(57)【要約】【課題】少ない検査費用で、基板の不良が大量に発生するのを防止する。【解決手段】基板を複数の領域に分割し、各領域を複数の基板に渡って順番に検査する。例えば、基板を４つの領域に分割した場合、まず、１つ目の基板１ａについて、斜線で示す領域を検査する。次に、２つ目の基板について、隣の領域を検査する。続いて、３つ目の基板について、もう１つ隣の領域を検査する。さらに、４つ目の基板１ｄについて、残った領域を検査する。これらを順次繰り返しながら、全ての基板を順番に検査する。基板１枚当たりの検査時間が短くなり、基板検査装置の数が少なくても、または１つの検査装置に設けられた光学系の数が少なくても、全ての基板の検査が可能となる。そして、抜き取り検査に比べて、検査の間隔が短くなり、基板に発生した異常が早期に検出される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査光を基板へ照射する投光系と、基板からの反射光又は散乱光を受光して検出信号を出力する受光系とを有する光学系と、
基板と前記光学系とを相対的に移動する移動手段と、
前記移動手段を制御して、前記投光系からの検査光により基板を走査させる制御手段と、
前記受光系が出力した検出信号を処理して基板の異常を検出する処理手段とを備えた基板検査装置であって、
前記制御手段は、基板を複数の領域に分割し、各領域を複数の基板に渡って順番に走査させることを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】
前記処理手段が異常を検出した場合、前記制御手段は、その後、異常を検出した領域を複数の基板に渡って連続して走査させることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
【請求項３】
検査光を基板へ照射し、
基板からの反射光又は散乱光を受光して検出信号を出力し、
出力した検出信号を処理して基板の異常を検出する基板検査方法であって、
基板を複数の領域に分割し、各領域を複数の基板に渡って順番に検査することを特徴とする基板検査方法。
【請求項４】
異常を検出した場合、その後、異常を検出した領域を複数の基板に渡って連続して検査することを特徴とする請求項３に記載の基板検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の傷や異物等の欠陥を検出する基板検査装置及び基板検査方法、あるいは基板上に形成されたパターンの欠陥を検出する基板検査装置及び基板検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ装置等のフラットパネルディスプレイ装置、半導体装置、または磁気ディスクの製造工程では、パネル基板、半導体ウェーハ、ディスク基板等の基板について、基板の傷や異物等の欠陥、あるいは基板上に形成されたパターンの欠陥（以下、これらを総称して、「基板の異常」と呼ぶ）がないか、基板検査装置を用いて検査が行われる。
【０００３】
例えば、パネル基板の傷や異物等の欠陥を検出する基板検査装置の場合、基板を搭載するステージと、レーザービーム等の検査光をステージに搭載された基板へ照射し、基板からの反射光又は散乱光を受光する光学系とを備え、光学系で受光した反射光又は散乱光の強度から基板の傷や異物等の欠陥を検出している。この様な基板検査装置で基板全体を検査するためには、検査光により基板の全面を走査しなければならない。検査光による基板の走査を行うため、従来、特許文献１に記載の様に基板を固定して光学系をＸＹ方向へ移動するものと、特許文献２に記載の様に光学系を固定して基板をＸＹ方向へ移動するものとがあった。
【特許文献１】特開２００４−２７９１６２号公報
【特許文献２】特開２００４−３１７１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の基板検査装置では、近年のフラットパネルディスプレイ装置の大画面化に伴って基板が大型化する程、基板の走査に時間が掛かり、検査時間が長くなる。従って、基板の全数検査を行うためには、基板検査装置を複数用意するか、あるいは１台の基板検査装置に光学系を複数設けて、基板検査装置の処理能力を上げる必要があった。光学系を複数設けると、高価な光学系が複数必要となる他、それらの制御装置及び信号処理装置も複雑となって、装置全体が高価となる。このため、検査費用が多く掛かるという問題があった。
【０００５】
一方、検査費用を抑えるため、全数検査を行わずに、抜き取り検査を実施することも考えられる。ところが、製造段階で発生する基板の異常には、基板のどこに発生するか予測できない反面、一旦発生すると複数の基板に渡って基板の同じ位置に連続して発生するものがある。例えば、洗浄工程での洗浄液の不足や温度設定不良等に起因する洗浄むらによる異物や、処理工程での処理液の不足や温度設定不良等に起因する処理むらによるパターンの欠陥等である。この様な異常の場合、抜き取り検査では、直前の検査から次の検査で異常が検出されるまでの間に、大量の不良が発生するという問題があった。特に、基板が大型化する程、１回の検査時間が長くなって、その間に大量の不良が発生するという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、少ない検査費用で、基板の不良が大量に発生するのを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の基板検査装置は、検査光を基板へ照射する投光系と、基板からの反射光又は散乱光を受光して検出信号を出力する受光系とを有する光学系と、基板と光学系とを相対的に移動する移動手段と、移動手段を制御して、投光系からの検査光により基板を走査させる制御手段と、受光系が出力した検出信号を処理して基板の異常を検出する処理手段とを備えた基板検査装置であって、制御手段が、基板を複数の領域に分割し、各領域を複数の基板に渡って順番に走査させるものである。これにより、基板検査装置は、各領域を複数の基板に渡って順番に検査する。
【０００８】
また、本発明の基板検査方法は、検査光を基板へ照射し、基板からの反射光又は散乱光を受光して検出信号を出力し、出力した検出信号を処理して基板の異常を検出する基板検査方法であって、基板を複数の領域に分割し、各領域を複数の基板に渡って順番に検査するものである。
【０００９】
基板を複数の領域に分割し、各領域を複数の基板に渡って順番に検査するので、基板１枚当たりの検査時間が短くなり、基板検査装置の数が少なくても、または１つの検査装置に設けられた光学系の数が少なくても、全ての基板の検査が可能となる。そして、抜き取り検査に比べて、検査の間隔が短くなり、基板に発生した異常が早期に検出される。
【００１０】
さらに、本発明の基板検査装置は、処理手段が異常を検出した場合、制御手段が、その後、異常を検出した領域を複数の基板に渡って連続して走査させるものである。これにより基板検査装置は、異常を検出した領域を複数の基板に渡って連続して検査する。また、本発明の基板検査方法は、異常を検出した場合、その後、異常を検出した領域を複数の基板に渡って連続して検査するものである。異常を検出した領域を複数の基板に渡って連続して検査することにより、上述した複数の基板に渡って基板の同じ位置に連続して発生する異常が、早期に検出される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基板を複数の領域に分割し、各領域を複数の基板に渡って順番に検査することにより、基板１枚当たりの検査時間が短くなるので、少ない検査設備で全ての基板を検査することができる。そして、抜き取り検査に比べて、検査の間隔が短くなるので、基板に発生した異常を早期に検出することができる。従って、少ない検査費用で、基板の不良が大量に発生するのを防止することができる。
【００１２】
さらに、本発明によれば、異常を検出した場合、その後、異常を検出した領域を複数の基板に渡って連続して検査することにより、複数の基板に渡って基板の同じ位置に連続して発生する異常を、早期に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態による基板検査装置の概略構成を示す図である。本実施の形態は、パネル基板の傷や異物等の欠陥を検出する基板検査装置の例を示している。基板検査装置は、光学系１０、ＸＹ移動機構３０、ＸＹ移動制御回路３１、焦点調節機構４０、焦点調節制御回路４１、信号変換回路５０、信号処理回路６０、ＣＰＵ７０、及び出力装置８０を含んで構成されている。
【００１４】
図示しない検査ステージに搭載された基板１の上方に、光学系１０が配置されている。光学系１０は、検査光を基板１へ照射する投光系、基板１からの反射光を検出する反射光検出系、及び基板１からの散乱光を受光する受光系を含んで構成されている。
【００１５】
光学系１０の投光系は、レーザー光源１１、レンズ１２，１３、及びミラー１４を含んで構成されている。レーザー光源１１は、検査光となるレーザー光を発生する。レンズ１２は、レーザー光源１１から発生された検査光を集光する。レンズ１３は、レンズ１２で集光された検査光を集束させ、ミラー１４を介して基板１へ斜めに照射する。
【００１６】
ＸＹ移動機構３０は、ＸＹ移動制御回路３１の制御により、光学系１０をＸＹ方向へ移動する。ＸＹ移動制御回路３１は、ＣＰＵ７０からの指令に従って、ＸＹ移動機構３０を駆動する。光学系１０をＸＹ方向へ移動することにより、光学系１０の投光系から照射された検査光が、基板１の表面を走査する。
【００１７】
なお、光学系１０を移動する代わりに、基板１を搭載する検査ステージをＸＹ方向へ移動することにより、基板１と光学系１０とを相対的に移動してもよい。
【００１８】
基板１へ斜めに照射された検査光の一部は基板１の表面で反射され、一部は基板１の内部へ透過する。基板１の表面に傷や異物等の欠陥がある場合、基板１へ照射された検査光の一部が欠陥により散乱され、散乱光が発生する。基板１の内部へ透過した検査光の一部は基板１の裏面で反射され、一部は基板１の裏面から外部へ射出される。基板１の裏面に傷や異物等の欠陥がある場合、基板１の内部へ透過した検査光の一部が欠陥により散乱され、散乱光が発生する。
【００１９】
光学系１０の反射光検出系は、ミラー１４、レンズ１５、及びＣＣＤラインセンサー１６を含んで構成されている。基板１からの反射光は、ミラー１４を介してレンズ１５に入射する。レンズ１５は、基板１からの反射光を集束させ、ＣＣＤラインセンサー１６の受光面に結像させる。
【００２０】
このとき、ＣＣＤラインセンサー１６の受光面における反射光の受光位置は、基板１の表面の高さによって変化する。図１に示す基板１の表面の高さを基準としたとき、基板１の表面の高さが基準より低い場合、基板１の表面で検査光が照射及び反射される位置が図面の右側へ移動し、ＣＣＤラインセンサー１６の受光面における反射光の受光位置が図面の左側へ移動する。逆に、基板１の表面の高さが基準より高い場合、基板１の表面で検査光が照射及び反射される位置が図面の左側へ移動し、ＣＣＤラインセンサー１６の受光面における反射光の受光位置が図面の右側へ移動する。
【００２１】
ＣＣＤラインセンサー１６は、受光面で受光した反射光の強度に応じた検出信号を焦点調節制御回路４１へ出力する。焦点調節制御回路４１は、ＣＰＵ７０からの指令に従って、焦点調節機構４０を駆動する。例えば、基板１の表面の欠陥の検査を行う場合、焦点調節制御回路４１は、ＣＣＤラインセンサー１６の検出信号から、基板１の表面からの反射光がＣＣＤラインセンサー１６の受光面の中心位置で受光される様に、焦点調節機構４０を駆動して光学系１０を移動する。焦点調節機構４０は、例えばパルスモータで構成され、焦点調節制御回路４１からの駆動パルスに応じて光学系１０を上下に移動して焦点位置を調節する。
【００２２】
光学系１０の受光系は、集光レンズ１７、結像レンズ１８、及びＣＣＤラインセンサー２０を含んで構成されている。集光レンズ１７は、基板１の表面又は裏面からの散乱光を集光し、結像レンズ１８は、集光レンズ１７で集光された散乱光をＣＣＤラインセンサー２０の受光面に結像させる。ＣＣＤラインセンサー２０は、受光面で受光した散乱光の強度に応じた検出信号を信号変換回路５０へ出力する。
【００２３】
信号変換回路５０は、ＣＣＤラインセンサー２０の検出信号をディジタル信号に変換して、信号処理回路６０へ出力する。信号処理回路６０は、内部メモリを備え、信号変換回路５０から入力したディジタル信号をディジタルデータとして内部メモリに記憶する。そして、信号処理回路６０は、ＣＰＵ７０の制御により、内部メモリに記憶したディジタルデータを処理して、基板１の表面又は裏面の欠陥を検出する。ＣＰＵ７０は、信号処理回路６０の検出結果をディスプレイやプリンタ等から成る出力装置８０へ出力する。
【００２４】
図２は、本発明の一実施の形態による基板検査装置の動作を説明する図である。光学系１０の投光系から照射された検査光により基板１を走査させる際、ＸＹ移動制御回路３１は、まず図２に示す様に、光学系１０をＸ方向へ移動して、１回の走査を行わせる。１回の走査が終了すると、ＸＹ移動制御回路３１は、光学系１０をＹ方向へステップ移動した後、光学系１０をＸ方向へ逆方向に移動して、次の走査を行わせる。これらの動作を繰り返して基板１を走査させる際、本実施の形態では、ＸＹ移動制御回路３１が、ＣＰＵ７０からの指令に従って、基板を複数の領域に分割し、各領域を複数の基板に渡って順番に走査させる。これにより基板検査装置は、各領域を複数の基板に渡って順番に検査する。
【００２５】
図３〜図６は、本発明の一実施の形態による基板検査装置の基板の走査を説明する図である。図３〜図６は、ＸＹ移動制御回路３１が、基板を４つの領域に分割して、各領域を４つの基板１ａ〜１ｄに渡って順番に走査させる例を示している。
【００２６】
まず、図３に示す１つ目の基板１ａについて、ＸＹ移動制御回路３１が図３（ａ）に矢印で示すＡ１〜Ａ４の４回の走査を行わせ、これにより基板検査装置が図３（ｂ）に斜線で示す領域を検査する。次に、図４に示す２つ目の基板１ｂについて、ＸＹ移動制御回路３１が図４（ａ）に矢印で示すＢ１〜Ｂ４の４回の走査を行わせ、これにより基板検査装置が図４（ｂ）に斜線で示す領域を検査する。続いて、図５に示す３つ目の基板１ｃについて、ＸＹ移動制御回路３１が図５（ａ）に矢印で示すＣ１〜Ｃ４の４回の走査を行わせ、これにより基板検査装置が図５（ｂ）に斜線で示す領域を検査する。さらに、図６に示す４つ目の基板１ｄについて、ＸＹ移動制御回路３１が図６（ａ）に矢印で示すＤ１〜Ｄ４の４回の走査を行わせ、これにより基板検査装置が図６（ｂ）に斜線で示す領域を検査する。
【００２７】
基板検査装置は、これらを順次繰り返しながら、全ての基板を順番に検査する。そして、信号処理回路６０が基板の欠陥を検出した場合、ＸＹ移動制御回路３１は、ＣＰＵ７０からの指令に従って、その後、異常を検出した領域を複数の基板に渡って連続して走査させる。これにより基板検査装置は、異常を検出した領域を複数の基板に渡って連続して検査する。
【００２８】
例えば、図６に示す４つ目の基板１ｄについて基板の欠陥を検出した場合、５つ目の基板１ｆ以降の所定数の基板については、図６（ｂ）に斜線で示す領域と同じ領域を検査する。５つ目の基板１ｆ以降の所定数の基板についても、４つ目の基板１ｄと同じ欠陥が検出されれば、欠陥の程度に応じて、基板の製造を継続又は中止し、あるいは対策を行う。
【００２９】
図７は、本発明の一実施の形態による基板検査装置の動作を説明するタイムチャートである。図７（ａ）は本実施の形態について、また図７（ｂ）は同様の場合における従来の抜き取り検査について、洗浄／乾燥工程及び検査工程の進行状況を、時間を横軸として示している。各工程で矢印の上に表示した符号１ａ〜１ｈは、基板１ａ〜１ｈについて洗浄／乾燥又は検査が行われていることを示している。なお、説明を簡単にする目的で、図７（ａ）では１つの基板の検査に要する時間Ｔａを洗浄／乾燥に要する時間と同じとしており、この結果、図７（ｂ）では１つの基板の検査に要する時間Ｔｂが洗浄／乾燥に要する時間の４倍となっている。また、同様の目的で、洗浄／乾燥工程から検査工程への基板の搬送等に要する時間の損失がないものとしている。
【００３０】
本実施の形態では、図７（ａ）に示す様に、まず、時刻ｔ１に、基板１ａの洗浄／乾燥が終了して、基板１ａの検査が開始する。次に、時刻ｔ２に、基板１ｂの洗浄／乾燥が終了して、基板１ｂの検査が開始する。以下同様にして、順次検査が行われる。一方、従来の抜き取り検査では、図７（ｂ）に示す様に、まず、時刻ｔ１に、基板１ａの洗浄／乾燥が終了して、基板１ａの検査が開始する。その後、時刻ｔ５に、基板１ａの検査が終了して、その時洗浄／乾燥が終了した基板１ｅの検査が開始する。以下同様にして、順次検査が行われる。
【００３１】
今、仮に、時刻ｔ１以降、基板の欠陥が、複数の基板に渡って基板の同じ位置に連続して発生したものとする。図７（ａ）に示す本実施の形態では、基板の欠陥が図４（ｂ）に斜線で示す領域で発生した場合、その欠陥は、基板１ｂの検査が終了する時刻ｔ３に検出される。基板の欠陥が図５（ｂ）に斜線で示す領域で発生した場合、その欠陥は、基板１ｃの検査が終了する時刻ｔ４に検出される。基板の欠陥が図６（ｂ）に斜線で示す領域で発生した場合、その欠陥は、基板１ｄの検査が終了する時刻ｔ５に検出される。そして、基板の欠陥が図３（ｂ）に斜線で示す領域で発生した場合、その欠陥は、基板１ｅの検査が終了する時刻ｔ６に検出される。これに対し、図７（ｂ）に示す従来の抜き取り検査では、欠陥が基板のどの位置で発生しても、その欠陥は、基板１ｅの検査が終了する時刻ｔ９に検出される。
【００３２】
なお、以上説明した実施の形態では、基板を４つの領域に分割していたが、本発明はこれに限らず、基板を２つ以上の領域に分割すればよい。
【００３３】
以上説明した実施の形態によれば、基板を複数の領域に分割し、各領域を複数の基板に渡って順番に検査することにより、基板１枚当たりの検査時間が短くなるので、基板検査装置の数が少なくても、または１つの検査装置に設けられた光学系の数が少なくても、全ての基板を検査することができる。そして、抜き取り検査に比べて、検査の間隔が短くなるので、基板に発生した欠陥を早期に検出することができる。従って、少ない検査費用で、基板の不良が大量に発生するのを防止することができる。
【００３４】
さらに、以上説明した実施の形態によれば、異常を検出した場合、その後、異常を検出した領域を複数の基板に渡って連続して検査することにより、複数の基板に渡って基板の同じ位置に連続して発生する異常を、早期に検出することができる。
【００３５】
なお、以上説明した実施の形態は、パネル基板の傷や異物等の欠陥を検出する基板検査装置の例であったが、本発明は、基板の傷や異物等の欠陥の検査に限らず、基板上に形成されたパターンの欠陥の検査にも適用することができる。
【００３６】
例えば、図８は、液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程（ステップ１０１）では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長（ＣＶＣ）法等により、ガラス基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程（ステップ１０２）では、ロール塗布法等により感光樹脂材料（フォトレジスト）を塗布して、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程（ステップ１０３）では、プロキシミティ露光装置や投影露光装置等を用いて、マスクのパターンをフォトレジスト膜に転写する。現像工程（ステップ１０４）では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程（ステップ１０５）では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程（ステップ１０６）では、エッチング工程（ステップ１０５）でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、ガラス基板上にＴＦＴアレイが形成される。
【００３７】
また、図９は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）では、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離等の処理により、ガラス基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程（ステップ２０２）では、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法等により、ガラス基板上に着色パターンを形成する。この工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程（ステップ２０３）では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程（ステップ２０４）では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄工程及び乾燥工程が実施される。
【００３８】
図８に示したＴＦＴ基板の製造工程、及び図９に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、ガラス基板の受け入れ時、ＴＦＴ基板又はカラーフィルタ基板の完成時、あるいは各工程間で必要に応じて、基板の傷や異物等の欠陥、あるいは基板上に形成されたパターンの欠陥の検査が行われる。本発明は、この様な各種の検査に適用することができる。
【００３９】
さらに、本発明は、液晶ディスプレイ装置等のフラットパネルディスプレイ装置用のパネル基板の検査に限らず、半導体ウェーハや磁気ディスクのディスク基板の検査にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施の形態による基板検査装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態による基板検査装置の動作を説明する図である。
【図３】本発明の一実施の形態による基板検査装置の基板の走査を説明する図である。
【図４】本発明の一実施の形態による基板検査装置の基板の走査を説明する図である。
【図５】本発明の一実施の形態による基板検査装置の基板の走査を説明する図である。
【図６】本発明の一実施の形態による基板検査装置の基板の走査を説明する図である。
【図７】本発明の一実施の形態による基板検査装置の動作を説明するタイムチャートである。
【図８】液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図９】液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１  基板
１０  光学系
１１  レーザー光源
１２，１３  レンズ
１４  ミラー
１５  レンズ
１６  ＣＣＤラインセンサー
１７  集光レンズ
１８  結像レンズ
２０  ＣＣＤラインセンサー
３０  ＸＹ移動機構
３１  ＸＹ移動制御回路
４０  焦点調節機構
４１  焦点調節制御回路
５０  信号変換回路
６０  信号処理回路
７０  ＣＰＵ
８０  出力装置
【図１】
2007121273.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007121273.tif 000005
【図４】
2007121273.tif 000006
【図５】
2007121273.tif 000007
【図６】
2007121273.tif 000008
【図７】
2007121273.tif 000009
【図８】
2007121273.tif 000010
【図９】
2007121273.tif 000011