(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の傾斜角度に設定された基板保持手段と、
前記基板保持手段上に保持された被検査基板をマクロ照明する光源と、
前記光源から出射されたマクロ照明光を前記被検査基板表面に対して所定の照射角度になるように偏向させる反射ミラーと、
前記反射ミラーを回動可能に支持し、この反射ミラーの回動角度を調整するミラー角度調整手段と、
前記反射ミラーを回動駆動させる駆動部と、
観察者により設定された前記反射ミラーの回動角度データを記憶部に記憶し、この記憶部から前記回動角度データを読み出して前記駆動部を制御し前記反射ミラーの回動角度を自動的に設定する制御部と、
を備えたことを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】
前記制御部は、観察者ごとに前記マクロ照明の照明条件が最適な状態となる前記反射ミラーの回動角度データを記憶部に記憶し、前記観察者が指定することにより前記記憶部から指定された観察者に対応する回動角度データを読み出して前記駆動部を制御し前記反射ミラーの回動角度を自動的に設定することを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のガラス基板などの欠陥検査に用いられる基板検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＣＤに用いられるガラス基板の欠陥検査には、ガラス基板表面に照明光を当て、その反射光の光学的変化から基板表面の傷などの欠陥部分を観察するマクロ観察と、マクロ観察で検出された欠陥部分を拡大して観察するミクロ観察を切り替えて可能にしたものがある。
【０００３】
そこで、従来、特許文献１に開示されるように、Ｘ、Ｙ方向に水平移動可能にしたＸ−Ｙステージに対応させてマイクロ観察系とミクロ観察系を設け、Ｘ−Ｙステージ上に被検査基板を載置した状態から、Ｘ−ＹステージをＸ、Ｙ方向の２次元方向に移動して被検査基板の検査部位をマイクロ観察系またはミクロ観察系の観察領域に位置させることで、被検査基板面の欠陥部分に対するマクロ観察またはミクロ観察を可能にしたものがある。
【０００４】
また、特許文献２に開示されるように、対物レンズの光軸に直交する平面上の交差するＸ−Ｙ方向の一方向にステージを水平移動させるとともに、他方向に対物レンズを移動させることで、ステージ上の試料の全範囲を観察可能にしたものもある。
【特許文献１】特開平５−３２２７８３号公報
【特許文献２】特開平５−１２７０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、最近、ＬＣＤの大型化にともないガラス基板のサイズは、ますます大型化の傾向にあるが、特許文献１は、このような大型サイズのガラス基板の欠陥検査において、Ｘ−ＹステージをＸ、Ｙ方向の２次元方向に水平移動するようになっていることから、基板面積の４倍もの移動範囲が必要となり、このため、基板サイズの大型化とともに、装置の大型化を免れない。また、ガラス基板上の欠陥部分を特定するスポット照明は、基板全面をカバーするためＸ−Ｙステージの中心付近に位置せざるをえないことから、スポット照明は、観察者から遠く離れることとなり、微小な傷に対する目視による位置決めが困難になっている。
【０００６】
また、特許文献２は、ステージの移動をＸ−Ｙ方向の一方向のみにできるので、上記従来のものに比べて小型化できるが、それでもステージが水平に配置されているため基板面積の２倍もの移動範囲が必要となり、さらなる小型化を望むことは無理である。また、Ｘ−Ｙ方向の他方向に移動可能とした対物レンズは、リレーレンズを介してベース上で観察鏡筒に取り付けた接眼レンズに連繋され、接眼レンズの位置を固定した状態で、対物レンズのみを移動可能としているため、対物レンズにより観察される試料上の欠陥位置が接眼レンズでの観察位置から遠く離れることがある。
【０００７】
このことは、例えば、試料上の欠陥部を目視観察による確認を行いながら欠陥部にスポット照明を合致させる場合や、接眼レンズによるミクロ観察を行うような場合に、観察者は、試料上の遠く離れた欠陥部の位置まで移動して欠陥状態を目視観察で確認し、再び接眼レンズ位置まで戻って観察像を確認するようになるため、面倒な動きが必要となり、欠陥部分の正確な観察に支障をきたすばかりか、観察者に多大な労力を強いるという問題があった。また、このようなことは、最近の試料であるガラス基板の大型化にともない観察者の移動する距離は一層大きくなり、さらに大きな問題になっている。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、正確な欠陥部観察を行うことができるとともに、観察作業の軽減化を実現できる基板検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明は、所定の傾斜角度に設定された基板保持手段と、前記基板保持手段上に保持された被検査基板をマクロ照明する光源と、前記光源から出射されたマクロ照明光を前記被検査基板表面に対して所定の照射角度になるように偏向させる反射ミラーと、
前記反射ミラーを回動可能に支持し、この反射ミラーの回動角度を調整するミラー角度調整手段と、前記反射ミラーを回動駆動させる駆動部と、観察者により設定された前記反射ミラーの回動角度データを記憶部に記憶し、この記憶部から前記回動角度データを読み出して前記駆動部を制御し前記反射ミラーの回動角度を自動的に設定する制御部と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、観察者は、同じ場所に居ながらにして、接眼レンズを覗くことによる顕微鏡観察と、接眼レンズから目を離しての目視観察を交互に行うことができ、欠陥部の目視での状態と見比べながら顕微鏡観察を行うことにより欠陥部の状態を正確に把握することができ、さらに、観察者の不必要な動きをなくすことで、観察作業の軽減化も実現できる。
【００１１】
また、観察者は顕微鏡観察の際の位置を、例えば、欠陥部の目視観察を行い易い場所にするなど観察位置を任意の場所に設定することができる。さらに、被検査基板表面に対するマクロ照明の照射条件を観察者に最も合った状態に設定することができ、精度の高い欠陥検出を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
まず、本発明の実施の形態を説明する上で必要な参考例について述べる。
図１は、かかる参考例としての基板検査装置の概略構成を示している。図において、１は架台で、この架台１には、ベース２を傾斜して支持している。この場合、ベース２の傾斜面は、４５°〜重力方向に対してほぼ平行に近い状態の間で傾斜するようになっている。図示例では、６０°に傾斜させてある。
【００１３】
そして、このベース２の傾斜面に、被検査基板保持手段としてホルダ３を設けている。このホルダ３は、ＬＣＤに用いられるガラス基板のような大型の被検査基板４を載置保持するもので、ここでは、被検査基板４の下端を位置決めピン５にて支持し、さらにベース２の傾斜面上で交差するＸ−Ｙ方向の一方向、ここではＹ方向に直線移動できるようになっている。また、ベース２には、ホルダ３のＹ方向の位置座標を検出するＹスケール６を設けている。
【００１４】
ベース２には、ホルダ３を跨いで、ホルダ３の移動方向と直交する方向にＸガイド７を設けている。このＸガイド７は、スポット照明８を有するミクロ観察ユニット９をＸガイド７に沿って、上述したＸ−Ｙ方向の他方向、ここではＸ方向に移動可能に支持している。ここで、スポット照明８は、レーザあるいは光学的に集光された可視光をホルダ３上の被検査基板４表面に投光するものである。この投光による被検査基板４表面の反射光は、後述するマクロ照明用ユニット１１の反射光より明るくなっており、マクロ観察中でも目視観察できるようになっている。また、ミクロ観察ユニット９は、対物レンズ９１と接眼レンズ９２を有する顕微鏡機能を備えたもので、観察者は、接眼レンズ９２により対物レンズ９１より得られる観察像を観察できるようになっている。この場合、ミクロ観察ユニット９の対物レンズ９１と接眼レンズ９２は近接して配置されている。また、Ｘステージ７には、ミクロ観察ユニット９のＸ方向の位置座標を検出するＸスケール１０を設けている。
【００１５】
一方、架台１の上方には、マクロ照明用ユニット１１を設けている。このマクロ照明用ユニット１１は、大径のレンズを有し、ホルダ３上の被検査基板４面を均一に照明するようにしている。つまり、このようなマクロ照明用ユニット１１による面光源をホルダ３上の被検査基板４表面を均一に照明し、観察者の目視観察により被検査基板４表面での反射光の変化を欠陥部として検出している。具体的には、基板の膜厚の斑や透明膜上のピンホール、膜下のごみなどによる干渉パターンを観察者の目視により観察して欠陥部を認識するようにしている。
【００１６】
そして、このように構成した基板検査装置本体１００に制御部１２を接続している。この制御部１２は、Ｙスケール６およびＸスケール１０からの位置座標の管理、ミクロ観察ユニット９、スポット照明８およびホルダ３の移動制御を行うもので、さらにスポット照明８の照射範囲とミクロ観察ユニット９の観察範囲のそれぞれの中心間の相対距離を予め記憶していて、スポット照明８の照射範囲を被検査基板４上の欠陥部に位置させた状態で所定の指示を与えることにより、Ｙスケール６およびＸスケール１０のデータから欠陥部の位置座標が記憶部１２１に記憶され、この位置座標とスポット照明８の照射範囲とミクロ観察ユニット９の観察範囲のそれぞれの中心間の相対距離データに基づいて、被検査基板４上に指定された欠陥部がミクロ観察ユニット９の対物レンズ９１の観察範囲に合致するように移動制御する。
【００１７】
次に、このように構成した基板検査装置の動作を説明する。まず、観察者は、図示しないジョイスティックやキーボードにより制御部１２に指示を与え、ホルダ３を上方に移動させてＸガイド７から離すとともに、ミクロ観察ユニット９、スポット照明８をＸガイド７の端部まで移動させてホルダ３から離す。図１は、この状態を示している。
【００１８】
次に、被検査基板４をホルダ３上で位置決めピン５に支持させるとともに、ホルダ３の傾斜面に被検査基板４を載置し、図示しない吸着手段などにより被検査基板４を確実に保持した後、欠陥検査を開始する。
【００１９】
この場合、図２に示すように、マクロ照明用ユニット１１によりホルダ３上の被検査基板４表面を均一に照明する。そして、この状態から、被検査基板４の膜厚の斑や透明膜上のピンホール、膜下のごみなどによる干渉パターンを観察者の目視により観察して、欠陥部を認識する。
【００２０】
この場合、マクロ照明用ユニット１１は、被検査基板４の幅寸法よりも広い範囲を照明しているが、被検査基板４の長さ寸法より狭い範囲ならば、ホルダ３をベース２で上下動させて被検査基板４全面を網羅する。
【００２１】
次に、観察者が目視により被検査基板４上の欠陥部を認識すると、ホルダ３をベース２に沿って上下動するとともに、ミクロ観察ユニット９をＸガイド７に沿って左右に移動することにより、被検査基板４上の欠陥部をスポット照明８のスポット照射範囲に位置させる。そして、この状態から、観察者がキー操作を行い、制御部１２に所定の指示を与えると、Ｙスケール６およびＸスケール１０のデータに基づいて欠陥部の位置座標が求められ記憶部１２１に記憶される。続いて、制御部１２は、この位置座標データと予め記憶しているスポット照明８の照射範囲とミクロ観察ユニット９の観察範囲のそれぞれの中心間の相対距離のデータを用いて、ホルダ３およびミクロ観察ユニット９を移動制御し、目視確認した被検査基板４上の欠陥部をミクロ観察ユニット９の対物レンズ９１の観察範囲まで移動させる。個々の欠陥部に対してマクロ観察の直後にミクロ観察する場合には、スポット照明８により欠陥位置を指定した状態で、ホルダ３をスポット照明８とレンズ９１の距離だけ移動させることにより、欠陥部を対物レンズ９１の観察範囲に合致させることができる。これにより、観察者は、ミクロ観察ユニット９の接眼レンズ９２を覗くことにより、対物レンズ９１を介して得られる被検査基板４上の欠陥部を顕微鏡観察できることになる。
【００２２】
また、再び、図示しないキー操作によりマクロ観察を指示すると、被検査基板４上の欠陥部は、スポット照明８の照射範囲に戻され、干渉パターンによる再確認が行える。そして、続けて、他の欠陥部観察する場合には、上述した操作を繰り返すことになる。
【００２３】
その後、欠陥検査が終了したならば、観察者は、再び図示しないジョイスティックやキーボードにより制御部１２に所定の指示を与え、ホルダ３をＸガイド７の上方に移動させ、さらにミクロ観察ユニット９、スポット照明８をＸガイド７の端部に移動させてホルダ３から被検査基板４を交換できるように初期位置に復帰させる。
【００２４】
そして、被検査基板４のホルダ３上の吸着を解除した状態で基板４を垂直またはこれに近い角度まで引き起こして、ホルダ３から取り除く。このホルダ３から取り除く際は、被検査基板４の下端は、位置決めピン５に支持され、落下する危険がないので、基板４の両端に持ち変えることもできる。
【００２５】
従って、このようにすれば被検査基板４上の欠陥部をスポット照明８のスポット照射範囲に位置させるのに、被検査基板４を載置したホルダ３をベース２に沿って上下動しながら、ミクロ観察ユニット９をＸガイド７に沿って左右に移動するようになるので、ホルダ３の移動は、被検査基板４面積の２倍程度にでき、さらにホルダ３を傾斜させることにより設置面積を小さくでき、装置の大型化を最小限に止めることができる。
【００２６】
また、被検査基板４上の欠陥部をスポット照明８の照射範囲に位置させた状態から、さらに被検査基板４上の欠陥部をミクロ観察ユニット９の対物レンズ９１の観察範囲に移動させるようになるが、この状態では、被検査基板４上の欠陥部近傍にミクロ観察ユニット９の接眼レンズ９２が位置されることから、観察者は、同じ場所に居ながらにして、接眼レンズ９２を覗くことによる顕微鏡観察と接眼レンズ９２から目を離しての目視観察を交互に行うことができるので、欠陥部の目視での状態と見比べながら顕微鏡観察を行うことにより欠陥部の状態を正確に把握することができ、さらに、観察者の不必要な動きをなくすことで、観察作業の労力の軽減を実現できる。しかも、ホルダ３を傾斜させることにより、特に、重力方向に対してほぼ平行に近い状態で傾斜させることで、被検査基板４が観察者に近接して欠陥部が見易くなるとともに、スポット照明の位置決めも正確にでき、さらに、ホルダ３に保持される被検査基板４は、観察者の目の高さで目視観察や顕微鏡観察ができるので、さらに作業性を向上することができる。
【００２７】
図３は、本発明の実施の形態の概略構成を示すもので、図１と同一部分には、同符号を付している。この場合、ベース２上のホルダ３面に対するマクロ照明用ユニット４１は、光源４１１と反射ミラー４２を有し、駆動部４０により反射ミラー４２の回動角度を可変可能にすることで、ホルダ３面に対するマクロ照明の照射角度を変えられるようにしている。また、この駆動部４０には制御部４０１を接続している。この制御部４０１は、記憶部４０２を有し、この記憶部４０２に、観察者ごとに設定される反射ミラー４２の回動データを記憶するとともに、２回目以降に同じ観察者が使用する際には、観察者を指定するのみで、前回のデータを読み出し、駆動部４０に対して反射ミラー４２の回動角度を自動的に設定できるようになっている。
【００２８】
図４は、反射ミラー４２を手動操作により駆動するための駆動部を示している。この場合、反射ミラー４２は、反射面と反対側面の下側縁部をヒンジ４３により回動可能に支持している。また、反射ミラー４２の反射面と反対側面の上側縁部には、ブロック４４によりスライド棒４５を突設している。このスライド棒４５は、ボールブッシュ４６により、その軸方向にスライド移動可能に支持されている。また、スライド棒４５には、ボールブッシュ４６とブロック４４の間にバネ４５１を設けている。このバネ４５１は、常時、反射ミラー４２を押圧する方向の弾性力を作用している。
【００２９】
ボールブッシュ４６は、スライド棒４５を挿通する穴部を有するとともに、この穴部の内側面に多数のボールを回転可能に支持したもので、この穴部に挿通されるスライド棒４５を、ボールにより支持することで穴部の軸方向に沿ってスライド移動するようになっている。また、ボールブッシュ４６は、図示しない固定部に取り付けたブッシュ支持部４７に回動自在に支持され、スライド棒４５のスライドに応じた反射ミラー４２の回動動作に対応できるようになっている。
【００３０】
スライド棒４５の先端部には、第１のベルト４８を接続している。この第１のベルト４８は、一方の面に歯部４８１を有したもので、歯部４８１に噛合したプーリ４９を介して９０°方向を変更するとともに、ジョイント５０を介して歯部５１１を有する第２のベルト５１を接続している。
【００３１】
そして、この第２のベルト５１の歯部５１１にプーリ５２を噛合させ、このプーリ５２の軸５３にレバー５４を取り付けることで、このレバー５４の回動操作によりプーリ５２を介して第２のベルト５１を移動させ、スライド棒４５をスライドさせることにより、反射ミラー４２をヒンジ４３を中心に回動できるようにしている。この場合、レバー５４は、図示しないラチェット機構を有し、反射ミラー４２を回動させる操作方向と直角方向の操作により、ラチェット機構の解除、ロックが得られ、反射ミラー４２の操作を規制できるようにもなっている。
【００３２】
しかして、このような構成において、観察者が、手動によりレバー５４のラチェット機構を解除した後、図示矢印方向に回動操作すると、この時のレバー５４の回動量に応じたプーリ５２の回転により第２のベルト５１が直線移動され、第１のベルト４８を介してスライド棒４５がボールブッシュ４６をスライド移動され、スライド棒４５のスライド量に応じて、反射ミラー４２がヒンジ４３を中心に回動される。
【００３３】
この場合、レバー５４の操作により第２のベルト５１が図示上方向に直線移動された時は、スライド棒４５のスライド量に応じて反射ミラー４２は、バネ４５１の弾性力により時計方向に回動され、第２のベルト５１が図示下方向に直線移動された時は、スライド棒４５のスライド量に応じて反射ミラー４２は、バネ４５１の弾性力に抗して反時計方向に回動される。
【００３４】
これにより、観察者によるレバー５４の回動操作によりマクロ照明用ユニット４１の反射ミラー４２の回動角度を調整することで、ホルダ３面に対するマクロ照明の照射条件を観察者ごとに最適な状態に設定することができる。
【００３５】
また、観察者により設定された反射ミラー４２の回動角度のデータは、制御部４０１に送られ、観察者ごとに記憶部４０２に記憶される。この記憶部４０２に記憶されたデータは、これ以降に、同じ観察者が使用する際に、観察者を指定するのみで記憶部４０２から読み出され、このデータに基づいて駆動部４０により反射ミラー４２の回動角度が自動的に最適状態に設定されるようになる。
【００３６】
従って、このようにすれば、観察者は、手動によりレバー５４を操作して、ホルダ３面に対するマクロ照明の照射角度を調整することにより、ホルダ３面に対するマクロ照明の照射条件を観察者に最も合った状態に設定することができるので、さらに精度の高い欠陥検出を行うことができる。また、観察者により設定されたマクロ照明の照射角度のデータは、記憶部４０２に記憶され、２回目以降に同じ観察者が使用すると、観察者を指定するのみで、前回のデータに基づいて、マクロ照明の照射角度を自動的に設定できるので、使い勝手がさらに改善される。
【００３７】
なお、上述では、反射ミラー４２を観察者の手動操作により行う場合を述べたが、反射ミラー４２の回動角度を自動的に設定することもできる。この場合、図５（ａ）（ｂ）に示すように、反射ミラー４２は、反射面と反対側面の下側縁部をヒンジ４３により回動可能に支持している。また、反射ミラー４２の反射面の上側縁部に押圧棒５５の先端部を当接している。この場合、押圧棒５５の先端部には、同図（ｂ）に示すようなローラ５５１を設けていて、反射ミラー４２の押圧状態を円滑にしている。
【００３８】
押圧棒５５の基端部は、固定部材５６に固定している。この固定部材５６は、一対のアーム５６１を有し、これらアーム５６１を摺動部材５７に移動自在に支持され、固定部材５６の移動量に応じて反射ミラー４２の回動量を決定するようになっている。固定部材５６には、ナット部５８を介してボールネジ５９を接続し、このボールネジ５９にカップリング６０を介してステッピングモータ６１を接続している。なお、６２は、常時、反射ミラー４２を固定部材５６に引き寄せるための弾性力を作用するバネである。
【００３９】
しかして、観察者の指示によりステッピングモータ６１を駆動すると、ボールネジ５９が回転し、ナット部５８を介して固定部材５６が摺動部材５７に沿って移動され、この固定部材５６の移動量に応じて、反射ミラー４２がヒンジ４３を中心に回動される。この場合、ステッピングモータ６１により固定部材５６が反射ミラー４２に向かう方向に移動された時は、固定部材５６の移動量に応じて反射ミラー４２は反時計方向に回動され、固定部材５６が反射ミラー４２から離れる方向に移動された時は、反射ミラー４２は、反時計方向に回動される。
【００４０】
従って、このようにしても、観察者の指示によりステッピングモータ６１の回転量を操作することにより、ホルダ３面に対するマクロ照明の照射条件を観察者ごとに最適な状態に設定することができ、上述したと同様な効果を期待することができる。また、ステッピングモータ６１の代わりにＡＣサーボモータの回転量をパルス数として検知するエンコーダを組み合わせるか、同様にしてＤＣサーボモータとエンコーダを組み合わせてもよい。
【００４１】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。
【００４２】
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明を説明する上で必要な参考例の概略構成を示す図。
【図２】同参考例の動作を説明するための図。
【図３】本発明の実施の形態の概略構成を示す図。
【図４】本発明の実施の形態に用いられる反射ミラーの操作機構の概略構成を示す図。
【図５】本発明の実施の形態に用いられる反射ミラーの操作機構の他の例の概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００４４】
１…架台、２…ベース、３…ホルダ、
４…被検査基板、５…位置決めピン、
６…Ｙスケール、７…Ｘカイド、８…スポット照明、
９…ミクロ観察ユニット、９１…対物レンズ、９２…接眼レンズ、
１０…Ｘスケール、１１…マクロ照明用ユニット、１２…制御部、
１２１…記憶部、１００…基板検査装置本体、
４０…駆動部、４０１…制御部、４０２…記憶部、
４１…マクロ照明用ユニット、４２…反射ミラー、
４３…ヒンジ、４４…ブロック、４５…スライド棒、
４５１…バネ、４６…ボールブッシュ、４７…ブッシュ支持部、
４８…第１のベルト、４９…プーリ、５０…ジョイント、
５１…第２のベルト、５２…プーリ、５３…軸、
５４…レバー、５５…押圧棒、５６…固定部材、
５６１…アーム、５７…摺動部材、５８…ナット部、
５９…ボールネジ、６０…カップリング、６１…ステッピングモータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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