランプハウスを用い、また照明用の光学系にはランプハウスからの光束を狭帯域光化する干渉フィルタと収光レンズとファイバ束とを用いる。
【0024】
図2に示す図1のA−A断面図の照明部30は、被検体31に対して入射角θ0 で被検体31表面を照明するものであり、ライン照明部32とシリンドリカルレンズ33とから構成されている。また、図2に示されるライン照明部32は、上述したファイバ束34の端面を直線状に2列並べて構成したもので、この端面に平行に離間した位置にはシリンドリカルレンズ33を配置する。
【0025】
上述した照明部30に対向した位置には、第1の撮像手段である撮像部35を角度θ0 で配置する。
撮像部35は、ロッドレンズアレイ36とリニアイメージセンサ37によって構成されており、ロッドレンズアレイ36は、照明された被検体31の直線状の領域の等倍像をリニアイメージセンサ37上に結像することができる。
【0026】
図3は、表面欠陥検査装置の制御と画像処理とが行える構成を示したブロック図である。リニアイメージセンサ37には、ステージ制御部38に同期した駆動回路39とリニアイメージセンサ37で撮像された画像を転送するための画像I/F40とが接続されている。1ラインずつ撮像された画像を再構成する画像I/F40には、画像処理装置41が接続されている。画像処理装置41は、ホストコンピュータ42に接続されており、またホストコンピュータ42の制御により、入力した画像を処理して膜厚むらや塵埃等の欠陥を抽出し、その種類、数、位置、面積等のデータをホストコンピュータ42に転送できるようにする。
【0027】
また、画像処理装置41には、検査画像と処理画像とを表示するためのモニタTV43と、必要に応じて検査画像や処理画像を保存する画像記憶装置44とが接続される。ホストコンピュータ42に接続されているこのシーケンサ45は、ステージ制御部38と光学系制御部46と基板搬送制御部47とが接続している。
【0028】
上記ステージ制御部38は、図1に示す被検体31を吸着・支持した図示していない移動ステージとその位置決め機構を制御するためのものであり、光学系制御部46は、図10に示す干渉フィルタの回転ホルダ9とハロゲンランプ6の光量を制御するためのものである。
また、基板搬送制御部47は、被検体31を1枚づつストッカから取り出して前記移動ステージ上に載置し、検査後の被検体31を同ステージからストッカへ戻す図示していない搬送部を制御するためのものである。さらに、ホストコンピュータ42には、メニュー画面が表示されるモニタTV48と、検査装置に必要なメニューを指示するキーボード49と、被検体の種類毎の検査条件(光学系の設定、検査面積、画像処理の条件等)や検査データ等を保存することができるメモリ50とが接続している。
【0029】
次いで、上述した構成からなる表面欠陥検査装置の動作について以下に説明する。
操作者が、キーボード49から被検体31の種類と共に、検査の開始を指示すると、メモリ50に予め保存されている検査条件の中から、該当する被検体31の条件がホストコンピュータ42に読み込まれ、シーケンサ45を介して光学系制御部46で干渉フィルタ及び光量の設定を行う。
【0030】
次に、図示していないストッカから1枚目の被検体31が取り出され、搬送されて移動ステージ上に載置される。移動ステージは、一定速度で被検体31を撮像部35と直交する方向へ移動させて、それと同期する撮像部35により1ラインずつの画像をリニアイメージセンサ37で撮像していき、この画像データを画像I/F40に転送する。被検体31の全面走査が終了すると、画像I/F40より画像処理装置41へ転送される被検体31の検査画像51は、図4に示すような被検体の縁52を含み、被検体31の膜厚の均一な暗い部分に、膜厚むらの部分53だけが明るくなった画像を構成する。画像処理装置41は、この画像から検査領域54だけをマスキングで取り出し、シェード補正、二値化処理等を経て膜厚むらの部分53だけを抽出し、その位置、面積等のデータをホストコンピュータ42へ転送する。ホストコンピュータ42は、膜厚むら及びその数等を、前記検査条件に含まれている合格基準と照合して被検体31の良否を判定する。
【0031】
検査が終了した被検体31は、搬送部により移動ステージから良否に区分けされて検査済のストッカへ転送されて、被検体1枚の検査を終了する。
以上の動作の中で、被検体31を移動する代わりに照明部30と撮像部35とを移動して被検体31全面を走査して同様の処理を行うことができる。
また、被検体31の幅が照明部30と撮像部35の長さより大きい場合は、複数回の走査で被検体全面をカバーする。また、複数組みの照明部と撮像部とを配置して被検体31の幅をカバーする。
(第2の発明の実施の形態)
図5は、第2の発明の実施の形態の表面欠陥検査装置の検出部の側断面図を示したものであり、第1,第3,第4の観察方法に対応する光学系を備えており、1カ所に配置した照明部30が入射角θ0 で被検体31を照明し、被検体31からの反射光を異なる角度で配置した第2の撮像部35a,第1の撮像部35b,第3の撮像部35cで同時に撮像を行えるように構成している。なお、第2,第1,第3の撮像部35a,35b,35cは、第1の発明の実施の形態で述べた構成と同様に、ロッドレンズアレイ36a,36b,36cとリニアイメージセンサ37a,37b,37cとによって構成されているので、同様の部材には同一符号を付して説明を省略する。
【0032】
第1の観察方法に対応する光学系は、照明部30と被検体31からの正反射した光を観察できるように角度θ0 を有して配置された第1の撮像部35bとで構成する。第3の観察方法に対応する光学系は、照明部30と被検体31に対して垂直に配置された第2の撮像部35aとで、被検体31を回折光で観察できるように構成する。第4の観察方法に対応する光学系は、照明部30と被検体31を正反射光近傍の散乱光で観察できるように、角度θ0 と僅かに異なる角度θ1 (θ0 <θ1 )に設定した第3の撮像部35cとで構成する。
【0033】
上記構成による動作は、第1の発明の実施の形態と同様に、図3に示すブロック図に基づいて行われる。
この第2の発明の実施の形態によれば、3種類の観察方法を行って被検体の膜厚むらとレジストパターンの周期の乱れ、レジスト段差の側面の形状の違いとを検出して、検査画面を同時に得ることができる。
【0034】
変形例としては、照明部を複数設置して、撮像部を1つとする構成も可能であるし、また照明部を固定して、1つの撮像部の角度を適宜制御して変更させるようにして、照明部と撮像部の2つで、第1乃至第4の観察方法を実施することも可能である。
(第3の発明の実施の形態)
図6は、第3の発明の実施の形態の表面欠陥検査装置の検出部の側断面図を示したもので、第1,第3,第4の観察方法に対応する光学系を備えており、第2の照明部30a,第1の照明部30b,第3の照明部30cと第2の撮像部35a,第1の35b,第3の35cとを、それぞれ別々に3カ所に分けて設置し、それぞれに配置した第2,第1,第3撮像部35a,35b,35cで同時に撮像を行えるように構成している。なお、第1及び第2の発明の実施の形態と同様の部材には同一符号を付して説明を省略する。
【0035】
第1の観察方法に対応する光学系は、第2の照明部30aと被検体31で正反射した光を観察できるように角度θ0 を有して配置された第2の撮像部35aとで構成する。第3の観察方法に対応する光学系は、第1の照明部30bと被検体31に対して垂直に配置された第1の撮像部35bとで、被検体31を回折光で観察できるように構成する。第4の観察方法に対応する光学系は、第3の照明部30cと被検体31を正反射光近傍の散乱光で観察できるように角度θ0 と僅かに異なる角度θ1 (θ0 <θ1 )に設定した第3の撮像部35cとで構成する。
【0036】
上記構成についての動作は、第2の発明の実施の形態と同様である。
この第3の発明の実施の形態によれば、各照明部毎に最適な照明の光量、角度、波長帯等を設定することができ、また各撮像部も容易に配置することができる。また、各観察方法を併行して独立に行える利点がある。なお、照明部の入射角度を90°近くに設定し、撮像部を被検体に対して垂直な方向に設置すれば、第2の観察方法に対応した散乱光による観察も可能である。
(第4の発明の実施の形態)
以下に、図7に示す第4の発明の実施の形態の表面欠陥検査装置の検出部の外観斜視図と、図8に示す図7のA−A断面図とを用いて詳述する。なお、第1乃至第3の実施の形態と同様の部材には同符号を付して説明を省略する。
【0037】
第4の発明の実施の形態は、第1の観察方法に対応する光学系を備えており、光源を有する照明部55を、被検体に対して入射角度θ0 の位置に配置し、被検体31で正反射した光を観察する撮像部56を照明部55に対向した位置に角度θ0 に傾斜させて配置する。撮像部56の中には、縮小型のラインイメージセンサ57とラインイメージセンサ57の前面に配置された結像レンズ58とを有している。コリメータレンズ59,60は、それぞれ一面が平面からなる球面レンズの光軸に平行な2平面で切り出した形状をしており、各々照明部55と撮像部56とに配置される。
【0038】
以下に上記構成の動作を説明する。
光源を出た拡散した光束は、コリメータレンズ59で平行光束にされて、被検体31をライン照明する。被検体31で反射した光束をコリメータレンズ60によって、結像レンズ58に入射し、結像レンズ58によってラインイメージセンサ57の撮像面上に被検体31の像を結像する。従って、この発明の実施の形態において、結像レンズの焦点距離を変えることによって、撮像倍率が選択することができる利点がある。
【0039】
また、従来の技術とは異なり、コリメータレンズによる歪曲が1次元であるので、座標の補正が容易になる。
他の変形例として、照明部と撮像部の角度を適宜変更することによって、第1の観察方法以外の第2乃至第4の観察方法を実行することも可能である。
また、コリメータレンズ59,60は、球面でなく、非球面のプラスチックレンズとして、結像特性(歪曲等)の改善をはかることもできる。なお、全ての実施の形態において、ライン照明として、LEDアレイを用いることにより、更なる小型化を図ることができる。
【0040】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、被検体の大型化に対応することができる表面欠陥検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、表面欠陥検査装置の外観斜視図である。
【図2】図2は、図1のA−A断面図である。
【図3】図3は、表面欠陥検査装置の制御と画像処理の構成を示したブロック図である。
【図4】図4は、図1の検査画像を説明するための図である。
【図5】図5は、表面欠陥検査装置の断面図である。
【図6】図6は、表面欠陥検査装置の断面図である。
【図7】図7は、表面欠陥検査装置の外観斜視図である。
【図8】図8は、図7のA−A断面図である。
【図9】図9(a)は、液晶パネル基板の構成を説明するための断面図である。
図9(b)は、図9(a)の側面Cが正常なときの部分拡大図である。
図9(c)は、図9(a)の側面Cに欠陥を生じているときの部分拡大図である。
【図10】図10は、従来の表面欠陥検査装置の外観図である。
【図11】図11は、従来の表面欠陥検査装置の外観図である。
【図12】図12は、従来の表面欠陥検査装置の外観図である。
【符号の説明】
30,55 照明部
30a 第2の照明部
30b 第1の照明部
30c 第3の照明部
31 被検体
32 ライン照明部
33 シリンドリカルレンズ
34 ファイバ束
35,56 撮像部
35a 第2の撮像部
35b 第1の撮像部
35c 第3の撮像部
36 ロッドレンズアレイ
37 リニアイメージセンサ
38 ステージ制御部
39 駆動回路
40 画像I/F
41 画像処理装置
42 ホストコンピュータ
43,48 モニタTV
44 画像記憶装置
45 シーケンサ
46 光学系制御部
47 基板搬送制御部
49 キーボード
50 メモリ
57 ラインイメージセンサ
58 結像レンズ
59,60 コリメータレンズ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface defect inspection apparatus for inspecting a surface defect such as a wafer or a liquid crystal glass substrate.
[0002]
[Prior art]
The liquid crystal glass substrate shown in FIG. 9 is obtained by providing a resist 3 patterned through a film formation layer 2 on a
[0003]
Further, as shown in FIG. 9A, the liquid crystal panel substrate after resist development has a flat portion A on the resist residual film, a flat portion B without resist, and a side surface C of a step between them. It can be divided into three parts. However, when the side surface C is normal, for example, an inclined portion as shown in FIG. 9B is formed. On the other hand, when the side surface C is defective, for example, as shown in FIG. An inclined part was formed. For this reason, it has been usual to inspect all liquid crystal glass substrates before etching for the presence or absence of the defects.
[0004]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-27709 discloses a surface defect inspection apparatus suitable for the above-described defect detection.
Below, it demonstrates using FIGS. 9-12.
The apparatus shown in FIG. 10 shows a surface defect inspection apparatus provided with a first observation method and a second observation method described later. The first observation method is to observe a light beam regularly reflected by a wafer or a liquid crystal glass substrate (hereinafter referred to as a subject) 4. An optical system capable of this observation will be described in detail below.
[0005]
The
[0006]
Next, in order to observe the light beam reflected by the
The operation of the above configuration will be described below.
The white light emitted from the lamp house 6 is converted into narrowband light by the interference filter of the rotary holder 9, and then guided to the fiber bundle 11 to irradiate the diffusion plate 12. Then, the
[0007]
In the second observation method, a light beam is irradiated in parallel and close to the surface of the
An optical system capable of this observation will be described below.
A white light beam from a
[0008]
The operation of the above configuration will be described below.
The scattered light from the
[0009]
The apparatus shown in FIG. 11 shows a surface defect inspection apparatus provided with a third observation method for observing a difference in diffracted light.
An optical system capable of this observation will be described in detail below.
The light of a light source (not shown) incident on the fiber bundle 11 is the same as that used in the first and second observation methods described above, and the exit end face of the fiber bundle 11 is the rear side of the
[0010]
The operation of the above configuration will be described below.
The light beam emitted from the fiber bundle 11 is converted into a parallel light beam by the
[0011]
The apparatus shown in FIG. 12 shows a surface defect inspection apparatus provided with a fourth observation method for detection based on a difference in scattered light.
An optical system capable of this observation will be described in detail below.
Light from a light source (not shown) that is incident on the fiber bundle 11 is the same as that used in the first and second observation methods described above. A diffusing
[0012]
The operation of the above configuration will be described below.
Since the shielding
[0013]
As described above, all the captured images have almost uniform luminance, and only the defective portion becomes bright or dark in the image, so that it is extracted by image processing to obtain the type and position of the defect. It is like that. In addition, this apparatus is characterized in that a relatively large field of view can be observed under the same conditions in any of the observation methods. That is, the illumination light illuminates the entire field of view with the same incident angle, and observation is also performed on a light beam that is reflected, diffracted, or scattered at an equal angle from the entire field of view. Therefore, the image becomes simple as described above, and image processing becomes easy.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, the subject, for example, a liquid crystal glass substrate, tends to become larger as the technology improves from the conventional representative size of about 500 mm × 600 mm. When dealing with the increase in size of the subject by the conventional technique, the following problems occur.
[0015]
First, the size of the observation field is limited. The area of the observation field of view is determined by the size of the collimator lens, but since it is difficult to manufacture a collimator lens having a diameter of 400 mmφ or more, conventionally, one subject is usually observed in four parts. For this reason, the increase in the size of the subject described above has to be dealt with by increasing the number of divisions, so that the tact time of the examination becomes longer.
[0016]
Secondly, it is difficult to correct the aberration of the collimator lens. In a normal optical system, aberration correction is performed using multiple types of lenses as a combined lens. However, if a large lens is used, the glass material is limited and it is considered difficult to join. obtain. Further, when a single lens is used as the collimator lens, the image around the visual field is distorted in a pincushion shape, which makes it difficult to obtain the coordinates of the defect on the two-dimensional plane.
[0017]
Thirdly, the size of the device itself is increased. When the focal length of the collimator lens is reduced too much, the aberration increases rapidly. Therefore, a certain focal length has to be ensured as much as possible. However, widening the observation field of view with the subject placed horizontally leads to enlargement of the apparatus itself in the height direction, so that the installation location of the large apparatus may be limited. Easy to consider.
[0018]
An object of the present invention is to provide a surface defect inspection apparatus that can cope with an increase in the size of a subject without increasing the size of the apparatus itself.
[0101]
[Means for Solving the Problems]
The surface defect inspection apparatus of the present invention is a surface defect inspection apparatus for inspecting the surface of a substrate manufactured by a photolithographic process, and a stage on which the substrate is placed, and the substrate surface placed on the stage A line illumination unit for irradiating a line- shaped illumination light to the substrate , a one-dimensional imaging unit for imaging light from the line-shaped illumination light region irradiated on the substrate surface, and the line illumination unit for the substrate surface And an angle control means for changing an angle formed by the one-dimensional imaging unit to an angle observed by specularly reflected light and an angle observed by diffracted light, the line illumination unit, the one-dimensional imaging unit, and the stage are arranged in the line shape. the substrate table by capturing an image of one line and a transfer unit for relatively moving in a direction, by the one-dimensional imaging unit in synchronism with the transfer portion crossing the longitudinal direction of the illumination area The reconstructed two dimensional image, characterized in that the two-dimensional image of the substrate surface image processing equipped and image processing means for extracting a defect of the substrate surface.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment of the first invention)
The embodiment of the first invention described below with reference to FIGS. 1 to 4 uses a modification of the first observation method and the optical system described in FIG.
[0023]
The
[0024]
The illuminating
[0025]
An
The
[0026]
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration capable of performing control and image processing of the surface defect inspection apparatus. The
[0027]
The
[0028]
The stage control unit 38 is for controlling a moving stage (not shown) that adsorbs and supports the subject 31 shown in FIG. 1 and its positioning mechanism, and the optical
Further, the substrate
[0029]
Next, the operation of the surface defect inspection apparatus having the above-described configuration will be described below.
When the operator instructs the start of the examination together with the type of the subject 31 from the keyboard 49, the condition of the subject 31 is read into the host computer 42 from the examination conditions stored in the memory 50 in advance. The optical
[0030]
Next, the
[0031]
The subject 31 that has been inspected is classified as good or bad from the moving stage by the transport unit and transferred to the inspected stocker, and the inspection of one subject is completed.
In the above operation, instead of moving the subject 31, the
Further, when the width of the subject 31 is larger than the lengths of the
(Embodiment of the second invention)
FIG. 5 is a side sectional view of a detection unit of the surface defect inspection apparatus according to the second embodiment of the invention, and includes optical systems corresponding to the first, third, and fourth observation methods. In addition, the
[0032]
The optical system corresponding to the first observation method is composed of the
[0033]
The operation according to the above configuration is performed based on the block diagram shown in FIG. 3 as in the first embodiment.
According to the embodiment of the second invention, three types of observation methods are performed to detect the uneven thickness of the specimen, the disturbance of the resist pattern period, and the difference in the shape of the side surface of the resist step. A screen can be obtained simultaneously.
[0034]
As a modification, a configuration in which a plurality of illumination units are installed and one image pickup unit is provided is possible, and the illumination unit is fixed and the angle of one image pickup unit is appropriately controlled and changed. It is also possible to implement the first to fourth observation methods using the illumination unit and the imaging unit.
(Embodiment of the third invention)
FIG. 6 is a side sectional view of the detection unit of the surface defect inspection apparatus according to the third embodiment of the present invention, and includes optical systems corresponding to the first, third, and fourth observation methods. The
[0035]
The optical system corresponding to the first observation method includes a
[0036]
The operation of the above configuration is the same as that of the second embodiment.
According to the embodiment of the third aspect of the invention, it is possible to set the optimal illumination light amount, angle, wavelength band, and the like for each illumination unit, and it is also possible to easily arrange each imaging unit. Further, there is an advantage that each observation method can be performed in parallel. If the incident angle of the illumination unit is set to be close to 90 ° and the imaging unit is installed in a direction perpendicular to the subject, observation with scattered light corresponding to the second observation method is also possible.
(Embodiment of 4th invention)
This will be described in detail below with reference to an external perspective view of the detecting portion of the surface defect inspection apparatus according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 7 and an AA sectional view of FIG. 7 shown in FIG. Note that members similar to those in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0037]
The embodiment of the fourth invention includes an optical system corresponding to the first observation method, and an
[0038]
The operation of the above configuration will be described below.
The diffused light beam emitted from the light source is converted into a parallel light beam by the
[0039]
Further, unlike the conventional technique, since the distortion caused by the collimator lens is one-dimensional, it is easy to correct the coordinates.
As another modification, it is also possible to execute the second to fourth observation methods other than the first observation method by appropriately changing the angle between the illumination unit and the imaging unit.
Further, the
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a surface defect inspection apparatus that can cope with an increase in size of a subject.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view of a surface defect inspection apparatus.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of control and image processing of the surface defect inspection apparatus.
4 is a diagram for explaining the inspection image of FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a surface defect inspection apparatus.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a surface defect inspection apparatus.
FIG. 7 is an external perspective view of a surface defect inspection apparatus.
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 9A is a cross-sectional view for explaining a configuration of a liquid crystal panel substrate.
FIG. 9B is a partially enlarged view when the side surface C of FIG. 9A is normal.
FIG. 9C is a partially enlarged view when a defect is generated on the side surface C of FIG.
FIG. 10 is an external view of a conventional surface defect inspection apparatus.
FIG. 11 is an external view of a conventional surface defect inspection apparatus.
FIG. 12 is an external view of a conventional surface defect inspection apparatus.
[Explanation of symbols]
30, 55
41 Image processing device 42
44
Claims (3)
前記基板を載置するステージと、
前記ステージ上に載置された前記基板表面に対してライン状の照明光を照射するライン照明部と、
前記基板表面に照射された前記ライン状の照明光領域からの光を撮像する1次元撮像部と、
前記基板表面に対する前記ライン照明部と前記1次元撮像部との成す角度を正反射光で観察する角度と回折光で観察する角度に変更する角度制御手段と、
前記ライン照明部及び1次元撮像部と前記ステージとを前記ライン状の照明領域の長手方向に対して交差する方向に相対的に移動させる移送部と、
前記移送部に同期して前記1次元撮像部により1ラインずつの画像を撮像して前記基板表面の2次元画像を再構築し、この基板表面の2次元画像を画像処理して前記基板表面の欠陥を抽出する画像処理手段と、
を具備したことを特徴とする表面欠陥検査装置。 In a surface defect inspection apparatus for inspecting the surface of a substrate manufactured by a photolithographic process,
A stage on which the substrate is placed;
A line illumination unit that irradiates a line- shaped illumination light to the substrate surface placed on the stage;
A one-dimensional imaging unit that images light from the linear illumination light region irradiated on the substrate surface ;
An angle control means for changing an angle formed between the line illumination unit and the one-dimensional imaging unit with respect to the substrate surface to an angle observed with specularly reflected light and an angle observed with diffracted light;
A transfer unit that relatively moves the line illumination unit and the one-dimensional imaging unit and the stage in a direction intersecting a longitudinal direction of the line-shaped illumination region;
The synchronization with the transfer unit and an image of the one line by the one-dimensional imaging unit reconstructs the two-dimensional image of the substrate surface, the substrate surface a two-dimensional image of the substrate surface image processing Image processing means for extracting defects;
A surface defect inspection apparatus comprising:
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