KR101305262B1

KR101305262B1 - 기판 검사 장치

Info

Publication number: KR101305262B1
Application number: KR1020060098486A
Authority: KR
Inventors: 마사루 마쓰모토; 오사무 나가미
Original assignee: 올림푸스 가부시키가이샤
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2013-09-09
Also published as: TW200716970A; CN1948955A; JP2007107945A; TWI333544B; KR20070040722A

Abstract

본 발명의 기판 검사 장치(1)에는, 베이스 본체(3) 상에 기판(W)을 공기 부상시키는 부상 스테이지(4)가 설치되어 있다. 또한, 베이스 본체(3)의 일단부로부터 타단부에 이르는 사이에, 자동 매크로 검사부(21)와 마이크로 검사부(22)가 순차적으로 설치되어 있다. 자동 매크로 검사부(21)는, 라인형 조명광을 기판(W)에 조사하는 조명부(24)를 가지고, 조명광의 반사광을 반사부(25)에서 반사시킨 후에, 촬상부(26)에 입사하도록 구성되어 있다.

스테이지, 기판, 반송 수단, 라인 조명용 광원, 촬상부, 마이크로 검사부, 대물 렌즈, 마이크로 검사부, 결함 좌표 연산부, 제어부, 정밀 부상 블록.

Description

기판 검사 장치{SUBSTRATE INSPECTION APPARATUS}

도 1 본 발명의 제1의 실시예에 관한 기판 검사 장치의 평면도이다.

도 2 도 1에 나타낸 기판 검사 장치의 측면도이다.

도 3 본 발명의 제3의 실시예에 관한 기판 검사 장치에서의 자동 매크로 검사부의 개념도이다.

* 도면의 주요부에 대한 부호의 간단한 설명 *

2: 제진 장치 3: 베이스 본체

4: 부상 스테이지 5, 6: 부상 블록

7, 9: 정밀 부상 블록 10: 공기 송풍 구멍

14: 슬라이드부 15: 흡착부

21: 자동 매크로 검사부 22: 마이크로 검사부

24: 조명부 25: 반사부

26: 촬상부 43: 현미경

45: 조명부 50: 제어부

일본국 특개 2000-9661호 공보

일본국 특개 2001-305064호 공보

본 발명은, 액정 디스플레이의 평판 표시 장치 등의 기판 검사에 사용되는 기판 검사 장치에 관한 것이다.

액정 디스플레이(LCD) 등의 평판 표시 장치(FPD, Flat-Panel Display)의 제조 공정에서는, 기판의 외관을 검사하는 공정에, 기판 검사 장치가 사용되고 있다. 기판 검사 장치에는, 일축 스테이지에 따라서, 결함 검출부와 결함 리뷰부를 배치한 것이 있다(예를 들면, 일본국 특개 2000-9661호 공보 참조). 결함 검출부는 검출 카메라와 투과 조명으로 구성되고, 결함 리뷰부는 컬러 카메라와 투과 조명으로 구성되어 있다.

또한, 기판 검사 장치에는, 기판 전체를 거시적으로 육안 관찰하는 매크로 검사와, 현미경을 사용하여 비교적 작은 결함 등의 유무를 검사하는 마이크로 검사를 병용하여 외관 검사하는 기판 검사 장치가 있다. 이와 같은 외관 검사 장치는, 매크로 검사부에 배치되고, 반송 로봇에 의해 반입된 유리 기판을 육안 관찰에 적절한 각도로 설정하는 매크로 검사용의 요동 홀더, 및 이 요동 홀더로부터 유리 기판을 접수하여 마이크로 검사 영역으로 이송하는 XY 스테이지를 가지며, 매크로 검사부의 매크로 조명 영역으로부터 벗어난 위치에 마이크로 검사용의 현미경을 설치한 것이 알려져 있다(예를 들면, 일본국 특개 2001-305064호 공보).

그러나, 일본국 특개 2000-9661호 공보에 개시되어 있는 바와 같이 기판 검 사 장치에서는, 검사 대상인 유리 기판을 대형화하면, 육안에 의한 검사가 곤란하거나, 검사자에게 걸리는 부담이 커진다. 또한, 기판이 대형화하면, 결함 등의 위치를 등록할 때에, 죠이스틱 등의 조작부를 조작하고, 포인터를 발견한 결함으로 이동시키는 거리가 커지므로, 검사 시간이 길어진다. 또한, 대형 기판을 요동시키기 위해서는, 큰 공간과 튼튼한 요동 기구를 설치할 필요가 있으므로, 장치가 대형화된다.

본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 매크로 검사와 마이크로 검사를 연속하여 행하고, 기판 검사 장치의 대형화를 방지하며, 검사 효율을 향상시키는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 기판 검사 장치는, 평판 표시 장치용 기판을 반송하는 스테이지, 상기 기판의 한 변을 유지하여 상기 스테이지의 반송 방향으로 반송하는 반송 수단, 상기 스테이지의 상류측에 배치되어, 상기 반송 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 라인형 조명광을 출사하는 라인 조명용 광원, 상기 라인형 조명광에 의해 조사되는 관찰 영역을 촬상하는 촬상부를 가지는 매크로 검사부, 상기 스테이지의 반송 방향으로 배치되고, 상기 반송 방향과 직교하는 방향으로 이동하는 대물 렌즈를 가지는 마이크로 검사부, 상기 마이크로 검사부에서 검출된 결함의 좌표를 연산하는 결함 좌표 연산부, 상기 결함 좌표 연산부의 각 결함의 좌표 데이터에 근거해, 상기 결함의 X 좌표가 상기 대물 렌즈의 주사 라인에 일치하는 위치로 상기 기판을 이동시켜, 상기 기판을 정지시킨 상태에서 상기 마이크로 검사부의 상기 대물 렌즈를 상기 결함의 Y 좌표에 일치하는 위치까지 이동시키는 제어부, 상기 대물 렌즈의 주사 라인에 대응하는 검사 영역에 배치되어, 상기 기판을 고정밀도로 부상시키는 정밀 부상 블록을 구비하고, 상기 기판을 부상시킨 상태에서 상기 마이크로 검사부에 의해 상기 기판을 마이크로 검사하는 것을 특징으로 한다.

이 기판 검사 장치에서는, 매크로 검사부는, 기판에 대하여 라인형 조명광을 조사하고, 그 반사광으로부터 기판 표면의 거시적인 화상(매크로 화상)을 얻는다. 이 때에, 이동 수단이 기판을 이동시키면서 화상을 얻으면 기판 표면의 화상이 자동으로 얻어진다. 또한, 마이크로 검사부는 기판과 대물 렌즈를 각각 이동시킴으로써, 기판의 소정 위치의 확대 화상(마이크로 화상)을 얻는다.

본 발명에 의하면, 기판의 이동 경로에 따라 매크로 검사부와 마이크로 검사부를 설치하고, 기판을 이동시키면서 매크로 검사부에서 기판 표면으로부터의 반사광을 판독하여 거시적인 화상을 자동으로 얻고, 마이크로 검사부에서 기판의 확대 화상을 얻도록 했으므로, 기판 사이즈에 상관없이 외관 검사를 신속하게 행하는 것이 가능하게 된다. 매크로 검사부에서 얻은 화상으로부터 결함 등의 유무를 자동으로 검출하도록 하면, 수동으로 검사를 행하는 경우에 비해, 신속하고, 정확한 결과를 얻을 수 있다. 또, 결함 위치를 등록하고, 이 위치에 맞추어 마이크로 검사부를 이동시키도록 하면, 필요한 위치의 확대된 상을 얻을 수 있어 검사의 정밀도가 향상된다.

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)

본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대하여 이하에 설명한다.

(제1 실시예)

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 기판 검사 장치(1)는, 바닥면에 제진(除振) 장치(2)를 통하여 설치되는 베이스 본체(3)를 구비한다. 베이스 본체(3) 상에는, 기판 반송 수단으로서 공기를 불어 내어 FPD용 유리 기판(유리 기판(W))을 부상(浮上)시키는 부상(浮上) 스테이지(4)가 설치된다. 부상 스테이지(4)는, 베이스 본체(3)의 길이 방향(X 방향)의 일단부 측의 기판 반입 영역과 타단부 측의 기판 반출 영역에, 유리 기판(W)의 반송 방향(길이 방향)을 따라 세장형(細長型)의 직사각형의 부상(浮上) 블록(반송용 부상 블록)(5, 6)이 소정의 간격을 두고 복수개 설치된다. 부상 블록(5, 6) 사이의 마이크로 검사 영역에는, 유리 기판(W)의 반송 방향(X 방향)과 직교하는 폭 방향(Y 방향)으로 유리 기판(W)의 부상 높이를 고정밀도로 제어할 수 있는 정밀 부상 블록(검사용 부상 블록)(7, 9)이 소정의 틈새(8)를 두고 배치된다. 이들 부상 블록(5, 6)과 정밀 부상 블록(7, 9)에는, 그 상면에 개구된 공기 송풍 구멍(10)(도 1에는 일부만 도시함)이, 같은 간격으로 복수개 설치된다. 이들 공기 송풍 구멍(10)은, 부상 블록(5, 6)과, 정밀 부상 블록(7, 9)의 버퍼 공간을 통하여, 공기 압축기 등의 유체 공급원(11)에 접속된다.

정밀 부상 블록(7, 9)은, 부상 블록(5, 6)에 비해 공기 송풍 구멍(10)이 조밀하게 배치된 것, 또는 공기 송풍 구멍(10) 외에 공기 배출구멍을 설치하고, 공기 토출력(정압)과 공기 흡인력(부압)에 의해 유리 기판(W)의 부상 높이를 고정밀도로 제어하는 것이면 된다.

틈새(8)는, 현미경(43)의 검사광 축(대물 렌즈의 광축)의 이동 라인 상에 설치되고, 대물 렌즈와 대향하는 정밀 부상 블록(7, 9)의 아래쪽에 설치된 조명부(45)로부터의 투과 조명광이 차단되지 않는 간격으로 형성된다.

또한, 베이스 본체(3) 상에서, 길이 방향으로 평행한 한쪽의 측부 에지에는, 가이드 레일(12)이 부상 스테이지(4)의 기판 반송로에 대해 평행하게 설치된다. 이 가이드 레일(12)에는, 슬라이드부(14)가 이동 가능하게 장착된다. 가이드 레일(12)과 슬라이드부(14)는, 슬라이드부(14)가 가이드 레일(12)을 따라 자주(自走)하는 리니어 모터로 구성된다. 슬라이드부(14)에는, 유리 기판(W)을 흡착하는 복수개의 흡착부(15)를 가지는 기판 흡착 테이블(13)이 승강 가능하게 형성된다. 흡착부(15)는, 기판 흡착 테이블(13)의 상면에 베이스 본체(3)의 길이 방향을 따라 같은 간격으로 복수개 설치된다. 각 흡착부(15)의 선단에는, 유리 기판(W)을 흡착하는 오목형 수지성 흡착 패드가 설치되고, 이 흡착 패드에는 상하로 관통하는 관통공이 형성되며, 이 관통공은 흡입 펌프(17)에 접속된다. 또한, 베이스 본체(3)의 유리 기판(W)의 반입 영역에는, 유리 기판(W)을 협지하도록, 위치 결정 기구인 기준 핀(18)과 누름핀(19)이 복수개 설치된다. 기준 핀(18)은, 유리 기판(W)을 기준 위치에 위치 결정하는 것으로, 부상 스테이지(4)의 상면에 대하여 출몰 가능하고 상하 이동이 가능하게 형성된다. 누름핀(19)은, 유리 기판(W)을 기준 핀(18)으로 누른 기준 위치에 정렬시킴으로써, 유리 기판 방향으로 이동 가능하게 된다. 그리고, 베이스 본체(3)의 유리 기판(W)의 반입 영역의 부상 스테이지(4)의 아래쪽 에는, 기판(W)을 들어올려, 반송용 로봇에 의한 기판 교환을 가능하게 하는 기판 리프트부가 형성된다. 기판 리프트부는, 상하 이동하는 리프트 핀(20)이 반송용 로봇의 손과 간섭하지 않게 복수개 배치된다.

여기서, 베이스 본체(3)에는, 그 일단부로부터 타단부에 이를 때까지, 제1 검사부인 자동 매크로 검사부(21)와 제2 검사부인 마이크로 검사부(22)가 부상 스테이지(4)의 기판 반송 방향을 따라 상류측으로부터 하류측으로 순차로 설치된다. 자동 매크로 검사부(21)는, 부상 스테이지(4)를 Y 방향에 대해 평행하게 넘도록 베이스 본체(3)에 장착된 문형 프레임(23)을 가진다. 문형 프레임(23)의 수직 프레임부에는, 수평 프레임부의 한쪽의 측면에 평행하게 조명부(24)가 장착된다. 문형 프레임(23)의 수평 프레임부의 상면에는, 조명부(24) 보다 높은 위치에 반사부(25)와 촬상부(26)가 장착된다.

조명부(24)는, Y 방향으로 평행한 라인 조명광을 기판 표면을 향하여 조사하는 라인 조명용 광원(27)을 가지고 있다. 라인 조명용 광원(27)으로서는, 예를 들면, 중공 봉형의 유리 로드의 단면에 광원을 배치하여, 유리 로드 내에서 전반사한 광을 유리 로드의 슬릿 개구로부터 라인형 조명광을 출사하는 것, 또는 LED을 직선형으로 배열한 것을 들 수 있다.

반사부(25)는, 라인 조명광원(27)에 라인형으로 조명된 유리 기판(W)을 촬상하는 촬상광로 상에 배치되어 있고, 유리 기판(W)에서 반사된 반사광을 촬상부(26)를 향해 반사시키는 거울(28)을 구비하고 있다. 촬상부(26)는, 카메라 렌즈(29)와 카메라 렌즈(29)보다 타단부 측에 배치된 라인 센서 카메라(30)를 구비한다.

조명부(24), 반사부(25) 및 촬상부(26)의 배치는, 기판(W)의 관찰 영역에서 반사한 라인 조명광이 촬상부(26)에 상을 결상하도록 설정된다. 반사부(25)는, 유리 기판(W)에서 반사한 반사광을 촬상부(26)를 향하여 부상 스테이지(4)의 부상면에 대해 대략 평행하게 굽혀지도록 문형 프레임(23)의 수평 암부로부터 상류측으로 연장된 지지 프레임에 장착된다. 촬상부(26)는, 반사부(25)에서 반사된 반사광로 상에서 문형 프레임(23)의 수평 암부로부터 하류측으로 연장된 지지 프레임에 장착된다. 조명부(24)에는, 촬상부(26)에 의해 기판(W) 표면의 간섭상, 및 회절상을 얻기 위해서, 유리 기판면에 대하여 임의의 입사 각도로 설정할 수 있도록, 라인 조명용 광원(27)이 회동 가능하게 형성된다. 이와 같은 자동 매크로 검사부(21)는, 매크로용 제어부(31)에 접속된다.

매크로용 제어부(31)는, 라인 조명용 광원(27)의 발광 제어, 및 촬상부(26)로부터 화상 데이터의 읽어들이기를 행하고, 화상 데이터를 화상 처리해 매크로 화상을 형성하는 동시에, 인접 화소 또는 인접 패턴과의 인접 비교법 등의 결함 검출을 행하는 화상 처리부를 포함한다. 또한 매크로용 제어부(31)는, 결함 검출의 결과에 따라 결함의 유무나 종류를 판정하는 판정부, 결함의 중심 위치로부터 결함 위치를 산출하는 결함 좌표 연산부, 및 결함 위치를 등록하는 등록 수단인 메모리를 가진다.

마이크로 검사부(22)는, 부상 스테이지(4)를 Y 방향에 대해 평행하게 넘도록 베이스 본체(3)에 장착된 문형 프레임(40), 문형 프레임(40)의 수평 프레임부의 한쪽 측면을 따라 설치된 가이드 레일(41), 가이드 레일(41)에 따라서 이동 가능한 자주식 검사 헤드용 스테이지(42), 및 검사 헤드용 스테이지(42)에 지지된 현미경(43)을 가진다.

이 현미경(43)은 정밀 부상 블록(7, 9)들 사이에 형성되는 틈새(8)의 위쪽에 배치된다. 이 틈새(8)의 아래쪽에는, 가이드 레일(44)을 따라 현미경(43)의 이동에 추종하는 투과 조명부(45)가 형성된다. 현미경(43)은 대물 렌즈(43b)와 CCD(고체 촬상 소자)(43a)를 가진다. 마이크로 검사부(22)와 자동 매크로 검사부(21)는 서로 간섭하지 않는 정도로 근접 배치한다. 예를 들면, 마이크로 검사부(22)의 현미경(43)이 자동 매크로 검사부(21)의 촬상부(26)와 간섭하지 않도록, 촬상부(26) 보다 낮은 위치에 형성된다. 현미경(43)의 CCD(43a)의 출력은, 마이크로용 제어부(46)에 접속된다.

마이크로용 제어부(46)에는, 스테이지(42), 조명부(45), 및 매크로용 제어부(31)가 접속된다.

기판 검사 장치(1)의 전체 제어는, 장치 제어부(50)에 의해 총괄하여 행해지도록 된다. 장치 제어부(50)는, 부상 스테이지(4), 기판 흡착 테이블(13), 누름핀(19), 기판 리프트부, 매크로용 제어부(31), 및 마이크로용 제어부(46)에 접속된다.

장치 제어부(50)에는, 화상을 표시하는 모니터(51)와 관찰자의 조작을 접수하는 조작부(52)가 접속된다.

기판(W)은, 유리로 된 평면 기판이 사용되고, 이 기판(W) 상에 배선 또는 필터 등의 패턴이 반도체 기술을 사용하여 제작된다. 기판(W)의 결함은, 패턴의 일 부가 끊어져 있거나, 패턴끼리 단락하거나, 이물질이 부착되어 있는 미시적인 것과, 필터의 막이나, 제조과정에서 일시적으로 도포되는 레지스트 막 등의 패턴 자체에 막 얼룩짐이 발생하는 것과 같은 거시적인 것을 들 수 있다. 따라서, 이들 패턴이, 이 실시예에서의 검사 대상이 된다.

다음에, 이 실시예의 작용에 대하여 설명한다.

먼저, 부상 스테이지(4)의 각 공기 송풍 구멍(10)으로부터 공기를 상방으로 불어 반송용 로봇에 의해 반송되는 유리 기판(W)을 부상 스테이지(4) 상으로 이동한다. 구체적으로는, 각 기준 핀(18)을 부상 스테이지(4)의 상면으로부터 돌출되도록 상승시킨 후, 반송 로봇에 의해 유리 기판(W)을 리프트 핀(20) 상에 반입한다. 반송용 로봇은, 조금 하강하여, 유리 기판(W)을 받아서 리프트 핀(20)에 걸은 후에 기판 반입 영역 밖으로 퇴출시킨다. 그 후, 기판 리프트부를 리프트 다운시켜, 유리 기판(W)을 공기에 의해 부상 스테이지(4) 상으로 부상시킨다. 유리 기판(W)을 부상시킨 상태에서, 각 누름핀(19)을 유리 기판(W) 측을 향해 X 방향, 또는 Y 방향으로 이동시켜, 유리 기판(W)을 각 기준 핀(18)에 맞도록 위치 결정을 행한다. 이 위치 결정을 한 상태에서, 기판 반입 영역에서 대기하고 있는 기판 흡착 테이블(13)을 흡착 패드(16)가 기판(W)의 배면에 접촉하는 위치까지 상승시킨다. 이 상태에서 흡입 펌프(17)를 구동시켜 유리 기판(W)을 기판 흡착 테이블(13)의 흡착 패드(16)로 흡착 유지한다.

기판(W)을 위치 결정한 상태에서 흡착 유지한, 각 기준 핀(18)을 기판 흡착 테이블(13) 및 유리 기판(W)과 간섭하지 않는 퇴출 위치로 하강시킨 후, 슬라이드 부(14)를 가이드 레일(12)을 따라 타단부(X 방향)를 향해 같은 속도로 이동시킨다. 이 유리 기판(W) 상에 라인 조명용 광원(27)으로부터 라인 조명광이 조사되어, 유리 기판(W) 표면에서의 반사광이 촬상부(26)에 의해 촬상된다. 기판(W)이 X 방향으로 이동하는 타이밍과 동기하여 매크로용 제어부(31)의 화상 처리부에서 1라인씩 데이터를 중첩시킴으로써 기판(W) 표면 전체의 매크로 화상을 형성한다.

매크로용 제어부(31)는, 화상 처리에 의해 형성되는 검사 대상과 인접하는 패턴을 비교하고, 그 차분으로부터 결함 부분을 추출하여 결함 부분의 중심 위치를, 미리 설정되어 있는 기판(W)의 기준 위치에 대한 좌표로서 산출한다. 그 결과, 결함이 복수개 존재한다고 판정된 경우에는, 판정된 모든 결함 좌표가 순서에 따라 등록된다. 매크로용 제어부(31)는, 이것을 메모리에 등록하는 동시에, 결함 좌표의 데이터를 마이크로용 제어부(46)에 넘겨준다. 그리고, 기판(W)의 매크로 화상 및 결함을 나타내는 마크(mark)가 모니터(51)에 출력된다. 검사자는, 자동 매크로 검사로 판정된 각 결함에 대해서 마이크로 검사를 행하지만, 이 때에, 조작부(52)를 조작하여, 그 결함 위치를 지정한다. 지정 방법으로서는, 예를 들면, 마우스로 화면상의 마크를 클릭해 결함 좌표를 얻거나, 결함으로서 등록되어 있는 좌표를 등록 순서 또는 거리가 가까운 순서로 판독하는 것을 들 수 있다.

마이크로 검사부(22)는, 검사자에 따라서 지정된 결함의 마이크로 화상을 얻는다. 즉, 검사 대상이 되는 결함의 X 좌표가 현미경(43)의 대물 렌즈(43b)의 주사 라인(틈새(8))과 일치하는 위치에서 슬라이드부(14)를 정지시키는 동시에, 현미경(43)과 조명부(45)를 검사 대상이 되는 결함의 Y 방향의 좌표에 맞춘다. 이 때, 유리 기판(W)은, 정밀 부상 블록(7, 9)에 의해 부상 높이가 고정밀도로 제어되고, 이 상태에서 현미경(43)에 의해 자동 조준이 실행된다. 이에 따라서, 조명부(45)로부터 출사한 조명광이 틈새(8)를 통과하고, 기판(W)을 투과하여 현미경(43)에 입사되고, 현미경(43)에서 얻은 마이크로 화상이, 모니터(51)에 표시된다. 그리고, 마이크로 검사부(22)는, 검사자의 조작을 기다리지 않고, 자동 매크로 검사부(21)에서 결함으로 판정된 위치의 마이크로 화상을 자동으로 얻도록 해도 된다.

자동 매크로 검사부(21)와 마이크로 검사부(22)에서 검사가 종료하면, 기판(W)은 슬라이드부(14)에 의해 부상 스테이지(4)의 일단부 측의 수납 위치(유리 기판(W)의 반입 영역)까지 반송된다. 기판 흡착 테이블(13)은, 기판(W)을 수납 위치에 정지시킨 상태에서, 기판(W)의 흡착 유지를 해제한다. 이 때, 기판 흡착 테이블(13) 상에 배치된 각 흡착부(15)의 흡착 패드가 기판(W)의 기준 부상 높이보다 약간 위쪽으로 돌출되어 유리 기판(W)의 배면에 접촉하고, 이 흡착 패드의 마찰력에 의해 공기 부상한 유리 기판(W)의 이동력이 규제된다. 이 상태에서, 유리 기판(W)은, 위치 결정된 상태에서 리프트부의 각 리프트 핀(20)에 걸려, 반송 로봇에 의해 기판 카세트 내로 반입된다. 다른 기판(W)의 검사를 행하는 경우에는, 로봇에 의해 기판(W)이 교환되어, 다음의 기판(W)에 대하여 마찬가지의 검사를 행한다.

이 실시예에 의하면, 라인 조명광 아래에서 기판(W)을 X 방향으로 이동시키면서, 기판(W)의 전체면을 촬상부(26)에 의해 촬상하도록 했으므로, 기판 전체에 대한 매크로 검사를 자동으로 행할 수 있다. 따라서, 대형의 기판(W)이 신속하고 효율 양호하게 검사될 수 있다. 또한, 기판(W)을 요동시켜 일으킬 필요가 없어지 므로, 대규모의 요동 기구나, 요동을 위한 공간을 설치할 필요가 없다. 또한, 결함의 판정을 자동으로 행함으로써, 검사자에 의한 검사의 불균일을 방지할 수 있는 동시에, 결함으로 판정된 부분의 좌표를 등록할 수 있으므로, 결함의 정보를 다른 검사에 이용하기 쉬워진다.

또한, 동일 장치 내에서, 동일한 기판 흡착 테이블(13)에 의해 위치 결정된 유리 기판(W)을 자동 매크로 검사부(21)와 마이크로 검사부(22) 사이에서 반송할 수 있으므로, 종래와 같이 기판을 바꾸어 탑재하거나, 얼라인먼트의 교정을 행하거나 할 필요가 없어, 검사 시간을 단축할 수 있다. 또한 매크로 검사부(21)에서 추출된 각 결함을 마이크로 검사부(22)에 대해서 높은 정밀도로 위치를 맞출 수 있다. 이 때, 자동 매크로 검사부(21)로부터 얻은 좌표의 정보에 따라, 기판(W)의 X 방향의 이동과 현미경(43)의 Y 방향의 이동을 행하도록 했으므로, 간단한 구성으로 대형 기판의 마이크로 검사가 가능하게 된다.

또한, 자동 매크로 검사부(21)의 촬상부(26)의 높이와 마이크로 검사부(22)의 현미경(43)의 높이를 상이하게 하여, 양 검사부(21, 22)의 위치를 근접시킴으로써, 기판 검사 장치(1)를 소형화할 수 있다.

(제2 실시예)

기판 검사 장치(1)의 다른 형태로서는, 이하와 같은 장치 구성을ㄹ 들 수 있다.

자동 매크로 검사부(21)의 검사 데이터를 이용하는 제2 검사부로서 마이크로 검사부(22) 외에 자동 선폭(線幅) 측정부를 설치해도 된다. 자동 선폭 측정부는, 선폭을 측정하는 대상으로서 미리 등록된 패턴의 마이크로 화상을 현미경(43)으로 얻고, 이 마이크로 화상을 화상 처리하여, 패턴의 선폭을 연산한다.

또, 현미경(43)에, CCD 대신에, 또는 CCD에 더하여 분광 측정 유닛을 장착해도 된다. 분광 측정 유닛은, 가시광선을 분광하는 분광기에 의해서, 주로 컬러 필터의 분광 감도를 측정하기 위해서 장착된다. 분광 측정을 하는 대상은, 미리 등록한 위치로 한정해도 되고, 모든 컬러 필터로 하여도 된다.

자동 선폭 측정부나, 분광 측정 유닛을 구비함으로써, 매크로 검사나, 마이크로 검사 외에도, 선폭 측정이나, 분광 감도 측정이 가능하게 된다. 또한, 패턴의 양호 또는 불량을 판정하기 위한 선폭의 임계값이나, 분광 감도를 마이크로용 제어부(46)에 등록하여 두고, 측정 결과와 비교하도록 구성하면, 검사자를 통하지 않고 자동으로 검사를 행하게 할 수 있다.

(제3 실시예)

본 발명의 제3 실시예에 의한 기판 검사 장치(1)는, 도 3의 개념도에 나타낸 자동 매크로 검사부(21)를 가진다. 이 자동 매크로 검사부(21)는, 라인 조명용 광원(27)이 구동 기구(60)를 통하여 문형 프레임(23)(도 2 참조)에 각도 변경 가능하게 지지된다. 촬상부(26)는, 렌즈(29)의 앞에서 간섭 필터(61)가 광로 상에 설치 및 퇴출 가능하게, 배치된다.

이 기판 검사 장치(1)에서는, 기판(W)을 자동 매크로 검사부(21)에서 설정된 검사 조건에 따라서 왕복 이동시켜, 예를 들면, 전진 경로에서 간섭상을 취득하고, 후퇴 경로에서 회절상을 얻는다. 간섭상을 취득할 때에는, 구동 기구(60)를 구동 시켜, 조명광의 기판(W)에 대한 입사 각도 θ1이 기판(W)으로부터의 반사광의 촬상부(26)에 대한 입사 각도 θ2와 같은 각도로 되도록, 라인 조명용 광원(27)을 기판(W) 상의 라인 조명된 검사 위치를 중심으로 회동시킨다. 또한, 간섭 필터(61)를 렌즈(29)의 직전의 광로로부터 삽입한다. 이에 따라서, 상기와 마찬가지로, 기판(W)의 이동에 따라서 화상 데이터가 축적되어 간섭상이 얻어진다. 또, 회절상을 얻을 때에는, 입사 각도 θ1이, 촬상부(26)에 대한 입사 각도 θ2와는 n차 광의 회절 각도로 되도록 라인 조명용 광원(27)의 각도를 설정하고, 간섭 필터(61)를 광로 상으로부터 퇴출시킨다. 그 결과, 기판(W)의 이동에 따라서 회절 화상 데이터가 축적되어 회절상이 얻어진다.

이 실시예에서는, 기판(W)의 왕복 이동이 종료하는 것과 대략 동시에 간섭상 및 회절상을 얻을 수 있다. 그리고, 그 후에는, 미리 설정된 조건에 따라, 마이크로 검사로 이행하거나 기판(W)의 교환을 실시한다. 그리고, 화상 처리를 행하는 경우에는, 간섭상의 처리는, 회절상을 얻는 후퇴 경로에서 행하고, 회절상의 처리는, 다음의 공정으로의 이행 전에 행해진다. 이 실시예에 있어서는, 간섭상으로부터 막 두께 얼룩의 유무를 검출하는 것이 가능하게 되어, 회절상으로부터 미세 패턴의 비정상적인 것을 검출할 수 있고, 자동으로 매크로 검사를 행하는 경우에도 육안관찰 검사에 가까운 정밀도를 달성할 수 있다.

그리고, 본 발명은 상기의 각 실시예에 한정되지 않고 넓게 응용할 수 있다. 예를 들면, 기판 검사 장치(1)는, 부상 스테이지(4) 대신에, 프리 롤러 등의 공지되어 있는 스테이지를 구비하는 구성으로 해도 된다. 또, 기판 흡착 테이블(13) 은, 한쪽 측부 에지뿐만 아니고, 다른 쪽 측부 에지에도 설치하고, 기판(W)의 양쪽 에지를 흡착 유지시켜도 된다.

Claims

평판 표시 장치용 기판을 반송하는 스테이지,

상기 기판의 한 변을 유지하여 상기 스테이지의 반송 방향으로 반송하는 반송 수단,

상기 스테이지의 상류측에 배치되어, 상기 반송 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 라인형 조명광을 출사하는 라인 조명용 광원,

상기 라인형 조명광에 의해 조사되는 관찰 영역을 촬상하여 검사 대상으로서의 화상을 생성하는 촬상부를 가지는 매크로 검사부,

상기 스테이지의 반송 방향으로 배치되고, 상기 반송 방향과 직교하는 방향으로 이동하는 대물 렌즈를 가지는 마이크로 검사부,

상기 화상에서 서로 인접하는 패턴을 비교함으로써 얻어지는 차분에 기초하여 상기 기판의 결함을 추출하고, 상기 추출된 결함의 중심 위치를 미리 설정되어 있는 상기 기판의 기준 위치에 대한 좌표로서 산출하며, 상기 좌표를 미리 정해진 순서에 따라 등록하는 매크로용 제어부,

상기 등록된 좌표의 X 좌표가 상기 대물 렌즈의 주사 라인에 일치하는 위치로 상기 기판을 이동시키고, 상기 기판을 정지시킨 상태에서 상기 마이크로 검사부의 상기 대물 렌즈를 상기 등록된 좌표의 Y 좌표에 일치하는 위치까지 이동시키는 마이크로용 제어부, 및

상기 대물 렌즈의 주사 라인에 대응하는 검사 영역에 배치되어, 상기 기판을 고정밀도로 부상시키는 정밀 부상 블록

을 구비하고,

상기 미리 정해진 순서에 따라 등록된 각 결함의 좌표의 순서에 기초하여, 상기 기판을 부상시킨 상태에서 상기 마이크로 검사부에 의해 상기 기판을 마이크로 검사하는, 기판 검사 장치.
제1항에 있어서,

상기 스테이지는, 상기 정밀 부상 블록을 협지하고, 반송 방향을 따라 세장형의 반송용 부상 블록이 소정의 간격을 두고 복수개 배치되어 있는, 기판 검사 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 정밀 부상 블록은 공기 송풍 구멍과 공기 배출 구멍을 가지며, 상기 기판을 정압(正壓)과 부압(負壓)에 의해 부상 높이를 고정밀도로 제어하는, 기판 검사 장치.
제2항에 있어서,

상기 스테이지의 기판 반입 영역에는, 반송된 상기 기판의 4개의 변을 협지하도록 복수개의 기준 핀과 누름핀으로 이루어지는 기판 위치 결정 기구가 배치되어 있고, 상기 기판을 상기 반송용 부상 블록에 의해 부상시킨 상태에서 상기 기준 핀에 상기 기판을 상기 누름핀에 의해 누름으로써 위치 결정하는, 기판 검사 장치.
제1항에 있어서,

상기 라인 조명용 광원은, 상기 기판에 대한 입사 각도를, 라인 센서 카메라로 간섭 화상 또는 회절 화상을 얻을 수 있는 임의의 각도로 설정할 수 있도록 한 , 기판 검사 장치.
제1항에 있어서,

상기 라인 조명용 광원은, 상기 기판에 대한 입사 각도를 임의로 설정할 수 있도록 회동 가능하게 설치되어 있고, 상기 반송 수단은 상기 매크로 검사부의 매크로 검사 영역에서 상기 기판을 왕복 이동시킬 수 있도록 설치되어 있고, 상기 마이크로용 제어부는 상기 기판의 전진 경로 또는 후퇴 경로에서 상기 라인 조명용 광원의 입사 각도를 변경하고, 라인 카메라 센서는 상기 전진 경로 또는 상기 후퇴 경로에서 간섭 화상 또는 회절 화상을 촬상하는, 기판 검사 장치.