JP4782995B2 - 基板表面の異物検査方法およびその装置 - Google Patents

Description

処理機構に対して基板を相対的に移動させながら所定の処理を行う基板処理システムにおいて、基板の表面に異物が存在するか否かを検査するための方法および装置に関する。

従来から、塗布機構に対して基板を相対的に移動させながら塗布処理を行う基板塗布システムが提供されている。

そして、塗布厚みを薄くするとともに、厚みのばらつきを小さくすることが要求される用途においては、コータを採用し、しかも、コータの口金部と基板上面とのクリアランスを著しく小さくしている。

このような基板塗布システムにおいては、基板の表面に異物が存在すると、不良品が得られることになるとともに、口金部が破損する可能性があるので、基板の表面に異物が存在するか否かを検査することが必要である。

この要求を満足するために、従来は、レーザー光源からのレーザー光をスポット上に十分に絞り込んだ状態で、移動方向と直交する方向の一方の側から基板の表面に沿って照射し、他方の側においてこのレーザー光を受光し、受光するレーザー光の強度の大小に応じて異物の有無を検査する検査装置が用いられていた。

すなわち、異物が存在すれば受光するレーザー光の強度が小さく、逆に異物が存在しなければ受光するレーザー光の強度が大きいので、レーザー光の強度の大小に応じて異物の有無を検査することができる。

上記従来の検査装置を採用した場合には、十分に絞り込んだレーザー光を使用している関係上、レーザー光を正確に受光部に向けることが必要になるので、組み込み作業、調整作業が著しく困難になってしまうとともに、このような作業を行っても、レーザー光源と受光部との関係を正確には設定できない可能性があるという不都合がある。

この不都合は、基板が大型化すれば顕著になってしまう。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、組み込み作業、調整作業を簡単化できるとともに、精度よく異物の有無を検査することができる基板表面の異物検査方法およびその装置を提供することを目的としている。

請求項１の基板表面の異物検査方法は、
処理機構に対して基板を相対的に移動させながら所定の処理を行う基板処理システムにおいて、
半導体レーザー光を、ビーム径が前記基板の厚みより大きく、所定の広がりを有する状態で前記基板の上面に沿って相対的移動方向と直交する方向の一方の側に近接する所定位置から照射し、
この半導体レーザー光を前記方向の他方の側に近接する所定位置で基板の上面と直交する方向に延びるスリットを通して受光し、
前記受光レーザー光強度に基づく異物信号と前記異物信号に所定電圧を加算した信号を比較し、比較結果信号を異物有無検査信号として出力する方法である。

請求項２の基板表面の異物検査装置は、
処理機構（２）に対して基板（４）を相対的に移動させながら所定の処理を行う基板処理システムにおいて、
半導体レーザー光を、ビーム径が前記基板の厚みより大きく、所定の広がりを有する状態で前記基板（４）の上面に沿って相対的移動方向と直交する方向の一方の側に近接する所定位置から照射する照射手段（５）と、
この半導体レーザー光を前記方向の他方の側に近接する所定位置で前記基板の上面と直交する方向に延びるスリットを通して受光する受光手段（６）と、
前記受光レーザー光強度に基づく異物信号と前記異物信号に所定電圧を加算した信号を比較し、比較結果信号を異物有無検査信号として出力する比較器（１４）とを含む検査手段を含むものである。

請求項３の基板表面の異物検査装置は、前記異物信号は、前記受光レーザー強度に対応する信号を積分する積分手段（１２）と前記受光レーザー強度に対応する信号の差を増幅する増幅器（１３）の出力である。

ここで、処理機構としては、コータ、プロキシ露光機などが例示できる。

基板としては、ガラス基板であることが好ましいが、ガラス基板には限定されない。

基板の表面とは、基板の上面、下面の何れの面であってもよい。

本発明によれば、半導体レーザー光を、所定の広がりを有する状態で照射するのであるから、組み込み作業、調整作業を簡単化できるとともに、精度よく異物の有無を検査することができる。

特に、検査手段として、受光レーザー光強度に対応する信号を積分する積分手段と、受光レーザー光強度に対応する信号と積分信号との大小を比較し、比較結果信号を異物有無検査信号として出力する比較手段とを含むものを採用する場合には、異物の有無に応じた受光レーザー光強度の変化が少なくても、受光レーザー光強度に対応する信号と積分信号との大小を比較することにより、異物の有無の検査精度を高めることができる。

第１の発明は、組み込み作業、調整作業を簡単化できるとともに、精度よく異物の有無を検査することができるという特有の効果を奏する。

第２の発明は、組み込み作業、調整作業を簡単化できるとともに、精度よく異物の有無を検査することができるという特有の効果を奏する。

以下、添付図面を参照して、本発明の基板表面の異物検査方法およびその装置の実施の形態を詳細に説明する。

図１は基板処理システムの一例としての基板塗布システムの一例を示す概略斜視図である。

この基板塗布システムは、基台１上に設けられた口金部２と、所定方向に往復動可能な基板支承台３と、基板支承台３に吸着状態で支承される基板４と、口金部２と平行に（基板支承台３の移動方向と直交し、かつ基板４の上面に沿う方向に）半導体レーザー光を、所定の広がりを有する状態で照射する投光器５と、この半導体レーザー光を受光する受光器６とを有している。

前記投光器５は、図２から図４に示すように、上下方向のレーザー光出射角度を微調整するマイクロメータ５１と、水平方向のレーザー光出射角度を微調整する微調整ねじ機構５２と、上下方向のレーザー光出射位置を微調整する送りねじ機構５３とを有している。なお、５４はクランプであり、マイクロメータ５１による微調整後にロックすることができる。

そして、投光器５に含まれるレーザー（図８参照）は、図５に示すように、楕円形状のレーザー光のうち、長軸が基板４の上面と平行になるように位置決めされており、この結果、図６に示すように、半導体レーザー光を、所定の広がりを有する状態で照射することができる。したがって、レーザー光をスポット上に絞り込んだ従来の場合には、基板４の厚みが変化したことに応答して、投光器および受光器の上下位置を変更する必要があるのに対して、本実施形態では、基板４の厚みが変化した場合であっても、投光器５および受光器６の上下位置を変更する必要がない。

図７は、受光器６の構成を示す概略図であり、フォトダイオード（図８参照）の受光面の前方に、基板４の上面と直交する方向に延びるスリット６３を有するスリット部材６４を有している。この結果、スリット６３によって制限された範囲のレーザー光のみをフォトダイオードに入射させることができる。

図８は検査部の構成を示すブロック図である。

レーザー電源１１からの電力を、投光器５の駆動部５５を介してレーザー５６に供給し、レーザー光を出射させる。

このレーザー光は受光器６のフォトダイオード６１により受光されてレーザー光強度に対応する電気信号を生成し、増幅器６２により増幅する。したがって、増幅器６２から出力される増幅信号｛図９中（Ａ）参照｝は、異物を検出しない状態を表す基準レベル、および異物を検出した状態を表す検出レベル（基準レベルよりも低いレベル）の何れかとなる。

増幅器６２から出力される増幅信号は、積分回路１２に供給されるとともに、オペアンプ１３の反転入力端子に供給される。そして、積分回路１２からの積分信号がオペアンプ１３の非反転入力端子に供給される。ここで、積分回路１２は、抵抗とコンデンサとを含む受動回路であり、時定数を小さく設定することが好ましい。したがって、積分回路１２からは、常に基準レベルと等しいレベルの信号（またはほぼ等しいレベルの信号）を出力する｛図９中（B）参照｝。

オペアンプ１３の出力信号｛図９中（C）参照｝は積分回路１５に供給されるとともに、比較器１４の反転入力端子に供給される。ここで、積分回路１５は、抵抗とコンデンサとを含む受動回路である。したがって、積分回路１５からは、常に一定レベルの信号を出力する｛図９中（D）参照｝。

積分回路１５からの積分信号がオペアンプ１６の非反転入力端子に供給され、オペアンプ１６の出力信号は加算器１７の一方の入力端子に供給される。

直流電源１８と並列接続された可変抵抗１９の可変端子からの電圧信号が加算器１７の他方の入力端子に供給される｛図９中（Ｅ）参照｝。

この加算器１７の出力信号は比較器１４の非反転入力端子に供給される。
そして、比較器１４の出力信号が異物の有無を表す｛図９中（Ｆ）参照｝。なお、異物の存在を示す信号は、所定時間、例えば０．５秒だけ持続するようにすることが好ましい。

検査部をさらに説明する。

増幅器６２から出力される増幅信号は、そのまま使用されるのではなく、増幅信号が常に供給されている積分回路１２からの出力信号との差信号が使用されるので、図１０中にＡで示すように、異物の有無に顕著に応答する信号を得ることができる。

オペアンプ１３の出力信号は積分回路１５に供給され、積分回路１５の出力信号はオペアンプ１６の非反転入力端子に供給され、加算器１７において、可変抵抗１９の可変端子からの電圧信号との和が得られ、比較信号として比較器１４の非反転入力端子に供給される。したがって、比較信号は、オペアンプ１６の出力信号よりも、可変抵抗１９の可変端子からの電圧信号だけ大きい値となる（図１０中Ｂ参照）。

比較器１４は、オペアンプ１３の出力信号が比較信号よりも大きい場合にのみ、異物が存在することを示す比較結果信号を出力する（図１０中Ｃ参照）。

また、異なる投光器５および受光器６を採用した場合には、増幅器６２から出力される増幅信号のレベルが変化するが、この変化に合わせて比較信号も変化するのであるから、何らのレベル調整作業を行うことなく、正確に比較結果信号を得ることができる（図１１参照）。

したがって、検査部によって異物が検出された場合に、基板支承台３の移動を停止して基板４を除去することによって、口金部２が損傷を受けるというような不都合の発生を未然に防止することができる。

なお、基板４は基板支承台３上に吸着状態で保持されているのであるから、基板４の上面に異物が存在する状態のみならず、基板４の下面に異物が存在し、基板４が盛り上がった状態をも検出することができる。

また、投光器５からのレーザー光を、ある程度の広がりを有する状態で照射するのであるから、レーザー光の照射方向の微調整、すなわち投光器５の姿勢の微調整を簡単に達成することができる。

また、基板塗布システム以外のシステムであっても、異物の存在により不都合を生じるシステム、例えば、プロキシ露光機システムに適用することができる。

基板処理システムの一例としての基板塗布システムの一例を示す概略斜視図である。 投光器の構成を概略的に示す平面図である。 投光器の構成を概略的に示す側面図である。 投光器の構成を概略的に示す背面図である。 投光器、基板、および受光器の関係を概略的に示す斜視図である。 基板とレーザー光との関係を概略的に示す側面図である。 受光器、スリット部材、および基板の関係を概略的に示す側面図である。 検査部の構成を示すブロック図である。 各部の信号波形の一例を示す図である。 主要部の信号波形の一例を示す図である。 主要部の信号波形の他の例を示す図である。

符号の説明

２ 口金部
４ 基板
５ 投光器
６ 受光器

Claims (2)

1. 処理機構に対して基板を相対的に移動させながら所定の処理を行う基板処理システムにおける基板表面の異物検査方法であって、
   半導体レーザー光を、ビーム径が前記基板の厚みより大きく、前記ビーム径の下端が前記基板の上面より下方に位置する、所定の広がりを有する状態で前記基板の上面に沿って相対的移動方向と直交する方向の一方の側に近接する所定位置から照射し、
   この半導体レーザー光を前記相対移動方向と直交する方向の他方の側に近接する所定位置で基板の上面と直交する方向に延び前記ビーム径より狭いスリットを通して受光し、
   前記受光したレーザー光強度に基づく異物信号を積分する積分工程と、
   前記積分工程の出力と前記受光レーザー光強度に基づく異物信号との差を増幅する増幅工程と、
   前記増幅工程の出力が積分された信号と、所定電圧を加算する加算工程と、
   前記増幅工程の出力と前記加算工程の出力を比較し、比較結果信号を異物有無検査信号として出力する比較工程とを含む、基板表面の異物検査方法。
2. 処理機構（２）に対して基板（４）を相対的に移動させながら所定の処理を行う基板処理システムにおける基板表面の異物検査装置であって、
   半導体レーザー光を、ビーム径が前記基板の厚みより大きく、前記ビーム径の下端が前記基板の上面より下方に位置する、所定の広がりを有する状態で前記基板（４）の上面に沿って相対的移動方向と直交する方向の一方の側に近接する所定位置から照射する照射手段（５）と、
   この半導体レーザー光を前記相対移動方向と直交する方向の他方の側に近接する所定位置で前記基板の上面と直交する方向に延び前記ビーム径より狭いスリットを通して受光する受光手段（６）と、
   前記受光手段が受光したレーザー光強度に基づく異物信号を積分する積分回路と、
   前記積分手段の出力と前記受光レーザー光強度に基づく異物信号との差を増幅する増幅器と、
   前記増幅器の出力が積分された信号と、所定電圧を加算する加算器と、
   前記増幅器の出力と前記加算器の出力を比較し、比較結果信号を異物有無検査信号として出力する比較器（１４）とを含む検査手段を含む基板表面の異物検査装置。

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