JP4256974B2

JP4256974B2 - Board inspection equipment

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Publication number: JP4256974B2
Application number: JP07671799A
Authority: JP
Inventors: 斉木下
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2019-03-19
Also published as: JP2000266638A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイで代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の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ものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＰＤに用いられるガラス基板の欠陥検査は、観察対象であるガラス基板表面に照明光を当て、その反射光の光学的変化から基板表面の傷などの欠陥部分を目視などで観察するマクロ観察と、マクロ観察で検出された欠陥部分を拡大して観察するミクロ観察を切り換えて可能にしたものがある。
【０００３】
従来、このような基板検査装置として、被検査基板を保持するホルダを所定角度まで立ち上げ可能にするとともに、このホルダの立ち上げにより被検査基板のマクロ観察を行ない、その後、ホルダを水平位置に戻して、マクロ観察で確認された欠陥の位置座標に基づいて被検査基板面上に移動自在に設けられミクロ観察系をｘｙ方向に移動させて、ミクロ観察系の対物レンズの観察軸を被検査基板面上の欠陥位置に一致させミクロ観察を可能にしたものが考えられている。
【０００４】
このような基板検査装置によれば、マクロ観察で確認された欠陥位置に対しミクロ観察系側を移動させるようになるので、これまでのミクロ観察系が固定されていて被検査基板のステージをｘｙ方向に移動させ、基板上の欠陥位置をミクロ観察系の対物レンズの観察軸に一致させていたものと比べ、被検査基板の大型化傾向にも装置の接地面積の増大という問題点を解決し、しかも、ホルダの立ち上げにより作業者の目の近くでマクロ観察ができるので、精度の高い観察も可能になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、最近、被検査基板に対するマクロ観察は、基板表面だけでなく裏面についても実施することが要求されるようになっており、このため、以下のような不都合が生じている。
【０００６】
（１）被検査基板の裏面観察を行なうには、被検査基板を搬送ロボットなどで、一旦ホルダから取外し、被検査基板を反転させて裏面を上にしてから再度ホルダ上に置き直す必要があるため、被検査基板の受け渡しに時間がかかり作業能率が著しく低下するという問題がある。
【０００７】
（２）被検査基板の裏面観察を可能にするため、ホルダを反転させる機構を設けようとすると、ホルダの下に配置されるミクロ観察系などの駆動機構（ステージ駆動方式ではステージ駆動機構）が邪魔になってホルダ反転のための空間を作り出すことが困難であり、これを実現しようとすると、装置が大型になってしまうという問題もある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、装置の大型化を招くことなく、効率よく基板の表裏面検査を可能にした基板検査装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、被検査基板を保持する被検査基板保持手段と、前記被検査基板保持手段を反転可能に支持する第１の支持手段と、前記被検査基板保持手段を水平位置から所定の角度に起傾可能に支持する第２の支持手段と、前記第２の支持手段により水平位置に戻された前記被検査基板保持手段の両側に対して平行に設けられた一対の観察ユニット支持部用ガイドレールと、前記観察ユニット支持部用ガイドレールに移動可能に設けられ、前記被検査基板保持手段を跨ぐように門型に形成された観察ユニット支持部と、前記観察ユニット支持部に対して水平方向に移動可能に設けられた観察ユニットと、前記第２の支持手段により前記被検査基板を保持した前記被検査基板保持手段を所定の角度に立ち上げた状態で前記被検査基板の上方から照明光を照射するマクロ照明手段と、前記被検査基板保持手段の側縁のＹ方向とＸ方向に沿って前記被検査基板保持手段上に一体に設けられたＸ方向とＹ方向との位置検出部用ガイドスケールと、前記Ｘ方向とＹ方向との位置検出部用ガイドスケールのそれぞれに移動可能に設けられ、これらガイドスケールに対してそれぞれ直交する方向へレーザ光を出射する一対の位置検出部と、前記一対の位置検出部を前記位置検出部用ガイドスケールに沿って移動させて前記被検査基板上の欠陥部に各レーザ光を一致させたときの前記各ガイドスケールの値から前記欠陥部の位置座標を求め、前記第２の支持手段により前記被検査基板保持手段を水平位置に戻した状態で前記欠陥部の位置座標に基づいて前記観察ユニット支持部と前記観察ユニットを移動制御する制御部とにより構成している。
【００１２】
この結果、本発明によれば、第１の支持手段により第１の支持手段を介して被検査基板保持手段を所定の角度まで立ち上げることで、被検査基板表面のマクロ観察およびミクロ観察を行なうことができ、その後、再び第２の支持手段により被検査基板保持手段を、ほぼ垂直状態まで立ち上げるとともに、第１の支持手段により被検査基板保持手段を回転させて被検査基板を反転させることで、被検査基板裏面についてもマクロ観察およびミクロ観察も行なうことができる
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１および図２は、本発明が適用される基板検査装置の概略構成を示している。図において、１は装置本体で、この装置本体１上には、被検査基板保持手段としてホルダ２を設けている。
【００１５】
ホルダ２は、図３に示すように下端縁部の中央に支持軸２ａを有し、この支持軸２ａを第１の支持部１５により回転自在に支持している。第１の支持部１５は、後述する第２の支持部１６の支持軸１６ａの回転中心に直交する方向に沿った軸を中心にホルダ２を回転させるようにしたもので、ホルダ２の支持軸２ａにプーリ１５ａを設け、このプーリ１５ａにベルト１５ｂを介して駆動モータ１５ｃのプーリ１５ｄを接続し、駆動モータ１５ｃの駆動力をベルト１５ｂを介して支持軸２ａに伝達し、ホルダ２を回転させるようにしている。
【００１６】
第１の支持部１５は、第２の支持部１６により装置本体１に回転自在に支持されている。この第２の支持部１６は、装置本体１上に平行に支持された支持軸１６ａにより第１の支持部１５を回動自在に支持したもので、支持軸１６ａにプーリ１６ｂを設け、このプーリ１６ｂにベルト１６ｃを介して駆動モータ１６ｄのプーリ１６ｅを接続し、駆動モータ１６ｄの駆動力をベルト１６ｃを介して支持軸１６ａに伝達し、図２に示すようにホルダ２を、ほぼ垂直位置まで立ち上げ可能にしている。
【００１７】
ホルダ２は、ＦＰＤに用いられるガラス基板のような大型の被検査基板３を載置保持するもので、周縁部に沿って被検査基板３を吸着保持するための複数の基板押さえ部材と被検査基板３の位置を規制する位置決め部材を配置し、これら位置決め部材と基板押さえ部材によりホルダ２上の被検査基板３を位置決めするとともに、脱落しないように吸着保持可能にしている。
【００１８】
ここで、ホルダ２は、図４に示すように被検査基板３側縁の図示Ｙ軸方向およびＸ軸方向に沿って欠陥部の位置座標を検出するガイドスケール１９、２０を配置している。そして、ガイドスケール１９にＹ軸方向の位置検出部２１を、ガイドスケール２０にＸ軸方向の位置検出部２２を、それぞれのガイドスケール１９、２０に沿って移動可能に設けている。
【００１９】
位置検出部２１は、図５に示すようにレーザ光源２１１およびシリンドリカルレンズ２１２からなっており、Ｘ軸方向に沿って被検査基板３面に垂直な面状のレーザ光２１３を出力するようになっている。位置検出部２２についても位置検出部２１と同様で、ここでは、Ｙ軸方向に沿って被検査基板３面に垂直な面状のレーザ光２２３を出力するようになっている。そして、被検査基板３面上の欠陥部に対し、ガイドスケール１９に沿って位置検出部２１を移動してレーザ光２１３を欠陥部に一致させ、同様にガイドスケール２０に沿って位置検出部２２を移動してレーザ光２２３を欠陥部に一致させることで、この時のガイドスケール１９、２０の値を読取ることにより欠陥部の位置座標（Ｘ、Ｙ）を検出し、この検出結果を後述する制御部１１に出力するようにしている。
【００２０】
このような位置検出部２１、２２は、手動でガイドスケール１９、２０に移動させてもよいが、被検査基板３の大型化を考慮すると、ガイド付きボールネジやリニアモータを用いて位置検出部２１、２２を電動で駆動させ、検査者の手元で操作できるようにすることが望ましい。
【００２１】
図１に戻って、装置本体１上には、ホルダ２の両側縁に沿って一対のガイドレール４、４を平行に配置している。このガイドレール４、４上には、このホルダ２を跨ぐように門型の観察ユニット支持部５を配置し、この観察ユニット支持部５をガイドレール４に沿って被検査基板３面上の図示Ｙ軸方向に移動可能に設けている。
【００２２】
観察ユニット支持部５には、観察ユニット６を観察ユニット支持部５の移動方向（Ｙ軸方向）と直交する図示Ｘ軸方向に移動可能に支持している。
【００２３】
また、観察ユニット支持部５には、観察ユニット６の移動ラインに対向するように透過ライン照明７を一体に設けている。この透過ライン照明７は、ホルダ２下方を通過する観察ユニット支持部５の底板に図示Ｘ軸方向に沿って配置され、被検査基板３の下方より直線状の照明を行うもので、観察ユニット支持部５とともに、図示Ｙ軸方向に移動可能になっている。
【００２４】
ここで、透過ライン照明７は、例えば、図６に示すように光源部７１と中実のガラスロッド７２を有するもので、光源部７１よりガラスロッド７２の端部に入射した光をガラスロッド７２中を全反射伝送するとともに、ガラスロッド７２の背部に沿って塗布加工された白色縞７３により拡散させ、ガラスロッド７２のレンズ作用によりライン状の光を射出するようにしたものである。この透過ライン照明は、上記のものに限られるものでなく、蛍光灯などによるライン照明であればよい。
【００２５】
観察ユニット６は、ミクロ観察用の指標用照明８を設けたミクロ観察ユニット９とマクロ観察用の部分マクロ照明１０を有している。指標用照明８は、光学的に集光されたスポット光を被検査基板３表面に投光するものである。このスポット光による被検査基板３表面の反射光は、部分マクロ照明１０による反射光より明るくなっており、部分マクロ照明１０によるマクロ観察中でも目視観察できるようになっている。また、ミクロ観察ユニット９は、対物レンズ９１と接眼レンズ９２および図示しない落射照明を有する顕微鏡機能を備え、対物レンズ９１を介して被検査基板３表面の像を接眼レンズ９２により観察できるようになっている。また、ミクロ観察ユニット９には、三眼鏡筒を介してＴＶカメラ９３が取り付けている。目視によるミクロ観察が不要な場合には、直筒を介してＴＶカメラ９３のみを取り付けることもできる。このＴＶカメラ９３は、対物レンズ９１より得られる被検査基板３表面の観察像を撮像してＴＶモニタ１２に表示するようにしている。
【００２６】
部分マクロ照明１０は、マクロ観察に用いられるもので、ホルダ２上の被検査基板３表面の一部分をマクロ照明光１０１で照射するようにしている。また、この部分マクロ照明１０は、被検査基板３表面に対する照明角度を、マクロ観察に最適な角度に調整できるようになっている。
【００２７】
また、装置本体１の上方には、図８に示すように被検査基板３の全面を照射する全面マクロ照明３０が配置されている。この全面マクロ照明３０は、点光源としてのメタルハライドランプ３１と、このメタルハライドランプ３１に対向して配置した反射ミラー３２と、反射ミラー３２の下方にフレネルレンズ３３を配置してなるものである。
【００２８】
反射ミラー３２は、４５°傾けて設けられるもので、メタルハライドランプ３１からの光を反射し、フレネルレンズ３３に与えるようにしている。フレネルレンズ３３は、メタルハライドランプ３１からの光を図示のように収束光にしてホルダ２上の被検査基板３全面を照射するようにしている。
【００２９】
なお、装置本体１には、観察ユニット支持部５のＹ軸方向の位置座標を検出するＹスケールを設け、観察ユニット支持部５には、観察ユニット６のＸ方向の位置座標を検出するＸスケールを設けている。
【００３０】
また、制御部１１は、ガイドスケール１９、２０による欠陥部の位置座標（Ｘ、Ｙ）、ＹスケールおよびＸスケールによる位置座標に対する管理を始めとして、観察ユニット支持部５および観察ユニット６の移動制御などを行うもので、さらに、指標用照明８の光軸と対物レンズ９１の光軸との間隔Ｘ0 を予め記憶している。そして、ガイドスケール１９、２０から与えられた欠陥部の位置座標（Ｘ、Ｙ）に対して、この位置座標（Ｘ、Ｙ）にミクロ観察ユニット９の対物レンズ９１の観察軸が合致するように、観察ユニット支持部５および観察ユニット６を移動制御し、また、指標用照明８のスポット中心を被検査基板３上の欠陥部に位置させた状態で所定の指示を与えた場合は、ＹスケールおよびＸスケールのデータから欠陥部の位置座標を求め、この求めた位置座標と指標用照明８の光軸と対物レンズ９１の光軸との間隔データに基づいて、被検査基板３上で指定された欠陥部にミクロ観察ユニット９の対物レンズ９１の観察軸が合致するように観察ユニット支持部５および観察ユニット６を移動制御するようになっている。
【００３１】
次に、以上のように構成した実施の形態の動作を説明する。
【００３２】
まず、被検査基板表面のマクロ観察を行う場合、観察ユニット支持部５を図１に示す初期位置に後退させた後、水平にしたホルダ２上に被検査基板３を供給し、この状態で、位置決め部材により被検査基板３を位置決めするとともに、基板押え部材により脱落しないように吸着保持しマクロ観察による欠陥検査を開始する。
【００３３】
次に、マクロ照明を用いて被検査基板３の前面を一括してマクロ観察する場合について説明する。
【００３４】
このマクロ観察の場合、第２の支持部１６の駆動モータ１６ｄを起動してベルト１６ｃを介してプーリ１６ｂにより支持軸１６ａを回転させ、この支持軸１６ａを中心に第１の支持部１５を介してホルダ２を所定の角度、好ましくは３０〜４５°まで立ち上げて傾斜させるか、もしくは揺動させる。この状態で、メタルハライドランプ３１からの光をフレネルレンズ３３を通して、収束光としてホルダ２上の被検査基板３表面全体に照射させる。
【００３５】
このマクロ照明下で、検査者は、ホルダ２上の被検査基板３を注視し、目視により被検査基板３上の傷や汚れなどの欠陥検査を行う。そして、このようなマクロ観察において、例えば、図７に示すように被検査基板３上で欠陥部Ａを認識すると、この時の欠陥部Ａに対し、まず、ガイドスケール１９に沿って位置検出部２１を移動してレーザ光２１３を欠陥部に一致させ、続けてガイドスケール２０に沿って位置検出部２２を移動してレーザ光２２３を欠陥部に一致させる。そして、この時のガイドスケール１９、２０の値を読取ることで欠陥部Ａの位置座標（Ｘ、Ｙ）が検出され、この検出結果が制御部１１に取り込まれ図示しないメモリに記憶される。以下、同様にして被検査基板３上で検査者が欠陥部Ａを認識する度に同じ動作を繰り返すことで、各欠陥部のそれぞれの位置座標（Ｘ、Ｙ）が制御部１１に取り込まれ記憶される。
【００３６】
そして、被検査基板３表面についてマクロ観察を終了すると、駆動モータ１６ｄを起動してベルト１６ｃを介してプーリ１６ｂにより支持軸１６ａを上述したと反対方向に回転させ、ホルダ２を最初の水平位置に戻す。
【００３７】
その後、マクロ観察により検出した各欠陥部について、ミクロ観察ユニット９によりミクロ観察を行うには、制御部１１より図示しないメモリに記憶された各欠陥部の位置座標（Ｘ、Ｙ）が読み出され、続けて、この位置座標（Ｘ、Ｙ）にミクロ観察ユニット９の対物レンズ９１の観察軸が合致するように、観察ユニット支持部５および観察ユニット６が移動制御される。
【００３８】
これにより、検査者は、ミクロ観察ユニット９の接眼レンズ９２を覗くことで、対物レンズ９１を介して得られる被検査基板３上の欠陥部を顕微鏡観察でき、また、ＴＶカメラ９３により、対物レンズ９１より得られる被検査基板３表面の欠陥部が撮像され、ＴＶモニタ１２に表示されミクロ観察が行われる。
【００３９】
また、被検査基板３裏面に対するミクロ観察を行なう場合には、第２の支持部１６の駆動モータ１６ｄを起動してベルト１６ｃを介してプーリ１６ｂにより支持軸１６ａを回転させ、ホルダ２を図２に示すようにほぼ垂直状態まで立ち上げる。そして、この状態から、第１の支持部１５の駆動モータ１５ｃを起動し、支持軸２ａを介してホルダ２を回転させて被検査基板３を反転し、被検査基板３裏面を前方に向ける。さらに第２の支持部１６の駆動モータ１６ｄを起動してホルダ２を所定の角度まで下げて傾斜させる。これにより、被検査基板３裏面についても、上述したと同様にマクロ観察およびミクロ観察を行なうことができる。
【００４０】
被検査基板３の裏面の欠陥検査が終了したならば、駆動モータ１５ｃと１６ｄを駆動し、被検査基板３の表面が上方を向くようにホルダ２を反転させた後に水平状態に戻す。
【００４１】
このようにして被検査基板３の表面もしくは裏面の欠陥検査が終了したならば、観察者は、再び制御部１１に所定の指示を与え、観察ユニット支持部５を初期状態に復帰させ、ホルダ２から検査済み被検査基板３を取り除き、新たな被検査基板３に交換するようになる。
【００４２】
次に、部分マクロ照明１０を用いてマクロ観察を行い、続けて、ミクロ観察ユニット９によるミクロ観察を行うような場合を説明する。
【００４３】
この場合も、上述したようにホルダ２上に被検査基板３を位置決めして吸着保持した水平状態で、観察ユニット６の部分マクロ照明１０を点灯し、ホルダ２上の被検査基板３表面に部分的なマクロ照明光１０１を照射する。
【００４４】
そして、図４に示すように観察ユニット６を観察ユニット支持部５に沿ってＸ軸方向に直線移動させ、さらに観察ユニット支持部５をガイドレール４に沿ってＹ軸方向に直線移動させて、マクロ照明光１０１によりホルダ２の被検査基板３上をラスタスキャンしながら、被検査基板３全面について検査者の目視による傷や汚れなどの欠陥検査を行う。この場合、被検査基板３上のマクロ照明光１０１は、最適なマクロ観察を行うことができるように入射角度を自由に調整できるようになっている。
【００４５】
こうした部分マクロ照明１０を用いた部分マクロ観察において、検査者が被検査基板３上のマクロ照明光１０１中で欠陥部を認識したような場合、検査者は、観察ユニット６を、Ｘ、Ｙ軸方向に移動させ、被検査基板３上の欠陥部に指標用照明８のスポット光を位置させる。
【００４６】
そして、検査者より制御部１１に所定の指示を与えると、透過ライン照明７が点灯し、ホルダ２の下方からＸ軸方向にライン状の透過照明が照射される。そして、制御部１１で、ミクロ観察ユニット１９の移動量を位置座標データに変換するＹスケールおよびＸスケールのデータに基づいて被検査基板３上の欠陥部の位置座標が求められ、続けて、この位置座標データと予め記憶している指標用照明８の光軸と対物レンズ９１の光軸との間隔データを用いて観察ユニット支持部５および観察ユニット６を移動制御し、指定した被検査基板３上の欠陥部に対物レンズ９１の光軸を合致させる。
【００４７】
これにより、対物レンズ９１の視野中心に指定した欠陥部が持ち込まれ、対物レンズ９１を介して欠陥部のミクロ観察ができ、同時に、ＴＶカメラ９３で、対物レンズ９１より得られる被検査基板３表面の欠陥部を撮像し、ＴＶモニタ１２上でミクロ観察ができる。この場合、欠陥や被検査基板の種類に応じて落射照明や透過照明に切換えてミクロ観察を行うことができる。
【００４８】
その後、再び、検査者によりマクロ観察を指示すると、被検査基板３上の欠陥部は、マクロ照明光１０１の照射範囲の基の位置に戻され、続けて部分マクロ観察による欠陥確認が行われる。そして、続けて、他の欠陥部観察する場合には、上述した操作を繰り返すことになる。
【００４９】
このような部分マクロ照明１０を用いた部分マクロ観察についても、被検査基板３の表面の観察が終了した時点で、ホルダ２を、ほぼ垂直状態まで立ち上げ、次いで、第１の支持部１５の駆動モータ１５ｃを起動し、ホルダ２を回転させて被検査基板３を反転し、被検査基板３裏面を前方に向けるとともに、第２の支持部１６の駆動モータ１６ｄによりホルダ２を水平状態に戻すことにより、被検査基板３裏面についても、上述したと同様に部分マクロ観察およびミクロ観察を行なうことができる。
【００５０】
なお、上述では、部分マクロ照明１０によりホルダ２の被検査基板３上を部分照明しながら、マクロ観察を行い、被検査基板３上に欠陥を認識すると、ミクロ観察に移行するような場合を述べたが、部分マクロ照明１０によるマクロ観察のみを行う場合は、観察ユニット支持部５を初期位置に後退させ、ホルダ２上に被検査基板３を載置保持した状態から、部分マクロ照明１０を点灯して、ホルダ２上の被検査基板３表面に部分的なマクロ照明光１０１を照射する。そして、この状態から、観察ユニット６を観察ユニット支持部５に沿ってＸ軸方向に直線移動させ、さらに観察ユニット支持部５をガイドレール４に沿ってＹ軸方向に直線移動させながら、マクロ照明光１０１によりホルダ２の被検査基板３上をラスタスキャカすることで、被検査基板３全面について検査者の目視による欠陥検査が行われるようになる。この場合、マクロ照明光１０１中における各欠陥部に指標用照明８のスポット光を合わせ各欠陥部の位置座標を制御部１１のメモリに記憶することができる。
【００５１】
また、制御部１１に記憶された欠陥部の位置座標データに基づいて、ミクロ観察ユニット９によるミクロ観察を一括して行う場合は、観察ユニット支持部５を初期位置に後退させ、ホルダ２上に被検査基板３を載置保持した状態から、透過ライン照明７が点灯し、ホルダ２の下方からＸ軸方向にライン状の透過照明を照射させる。そして、この状態からミクロ観察ユニット９の対物レンズ９１を透過ライン照明７に沿ってＸ軸方向に直線移動させ、さらに観察ユニット支持部５をガイドレール４に沿ってＹ軸方向に直線移動させることで、制御部１１により読出された被検査基板３上の各欠陥位置に対物レンズ９１が持ち込まれ顕微鏡によるミクロ観察ができると、同時に、ＴＶカメラ９３により、被検査基板３表面が撮像され、ＴＶモニタ１２に表示される。この場合も、被検査基板や欠陥の種類に応じて透過照明に代えて落射照明に切換えることができる。
【００５２】
従って、このようにすれば、第２の支持部１６の駆動モータ１６ｄを起動して支持軸１６ａを回転させ、この支持軸１６ａを中心に第１の支持部１５を介してホルダ２を所定の角度まで立ち上げて傾斜させることで、被検査基板３表面について、マクロ観察およびミクロ観察を行なうことができ、また、第２の支持部１６の駆動モータ１６ｄを起動して支持軸１６ａを回転させ、この支持軸１６ａを中心にホルダ２をほぼ垂直状態まで立ち上げるとともに、第１の支持部１５の駆動モータ１５ｃを起動し、支持軸２ａを介してホルダ２を回転させて被検査基板３の表面から裏面に反転させることで、被検査基板３裏面についてもマクロ観察およびミクロ観察も行なうことができるので、従来の被検査基板の裏面観察を行なうのに、被検査基板を搬送ロボットなどで、一旦ホルダから取外し、被検査基板を反転させて裏面を上にしてから再度ホルダ上に置き直す必要があるものと比べ、被検査基板３の表裏面の検査を短時間で効率よく行なうことができ、作業能率の向上を図ることができる。
【００５３】
また、ミクロ観察系のミクロ観察ユニット９が移動するスペースを利用して被検査基板３を反転させることができるので、ホルダ２の下側に基板反転のためのスペースを確保する必要がなくなり、装置の大型化を回避できる。
【００５４】
さらに、ホルダ２をほぼ垂直状態まで立ち上げた状態からホルダ２を反転させることで、回動による被検査基板３に加わる負荷が軽減され、反転時において自重により吸着効果が低下してホルダ２から離脱する問題を解消できる。
【００５５】
（第２の実施の形態）
図９は、本発明の第２の実施の形態の概略構成を示すもので、図１と同一部分には、同符号を付している。
【００５６】
この場合、ホルダ２は、両側縁部の中央に、それぞれ支持軸２ｂを有し、これら支持軸２ｂを、第１の支持部を構成する一対の腕部８１ａの一方端部に回転自在に支持し、ホルダ２を反転可能にしている。これら腕部８１ａの他方端部を、後述する第２の支持部の中空支持軸８２ａの両端部に固定し、支持軸８２ａの回転とともに、この支持軸８２ａの回転中心に平行する軸を中心に回転するようになっている。
【００５７】
第１の支持部は、図１０に示すようにホルダ２の支持軸２ｂにプーリ８１ｂを設け、このプーリ８１ｂに腕部８１ａの中空部に配置されるベルト８１ｃを介して支持軸８２ａの中空部に位置される回転軸８１ｄの一方端部のプーリ８１ｅを接続し、さらに回転軸８１ｄの他方端部にプーリ８１ｆを設け、このプーリ８１ｆにベルト８１ｇを介して駆動モータ８１ｈの駆動力を伝達することで、ホルダ２を回転させるようにしている。
【００５８】
第２の支持部は、装置本体１上に平行に支持された中空支持軸８２ａの両端部に第１の支持部の腕部８１を固定しており、さらに支持軸８２ａにプーリ８２ｂを設け、このプーリ８２ｂにベルト８２ｃを介して駆動モータ８２ｄの回転軸８２ｅを接続し、駆動モータ８２ｄの駆動力をプーリ８２ｃを介して支持軸８２ａに伝達することで、腕部８１ａを図示のように立ち上げることができるようになっている。
【００５９】
このような構成においても、マクロ照明を用いて被検査基板３の前面を一括してマクロ観察する場合は、第２の支持部の駆動モータ８２ｄを起動してベルト８２ｃを介してプーリ８２ｂにより支持軸８２ａを回転させることで、腕部８１ａが回転して、ホルダ２が所定の角度まで立ち上げられる。
【００６０】
次いで、第１の支持部の駆動モータ８１ｈを駆動し回転軸８１ｄ、ベルト８１ｃを介してホルダ２の支持軸２ｂを回転させることで、ホルダ２を所定の角度に傾斜もしくは揺動させたり、または裏面側に反転させることができる。そして、この状態から、第１の実施の形態で述べたと同様にして、メタルハライドランプ３１を点灯させ、収束光としてホルダ２上の被検査基板３表面全体に照射させることで、検査者がホルダ２上の被検査基板３を注視し、目視により被検査基板３上の傷や汚れなどの欠陥検査を行うことができる。
【００６１】
従って、このようにしても第２の支持部の中空支持軸８２ａを中心に腕部８１ａを介してホルダ２を立ち上げるとともに、第１の支持部の駆動モータ８１ｈを起動してホルダ２の支持軸２ｂを回転させ、ホルダ２を所定の角度に傾斜させることで、被検査基板３表面について、マクロ観察およびミクロ観察を行なうことができ、また、第１の支持部の駆動モータ８１ｈを起動してホルダ２の支持軸２ｂを回転させてホルダ２を反転し、被検査基板３裏面を前方に向けるとともに、ホルダ２を所定の角度に傾斜させることで、被検査基板３裏面についてもマクロ観察およびミクロ観察も行なうことができるようになり、上述した第１の実施の形態と同様の効果を期待できる。
【００６２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、被検査基板の表裏面の検査を短時間で効率よく行なうことができ、作業能率の向上を図ることができる。また、被検査基板保持手段の下側に基板反転のためのスペースなどを確保する必要がなくなり、装置の大型化を回避できる。さらに、被検査基板の左右の揺動が可能になるので、この時の揺動位置により被検査基板を最適な姿勢に保ちながらマクロ観察ができ、検査精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の概略構成を示す図。
【図２】第１の実施の形態のホルダを立ち上げた状態の概略構成を示す側面図。
【図３】第１の実施の形態のホルダを支持する第１および第２の支持部の概略構成を示す図。
【図４】第１の実施の形態に用いられる欠陥の位置座標検出部の概略構成を示す図。
【図５】第１の実施の形態に用いられる欠陥の位置座標検出部の光源の概略構成を示す図。
【図６】第１の実施の形態に用いられる透過ライン照明の概略構成を示す図。
【図７】第１の実施の形態に用いられる位置座標検出部での座標検出例を示す図。
【図８】第１の実施の形態に用いられる全面マクロ照明の概略構成を示す図。
【図９】本発明の第２の実施の形態の概略構成を示す図。
【図１０】第２の実施の形態のホルダを支持する支持部の概略構成を示す図。
【符号の説明】
１…装置本体
２…ホルダ
２０１…基板押え部材
２ａ…支持軸
２ｂ…支持軸
３…被検査基板
４…ガイドレール
５…観察ユニット支持部
６…観察ユニット
７…透過ライン照明
８…指標用照明
９…ミクロ観察ユニット
１０…部分マクロ照明
１０１…マクロ照明光
１１…制御部
１２…ＴＶモニタ
１５…第１の支持部
１５ａ…プーリ
１５ｂ…ベルト
１５ｃ…駆動モータ
１５ｄ…プーリ
１６…第２の支持部
１６ａ…支持軸
１６ｂ…プーリ
１６ｃ…ベルト
１６ｄ…駆動モータ
１６ｅ…回転軸
１９…ガイドスケール
２０…ガイドスケール
２１．２２…位置検出部
２１１…レーザ光源
２１２…シリンドリカルレンズ
２１３…レーザ光
２２３…レーザ光
３０…全面マクロ照明
３１…メタルハライドランプ
３２…反射ミラー
３３…フレネルレンズ
７１…光源部
７２…ガラスロッド
７３…白色縞
８１ａ…腕部
８１ｂ…プーリ
８１ｃ…ベルト
８１ｄ…回転軸
８１ｅ…プーリ
８１ｆ…プーリ
８１ｇ…ベルト
８１ｈ…駆動モータ
８２ａ…支持軸
８２ｂ…プーリ
８２ｃ…ベルト
８２ｄ…駆動モータ
８２ｅ…プーリ
９１…対物レンズ
９２…接眼レンズ
９３…ＴＶカメラ[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) represented by a liquid crystal display.
[0002]
[Prior art]
The defect inspection of the glass substrate used in the FPD is a macro observation in which illumination light is applied to the surface of the glass substrate to be observed, and a defect portion such as a scratch on the substrate surface is visually observed from an optical change of the reflected light; There is a switch that enables micro observation in which a defect portion detected by macro observation is enlarged and observed.
[0003]
Conventionally, as such a substrate inspection apparatus, a holder for holding a substrate to be inspected can be raised to a predetermined angle, and macro observation of the substrate to be inspected is performed by raising the holder, and then the holder is placed in a horizontal position. The micro observation system is moved in the xy direction based on the position coordinates of the defect confirmed by the macro observation, and the micro observation system is moved in the xy direction so that the observation axis of the objective lens of the micro observation system is inspected. It is considered that the micro-observation can be performed by matching the defect position on the substrate surface.
[0004]
According to such a substrate inspection apparatus, since the micro observation system side is moved with respect to the defect position confirmed by the macro observation, the conventional micro observation system is fixed and the stage of the substrate to be inspected is set to xy. Compared with the case where the defect position on the substrate is aligned with the observation axis of the objective lens of the micro observation system, the problem of the increase in the ground contact area of the device is solved even in the trend toward larger substrates to be inspected. Moreover, since the macro observation can be performed near the operator's eyes by raising the holder, high-precision observation is also possible.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, recently, it has been required to perform macro observation on a substrate to be inspected not only on the front surface of the substrate but also on the back surface, which causes the following inconveniences.
[0006]
(1) In order to observe the back surface of the substrate to be inspected, it is necessary to remove the substrate to be inspected from the holder with a transfer robot or the like, turn the substrate to be inspected, turn the back surface up, and place it again on the holder. Therefore, there is a problem that it takes time to deliver the substrate to be inspected and the work efficiency is remarkably lowered.
[0007]
(2) If a mechanism for reversing the holder is provided to enable backside observation of the substrate to be inspected, a drive mechanism (stage drive mechanism in the stage drive system) such as a micro observation system disposed under the holder It is difficult to create a space for reversing the holder because it gets in the way, and there is also a problem that the apparatus becomes large when trying to realize this.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a substrate inspection apparatus that can efficiently inspect the front and back surfaces of a substrate without increasing the size of the apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 holds the substrate to be inspected. Inspected Substrate holding means, and Board to be inspected First support means for reversibly supporting the holding means; Board to be inspected A second supporting means for supporting the holding means so that the holding means can tilt at a predetermined angle from a horizontal position; and the second supporting means. A pair of observation unit support guide rails provided in parallel to both sides of the inspected substrate holding means returned to the horizontal position, and movably provided on the observation unit support guide rails, The observation unit support portion formed in a gate shape so as to straddle the inspection substrate holding means, the observation unit provided to be movable in a horizontal direction with respect to the observation unit support portion, and the second support means Macro illumination means for irradiating illumination light from above the inspected substrate in a state where the inspected substrate holding means for holding the inspection substrate is raised at a predetermined angle, and the Y direction of the side edge of the inspected substrate holding means The X-direction and Y-direction position detection unit guide scales integrally provided on the inspected substrate holding means along the X-direction, and the X-direction and Y-direction position detection unit guide scales. A pair of position detectors that are provided so as to be movable and emit laser light in directions perpendicular to the guide scales, and the pair of position detectors are moved along the guide scales for the position detectors. Then, the position coordinates of the defective portion are obtained from the values of the respective guide scales when the respective laser beams are made to coincide with the defective portions on the inspected substrate, and the inspected substrate holding means is leveled by the second support means. A control unit that controls the movement of the observation unit support unit and the observation unit based on the position coordinates of the defect unit in a state of being returned to the position; It is constituted by.
[0012]
As a result, according to the present invention, macro observation and micro observation of the surface of the inspected substrate are performed by raising the inspected substrate holding means to the predetermined angle by the first supporting means via the first supporting means. After that, the substrate holding means to be inspected is again raised to a substantially vertical state by the second supporting means, and the substrate to be inspected is rotated by the first supporting means to reverse the substrate to be inspected. In addition, macro and micro observations can be performed on the back of the substrate to be inspected.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
(First embodiment)
1 and 2 show a schematic configuration of a substrate inspection apparatus to which the present invention is applied. In the figure, reference numeral 1 denotes an apparatus main body, and a holder 2 is provided on the apparatus main body 1 as a substrate to be inspected.
[0015]
As shown in FIG. 3, the holder 2 has a support shaft 2 a in the center of the lower end edge portion, and the support shaft 2 a is rotatably supported by the first support portion 15. The first support portion 15 is configured to rotate the holder 2 around an axis along a direction orthogonal to the rotation center of the support shaft 16a of the second support portion 16 described later. 2a is provided with a pulley 15a, and a pulley 15d of a drive motor 15c is connected to the pulley 15a via a belt 15b, and the driving force of the drive motor 15c is transmitted to the support shaft 2a via the belt 15b to rotate the holder 2. I am doing so.
[0016]
The first support portion 15 is rotatably supported by the apparatus main body 1 by the second support portion 16. The second support portion 16 is a support shaft 16a that is supported in parallel on the apparatus main body 1 and rotatably supports the first support portion 15. A pulley 16b is provided on the support shaft 16a. The pulley 16e of the drive motor 16d is connected to 16b via a belt 16c, and the driving force of the drive motor 16d is transmitted to the support shaft 16a via the belt 16c, so that the holder 2 is moved to a substantially vertical position as shown in FIG. It is possible to start up.
[0017]
The holder 2 is used to place and hold a large inspected substrate 3 such as a glass substrate used in an FPD, and a plurality of substrate pressing members and inspected to adsorb and hold the inspected substrate 3 along the peripheral edge. A positioning member for restricting the position of the substrate 3 is arranged, and the substrate to be inspected 3 on the holder 2 is positioned by the positioning member and the substrate pressing member, and can be sucked and held so as not to drop off.
[0018]
Here, as shown in FIG. 4, the holder 2 is provided with guide scales 19 and 20 that detect the position coordinates of the defective part along the Y-axis direction and the X-axis direction of the side edge of the substrate 3 to be inspected. A position detector 21 in the Y-axis direction is provided on the guide scale 19, and a position detector 22 in the X-axis direction is provided on the guide scale 20 so as to be movable along the guide scales 19 and 20.
[0019]
As shown in FIG. 5, the position detector 21 includes a laser light source 211 and a cylindrical lens 212, and outputs a planar laser beam 213 perpendicular to the surface of the substrate 3 to be inspected along the X-axis direction. ing. The position detection unit 22 is similar to the position detection unit 21, and here, a planar laser beam 223 perpendicular to the surface of the inspected substrate 3 is output along the Y-axis direction. Then, the position detector 21 is moved along the guide scale 19 with respect to the defective portion on the surface of the substrate 3 to be inspected so that the laser beam 213 coincides with the defective portion. Similarly, the position detector 22 along the guide scale 20. The position coordinates (X, Y) of the defective portion are detected by reading the values of the guide scales 19 and 20 at this time by moving the laser beam 223 to coincide with the defective portion, and the detection result will be described later. The data is output to the control unit 11.
[0020]
Such position detectors 21 and 22 may be manually moved to the guide scales 19 and 20, but considering the increase in the size of the substrate 3 to be inspected, the position detector 21 may be a ball screw with a guide or a linear motor. , 22 is preferably driven electrically so that it can be operated by the examiner.
[0021]
Returning to FIG. 1, a pair of guide rails 4, 4 are arranged in parallel along the side edges of the holder 2 on the apparatus main body 1. On the guide rails 4 and 4, a gate-shaped observation unit support portion 5 is disposed so as to straddle the holder 2, and the observation unit support portion 5 is illustrated along the guide rail 4 on the surface of the inspected substrate 3. It is provided so as to be movable in the Y-axis direction.
[0022]
The observation unit support 5 supports the observation unit 6 so as to be movable in the illustrated X-axis direction orthogonal to the movement direction (Y-axis direction) of the observation unit support 5.
[0023]
The observation unit support 5 is integrally provided with a transmission line illumination 7 so as to face the movement line of the observation unit 6. This transmission line illumination 7 is arranged along the X-axis direction in the figure on the bottom plate of the observation unit support 5 that passes below the holder 2 and performs linear illumination from below the substrate 3 to be inspected. Along with the part 5, it is movable in the Y-axis direction in the figure.
[0024]
Here, the transmission line illumination 7 includes, for example, a light source unit 71 and a solid glass rod 72 as shown in FIG. 6, and the light incident on the end of the glass rod 72 from the light source unit 71 is transmitted to the glass rod 72. The inside of the glass rod 72 is totally reflected and transmitted, and is diffused by a white stripe 73 applied and processed along the back portion of the glass rod 72, so that line-like light is emitted by the lens action of the glass rod 72. The transmission line illumination is not limited to the above, and may be line illumination using a fluorescent lamp or the like.
[0025]
The observation unit 6 includes a micro observation unit 9 provided with indicator illumination 8 for micro observation and a partial macro illumination 10 for macro observation. The indicator illumination 8 projects the optically condensed spot light onto the surface of the substrate 3 to be inspected. The reflected light on the surface of the substrate 3 to be inspected by the spot light is brighter than the reflected light by the partial macro illumination 10 and can be visually observed even during the macro observation by the partial macro illumination 10. The micro observation unit 9 has a microscope function having an objective lens 91, an eyepiece lens 92, and epi-illumination (not shown), and can observe an image of the surface of the substrate 3 to be inspected by the eyepiece lens 92 through the objective lens 91. ing. A TV camera 93 is attached to the micro observation unit 9 via a trinocular tube. If visual micro observation is not required, only the TV camera 93 can be attached via a straight tube. The TV camera 93 captures an observation image of the surface of the inspected substrate 3 obtained from the objective lens 91 and displays it on the TV monitor 12.
[0026]
The partial macro illumination 10 is used for macro observation, and a part of the surface of the substrate 3 to be inspected on the holder 2 is irradiated with the macro illumination light 101. Further, the partial macro illumination 10 can adjust the illumination angle with respect to the surface of the substrate 3 to be inspected to an optimum angle for macro observation.
[0027]
Further, a full-surface macro illumination 30 for irradiating the entire surface of the substrate 3 to be inspected is arranged above the apparatus main body 1 as shown in FIG. This full surface macro illumination 30 is formed by arranging a metal halide lamp 31 as a point light source, a reflection mirror 32 arranged to face the metal halide lamp 31, and a Fresnel lens 33 below the reflection mirror 32.
[0028]
The reflection mirror 32 is provided with an inclination of 45 °, and reflects the light from the metal halide lamp 31 to give it to the Fresnel lens 33. The Fresnel lens 33 irradiates the entire surface of the substrate 3 to be inspected on the holder 2 with the light from the metal halide lamp 31 as convergent light as shown in the figure.
[0029]
The apparatus body 1 is provided with a Y scale for detecting the position coordinates of the observation unit support 5 in the Y-axis direction, and the observation unit support 5 is provided with an X scale for detecting the position coordinates of the observation unit 6 in the X direction. Is provided.
[0030]
Further, the control unit 11 controls the movement of the observation unit support unit 5 and the observation unit 6 including management of the position coordinates (X, Y) of the defect portion by the guide scales 19 and 20, the position coordinates by the Y scale and the X scale. Further, an interval X0 between the optical axis of the indicator illumination 8 and the optical axis of the objective lens 91 is stored in advance. Then, with respect to the position coordinates (X, Y) of the defect portion given from the guide scales 19, 20, the observation axis of the objective lens 91 of the micro observation unit 9 matches the position coordinates (X, Y). When the observation unit support unit 5 and the observation unit 6 are moved and controlled, and a predetermined instruction is given in a state where the center of the spot of the indicator illumination 8 is located at a defective portion on the substrate 3 to be inspected, the Y scale Then, the position coordinates of the defective portion are obtained from the data of the X scale and specified on the inspected substrate 3 based on the obtained position coordinates and interval data between the optical axis of the indicator illumination 8 and the optical axis of the objective lens 91. The observation unit support part 5 and the observation unit 6 are controlled to move so that the observation axis of the objective lens 91 of the micro observation unit 9 matches the defective part.
[0031]
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described.
[0032]
First, when performing macro observation of the surface of the substrate to be inspected, after the observation unit support portion 5 is retracted to the initial position shown in FIG. 1, the substrate 3 to be inspected is supplied onto the horizontal holder 2, and in this state, The inspected substrate 3 is positioned by the positioning member, and held by suction so as not to fall off by the substrate pressing member, and defect inspection by macro observation is started.
[0033]
Next, a case where the macro observation of the front surface of the inspected substrate 3 is collectively performed using macro illumination will be described.
[0034]
In the case of this macro observation, the drive motor 16d of the second support portion 16 is activated, the support shaft 16a is rotated by the pulley 16b via the belt 16c, and the support shaft 16a is centered on the support shaft 16a via the first support portion 15. The holder 2 is raised to a predetermined angle, preferably 30 to 45 °, and tilted or swung. In this state, the light from the metal halide lamp 31 is irradiated to the entire surface of the inspected substrate 3 on the holder 2 as convergent light through the Fresnel lens 33.
[0035]
Under this macro illumination, the inspector gazes at the inspected substrate 3 on the holder 2 and visually inspects for defects such as scratches and dirt on the inspected substrate 3. Then, in such macro observation, for example, when the defective portion A is recognized on the inspected substrate 3 as shown in FIG. 7, the position detecting portion is first detected along the guide scale 19 with respect to the defective portion A at this time. 21 is moved to match the laser beam 213 with the defective portion, and then the position detector 22 is moved along the guide scale 20 to match the laser beam 223 with the defective portion. The position coordinates (X, Y) of the defective portion A are detected by reading the values of the guide scales 19 and 20 at this time, and the detection result is taken into the control unit 11 and stored in a memory (not shown). Thereafter, the same operation is repeated every time the inspector recognizes the defective portion A on the substrate 3 to be inspected, whereby the respective position coordinates (X, Y) of each defective portion are taken in and stored in the control unit 11. Is done.
[0036]
When the macro observation is finished on the surface of the substrate 3 to be inspected, the drive motor 16d is started and the support shaft 16a is rotated by the pulley 16b via the belt 16c in the opposite direction as described above, so that the holder 2 is brought to the initial horizontal position. return.
[0037]
Thereafter, in order to perform micro observation by the micro observation unit 9 for each defect detected by macro observation, the position coordinates (X, Y) of each defect stored in a memory (not shown) are read from the control unit 11. Subsequently, the observation unit support 5 and the observation unit 6 are controlled to move so that the observation axis of the objective lens 91 of the micro observation unit 9 matches the position coordinates (X, Y).
[0038]
As a result, the inspector can look into the eyepiece lens 92 of the micro observation unit 9 to observe the defect portion on the inspected substrate 3 through the objective lens 91 under a microscope, and the TV camera 93 allows the objective lens to be observed. The defect portion on the surface of the inspected substrate 3 obtained from 91 is imaged and displayed on the TV monitor 12 for micro observation.
[0039]
When micro-observation of the back surface of the substrate 3 to be inspected is performed, the drive motor 16d of the second support portion 16 is activated, the support shaft 16a is rotated by the pulley 16b via the belt 16c, and the holder 2 is moved to FIG. As shown in Fig. 2, it rises to a nearly vertical state. Then, from this state, the drive motor 15c of the first support portion 15 is activated, the holder 2 is rotated via the support shaft 2a, the substrate to be inspected 3 is reversed, and the back surface of the substrate to be inspected 3 is directed forward. Further, the drive motor 16d of the second support portion 16 is activated to tilt the holder 2 down to a predetermined angle. Thereby, the macro observation and the micro observation can be performed on the back surface of the inspected substrate 3 as described above.
[0040]
When the defect inspection of the back surface of the substrate 3 to be inspected is completed, the drive motors 15c and 16d are driven, the holder 2 is inverted so that the surface of the substrate 3 to be inspected faces upward, and then returned to the horizontal state.
[0041]
When the defect inspection of the front surface or the back surface of the inspected substrate 3 is completed in this way, the observer gives a predetermined instruction to the control unit 11 again to return the observation unit support unit 5 to the initial state, and the holder 2 Then, the inspected board 3 to be inspected is removed and replaced with a new inspected board 3.
[0042]
Next, a case where macro observation is performed using the partial macro illumination 10 and then micro observation by the micro observation unit 9 is performed will be described.
[0043]
Also in this case, as described above, the partial macro illumination 10 of the observation unit 6 is turned on in a horizontal state in which the substrate 3 to be inspected is positioned and held on the holder 2 by suction, and a portion of the surface of the substrate 3 to be inspected on the holder 2 is turned on. A typical macro illumination light 101 is irradiated.
[0044]
Then, as shown in FIG. 4, the observation unit 6 is linearly moved along the observation unit support portion 5 in the X-axis direction, and the observation unit support portion 5 is linearly moved along the guide rail 4 in the Y-axis direction, While performing a raster scan on the inspected substrate 3 of the holder 2 with the macro illumination light 101, the entire surface of the inspected substrate 3 is inspected for defects such as scratches and dirt by the inspector. In this case, the incident angle of the macro illumination light 101 on the substrate to be inspected 3 can be freely adjusted so that optimum macro observation can be performed.
[0045]
In the partial macro observation using the partial macro illumination 10, when the inspector recognizes a defective portion in the macro illumination light 101 on the substrate 3 to be inspected, the inspector moves the observation unit 6 to the X and Y axes. The spot light of the indicator illumination 8 is positioned on the defect portion on the substrate 3 to be inspected.
[0046]
Then, when a predetermined instruction is given from the inspector to the control unit 11, the transmission line illumination 7 is turned on, and the line-shaped transmission illumination is irradiated from below the holder 2 in the X-axis direction. Then, the control unit 11 obtains the position coordinates of the defective portion on the inspected substrate 3 based on the Y scale and X scale data for converting the movement amount of the micro observation unit 19 into the position coordinate data. The movement of the observation unit support 5 and the observation unit 6 is controlled using the position coordinate data and the distance data between the optical axis of the indicator illumination 8 and the optical axis of the objective lens 91 stored in advance, and the designated substrate 3 to be inspected. The optical axis of the objective lens 91 is made to coincide with the upper defect portion.
[0047]
As a result, the designated defective portion is brought into the center of the visual field of the objective lens 91, and the microscopic observation of the defective portion can be performed through the objective lens 91, and at the same time, the surface of the inspected substrate 3 obtained from the objective lens 91 by the TV camera 93. Can be imaged and micro-observed on the TV monitor 12. In this case, micro observation can be performed by switching to epi-illumination or transmission illumination according to the type of defect or the substrate to be inspected.
[0048]
Thereafter, when macro inspection is instructed again by the inspector, the defect portion on the inspected substrate 3 is returned to the original position of the irradiation range of the macro illumination light 101, and defect confirmation is subsequently performed by partial macro observation. And when continually observing another defective part, the operation mentioned above will be repeated.
[0049]
In such partial macro observation using the partial macro illumination 10, when the observation of the surface of the substrate 3 to be inspected is completed, the holder 2 is raised to a substantially vertical state, and then the first support portion 15. The drive motor 15c is activated, the holder 2 is rotated to invert the substrate 3 to be inspected, the back surface of the substrate 3 to be inspected is directed forward, and the holder 2 is returned to the horizontal state by the drive motor 16d of the second support portion 16. As a result, the partial macro observation and the micro observation can be performed on the back surface of the inspected substrate 3 as described above.
[0050]
In the above description, the case where the macro observation is performed while partially illuminating the inspected substrate 3 of the holder 2 with the partial macro illumination 10 and the defect is recognized on the inspected substrate 3 is shifted to the micro observation. However, when only the macro observation with the partial macro illumination 10 is performed, the partial macro illumination 10 is turned on from the state in which the observation unit support 5 is retracted to the initial position and the substrate 3 to be inspected is placed and held on the holder 2. Then, the surface of the substrate 3 to be inspected on the holder 2 is irradiated with a partial macro illumination light 101. Then, from this state, the observation unit 6 is linearly moved along the observation unit support 5 in the X-axis direction, and further, the observation unit support 5 is linearly moved along the guide rail 4 in the Y-axis direction. By performing raster scanning on the inspected substrate 3 of the holder 2 with the light 101, the entire surface of the inspected substrate 3 is inspected for defects by the inspector. In this case, it is possible to match the spot light of the indicator illumination 8 with each defect in the macro illumination light 101 and store the position coordinates of each defect in the memory of the control unit 11.
[0051]
Further, when micro observation by the micro observation unit 9 is performed collectively based on the position coordinate data of the defect part stored in the control unit 11, the observation unit support part 5 is retracted to the initial position and placed on the holder 2. From the state where the substrate 3 to be inspected is placed and held, the transmission line illumination 7 is turned on, and the line-shaped transmission illumination is irradiated from below the holder 2 in the X-axis direction. Then, from this state, the objective lens 91 of the micro observation unit 9 is linearly moved along the transmission line illumination 7 in the X axis direction, and the observation unit support 5 is linearly moved along the guide rail 4 in the Y axis direction. Thus, when the objective lens 91 is brought into each defect position on the inspected substrate 3 read out by the control unit 11 and can be micro-observed with a microscope, the TV camera 93 simultaneously images the surface of the inspected substrate 3 and the TV It is displayed on the monitor 12. Also in this case, it is possible to switch to epi-illumination instead of transmitted illumination according to the substrate to be inspected and the type of defect.
[0052]
Therefore, in this case, the drive motor 16d of the second support portion 16 is activated to rotate the support shaft 16a, and the holder 2 is moved to the predetermined position via the first support portion 15 around the support shaft 16a. By raising and tilting to the angle, macro observation and micro observation can be performed on the surface of the substrate 3 to be inspected, and the drive motor 16d of the second support portion 16 is activated to rotate the support shaft 16a. The holder 2 is raised to a substantially vertical state around the support shaft 16a, the drive motor 15c of the first support portion 15 is started, and the holder 2 is rotated through the support shaft 2a to rotate the substrate 3 to be inspected. By inverting the front surface to the back surface, macro observation and micro observation can also be performed on the back surface of the substrate 3 to be inspected. Compared to the one that needs to be removed from the holder once with a transfer robot, turn the substrate to be inspected, turn the back side up, and then place it on the holder again, the inspection of the front and back surfaces of the substrate 3 to be inspected is more efficient It can be performed well and work efficiency can be improved.
[0053]
Further, since the substrate to be inspected 3 can be reversed using the space in which the micro observation unit 9 of the micro observation system moves, it is not necessary to secure a space for substrate reversal below the holder 2. Can be avoided.
[0054]
Further, by reversing the holder 2 from the state in which the holder 2 is raised to a substantially vertical state, the load applied to the substrate 3 to be inspected due to the rotation is reduced, and the adsorption effect is reduced due to its own weight at the time of reversal. The problem of withdrawal can be solved.
[0055]
(Second Embodiment)
FIG. 9 shows a schematic configuration of the second embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG.
[0056]
In this case, the holder 2 has support shafts 2b in the center of both side edge portions, and these support shafts 2b are rotatably supported by one end portions of a pair of arm portions 81a constituting the first support portion. The holder 2 can be reversed. The other end portions of these arm portions 81a are fixed to both end portions of a hollow support shaft 82a of a second support portion to be described later, and with the rotation of the support shaft 82a, around an axis parallel to the rotation center of the support shaft 82a. It is designed to rotate.
[0057]
As shown in FIG. 10, the first support portion is provided with a pulley 81b on the support shaft 2b of the holder 2, and the pulley 81b has a hollow portion of the support shaft 82a via a belt 81c disposed in the hollow portion of the arm portion 81a. Is connected to a pulley 81e at one end of the rotary shaft 81d, and a pulley 81f is provided at the other end of the rotary shaft 81d, and the driving force of the drive motor 81h is transmitted to the pulley 81f via the belt 81g. Thus, the holder 2 is rotated.
[0058]
The second support portion fixes the arm portions 81 of the first support portion to both ends of the hollow support shaft 82a supported in parallel on the apparatus body 1, and further includes a pulley 82b on the support shaft 82a. The rotation shaft 82e of the drive motor 82d is connected to the pulley 82b via the belt 82c, and the driving force of the drive motor 82d is transmitted to the support shaft 82a via the pulley 82c, so that the arm portion 81a stands as shown in the figure. Can be raised.
[0059]
Even in such a configuration, when the macro-illumination is used to collectively perform macro observation of the front surface of the substrate 3 to be inspected, the driving motor 82d of the second support portion is activated and supported by the pulley 82b via the belt 82c. By rotating the shaft 82a, the arm portion 81a is rotated and the holder 2 is raised to a predetermined angle.
[0060]
Next, the drive motor 81h of the first support part is driven to rotate the support shaft 2b of the holder 2 via the rotation shaft 81d and the belt 81c, thereby tilting or swinging the holder 2 to a predetermined angle, or It can be reversed to the back side. In this state, the metal halide lamp 31 is turned on in the same manner as described in the first embodiment, and the entire surface of the substrate to be inspected 3 on the holder 2 is irradiated as convergent light. It is possible to gaze at the substrate to be inspected 3 and visually inspect the substrate 3 to be inspected for defects such as scratches and dirt.
[0061]
Accordingly, even in this way, the holder 2 is raised through the arm portion 81a around the hollow support shaft 82a of the second support portion, and the drive motor 81h of the first support portion is activated to support the holder 2. By rotating the shaft 2b and tilting the holder 2 at a predetermined angle, macro observation and micro observation can be performed on the surface of the substrate 3 to be inspected, and the drive motor 81h of the first support portion is activated. The holder 2 is rotated by rotating the support shaft 2b of the holder 2 so that the back surface of the inspected substrate 3 is directed forward and the back surface of the inspected substrate 3 is tilted at a predetermined angle. Micro observation can also be performed, and the same effect as that of the first embodiment described above can be expected.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the front and back surfaces of the substrate to be inspected can be inspected efficiently in a short time, and the work efficiency can be improved. Further, it is not necessary to secure a space for reversing the substrate below the inspected substrate holding means, and the size of the apparatus can be avoided. Furthermore, since the substrate to be inspected can be swung from side to side, macro observation can be performed while maintaining the substrate to be inspected in an optimum posture by the rocking position at this time, and the inspection accuracy can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing a schematic configuration in a state where the holder according to the first embodiment is raised.
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of first and second support portions that support the holder according to the first embodiment;
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a defect position coordinate detection unit used in the first embodiment;
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a light source of a defect position coordinate detection unit used in the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of transmission line illumination used in the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of coordinate detection by a position coordinate detection unit used in the first embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of full surface macro illumination used in the first embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of a support portion that supports a holder according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 ... Main unit
2 ... Holder
201: Substrate pressing member
2a ... Support shaft
2b ... Support shaft
3 ... Board to be inspected
4 ... Guide rail
5 ... Observation unit support
6 ... Observation unit
7 ... Transmission line illumination
8 ... Indicator lighting
9 ... Micro observation unit
10 ... Partial macro illumination
101 ... Macro illumination light
11. Control unit
12 ... TV monitor
15 ... 1st support part
15a ... pulley
15b ... Belt
15c ... Drive motor
15d ... pulley
16 ... 2nd support part
16a ... support shaft
16b ... pulley
16c ... belt
16d ... Drive motor
16e ... Rotating shaft
19 ... Guide scale
20 ... Guide scale
21.22 ... Position detector
211 ... Laser light source
212 ... Cylindrical lens
213 ... Laser light
223 ... Laser light
30 ... Full-scale macro lighting
31 ... Metal halide lamp
32 ... Reflection mirror
33 ... Fresnel lens
71 ... Light source section
72 ... Glass rod
73 ... White stripes
81a ... arms
81b ... pulley
81c ... Belt
81d ... Rotating shaft
81e ... pulley
81f ... pulley
81g ... Belt
81h ... Drive motor
82a ... support shaft
82b ... pulley
82c ... Belt
82d ... Drive motor
82e ... pulley
91 ... Objective lens
92 ... Eyepiece
93 ... TV camera

Claims

Inspected substrate holding means for holding the inspected substrate;
First supporting means for reversibly supporting the inspected substrate holding means;
Second support means for supporting the inspected substrate holding means so as to be able to tilt at a predetermined angle from a horizontal position;
A pair of observation unit support guide rails provided parallel to both sides of the inspected substrate holding means returned to the horizontal position by the second support means ;
An observation unit support portion that is movably provided on the guide rail for the observation unit support portion and formed in a gate shape so as to straddle the inspected substrate holding means;
An observation unit provided to be movable in a horizontal direction with respect to the observation unit support;
Macro illumination means for irradiating illumination light from above the inspected substrate in a state where the inspected substrate holding means for holding the inspected substrate by the second support means is raised at a predetermined angle;
A guide scale for position detection unit in the X direction and the Y direction integrally provided on the inspected substrate holding means along the Y direction and the X direction of the side edge of the inspected substrate holding means;
A pair of position detectors that are movably provided in each of the X-direction and Y-direction position detector guide scales and emit laser light in directions orthogonal to the guide scales;
The position of the defect portion is determined from the value of each guide scale when the pair of position detection portions are moved along the position detection portion guide scale and each laser beam is made to coincide with the defect portion on the substrate to be inspected. A control unit that obtains coordinates and moves and controls the observation unit support unit and the observation unit based on the position coordinates of the defect portion in a state where the inspected substrate holding unit is returned to a horizontal position by the second support unit; ,
A substrate inspection apparatus comprising:

The position detection unit includes a laser light source and a cylindrical lens that converts the laser light emitted from the laser light source into a planar laser light perpendicular to the surface of the substrate to be inspected. Item 1. A substrate inspection apparatus according to Item 1.

The first support means raises the inspected substrate holding means vertically by the second support means and then reverses the inspected substrate holding means so that the back surface of the inspected substrate faces the observer side. 2. The substrate inspection apparatus according to claim 1, wherein the substrate holding means that has been inverted is lowered to a predetermined angle and tilted .

The observation unit has partial macro illumination for macro observation, and the partial macro illumination is configured such that the observation unit support section and the observation unit are held in a state where the inspection substrate is held by the horizontal inspection substrate holding means. The substrate inspection apparatus according to claim 1, wherein partial macro illumination light is irradiated to the entire surface of the substrate to be inspected by moving the substrate in the X direction and the Y direction.