(57)【要約】【課題】ライン状の検査領域上にて薄板状の基板を平らに保持し、高精度な検査を行う。【解決手段】基板Ａのライン状の検査領域Ｂを検査する検査ヘッド２と、検査領域Ｂを挟んで隣接する２箇所の直線状の領域において、基板Ａの表裏両面に対向する加圧流体Ｃを同時に吹き付ける基板支持部３とを備える基板検査装置１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板のライン状の検査領域を検査する検査ヘッドと、
前記検査領域を挟んで隣接する２箇所の直線状の領域において、基板の表裏両面に対向する加圧流体を同時に吹き付ける基板支持部とを備える基板検査装置。
【請求項２】
前記検査ヘッドが、前記検査領域にライン状の照明光を照射するライン照明部と、
該ライン照明部により照射された照明光の反射光または透過光を撮影するライン撮像部とを備え、
前記検査ヘッドおよび前記基板支持部または前記基板の少なくとも一方を、前記検査領域に交差する方向に相対的に移動させる搬送機構を備える請求項１に記載の基板検査装置。
【請求項３】
前記検査ヘッドが、前記検査領域に照明光を照射する照明部と、
該照明部により照明された照明光の反射光または透過光を検査する顕微鏡と、
該顕微鏡または前記基板の少なくとも一方を前記検査領域に沿う方向に相対的に移動させる検査領域内移動機構とを備える請求項１に記載の基板検査装置。
【請求項４】
前記基板支持部が、前記基板の幅方向に沿って延びるスリット状の流体吐出穴を有する請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板検査装置。
【請求項５】
前記基板支持部が、前記基板の幅方向に沿って間隔を空けて配列された複数の流体吐出穴を有する請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板検査装置。
【請求項６】
前記基板支持部が、前記搬送機構による相対移動方向に間隔をあけて複数列の流体吐出穴を有し、
各流体吐出穴は、基板の表裏に配置される流体吐出穴どうしの間隔が、前記検査領域から離れるに従って大きくなるように配置されている請求項３に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、基板検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の液晶ガラス基板やカラーフィルタなど、大型で薄板状の基板に対しては、製造工程において、表面に付着したゴミ、傷、膜ムラ、基板のパターン形状やその欠陥などを検査する基板検査が行われる。この基板検査としては、透過照明を用いて検査領域を顕微鏡などで拡大観察するミクロ検査と、基板全体をラインセンサカメラで撮影して観察する自動マクロ検査とが行われている。
【０００３】
ミクロ検査では、ガラス基板の裏面側から透過照明できるように矩形枠状に形成した検査面を顕微鏡の被写界深度内に配置する必要があるため、基板が厚さ方向に動かないように保持する必要がある。
このような基板検査装置としては、ガラス基板の裏面側から透過照明できるように矩形状の開口を形成した上ステージにガラス基板を保持し、上ステージを下ステージに対して一方向（Ｘ方向）に移動可能に設け、この下ステージを他方向（Ｙ方向）に移動可能に設け、ガラス基板をＸＹ方向に移動させることによりガラス基板全面を顕微鏡で観察するミクロ検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このミクロ検査装置は、振動の影響を最小限に抑えるために、上ステージの開口内部に顕微鏡の光軸近傍でガラス基板を下方から支える振動防止機構を備えている。
また、自動マクロ検査では、透明なガラス基板を浮上ステージ上に浮上させた状態で一方向に移動させ、このガラス基板の搬送方向と直交する直線状の検査領域をラインセンサカメラで撮影する（例えば、特許文献２参照。）。この自動マクロ検査装置によればガラス基板の浮上高さが０．２ｍｍと小さいために、ステージからの反射を防止する目的で検査領域に対応させてスリット状の溝を形成している。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−９４７５５号公報
【特許文献２】特開２００４−３３３１９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の基板検査装置では、ガラス基板の一辺のサイズが１〜３ｍと大型化すると矩形枠状の上ステージに水平に保持することができなくなる。そのため、上ステージの開口内部にガラス基板を水平に支持する支持部材を架設すると、振動防止機構を移動可能に取り付けることができなくなるという不都合がある。
【０００７】
また、ＦＰＤ用のガラス基板は、−辺が２０００ｍｍと大型化し、かつ板厚が０．７ｍｍと薄いため、上ステージの開ロ内部に細長い支持部材を複数架設してガラス基板を保持しても、各支持部材内でガラス基板の撓みを解消することができず、また各支持部材により照明光が遮られてしまうために、透過照明によるミクロ検査の検査精度が低下するという問題がある。
特許文献２に記載の基板検査装置では薄いガラス基板を浮上ステージ上に水平に保持できるものの浮上ステージが不透明であるために透過照明できないという不都合がある。
【０００８】
本発明は、上記のような問題に艦みてなされたものであり、ライン状の検査領域上にて薄板状の基板を平らに保持し、高精度な検査を行うことが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】
上記の課題を解決するために、本発明の基板検査装置は、基板のライン状の検査領域を検査する検査ヘッドと、前記検査領域を挟んで隣接する２箇所の直線状の領域において、基板の表裏両面に対向する加圧流体を同時に吹き付ける基板支持部とを備える基板検査装置を提供する。
本発明によれば、基板支持部の作動により、基板のライン状の検査領域を挟んで隣接する２箇所の直線状の領域に基板の表裏両面に向けて対向する加圧流体を同時に吹き付けるので、基板が加圧流体によって厚さ方向に挟まれてその動きを規制される。この状態で検査ヘッドの作動によりライン状の検査領域を検査することによって、撓みや振動が発生しやすい薄板状の基板を検査する場合においても、コンパクトな構成で高精度な検査を行うことができる。
【００１０】
上記発明においては、前記検査ヘッドが、前記検査領域にライン状の照明光を照射するライン照明部と、該ライン照明部により照射された照明光の反射光または透過光を撮影するライン撮像部とを備え、前記検査ヘッドおよび基板支持部または前記基板の少なくとも一方を、前記検査領域に交差する方向に相対的に移動させる搬送機構を備えることとしてもよい。
このようにすることで、ライン照明部からライン状の照明光を検査領域に照射し、その反射光または透過光がライン撮像部により撮影される。そして、搬送機構の作動により検査ヘッドと基板支持部とを一体として、基板に対して検査領域に交差する方向に相対的に移動させることにより、基板上を２次元的に検査することが可能となる。この場合、基板を固定して検査ヘッドおよび基板支持部を移動させてもよいし、検査ヘッドおよび基板支持部を固定して基板を移動させてもよい。
【００１１】
また、上記発明においては、前記検査ヘッドが、前記検査領域に照明光を照射する照明部と、該照明部により照明された照明光の反射光または透過光を検査する顕微鏡と、該顕微鏡または前記基板の少なくとも一方を前記検査領域に沿う方向に相対的に移動させる検査領域内移動機構とを備えることとしてもよい。
このようにすることで、照明部から基板に対して照射した照明光の反射光または透過光が顕微鏡により検査され、検査領域内移動機構により顕微鏡または基板の少なくとも一方を検査領域に沿う方向に相対的に移動させることにより、両側を基板支持部により加圧流体で挟んだ状態に支持された直線状の検査領域を検査することができる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記基板支持部が、前記基板の幅方向に沿って延びるスリット状の流体吐出穴を有することとしてもよい。
このようにすることで、スリット状の流体吐出穴から加圧流体を吐出して、直線状の検査領域の両側を直線状に連続する加圧流体によって厚さ方向に挟み、基板の撓みや振動をより確実に防止することができる。
【００１３】
また、上記発明においては、前記基板支持部が、前記基板の幅方向に沿って間隔を空けて配列された複数の流体吐出穴を有することとしてもよい。
このようにすることで、間隔をあけて配列された複数の流体吐出穴から加圧流体を吐出して、基板を厚さ方向に挟み、基板の撓みや振動をより確実に防止することができる。この場合に、流体吐出穴を不連続とすることで、各流体吐出穴から吐出される流体の流量を管理し易くすることができ、基板の全幅にわたって均一な圧力の加圧流体によって基板を厚さ方向に挟むように支持することができる。
【００１４】
また、上記発明においては、前記基板支持部が、前記搬送機構による相対移動方向に間隔をあけて複数列の流体吐出穴を有し、各流体吐出穴は、基板の表裏に配置される流体吐出穴どうしの間隔が、前記検査領域から離れるに従って大きくなるように配置されていることとしてもよい。
このようにすることで、搬送機構の作動により、検査ヘッドおよび基板支持部と基板とが相対的に移動させられる際に、基板は大きな間隔をあけて配置されている流体吐出口から順に小さな間隔をあけて配置されている流体吐出口の間に挿入されていく。したがって、基板に反りが生じている場合においても、小さい間隔をあけて配置されている流体吐出口の間にスムーズに挿入していくことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の基板検査装置によれば、ライン状の検査領域上にて薄板状の基板を平らに保持し、高精度な観察を行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下では、本発明の一実施形態に係る基板検査装置１について、図１および図２を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る基板検査装置１は、例えば、ＦＰＤの液晶ガラス基板やカラーフィルタなど、大型で薄板状の基板Ａを被検体として、その表面に付着したゴミ、傷、膜むら、基板のパターン形状の欠陥を検査したり、パターンの線幅を測定したりするためのものである。
【００１７】
基板検査装置１は、検査の必要に応じて、種々の検査部を備えることができるが、本実施形態においては、図１に示されるように、基板Ａの幅方向に延びる直線状の検査領域Ｂを検査する検査ヘッド２と、検査領域Ｂを挟んで隣接する２箇所の直線状の領域において、基板Ａを支持する基板支持部３を備えている。
【００１８】
検査ヘッド２は、基板Ａの表面に対して所定の角度で前記検査領域Ｂに直線状の照明光Ｌ１を照射するライン照明部２ａと、該ライン照明部２ａにより照明された照明光Ｌ１の検査領域Ｂにおける反射光Ｌ２を撮影するライン撮像部２ｂとを備えている。
基板支持部３は、前記検査領域Ｂの両側において基板Ａを挟んで対向する２対の空気ノズル４を備えている。空気ノズル４は、それぞれ基板Ａの幅方向全長にわたって検査領域Ｂの両側に平行に延びる直線状に加圧空気Ｃを噴出するように配置されている。
【００１９】
さらに具体的には、図２に示されるように、各対の空気ノズル４は、基板Ａの表裏面にそれぞれ配置され、その吐出口（流体吐出口）４ａを相互に対向する方向に向けて配置されている。これにより、各対の空気ノズル４の間に配置される基板Ａの表裏面に対して同等の圧力の加圧空気Ｃを吐出させ、この上下方向の加圧空気Ｃにより基板Ａの検査領域を検査高さとなる基準位置に保持させるようになっている。
【００２０】
また、本実施形態に係る基板検査装置１は、矩形状のガラス基板Ａよりも若干大きな開口を有する矩形枠状のホルダに基板Ａの周辺を吸着パッドやクランプ機構により保持し、このホルダをほぼ垂直に立てた状態で基板Ａの表面と裏面に沿うように検査ヘッド２と対向する２対の空気ノズル４を移動可能に設けた自動マクロ検査装置に適用できるようになっている。
【００２１】
このように構成された本実施形態に係る基板検査装置１の動作について、以下に説明する。
本実施形態に係る基板検査装置１を用いて基板Ａを検査するには、図示しないホルダに基板Ａを保持して垂直に立てた状態で、図示しない搬送機構を作動させて、基板Ａに沿って検査ヘッド２と２対の空気ノズル４を移動させる。
【００２２】
検査ヘッド２を作動させると、ライン照明部２ａから照射されたライン状の照明光Ｌ１が基板Ａの表面の直線状の検査領域Ｂに対して照射され、その反射光Ｌ２がライン撮像部２ｂにより撮影される。これにより、直線状の検査領域Ｂのライン画像がライン撮像部２ｂにより取得される。そして、搬送機構により検査ヘッド２と各空気ノズル４を一定の速度で一方向Ｄに移動させながら、ライン画像の取得を繰り返すことにより、基板Ａの表面全面にわたる２次元的な画像を取得することが可能となる。
【００２３】
この場合において、本実施形態に係る基板検査装置１によれば、検査領域Ｂを挟んで両側に配置された２対の空気ノズル４から、基板Ａを厚さ方向に挟む方向に加圧空気Ｃを同時に吐出させることにより、検査領域Ｂの両側において基板Ａの厚さ方向の動きを非接触で規制することができる。その結果、検査領域Ｂにおいて、検査ヘッド２の焦点位置となる基準位置に基板Ａが平らに規制され、撓みや振動が発生しやすい薄板状の基板Ａの変位を抑制して、ブレのない鮮明な画像を取得することができる。
【００２４】
また、基板Ａの全体において基板Ａの厚さ方向の変位を規制するのではなく、直線状の検査領域Ｂの両側に隣接する限られた領域のみの変位を規制するので、基板Ａ全体を高精度に保持する機構が不要となり、簡素かつ軽量な構成の装置とすることができる。
また、基板Ａを矩形枠状のホルダに保持して垂直に立てることにより、クリーンルーム内のダウンフローの影響を受けることなく、基板Ａの重力方向の荷重により基板Ａをホルダに対してほぼ平らに保持させることができる。これにより、基板Ａを水平に保持した場合に比べて基板Ａの撓みが小さくなり、基板Ａを指示する支持部材をホルダの開口内部に設ける必要がなく、基板Ａの裏面側に配置される空気ノズル４を自由に移動させることができる。
【００２５】
なお、本実施形態においては、空気ノズル４から加圧空気Ｃを吐出させることとしたが、これに限定されるものではなく、他の流体を吐出させることにしてもよい。
また、本実施形態においては、ライン照明部２ａから照射された照明光Ｌ１の反射光Ｌ２を基板Ａに対して同一側に配置したライン撮像部２ｂにより撮影することとしたが、これに代えて、図３に示されるように、基板Ａを挟んで反対側に配置されたライン撮像部２ｂにより、照明光Ｌ１の透過光Ｌ３を撮影することにしてもよい。
【００２６】
また、本実施形態においては、基板Ａを固定し（例えば、載置台に載置した状態に固定し）、検査ヘッド２および基板支持部３を一体的として、基板Ａに対して相対移動させることとしたが、これに代えて、検査ヘッド２および基板支持部３を固定し、これに対して基板Ａを水平方向に移動させることで２次元的な画像を取得することとしてもよい。
【００２７】
また、本実施形態においては、ライン照明部２ａにより直線状の照明光Ｌ１を検査領域Ｂに照射することとしたが、これに代えて、図４に示されるように、スポット状の透過照明光Ｌ１を照射する照明部２ａ′と、スポット状の透過照明光Ｌ１′により照射された基板表面（透過光Ｌ２′）を撮影する撮像部２ｂ′とを、検査領域Ｂに沿って（矢印Ｅの方向に）一体的に移動させる移動機構（図示略）を備えていてもよい。これにより、撮像部２ｂ′を基板Ａの全面にわたって２次元的に走査することが可能となる。
【００２８】
また、本実施形態においては、２対の空気ノズル４を検査領域Ｂを挟んで両側に配置することとしたが、これに代えて、図５および図６に示されるように、基板Ａの裏面を全面にわたって加圧空気Ｃにより押圧して浮上させて支持する浮上ステージ５を備える場合には、基板Ａの表面側に検査領域Ｂを挟んで２つの空気ノズル４を備えることとしてもよい。これにより、図６に示されるように、検査領域Ｂに隣接する領域においては、空気ノズル４から吐出される加圧空気Ｃと、浮上ステージ５からの加圧空気Ｃとにより基板Ａが厚さ方向に挟まれるので、上記実施形態と同様に、検査領域Ｂの厚さ方向への変位を規制し、鮮明な画像による高精度の検査を行うことができるという利点がある。
【００２９】
なお、浮上ステージ５としては、図５に示されるように、検査領域Ｂを除く基板Ａのほぼ全面を浮上させる方式のものの他、図７に示されるように、基板Ａの幅方向に間隔をあけて配置された複数の浮上ユニット６により支持する方式のものを採用してもよい。これにより、装置の軽量化を図り、また、浮上ステージのユニット化による、製造容易性の向上およびコスト削減を図ることができる。
【００３０】
また、本実施形態に係る基板検査装置１は、図８に示されるように、複数のローラ７を配列してなるローラコンベア８によって基板Ａを搬送するものとしてもよい。基板Ａがローラコンベア８上を搬送される場合、ローラコンベア８自体の振動や基板Ａがローラコンベア８の１つ１つのローラ７を渡って行く際に発生する振動あるいは、各ローラ７の上下方向に設置位置のばらつきなどに起因する振動によっても、２対の空気ノズル４によって基板Ａを厚さ方向に挟むように加圧空気Ｃを作用させることで、検査領域Ｂの変位を防止し、鮮明な画像による高精度の検査を行うことができる。
【００３１】
また、図９に示されるように、検査ヘッド２を構成するライン照明部２ａおよびライン撮像部２ｂと、基板支持部３を構成する２対の空気ノズル４とを一体的なユニット状に構成してもよい。このようにすることにより、よりコンパクトな構成とすることができ、装置の小型軽量化を図ることができる。なお、図９においては、反射型の検査ヘッド２を例示したが、これに代えて、透過型の検査ヘッドを採用してもよい。
【００３２】
また、本実施形態においては、検査領域Ｂの両側に一対ずつ２対の空気ノズル４を配置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、３対以上の空気ノズル４を配置することにしてもよい。この場合、図１０および図１１に示されるように、検査領域Ｂから離れるに従って、対向する各対の空気ノズル４間の間隔が広がるように配置することが好ましい。
【００３３】
このようにすることで、例えば、図１１に示されるように、基板Ａに反りが生じている場合においても、基板Ａの端部が空気ノズル４に突き当たって搬送が阻害されてしまう不都合の発生を未然に防止することができる。すなわち、反りが生じている基板Ａは、まず、大きな間隔をあけて対向している最端部の空気ノズル４の間に挿入されるので、その端部が空気ノズル４に突き当たることはなく、加圧空気Ｃによって、その反りをある程度矯正される。次いで、基板Ａは、最端部のものよりも小さい間隔をあけて対向している空気ノズル４の間に挿入されるので、さらに反りを矯正される。
【００３４】
そして、検査領域Ｂに隣接して配置されている最も間隔の狭い空気ノズル４間に挿入される際には、その反りを十分に矯正されて、略平坦な状態となるので、基板Ａの端部が空気ノズル４に突き当たることなく、スムーズに搬送することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板検査装置の概略構成を示す模式的な斜視図である。
【図２】図１の基板検査装置の基板支持部と検査ヘッドを模式的に示す図である。
【図３】図２の基板検査装置の第１の変形例を模式的に示す図である。
【図４】図１の基板検査装置の第２の変形例の概略構成を示す模式的な斜視図である。
【図５】浮上ステージを有する場合の図１の基板検査装置の第３の変形例の概略構成を示す模式的な斜視図である。
【図６】図５の基板検査装置の基板支持部と検査ヘッドを模式的に示す図である。
【図７】ユニット状の浮上ステージを有する場合の図１の基板検査装置の第４の変形例の概略構成を示す模式的な斜視図である。
【図８】図１の基板検査装置の第５の変形例を模式的に示す図である。
【図９】図１の基板検査装置の第６の変形例を模式的に示す図である。
【図１０】図１の基板検査装置の第７の変形例を模式的に示す図である。
【図１１】図１０の基板検査装置に反りのある基板が搬送されてきた場合の動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ  基板
Ｂ  検査領域
Ｃ  加圧流体
Ｌ１  照明光
Ｌ２  反射光
Ｌ２′  透過光
１  基板検査装置
２  検査ヘッド
２ａ  ライン照明部
２ｂ  ライン撮像部
２ｂ′撮像部（顕微鏡）
３  基板支持部
４ａ  空気吐出穴（流体吐出穴）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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