JP5161601B2 - 基板検査装置および基板検査プログラム - Google Patents

Description

本発明は、周期的なパターンが形成された基板、例えば、半導体ウェハや、液晶ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ：Flat Panel Display）に用いられるディスプレイ基板などの被検体の表面を検査する基板検査装置およびその基板検査装置を制御するための基板検査プログラムに関する。

従来、フォトリソグラフィプロセスでは、ＦＰＤのガラス基板表面上に塗布したレジストに膜厚ムラが生じたり、あるいは塵芥等が付着すると、エッチング工程後のパターンの線幅に不良が発生したり、パターン内にピンホールや気泡等が生じるなどの欠陥が発生する原因となっている。

また、フォトリソグラフィプロセスでは、パターン露光において合焦不良が生じると、現像後のレジストの断面形状やパターン周期が正常なものと異なり、その後のプロセスにおいて不良を生じる原因となっている。

そこで、エッチング前のＦＰＤガラス基板に対して、欠陥の有無の検査が行われる。このような欠陥を検査するための技術として、例えば特許文献１に開示されているような基板検査装置がある。

図１および図２は、従来の基板検査装置の原理を説明するための図である。図１が平面図であり、図２が側面図である。
これらの図１および図２において、半導体ウェハやディスプレイ基板などの被検体１０の上方には、光源を有する２つの照明部２が配置されている。これらの照明部２から出力された光束は、コリメートレンズ１１により平行光束Ｐｉに整形され、被検体１０に対して入射角θｉでライン照明される。２つの照明部２は、コリメートレンズ１１の光軸Ｏｘｉに対称な位置に設けられている。

この被検体１０の表面上で正反射または回折、散乱された光のうち出射角θｄの光束は、コリメートレンズ１２により収束され、結像レンズ９により被検体１０の像として撮像素子（ラインイメージセンサ）５に結像される。この結像レンズ９およびラインイメージセンサ５は、コリメートレンズ１２の光軸Ｏｘｄ上に配置され、このうち結像レンズ９の入射瞳は、コリメートレンズ１２のほぼ焦点位置に設置されている。

これと共に被検体１０は、被検体１０の表面上に照射された平行光束Ｐｉに対して直行する方向（基板移動方向：図中の矢印イ方向）に移動される。この平行光束Ｐｉと被検体１０との相対移動により被検体１０の全体が撮像され、その検査画像が取得される。

このような欠陥検査においては、被検体１０の表面の欠陥のうち膜厚ムラ等は正反射光の明暗となって現れ、形状不良等は被検体１０の周期パターンからの回折光の明暗となって観察される。このことから、出射角θｄを変えて複数の検査画像を取得し、この検査画像から正常な被検体１０と輝度の異なる部分を検査画像から抽出し、欠陥の種類とその位置とを得ている。

ここで、照明部２に関して言えば、この基板検査装置の照明部２から出射される光束の基板移動方向に対する角度φｉは、変更することが可能となっている。すなわち、照明部２がコリメートレンズ１１に対して図中の矢印ロで示す方向に沿って相対的に移動することで基板移動方向に対する照明の方位角φｉを自由に変更することが可能となる。

角度φｉ＝０°で固定であれば、基板移動方向に対して直角方向のパターンからの回折光成分しか取得できないが、角度φｉを可変にすることで、基板移動方向に対して直角方向以外の斜めになったパターンから射出される回折光を撮像素子５まで導くことが可能となる。

ところで、ＦＰＤ基板の回折光検査においては、被検体１０の観察方向によって欠陥像のコントラストが変化することがある。代表的なものに合焦不良欠陥がある。これは、パターン露光中に被検体１０であるガラス基板の表面の一部で合焦不良が発生し、不良エリア内では画素ごとにパターン間隔が微妙に変化する欠陥である。

図３は、合焦不良欠陥の観察を説明するための図である。
図３において、ＦＰＤ基板１に対して入射角θｉでライン照明された照射光６は、ＦＰＤ基板１で正反射光７として正反射するとともに、回折した回折光８となって現れる。図３に示すように、ＦＰＤ基板１のパターンは、通常、縦横比の異なる格子形状となっているが、合焦不良欠陥の観察においてはパターン周期の短い方向から照明光６を照射し、その回折光８を観察することでコントラストを良好に観察することが可能な場合が多い。

図４、図５および図６は、パターン周期の短い側から発生する回折光を観察するための条件を説明するための図である。
これらの図４、図５および図６を用いて、パターン周期の短い側から発生する回折光８を撮像手段に取り込むための条件を、実際の基板検査に当てはめながら説明する。

なお、ＦＰＤ基板１の搬送方向とＦＰＤ基板１上の繰返しパターンの短周期方向とが一致しているパターンを横長パターン１３と呼び、ＦＰＤ基板１の搬送方向とＦＰＤ基板１上の繰返しパターンの長周期方向とが一致しているパターンを縦長パターン１４と呼び、ＦＰＤ基板１の搬送方向に平行であり、かつ撮像手段による観察光学系の光軸を含む面を平面Ａと呼ぶ。また、説明を簡単にするため、観察光学系の物体側の開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）は、各回折次数間の角度差に比べて十分小さく、１つの回折次数光（回折光８）しか撮像素子５に導くことができないものとする。

図４において、ＦＰＤ基板１上の繰返しパターンである横長パターン１３は、ＦＰＤ基板１の搬送方向とＦＰＤ基板１上の繰返しパターンの短周期方向とが一致している。このような状態のＦＰＤ基板１に対して、観察光学系の光軸を含み、搬送方向に平行な平面である平面Ａと平行になるように照明光６を入射させると、横長パターン１３の短周期パターンからの回折光８は、平面Ａの面内に沿って射出される。この際、観察光学系の光軸を、平面Ａと平行になるように角度調整を行って、光軸と一致した任意の回折光８を取得し、撮像素子５に導くことで合焦不良欠陥を良好な感度で親察することが可能となる。

ところが、図５に示すように、ＦＰＤ基板１上の繰返しパターンである縦長パターン１４は、ＦＰＤ基板１の搬送方向とＦＰＤ基板１上の繰返しパターンの長周期方向とが一致している。このような状態のＦＰＤ基板１に対して、平面Ａに平行となるように照明光６を入射させると、縦長パターン１４の短周期パターンからの回折光８は、正反射光７を母線に含む円錐面に沿って射出される。この場合、観察光学系の光軸を含む平面Ａ内には正反射光７しか存在しないので、観察光学系の光軸と、平面Ａと平行になるように角度調整を行っても、縦長パターン１４の短周期パターンからの回折光８を観察することは出来ず、従って欠陥を捕捉することはできない。

これに対して、縦長パターン１４の短周期パターンからの回折光８を平面Ａと平行になるように配置された観察光学系に導くようにしたのが図６である。すなわち、平面Ａに対して入射光６に角度φｉの方位角を持たせることで正反射光７を観察光学系の光軸から外し、回折光８が平面Ａと平行になるように配置された観察光学系に入射可能なようにする。これにより、縦長パターン１４の短周期パターンから発生する回折光８を平面Ａと平行になるように配置された観察光学系に取り込むことが可能となる。
特開２００４−２８６４８３号公報

しかしながら、基板パターンが縦長パターン１４である場合、特許文献１のような基板検査装置を用いて合焦不良欠陥を感度良く検出しようとすると、基板の搬送方向に対して照明手段２が照明する照明光に適切な方位角を持たせ、短周期パターンから発生する回折光が撮像素子５に導かれるよう、照明光の照明角度および観察光学系の観察角度の調整を行う必要がある。ところが、特許文献１のような基板検査装置では、主に搬送方向に対して斜めになっている、つまり直角あるいは平行ではないパターンから発生する回折光による検査を想定しており、パターンの基本形状が搬送方向に対して縦長であるか横長であるかの何れかである基板に対して、最適な観察を行う制御を行うことができない、という問題点があった。

また、基板の中には、いわゆる共取り基板と呼ばれ、１枚のガラス基板の中に縦長パターンと横長パターンを持つ基板が存在することがある。
図７は、１枚のガラス基板の中に縦長パターンおよび横長パターンを持つＦＰＤ基板１の例を示す図である。

図７に示した例は、ＦＰＤ基板１の搬送方向に対してＦＰＤ基板パターンが縦長パターン１４である面が１つ存在し、ＦＰＤ基板１の搬送方向に対してＦＰＤ基板パターンが横長パターン１３である面が２つ存在している。このような場合、合焦不良欠陥を最も感度良く取得するには面が切り替わる面切替位置２７の前後それぞれで、照明光の照明角度および観察光学系の観察角度を最適に調整しなければならないが、特許文献１のような基板検査装置では、必要な観察条件を最適化することができない、という問題点があった。

本発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、基板パターンの基本形状が長方形であり、長方形の短辺、長辺の何れか一辺が搬送方向と平行となっている基板の回折光観察において、合焦不良欠陥などの観察方向によって欠陥検出感度が変化し、不安定である欠陥に対して、欠陥検出感度を安定させるための基板検査装置およびその基板検査装置を制御するための基板検査プログラムを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、下記のような構成を採用した。
すなわち、本発明の一態様によれば、本発明の基板検査装置は、同一パターンの繰り返しである繰返しパターンが表面に形成されたシート状の基板を搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送された前記基板に対して線状の照明光を照射する照明手段と、前記照明手段によって照明された前記基板の線状領域の画像を撮像する撮像手段と、前記照明手段を制御することにより、前記照明手段によって照射される線状の照明光の照射方向を、前記搬送手段によって搬送される前記基板の搬送方向と一致する第１の方向と、前記搬送方向に対して所定の角度を有する第２の方向とで切替える切替手段と、前記繰り返しパターンの縦横サイズが縦方向と横方向とで異なる長さである場合、前記切替手段によって前記照射方向を前記基板の面に平行な方向に切替え、前記縦横サイズの短い方から発生する回折光が取り込めるように、前記照明手段が照射する照明光の照明角度と前記撮像手段によって撮像するための撮像角度とを調整する調整手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明の基板検査装置は、さらに、前記基板に関する基板情報を格納する基板情報格納手段を備え、前記切替手段が、予めメモリに格納された前記基板情報に基づいて、前記第１の方向と前記第２の方向とを切替えることが望ましい。

また、本発明の基板検査装置は、前記基板情報格納手段が、前記繰り返しパターンが前記縦横サイズの長い方の方向と前記基板の搬送方向と一致する前記第１の方向とが同一方向である縦長パターンであるのか、前記繰り返しパターンが前記縦横サイズの短い方の方向と前記基板の搬送方向と一致する前記第１の方向とが同一方向である横長パターンであるのかという情報を含み、前記切替手段が、前記繰り返しパターンが前記縦長パターンであれば、前記照射方向を前記第２の方向に切替え、前記繰り返しパターンが前記横長パターンであれば、前記照射方向を前記第１の方向に切替えることが望ましい。

また、本発明の基板検査装置は、さらに、前記照明手段による照明光の照明角度および前記撮像手段による撮像の撮像角度を変化させた際の回折光の強度変化を測定する測定手段を備え、前記照明手段が、前記測定手段によって測定された前記強度変化に基づいて照明条件を定め、前記照明条件に基づいて前記照明光を照射することが望ましい。
また、本発明の基板検査装置は、前記照明手段が、前記照明光を射出する射出端面において、前記照明光が幅方向に対して垂直に射出する第１の照明部と前記照明光が前記搬送方向に対して所定の方位角で射出する第２の照明部を有することが望ましい。

また、本発明の一態様によれば、本発明の基板検査プログラムは、基板検査装置のコンピュータを、同一パターンの繰り返しである繰返しパターンが表面に形成されたシート状の基板を搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送された前記基板に対して線状の照明光を照射する照明手段と、前記照明手段によって照明された前記基板の線状領域の画像を撮像する撮像手段と、前記照明手段を制御することにより、前記照明手段によって照射される線状の照明光の照射方向を、前記搬送手段によって搬送される前記基板の搬送方向と一致する第１の方向と、前記搬送方向に対して所定の角度を有する第２の方向とで切替える切替手段と、前記繰り返しパターンの縦横サイズが縦方向と横方向とで異なる長さである場合、前記切替手段によって前記照射方向を前記基板の面に平行な方向に切替え、前記縦横サイズの短い方から発生する回折光が取り込めるように、前記照明手段が照射する照明光の照明角度と前記撮像手段によって撮像するための撮像角度とを調整する調整手段として機能させることを特徴とする基板検査プログラムである。

本発明によれば、基板パターンの基本形状が長方形形状の基板において、基板の搬送方向に対して、平行方向、直角方向の何れのパターンの回折光を用いて検査するかを選択することが可能となる。

また、本発明によれば、基板上のパターンに対する観察方向によって検出感度が変化する欠陥に対して、安定した検出感度で検査を行うことが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。すべての図面において、実施の形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。

まず、本発明の概要を説明する。
すなわち、本発明は、基板に形成された基板パターンの基本形状が長方形形状である場合において、基板の搬送方向に対して基板パターンの長辺、あるいは短辺のどちらが平行であるかという情報に基づき、基板を照明する照明光の照明角度、基板パターンからの回折光を撮像する撮像角度のどちらか一方、あるいは両方を切り換え可能なように構成された基板検査装置である。

また、本発明は、異なる基板パターン形状が混在し、基板の面内の任意の位置で縦長パターン１４と横長パターン１３とが切り替わる場合、基板を照明する照明光の照明角度、基板パターンからの回折光を撮像する撮像角度のどちらか一方、あるいは両方を縦長パターン１４と横長パターン１３が切り替わる位置において、切り換え可能に構成された基板検査装置である。

次に、図８、図９、図１０、図１１および図１２を用いて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図８および図９は、検査ユニット２９による横長パターン１３の検査を説明するための図であり、図８は、検査ユニット２９の平面図であり、図９は、検査ユニット２９の側面図である。また、図１０および図１１は、検査ユニット２９による縦長パターン１４の検査を説明するための図であり、図１０は、検査ユニット２９の平面図であり、図１１は、検査ユニット２９の側面図である。そして、図１２は、検査ユニット２９を備える基板検査装置の構成を示すブロック図である。

まず、主に図８および図９を用いて、検査ユニット２９の構成について説明する。
ＦＰＤ基板１は、その表面に基本形状が長方形である格子パターンが形成されている。また、ＦＰＤ基板１は、図示しない搬送装置によって図８中の矢印ハ（Ｘ方向）に沿って搬送可能になっている。さらに、ＦＰＤ基板１の上方には検査ユニット２９が設置されており基板検査装置の主要部分を構成している。

カバー２８によって囲われた検査ユニット２９の内部には、光源を有する照明部２Ａおよび照明部２Ｂとして、例えばラインファイバを有する。照明部２Ａは、照明光を射出する射出端面において、照明光が幅方向に対して垂直に射出するラインファイバであり、照明部２Ｂは、照明光が搬送方向に対して方位角φｉ（図１０参照）で射出するラインファイバである。それぞれの照明部２Ａおよび照明部２Ｂから射出された光束は、シリンドリカルレンズ３０により点ＳにおいてＸＺ平面内で焦点を結ぶよう構成されている。なお、これらの照明部２Ａ、照明部２Ｂおよびこれらに接続されたシリンドリカルレンズ３０によって構成される照明手段は、図示しない駆動機構により、点Ｓを中心として回転可能に構成され、照明手段による照明光の入射角θｉを可変にする。

他方、観察側の光学系である撮像手段は以下のように構成されている。
まず、撮像素子５は、例えば密着型ラインＣＣＤ（Charge Coupled Device）であり、ＦＰＤ基板１の幅方向に沿って画素が並んでいる。撮像素子５には撮像素子５の画素周期と一致する間隔でレンズが配置されたマイクロレンズアレイ４が取り付けられている。また、マイクロレンズアレイ４に入射する光束を最適に規制するため、撮像素子５の画素ピッチと一致する一定間隔で穴が設けられた絞り３がマイクロレンズアレイ４の瞳位置に配置されている。これらの撮像素子５、マイクロレンズアレイ４および絞り３によって構成される撮像手段は、点Ｓを中心として、図示しない駆動機構により回転可能に構成され、撮像手段により撮像する出射角θｄを可変とする。

次に、図１２を説明の中心にし、補足的に図８乃至図１１を用いて、基板検査装置の構成、動作機能および作用について説明する。
図１２において、基板搬送制御部１９は、ＦＰＤ基板１を吸着および支持する移動ステージ３１をＸ方向に所定の速度で移動制御するとともに、この移動ステージ３１の位置決め制御を行なう機能を有する。

光学系制御部１８は、照明部２Ａおよび照明部２Ｂの光量を調整する。また、光学系制御部１８は、照明部２Ａ、照明部２Ｂおよびシリンドリカルレンズ３０から構成される照明手段による照明光の入射角θｉを可変制御する機能を有し、また、絞り３、マイクロレンズアレイ４および撮像素子５から構成される撮像手段により撮像する出射角θｄを可変制御する機能を有する。

検査を開始する際、ＦＰＤ基板１に対して、照明部２Ａおよび照明部２Ｂの何れを用いるかは、装置ＰＣ１５に接続された上位側のホストコンピュータ３２上に格納され、ホストコンピュータ３２から通信で送られてくるＦＰＤ基板１基板情報（例えば、搬送方向に対してのパターン情報、パターンの形状情報、パターンが切替わる位置情報等）に基づいて決定される。ここでの決定のための条件設定は以下の通りである。なお、基板情報は、予め入力されている設計データから取得しても良いし、検査開始前に、手動で入力するようにして取得しても良い。

まず、ＦＰＤ基板１上のパターンが、ＦＰＤ基板１の搬送方向に対して縦長の縦長パターン１４であるか横長の横長パターン１３であるか判断する。ここで、横長パターン１３であれば基本的には照明部２Ａを用い、縦長パターン１４であれば照明部２Ｂを用いる。ただし、工程や種類毎にＦＰＤ基板１上のパターン形状が異なり、場合によっては短周期側、あるいは長周期側のパターン成分が存在しない場合もあり得る。例えば、縦長ではあるが短周期側のパターン成分が存在しない場合、照明部２Ｂを用いても、短周期側のパターンから回折光は発生しないので、回折光を用いた検査が出来ない。その場合は、照明部２Ａを用いる。

逆に、横長ではあるが短周期側のパターン成分が存在しない場合も同様の考えで、この場合は照明部２Ｂを用いる。要するに、照明部２Ａか照明部２Ｂの選択に関しては、パターンが搬送方向に対して横長であるか縦長であるかという基準に加え、パターン形状の情報に基づいて判断する機能を有する。

次に、照明部２Ａが選択されると、欠陥観察が最適化されるよう、照明手段による入射角θｉと撮像手段による出射角θｄが決定される。すなわち、パターン周期と照明波長から、次数毎の回折角度を求め、所望の次数の回折光が、撮像手段に取り込まれる条件になるよう設定される。この設定は、基本的にパターン形状等のホストコンピュータ３２上に格納されている基板情報から自動で求められるようになっているが、基板情報が不明な場合は、ユーザーが手動で条件設定できる機能を有する。また、照明部２Ｂが選択されると、欠陥観察が最適化されるように、照明部２Ａが選択された場合と同様に、照明手段による入射角θｉと撮像手段による出射角θｄが決定され、照明手段による入射角θｉと撮像手段による出射角θｄが設定される。また、所望の次数の回折光が、撮像手段に取り込まれるように、照明部２Ｂによる方位角φｉも変更できるようになっている。なお、一度設定された検査条件をメモリ２３に記憶させ、同様の検査条件が有効であるＦＰＤ基板１が搬送された際、メモリ２３から装置ＰＣ１５に検査条件を呼び出すことも可能である。

また、共取り基板（１枚のガラス基板の中に縦長パターンと横長パターンを持つ基板）を検査する場合は、搬送方向に沿った、横長パターン１３と縦長パターン１４とが切替わる位置の前後で、撮像条件を最適化する調整機能を有する。すなわち、検査時に、図示していない位置検出手段により搬送装置の位置を検出しながらＦＰＤ基板１を搬送し、図７に示したような面切替位置２７が検査エリア内に差し掛かると、それ以降の横長パターン１３または縦長パターン１４に最適化された検査条件に切り換える機能を有する。なお、面切替位置は、予め記憶されている基板情報、または、メモリ２３に記憶されている検査条件に基づいて決定するようにしても良いし、別に、横長パターン１３と縦長パターン１４とが切替わる位置を検出する手段を設けて決定するようにしてもよい。

撮像素子５は、駆動回路２１および画像インターフェース（Ｉ／Ｆ）２０と接続されている。駆動回路２１は、基板搬送制御部１９に同期して撮像素子５を駆動する機能を有する。画像Ｉ／Ｆ２０は、撮像素子５により撮像された検査画像を画像処理部１７に転送するもので、１ラインずつ撮像された検査画像を再構成する機能を有する。

画像処理部１７は、装置ＰＣ１５によって制御され、撮像素子５から出力され検査画像を画像Ｉ／Ｆ２０を介して入力し、この検査画像を処理して合焦不良等の欠陥を抽出し、その欠陥の種類、数、位置、面積等のテ一夕を求め、これらのデータを装置ＰＣ１５に転送する機能を有する。また、画像処理部１７には、モニタテレビジョン（モニタＴＶ）２６および画像記憶部２４が接続され、検査画像やその処理画像をモニタＴＶ２６に表示し、必要に応じて検査画像やその処理画像を画像記憶部２４に保存する機能を有する。

装置ＰＣ１５は、画像処理部１７から送られてきた欠陥の種類、数、位置、面積等のデータを受け取り、これらのデータをＦＰＤ基板１の種類毎の検査条件（光学系の設定、検査面積、画像処理の条件等）に含まれている合格基準と照合してＦＰＤ基板１の良否を判定する機能を有する。

この装置ＰＣ１５には、メニュー画面を表示するモニタＴＶ２５と、基板検査装置に必要なメニューを指示するためのキーボート２２と、ＦＰＤ基板１の種類毎の上記検査条件および検査データ等を保存するためのメモリ２３とが接続されている。また、装置ＰＣ１５には、シーケンサ１６を介して上述した基板搬送制御部１９、光学系制御部１８および駆動回路２１が接続されている。

次に、基板検査装置の動作および作用について以下に説明する。
操作者がキーボード２２からＦＰＤ基板１と共に、検査の開始を指示すると、メモリ２３に格納されている検査条件の中から該当するＦＰＤ基板１の条件が装置ＰＣ１５に読み込まれる。

そして、装置ＰＣ１５は、読み込んだ検査条件に基づいてシーケンサ１６を介して、照明部２Ａ、照明部２Ｂおよびシリンドリカルレンズ３０によって構成される照明手段と、絞り３、マイクロレンズアレイ４および撮像素子５から構成される撮像手段の設定を行う。また、装置ＰＣ１５は、ホストコンピュータ３２から送信されるＦＰＤ基板１の設計データを読み取り、下記のような条件設定を行う。

条件設定について、図８および図９を用いて横長パターン１３の検査の場合を説明し、図１０および図１１を用いて縦長パターン１４の検査の場合を説明する。
上述したように、図８および図９は、基板１の搬送方向（図８中の矢印ハ）に対して、繰り返しパターンが横長になっている横長パターン１３を検査する例である。

この場合、照明部２Ａを用いてＦＰＤ基板１を照明する。入射角θｉおよび出射角θｄは、ＦＰＤ基板１の表面から発生する回折光の観察において、欠陥のコントラストが良好となる所望の次数の回折光が取り込める条件に設定する。

また、図１０および図１１は、ＦＰＤ基板１の搬送方向（図１０中の矢印ハ）に対して、繰り返しパターンが縦長になっている縦長パターン１４を検査する例である。
この場合、照明部２Ｂを用いてＦＰＤ基板１を照明する。入射角θｉと出射角θｄは、ＦＰＤ基板１の短周期側パターンから発生する回折光の観察において、回折光が取り込める条件に設定する。なお、欠陥のコントラストが良好となるような所望の次数の回折光が取り込めるように、照明部２Ｂによる方位角Φｉも変更するようにしてもよい。

ただし、上述の照明部２Ａと照明部２Ｂとの切替設定は検査対象となる繰り返しパターンの形状によっても左右され、例えば図８に示したＦＰＤ基板１上の幅方向に伸びる短周期側のパターン成分が存在しない場合は照明部２Ｂを用い、図１０に示したＦＰＤ基板１上の搬送方向に伸びる短周期側のパターン成分が存在しない場合は照明部２Ａを用いるように設定する。

上述したように、これらの設定は、基板データと照明波長から自動的に求めているが、実際にＦＰＤ基板１を前記照明手段により照明し、前記撮像手段で撮像した回折光の強度変化を測定することで、前記各設定条件（照明条件および撮影条件等）を求めるようにしてもよい。なお、この場合、回折光の強度変化を測定する測定手段を有する。また、特に基板データが無い場合などには、ユーザーが実際にＦＰＤ基板１を基板検査装置に投入して、検査結果を検証しながら各設定を手動で行っても良い。

そして、装置ＰＣ１５は、これらの設定動作が完了した時点で、この設定条件をシーケンサ１６に送信する。
シーケンサ１６は、照明部２Ａまたは照明部２Ｂの照明光の入射角θｉと、撮像素子５での撮像する出射角θｄと、照明部２Ａあるいは照明部２Ｂの選択の設定条件を受け取り、光学系制御部１８に対して、ＦＰＤ基板１に対する照明部２Ａまたは照明部２Ｂの照明光の入射角θｉとなるように照明手段の角度を制御し、撮像素子５で撮像する出射角θｄとなるように撮像手段の角度を制御する。

これにより、照明手段（照明部２Ａ、照明部２Ｂ、シリンドリカルレンズ３０）と撮像手段（マイクロレンズアレイ４、絞り３、撮像素子５）の設定が終了する。
次に、基板搬送制御部１９は、移動ステージ３１をＸ方向に所定の速度で移動制御する。これと共に照明部２Ａあるいは照明部２Ｂから照明光が出射され、これら照明光がシリンドリカルレンズ３０により撮像エリア上のＸＺ面内の点Ｓで集光する。

他方、撮像手段を構成する撮像素子５は、移動ステージ３１のＸ方向への移動に同期して１ラインずつ撮像し、その１ライン毎の画像データを画像Ｉ／Ｆ２０に転送する。また、画像Ｉ／Ｆ２０は、撮像素子５により１ラインずつ撮像された検査画像を再構成する。

そして、ＦＰＤ基板１に対する全面走査が終了すると、画像Ｉ／Ｆ２０は、ＦＰＤ基板１の全面の検査画像を画像処理部１７に転送する。
画像処理部１７は、撮像素子５から出力され検査画像を画像Ｉ／Ｆ２０を介して入力し、この検査画像を処理して合焦不良等の欠陥を抽出し、その欠陥の種類、数、位置、面積等のデータを求め、これらのデータを装置ＰＣ１５に転送する。

装置ＰＣ１５は、画像処理部１７から送られてきた欠陥の種類、数、位置、面積等のデータを受け取り、これらのデータをＦＰＤ基板１の種類毎の検査条件に含まれている合格基準と照合してＦＰＤ基板１の良否を判定する。

以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、上述の実施の形態においては、照明部２Ａおよび照明部２Ｂを繰り返しパターンの形状によって切り替え、ＦＰＤ基板１に対する照明手段の入射角θｉおよび撮像手段の出射角θｄを変更するので、縦長パターン１４が形成されたＦＰＤ基板１を検査する場合であっても、短周期パターンから発生する回折光を撮像することができ、その検査画像からＦＰＤ基板１の検査を行うことができる。

なお、複数の繰り返しパターンが混在し、横長パターン１３と縦長パターン１４が共存する共取りのＦＰＤ基板１を検査する場合には、ＦＰＤ基板１の移動の際、図７に示した面切替位置２７が検査エリアに差し掛かったことが検知されると、それ以降の横長パターン１３または縦長パターン１４に最適化された検査条件になるよう、照明手段の光量および入射角θｉ並びに撮像手段の出射角θｄを調整する。

以上、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明してきたが、本発明が適用される基板検査装置は、その機能が実行されるのであれば、上述の実施の形態等に限定されることなく、それぞれ単体の装置であっても、複数の装置からなるシステムあるいは統合装置であっても、ＬＡＮ、ＷＡＮ等のネットワークを介して処理が行なわれるシステムであってもよいことは言うまでもない。

また、バスに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭのメモリ、入力装置、出力装置、外部記録装置、媒体駆動装置、可搬記憶媒体、ネットワーク接続装置で構成されるシステムでも実現できる。すなわち、前述してきた実施の形態のシステムを実現するソフトウェアのプログラムコードを記録したＲＯＭやＲＡＭのメモリ、外部記録装置、可搬記憶媒体を、基板検査装置に供給し、その基板検査装置のコンピュータがプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。

この場合、可搬記憶媒体等から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した可搬記憶媒体等は本発明を構成することになる。

プログラムコードを供給するための可搬記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリーカード、ＲＯＭカード、電子メールやパソコン通信等のネットワーク接続装置（言い換えれば、通信回線）を介して記録した種々の記憶媒体などを用いることができる。

また、コンピュータがメモリ上に読み出したプログラムコードを実行することによって、前述した実施の形態の機能が実現される他、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施の形態の機能が実現される。

さらに、可搬型記憶媒体から読み出されたプログラムコードやプログラム（データ）提供者から提供されたプログラム（データ）が、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施の形態の機能が実現され得る。

また、本発明の実施の形態では、検査対象としてＦＰＤ基板を用いて説明したが、これに限定されず、例えば、縦長パターン、横長パターン、または、縦長パターンと横長パターンが共存する基板であればよく、このようなパターンを有する半導体基板等で構わない。

また、本発明の実施の形態では、搬送方向と一致する方向から照明する照明部２Ａと、搬送方向に対して所定の角度を有する方向から照明する照明部２Ｂの２つの照明部を用いて説明したが、これに限定されず、例えば、図示していない照明部の移動機構を用いて照明位置を変更することで、搬送方向と一致する方向からの照明と、搬送方向に対して所定の角度を有する方向からの照明を１つの照明部により、実現するようにしてもよい。

すなわち、本発明は、以上に述べた実施の形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または形状を取ることができる。

従来の基板検査装置の原理を説明するための図（平面図）である。 従来の基板検査装置の原理を説明するための図（側面図）である。 合焦不良欠陥の観察を説明するための図である。 パターン周期の短い側から発生する回折光を観察するための条件を説明するための図（その１）である。 パターン周期の短い側から発生する回折光を観察するための条件を説明するための図（その２）である。 パターン周期の短い側から発生する回折光を観察するための条件を説明するための図（その３）である。 １枚のガラス基板の中に縦長パターンおよび横長パターンを持つＦＰＤ基板１の例を示す図である。 検査ユニット２９による横長パターン１３の検査を説明するための図（平面図）である。 検査ユニット２９による横長パターン１３の検査を説明するための図（側面図）である。 検査ユニット２９による縦長パターン１４の検査を説明するための図（平面図）である。 検査ユニット２９による縦長パターン１４の検査を説明するための図（側面図）である。 検査ユニット２９を備える基板検査装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ ＦＰＤ基板
２、２Ａ、２Ｂ 照明部（光源）
３ 絞り
４ マイクロレンズアレイ
５ 撮像素子（ラインイメージセンサ）
６ 照明光
７ 正反射光
８ 回折光
９ 結像レンズ
１０ 被検体
１１ コリメートレンズ
１２ コリメートレンズ
１３ 横長パターン
１４ 縦長パターン
１５ 装置ＰＣ
１６ シーケンサ
１７ 画像処理部
１８ 光学系制御部
１９ 基板搬送制御部
２０ 画像インターフェース（Ｉ／Ｆ）
２１ 駆動回路
２２ キーボード
２３ メモリ
２４ 画像記憶部
２５ モニタＴＶ
２６ モニタＴＶ
２７ 面切替位置
２８ カバー
２９ 検査ユニット
３０ シリンドリカルレンズ
３１ 移動ステージ
３２ ホストコンピュータ

Claims (6)

1. 同一パターンの繰り返しである繰返しパターンが表面に形成されたシート状の基板を搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段によって搬送された前記基板に対して線状の照明光を照射する照明手段と、
   前記照明手段によって照明された前記基板の線状領域の画像を撮像する撮像手段と、
   前記照明手段を制御することにより、前記照明手段によって照射される線状の照明光の照射方向を、前記搬送手段によって搬送される前記基板の搬送方向と一致する第１の方向と、前記搬送方向に対して所定の角度を有する第２の方向とで切替える切替手段と、
   前記繰り返しパターンの縦横サイズが縦方向と横方向とで異なる長さである場合、前記切替手段によって前記照射方向を前記基板の面に平行な方向に切替え、前記縦横サイズの短い方から発生する回折光が取り込めるように、前記照明手段が照射する照明光の照明角度と前記撮像手段によって撮像するための撮像角度とを調整する調整手段と、
   を備えることを特徴とする基板検査装置。
2. 前記基板に関する基板情報を格納する基板情報格納手段と、
   を備え、
   前記切替手段は、予めメモリに格納された前記基板情報に基づいて、前記第１の方向と前記第２の方向とを切替えることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
3. 前記基板情報格納手段は、前記繰り返しパターンが前記縦横サイズの長い方の方向と前記基板の搬送方向と一致する前記第１の方向とが同一方向である縦長パターンであるのか、前記繰り返しパターンが前記縦横サイズの短い方の方向と前記基板の搬送方向と一致する前記第１の方向とが同一方向である横長パターンであるのかという情報を含み、
   前記切替手段は、前記繰り返しパターンが前記縦長パターンであれば、前記照射方向を前記第２の方向に切替え、前記繰り返しパターンが前記横長パターンであれば、前記照射方向を前記第１の方向に切替えることを特徴とする請求項２に記載の基板検査装置。
4. 前記照明手段による照明光の照明角度および前記撮像手段による撮像の撮像角度を変化させた際の回折光の強度変化を測定する測定手段と、
   を備え、
   前記照明手段は、前記測定手段によって測定された前記強度変化に基づいて照明条件を定め、前記照明条件に基づいて前記照明光を照射することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の基板検査装置。
5. 基板検査装置のコンピュータを、
   同一パターンの繰り返しである繰返しパターンが表面に形成されたシート状の基板を搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段によって搬送された前記基板に対して線状の照明光を照射する照明手段と、
   前記照明手段によって照明された前記基板の線状領域の画像を撮像する撮像手段と、
   前記照明手段を制御することにより、前記照明手段によって照射される線状の照明光の照射方向を、前記搬送手段によって搬送される前記基板の搬送方向と一致する第１の方向と、前記搬送方向に対して所定の角度を有する第２の方向とで切替える切替手段と、
   前記繰り返しパターンの縦横サイズが縦方向と横方向とで異なる長さである場合、前記切替手段によって前記照射方向を前記基板の面に平行な方向に切替え、前記縦横サイズの短い方から発生する回折光が取り込めるように、前記照明手段が照射する照明光の照明角度と前記撮像手段によって撮像するための撮像角度とを調整する調整手段と、
   して機能させることを特徴とする基板検査プログラム。
6. 前記照明手段は、前記照明光を射出する射出端面において、前記照明光が幅方向に対して垂直に射出する第１の照明部と前記照明光が前記搬送方向に対して所定の方位角で射出する第２の照明部を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の基板検査装置。