JP4359006B2

JP4359006B2 - 面板の欠陥検査装置

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Publication number: JP4359006B2
Application number: JP2001099273A
Authority: JP
Inventors: 史高吉岡
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: JP2002296201A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、面板の欠陥検査装置に関し、詳しくは、欠陥検査の効率を低下させることなく、液晶パネル用のガラス基板や合成樹脂基板等のたわみを発生する基板の表面の異物を効率よく、観察することができる異物観察処理系の改良に関する。なお、この明細書では、異物を欠陥の１つとして欠陥に含めて説明する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルを構成するＴＦＴ基板は、ガラス基板を素材としてその表面に多数のＴＦＴ素子が形成される。この表面に傷、異物などの欠陥が存在すると、その部分にはＴＦＴ素子が良好に形成されず、ＴＦＴ基板の品質を阻害するので、欠陥検査装置により欠陥の有無とその場所（座標）を検出して所要の措置がとられている。
欠陥検査装置においては、検出光学系により、ガラス基板に対して低角度照射でレーザビームを投射し、欠陥の散乱光を受光器にて受光して欠陥を検出し、その検出信号をデータ処理部により処理して、欠陥のサイズを算出し、欠陥の種別を判定し、それに欠陥の存在する座標値を付加した欠陥データが出力され、あるいは欠陥がディスプレイの画面上に表示される。
【０００３】
ガラス基板の欠陥には各種のものがあって、その代表的なものには、その表面または裏面に存在する異物とスクラッチ傷、および基板の内部に存在する気泡の３種がある。これらのうち、表面の異物とスクラッチ傷は、形成されるＴＦＴ素子の品質を阻害するので、不都合な欠陥であるが、裏面の異物とスクラッチ傷や、内部の気泡は、余程大きくない限り弊害が無いため無視できる。
このように、３種の欠陥は、種別によってＴＦＴに対する影響が異なり、特に、異物についてはその内容を特定することが必要である。そのため欠陥が検出された座標に目視観測系を持つ観察装置を位置付けて欠陥の内容を確認することが行われる。
それは、液晶パネルやその基板の歩留まりを向上させるために、検出された欠陥内容の製造工程へのフィードバックが必要になるからである。
なお、基板表面に付着した異物は、従来、目視観測により観察され、それが多い場合には、再洗浄などが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、液晶パネルの表示ドットは小さくなり、より高密度化される一途を辿り、その一方では、基板自体が大型化していきている。そこで、検出する異物や欠陥も微細なものの検出が要求され、その検出位置精度も高くなってきている。
基板が大型化すると、基板がたわむことによって、欠陥検査装置での欠陥検出座標が実際に存在する欠陥の位置とずれる。特に、低角度照射のレーザ光を投光して欠陥を検出する場合にはその影響が大きくなる。そのため欠陥検査後に欠陥検出座標に観察光学系を移動させて目的の欠陥を観察しようとしても欠陥が発見できないことがしばしばある。
しかも、基板が大型化している現在ではすべての欠陥内容を検討して製造工程にフィードバックするのは効率が悪い。
【０００５】
低角度照射のレーザビームにより異物を検出した場合、欠陥検査装置における異物の検出座標と、その観察位置との関係は、ガラス基板にたわみがあると、図５に示すような関係になる。
ガラス基板１のたわみ量をδとすると、観察光学系１０を移動して欠陥（異物）Ｆを観察しようとした場合に異物検出座標Ｐと実際の観察位置座標との間で座標値でΔＬの位置ずれが発生する。そのため目的の異物を観察するのに時間がかかり、かつ、観察対象を誤認することが生じる。なお、８１は、欠陥検査装置の投光光学系である。
なお、図では、たわみを強調するために、ガラス基板１を周辺支持している例を示しているが、液晶パネルの欠陥検査装置では、ガラス基板１の裏面側に所定の間隔でピン等の支持点がある場合も多い。液晶パネル等のガラス基板１は、異物の付着や疵を嫌うため、また、裏面側の異物付着も問題になることからテーブル裏面全体がベタで載置されることはない。たとえ、多点支持の場合であってもかならず前記のようなたわみが発生する。
そこで、欠陥検査装置でこのたわみ量を各測定点対応に測定して検出座標を演算処理により補正して絶対座標を得ることが考えられるが、これには処理時間がかかり、欠陥検査効率が落ちる問題がある。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、欠陥検査の効率を低下させることなく、検出された異物を効率よく観察することができる面板の欠陥検査装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の面板の欠陥検査装置の特徴は、異物観測系を有する面板の欠陥検査装置において、所定の照射角で面板に投光された光からの反射光あるいは散乱光を受けて欠陥検査部において検出された面板上の異物の検出位置のデータを記憶するメモリと、面板のたわみ量を測定する測定器と、顕微鏡観測系とを備え、メモリから検出位置のデータを読出して測定器をその検出位置に位置決めしてその位置のたわみ量を測定し、得られたたわみ量と所定の照射角とに基づいて異物の検出位置を補正して、補正した位置に顕微鏡観測系を位置決めするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
このように、この発明にあっては、異物を検出した位置でたわみ量を測定し、このたわみ量と、欠陥検査部の投光系の照射角とにより異物の検出位置を補正するようにしているので、補正処理も簡単であり、測定誤差が少なく、観測目的の異物がある位置に即座に顕微鏡観測系を位置決めすることができる。
その結果、欠陥検査の効率を低下させることなく、検出された異物を効率よく観察することができ、観察異物の誤認が防止できる。
【０００８】
【実施例】
図１は、この発明の面板の欠陥検査装置を適用した一実施例の欠陥検査装置の異物観察系の構成図、図２は、その座標位置補正処理の説明図、図３は、Ｙ方向の補正量算出の説明図、そして図４は、Ｘ方向の補正量算出の説明図である。
図１において、欠陥検査装置１０は、顕微鏡観察部７と欠陥検査部８とからなる。顕微鏡観察部７は、観察光学系２と、ガラス基板１を載置するＸＹステージ３、制御部４、データ処理部５、および異物座標メモリ６、とからなる。
ここで、顕微鏡観察部７の異物座標メモリ６には、欠陥検査部８から異物データが転送されて格納される。なお、制御部４、データ処理部５、および異物座標メモリ６により顕微鏡観察部７のデータ処理装置が形成されている。
欠陥検査部８の投光系と受光系は、ベーステーブル３１において、Ｘ移動機構３３に隣接してこれの手前側にあるが、それは図１では図示していない。
【０００９】
観察光学系２は、顕微鏡観察鏡筒２１とレーザ変位計２２とからなり、移動板２３に固定されている。顕微鏡観察鏡筒２１の観測位置とレーザ変位計２２の測定位置との関係は、Ｘ方向にＸｐのずれ量を持って取り付けられている。Ｙ方向のずれ量はない。なお、Ｙ方向にずれがある場合にはその分だけ位置補正をすればよい（後述）。
ＸＹステージ３は、ベーステーブル３１上に載置されたＹ方向移動テーブル３２とベーステーブル３１の両端で支持され、ベーステーブル３１の上部に橋渡されたブリッジフレームを持つＸ移動機構３３とからなる。移動板２３は、Ｘ移動機構３３のブリッジに設けられたボールナットに固定されていて、Ｘ方向に駆動する駆動モータ３３ａの駆動に応じてガラス基板１の、例えば長手方向の辺に沿って移動し、その位置により、移動テーブル３２ｂ（ガラス基板１）のＸ方向における位置決めを相対的にする。
Ｙ方向移動テーブル３２は、ガラス基板１を載置するＹ方向の移動テーブル３２ｂと、駆動モータ３２ａとを有し、この駆動モータ３２ａの駆動により移動テーブル３２ｂをＹ方向に駆動してレール３２ｃ，３２ｃ上を移動させてＸ移動機構３３に隣接する点線で示す移動テーブル３２ｂの位置から、すなわち欠陥検査部８の検査位置から観察位置（実線）へと移動させる。これにより、ガラス基板１の、例えば短手方向の辺に沿ってガラス基板１が移動して移動テーブル３２ｂ（ガラス基板１）のＹ方向における位置決めをする。
【００１０】
顕微鏡観察部７のデータ処理装置の制御部４は、Ｘ方向ドライバ４１と、Ｙ方向ドライバ４２、アンプ４３、モータコントロールボード４４、そしてＡ／Ｄ変換ボード４５とからなり、データ処理部５のバス５３に接続されている。
Ｘ方向ドライバ４１とＹ方向ドライバ４２とは、それぞれモータコントロールボード４４の制御に応じてＹ方向の駆動モータ３２ａとＸ方向の駆動モータ３３ａを回転駆動して、ガラス基板１と移動板２３を所定量移動し、顕微鏡観察鏡筒２１を観測目標となる異物の位置に位置決めし、あるいはレーザ変位計２２により位置決めされた所定の座標の位置において、そこでの変位量を測定する。レーザ変位計２２の測定値は、アンプ４３を介してＡ／Ｄ変換ボード４５に送出され、ここでＡ／Ｄ変換されて、バス５３を介してＭＰＵ５１に渡される。
【００１１】
データ処理部５は、ＭＰＵ５１とメモリ５２を有し、バス５３を介してこれらが相互に接続され、これらは、さらにこのバス５３を介して制御部４と異物座標メモリ６とに相互に接続されている。
メモリ５２には、観察異物座標取得プログラム５２ａと、たわみ量測定プログラム５２ｂ、座標補正値算出プログラム５２ｃ、そして観測位置位置決めプログラム５２ｄとが格納され、作業領域５２ｅとパラメータ領域５２ｆ等を有している。
【００１２】
以下、図２を参照しながら各プログラムの処理による異物検出位置の補正処理について説明する。
観察異物座標取得プログラム５２ａは、ＭＰＵ５１により実行されて、ＭＰＵ５１は、欠陥検査部８から転送される異物についての検出位置データを異物座標メモリ６に記憶する（ステップ１０１）。そして、異物座標メモリ６から最初の目標となる異物の座標（Ｘo，Ｙo）を読出し（ステップ１０２）、作業領域５２ｅに記憶して、その後、たわみ量測定プログラム５２ｂをコールしてＭＰＵ５１に実行させる。
たわみ量測定プログラム５２ｂは、ＭＰＵ５１により実行されて、ＭＰＵ５１は、作業領域５２ｅから異物の座標（Ｘo，Ｙo）を読出して、これに従ってＸＹ軸を動かし、レーザ変位計２２をその座標（Ｘo，Ｙo）の位置に位置決めする（ステップ１０３）。
そして、レーザ変位計２２によりその位置の基準位置Ｐｓ（図３（ｂ）および図５参照）からのガラス基板１のたわみ量δを、アンプ４３，Ａ／Ｄ変換ボード４５を介して得られる検出値をたわみ量δに変換して測定値として算出する（ステップ１０４）。
なお、図５で説明したように、たわみ量δは、ガラス基板１が水平に支持されたときの表面の位置を基準位置とする。これは、移動テーブル３２ｂのガラス基板１を支持する支持面の位置とガラス基板１の平均の厚みを足した位置として決定される。この基準位置Ｐsは、あらかじめ入力されたデータとしてパラメータ領域５２ｆに記憶される。
測定されたたわみ量δは、作業領域５２ｅに記憶され、その後、座標補正値算出プログラム５２ｃをコールしてＭＰＵ５１に実行させる。
【００１３】
座標補正値算出プログラム５２ｃは、ＭＰＵ５１により実行されて、ＭＰＵ５１は、作業領域５２ｅからたわみ量δを読出して、これに従ってＸＹ方向の補正量（ΔＸ，ΔＹ）を算出して（ステップ１０５）、作業領域５２ｅに記憶して、その後、観測位置位置決めプログラム５２ｄをコールしてＭＰＵ５１に実行させる。
観測位置位置決めプログラム５２ｄは、ＭＰＵ５１により実行されて、ＭＰＵ５１は、作業領域５２ｅから補正量（ΔＸ，ΔＹ）と座標（Ｘo，Ｙo）とを読出して、これに従って（Ｘo＋ΔＸ，Ｙo＋ΔＹ）を算出し（ステップ１０６）、この位置に顕微鏡観察鏡筒２１に位置決めする（ステップ１０７）。なお、この場合、レーザ変位計２２の測定位置と観測位置とのＸ方向のずれ量Ｘｐ分が自動的に計算に加えられて位置補正が行われる。観測位置と測定位置とにＹ方向のずれ量がある場合には、このときＹ方向の補正演算も同時に行う。
次に、処理終了かを判定する（ステップ１０８）。異物座標データがまだ存在し、処理が終了していないときには、ＮＯ条件となり、ステップ１０２へと戻り、次の目標となる異物の座標（Ｘo，Ｙo）を読出して、以下ステップ１０３以降のへ同様の処理を続ける。
なお、処理が終了しているときには、ＹＥＳとなって、ここでの処理は終了する。
【００１４】
図３は、たわみ量δに対して補正量（ΔＸ，ΔＹ）を算出する場合のＹ方向の補正量ΔＹと照射光学系との関係についての説明図であり、図４は、そのＸ方向の補正量ΔＸについての説明図である。
図３（ａ）は、図１において、Ｘ移動機構３３に隣接する点線で示す欠陥検査部８の検査位置にＹ方向の移動テーブル３２ｂが位置決めされ、欠陥検査部８において検査されているときの説明図である。
ガラス基板１は、Ｙ方向の移動テーブル３２ｂ上に載置され、欠陥検査部８の投光光学系８１から低い照射角でレーザビームを受けてＸ方向に走査される。このときの照射角をθ1（仰角）とし、図３（ｂ）に示されるように、異物データが示す、ある座標位置でのたわみ量δとすれば、補正量ΔＹは、ΔＹ＝δ／tanθ1となる。
また、Ｘ方向での照射角をθ2（仰角）とすれば、図４に示すように、補正量ΔＸは、ΔＸ＝ΔＹ×sinθ2となる。
これにより、欠陥検査部８の投光光学系８１の照射角から補正量（ΔＸ，ΔＹ）を算出することができる。照射角θ1，θ2は、パラメータ領域５２ｆに記憶されていて、これに基づいてＭＰＵ５１が座標補正値算出プログラム５２ｃを実行して前記の補正量を算出する。
【００１５】
以上説明してきたが、実施例では、レーザ変位計によりたわみ量を測定しているが、測定器は、静電変位計やその他の距離測定器であってもよく、たわみ量の測定は、レーザ変位計に限定されるものではない。
また、実施例では、液晶パネルのガラス基板の例を挙げているが、この発明は、液晶パネルのガラス基板に限定されるものではなく、他の液晶基板、液晶パネル、ガラス基板、ＰＤＰ基板、有機ＥＬ基板、合成樹脂基板等、そしてその他の面板について適用できることはもちろんである。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、この発明にあっては、異物を検出した位置でたわみ量を測定し、このたわみ量と、欠陥検査部の投光系の照射角とにより異物の検出位置を補正するようにしているので、補正処理も簡単であり、測定誤差が少なく、観測目的の異物がある位置に即座に顕微鏡観測系を位置決めすることができる。
その結果、欠陥検査の効率を低下させることなく、検出された異物を効率よく観察することができ、観察異物の誤認が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の面板の欠陥検査装置を適用した一実施例の欠陥検査装置の異物観察系の構成図である。
【図２】図２は、その座標位置補正処理の説明図である。
【図３】図３は、Ｙ方向の補正量算出の説明図であり、（ａ）は、欠陥検査部の投光光学系のその照射状態の説明図，（ｂ）は、Ｙ方向の補正量算出の説明図である。
【図４】図４は、Ｘ方向の補正量算出の説明図である。
【図５】図５は、従来の液晶パネルのガラス基板のたわみの説明図である。
【符号の説明】
１…ガラス基板、２…観察光学系、８１…投光系、
３…ＸＹステージ、
４…制御部、
５…データ処理部、５１…ＭＰＵ、５２…メモリ、５３…バス、
６…異物座標メモリ、７…顕微鏡観察部、８…欠陥検査部、
１０…欠陥検査装置。

Claims

異物観測系を有する面板の欠陥検査装置において、所定の照射角で面板に投光された光からの反射光あるいは散乱光を受けて欠陥検査部において検出された前記面板上の異物の検出位置のデータを記憶するメモリと、前記面板のたわみ量を測定する測定器と、顕微鏡観測系とを備え、前記メモリから前記検出位置のデータを読出して前記測定器をその検出位置に位置決めしてその位置のたわみ量を測定し、得られたたわみ量と前記所定の照射角とに基づいて前記異物の検出位置を補正して、補正した位置に前記顕微鏡観測系を位置決めすることを特徴とする面板の欠陥検査装置。
前記欠陥検査部は、前記異物を含めて各種の欠陥を検出するものであり、前記面板は、液晶パネルの基板であり、前記測定器はレーザ変位計であり、前記顕微鏡観測系と前記レーザ変位計とを固定する部材を備え、前記部材をＸ方向およびＹ方向のいずれか一方に移動させる請求項１記載の面板の欠陥検査装置。