(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体の上方に設けられた点光源及び前記被検査基板の膜により干渉が生じる特定波長を出射する線光源とを備えたマクロ観察用照明光源と、
前記装置本体内の前記マクロ観察用照明光源より下方側に設けられるとともに、被検査基板を保持する被検査基板保持部と、
前記被検査基板保持部を傾斜又は揺動させるために前後方向に回転させる回転駆動部と、
前記マクロ観察用光源と前記被検査基板保持部との間の照明光路に設けられ、前記点光源及び前記線光源からの照明光を収束光に変換するフレネルレンズと、
前記マクロ観察用光源と前記被検査基板保持部との間の照明光路に設けられ、前記フレネルレンズを透過した前記線光源からの照明光を散乱させる前記散乱状態と前記フレネルレンズにより変換された前記点光源からの収束光を透過させる透過状態に電気的に切り替え可能な液晶フィルタと、
を具備したことを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】
前記点光源及び前記線光源から出射された照明光を前記被検査基板保持部に向ける反射ミラーを前記フレネルレンズの上方に配置し、前記反射ミラーで反射した前記点光源の照明光路外に前記線光源を配置したことを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項３】
前記線光源は、前記被検査基板の膜により干渉が生じる特定波長を出射するナトリウムランプからなり、点灯させた状態で前記前記被検査基板に対して照射光を遮断するシャッタを有することを特徴とする請求項１又は２記載の基板検査装置。
【請求項４】
前記被検査基板保持部を立ち上げて前記装置本体の前方位置まで移動可能に設け、前記被検査基板保持部を前記前方位置まで移動させた状態で前記被検査基板の裏面を照明するマクロ観察用光源を前記装置本体の前方下部に設けた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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＣＤに用いられるガラス基板などの被検査基板の欠陥検査は、被検査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】
ところで、従来、マクロ観察用の光源には、点光源からなるメタルハライドランプが用いられ、このメタルハライドランプからの光をフレネルレンズを通し収束光にして被検査基板面を照射し、この被検査基板面での反射光の光学的変化を検査者が目視で探し出すことで基板表面の欠陥を観察するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようにマクロ観察用光源として、メタルハライドランプを用いたものによると、被検査基板面での反射光の光学的変化から検出できるのは、被検査基板表面での傷や汚れであって、被検査基板上の膜むらなどを検出できないことから、マクロ観察として完全なものでなく、精度の高い欠陥検査を行うことができないという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、被検査基板に対し精度の高いマクロ観察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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の基板検査装置は、装置本体の上方に設けられた点光源及び前記被検査基板の膜により干渉が生じる特定波長を出射する線光源とを備えたマクロ観察用照明光源と、前記装置本体内の前記マクロ観察用照明光源より下方側に設けられるとともに、被検査基板を保持する被検査基板保持部と、前記被検査基板保持部を傾斜又は揺動させるために前後方向に回転させる回転駆動部と、前記マクロ観察用光源と前記被検査基板保持部との間の照明光路に設けられ、前記点光源及び前記線光源からの照明光を収束光に変換するフレネルレンズと、前記マクロ観察用光源と前記被検査基板保持部との間の照明光路に設けられ、前記フレネルレンズを透過した前記線光源からの照明光を散乱させる前記散乱状態と前記フレネルレンズにより変換された前記点光源からの収束光を透過させる透過状態に電気的に切り替え可能な液晶フィルタと、を具備したことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、点光源による収束光および特定波長の光を出射する線光源による散乱光を液晶フィルタの切り替えにより選択的に被検査基板面に照射することができるので、点光源による収束光により被検査基板表面の傷や汚れを検出することができるとともに、線光源による散乱光により被検査基板の膜むらも検出できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従い説明する。
図１および図２は、本発明の一実施の形態が適用される基板検査装置の概略構成を示している。図において、１は装置本体で、この装置本体１内部には、被検査基板保持手段としてホルダ２を配置している。このホルダ２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を載置保持するものである。
【００１０】
ホルダ２は、両側面中間部を一対のアーム３先端に回動自在に支持されている。これらアーム３は、図３に示すように垂直方向に配置されるもので、その基端部を一対のガイド付ボールネジ４の可動部４０１に各別に回動自在に接続している。
【００１１】
これらガイド付ボールネジ４は、図示しないボールネジの回転によりガイドに沿って可動部４０１を上下方向に移動するもので、可動部４０１の移動によりアーム３を介してホルダ２に上下方向の駆動力を作用させるようにしている。また、これらガイド付ボールネジ４は、図４に示すように、それぞれプーリ５、５を設けていて、これらプーリ５、５の間にベルト６を架け渡すとともに、一方のガイド付ボールネジ４のプーリ５に直結したプーリ５０１に、図３に示すようにベルト７を介してモータ８の回転軸に接続し、モータ８の回転によりベルト７、６およびプーリ５０１、５を介して、それぞれのガイド付ボールネジ４のボールネジを同時に回転させ、ホルダ２の両側面中間部に作用する上下方向の駆動力が相等しくなるようにしている。
【００１２】
なお、図４において、符号９は、プーリ５、５間のベルト６の張力を調整するための中継プーリである。
アーム３を介してホルダ２を支持する一対のガイド付ボールネジ４は、共通ベース１０に設けている。このベース１０は、図４および図５に示すように装置本体１側の固定部１０１に所定の間隔をおいて平行に設けられた一対のレール１０２に対し、ガイド１１を介して移動可能に設けている。また、装置本体１側の固定部１０１の一対のレール１０２の間には、エアシリンダ１２を設け、このエアシリンダ１２によりベース１０を一対のレール１０２に沿って移動させるようにしている。つまり、共通ベース１０に設けられた一対のガイド付ボールネジ４は、アーム３を介してホルダ２を支持した状態で、図２に示す装置本体１の前方（図示左側）および後方（図示右側）のそれぞれの方向に所定範囲で往復移動できるようになっている。
【００１３】
一方、ホルダ２は、図３に示すようにアーム３による支持部を挟んだ両端部のうち、装置本体１前方に対応する端部の両側に、前側支点受け部１３を設け、また、装置本体１後方に対応する端部の両側に、後側支点受け部１４を設けている。さらに、ベース１０上には、前側支点受け部１３に対応する支点部１５および後側支点受け部１４に対応する支点部１６を設けている。この場合、前側支点受け部１３に対応する支点部１５は、後側支点受け部１４に対応する支点部１６より僅かに高い位置に設けられている。
【００１４】
ここで、ホルダ２に設けられる前側支点受け部１３は、図６（ａ）に示すように筒状の受け部ケース１３１の中空部にベアリング１３２を介して受け部本体１３３を回転可能に収容している。この受け部本体１３３は、前方に受孔部１３４を有するとともに、軸方向に移動可能に軸１３５を挿通していて、後述する支点部１５の支点軸１５１が受孔部１３４に挿入されると、この状態で、支点軸１５１を回転自在に支持するとともに、軸１３５を押込みむことで、センサ１３６により支点軸１５１の挿入状態を検知するようにしている。一方、支点部１５は、図６（ａ）（ｂ）に示すように支点軸１５１を有する可動部１５２をガイド１５３に沿って移動可能に設け、この可動部１５２にエアシリンダ１５４の可動軸１５５に接続することで、エアシリンダ１５４により可動部１５２を介して支点軸１５１を進退可能に移動させ、支点受け部１３の受孔部１３４に挿脱可能にしている。ここで、図６（ａ）は、支点部１５の支点軸１５１が後退して支点受け部１３の受孔部１３４から抜け出た状態、図７は、支点部１５の支点軸１５１が前進して支点受け部１３の受孔部１３４に挿入した状態を示している。
【００１５】
なお、後側支点受け部１４および支点部１６についても、上述した前側支点受け部１３および支点部１５と同様な構成からなっているので、ここでの説明は省略している。
【００１６】
装置本体１の上方に、被検査基板面のマクロ観察用照明として用いられるメタルハイランドランプ１７とナトリウムランプ１８を設けている。
この場合、メタルハイランドランプ１７は、点光源からなっていて主にフレネルレンズ２０により収束光を得るためのものである。また、ナトリウムランプ１８は、線光源からなっていて、干渉を生じ易い５８９ｎｍ程度の特定波長光を液晶フィルタ２１で散乱させて散乱光を得るためのものである。また、ナトリウムランプ１８は、安定性や耐久性の点で常時点灯させた状態で使用するのが望ましいことから、図示しないシャッタなどを用いて光の照射、しゃ断を切り替えできるようになっている。
【００１７】
これらメタルハライドランプ１７およびナトリウムランプ１８に対向させて反射ミラー１９を配置している。このミラー１９は、４５°傾けて設けられていて、メタルハライドランプ１７およびナトリウムランプ１８からの光を反射しフレネルレンズ２０に入射するようにしている。このフレネルレンズ２０には、液晶フィルタ２１を設けている。
【００１８】
液晶フィルタ２１は、光の透明状態と散乱状態を切り替えるシャッタ動作を得られるもので、常時は不透明で、電源投入により透明に切り替わるようになっており、不透明の状態では、ナトリウムランプ１８からの光を散乱して面光源としてマクロ観察時のホルダ２上を照射させ、また、透明な状態では、メタルハライドランプ１７からの光をフレネルレンズ２０を介して透過することで、収束光をマクロ観察時のホルダ２上を照射させるようにしている。
【００１９】
装置本体１の後方に蛍光灯を内蔵したバックライト２２を設けている。このバックライト２２は、ミクロ観察用照明に用いられるもので、バックライト２２の表面には、外光の反射を防止するためのＮＤフィルタ２３を設けている。
【００２０】
さらに、装置本体１の前方下部には、被検査基板裏面のマクロ観察用照明として用いられる蛍光灯などからなる光源２４を設けている。
図１に示す装置本体１前方には、該装置本体１の前面両側縁に沿って図示しないガイドレールを設け、また、装置本体１前面を左右に横切るように観察ユニット支持部２５を配置し、この観察ユニット支持部２５を前記ガイドレールに沿って装置本体１前面を図示Ｙ軸方向、つまり装置本体１前方に立ち上げられたホルダ２上の被検査基板面の上下方向に移動可能に設けている。
【００２１】
観察ユニット支持部２５は、実体顕微鏡２６を移動可能に支持している。この場合、実体顕微鏡２６は、観察ユニット支持部２５に沿って、装置本体１前面の観察ユニット支持部２５の移動方向と直交する図示Ｘ軸方向、つまり被検査基板面上の左右方向に移動可能になっており、ホルダ２上の被検査基板全面についてミクロ観察を行うことができるようにしている。
【００２２】
また、装置本体１前方のＸ方向およびＹ方向のそれぞれの側縁には、Ｘスケール２７１およびＹスケール２７２を設けている。これらＸスケール２７１およびＹスケール２７２は、実体顕微鏡２６の位置座標を検出するためのもので、この場合、実体顕微鏡２６の位置座標をホルダ２の被検査基板面に対応させておくことにより、被検査基板上における実体顕微鏡２６の位置座標データを収集できるようにしている。
【００２３】
次に、以上のように構成した実施の形態の動作を説明する。
まず、被検査基板表面のマクロ観察を行う場合は、ホルダ２上に被検査基板を載置保持し、図２に示すようにホルダ２の前側支点受け部１３を支点部１５により支持させた状態で、ガイド付ボールネジ４によりアーム３を下方向に移動させる。この場合、支点部１５は、図７に示すようにエアシリンダ１５４により可動部１５２を介して支点軸１５１を前進させ、支点軸１５１を支点受け部１３の受孔部１３４に挿入している。
【００２４】
この状態では、ホルダ２は、水平もしく所定の角度、好ましくは３０〜４５°に傾斜させて保持される。次いで、メタルハライドランプ１７を点灯し、同時に液晶フィルタ２１の電源を投入して透明状態に切り替えると、メタルハライドランプ１７からの光は、反射ミラー１９で反射され、フレネルレンズ２０を通して、収束点Ｆに収束する光としてホルダ２上の被検査基板面に照射される。これにより、検査者の目視により被検査基板面での反射光の光学的変化箇所を探し出すことにより、被検査基板表面の傷や汚れなどの欠陥を検査するマクロ観察が実行される。
【００２５】
次に、メタルハライドランプ１７に代えて、ナトリウムランプ１８の図示しないシャッタを開いてナトリウムランプ１８からの光を出射させ、また、液晶フィルタ２１の電源を切って不透明状態（散乱状態）に切り替える。すると、今度は、ナトリウムランプ１８からの光が、不透明な液晶フィルタ２１で散乱され、面光源としてマクロ観察時のホルダ２上に照射される。この場合も、検査者の目視による被検査基板表面のマクロ観察になるが、ここでのナトリウムランプ１８は、干渉を生じ易い特定波長の光を発生するので、上述の傷や汚れなどの欠陥以外の被検査基板上の膜むらなどの欠陥を検出することができる。この裏面マクロ観察では、アーム３を上方に移動させてホルダ２を所定の角度に傾斜させたり、アーム３を上下動させてホルダ２を揺動させることも可能である。
【００２６】
次に、被検査基板裏面のマクロ観察を行う場合は、ガイド付ボールネジ４によりアーム３を僅かに下方向に移動させる。すると、ホルダ２は、前側支点受け部１３を支点部１５により支持されているので、支点部１５を中心に反時計方向に僅かに回転し、後側支点受け部１４が支点部１６に対向して位置される。そして、この状態から、図７に示す動作に準じて後側支点受け部１４を支点部１６により支持させる。また、後側支点受け部１４を支点部１６により支持されたことをセンサ（図７に示すセンサ１３６が相当）が検知したのち、今度は、前側支点受け部１３の支点部１５による支持を解除する。この場合、図６（ａ）に示すようにエアシリンダ１５４により可動部１５２を介して支点軸１５１を後退させ、支点軸１５１を支点受け部１３の受孔部１３４より抜き取るようになる。
【００２７】
次いで、ガイド付ボールネジ４によりアーム３を上方向に移動する。この場合、図３および図４に示すようにモータ８の回転によりベルト７、６およびプーリ５０１、５を介して、それぞれのガイド付ボールネジ４のボールネジを同時に回転させ、ホルダ２の両側縁中央部に相等しい上方向の駆動力を作用させる。すると、ホルダ２は、支点部１６を中心に時計方向に回転し、図２の（２Ａ）に示す位置まで立ち上げられる。
【００２８】
次に、図５に示すようにエアシリンダ１２を付勢してガイド付ボールネジ４を設けた共通ベース１０をレール１０２に沿って装置本体１の前方に移動させる。この時、アーム３も、ガイド付ボールネジ４の可動部４０１の支持部を中心に回動されている。これにより、ホルダ２は、立ち上げられた状態のままで、図２の（２Ｂ）に示す装置本体１の前方位置まで移動される。その後、装置本体１の前方下部の光源２４を点灯すると、この光源２４からの光は、ホルダ２上の被検査基板裏面に照射され、この状態で、検査者の目視により被検査基板裏面の傷や汚れなどの欠陥を検査するマクロ観察が実行される。
【００２９】
次に、被検査基板表面のミクロ観察を行うには、図２に示すホルダ２の前側支点受け部１３を支点部１５により支持させた被検査基板表面のマクロ観察の状態から、ガイド付ボールネジ４によりアーム３を上方向に移動する。この場合、図３および図４に示すようにモータ８の回転によりベルト７、６およびプーリ５０１、５を介して、それぞれのガイド付ボールネジ４のボールネジを同時に回転させ、ホルダ２の両側縁中央部に相等しい上方向の駆動力を作用させる。すると、ホルダ２は、支点部１５を中心に反時計方向に回転され、図２の（２Ｃ）、（２Ｄ）、（２Ｅ）の順に、（２Ｆ）に示す装置本体１の前方位置に立ち上げられる。
【００３０】
この状態から、装置本体１の後方のバックライト２２を点灯すると、バックライト２２の光は、ホルダ２上の被検査基板背面から照射される。この状態で、検査者により、実体顕微鏡２６を用いて被検査基板表面の傷などの欠陥を検査するミクロ観察が行われる。
【００３１】
この場合、実体顕微鏡２６を観察ユニット支持部２５に沿ってＸ方向に移動させながら、観察ユニット支持部２５をＹ方向に移動させることで、実体顕微鏡２６を被検査基板全面にわたって走査でき、この状態で、ミクロ観察を行う。また、このミクロ観察で、実体顕微鏡２６により被検査基板表面の傷などを見付けた場合は、確認操作を行うと、この時の被検査基板上での実体顕微鏡２６の位置座標がＸスケール２７１、Ｙスケール２７２により検出され、位置座標データとして収集することができる。
【００３２】
従って、このようにすれば、ホルダ２の前側支点受け部１３を支点部１５に支持するとともに、ガイド付ボールネジ４によりホルダ２を下方向に位置させホルダ２を水平に保持した状態から、液晶フィルタ２１の透明状態で、メタルハライドランプ１７からの光をフレネルレンズ２０を介して収束光としてホルダ２上の被検査基板面に照射し、また、液晶フィルタ２１の散乱状態（不透明動作）で、ナトリウムランプ１８からの光を散乱して面光源としてホルダ２上の被検査基板面に照射することができるので、液晶フィルタ２１の透明状態と散乱状態を切り替えることによりメタルハライドランプ１７の収束光により被検査基板表面での傷や汚れを検出できるとともに、ナトリウムランプ１８の散乱光により被検査基板上での膜むらも検出でき、被検査基板に対し精度の高いマクロ観察を行うことができる。
【００３３】
また、干渉を生じ易い特定波長の光を発生するナトリウムランプ１８による散乱光を用いたことにより被検査基板面の膜むらを効果的に検出することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、点光源による収束光および特定波長の光を出射する線光源による散乱光を液晶フィルタと照明切り替え手段の切り替えにより選択的に被検査基板面に照射することができるので、点光源による収束光により被検査基板表面での傷や汚れを検出できるとともに、線光源による散乱光により被検査基板の膜むらも検出でき、被検査基板に対し精度の高いマクロ観察を行うことができる。また、干渉の生じ易い特定波長を出射する線光源を用いることにより、被検査基板の膜むらを効果的に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の概略構成を示す正面図。
【図２】一実施の形態の概略構成を示す側面図。
【図３】一実施の形態に用いられるホルダの上下方向の駆動部の概略構成を示す図。
【図４】一実施の形態に用いられるガイド付ボールネジの駆動部の概略構成を示す図。
【図５】一実施の形態に用いられるガイド付ボールネジを設けたベースの概略構成を示す図。
【図６】一実施の形態に用いられる支点受け部および支点部の概略構成を示す図。
【図７】一実施の形態に用いられる支点受け部および支点部の概略構成を示す図。
【符号の説明】
１…装置本体、
２…ホルダ、
３…アーム、
４…ガイド付ボールネジ、
４０１…可動部、
５、５０１…プーリ、
６、７…ベルト、
８…モータ、
９…中継プーリ、
１０…ベース、
１０１…固定部、
１０２…レール、
１０３…固定部、
１１…ガイド、
１２…エアシリンダ、
１３…前側支点受け部、
１３１…受け部ケース、
１３２…ベアリング、
１３３…受け部本体、
１３４…受孔部、
１３５…軸、
１４…後側支点受け部、
１５、１６…支点部、
１５１…支点軸、
１５２…可動部、
１５３…ガイド、
１５４…エアシリンダ、
１５５…可動軸、
１７…メタルハライドランプ、
１８…ナトリウムランプ、
１９…ミラー、
２０…フレネルレンズ、
２１…液晶フィルタ、
２２…バックライト、
２３…ＮＤフィルタ、
２４…光源、
２５…観察ユニット支持部、
２６…実体顕微鏡、
２７１、２７２…スケール。
【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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