JP3929285B2

JP3929285B2 - Board inspection equipment

Info

Publication number: JP3929285B2
Application number: JP2001339938A
Authority: JP
Inventors: 暢夫藤崎
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-11-05
Filing date: 2001-11-05
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2021-11-05
Also published as: JP2003139721A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）のガラス基板、カラーフィルタなどの大型ガラス基板の欠陥検査に用いられる基板検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイのガラス基板は、年々大型化が進んでおり、最近では１０００ｍｍを超えるサイズが出現している。この大型ガラス基板は、同一パネルサイズに対する使用効率を高めるために、パネルサイズに応じて９面、６面、４面など複数に多面取りされている。
【０００３】
このような大型ガラス基板の基板検査装置には、例えば特願平６−３１４８５２号に記載されたものがある。この基板検査装置は、図６に示すようにベース１上にＸ方向のガイドレール２を介して下ステージ３が移動可能に設けられている。この下ステージ３上には、Ｙ方向のガイドレール４を介して上ステージ５が移動可能に設けられている。この上ステージ５上には、大型ガラス基板６が載置される。
【０００４】
又、ベース１には、アーム７が設けられ、このアーム７に対してガイドレール８を介して２つの光学ヘッド９、１０が移動可能に設けられている。これら光学ヘッド９、１０には、それぞれテレビジョンカメラ（ＴＶカメラ）１１、１２が取付けられている。
【０００５】
このような基板検査装置であれば、大型ガラス基板６が面取りする個数やそのパターン間隔によってサイズが変化するので、各光学ヘッド９、１０の間隔が適宜パターン間隔等に合致するように調整される。
【０００６】
各光学ヘッド９、１０の間隔がセットされると、下ステージ３、上ステージ５のみを移動させることにより、大型ガラス基板６のおける隣り合う２つのパターンの同一部分を同時に観察する。
【０００７】
近年、液晶ディスプレイの生産量の急速な伸びと共に、基板検査に要する測定タクトタイムの短縮化、装置本体の小型化の要求が高まっている。さらに、ユーザからは、設備投資額を抑えるために、装置本体の小型化が要求されている。ディスプレイの大型化に伴って大型ガラス基板の短辺サイズが１０００ｍｍを超える大型ガラス基板が出現してきたため、検査装置本体の小型化は、輸送上、コスト面上から必須となっている。
【０００８】
このような観点から見ると、上記基板検査装置は、下ステージ３、上ステージ５を移動させるためのスペースが必要となり、このスペースの分だけ装置本体が大型化する。
【０００９】
装置本体の小型化及び測定タイトタイムの短縮を図った基板検査装置として例えば特開平１１−９４７５６号公報に記載された技術がある。この基板検査装置は、図７に示すようにステージベース２０上に大型ガラス基板６を載置するホルダ２１が設けられている。
【００１０】
又、ステージベース２０の両側には、それぞれガイドレール２３が設けられ、これらガイドレール２３上に門型の顕微鏡ヘッド移動ステージ２４がＹ方向に移動可能に設けられている。この顕微鏡ヘッド移動ステージ２４の水平ビームには、顕微鏡ヘッド２５がＸ方向に移動可能に設けられている。又、顕微鏡ヘッド２５の底板には透過ライン照明２２が設けられている。この顕微鏡ヘッド２５は、ミクロ観察ユニット２６に対物レンズ２７及び接眼レンズ２８が設けられている。顕微鏡ヘッド２５には、マクロ照明２９及び指標用照明３０が設けられている。
【００１１】
ミクロ観察ユニット２６には、ＴＶカメラ３１が取り付けられ、このＴＶカメラ３１により撮像された大型ガラス基板６の観察像がＴＶモニタ３２に表示される。
【００１２】
制御部３５は、欠陥の位置座標の管理や顕微鏡ヘッド移動ステージ２４、顕微鏡ヘッド２５の移動制御を行なう。
【００１３】
このような基板検査装置であれば、顕微鏡ヘッド２５を顕微鏡ヘッド移動ステージ２４に沿ってＸ方向に直線移動させ、さらに顕微鏡ヘッド移動ステージ２４を各ガイドレール２３に沿ってＹ方向に直線移動させてラスタスキャン走査することにより、大型ガラス基板６の全面について検査を行なうことが可能となる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７に示す装置では、顕微鏡ヘッド移動ステージ２４に顕微鏡ヘッド２５を設けて大型ガラス基板６の全面を観察する必要があることからステージベース２０には、ホルダ２１から外れる位置に顕微鏡ヘッド移動ステージ２４の移動スペースＡが必要になり、この移動スペースＡの分だけステージベース２０が大型化する。
【００１５】
又、基板検査に要する測定タクトタイムの短縮化が要求されているが、１０００ｍ角のサイズの大型ガラス基板６を１つの顕微鏡ヘッド２５で測定するために、測定タクトタイムの短縮には限度がある。測定タクトタイムを短縮するために図６に示すように顕微鏡ヘッド２５を顕微鏡ヘッド移動ステージ２４の水平ビームの片面にヘッド先端を対向させて設けることが考えられるが、これでも顕微鏡ヘッド移動ステージ２４の移動スペースＡが必要となり、さらに顕微鏡ヘッド後端がホルダ２１の外側に移動する移動スペースが新たに必要となり、ステージベース２０が大型化する。
【００１６】
そこで本発明は、基板検査に要する測定タクトタイムの短縮化、及び装置本体の小型化を図ることができる基板検査装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被検査体を載置するステージと、ステージ上に載置される被検査体を跨いで設けられ、かつステージに対して一方向に移動可能に設けられた門型アームと、門型アームの水平ビームを挟んで門型アームの移動方向と同一方向に配置され、かつ水平ビームに沿ってそれぞれ移動可能に設けられ、それぞれ各対物レンズを有する２つの検査ヘッドと、門型アーム及び各検査ヘッドを移動制御し、各検査ヘッドの各観察領域内の観察位置にそれぞれ各検査ヘッドの各対物レンズを移動させる制御部とを具備したことを特徴とする基板検査装置である。
【００１８】
【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。
【００１９】
図１及び図２は基板検査装置の構成図であって、図１は外観斜視図、図２は側面図である。ステージベース４０上には、大型ガラス基板６を載置するステージ（固定ステージ）４１が固定して設けられている。このステージ４１には、基板押え部材４２が所定箇所に複数設けられ、大型ガラス基板６を例えば吸着保持するものとなっている。又、ステージベース４０の前後には、ステージ４１をステージベース４０の上面から所定距離だけ浮かせるステージ支持部材４４が設けられている。
【００２０】
又、ステージベース４０の左右両側には、それぞれガイドレール４５が設けられている。これらガイドレール４５上には、門型の検査ヘッド移動ステージ（門型アーム）４６がステージ４１を跨いで、かつＹ方向に移動可能に設けられている。
【００２１】
この検査ヘッド移動ステージ４６の水平ビームには、２つの検査ヘッド４７、４８が検査ヘッド移動ステージ４６の水平ビームを挟んで背中合わせにＸ方向に移動可能に設けられている。検査ヘッド４７、４８としては、欠陥やパターンを拡大視したり、パターン形状を計測又はカラーフィルタの分光測光する各種の検査ヘッドがある。この一実施の形態では、検査ヘッド４７、４８には、それぞれ対物レンズ４９と連結用鏡筒５０を介して各ＴＶカメラ５２、５３が取り付けられている。
【００２２】
これら検査ヘッド４７、４８は、検査ヘッド移動ステージ４６の移動方向（Ｙ方向）に対して垂直方向（Ｘ方向）に移動可能に設けられ、かつ検査ヘッド移動ステージ４６の移動方向と同一方向に水平ビームを挟んで所定の間隔で配置されている。
【００２３】
これら検査ヘッド４７、４８の対物系光軸間距離Ｆは、図２に示すように各検査ヘッド４７、４８の配列方向において、大型ガラス基板６のサイズＤの２分の１以下に設定される。
【００２４】
これら検査ヘッド４７、４８には、ステージ４１上に保持された大型ガラス基板６の像を結像する対物レンズ４９を含む結像光学系と、大型ガラス基板６を照明する照明光学系と、大型ガラス基板６の像を観察する観察系と、大型ガラス基板６にピントを合わせる焦準装置等が組み込まれている。
【００２５】
結像光学系は対物レンズ４９の転換機能（回転レボルバ）と焦準機能（オートフォーカス）とを有し、照明光学系は落射照明機能を有し、観察系には上記ＴＶカメラ５２、５３が備えられている。対物レンズ４９の転換機能と焦準機能とは、電動化され、制御部５４からリモート制御できる。
【００２６】
各ＴＶカメラ５２、５３は、それぞれ検査ヘッド４７、４８により観察される大型ガラス基板６の観察像を撮像してその各画像信号を出力する。これら画像信号は、制御部５４に送られる。
【００２７】
なお、ステージベース４０にはＹスケール５５が設けられ、検査ヘッド移動ステージ４６にはＸスケール５６が設けられている。
【００２８】
制御部５４は、Ｙスケール５５及びＸスケール５６の位置座標の管理や検査ヘッド移動ステージ４６、検査ヘッド４７、４８の移動制御を行なう機能と、各ＴＶカメラ５２、５３から出力される各画像信号を入力し、これら画像信号のうちいずれか一方又は両方の画像信号を選択（選択手段）してその大型ガラス基板６の観察像をＴＶモニタ（モニタ装置）５７に表示する機能とを有する。
【００２９】
又、制御部５４は、検査ヘッド移動ステージ４６及び検査ヘッド４７、４８の移動制御を行なって各検査ヘッド４７、４８の各観察領域を移動させた場合、これら観察領域の境界においてその一部が互いにオーバラップさせる機能を有する。
【００３０】
次に、上記の如く構成された装置の作用について説明する。
【００３１】
大型ガラス基板６の検査を行なう場合、ステージ４１上に大型ガラス基板６が供給されると、複数の基板押え部材４２により位置決めされ、かつステージ４１に対して吸着保持される。
【００３２】
次に、制御部５４は、透過ライン照明４３を点灯させ、かつ検査ヘッド移動ステージ４６をと検査ヘッド５２、５３を図３に示す座標原点位置に移動させる。この後に、検査ヘッド移動ステージ４６及び検査ヘッド４７、４８をＸ−Ｙ方向に移動制御して各検査ヘッド４７、４８の各観察位置を移動させる。
【００３３】
すなわち、検査ヘッド移動ステージ４６は、ガイドレール４５に沿ってＹ方向に直線移動すると共に、各検査ヘッド４７、４８が検査ヘッド移動ステージ４６の水平ビームに沿ってＸ方向に直線移動する。
【００３４】
このとき、各検査ヘッド４７、４８は、図４(a)(b)に示すように大型ガラス基板６の全面に対してそれぞれ略２分の１の各ヘッド観察領域Ｐ_１、Ｐ_２内、すなわち、一方の検査ヘッド４７の対物レンズ４９はヘッド観察領域Ｐ_１内で移動し、他方の顕微鏡ヘッド４８の対物レンズ４９はヘッド観察領域Ｐ_２内で移動する。
【００３５】
従って、検査ヘッド移動ステージ４６及び検査ヘッド４７、４８は、大型ガラス基板６の全面の２分の１の領域内で移動する。
【００３６】
なお、制御部５４は、検査ヘッド移動ステージ４６及び検査ヘッド４７、４８の移動制御を行なって各検査ヘッド４７、４８の光軸（対物レンズ４９）をそれぞれ各ヘッド観察領域Ｐ_１、Ｐ_２内で移動させた場合、これらヘッド観察領域Ｐ_１、Ｐ_２の境界において一部が互いにオーバラップする。
【００３７】
これと共に、ＴＶカメラ５２は、検査ヘッド４７の対物レンズ４９により観察されるヘッド観察領域Ｐ_１内の大型ガラス基板６の観察像を撮像してその画像信号を出力する。これと同時に、ＴＶカメラ５３は、顕微鏡ヘッド４８の対物レンズ４９により観察されるヘッド観察領域Ｐ_２内の大型ガラス基板６の観察像を撮像してその画像信号を出力する。これら画像信号は、制御部５４に送られる。
【００３８】
この制御部５４は、各ＴＶカメラ５２、５３から出力される各画像信号を入力し、これら画像信号のうちいずれか一方又は双方の画像信号を選択してその大型ガラス基板６の観察像をＴＶモニタ５７に表示する。なお、制御部５４は、各ＴＶカメラ５２、５３から出力される各画像信号の両方を入力し、ＴＶモニタ５７の画面上を２分割して各ヘッド観察領域Ｐ_１、Ｐ_２の大型ガラス基板６の観察像を表示することもできる。
【００３９】
又、他のマクロ検査装置により抽出された大型ガラス基板６上の各欠陥座標データが読み出され、かかる欠陥部の位置座標をＹスケール５５及びＸスケール５６のデータに基づいて求め、検査ヘッド４７の光軸が欠陥部に合致するように、検査ヘッド移動ステージ４６及び検査ヘッド４７を移動制御する。
【００４０】
これにより、検査ヘッド４７の対物レンズ４９の視野内に欠陥部が入り、この欠陥部が対物レンズ４９により拡大され。この像がＴＶカメラ５２により撮像され、ＴＶモニタ５７に表示される。
【００４１】
又、大型ガラス基板６の全面をラスタスキャンする場合には、検査ヘッド移動ステージ４６及び検査ヘッド４７をＸ−Ｙ方向に移動させ、同様に両検査ヘッド４７、４８のＴＶカメラ５２、５３で取り込まれた拡大画像データを入力することも可能である。
【００４２】
このミクロ観察が終了して、制御部５４に対して指示を与えると、検査ヘッド移動ステージ４６及び検査ヘッド４７、４８は、初期位置に復帰する。そして、ステージ４１から検査済みの大型ガラス基板６が取り外され、新たな未検査の大型ガラス基板６がステージ４１上に載置される。
【００４３】
このように上記一実施の形態においては、大型ガラス基板６を載置するステージ４１と、このステージ４１上に載置される大型ガラス基板６を跨いで設けられ、かつステージ１に対してＹ方向に移動可能に設けられた検査ヘッド移動ステージ４６と、この検査ヘッド移動ステージ４６の移動方向に対して垂直方向（Ｘ方向）に移動可能に設けられ、かつ検査ヘッド移動ステージ４６の移動方向と同一方向に所定の間隔で配置された２つの検査ヘッド４７、４８とを備えたので、ステージ４１のスペースに対して各ガイドレール４５を設けるスペース分程度だけ増やしたスペース内に、検査ヘッド移動ステージ４６及び２つの検査ヘッド４７、４９を収めることができ、装置本体のサイズを極限までコンパクト化できる。具体的には、図２及び図３に示すように大型ガラス基板６のＹ方向のサイズＤよりも僅かに大きい装置本体奥行きサイズＳまで縮小できる。
【００４４】
又、装置本体の幅サイズを図３に示すように大型ガラス基板６の幅サイズに検査ヘッド移動ステージ４６の支柱幅を加えたよりも僅かに大きい装置本体幅サイズＳ_２まで縮小できる。
【００４５】
又、２つの検査ヘッド４７、４８は、図４(a)(b)に示すように大型ガラス基板６の全面に対してそれぞれ略２分の１の各ヘッド観察領域Ｐ_１、Ｐ_２内で移動すればよいので、検査ヘッド移動ステージ４６の上方向の移動ストロークを２分の１に短くすることができ、測定タクトタイムを短縮できる。これだけでなく、移動距離の短縮に加え、検査ヘッド移動ステージ４６のの水平ビームに対する検査ヘッド４７、４８のバランスが改善されるので、駆動系への負荷を軽減できると共に高価なガイドレール４５、ＸＹスケール５５、５６を短くでき、価格的にも有利になる。
【００４６】
従って、液晶ディスプレイの生産量の急速な伸びと共に、基板検査に要する測定タクトタイムの短縮化、さらには、ユーザからの設備投資額を抑えるための装置本体の小型化という要求を全て満足できる。
【００４７】
又、２つの検査ヘッド４７、４８の対物系光軸間距離Ｆを、大型ガラス基板６のサイズの２分の１以下に設定し、かつ検査ヘッド４７、４８を背中合わせに配置したことにより、両検査ヘッド４７、４８が大型ガラス基板６の外に大きく突出することなく大型ガラス基板６の全面を確実に観察できる。
【００４８】
又、２つの検査ヘッド４７、４８をそれぞれ各ヘッド観察領域Ｐ_１、Ｐ_２内で移動させた場合、これらヘッド観察領域Ｐ_１、Ｐ_２の境界において一部が互いにオーバラップさせることで、ヘッド観察領域Ｐ_１、Ｐ_２の境界も確実に検査することができる。
【００４９】
次に本発明の他の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してある。
【００５０】
図５はＴＶカメラを１台にした場合の光学系の構成図である。２つの検査ヘッド４７、４８は、それぞれ同一構成である。例えば一方の検査ヘッド４７を例にして構成を説明すると、落射用照明６０が設けられ、この落射用照明６０から出力される落射用照明光の光路上にレンズ６１を介してハーフミラー６２が設けられている。このハーフミラー６２の反射光路上には、対物レンズ６３が設けられている。この対物レンズ６３からハーフミラー６２に至り、このハーフミラー６２の透過光路上には、光路折り曲げミラー６４が設けられている。他方の検査ヘッド４８の構成の説明は、省略する。
【００５１】
これら検査ヘッド４７、４８における各光路折り曲げミラー６４の間には、光路選択ミラー（選択手段）６５が設けられている。この光路選択ミラー６５は、回転することによって各検査ヘッド４７、４８のうちいずれか一方の検査ヘッド４７又は４８からの像を結像レンズ６６を通して１台のＴＶカメラ５２に反射するものである。
【００５２】
このＴＶカメラ５２は、検査ヘッド移動ステージ４６の水平ビームから外れる検査ヘッド４７又は４８の一方に上面に設けることができる。
【００５３】
このような構成であれば、各検査ヘッド４７、４８では、それぞれ落射用照明６０から出力された落射用照明光は、レンズ６１を介してハーフミラー６２に入射し、このハーフミラー６２で反射して対物レンズ６３により大型ガラス基板６の面上に照射される。
【００５４】
この大型ガラス基板６の面上からの像は、対物レンズ６３からハーフミラー６２に入射し、このハーフミラー６２を透過して光路折り曲げミラー６４に入射し、ここで反射して光路選択ミラー６５に入射する。
【００５５】
この光路選択ミラー６５は、回転することによって各検査ヘッド４７、４８からの像のうちいずれか一方の像を結像レンズ６６を通して１台のＴＶカメラ５２に向って反射する。
【００５６】
このＴＶカメラ５２は、入射した大型ガラス基板６の面上からの像を撮像してその画像信号を出力する。
【００５７】
制御部５４は、ＴＶカメラ５２から出力される画像信号を入力し、この画像信号を画像処理して大型ガラス基板６の観察像をＴＶモニタ５７に表示する。
【００５８】
このように他の実施の形態によれば、光路選択ミラー６５によって一方の検査ヘッド４７又は４８からの像が結像レンズ６６を通して１台のＴＶカメラ５２に入射するので、１台のＴＶカメラ５２を設けるだけでよく、さらに装置の構成を簡単化できる。
【００５９】
なお、本発明は、上記一実施の形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【００６０】
さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【００６１】
例えば、上記一実施の形態では、２つの検査ヘッド４７、４８を設けた場合について説明したが、２つの検査ヘッド４７、４８を一対とする複数の検査ヘッドを検査ヘッド移動ステージ４６に対して移動可能に設けることも可能である。例えば２組の検査ヘッドを設けることにより、１つの検査ヘッドの観察領域が大型ガラス基板６の全面の４分の１に縮小でき、さらに測定タクトタイムを短縮できる。
【００６２】
又、液晶ディスプレイの大型ガラス基板６に限らず、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）のガラス基板、カラーフィルタなどの大型ガラス基板の欠陥検査に適用できる。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、門型アームの水平ビームに沿ってそれぞれ２つの各検査ヘッドを移動可能に設け、これら検査ヘッドを移動制御して各検査ヘッドの各観察領域内の観察位置にそれぞれ各検査ヘッドの各対物レンズを移動させるので、各検査ヘッドの各観察領域内の各観察位置にそれぞれ各検査ヘッドを移動でき、かつ基板検査に要する測定タクトタイムの短縮化、及び装置本体の小型化を図ることが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外観斜視図。
【図２】本発明に係わる基板検査装置の一実施の形態を示す側面図。
【図３】本発明に係わる基板検査装置の一実施の形態における検査ヘッドの移動を示す図。
【図４】本発明に係わる基板検査装置の一実施の形態における検査ヘッドでの観察領域を示す図。
【図５】本発明に係わる基板検査装置の他の実施の形態を示す構成図。
【図６】従来の基板検査装置の構成図。
【図７】従来の基板検査装置の構成図。
【符号の説明】
６：大型ガラス基板
４０：ステージベース
４１：ステージ
４２：基板押え部材
４３：透過ライン照明
４４：ステージ押え部材
４５：ガイドレール
４６：検査ヘッド移動ステージ
４７，４８：検査ヘッド
４９：対物レンズ
５０，５１：連結用鏡筒
５２，５３：ＴＶカメラ
５４：制御部
５５：Ｙスケール
５６：Ｘスケール
５７：ＴＶモニタ
６０：落射用照明
６１：レンズ
６２：ハーフミラー
６３：対物レンズ
６４：光路折り曲げミラー
６５：光路選択ミラー
６６：結像レンズ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate inspection apparatus used for defect inspection of a glass substrate of a flat panel display (FPD) such as a liquid crystal display (LCD) and a large glass substrate such as a color filter.
[0002]
[Prior art]
The glass substrate of a liquid crystal display is increasing in size year by year, and recently, a size exceeding 1000 mm has appeared. In order to increase the use efficiency for the same panel size, this large glass substrate is multi-faced in multiples such as 9, 6 and 4 according to the panel size.
[0003]
An example of such a large glass substrate inspection apparatus is described in Japanese Patent Application No. 6-314852. In this substrate inspection apparatus, a lower stage 3 is movably provided on a base 1 via a guide rail 2 in the X direction as shown in FIG. An upper stage 5 is movably provided on the lower stage 3 via a guide rail 4 in the Y direction. A large glass substrate 6 is placed on the upper stage 5.
[0004]
The base 1 is provided with an arm 7, and two optical heads 9, 10 are movably provided on the arm 7 via a guide rail 8. Television cameras (TV cameras) 11 and 12 are attached to the optical heads 9 and 10, respectively.
[0005]
With such a substrate inspection apparatus, the size changes depending on the number of chamfered large glass substrates 6 and their pattern intervals, so that the interval between the optical heads 9 and 10 is adjusted to match the pattern interval as appropriate. .
[0006]
When the distance between the optical heads 9 and 10 is set, only the lower stage 3 and the upper stage 5 are moved to simultaneously observe the same portion of two adjacent patterns on the large glass substrate 6.
[0007]
In recent years, with rapid growth of the production volume of liquid crystal displays, there are increasing demands for shortening the measurement tact time required for substrate inspection and downsizing of the apparatus main body. Further, the user is required to reduce the size of the apparatus body in order to reduce the capital investment. With the increase in the size of displays, large glass substrates having a short side size exceeding 1000 mm have emerged, and downsizing of the inspection apparatus body is essential from the viewpoint of transportation and cost.
[0008]
From this point of view, the substrate inspection apparatus requires a space for moving the lower stage 3 and the upper stage 5, and the apparatus main body is enlarged by this space.
[0009]
For example, there is a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-94756 as a substrate inspection apparatus that reduces the size of the apparatus main body and shortens the measurement tight time. In this substrate inspection apparatus, a holder 21 for placing a large glass substrate 6 on a stage base 20 is provided as shown in FIG.
[0010]
Further, guide rails 23 are provided on both sides of the stage base 20, and a portal microscope head moving stage 24 is provided on the guide rails 23 so as to be movable in the Y direction. A microscope head 25 is provided on the horizontal beam of the microscope head moving stage 24 so as to be movable in the X direction. A transmission line illumination 22 is provided on the bottom plate of the microscope head 25. In the microscope head 25, an objective lens 27 and an eyepiece lens 28 are provided in a micro observation unit 26. The microscope head 25 is provided with a macro illumination 29 and an indicator illumination 30.
[0011]
A TV camera 31 is attached to the micro observation unit 26, and an observation image of the large glass substrate 6 imaged by the TV camera 31 is displayed on the TV monitor 32.
[0012]
The control unit 35 performs management of defect position coordinates and movement control of the microscope head moving stage 24 and the microscope head 25.
[0013]
In such a substrate inspection apparatus, the microscope head 25 is linearly moved in the X direction along the microscope head moving stage 24, and the microscope head moving stage 24 is linearly moved in the Y direction along each guide rail 23. By performing raster scan scanning, the entire surface of the large glass substrate 6 can be inspected.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the apparatus shown in FIG. 7, the microscope head 25 is provided on the microscope head moving stage 24 and the entire surface of the large glass substrate 6 needs to be observed. A moving space A for the stage 24 is required, and the stage base 20 is increased in size by the moving space A.
[0015]
Although shortening of the measurement tact time required for the substrate inspection is required, since the large glass substrate 6 having a size of 1000 m square is measured by one microscope head 25, there is a limit to shortening the measurement tact time. . In order to shorten the measurement tact time, it is conceivable to provide the microscope head 25 with the head tip facing one side of the horizontal beam of the microscope head moving stage 24 as shown in FIG. A moving space A is required, and a moving space for moving the rear end of the microscope head to the outside of the holder 21 is required, and the stage base 20 is increased in size.
[0016]
Therefore, an object of the present invention is to provide a substrate inspection apparatus that can shorten the measurement tact time required for the substrate inspection and reduce the size of the apparatus main body.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a stage on which an object to be inspected is placed, a portal arm provided across the object to be inspected placed on the stage, and movable in one direction with respect to the stage, They are arranged in the moving direction and the same direction of the portal arm across the horizontal beam of the mold arm, and respectively provided to be movable along the horizontal beam, and two test heads with each objective lens, respectively, portal arm and move controls each inspection head, a board inspection apparatus characterized by comprising a control unit for moving each objective lens of each of the inspection head to the viewing position of each observation region of each inspection head.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
1 and 2 are configuration diagrams of the substrate inspection apparatus, in which FIG. 1 is an external perspective view, and FIG. 2 is a side view. A stage (fixed stage) 41 on which the large glass substrate 6 is placed is fixedly provided on the stage base 40. The stage 41 is provided with a plurality of substrate pressing members 42 at predetermined locations, and holds the large glass substrate 6 by suction, for example. In addition, a stage support member 44 that floats the stage 41 from the upper surface of the stage base 40 by a predetermined distance is provided before and after the stage base 40.
[0020]
Guide rails 45 are provided on the left and right sides of the stage base 40, respectively. On these guide rails 45, a portal type inspection head moving stage (gate type arm) 46 is provided so as to straddle the stage 41 and move in the Y direction.
[0021]
Two inspection heads 47 and 48 are provided on the horizontal beam of the inspection head moving stage 46 so as to be movable back to back in the X direction across the horizontal beam of the inspection head moving stage 46. As the inspection heads 47 and 48, there are various inspection heads for enlarging a defect or a pattern, measuring a pattern shape, or performing spectrophotometry of a color filter. In this embodiment, TV cameras 52 and 53 are attached to the inspection heads 47 and 48 via an objective lens 49 and a connecting lens barrel 50, respectively.
[0022]
These inspection heads 47 and 48 are provided so as to be movable in the direction perpendicular to the movement direction (Y direction) of the inspection head moving stage 46 (X direction) and are horizontal in the same direction as the movement direction of the inspection head moving stage 46. They are arranged at a predetermined interval across the beam.
[0023]
The distance F between the objective optical axes of the inspection heads 47 and 48 is set to be less than or equal to half the size D of the large glass substrate 6 in the arrangement direction of the inspection heads 47 and 48 as shown in FIG. .
[0024]
The inspection heads 47 and 48 include an imaging optical system including an objective lens 49 that forms an image of the large glass substrate 6 held on the stage 41, an illumination optical system that illuminates the large glass substrate 6, and a large size. An observation system for observing an image of the glass substrate 6 and a focusing device for focusing on the large glass substrate 6 are incorporated.
[0025]
The imaging optical system has a conversion function (rotary revolver) and a focusing function (autofocus) of the objective lens 49, the illumination optical system has an epi-illumination function, and the TV camera 52, 53 is included in the observation system. Is provided. The conversion function and focusing function of the objective lens 49 are motorized and can be remotely controlled from the control unit 54.
[0026]
Each TV camera 52, 53 captures an observation image of the large glass substrate 6 observed by the inspection heads 47, 48, and outputs each image signal. These image signals are sent to the control unit 54.
[0027]
The stage base 40 is provided with a Y scale 55, and the inspection head moving stage 46 is provided with an X scale 56.
[0028]
The control unit 54 manages the position coordinates of the Y scale 55 and the X scale 56 and controls the movement of the inspection head moving stage 46 and the inspection heads 47 and 48, and the image signals output from the TV cameras 52 and 53. , And one (or both) of these image signals is selected (selecting means) and an observation image of the large glass substrate 6 is displayed on a TV monitor (monitor device) 57.
[0029]
In addition, when the control unit 54 controls the movement of the inspection head moving stage 46 and the inspection heads 47 and 48 to move the observation regions of the inspection heads 47 and 48, a part of the observation region is bounded by the boundary. It has a function to overlap each other.
[0030]
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described.
[0031]
When inspecting the large glass substrate 6, when the large glass substrate 6 is supplied onto the stage 41, the large glass substrate 6 is positioned by the plurality of substrate pressing members 42 and held by suction with respect to the stage 41.
[0032]
Next, the control unit 54 turns on the transmission line illumination 43 and moves the inspection head moving stage 46 and the inspection heads 52 and 53 to the coordinate origin position shown in FIG. Thereafter, the inspection head moving stage 46 and the inspection heads 47 and 48 are controlled to move in the XY directions, and the observation positions of the inspection heads 47 and 48 are moved.
[0033]
That is, the inspection head moving stage 46 linearly moves in the Y direction along the guide rail 45, and each inspection head 47, 48 linearly moves in the X direction along the horizontal beam of the inspection head moving stage 46.
[0034]
At this time, as shown in FIGS. 4A and 4B, each of the inspection heads 47 and 48 is approximately half of each of the head observation areas P ₁ and P _{2 with} respect to the entire surface of the large glass substrate 6. that is, the objective lens 49 of one of the inspection head 47 moves in the head observation area P _1, the objective lens 49 of the other of the microscope head 48 moves within the head observation region P _2.
[0035]
Therefore, the inspection head moving stage 46 and the inspection heads 47 and 48 move within a half region of the entire surface of the large glass substrate 6.
[0036]
The control unit 54 controls the movement of the inspection head moving stage 46 and the inspection heads 47 and 48 so that the optical axes (objective lenses 49) of the inspection heads 47 and 48 are in the head observation areas P ₁ and P ₂ , respectively. Are partially overlapped at the boundary between the head observation areas P ₁ and P ₂ .
[0037]
Simultaneously, TV camera 52 captures the observation image of the large-size glass substrate 6 in the head observation area P ₁ observed by the objective lens 49 of the inspection head 47 and outputs the image signal. At the same time, TV camera 53 outputs the image signal by imaging an observation image of the large-size glass substrate 6 of the head observation region P ₂ to be observed by the objective lens 49 of the microscope head 48. These image signals are sent to the control unit 54.
[0038]
The control unit 54 receives image signals output from the TV cameras 52 and 53, selects one or both of these image signals, and displays an observation image of the large glass substrate 6 on the TV. Displayed on the monitor 57. The control unit 54 inputs both of the image signals output from the TV cameras 52 and 53, divides the screen of the TV monitor 57 into _two , and the large glass substrates in the head observation areas P ₁ and P _2. 6 observation images can also be displayed.
[0039]
Further, each defect coordinate data on the large glass substrate 6 extracted by another macro inspection apparatus is read out, and the position coordinates of the defect portion are obtained based on the data of the Y scale 55 and the X scale 56, and the inspection head 47 is obtained. The movement of the inspection head moving stage 46 and the inspection head 47 is controlled so that the optical axis of the inspection head matches the defect.
[0040]
As a result, a defective portion enters the field of view of the objective lens 49 of the inspection head 47, and this defective portion is enlarged by the objective lens 49. This image is picked up by the TV camera 52 and displayed on the TV monitor 57.
[0041]
When the entire surface of the large glass substrate 6 is raster scanned, the inspection head moving stage 46 and the inspection head 47 are moved in the X and Y directions, and are similarly captured by the TV cameras 52 and 53 of both inspection heads 47 and 48. It is also possible to input the enlarged image data.
[0042]
When the micro observation is finished and an instruction is given to the control unit 54, the inspection head moving stage 46 and the inspection heads 47 and 48 return to the initial positions. Then, the inspected large glass substrate 6 is removed from the stage 41, and a new uninspected large glass substrate 6 is placed on the stage 41.
[0043]
As described above, in the above-described embodiment, the stage 41 on which the large glass substrate 6 is placed and the large glass substrate 6 placed on the stage 41 are provided across the stage 41 and the Y direction with respect to the stage 1. An inspection head moving stage 46 movably provided in the direction of movement of the inspection head moving stage 46, and is provided so as to be movable in a direction perpendicular to the moving direction of the inspection head moving stage 46 (X direction). Since the two inspection heads 47 and 48 arranged at a predetermined interval in the direction are provided, the inspection head moving stage 46 is within a space increased by the space for providing each guide rail 45 with respect to the space of the stage 41. In addition, the two inspection heads 47 and 49 can be accommodated, and the size of the apparatus main body can be made extremely compact. Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the size can be reduced to a device body depth size S slightly larger than the size D in the Y direction of the large glass substrate 6.
[0044]
Further, it reduces the width size of the apparatus body to the apparatus main body width size S ₂ slightly larger than the plus strut width of the inspection head moving stage 46 in the width size of the large-size glass substrate 6 as shown in FIG.
[0045]
In addition, the two inspection heads 47 and 48 are disposed in the head observation areas P ₁ and P ₂ that are approximately one-half of the entire surface of the large glass substrate 6 as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). Since it only needs to move, the upward movement stroke of the inspection head moving stage 46 can be shortened by half, and the measurement tact time can be shortened. In addition to this, in addition to shortening the moving distance, the balance of the inspection heads 47 and 48 with respect to the horizontal beam of the inspection head moving stage 46 is improved, so the load on the drive system can be reduced and the expensive guide rail 45, XY The scales 55 and 56 can be shortened, which is advantageous in terms of price.
[0046]
Accordingly, all the demands for shortening the measurement tact time required for substrate inspection and reducing the size of the apparatus main body for reducing the capital investment from the user can be satisfied along with the rapid growth of the production volume of the liquid crystal display.
[0047]
Further, the distance F between the objective optical axes of the two inspection heads 47 and 48 is set to be less than or equal to one half the size of the large glass substrate 6 and the inspection heads 47 and 48 are arranged back to back. The inspection heads 47 and 48 can reliably observe the entire surface of the large glass substrate 6 without projecting greatly out of the large glass substrate 6.
[0048]
The two regions of the inspection head 47, 48 each observation each head P _1, when moving in the P _2, that part at the boundaries of these heads observation area P _1, P ₂ causes the overlap one another, the head The boundary between the observation areas P ₁ and P ₂ can also be reliably inspected.
[0049]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as FIG.
[0050]
FIG. 5 is a block diagram of an optical system when a single TV camera is used. The two inspection heads 47 and 48 have the same configuration. For example, when the configuration is described by taking one inspection head 47 as an example, the incident illumination 60 is provided, and the half mirror 62 is provided via the lens 61 on the optical path of the incident illumination light output from the incident illumination 60. It has been. An objective lens 63 is provided on the reflected light path of the half mirror 62. An optical path bending mirror 64 is provided on the transmission optical path of the half mirror 62 from the objective lens 63 to the half mirror 62. The description of the configuration of the other inspection head 48 is omitted.
[0051]
An optical path selection mirror (selection means) 65 is provided between the optical path bending mirrors 64 in the inspection heads 47 and 48. The optical path selection mirror 65 is configured to reflect an image from any one of the inspection heads 47 or 48 through the imaging lens 66 to one TV camera 52 by rotating.
[0052]
The TV camera 52 can be provided on the upper surface of one of the inspection heads 47 or 48 that deviates from the horizontal beam of the inspection head moving stage 46.
[0053]
With such a configuration, in each of the inspection heads 47 and 48, the incident illumination light output from the incident illumination 60 is incident on the half mirror 62 through the lens 61 and reflected by the half mirror 62. The objective lens 63 irradiates the surface of the large glass substrate 6.
[0054]
The image from the surface of the large glass substrate 6 enters the half mirror 62 from the objective lens 63, passes through the half mirror 62, enters the optical path bending mirror 64, and is reflected here to the optical path selection mirror 65. Incident.
[0055]
The optical path selection mirror 65 reflects one of the images from the inspection heads 47 and 48 through the imaging lens 66 toward the single TV camera 52 by rotating.
[0056]
The TV camera 52 captures an image from the surface of the incident large glass substrate 6 and outputs the image signal.
[0057]
The control unit 54 inputs an image signal output from the TV camera 52, processes the image signal, and displays an observation image of the large glass substrate 6 on the TV monitor 57.
[0058]
As described above, according to another embodiment, an image from one inspection head 47 or 48 is incident on one TV camera 52 through the imaging lens 66 by the optical path selection mirror 65. And the configuration of the apparatus can be simplified.
[0059]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
[0060]
Furthermore, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent requirements. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and is described in the column of the effect of the invention. If the effect is obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
[0061]
For example, in the above-described embodiment, the case where the two inspection heads 47 and 48 are provided has been described. However, a plurality of inspection heads each including the two inspection heads 47 and 48 are moved with respect to the inspection head moving stage 46. It is also possible to provide it. For example, by providing two sets of inspection heads, the observation area of one inspection head can be reduced to a quarter of the entire surface of the large glass substrate 6, and the measurement tact time can be further reduced.
[0062]
Further, the present invention is not limited to the large glass substrate 6 of the liquid crystal display, and can be applied to defect inspection of a large glass substrate such as a flat panel display (FPD) glass substrate and a color filter.
[0063]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, each of the two inspection heads is provided so as to be movable along the horizontal beam of the portal arm, and these inspection heads are moved and controlled to be in each observation region of each inspection head. Since each objective lens of each inspection head is moved to the observation position, each inspection head can be moved to each observation position in each observation area of each inspection head, and the measurement tact time required for substrate inspection can be shortened, and A substrate inspection apparatus capable of reducing the size of the apparatus main body can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view showing an embodiment of a substrate inspection apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a side view showing an embodiment of a substrate inspection apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing movement of an inspection head in an embodiment of a substrate inspection apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an observation area on an inspection head in an embodiment of a substrate inspection apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram showing another embodiment of a substrate inspection apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional substrate inspection apparatus.
FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional substrate inspection apparatus.
[Explanation of symbols]
6: Large glass substrate 40: Stage base 41: Stage 42: Substrate pressing member 43: Transmission line illumination 44: Stage pressing member 45: Guide rail 46: Inspection head moving stages 47, 48: Inspection head 49: Objective lenses 50, 51 : Connecting lens barrels 52 and 53: TV camera 54: Control unit 55: Y scale 56: X scale 57: TV monitor 60: Incident illumination 61: Lens 62: Half mirror 63: Objective lens 64: Optical path bending mirror 65: Optical path selection mirror 66: imaging lens

Claims

A stage on which the object to be inspected is placed;
A gate-shaped arm which is movable in one direction with respect to the provided across the device under test, and the stage to be placed on the stage,
Across the horizontal beam of the gate-shaped arm is arranged in the moving direction and the same direction of the gantry arm, and is movable respectively along said horizontal beam, and two test heads, each having a respective objective lens,
A control unit that controls the movement of the portal arm and each inspection head, and moves each objective lens of each inspection head to an observation position in each observation region of each inspection head;
A substrate inspection apparatus comprising:

The two inspection heads are each mounted with the objective lens below the tip of each head body , and the optical axes of the objective lenses are arranged back to back at a predetermined interval in a direction orthogonal to the horizontal beam. The substrate inspection apparatus according to claim 1.

The two inspection heads are provided movably as a pair with a plurality of sets sandwiched between the horizontal beams ,
The control unit controls the movement of the portal arm and the inspection heads, and moves the objective lenses to observation positions in the observation regions of the inspection heads, respectively.
The substrate inspection apparatus according to claim 1 .

Said two test heads claim 1, wherein the set distance between the optical axes of the objective lens to less than one-half of the size of the inspection object in the direction perpendicular to the horizontal beam 4. The substrate inspection apparatus according to any one of items 3 to 3 .

The control unit moves the portal arm by approximately one half of the size of the object to be inspected and moves the two inspection heads along the horizontal beam to move the objective lenses to the object to be inspected. 2. The substrate inspection apparatus according to claim 1 , wherein the substrate inspection apparatus is moved within each half of the entire surface of the inspection object.