TW201546443A - 基板檢查裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種即便檢查對象基板變薄亦可正背面分離地維持檢查精度之光學檢查裝置。 本發明之基板檢查裝置包括基板保持部、照明部、攝像部、及檢查部，上述照明部係以相對於上述基板之第1面成特定角度地照射上述照明光之方式配置，上述攝像部包括：基板第1面側攝像部，其自上述基板之第1面側觀察設定於該基板之第1面側之第1面側檢查對象區域；及基板第2面側攝像部，其自上述第1面側拍攝設定於與上述基板之第1面面對之相反側之第2面側之第2面側檢查對象區域；上述第1面攝像部係以相對於上述基板之第1面成特定角度地拍攝第1面側檢查對象區域之方式配置，上述第2面攝像部係以相對於上述基板之第2面成特定角度地拍攝第2面側檢查對象區域之方式配置。

Description

基板檢查裝置

本發明係關於一種光學地檢查有無附著於玻璃基板等透明體之正面側或背面側之異物或劃傷等缺陷之裝置。

於先前之液晶面板之正面缺陷檢查中，於正面側及背面側之各者對稱地配置檢測光學系統，分別檢查正面側之缺陷及背面側之缺陷。(例如專利文獻1)。

又，將如下技術實用化：對檢查對象基板自斜方向照射線狀之照明光，將焦點深度小於檢查對象基板之厚度之成像光學系統相對於基板正面配置為90度之受光角度，不將檢查對象基板之正面側與背面側混同而可一次檢查(例如專利文獻2)。

圖4係表示先前之基板檢查裝置之一例之外觀圖。先前之基板檢查裝置1z係朝向成為檢查對象之基板Wz之檢查對象區域Rz自照明部3照射照明光32，使用設置於基板Wz之上方之觀察部4z之攝像相機42z拍攝自檢查對象區域Rz放出之散射光，基於所拍攝之圖像進行檢查。再者，基板Wz係保持於基板載置台20上，基板載置台20係安裝於安裝在裝置框架11z上之X軸平台61及Y軸平台62上，且可於XY方向上以特定速度移動，且可於特定位置停止。又，攝像相機42z係以基板Wz之檢查對象區域Rz之法線與光軸方向一致之方式(即，於相對於基板Wz之正面垂直之方向)經由連結構件15z而安裝於裝置框架11z。因此，一面使基板Wz與攝像部4z相對一面將基板Wz整體進行複數次分 割掃描並進行拍攝、檢查。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平3-189491號公報

[專利文獻2]日本專利4104924號公報

於欲迅速地檢查有無附著於檢查對象基板之正面側及背面側之異物或劃傷等缺陷之情形時，於如專利文獻1所示之將2組檢查用光學系統配置於正面側及背面側之裝置構成中，檢查裝置自身之成本增加或尺寸增加。

另一方面，即便使用如專利文獻2所示之將檢查用光學系統設為1個且可分離地對檢查對象基板之正面側及背面側進行檢查之裝置，若檢查對象基板變得越來越薄，則將基板之正面側與背面側分離(即正背面分離)亦變得困難。

圖5係表示使用先前之基板檢查裝置檢查基板之正背面之情況之概念圖，且係複合地圖示對成為檢查對象之基板照射照明光且對因附著於基板之異物而發生漫反射之散射光進行拍攝之情況、及所拍攝之散射光之強度者。再者，圖5(a)係表示對自先前以來視為檢查對象之基板Wz(厚度：tz)進行檢查之情況，圖5(b)係表示對較先前薄之基板W(厚度：t)進行檢查之情況。自照明部照射之照明光32z係於附著於基板Wz、W之正面側之異物X1、附著於基板Wz、W之背面側之異物X2之正面分別進行漫反射，其等之散射光由攝像部4z之攝像相機42z拍攝。

若為先前之基板Wz，則正面側之異物X1、背面側之異物X2之散射光之強度不會分別相互干擾，故可於分離之狀態下進行檢測。然 而，於較先前薄之基板W中，正面側之異物X1、背面側之異物X2之散射光之強度分別干擾，故正背面分離地維持檢查精度變得困難。

因此，本發明之目的在於提供一種即便檢查對象基板變薄亦可正背面分離地維持檢查精度之光學檢查裝置。

為了解決以上課題，而本發明之一態樣係一種基板檢查裝置，其包括：基板保持部、照明部、攝像部、及檢查部；且上述照明部係以相對於上述基板之第1面成特定角度地照射層光狀之照明光之方式配置，上述攝像部包括如下攝像部：自上述基板之第1面側拍攝設定於該基板之第1面側之第1面側檢查對象區域、或設定於與上述基板之第1面面對之相反側之第2面側之第2面側檢查對象區域；且上述攝像部相對於上述基板之第1面之法線成特定角度地配置。根據該構成，若為對基板之正面側進行攝像而取得之圖像，則可不受基板之背面側之狀態之影響而進行特定檢查。或者，若為對基板之背面側進行攝像而取得之圖像，則可不受基板之正面側之狀態之影響而進行特定檢查。

又，本發明之另一態樣係一種基板檢查裝置，其包括：基板保持部、照明部、攝像部、及檢查部；且上述照明部係以相對於上述基板之第1面成特定角度地照射層光狀之照明光之方式配置，上述攝像部包括：基板第1面側攝像部，其自上述基板之第1面側觀察設定於該第1面側之第1面側檢查對象區域；及 基板第2面側攝像部，其自上述第1面側拍攝設定於與上述基板之第1面面對之相反側之第2面側之第2面側檢查對象區域；且上述基板第1面攝像部及上述基板第2面攝像部係以相對於上述基板之第1面之法線成特定角度地拍攝第1面側檢查對象區域之方式配置。

根據該構成，可分別同時地對基板之正面側及背面側進行攝像，且對基板之正面側進行攝像而取得之圖像可不受基板之背面側之狀態之影響而進行特定檢查。另一方面，對基板之背面側進行攝像而取得之圖像可不受基板之正面側之狀態之影響而進行特定檢查。

即便檢查對象基板變薄，亦可正背面分離地維持檢查精度。

1‧‧‧基板檢查裝置

1z‧‧‧基板檢查裝置

2‧‧‧基板保持部

3‧‧‧照明部

4‧‧‧攝像部

4z‧‧‧攝像部

5‧‧‧檢查部

6‧‧‧相對移動部

11‧‧‧裝置框架

11z‧‧‧裝置框架

15‧‧‧連結構件

15z‧‧‧連結構件

20‧‧‧基板載置台

20B‧‧‧基板載置台

20C‧‧‧基板載置台

21‧‧‧定位基準銷

22‧‧‧凹部

23‧‧‧凹部

25‧‧‧支持銷

31‧‧‧片光照明單元

32‧‧‧層光狀之照明光

32t‧‧‧層光狀之照明光之厚度

32z‧‧‧照明光

41‧‧‧基板第1面側攝像部

42‧‧‧攝像相機

42z‧‧‧攝像相機

43‧‧‧透鏡

43z‧‧‧透鏡

44‧‧‧攝像元件

46‧‧‧基板第2面側攝像部

47‧‧‧攝像相機

48‧‧‧透鏡

49‧‧‧攝像元件

61‧‧‧X軸平台

62‧‧‧Y軸平台

H1‧‧‧基板之第1面之法線

R‧‧‧檢查對象區域

Rz‧‧‧檢查對象區域

S1‧‧‧基板之第1面

S2‧‧‧基板之第2面

t‧‧‧厚度

tz‧‧‧厚度

W‧‧‧基板

Wz‧‧‧基板

X1‧‧‧異物

X2‧‧‧異物

θ1‧‧‧特定角度(基板第1面攝像部之攝像相機之角度)

θ2‧‧‧特定角度(基板第2面攝像部之攝像相機之角度)

圖1係表示實現本發明之形態之一例之外觀圖。

圖2係表示使用實現本發明之基板檢查裝置檢查較先前薄之基板之正背面之情況的概念圖。

圖3(a)~(c)係表示構成本發明之基板保持部之變化之剖視圖。

圖4係表示先前之基板檢查裝置之一例之外觀圖。

圖5(a)、(b)係表示使用先前之基板檢查裝置檢查基板之正背面之情況之概念圖。

一面使用圖一面對用以實施本發明之形態進行說明。

圖1係表示實現本發明之形態之一例之外觀圖。

圖1中複合地記載有基於對基板進行拍攝所得之圖像而進行光學檢查之基板檢查裝置1之各構成機器之立體圖、及取得圖像而檢查所需之構成之方塊圖。再者，於各圖中，將正交座標系統之3軸設為X、Y、Z，將XY平面設為水平面，將Z方向設為鉛垂方向。特別是， Z方向係將箭頭之方向設為上，將其反方向表現為下。又，成為檢查對象之基板W具有第1面S1、及與第1面對向之第2面S2，將第1面S1側稱為第1面側或正面側，將與其對向之第2面S2側稱為第2面側或背面側。

實現本發明之形態之一例之基板檢查裝置1係包括基板保持部2、照明部3、攝像部4、及檢查部5。進而，基板檢查裝置1亦可視需要設為包括相對移動部6之構成。

基板保持部2係保持成為檢查對象之基板W者。

具體而言，基板保持部2可包括基板載置台20。基板載置台20呈較基板W之外形尺寸略微內側空洞或凹陷之剖面形狀。又，基板載置台20係於較基板W之外形尺寸略微外側設置有定位用基準銷21。或者，亦可為示於圖3中如下述之構成。

照明部3係朝向設定於基板W上之檢查對象區域照射照明光者。 進而，照明部3係以相對於基板W之第1面S1之法線H1成特定角度地照射上述照明光之方式配置。即，對基板W之第1面S1自斜方向照射照明光。

具體而言，照明部4可例示使用有半導體雷射或LED(Light-Emitting Diode，發光二極體)、燈光源等者，係經由透鏡或鏡等而朝向檢查對象區域照射照明光。更具體而言，若為使用有半導體雷射之情形，則可例示經由柱狀透鏡等而照射層光狀之照明光之構成。又，如圖1所示，自照明部4照射之照明光既可直接照射至檢查對象區域，亦可使其由反射鏡等反射後照射至檢查對象區域。

攝像部4係對檢查對象區域進行拍攝者。而且，攝像部4係自第1面S1側觀察設定於基板W之第1面S1側之第1面側檢查對象區域或設定於基板W之第2面S2側之第2面側檢查對象區域。而且，基板第1面攝像部4係以相對於上述基板之第1面S1成特定角度θ1地拍攝第1面側檢 查對象區域V1之方式配置。即，對於基板W之第1面S1，自斜方向對檢查對象區域進行拍攝。

具體而言，攝像部4包含攝像相機42、及透鏡43。更具體而言，攝像相機42可例示CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)、CMOS(complementary metal oxide semiconductor，互補金氧半導體)等包括區域感測器或線感測器、TDI(time delay integration，時間延遲積分)感測器者作為攝像元件44。而且，攝像相機42可向外部輸出與於攝像元件44受光所得之像對應之影像信號或圖像資料。圖1中表示作為攝像元件49包括線感測器之構成。

再者，攝像部4設為於基板W之第1面S1或基板W之第2面之任一者聚焦而進行拍攝之構成。

例如，攝像部4設為於與基板W之距離為固定之狀態下安裝於裝置框架11之構成。藉由以如此方式，攝像部4可對基板W之第1面S1或基板W之第2面之任一者進行檢查。

或者，攝像部4亦可設為經由變更拍攝位置之機構(例如相機位置變更部)而安裝於裝置框架15之構成。於該情形時，相機位置變更部設為由基板W之厚度、基板W之折射率及攝像相機42相對於法線H1傾斜地安裝之特定角度θ1所計算之光路之差分可位移移動之構成。該位移移動之方向係藉由基板W之厚度、基板W之折射率、攝像相機42相對於法線H1傾斜地安裝之特定角度θ1、以及攝像部4之透鏡43之作動距離(所謂之工作距離)而計算。

再者，作為相機位置變更部之具體之構成，可例示於上述位移移動之方向延伸之導軌、滾珠螺桿及具備手轉用把手之手動致動器、或具備旋轉馬達而代替上述手轉把手之電動致動器等。再者，上述致動器不僅為僅於上述位移移動方向(即1軸方向)移動之機構，而且亦可為於與基板W之正面平行之方向(X方向)及厚度方向(Z方向)(即2軸 方向)移動之機構。

攝像部4因經由此種構成之相機位置變更部而安裝，故可藉由更換而選擇基板W之第1面S1或第2面S2，從而於任一者之檢查對象區域進行聚焦檢查。

檢查部5係基於利用攝像部4拍攝到之圖像而檢查基板W之正面狀態者。此時，檢查部5對基板W之第1面S1或第2面S2進行拍攝且檢查其等之正面狀態。具體而言，檢查部5可包括所謂之圖像處理裝置(硬體)及圖像處理程式(軟體)。而且，自攝像相機42或攝像相機47輸出之影像信號或圖像資料係於被輸入至圖像處理裝置IM之後，於檢查部5中，進行特定之圖像處理並且進行基於預先設定之檢查基準之檢查。

具體而言，於檢查部5中，檢測圖像中所包含之亮點，根據各個亮點之亮度資訊或佔有像素數等而判定作為異物之粒徑，進行作標記處理，且進行何種程度的大小之粒徑之異物存在多少個之檢查(所謂之異物檢測檢查)。

相對移動部6係使照明部3及攝像部4相對於成為檢查對象之基板W相對地移動者。

具體而言，相對移動部6可使用所謂之XY平台實現，且具備：X軸平台61，其安裝於裝置框架11上且使滑塊於X方向以特定速度移動且於特定位置靜止；及Y軸平台62，其安裝於X軸平台61之滑塊上，使滑塊於Y方向以特定速度移動且於特定位置靜止。於Y軸平台62之滑塊上安裝有基板載置台20。藉由以如此方式，而可使照明部3及攝像部4相對於載置於基板載置台20之基板W相對移動，從而可將基板W整體進行複數次分割掃描並進行拍攝、檢查。

又，亦可為視需要於Y軸平台62之滑塊與基板載置台20之間包括旋轉台機構之構成。藉由以如此方式，而可變更基板W之角度，可進行基板W之位置偏移修正或者將基板之拍攝、檢查或接收、交接等之 方向變更為90度、180度、270度。

圖2係表示使用實現本發明之基板檢查裝置檢查較先前薄之基板之正背面之情況之概念圖，且係複合地圖示對成為檢查對象之基板照射照明光且拍攝因附著於基板之異物而發生漫反射之散射光之情況、及所拍攝之散射光之強度者。自照明部照射之照明光32係於附著於基板W之正面側之異物X1、附著於基板WW(厚度：t)之背面側之異物X2之正面分別發生漫反射，且其等之散射光由攝像部4之攝像相機42拍攝。於該情形時，觀察部4相對於基板W之正面側(即第1面S1側)之法線H1成特定角度θ1地配置。

再者，於應用本發明時，層光狀之照明光之厚度32t(即XZ方向之寬度)設定為成為檢查對象之基板W之厚度之1/3以下(較佳為1/4以下)。此可藉由使照明光之厚度相對於基板W之厚度充分地薄，而防止來自存在於同一面(於第1面之檢查時為第1面)或相反側(於第1面之檢查時為第2面)之其他異物之散射光同時被拍攝，從而獲得所期望之檢查結果。

因設為此種構成，故藉由使用基板檢查裝置1進行檢查而對基板之正面側(即第1面S1側)進行拍攝所取得之圖像可不受基板之背面側(即第2面S2側)之狀態之影響而進行特定檢查。進而，對基板之背面側(即第2面S2側)進行拍攝而取得之圖像可不受基板之正面側(即第1面S1側)之狀態之影響而進行特定檢查。因此，即便檢查對象基板變薄，亦可正背面分離地維持檢查精度。

[另一形態]

上述中，作為實現本發明之形態，例示了於攝像部4包括一組攝像相機42及透鏡43之構成之基板檢查裝置1。然而，即便使用如以下所示之構成之基板檢查裝置1B，亦可實現本發明。

即，基板檢查裝置1B成為如下構成：基本之構成與基板檢查裝 置1相同，但包括攝像部4B、檢查部5B而代替攝像部4、檢查部5。而且，攝像部4B成為分別包括基板第1面側攝像部41、及基板第2面側攝像部46之構成。

基板第1面側攝像部41係自該第1面S1側觀察設定於基板W之第1面S1側之第1面側檢查對象區域者。而且，基板第1面攝像部41係以相對於上述基板之第1面S1之法線H1成特定角度θ1地拍攝第1面側檢查對象區域V1之方式配置。

基板第2面側攝像部46係自上述第1面S1側拍攝設定於與基板W之第1面S1面對之相反側之第2面S2側之第2面側檢查對象區域者。而且，基板第2面攝像部46係以相對於上述基板之第1面S1之法線H1成特定角度θ1地拍攝第2面側檢查對象區域V2之方式配置。

具體而言，基板第1面攝像部41包含與上述攝像部4相同之攝像相機42、及透鏡43，基板第2面攝像部46包含與攝像相機42相同之攝像相機47、及與透鏡43相同之透鏡48。

再者，若不改換基板W之品種(即，若厚度及折射率固定)，則基板第1面側攝像部41之攝像相機42與基板第2面側攝像部46之攝像相機47設為相互固定之狀態。另一方面，於改換基板W之品種(即，厚度或折射率不固定)之情形時，亦可設為攝像相機42、47之至少任一者經由於基板W之厚度方向變更位置之機構而安裝於裝置框架15之構成。

於該形態之情形時，檢查部5B設為如下構成：基本之構成與上述檢查部5相同，但對基板W之第1面S1及第2面S2之兩者進行拍攝，並檢查其等之正面狀態。

[另一形態]

上述內容揭示如下構成：具備相對移動部6，其使照明部3及攝像部4相對於成為檢查對象之基板相對地移動，

攝像部4具備於與相對地移動之方向正交之方向具有特定長度之線感測器，

照明部3係對利用線感測器進行拍攝之檢查對象區域照射層光狀之照明光者。

若為此構成，則可使用解像度較高之線感測器進行檢查，且可將照明光線之照射範圍設為最小限度，故易於降低成本或減少尺寸。 進而，由於可防止對來自存在於同一面(於第1面之檢查時為第1面)或相反側(於第1面之檢查時為第2面)之其他異物之散射光同時進行拍攝而無法準確地獲得所期望之檢查結果之不良情況，故可謂更佳之形態。

然而，於實現本發明上，並不限於該形態，亦可設為如下述之構成。即，攝像部4使用區域感測器，照明部3為將照明光照射至包含利用區域感測器進行拍攝之檢查對象區域之範圍之構成。於該情形時，設為如下構成：一面使照明部3及攝像部4相對於成為檢查對象之基板W相對移動、一面使照明光閃光發光而反覆拍攝(所謂之分割拍攝)；或者一面連續照射照明光一面斷續地進行拍攝(此亦為分割拍攝之一類型)。或者，亦可設為不具備相對移動部而使用區域感測器相機總括地對檢查對象區域R進行拍攝之構成。

[另一形態]

再者，於實現本發明上，較佳為：照明部3以將照明光相對於基板W之第1面S1之法線H1於10~20度之範圍內照射之方式配置，攝像部4之攝像相機42以相對於基板W之第1面S1之法線H1之角度θ1設定為40~80度之範圍內而觀察檢查對象區域之方式配置。

攝像部4之設定角度θ1隨著變得小於90度，其正背面分離特性提高。然而，若過小(傾斜)，則於第1面S1之正面反射成分增加，檢查第2面S2所需之光量減少。因此，使攝像部4傾斜之角度θ1較佳為上述 範圍內。

藉由設為此種構成，而可不受正反射之影響準確地對散射光進行拍攝。進而，於進行第2面側之檢查時，可亦不招致光量減少而正背面分離地維持檢查精度。

再者，作為攝像部4B，若為分別包括基板第1面側攝像部41、及基板第2面側攝像部46之構成，則較佳為攝像相機42、47均以相對於基板W之第1面S1之法線H1之角度設定為40~80度之範圍內而觀察檢查對象區域之方式配置。

[另一形態]

再者，基板保持部2並不限於如上所述之構成，可包括如圖3所示之基板載置台20B、20C等。圖3係表示構成本發明之基板保持部之變化之剖視圖。

圖3(a)係上述基板載置台20之剖視圖。基板載置台20係於基板W之成為檢查對象之面之下方設置有凹部22。而且，基板載置台20形成自下方支撐基板W之外周部之構成。

圖3(b)所示之基板載置台20B形成代替定位基準銷21而於基板外周部具有凹部23之所謂之凹構造。再者，與上述基板載置台20同樣，於基板W之成為檢查對象之面之下方設置有凹部22。

圖3(c)所示之基板載置台20C形成由多個支持銷25支撐基板W之下表面之構成。

再者，相對移動部6並不限於如上所述之構成，亦可為對基板W使用旋轉輥進行搬送之構成(所謂之輸送帶搬送)、或使用移動樑及把持部進行搬送之構成(所謂之梭式搬送)等。

1‧‧‧基板檢查裝置

2‧‧‧基板保持部

3‧‧‧照明部

4‧‧‧攝像部

6‧‧‧相對移動部

11‧‧‧裝置框架

15‧‧‧連結構件

20‧‧‧基板載置台

21‧‧‧定位基準銷

31‧‧‧片光照明單元

32‧‧‧層光狀之照明光

42‧‧‧攝像相機

43‧‧‧透鏡

61‧‧‧X軸平台

62‧‧‧Y軸平台

R‧‧‧檢查對象區域

W‧‧‧基板

Claims (4)

1. 一種基板檢查裝置，其包括：基板保持部，其保持成為檢查對象之基板；照明部，其朝向設定於上述基板上之檢查對象區域照射照明光；攝像部，其拍攝上述檢查對象區域；及檢查部，其基於由上述攝像部所拍攝之圖像而檢查上述基板之正面狀態；且上述照明部係以相對於上述基板之第1面之法線成特定角度地照射層光狀之照明光之方式配置；且上述攝像部包括如下攝像部：自上述基板之第1面側拍攝設定於該基板之第1面側之第1面側檢查對象區域、或設定於與上述基板之第1面面對之相反側之第2面側之第2面側檢查對象區域；上述攝像部相對於上述基板之第1面之法線成特定角度地配置。
2. 一種基板檢查裝置，其包括：基板保持部，其保持成為檢查對象之基板；照明部，其朝向設定於上述基板上之檢查對象區域照射照明光；攝像部，其拍攝上述檢查對象區域；及檢查部，其基於由上述攝像部所拍攝之圖像而檢查上述基板之正面狀態；且上述照明部係以相對於上述基板之第1面之法線成特定角度地照射層光狀之照明光之方式配置， 上述攝像部包括：基板第1面側攝像部，其自上述基板之第1面側觀察設定於該第1面側之第1面側檢查對象區域；及基板第2面側攝像部，其自上述第1面側拍攝設定於與上述基板之第1面面對之相反側之第2面側之第2面側檢查對象區域；且上述基板第1面攝像部及上述基板第2面攝像部係以相對於上述基板之第1面之法線成特定角度地拍攝第1面側檢查對象區域之方式配置。
3. 如請求項1或2之基板檢查裝置，其中包括使上述照明部及上述攝像部相對於上述基板相對地移動之相對移動部，上述攝像部包括於與上述相對地移動之方向正交之方向具有特定長度之線感測器，上述照明部係對利用上述線感測器進行拍攝之檢查對象區域照射上述層光狀之照明光。
4. 如請求項1至3中任一項之基板檢查裝置，其中上述照明部係以照明光相對於上述基板之第1面之法線於10~20度之範圍內進行照射之方式配置，上述攝像部係以相對於上述基板之第1面之法線之角度設定為40~80度之範圍內而觀察上述檢查對象區域之方式配置。