基板検査装置及び基板検査方法
【課題】時間の掛かる調整を行うことなく、基板を平坦に支持しながら、基板の全面を検査する。
【解決手段】基板１を搭載するステージは、ステージベース１１及びブロック１２を含んで構成されている。ステージベース１１の上面には、細長い長方形のブロック１２が、所定の間隔で複数取り付けられている。ブロック１２は、ステージベース１１に取り付けられた後、機械加工によって上面が均一な高さに削られている。各ブロック１２には、吸着孔１３が所定の間隔で複数設けられている。吸着孔１３から空気を吸引することにより、ブロック１２によって支持された基板１が真空吸着されてステージに固定される。基板１のブロック１２で支持されていない部分には、光学系から検査光２が照射される。ステージに搭載された基板１の位置を検査光２の走査方向と直交する方向へ移動して、基板１のブロック１２で支持される箇所を変更する。
【解決手段】基板１を搭載するステージは、ステージベース１１及びブロック１２を含んで構成されている。ステージベース１１の上面には、細長い長方形のブロック１２が、所定の間隔で複数取り付けられている。ブロック１２は、ステージベース１１に取り付けられた後、機械加工によって上面が均一な高さに削られている。各ブロック１２には、吸着孔１３が所定の間隔で複数設けられている。吸着孔１３から空気を吸引することにより、ブロック１２によって支持された基板１が真空吸着されてステージに固定される。基板１のブロック１２で支持されていない部分には、光学系から検査光２が照射される。ステージに搭載された基板１の位置を検査光２の走査方向と直交する方向へ移動して、基板１のブロック１２で支持される箇所を変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示用パネル等の製造に用いられるガラス基板やプラスチック基板等の欠陥を検出する基板検査装置及び基板検査方法に係り、特に大型の基板の検査に好適な基板検査装置及び基板検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル用基板等の製造は、フォトリソグラフィー技術により、ガラス基板やプラスチック基板等の基板上にパターンを形成して行われる。その際、基板に傷や異物等の欠陥が存在すると、パターンが良好に形成されず、不良の原因となる。このため、基板検査装置を用いて、基板の傷や異物等の欠陥の検査が行われている。
【０００３】
基板検査装置は、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する。基板を搭載するステージは、従来、基板の湾曲を防止するため、特許文献１に記載の様に基板の下面を複数のピンで支持していた。
【特許文献１】特開平１１−５９８９４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のステージは、基板を平坦に支持するために、基板の下面を支持する複数のピンの高さが均一となる様、ピンの高さを１本毎に調整しなければならなかった。近年、表示用パネルの大画面化に伴って基板が大型化する程、基板を支持するのに必要なピンの数が増加し、ピンの高さの調整に膨大な時間が掛かるという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、時間の掛かる調整を行うことなく、基板を平坦に支持しながら、基板の全面を検査することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の基板検査装置は、基板の下面を支持するブロックを所定の間隔で複数有し、基板を搭載するステージと、検査光をステージに搭載された基板へ斜めに照射する投光系と、検査光が基板の欠陥により散乱された散乱光を受光する受光系とを有する光学系と、ステージと光学系とを相対的に移動して、基板のブロックで支持されていない部分を投光系から照射された検査光により走査させる移動手段と、ステージに搭載された基板の位置を検査光の走査方向と直交する方向へ移動して、基板のブロックで支持される箇所を変更する基板シフト手段と、受光系が受光した散乱光の強度から基板の欠陥を検出する処理手段とを備えたものである。
【０００７】
また、本発明の基板検査方法は、基板を搭載するステージに、基板の下面を支持するブロックを所定の間隔で複数設け、ステージと、投光系及び受光系を有する光学系とを相対的に移動しながら、検査光を投光系からステージに搭載された基板へ斜めに照射して、基板のブロックで支持されていない部分を検査光により走査させ、ステージに搭載された基板の位置を検査光の走査方向と直交する方向へ移動して、基板のブロックで支持される箇所を変更した後、ステージと光学系とを相対的に移動しながら、検査光を投光系からステージに搭載された基板へ斜めに照射して、基板の新たにブロックで支持されていない部分を検査光により走査させ、検査光が基板の欠陥により散乱された散乱光を受光系で受光し、受光系が受光した散乱光の強度から基板の欠陥を検出するものである。
【０００８】
基板を搭載するステージに、基板の下面を支持するブロックを所定の間隔で複数設ける。複数のブロックを所定の間隔で設けることにより、ブロック間には溝が形成される。ステージに設けられたブロックは、機械加工によって上面を均一な高さに削ることができる。従って、従来の様な時間の掛かる調整を行うことなく、基板が平坦に支持される。
【０００９】
具体例としては、複数のブロックをベースに取り付けた後、ブロックの上面を均一な高さに加工してもよい。あるいは、ブロック間の溝を削ることによって複数のブロックをベースと一体に構成した上で、ブロックの上面を均一な高さに加工してもよい。
【００１０】
検査では、まず、ステージと、投光系及び受光系を有する光学系とを相対的に移動しながら、検査光を投光系からステージに搭載された基板へ斜めに照射して、基板のブロックで支持されていない部分を検査光により走査させる。検査光を基板へ斜めに照射するため、基板を透過した検査光がステージの溝の底面へ照射される位置は、検査光が基板へ照射される位置から大きくずれ、溝の底面で反射された検査光は受光系へ到達しない。続いて、ステージに搭載された基板の位置を検査光の走査方向と直交する方向へ移動して、基板のブロックで支持される箇所を変更する。そして、前述と同様にして、基板の新たにブロックで支持されていない部分を検査光により走査させる。これにより、基板の全面が検査される。
【００１１】
さらに、本発明の基板検査装置は、ブロックが、基板を真空吸着する吸着孔を有するものである。また、本発明の基板検査方法は、ブロックに設けた吸着孔で基板を真空吸着するものである。
【００１２】
基板を真空吸着することにより、基板に反りがあっても矯正されて、基板がより平坦に支持される。また、基板がステージに固定されるので、ステージを移動して検査光による基板の走査を行う場合、ステージを高速に移動することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基板を搭載するステージに、基板の下面を支持するブロックを所定の間隔で複数設けることにより、従来の様な時間の掛かる調整を行うことなく、基板を平坦に支持することができる。そして、ステージに搭載された基板の位置を検査光の走査方向と直交する方向へ移動して、基板のブロックで支持される箇所を変更することにより、基板の全面を検査することができる。
【００１４】
さらに、ブロックに設けた吸着孔で基板を真空吸着することにより、基板の反りを矯正して、基板をより平坦に支持することができる。また、ステージを移動して検査光による基板の走査を行う場合、ステージを高速に移動することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態による基板検査装置の上面図である。図２は、本発明の一実施の形態による基板検査装置の側面図である。図３は、本発明の一実施の形態による基板検査装置の正面図である。基板検査装置は、検査テーブル３、脚４、基板シフト機構、ステージ１０、ステージ移動機構、光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃ、及び光学ユニット移動機構を含んで構成されている。なお、本実施の形態は、光学ユニットを３つ設けた例を示しているが、本発明はこれに限らず、光学ユニットを１つ又は２つ、あるいは４つ以上設けてもよい。
【００１６】
図２及び図３において、検査テーブル３は、脚４によって所定の高さに設置されている。図１において、検査テーブル３の上面にはステージ１０が配置されており、ステージ１０には基板１が搭載されている。ステージ１０は、ステージベース１１及びブロック１２を含んで構成されている。ステージベース１１は１枚の平板であって、その上面には、Ｘ方向に細長い長方形のブロック１２が、Ｙ方向に所定の間隔で複数取り付けられている。複数のブロック１２を所定の間隔で取り付けることにより、ブロック１２間にはＸ方向に細長い溝が形成される。ブロック１２は、ステージベース１１に取り付けられた後、機械加工によって上面を均一な高さに削られている。ステージ１０に搭載された基板１は、ブロック１２によって支持される。
【００１７】
なお、ステージベース１１は、１枚の平板の代わりに、Ｙ方向に長い長方形の板をＸ方向に所定の間隔で複数並べて構成してもよい。また、ブロック１２は、機械加工でブロック１２間の溝を削ることによって、ステージベース１１と一体に構成してもよい。
【００１８】
図４（ａ）はステージの上面の一部の拡大図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ部の断面図である。図４（ａ）に示す様に、各ブロック１２には、吸着孔１３が所定の間隔で複数設けられている。吸着孔１３は、図４（ｂ）に示す様にステージベース１１を貫通しており、ステージベース１１の下面で図示しない真空設備へ接続されている。図示しない真空設備を用いて吸着孔１３から空気を吸引することにより、ブロック１２によって支持された基板１が真空吸着されてステージ１０に固定される。
【００１９】
基板１のブロック１２で支持されていない部分には、後述する光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃから検査光２が照射される。検査光２は、図４（ａ）に示す様に、断面が帯状となっている。検査光２の断面の長さＬに対し、ブロック１２の中心の間隔はその二倍（２Ｌ）、ブロック１２の幅ＷはＬより小さく（Ｗ＜Ｌ）構成されている。なお、ステージベース１１のブロック１２が取り付けられていない部分には、開口１４が複数設けられており、開口１４には、後述するリフトピン９が挿入されている。
【００２０】
図１において、ステージ移動機構は、Ｘガイド５、ボールねじ１５、及びサーボモータ１６を含んで構成されている。ステージ１０の下面にはボールねじ１５が取り付けられており、ボールねじ１５にはサーボモータ１６が連結されている。サーボモータ１６は、検査テーブル３に設けた溝３ｄ内に設置されている。ボールねじ１５をサーボモータ１６で回転させることにより、ステージ１０が検査テーブル３に設けられたＸガイド５に沿ってＸ方向へ移動する。
【００２１】
光学ユニット移動機構は、Ｘガイド６、Ｙガイド７、移動台３４、ボールねじ３５，４５、及びサーボモータ３６，４６を含んで構成されている。移動台３４に、３つの光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃが搭載されている。移動台３４の側面にはボールねじ３５が取り付けられており、ボールねじ３５にはサーボモータ３６が連結されている。サーボモータ３６は、検査テーブル３の側面に設置されている。ボールねじ３５をサーボモータ３６で回転させることにより、移動台３４が検査テーブル３に設けられたＸガイド６に沿ってＸ方向へ移動する。
【００２２】
また、光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃにはボールねじ４５が取り付けられており、ボールねじ４５にはサーボモータ４６が連結されている。サーボモータ４６は、移動台３４の上面に設置されている。ボールねじ４５をサーボモータ４６で回転させることにより、光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃが移動台３４に設けられたＹガイド７に沿ってＹ方向へ移動する。
【００２３】
図５は、光学ユニットの概略構成を示す図である。光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃはそれぞれ、検査光２を基板１へ照射する投光系、基板１からの反射光を受光する反射光検出系、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。
【００２４】
投光系は、レーザー光源２１、レンズ２２，２３、及びミラー２４を含んで構成されている。レーザー光源２１は、検査光２となるレーザー光を発生する。レンズ２２は、レーザー光源２１から発生されたレーザー光を集光する。レンズ２３は、レンズ２２で集光されたレーザー光を集束させる。ミラー２４は、レンズ２３で集束させたレーザー光を、検査光２として基板１へ斜めに照射する。
【００２５】
基板１へ斜めに照射された検査光２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２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２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２の一部が欠陥により散乱され、散乱光が発生する。基板１の裏面から外部へ射出された検査光２は、ステージ１０に形成された溝を通過してステージベース１１へ照射される。検査光２がステージベース１１へ照射される位置は、検査光２が基板１へ照射される位置から図面の右側へ大きくずれるため、ステージベース１１で反射された検査光２は反射光検出系及び受光系へ到達しない。
【００２６】
反射光検出系は、ミラー２４、レンズ２５、及びＣＣＤラインセンサー２６を含んで構成されている。基板１の表面からの反射光は、ミラー２４を介してレンズ２５に入射する。レンズ２５は、基板１の表面からの反射光を集束させ、ＣＣＤラインセンサー２６の受光面に結像させる。
【００２７】
このとき、ＣＣＤラインセンサー２６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５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２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２６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２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２６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。
【００２８】
ＣＣＤラインセンサー２６は、受光面に複数のＣＣＤが配列され、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３８へ出力する。焦点調節制御回路３８は、ＣＰＵ７０からの指令に従って、焦点調節機構３９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３８は、ＣＣＤラインセンサー２６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２６の受光面の中心位置で受光される様に、焦点調節機構３９を駆動して光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃを移動させる。焦点調節機構３９は、例えばパルスモータで構成され、焦点調節制御回路３８からの駆動パルスに応じて光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃを上下に移動させて焦点位置を調節する。
【００２９】
受光系は、集光レンズ２７、結像レンズ２８、及びＣＣＤラインセンサー２９を含んで構成されている。集光レンズ２７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２８は、集光レンズ２７で集光された散乱光をＣＣＤラインセンサー２９の受光面に結像させる。ＣＣＤラインセンサー２９は、受光面に複数のＣＣＤが配列され、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５０ａ，５０ｂ，５０ｃへ出力する。
【００３０】
図６は、本発明の一実施の形態による基板検査装置の制御系及び信号処理系の概略構成を示す図である。制御系は、ＸＹ移動制御回路３０、駆動回路３１，３２，３３、前述した焦点調節制御回路３８、及びＣＰＵ７０を含んで構成されている。
【００３１】
ＸＹ移動制御回路３０は、ＣＰＵ７０からの指令に従って、ステージ１０及び光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃのＸ方向への移動、並びに光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃのＹ方向への移動を制御する。駆動回路３１は、ＸＹ移動制御回路３０の制御により、サーボモータ１６を駆動して、ステージ１０をＸ方向へ移動する。ステージ１０のＸ方向への移動によって、ステージ１０に搭載された基板１がＸ方向へ移動する。駆動回路３２は、ＸＹ移動制御回路３０の制御により、サーボモータ３６を駆動して、移動台３４をＸ方向へ移動する。移動台３４のＸ方向への移動によって、移動台３４に搭載された光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃがＸ方向へ移動する。駆動回路３３は、ＸＹ移動制御回路３０の制御により、サーボモータ４６を駆動して、光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃをＹ方向へ移動する。
【００３２】
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図である。光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃの投光系から照射された検査光２により基板１の走査を行う際、ステージ１０と光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃとをＸ方向へ互いに逆方向に移動して、１回の走査を行う。図７（ａ）は移動前の状態、図７（ｂ）は移動中の状態、図７（ｃ）は移動後の状態を示す。本実施の形態では、３つの光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃが設けられているので、１回の走査によって、基板１のブロック１２で支持されていない部分の内の３箇所の走査が行われる。
【００３３】
１回の走査が終了すると、光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃをＹ方向へ移動した後、基板１のブロック１２で支持されていない他の部分について、次の走査を行う。これらの動作を繰り返して、基板１のブロック１２で支持されていない部分全てについて、検査光２による走査を行う。
【００３４】
基板１のブロック１２で支持されていない部分全てについて、検査光２による走査が終了すると、基板検査装置は、基板シフト機構を用いて基板１のＹ方向へのシフトを行う。図８は、基板シフト機構の動作を説明する図である。基板シフト機構は、昇降ベース８及びリフトピン９を含んで構成されている。
【００３５】
検査テーブル３の下方には、昇降ベース８が配置されており、昇降ベース８にはリフトピン９が複数取り付けられている。検査テーブル３には、リフトピン９が通る開口が設けられている。図８（ａ）に示す様に、昇降ベース８に取り付けられた複数のリフトピン９は、検査テーブル３に設けられた開口を通って、ステージベース１１に設けられた開口１４（図４参照）に挿入されている。昇降ベース８は、図示しない昇降機構によってＺ方向へ移動し、これによりリフトピン９が、検査テーブル３に設けられた開口及びステージベース１１に設けられた開口１４を通って、上昇及び下降する。また、昇降ベース８は、図示しない移動機構によってＹ方向へ移動し、これによりリフトピン９が、検査テーブル３に設けられた開口内及びステージベース１１に設けられた開口１４内をＹ方向へ移動する。
【００３６】
基板１のブロック１２で支持されていない部分全てについて、検査光２による走査が終了すると、ブロック１２の吸着孔１３（図４参照）による真空吸着を解除した後、図８（ｂ）に示す様に、昇降ベース８をＺ方向へ上昇させ、基板１をリフトピン９によってブロック１２から持ち上げる。
【００３７】
次に、基板１をリフトピン９で持ち上げた状態で、図８（ｃ）に示す様に昇降ベース８をＹ方向へ移動させる。これにより、リフトピン９で持ち上げられた基板１は、Ｙ方向へシフトされる。基板１のＹ方向へのシフト量は、図４に示す検査光２の断面の長さＬと等しくする。
【００３８】
基板１のＹ方向へのシフトが終了すると、図８（ｄ）に示す様に昇降ベース８をＺ方向へ下降させ、リフトピン９で持ち上げていた基板１をブロック１２に載せる。そして、ブロック１２の吸着孔１３（図４参照）によって、基板１を真空吸着する。このとき、基板１がＹ方向へ検査光２の断面の長さＬ分だけシフトされているので、基板１の既に検査が行われた部分がブロック１２で支持され、基板１の未だ検査が行われていない部分がステージ１０に形成された溝の上空に配置される。
【００３９】
基板１をＹ方向へシフトした後、基板１の新たにブロック１２で支持されていない部分について、前述と同様に１回の走査と光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃのＹ方向への移動とを繰り返して、検査光２による走査を行う。
【００４０】
図９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９（ａ）は基板１のシフト前の走査領域を示し、図９（ｂ）は基板１のシフト後の走査領域を示す。図９（ａ），（ｂ）において、矢印Ａｎ，Ｂｎ，Ｃｎ（ｎは自然数）はそれぞれ、ｎ回目の走査で光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃの各検査光２が基板１を走査する方向を示す。矢印の周囲の灰色で示した部分が走査領域である。本実施の形態では、図９（ａ）に示す様に、１回目〜６回目の走査によりシフト前の基板１のブロック１２で支持されていない部分の走査が行われる。そして、図９（ｂ）に示す様に、７回目〜１２回目の走査によりシフト後の基板１のブロック１２で支持されていない部分の走査が行われる。従って、基板１のシフト前とシフト後を合わせて、合計１２回の走査によって基板１の全面の走査が行われる。
【００４１】
図６において、信号処理系は、検査位置検出回路４０、信号変換回路５０ａ，５０ｂ，５０ｃ、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。
【００４２】
検査位置検出回路４０は、ロータリエンコーダ１７，３７，４７、カウンタ４１，４２，４３、及び加算回路４４を含んで構成されている。ロータリエンコーダ１７，３７，４７はそれぞれ、サーボモータ１６，３６，４６に取り付けられており、サーボモータ１６，３６，４６の回転量を検出して、検出した回転量に応じたパルス信号を出力する。カウンタ４１，４２，４３はそれぞれ、ロータリエンコーダ１７，３７，４７の出力パルスを一定のタイミングで読み取ってカウントし、カウント結果を出力する。
【００４３】
カウンタ４１の出力は、ステージ１０のＸ方向への移動量を示し、カウンタ４２の出力は、光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃのＸ方向への移動量を示す。検査位置検出回路４０は、カウンタ４１，４２の出力を加算回路４４で加算して、検査光２が照射されている基板１上のＸ方向の位置を検出する。また、カウンタ４３の出力は、光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃのＹ方向への移動量を示し、これにより検査位置検出回路４０は、検査光２が照射されている基板１上のＹ方向の位置を検出する。検査位置検出回路４０が検出した検査光２が照射されている基板１上のＸ方向及びＹ方向の位置は、信号処理回路６０へ入力される。
【００４４】
信号変換回路５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃのＣＣＤラインセンサー２９（図５参照）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５０ａ，５０ｂ，５０ｃ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。このとき信号処理回路６０は、ディジタルデータを、検査位置検出回路４０から入力した検査光２が照射されている基板上のＸ方向及びＹ方向の位置と関連付けて記憶する。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、ＣＣＤラインセンサー２９の受光面で受光した散乱光の強度から基板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。
【００４５】
図１０は、本発明の他の形態による基板検査装置の上面図である。光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃの配置は、図１の様に近接して設けるだけでなく、図１０に示す様におおよそ基板１のＹ方向幅を光学ユニット数で分割した間隔ずつずらして予め配置し、走査を行うようにしてもよい。
【００４６】
図１１は、本発明の他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１１（ａ）は基板１のシフト前の走査領域を示し、図１１（ｂ）は基板１のシフト後の走査領域を示す。図１１（ａ），（ｂ）において、矢印Ａｎ，Ｂｎ，Ｃｎ（ｎは自然数）はそれぞれ、ｎ回目の走査で光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃの各検査光２が基板１を走査する方向を示す。矢印の周囲の灰色で示した部分が走査領域である。
【００４７】
本実施の形態によれば、図１の様に光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃを近接して設置した場合に比べ、１往復の走査が終了した後の光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃのＹ方向への移動量を少なくすることができる。
【００４８】
以上説明した実施の形態によれば、基板１を搭載するステージ１０に、基板１の下面を支持するブロック１２を所定の間隔で複数設けることにより、従来の様な時間の掛かる調整を行うことなく、基板１を平坦に支持することができる。そして、ステージ１０に搭載された基板１を検査光２の走査方向と直交する方向へシフトして、基板１のブロック１２で支持される箇所を変更することにより、基板１の全面を検査することができる。
【００４９】
さらに、ブロック１２に設けた吸着孔１３で基板１を真空吸着することにより、基板１の反りを矯正して、基板１をより平坦に支持することができる。また、基板１がステージ１０に固定されるので、検査光２による基板１の走査を行う際、ステージ１０を高速に移動することが可能となる。
【００５０】
なお、以上説明した実施の形態では、検査光２により基板１の走査を行う際、ステージ１０と光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃの両方を移動していたが、本発明は、ステージと光学系のいずれか一方だけを移動する基板検査装置にも適用される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施の形態による基板検査装置の上面図である。
【図２】本発明の一実施の形態による基板検査装置の側面図である。
【図３】本発明の一実施の形態による基板検査装置の正面図である。
【図４】図４（ａ）はステージの上面の一部の拡大図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ部の断面図である。
【図５】光学ユニットの概略構成を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態による基板検査装置の制御系及び信号処理系の概略構成を示す図である。
【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図である。
【図８】基板シフト機構の動作を説明する図である。
【図９】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１０】本発明の他の形態による基板検査装置の上面図である。
【図１１】本発明の他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。
【符号の説明】
【００５２】
１ 基板
２ 検査光
３ 検査テーブル
４ 脚
５，６ Ｘガイド
７ Ｙガイド
８ 昇降ベース
９ リフトピン
１０ ステージ
１１ ステージベース
１２ ブロック
１３ 吸着孔
１４ 開口
１５ ボールねじ
１６ サーボモータ
１７ ロータリエンコーダ
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 光学ユニット
２１ レーザー光源
２２，２３ レンズ
２４ ミラー
２５ レンズ
２６ ＣＣＤラインセンサー
２７ 集光レンズ
２８ 結像レンズ
２９ ＣＣＤラインセンサー
３０ ＸＹ移動制御回路
３１，３２，３３ 駆動回路
３４ 移動台
３５，４５ ボールねじ
３６，４６ サーボモータ
３７，４７ ロータリエンコーダ
３８ 焦点調節制御回路
３９ 焦点調節機構
４０ 検査位置検出回路
４１，４２，４３ カウンタ
４４ 加算回路
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ 信号変換回路
６０ 信号処理回路
７０ ＣＰＵ
８０ 出力装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示用パネル等の製造に用いられるガラス基板やプラスチック基板等の欠陥を検出する基板検査装置及び基板検査方法に係り、特に大型の基板の検査に好適な基板検査装置及び基板検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル用基板等の製造は、フォトリソグラフィー技術により、ガラス基板やプラスチック基板等の基板上にパターンを形成して行われる。その際、基板に傷や異物等の欠陥が存在すると、パターンが良好に形成されず、不良の原因となる。このため、基板検査装置を用いて、基板の傷や異物等の欠陥の検査が行われている。
【０００３】
基板検査装置は、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する。基板を搭載するステージは、従来、基板の湾曲を防止するため、特許文献１に記載の様に基板の下面を複数のピンで支持していた。
【特許文献１】特開平１１−５９８９４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のステージは、基板を平坦に支持するために、基板の下面を支持する複数のピンの高さが均一となる様、ピンの高さを１本毎に調整しなければならなかった。近年、表示用パネルの大画面化に伴って基板が大型化する程、基板を支持するのに必要なピンの数が増加し、ピンの高さの調整に膨大な時間が掛かるという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、時間の掛かる調整を行うことなく、基板を平坦に支持しながら、基板の全面を検査することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の基板検査装置は、基板の下面を支持するブロックを所定の間隔で複数有し、基板を搭載するステージと、検査光をステージに搭載された基板へ斜めに照射する投光系と、検査光が基板の欠陥により散乱された散乱光を受光する受光系とを有する光学系と、ステージと光学系とを相対的に移動して、基板のブロックで支持されていない部分を投光系から照射された検査光により走査させる移動手段と、ステージに搭載された基板の位置を検査光の走査方向と直交する方向へ移動して、基板のブロックで支持される箇所を変更する基板シフト手段と、受光系が受光した散乱光の強度から基板の欠陥を検出する処理手段とを備えたものである。
【０００７】
また、本発明の基板検査方法は、基板を搭載するステージに、基板の下面を支持するブロックを所定の間隔で複数設け、ステージと、投光系及び受光系を有する光学系とを相対的に移動しながら、検査光を投光系からステージに搭載された基板へ斜めに照射して、基板のブロックで支持されていない部分を検査光により走査させ、ステージに搭載された基板の位置を検査光の走査方向と直交する方向へ移動して、基板のブロックで支持される箇所を変更した後、ステージと光学系とを相対的に移動しながら、検査光を投光系からステージに搭載された基板へ斜めに照射して、基板の新たにブロックで支持されていない部分を検査光により走査させ、検査光が基板の欠陥により散乱された散乱光を受光系で受光し、受光系が受光した散乱光の強度から基板の欠陥を検出するものである。
【０００８】
基板を搭載するステージに、基板の下面を支持するブロックを所定の間隔で複数設ける。複数のブロックを所定の間隔で設けることにより、ブロック間には溝が形成される。ステージに設けられたブロックは、機械加工によって上面を均一な高さに削ることができる。従って、従来の様な時間の掛かる調整を行うことなく、基板が平坦に支持される。
【０００９】
具体例としては、複数のブロックをベースに取り付けた後、ブロックの上面を均一な高さに加工してもよい。あるいは、ブロック間の溝を削ることによって複数のブロックをベースと一体に構成した上で、ブロックの上面を均一な高さに加工してもよい。
【００１０】
検査では、まず、ステージと、投光系及び受光系を有する光学系とを相対的に移動しながら、検査光を投光系からステージに搭載された基板へ斜めに照射して、基板のブロックで支持されていない部分を検査光により走査させる。検査光を基板へ斜めに照射するため、基板を透過した検査光がステージの溝の底面へ照射される位置は、検査光が基板へ照射される位置から大きくずれ、溝の底面で反射された検査光は受光系へ到達しない。続いて、ステージに搭載された基板の位置を検査光の走査方向と直交する方向へ移動して、基板のブロックで支持される箇所を変更する。そして、前述と同様にして、基板の新たにブロックで支持されていない部分を検査光により走査させる。これにより、基板の全面が検査される。
【００１１】
さらに、本発明の基板検査装置は、ブロックが、基板を真空吸着する吸着孔を有するものである。また、本発明の基板検査方法は、ブロックに設けた吸着孔で基板を真空吸着するものである。
【００１２】
基板を真空吸着することにより、基板に反りがあっても矯正されて、基板がより平坦に支持される。また、基板がステージに固定されるので、ステージを移動して検査光による基板の走査を行う場合、ステージを高速に移動することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基板を搭載するステージに、基板の下面を支持するブロックを所定の間隔で複数設けることにより、従来の様な時間の掛かる調整を行うことなく、基板を平坦に支持することができる。そして、ステージに搭載された基板の位置を検査光の走査方向と直交する方向へ移動して、基板のブロックで支持される箇所を変更することにより、基板の全面を検査することができる。
【００１４】
さらに、ブロックに設けた吸着孔で基板を真空吸着することにより、基板の反りを矯正して、基板をより平坦に支持することができる。また、ステージを移動して検査光による基板の走査を行う場合、ステージを高速に移動することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態による基板検査装置の上面図である。図２は、本発明の一実施の形態による基板検査装置の側面図である。図３は、本発明の一実施の形態による基板検査装置の正面図である。基板検査装置は、検査テーブル３、脚４、基板シフト機構、ステージ１０、ステージ移動機構、光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃ、及び光学ユニット移動機構を含んで構成されている。なお、本実施の形態は、光学ユニットを３つ設けた例を示しているが、本発明はこれに限らず、光学ユニットを１つ又は２つ、あるいは４つ以上設けてもよい。
【００１６】
図２及び図３において、検査テーブル３は、脚４によって所定の高さに設置されている。図１において、検査テーブル３の上面にはステージ１０が配置されており、ステージ１０には基板１が搭載されている。ステージ１０は、ステージベース１１及びブロック１２を含んで構成されている。ステージベース１１は１枚の平板であって、その上面には、Ｘ方向に細長い長方形のブロック１２が、Ｙ方向に所定の間隔で複数取り付けられている。複数のブロック１２を所定の間隔で取り付けることにより、ブロック１２間にはＸ方向に細長い溝が形成される。ブロック１２は、ステージベース１１に取り付けられた後、機械加工によって上面を均一な高さに削られている。ステージ１０に搭載された基板１は、ブロック１２によって支持される。
【００１７】
なお、ステージベース１１は、１枚の平板の代わりに、Ｙ方向に長い長方形の板をＸ方向に所定の間隔で複数並べて構成してもよい。また、ブロック１２は、機械加工でブロック１２間の溝を削ることによって、ステージベース１１と一体に構成してもよい。
【００１８】
図４（ａ）はステージの上面の一部の拡大図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ部の断面図である。図４（ａ）に示す様に、各ブロック１２には、吸着孔１３が所定の間隔で複数設けられている。吸着孔１３は、図４（ｂ）に示す様にステージベース１１を貫通しており、ステージベース１１の下面で図示しない真空設備へ接続されている。図示しない真空設備を用いて吸着孔１３から空気を吸引することにより、ブロック１２によって支持された基板１が真空吸着されてステージ１０に固定される。
【００１９】
基板１のブロック１２で支持されていない部分には、後述する光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃから検査光２が照射される。検査光２は、図４（ａ）に示す様に、断面が帯状となっている。検査光２の断面の長さＬに対し、ブロック１２の中心の間隔はその二倍（２Ｌ）、ブロック１２の幅ＷはＬより小さく（Ｗ＜Ｌ）構成されている。なお、ステージベース１１のブロック１２が取り付けられていない部分には、開口１４が複数設けられており、開口１４には、後述するリフトピン９が挿入されている。
【００２０】
図１において、ステージ移動機構は、Ｘガイド５、ボールねじ１５、及びサーボモータ１６を含んで構成されている。ステージ１０の下面にはボールねじ１５が取り付けられており、ボールねじ１５にはサーボモータ１６が連結されている。サーボモータ１６は、検査テーブル３に設けた溝３ｄ内に設置されている。ボールねじ１５をサーボモータ１６で回転させることにより、ステージ１０が検査テーブル３に設けられたＸガイド５に沿ってＸ方向へ移動する。
【００２１】
光学ユニット移動機構は、Ｘガイド６、Ｙガイド７、移動台３４、ボールねじ３５，４５、及びサーボモータ３６，４６を含んで構成されている。移動台３４に、３つの光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃが搭載されている。移動台３４の側面にはボールねじ３５が取り付けられており、ボールねじ３５にはサーボモータ３６が連結されている。サーボモータ３６は、検査テーブル３の側面に設置されている。ボールねじ３５をサーボモータ３６で回転させることにより、移動台３４が検査テーブル３に設けられたＸガイド６に沿ってＸ方向へ移動する。
【００２２】
また、光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃにはボールねじ４５が取り付けられており、ボールねじ４５にはサーボモータ４６が連結されている。サーボモータ４６は、移動台３４の上面に設置されている。ボールねじ４５をサーボモータ４６で回転させることにより、光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃが移動台３４に設けられたＹガイド７に沿ってＹ方向へ移動する。
【００２３】
図５は、光学ユニットの概略構成を示す図である。光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃはそれぞれ、検査光２を基板１へ照射する投光系、基板１からの反射光を受光する反射光検出系、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。
【００２４】
投光系は、レーザー光源２１、レンズ２２，２３、及びミラー２４を含んで構成されている。レーザー光源２１は、検査光２となるレーザー光を発生する。レンズ２２は、レーザー光源２１から発生されたレーザー光を集光する。レンズ２３は、レンズ２２で集光されたレーザー光を集束させる。ミラー２４は、レンズ２３で集束させたレーザー光を、検査光２として基板１へ斜めに照射する。
【００２５】
基板１へ斜めに照射された検査光２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２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２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２の一部が欠陥により散乱され、散乱光が発生する。基板１の裏面から外部へ射出された検査光２は、ステージ１０に形成された溝を通過してステージベース１１へ照射される。検査光２がステージベース１１へ照射される位置は、検査光２が基板１へ照射される位置から図面の右側へ大きくずれるため、ステージベース１１で反射された検査光２は反射光検出系及び受光系へ到達しない。
【００２６】
反射光検出系は、ミラー２４、レンズ２５、及びＣＣＤラインセンサー２６を含んで構成されている。基板１の表面からの反射光は、ミラー２４を介してレンズ２５に入射する。レンズ２５は、基板１の表面からの反射光を集束させ、ＣＣＤラインセンサー２６の受光面に結像させる。
【００２７】
このとき、ＣＣＤラインセンサー２６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５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２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２６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２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２６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。
【００２８】
ＣＣＤラインセンサー２６は、受光面に複数のＣＣＤが配列され、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３８へ出力する。焦点調節制御回路３８は、ＣＰＵ７０からの指令に従って、焦点調節機構３９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３８は、ＣＣＤラインセンサー２６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２６の受光面の中心位置で受光される様に、焦点調節機構３９を駆動して光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃを移動させる。焦点調節機構３９は、例えばパルスモータで構成され、焦点調節制御回路３８からの駆動パルスに応じて光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃを上下に移動させて焦点位置を調節する。
【００２９】
受光系は、集光レンズ２７、結像レンズ２８、及びＣＣＤラインセンサー２９を含んで構成されている。集光レンズ２７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２８は、集光レンズ２７で集光された散乱光をＣＣＤラインセンサー２９の受光面に結像させる。ＣＣＤラインセンサー２９は、受光面に複数のＣＣＤが配列され、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５０ａ，５０ｂ，５０ｃへ出力する。
【００３０】
図６は、本発明の一実施の形態による基板検査装置の制御系及び信号処理系の概略構成を示す図である。制御系は、ＸＹ移動制御回路３０、駆動回路３１，３２，３３、前述した焦点調節制御回路３８、及びＣＰＵ７０を含んで構成されている。
【００３１】
ＸＹ移動制御回路３０は、ＣＰＵ７０からの指令に従って、ステージ１０及び光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃのＸ方向への移動、並びに光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃのＹ方向への移動を制御する。駆動回路３１は、ＸＹ移動制御回路３０の制御により、サーボモータ１６を駆動して、ステージ１０をＸ方向へ移動する。ステージ１０のＸ方向への移動によって、ステージ１０に搭載された基板１がＸ方向へ移動する。駆動回路３２は、ＸＹ移動制御回路３０の制御により、サーボモータ３６を駆動して、移動台３４をＸ方向へ移動する。移動台３４のＸ方向への移動によって、移動台３４に搭載された光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃがＸ方向へ移動する。駆動回路３３は、ＸＹ移動制御回路３０の制御により、サーボモータ４６を駆動して、光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃをＹ方向へ移動する。
【００３２】
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図である。光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃの投光系から照射された検査光２により基板１の走査を行う際、ステージ１０と光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃとをＸ方向へ互いに逆方向に移動して、１回の走査を行う。図７（ａ）は移動前の状態、図７（ｂ）は移動中の状態、図７（ｃ）は移動後の状態を示す。本実施の形態では、３つの光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃが設けられているので、１回の走査によって、基板１のブロック１２で支持されていない部分の内の３箇所の走査が行われる。
【００３３】
１回の走査が終了すると、光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃをＹ方向へ移動した後、基板１のブロック１２で支持されていない他の部分について、次の走査を行う。これらの動作を繰り返して、基板１のブロック１２で支持されていない部分全てについて、検査光２による走査を行う。
【００３４】
基板１のブロック１２で支持されていない部分全てについて、検査光２による走査が終了すると、基板検査装置は、基板シフト機構を用いて基板１のＹ方向へのシフトを行う。図８は、基板シフト機構の動作を説明する図である。基板シフト機構は、昇降ベース８及びリフトピン９を含んで構成されている。
【００３５】
検査テーブル３の下方には、昇降ベース８が配置されており、昇降ベース８にはリフトピン９が複数取り付けられている。検査テーブル３には、リフトピン９が通る開口が設けられている。図８（ａ）に示す様に、昇降ベース８に取り付けられた複数のリフトピン９は、検査テーブル３に設けられた開口を通って、ステージベース１１に設けられた開口１４（図４参照）に挿入されている。昇降ベース８は、図示しない昇降機構によってＺ方向へ移動し、これによりリフトピン９が、検査テーブル３に設けられた開口及びステージベース１１に設けられた開口１４を通って、上昇及び下降する。また、昇降ベース８は、図示しない移動機構によってＹ方向へ移動し、これによりリフトピン９が、検査テーブル３に設けられた開口内及びステージベース１１に設けられた開口１４内をＹ方向へ移動する。
【００３６】
基板１のブロック１２で支持されていない部分全てについて、検査光２による走査が終了すると、ブロック１２の吸着孔１３（図４参照）による真空吸着を解除した後、図８（ｂ）に示す様に、昇降ベース８をＺ方向へ上昇させ、基板１をリフトピン９によってブロック１２から持ち上げる。
【００３７】
次に、基板１をリフトピン９で持ち上げた状態で、図８（ｃ）に示す様に昇降ベース８をＹ方向へ移動させる。これにより、リフトピン９で持ち上げられた基板１は、Ｙ方向へシフトされる。基板１のＹ方向へのシフト量は、図４に示す検査光２の断面の長さＬと等しくする。
【００３８】
基板１のＹ方向へのシフトが終了すると、図８（ｄ）に示す様に昇降ベース８をＺ方向へ下降させ、リフトピン９で持ち上げていた基板１をブロック１２に載せる。そして、ブロック１２の吸着孔１３（図４参照）によって、基板１を真空吸着する。このとき、基板１がＹ方向へ検査光２の断面の長さＬ分だけシフトされているので、基板１の既に検査が行われた部分がブロック１２で支持され、基板１の未だ検査が行われていない部分がステージ１０に形成された溝の上空に配置される。
【００３９】
基板１をＹ方向へシフトした後、基板１の新たにブロック１２で支持されていない部分について、前述と同様に１回の走査と光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃのＹ方向への移動とを繰り返して、検査光２による走査を行う。
【００４０】
図９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９（ａ）は基板１のシフト前の走査領域を示し、図９（ｂ）は基板１のシフト後の走査領域を示す。図９（ａ），（ｂ）において、矢印Ａｎ，Ｂｎ，Ｃｎ（ｎは自然数）はそれぞれ、ｎ回目の走査で光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃの各検査光２が基板１を走査する方向を示す。矢印の周囲の灰色で示した部分が走査領域である。本実施の形態では、図９（ａ）に示す様に、１回目〜６回目の走査によりシフト前の基板１のブロック１２で支持されていない部分の走査が行われる。そして、図９（ｂ）に示す様に、７回目〜１２回目の走査によりシフト後の基板１のブロック１２で支持されていない部分の走査が行われる。従って、基板１のシフト前とシフト後を合わせて、合計１２回の走査によって基板１の全面の走査が行われる。
【００４１】
図６において、信号処理系は、検査位置検出回路４０、信号変換回路５０ａ，５０ｂ，５０ｃ、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。
【００４２】
検査位置検出回路４０は、ロータリエンコーダ１７，３７，４７、カウンタ４１，４２，４３、及び加算回路４４を含んで構成されている。ロータリエンコーダ１７，３７，４７はそれぞれ、サーボモータ１６，３６，４６に取り付けられており、サーボモータ１６，３６，４６の回転量を検出して、検出した回転量に応じたパルス信号を出力する。カウンタ４１，４２，４３はそれぞれ、ロータリエンコーダ１７，３７，４７の出力パルスを一定のタイミングで読み取ってカウントし、カウント結果を出力する。
【００４３】
カウンタ４１の出力は、ステージ１０のＸ方向への移動量を示し、カウンタ４２の出力は、光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃのＸ方向への移動量を示す。検査位置検出回路４０は、カウンタ４１，４２の出力を加算回路４４で加算して、検査光２が照射されている基板１上のＸ方向の位置を検出する。また、カウンタ４３の出力は、光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃのＹ方向への移動量を示し、これにより検査位置検出回路４０は、検査光２が照射されている基板１上のＹ方向の位置を検出する。検査位置検出回路４０が検出した検査光２が照射されている基板１上のＸ方向及びＹ方向の位置は、信号処理回路６０へ入力される。
【００４４】
信号変換回路５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃのＣＣＤラインセンサー２９（図５参照）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５０ａ，５０ｂ，５０ｃ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。このとき信号処理回路６０は、ディジタルデータを、検査位置検出回路４０から入力した検査光２が照射されている基板上のＸ方向及びＹ方向の位置と関連付けて記憶する。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、ＣＣＤラインセンサー２９の受光面で受光した散乱光の強度から基板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。
【００４５】
図１０は、本発明の他の形態による基板検査装置の上面図である。光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃの配置は、図１の様に近接して設けるだけでなく、図１０に示す様におおよそ基板１のＹ方向幅を光学ユニット数で分割した間隔ずつずらして予め配置し、走査を行うようにしてもよい。
【００４６】
図１１は、本発明の他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１１（ａ）は基板１のシフト前の走査領域を示し、図１１（ｂ）は基板１のシフト後の走査領域を示す。図１１（ａ），（ｂ）において、矢印Ａｎ，Ｂｎ，Ｃｎ（ｎは自然数）はそれぞれ、ｎ回目の走査で光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃの各検査光２が基板１を走査する方向を示す。矢印の周囲の灰色で示した部分が走査領域である。
【００４７】
本実施の形態によれば、図１の様に光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃを近接して設置した場合に比べ、１往復の走査が終了した後の光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃのＹ方向への移動量を少なくすることができる。
【００４８】
以上説明した実施の形態によれば、基板１を搭載するステージ１０に、基板１の下面を支持するブロック１２を所定の間隔で複数設けることにより、従来の様な時間の掛かる調整を行うことなく、基板１を平坦に支持することができる。そして、ステージ１０に搭載された基板１を検査光２の走査方向と直交する方向へシフトして、基板１のブロック１２で支持される箇所を変更することにより、基板１の全面を検査することができる。
【００４９】
さらに、ブロック１２に設けた吸着孔１３で基板１を真空吸着することにより、基板１の反りを矯正して、基板１をより平坦に支持することができる。また、基板１がステージ１０に固定されるので、検査光２による基板１の走査を行う際、ステージ１０を高速に移動することが可能となる。
【００５０】
なお、以上説明した実施の形態では、検査光２により基板１の走査を行う際、ステージ１０と光学ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃの両方を移動していたが、本発明は、ステージと光学系のいずれか一方だけを移動する基板検査装置にも適用される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施の形態による基板検査装置の上面図である。
【図２】本発明の一実施の形態による基板検査装置の側面図である。
【図３】本発明の一実施の形態による基板検査装置の正面図である。
【図４】図４（ａ）はステージの上面の一部の拡大図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ部の断面図である。
【図５】光学ユニットの概略構成を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態による基板検査装置の制御系及び信号処理系の概略構成を示す図である。
【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図である。
【図８】基板シフト機構の動作を説明する図である。
【図９】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１０】本発明の他の形態による基板検査装置の上面図である。
【図１１】本発明の他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。
【符号の説明】
【００５２】
１ 基板
２ 検査光
３ 検査テーブル
４ 脚
５，６ Ｘガイド
７ Ｙガイド
８ 昇降ベース
９ リフトピン
１０ ステージ
１１ ステージベース
１２ ブロック
１３ 吸着孔
１４ 開口
１５ ボールねじ
１６ サーボモータ
１７ ロータリエンコーダ
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 光学ユニット
２１ レーザー光源
２２，２３ レンズ
２４ ミラー
２５ レンズ
２６ ＣＣＤラインセンサー
２７ 集光レンズ
２８ 結像レンズ
２９ ＣＣＤラインセンサー
３０ ＸＹ移動制御回路
３１，３２，３３ 駆動回路
３４ 移動台
３５，４５ ボールねじ
３６，４６ サーボモータ
３７，４７ ロータリエンコーダ
３８ 焦点調節制御回路
３９ 焦点調節機構
４０ 検査位置検出回路
４１，４２，４３ カウンタ
４４ 加算回路
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ 信号変換回路
６０ 信号処理回路
７０ ＣＰＵ
８０ 出力装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の下面を支持するブロックを所定の間隔で複数有し、基板を搭載するステージと、
検査光を前記ステージに搭載された基板へ斜めに照射する投光系と、検査光が基板の欠陥により散乱された散乱光を受光する受光系とを有する光学系と、
前記ステージと前記光学系とを相対的に移動して、基板の前記ブロックで支持されていない部分を前記投光系から照射された検査光により走査させる移動手段と、
前記ステージに搭載された基板の位置を検査光の走査方向と直交する方向へ移動して、基板の前記ブロックで支持される箇所を変更する基板シフト手段と、
前記受光系が受光した散乱光の強度から基板の欠陥を検出する処理手段とを備えたことを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】
前記ステージは、前記複数のブロックを支えるベースを有し、
前記複数のブロックは、前記ベースに取り付けられた後、上面を均一な高さに加工された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】
前記ステージは、前記複数のブロックを支えるベースを有し、
前記複数のブロックは、ブロック間の溝を削ることによって前記ベースと一体に構成され、かつ上面を均一な高さに加工された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４】
前記ブロックは、基板を真空吸着する吸着孔を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の基板検査装置。
【請求項５】
基板を搭載するステージに、基板の下面を支持するブロックを所定の間隔で複数設け、
ステージと、投光系及び受光系を有する光学系とを相対的に移動しながら、検査光を投光系からステージに搭載された基板へ斜めに照射して、基板のブロックで支持されていない部分を検査光により走査させ、
ステージに搭載された基板の位置を検査光の走査方向と直交する方向へ移動して、基板のブロックで支持される箇所を変更した後、
ステージと光学系とを相対的に移動しながら、検査光を投光系からステージに搭載された基板へ斜めに照射して、基板の新たにブロックで支持されていない部分を検査光により走査させ、
検査光が基板の欠陥により散乱された散乱光を受光系で受光し、
受光系が受光した散乱光の強度から基板の欠陥を検出することを特徴とする基板検査方法。
【請求項６】
ブロックに設けた吸着孔で基板を真空吸着することを特徴とする請求項５に記載の基板検査方法。
【請求項１】
基板の下面を支持するブロックを所定の間隔で複数有し、基板を搭載するステージと、
検査光を前記ステージに搭載された基板へ斜めに照射する投光系と、検査光が基板の欠陥により散乱された散乱光を受光する受光系とを有する光学系と、
前記ステージと前記光学系とを相対的に移動して、基板の前記ブロックで支持されていない部分を前記投光系から照射された検査光により走査させる移動手段と、
前記ステージに搭載された基板の位置を検査光の走査方向と直交する方向へ移動して、基板の前記ブロックで支持される箇所を変更する基板シフト手段と、
前記受光系が受光した散乱光の強度から基板の欠陥を検出する処理手段とを備えたことを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】
前記ステージは、前記複数のブロックを支えるベースを有し、
前記複数のブロックは、前記ベースに取り付けられた後、上面を均一な高さに加工された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】
前記ステージは、前記複数のブロックを支えるベースを有し、
前記複数のブロックは、ブロック間の溝を削ることによって前記ベースと一体に構成され、かつ上面を均一な高さに加工された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４】
前記ブロックは、基板を真空吸着する吸着孔を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の基板検査装置。
【請求項５】
基板を搭載するステージに、基板の下面を支持するブロックを所定の間隔で複数設け、
ステージと、投光系及び受光系を有する光学系とを相対的に移動しながら、検査光を投光系からステージに搭載された基板へ斜めに照射して、基板のブロックで支持されていない部分を検査光により走査させ、
ステージに搭載された基板の位置を検査光の走査方向と直交する方向へ移動して、基板のブロックで支持される箇所を変更した後、
ステージと光学系とを相対的に移動しながら、検査光を投光系からステージに搭載された基板へ斜めに照射して、基板の新たにブロックで支持されていない部分を検査光により走査させ、
検査光が基板の欠陥により散乱された散乱光を受光系で受光し、
受光系が受光した散乱光の強度から基板の欠陥を検出することを特徴とする基板検査方法。
【請求項６】
ブロックに設けた吸着孔で基板を真空吸着することを特徴とする請求項５に記載の基板検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−１９４７５４（Ｐ２００６−１９４７５４Ａ）
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７１４４（Ｐ２００５−７１４４）
【出願日】平成１７年１月１４日（２００５．１．１４）
【出願人】（０００２３３４８０）日立ハイテク電子エンジニアリング株式会社 (34)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月１４日（２００５．１．１４）
【出願人】（０００２３３４８０）日立ハイテク電子エンジニアリング株式会社 (34)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]