TWI333544B - Substrate inspection apparatus - Google Patents

Description

1333544 九、發明說明：

【明戶斤屬領J 技術領域 本發明係有關於使用於液晶顯示器之平板顯示器等之 5 基板檢查的基板檢查裝置。 背景技術 在液晶顯示器（LCD)等之平板顯示器（FPD)的製造步驟 中’於檢查基板外觀的步驟時使用基板檢查裝置。已知有 10 一種基板檢查裝置係於裝置中沿著一轴工作台配置有缺陷 檢測部、缺陷審視部者(例如，參照特許文獻1}。缺陷檢測 部係由檢測照相機與透射照明所構成，而缺陷審視部係由 彩色照相機與透射照明所構成。 此外，已有一種基板檢查裝置係於裝置中，併用巨觀 15地目視觀察基板全體的巨觀檢查、與使用顯微鏡檢查有無 較小缺陷等的微觀檢查，而進行外觀檢查者。上述外觀檢 查裝置具有：巨觀檢查用之搖動保持器，係配置於巨觀檢 查部，可設定為適合目視觀察由搬送機械所搬入之破璃& 板的角度者；及XY工作台’係可從前述搖動保持器接收破 20 璃基板，再移送至微觀檢查區域者，且該外觀檢查举 置設有微觀檢查用之 巨觀檢查部之巨觀照明區域以外的位 顯微鏡(例如，參照特許文獻2)。 特許文獻1 :特開2000-9661號公報 特許文獻2 :特開2001-305064號公報 5 C發明内容】 發明揭示 發明所欲解決之課題 然而，如特許文獻1所揭示之基板檢查裝置中，若作為 檢查對象之玻璃基板大型化，則難以以目視進行檢查，會 增加檢查者的負擔。又，若基板大型化，當登錄缺陷等之 位置時’由於操作控制桿等操作部使指標在已發現之缺陷 上移動的距離會變大，因此會增加檢查時間 。此外，由於 為了使大型基板搖動，必須具備較大的空間與堅固的搖動 10機構’故會使裝置大型化。 本發明係雲於上述而成者，目的在於防止可連續進行 巨觀檢查與微觀檢查之基板檢查裝置大型化，且可提升檢 查效率。 解決課題之手段 15 為了解決上述課題，本發明之基板檢查裝置，包含有. 工作^S可搬送平板顯Μ用基板者；搬送機構，係可 固持前述基板之-邊並搬送至前述工作台之搬送方向者； 線狀照明用光源，係配置於前述工作台之上游側，且可射 出於與前述搬送方向交又之方向延伸的線狀照明光者；巨 2〇觀檢查部’係具有可拍攝由前述線狀照明光所照射之觀察 區域的拍攝部者，微觀檢查部，係配置於前述工作台之搬 送方向，且具有可於與前述搬送方向垂直之方向移:的對 物透鏡者，缺陷座標演算部，係可演算由前述微觀檢杳部 所檢測出之缺陷的座標者；控制部，係根據前述缺陷鍊 演算部之各缺陷的座標資料，使前述基板移動至前述缺陷 之X座標與前述對物透鏡之掃描線一致的位置，並在使前述 基板停止之狀態下，使前述微觀檢查部之前述對物透鏡移 動至與前述缺陷之γ座標一致的位置者；及精密上浮塊體， 係配置在對應於前述對物透鏡之掃描線的檢查區域，使前 述基板高精確度地浮上者，且該基板檢查裝置在使前述基 板浮上之狀態下，藉由前述微觀檢查部進行前述基板之微 觀檢查。 在上述基板檢查裝置中，巨觀檢查部可對於基板照射 線狀的照明光’並從該反射光取得基板表面之巨觀的圖像 (巨觀圖像）。此時，移動機構—面移動基板、—面取得圖像， 便可自動得到基板表面的圖像。又，微觀檢查部藉由分別 移動基板與對物透鏡，可取得基板狀位置之放大像(微觀 圖像）。 發明之效果 部及微觀檢查部， 根據本發明，由於沿著基_料純設有巨觀檢查 一面移動基板一面在巨觀檢查部收聚來 自基板表面的反射光而自動取得巨觀的圖像 圖像，並在微觀檢

實施發明之最佳型態 以下說明實施本發明之最佳型態。 (第1實施型態） 如第1圖及第2圖所示，基板檢查裝置冰地面具有介於 除振裝置2而裝設之基座本體3。於基座纟體3上舖設有上浮 工作台4,可吹出空氣使FPD用玻璃基板(玻璃基板w)而作 為基板搬送機構。上浮工作台4於基座本體3之長方向（χ方 向）一端部側的基板搬入區域、與另一端部側的基板搬出區 域，沿著玻璃基板W之搬送方向（長方向）隔著預定間隔配置 有複數細長矩形的上浮塊體(搬送用上浮塊體)5、6。在上浮 塊體5、6之間的微觀檢查區域，沿著與玻璃基板w之搬送 方向（X方向）垂直的橫方向（γ方向）隔著預定之間隙8配置 有精密上浮塊體(檢查用上浮塊體)7、9，可高精確度地控制 玻璃基板W的浮上高度。於該等上浮塊體5、6與精密上浮 塊體7、9，等間隔地配置複數開口於該等之上面的空氣吹 出孔10(於第1圖中僅圖示出一部分）。該等空氣吹出孔10透 過上浮塊體5、6與精密上浮塊體7、9之緩衝空間，連接於 空氣壓縮機等之流體供給源11。 精密上浮塊體7、9可為空氣吹出孔1〇設置地比上浮塊 體5、6較密者，也可為除了空氣吹出孔1〇外還設置空氣排 出孔，藉由空氣吐出力（正壓）與空氣吸引力（負壓）高精準度 地控制玻璃基板W的浮上高度者。 間隙8設置於顯微鏡43之檢查光轴（對物透鏡的光袖）的 移動線上，且形成為不會遮蔽來自於照明部45的透射照明 1333544 光的間隔，而前述照明部45係設置於與前述對物透鏡相對 之精密上浮塊體7、9下方者。 此外’在基座本體3上，於平行於長方向之—側的側緣 部，與上浮工作台4之基板搬送路徑平行地舖設有導軌丨之。 5於該導軌12上，可自由移動地安裝有滑動部14。導軌12與 滑動部14係以可使滑動部14沿著導執12自動行走的線性馬 達所構成。於滑動部14上可升降地設置有基板吸附台13， 其係具有可吸附玻璃基板W之複數吸附部μ者。於基板吸 附〇 13的上面，/σ著基座本體3之長方向等間隔地配置複數 1〇之吸附部15。而於各吸附部15的前端，設有可吸附玻璃基 板W之凹狀樹脂性吸附墊，於該等吸附墊形成有上下貫通 之貫通孔，且該等貫通孔連接於吸引泵17。此外，於基座 本體3之玻璃基板W搬入區域内，配置複數基準銷18與壓接 銷19夹住玻璃基板w作為定位機構。基準銷a係將玻璃基 15板％定位於基準位置者，可自由上下移動地設置成可出沒 於上浮工作台4之上面。壓接銷19係將玻璃基板*壓接於基 準銷18且使之整齊地排列於基準位置者，可自由地移動於 玻璃基板方向。此外，於基座本體3之玻璃基板w搬入區域 之上浮工作台4的下方，設置有基板升起部，其係可升起基 20板使搬送用機械可進行基板交換者。基板升起部中，不會 干擾到搬送用機械之機械手臂地配置有複數可上下移動之 升降銷20〇 在此，在基座本體3中，於其一端部至另一端部之間， 沿著上浮工作台4之基板搬送方向從上游側至下游側依序 9 1333544 配置有作為第1檢查部之自動巨觀檢查部21、與作為第2檢 查部之微觀檢查部22。自動巨觀檢查部21具有門型框23, 其係安裝於基座本體3,可平行於Y方向地跨越上浮工作台4 者。於門型框23之垂直框部，平行於水平框部一側之側面 5地女裝有照明部24。在門型框23之水平框部的上面，於高 於照明部24的位置安裝有反射部25及照相部26。 照明部24具有可向基板表面照射平行於γ方向之照明 光的線狀照明用光源27。線狀照明用光源27可列舉例如： 配置光源於中空棒狀之玻璃棒的端面，從玻璃棒之隙缝開 10 口射出在玻璃棒内全反射的光而成線狀的照明光者；或將 LED排列成直線狀者》 反射部2 5係配置於可拍攝由線狀照明光源2 7呈線狀地 照明之玻璃基板W的照相光路上，並具有鏡部28，其係可 將玻璃基板W所反射之反射光向照相部26折返者。照相部 15 26包含有：照相機透鏡29 ;及配置於較照相機透鏡29更靠 近另一端部側的線狀感測照相機30。 照相部24、反射部25、及照相部26之配置係設定為可 使反射於基板W之觀察區域的線狀照明光成像於照相部 26。反射部25安裝於從門型框23之水平臂部延伸出上游側 2〇 的支持框上，可將玻璃基板W所反射的反射光向照相部％ 折曲成略平行於上浮工作台4之上浮面。而照相部26安裝於 在反射部25所折返之反射光路上從門型框23之水平臂部延 伸至下游侧的支持框上。為了藉由照相部26取得基板w表 面的干涉圖像及繞射圖像’在照明部24中可旋動地設置線 10 CS ) 1333544 狀照明用光源27，以使其可對玻璃基板設定任意的入射角 度。如上述之自動巨觀檢查部21連接至巨觀用控制邹h。 巨觀用控制部31包含有圖像處理部，其係可進行線狀 照明用光源27之發光控制、及取得來自於照相部％之圖像 5資料，將圖像資料進行圖像處理而作成巨觀圖像，並且可 進行與鄰接像素或鄰接圖案之鄰接比較法等的缺陷檢測 者。此外，巨觀用控制部31更具有：判定部，係可因應缺 陷檢測結果判定缺陷的有無或種類者；缺陷座標演算部， 係可從缺陷之重心位置算出缺陷位置者；及記憶體，係可 10 登錄缺陷位置之登錄機構。 微觀檢查部22包含有：門型框4〇，係安裝於基座本體 3，平行於Y方向地橫跨上浮工作台者；導軌41，係沿著門 型框40之水平框部一側的侧面而舖設者；自動型的檢查頭 用工作台42，係可沿著導執41自由移動者；及顯微鏡43， 15 係固持於檢查用頭工作台42者。 該顯微鏡43配置於形成在精密上浮塊體7、9間之間隙8 的上方。在該間隙8的下方設有透射照明部45，其係可沿著 導軌44追蹤顯微鏡43之移動者。顯微鏡43包含有：對物透 鏡43b、及CCD(固體拍攝元件)43a。配置微觀檢查部22與自 20 動巨觀檢查部21使之相接近至不會彼此干擾的程度。例 如，將微觀檢查部22之顯微鏡43設置於較自動巨觀檢查部 21之拍攝部26更低的位置，以·使其不會干擾拍攝部26。而 顯微鏡43之CCD43a的輸出則連接至微觀用控制部46。 微觀用控制部46連接有工作台42、照明部45、及巨觀 (.S ) 11 用控制部3ΐ β 基板榀查裝置1全體 進行。^㈣心 ㈣灿裝置控制部50來統括 :裝置控制部50連接於上浮工 壓接銷19、美拓斗扣# 丞板及附口13、 部46。' …巨觀用控制部31、及微觀用控制 於裒置控制部50連接有.」 可接雙觀察者之操作的操作部52 - 半導t使用破璃製的平面基板，於該基板w上使用 10 圖2技:製作配線或遽色片等圖案。基板W之缺陷係指 陷的—部分中斷、_間短路、或附著異物等微觀之缺 等圖^及4先片之膜、或在製造過程中暫時塗布之抗姓膜 一 ”本身產生膜斑等巨觀的缺陷。而，該等圖案成為本 貫施型態之檢查對象。 ·' 接著，說明本實施型態之作用。 15 20 U示圖像之顯示器51 ;及 々首先，從上浮工作台4之各空氣吹出孔1〇向上吹出空 2，將以搬送用機械所搬送之玻璃基板…移載至上浮工作 上具體而έ，將各基準銷18上升至突出於上浮工作台 4之上面後，藉由搬送機械將玻璃基板W搬入至升降銷2〇 上。搬送機械再稍微下降，將玻璃基板W交接至升降銷20 上後，退避至基板搬入區域外。然後，使基板升起部升降， 错由二氣使玻璃基板W浮在上浮工作台4上。在使玻璃基板 上浮之狀態下’使各壓接銷19向玻璃基板W側移動於X方 向或Υ方向’將玻璃基板W壓抵於各基準銷18而進行定位β 在進行定位之狀態下，使在基板搬入區域待機之基板吸附 12 1333544 台13上升至吸附墊16接觸基板W裏面的位置。在該狀態下 驅動吸引泵17，以基板吸附台13之吸附墊16來吸附固持玻 璃基板W。 在疋位狀態下吸附固持基板W，再使各基準銷18下降 5 至不干擾基板吸附台13及玻璃基板W的退避位置後，使滑 動部14沿著導軌12以等速度向另一端部(X方向）移動。從線 狀照明用光源27照射線狀照明光於該玻璃基板…上，以拍 攝部26拍攝玻璃基板W表面之反射光。藉由與基板w移動 於X方向之時點同時，以巨觀用控制部31之圖像處理部依各 10線累積資料’可形成基板W表面全體之巨觀圖像。 巨觀用控制部31比較由圖像處理部所形成之檢查對象 與鄰接之圖案，從該差異部分抽出缺陷部，使用相對於事 先設定之基板W基準位置的座標，算出缺陷部分之重心位 置。結果，判定存在之缺陷為複數時，依序登錄所判定之 15全部缺陷座標。巨觀用控制部31將其登錄於記憶體，並且 將缺陷座標之資料交付於微觀用控制部46。而，將基板w 之巨觀圖像、與顯示缺陷之記號輸出至顯示器51。檢查者 針對在自動巨觀檢查所判定之各缺陷進行微觀檢查，此 時，操作操作部52，指定該缺陷位置。指定方法可列舉例 20如.以滑鼠點擊畫面上之記號而取得缺陷座標、或者是依 登錄順序或距離遠近順序讀取登錄為缺陷之座標。 微觀檢查部22取得由檢查者所指定之缺陷的微觀圖 像。亦即’在作為檢查對象之缺陷的χ座標與顯微鏡43之對 物透鏡43b之掃描線(_8)—致的位置，使義仙停止， 13 並且使顯微鏡43、與照明部45配合作為檢查對象之缺陷的γ 方向座標。此時，玻璃基板w藉由精密上浮塊體7、9高精 準度地控制其浮上高度，並在該狀態下藉由顯微鏡43實行 自動對焦。藉此，從照明部45射出之照明光通過間隙8，透 5過基板W射入顯微鏡43，而顯微鏡43所取得之微觀圖像顯 不於顯示器51。另外’微觀檢查部22也可不等候檢查者的 操作’以自動巨觀檢查部21自動取得判定為缺陷之位置的 微觀圖像。 當自動巨觀檢查部21與微觀檢查部22結束檢查時，藉 10由滑動部14將基板W搬送至上浮工作台4之一端部側的交 接位置(玻璃基板W的搬入區域）。基板吸附台π在基板停止 於交接位置的狀態下’解除基板W的吸附固持。此時，配 置於基板吸附台13上之各吸附部15的吸附墊突出於較基板 W之基準浮上高度若干上方、接觸玻璃基板w的裏面，藉 15由該吸附墊之摩擦力限制利用氣流懸浮之玻璃基板W的移 動力。在該狀態下，玻璃基板W在定位之狀態下交接於升 起部之各升降銷20，並藉由搬送機械搬入基板匣内。於進 行其他基板W的檢查時，藉由機械交換基板W，再對接下 來的基板W進行同樣的檢查。 20 根據本實施型態，由於一面使基板W在線狀照明光下 移動於X方向’一面藉由照相部26拍攝基板W之全面，故可 自動對基板全體進行巨觀檢查。因此，即使為大型基板也 可迅速且有效率地進行檢查。又，由於不須搖動升起基板， 故無須設置大規模的搖動機構、或用以搖動之空間。此外， 14 1333544 由於藉由自動地進行缺陷判定，可防止因檢查者而產生之 檢查標準不一，並且可登錄判定為缺陷之處的座標，故可 易於將缺陷資訊利用於其他檢查。 又，在同一裝置内，由於可將藉由同一基板吸附台13 5定位之玻璃基板w搬送於自動巨觀檢查部21與微觀檢查部 22之間，故無須如習知般置換基板、重新校準，而可縮短 檢查時間。且可將巨觀檢查部21所抽取出之各缺陷以高精 確度對於微觀檢查部21進行位置配合。此時，由於根據從 自動巨觀檢查部21取得之座標資訊，進行基板貿之乂方向的 10移動、與顯微鏡43之Y方向的移動，故可以簡單的構成進行 大型基板之微觀檢查。 此外’由於藉由使自動巨觀檢查部21之照相部26的高 度異於微觀檢查部22之顯微鏡43的高度，而使兩檢查部 21、22的位置接近，故可使基板檢查裝置1小型化。 15 (第2實施型態） 基板檢查裝置1之其他型態可列舉如以下裝置。 除了微觀檢查部22之外，也可設置自動線幅測定部作 為利用自動巨觀檢查部21之檢查資料的第2檢查部。自動線 幅測定部以顯微鏡43取得事先登錄圖案之微觀圖像作為測 2〇 定線幅的對象，再對該微觀圖像進行圖像處理，演算圖案 的線幅。 又’也可於顯微鏡43安裝代替CCD、或除了 CCD外之 分光測定單元。分光測定單元係可將可視光分光的分光 器’主要係用以測定彩色濾光片之分光感度而安裝的。進 15 1333544 行分光測定的對象可限定於事先登錄好的位置，也可為全 部的彩色濾光片。 藉由具有自動線幅測定部或分光測定單元，除了巨觀 檢查或微觀檢查外’還可進行線幅測定或分光感度測定 5等。此外，事先將用以判定圖案良莠之線幅臨界值或分光 感度登錄於微觀用控制部46，與測定結果相比較之構成， 也可不透過檢查者而自動地進行檢查。 (第3實施型態） 本發明之第3實施型態之基板檢查裝置1具有如第3圖 10之概念圖所示的自動巨觀檢查部21。該自動巨觀檢查部21 中’線狀照明用光源27透過驅動機構60可變更角度地固持 於門型框23(參照第2圖）。照相部26中’將干涉濾光片61可 自由安插地配置於透鏡29之前。 在該基板檢查裝置1中，將基板w依照自動巨觀檢查部 15 21所設定之檢查條件往返移動，例如，在往路取得干涉圖 像、在返路取得繞射像。取得干涉像時，驅動驅動機構6〇， 使線狀照明用光源27以基板w上之線狀照明的檢查位置為 中心旋動，以使照明光對基板W之入射角度Θ1與來自基板 w的反射光對照相部26之入射角度θ2為同樣角度。此外， 20從透鏡29正前方之光路上插入干涉濾光片61。藉此，與前 述同樣地可隨著基板W移動而積存圖像資料，取得干涉 像。又’取得繞射像時’設定線狀照明用光源27之角度， 並使干涉濾光片61從光路上退避，以使入射角度與射往 拍照部26之入射角度02成為η次光之繞射角度。結果，可隨 16 著基板W移動而積存繞射圖像資料，取得繞射像。 拉在本實施型態中，可與基板W結束往返移動的約略同 時’取得干涉像及繞射像。而且，於其後，因應事先設定 5之條件，進行至微觀檢查，實施基板w的交換。此外，於 5進行圖像處理時，干涉像之處理可在取得繞射像之返路中 進行，而繞射像之處理可在移動至下一步驟之前進行。根 據本實施型態，可從干涉像檢測出有無膜厚污潰，並從燒 射像檢測出細微圖案之異常等，即使自動進行微觀檢查之 情況下也可達成接近目視檢查的精確度。 10 此外，本發明可不限定於前述各實施型態而廣泛使用。 例如，基板檢查裝置1也可構成為具有自動滾輪等週知 之工作台來代替上浮工作台4。又，基板吸附台13可不只設 於一側之側緣部，也可設於另一側之側緣部，而吸附固持 住基板W的兩側緣。 15 【圖式簡單說明】 第1圖係本發明第1實施型態之基板檢查裝置的平面 圖。 第2圖係第1圖所示之基板檢查裝置的側面圖。 第3圖係本發明第3實施型態之基板檢查裝置中自動巨 2〇 觀檢查部的概念圖。 17 1333544

【主要元件符號說明】 1...基板檢查裝置 2…除振裝置 3…基座本體 4.. .上浮工作台 5、6...上浮塊體(搬送用上浮塊體) 7、9...精密上浮塊體(檢查用上浮 塊體） 8.. .間隙 10.. .空氣吹出孔 11…流體供給源 12…導執 13.. .基板吸附台 14."滑動部 15.. .吸附部 16.. .吸附墊 17.. .吸引泵 18.. ·基準銷 19…壓接銷 20."升降銷 21.. .自動巨觀檢查部 22…微雛查部 23.. .門型框 24.. .照明部 25.··反射部 26.. .照相部 27.. .線狀照明用光源 28.. .鏡部 29…照相機透鏡 30.. .線狀感測照相機 31.. .巨觀用控制部 40.. .門型框 41.. .導軌 42.. .工作台 43…顯微鏡 43a... CCD(固體拍攝元件) 43b…對物透鏡 44.. .導轨 45.. .照明部 46.. .微觀用控制部 50.. .裝置控制部 51.. .顯示器 52.. ·操作部 60…驅動衡冓 61.. .干涉濾光片 W…玻璃鉍 X、Y...方向 18

Claims (1)

1. 十、申請專利範圍： L 一種基板檢查裝置，包含有： 工作台，係可搬送平板顯示器用基板者； 搬送機構，係可固持前述基板之一邊並搬送至前述 工作台之搬送方向者； 線狀照明用光源，係配置於前述工作台之上游側， 且可射出於與前述搬送方向交又之方向延伸的線狀照 明光者； 巨觀檢查部，係具有可拍攝由前述線狀照明光所照 射之觀察區域的拍攝部者； 微觀檢查部，係配置於前述工作台之搬送方向，且 具有可於與前述搬送方向垂直之方向移動的對物透鏡 者； 缺陷座標演算部，係可演算由前述微觀檢查部所檢 剛出之缺陷的座標者； 控制部，係根據前述缺陷座標演算部之各缺陷的座 標資料，使前述基板移動至前述缺陷之X座標與前述對 物透鏡之掃描線一致的位置，並在使前述基板停止之狀 態下’使前述微觀檢查部之前述對物透鏡移動至與前述 缺陷之Y座標一致的位置者；及 精密上浮塊體，係配置在對應於前述對物透鏡之掃 描線的檢查區域，使前述基板高精確度地浮上者， 且該基板檢查裝置在使前述基板浮上之狀態下，择 由前述微觀檢查部進行前述基板之微觀檢查。 19 1333544 2.如申請專利範圍第1項之基板檢查裝置，其中前述工作 台隔著前述精密上浮塊體’沿著搬送方向相隔預定間隔 配置有複數細長的搬送用上浮塊體。 1如申請專利範圍第1或2項之基板檢查裝置，其中前述精 密上浮塊體具有空氣吹出孔與空氣排出孔，可藉由正壓 與負壓高精確度地控制前述基板的浮上高度。 4. 如申請專利範圍第2項之基板檢查装置，其中前述工作 台之基板搬入區域配置有由複數基準銷與壓接銷所構 成的基板定位機構，以夹住被搬送之前述基板的4邊， 且在藉由前述搬送用上浮塊體使前述基板浮上之狀態 下’前述基板藉前述壓接銷壓抵於前述基準銷而定位。 5. 如申請專利範圍第1項之基板檢查裝置，其中前述線狀 照明用光源係將相對於前述基板之入射角度設定成可 以線狀感應照相機得到干涉圖像或繞射圖像的任意角 度者。 6. 如申請專利範圍第1項之基板檢查裝置，其中前述線狀 照明用光源設置成可旋動，並可任意地設定相對於前述 基板之入射角度，且前述搬送機構設置成可在前述巨觀 檢查部之巨觀檢查區域往返移動前述基板，且藉由前述 控制部在前述基板之往路或返路變更前述線狀照明用 光源的入射角度，並藉由線狀感應照相機在前述往路戋 前述返路拍攝干涉圖像或繞射圖像。 20