基板検査装置
【課題】基板検査装置において、顕微鏡ユニットの干渉を防ぎながら高精度な検査を行う。
【解決手段】顕微鏡ユニットを用いて基板を検査する基板検査装置において、顕微鏡ユニット５，７を基板Ｓの検査面に交差する方向に移動させる駆動機構を備え、基板Ｓは、基板ステージ２に載置される基板トレイ９に収納され、駆動機構は、顕微鏡ユニット５，７を、基板ステージ２又は基板トレイ９との干渉を避けるように、基板Ｓの検査時には基板Ｓに近接させ、基板Ｓの検査が終了した後には基板Ｓに近接する位置から上記検査面に交差する方向に退避させる構成とする。
【解決手段】顕微鏡ユニットを用いて基板を検査する基板検査装置において、顕微鏡ユニット５，７を基板Ｓの検査面に交差する方向に移動させる駆動機構を備え、基板Ｓは、基板ステージ２に載置される基板トレイ９に収納され、駆動機構は、顕微鏡ユニット５，７を、基板ステージ２又は基板トレイ９との干渉を避けるように、基板Ｓの検査時には基板Ｓに近接させ、基板Ｓの検査が終了した後には基板Ｓに近接する位置から上記検査面に交差する方向に退避させる構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）などの基板を検査する基板検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、顕微鏡を用いた拡大観察を行う場合、互いに倍率の異なる複数の対物レンズを回転式レボルバに取付けておき、この回転式レボルバを手動又は電動で回転させることにより、観察光路上に目的の倍率の対物レンズを挿入する手法がとられている。
【０００３】
このように回転式レボルバを回転させて対物レンズを切替えると、対物レンズと試料とが干渉することがあった。特に高倍率の観察ほど対物レンズの作動距離ＷＤ（Ｗｏｒｋｉｎｇｄｉｓｔａｎｃｅ）が例えば０．３mmと極めて短いため、干渉の可能性が高まる。
【０００４】
そこで、対物レンズの切替動作を行う際に、対物レンズと試料を載置するステージとの距離を開ける方向に焦準機構を駆動してステージ又は回転式レボルバを焦準動作範囲（例えば１ｍｍ）よりも大きい退避位置（例えば１０ｍｍ）に移動させる顕微鏡装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−４３３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、フラットディスプレイ（ＦＰＤ）の製造工程で製造されるガラス基板等の基板を検査する場合には、薄くて撓みやすい基板をトレイに収納し、このトレイを検査装置のステージ上に載置して基板を検査することが要望されている。トレイは、基板を収納する段差があったり、基板を基準位置に位置決めする基準ピン、押し付けピン、押し付けピンを駆動するエアーアクチュエータやエアーチューブなどがトレイの周辺部に取り付けられたりしている。
【０００７】
フラットパネルディスプレイの製造は、クリーン度の非常に高いクリーンルームで製造されるために、トレイからの発塵を防ぐために駆動部が取り付けられているトレイの周辺部をカバーで覆う必要がある。更に、作業者の手作業によりトレイを搬送する場合には、持ち運びやすくするためにトレイの両側に持ち手部を設ける必要がある。
【０００８】
従来の顕微鏡装置でトレイに収納した基板を検査しようとすると、トレイ周辺部の突起部が基板面から数十ｍｍと突出するため、この突起部分に顕微鏡の対物レンズが干渉してしまうという新たな問題が生ずる。
【０００９】
そのため、基準ピンや押付ピンなどの突起部分に対物レンズが干渉しないように電動焦準機構の移動範囲を長く設定することが考えられる。電動焦準機構は、回転式レボルバを高精度に移動させるため、数十ｍｍから１００ｍｍと長い距離を移動させて退避させようとした場合、退避させるまでに非常に長い時間を要する。また、対物レンズを観察光学系の光路中にて数十ｍｍ移動させることは、光学設計が非常に難しく現実的ではない。
【００１０】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、顕微鏡ユニットの対物レンズとの干渉を高速かつ容易に防止して確実に検査を行うことができる基板検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の基板検査装置は、顕微鏡ユニットを用いて基板を検査する基板検査装置において、上記顕微鏡ユニットを上記基板の検査面に交差する方向に移動させる駆動機構を備え、上記基板は、基板ステージに載置される基板トレイに収納され、上記駆動機構は、上記顕微鏡ユニットを、上記基板ステージ又は上記基板トレイとの干渉を避けるように、上記基板の検査時には上記基板に近接させ、上記基板の検査が終了した後には上記基板に近接する位置から上記検査面に交差する方向に退避させる構成とする。
【００１２】
本発明の他の基板検査装置は、顕微鏡ユニットを用いて基板を検査する基板検査装置において、上記顕微鏡ユニットを上記基板の検査面に交差する方向に移動させる駆動機構を備え、上記基板は、基板ステージ上で保持され、上記駆動機構は、上記顕微鏡ユニットを、上記基板ステージとの干渉を避けるように、上記基板の検査時には上記基板に近接させ、上記基板の検査が終了した後には上記基板に近接する位置から上記検査面に交差する方向に退避させる構成とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、顕微鏡ユニットの対物レンズとの干渉を高速かつ容易に防止して確実に検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る基板検査装置を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る基板検査装置の表面用顕微鏡ユニット及び裏面用顕微鏡ユニットの動きを説明するための斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る基板検査装置の表面用顕微鏡ユニット及び裏面用顕微鏡ユニットの動きを説明するための断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る基板検査装置を示す平面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る基板検査装置の表面用顕微鏡ユニット及び裏面用顕微鏡ユニットの動きを説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係る基板検査装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る基板検査装置１を示す平面図である。
図２は、上記基板検査装置１の表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７の動きを説明するための斜視図である。
【００１６】
図３は、上記基板検査装置１の表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７の動きを説明するための断面図である。
基板検査装置１は、後述する基板トレイ９を載置する基板ステージ２、基板ステージ２を一方向（Ｙ軸方向）に移動させる検査ステージ搬送部３，４、基板トレイ９に収納された基板Ｓの表面側から検査する表面用顕微鏡ユニット５、基板ステージ２の移動方向と直交する方向に表面用顕微鏡ユニット５を移動させる表面側顕微鏡ステージ（ガントリ）６、基板トレイ９に収納された基板Ｓの裏面側から検査する裏面用顕微鏡ユニット７、基板ステージ２の移動方向と直交する方向に裏面用顕微鏡ユニット５を移動させる裏面側顕微鏡ステージ８等を備え、基板Ｓの検査を行う。
【００１７】
図１及び図３に示すように、基板ステージ２には、基板Ｓを収納する基板トレイ９が載置される。基板Ｓには、周縁から例えば２０ｍｍ程度隔てた内側に検査領域であるパターン領域Ｐが形成されている。
【００１８】
基板トレイ９は、矩形の基板よりも若干小さな矩形状の開口部９ａが形成された略矩形枠状を呈する。また、基板トレイ９は、図１に示すように、基板Ｓの基準位置を規定する基板用基準部材としての基板用基準ピン９ｂ，９ｃ，９ｄと、これら基板用基準ピン９ｂ，９ｃ，９ｄに対し基板Ｓを押付ける基板押付部材としての基板押付ピン９ｅ，９ｆ，９ｇと、を上面に有する。基板トレイ９の周縁部分には、基板Ｓを基準位置に位置決めする基板用基準ピン９ｂ，９ｃ，９ｄ、基板押付ピン９ｅ，９ｆ，９ｇの他に、基板押付ピン９ｅ，９ｆ，９ｇを駆動するエアーアクチュエータやエアーチューブなどがトレイの周辺部に取り付けられ、発塵防止のためにカバーが施されている。更に、持ち運びやすくするためにトレイの両側には、作業者が持ち運びしやすいように持ち手部が取り付けられている。
【００１９】
なお、基板トレイ９の開口部９ａには、対向する長辺の間に複数の基板支持梁を架設され、これらの基板支持梁により基板Ｓを水平に支持している。基板支持梁として、角棒や線材を用いることができ、低摩擦部材よりなる１ｍｍ程度の線材を用いることにより裏面用顕微鏡ユニット７による検査不能領域を小さくできるので好ましい。
【００２０】
基板ステージ２は、最大サイズの基板トレイ９が載置される領域内に最大サイズの基板の検査領域より若干大きな矩形状の開口部２ａが形成された略矩形枠形状を呈する。なお、本実施の形態では、基板ステージ２の開口部２ａと基板トレイ９の開口部９ａとは互いに同一形状となっている。
【００２１】
基板ステージ２は、基板トレイ９の基準位置を規定するトレイ用基準ピン２ｂ，２ｃ，２ｄと、このトレイ用基準ピン２ｂ，２ｃ，２ｄに対し基板トレイ９を押付けるトレイ押付ピン２ｅ，２ｆ，２ｇと、を上面に有する。
【００２２】
また、基板ステージ２のＸ軸方向両端の底面には、検査ステージ搬送部３，４上をスライドする図示しないスライダが設けられている。
検査ステージ搬送部３，４は、架台上に平行に配置された搬送ベース３ａ，４ａと、この搬送ベース３ａ，４ａの上面に敷設された搬送ガイド３ｂ，４ｂと、リニアモータを構成するリニアガイドレール３ｃ，４ｃとを有する。搬送ベース３ａ，４ａは、ステージ２の搬送方向であるＹ軸方向に平行に延びている。搬送ガイド３ｂ，４ｂは、搬送ベース３ａ，４ａの上面に敷設されたＹ軸方向に延びる２本ずつのガイドレールからなる。リニアモータは、ステージ２の底面に設けられたスライダをリニアガイドレール３ｃ，４ｃに沿って移動させる駆動源として用いられている。
【００２３】
表面用顕微鏡ユニット５は、図２に示すように、顕微鏡の構成要素を内蔵した筐体５ａと、筐体５ａの先端下部に取り付けられたレボルバ５ｂと、このレボルバ５ｂに複数装着された異なる倍率の対物レンズ５ｃと、筐体５ａの先端上部に取り付けられた撮像部５ｄとを有する。筐体５ａには、顕微鏡の構成要素として観察光学系、照明光学系、自動焦準機構等が内蔵されている。レボルバ５ｂは、互いに倍率の異なる複数の対物レンズ５ｃが取付けられ、回動することにより観察光路上に目的の倍率の対物レンズ５ｃを導く。撮像部５ｄは、顕微鏡画像を取り込んで画像データを出力する。表面用顕微鏡ユニット５には、基板Ｓの表面のパターンを詳細に検査するために、作動距離（ＷＤ）が例えば数ｍｍ以下と短い高倍率の対物レンズ５ｃが取り付けられる。
【００２４】
ガントリ６は、図１に示すように検査ステージ搬送部３，４上を移動する基板ステージ２をＸ軸方向に跨ぐ門型形状を呈し、水平梁６ａの側面には、図２に示すように表面用顕微鏡ユニット５を移動させる表面側顕微鏡Ｘ軸方向ステージ１０が配置されている。
【００２５】
表面側顕微鏡Ｘ軸方向ステージ１０は、水平梁６ａの側面に敷設された２本のＸ軸ガイドレール１０ａとリニアモータを構成するリニアガイドレール１０ｂとスケール１０ｃとを有する。この表面側顕微鏡Ｘ軸方向ステージ１０には、表面用顕微鏡ユニット５を支持する表面側顕微鏡Ｘ軸方向可動部１１がガイドレール１０ａに沿って移動可能に設けられている。上記リニアモータは、表面側顕微鏡Ｘ軸方向可動部１１をリニアガイドレール１０ｂに沿って移動させる駆動源として用いられ、表面用顕微鏡ユニット５をＸ軸方向に移動させる。
【００２６】
表面側顕微鏡Ｘ軸方向可動部１１には、基板Ｓの検査面（ＸＹ平面）に交差する方向（Ｚ軸方向）に表面用顕微鏡ユニット５を退避移動させる表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２が配置されている。
【００２７】
表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２は、２本のＺ軸ガイド１２ａと駆動源としてのリニアモータを構成するリニアガイドレール１２ｂとを有する。このリニアモータは、表面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部１３をリニアガイドレール１２ｂに沿ってＺ軸方向に移動させる駆動源として用いられ、表面用顕微鏡ユニット５をＺ軸方向に移動させる。
【００２８】
表面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部１３には、表面用顕微鏡ユニット５を顕微鏡視野の直径の３倍程度の距離だけ微動させるために、図示しないＹ軸方向微動駆動部が底面に配置されている。このＹ軸方向微動駆動部は、顕微鏡の視野中心から検査対象領域（例えば欠陥）がずれている場合に、検査対象領域の中心に視野中心を合わせるために表面用顕微鏡ユニット５をＹ軸方向に移動させるときに使用される。
以上の構成により、表面用顕微鏡ユニット５は、ガントリ６に対しＸＹＺの３軸方向に移動する。
【００２９】
裏面用顕微鏡ユニット７は、図２に示すように、顕微鏡の構成要素を内蔵した筐体７ａと、作動距離が数ｍｍから数十ミリと長い低倍率の対物レンズ７ｂと、撮像部７ｃとを有する。筐体７ａには、顕微鏡の構成要素として観察光学系、照明光学系、焦点合せ機構等が内蔵されている。撮像部７ｃは、顕微鏡画像を取り込んで画像データを出力する。
【００３０】
裏面側顕微鏡Ｘ軸方向ステージ８は、基板ステージ搬送部３，４の間でＸ軸方向に延びるように配置され、その上面に２本のＸ軸ガイド１４ａとリニアモータを構成するリニアガイドレール１４ｂとを有する。このリニアモータは、裏面側顕微鏡Ｘ軸方向可動部１５をリニアガイドレール１４ｂに沿ってＸ軸方向に移動させる駆動源として用いられ、裏面用顕微鏡ユニット５をＸ軸方向に移動させる。
【００３１】
裏面側顕微鏡Ｘ軸方向可動部１５の上部には、図示しないＹ軸方向微動駆動部を介して裏面側顕微鏡Ｙ軸方向微動可動部１６が配置されている。このＹ軸方向微動駆動部は、顕微鏡の視野中心から検査対象領域（例えば欠陥）がずれている場合に、検査対象領域の中心に視野中心を合わせるために裏面側顕微鏡Ｙ軸方向可動部１６をＹ軸方向に移動させるときに使用される。なお、基板ステージ搬送部３，４により基板ステージ２がＹ軸方向に移動するため、表面側及び裏面側の顕微鏡Ｙ軸方向駆動部を省略することもできるが、表面側及び裏面側の顕微鏡Ｙ軸方向駆動部は顕微鏡ユニット５，７のＹ軸方向への微動時に用いられる。
【００３２】
裏面側顕微鏡Ｙ軸方向可動部１６の前方側面には、裏面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部１７が、裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部を介して基板Ｓの検査面（ＸＹ平面）に交差する方向（Ｚ軸方向）に移動可能に設けられている。この裏面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部１７には、裏面用顕微鏡ユニット７が固定されており、裏面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部１７をＺ軸方向に沿って下方に移動させることにより裏面用顕微鏡ユニット７を退避させる。
【００３３】
裏面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部１７の裏面には、２本のＺ軸ガイドと、駆動源としてのリニアモータを構成するリニアガイドレールとを有する。このリニアモータは、裏面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部１７をリニアガイドレールに沿ってＺ軸方向に移動させる駆動源として用いられ、裏面用顕微鏡ユニット５をＺ軸方向に移動させる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、表面用顕微鏡ユニット５と裏面用顕微鏡ユニット７とは、観察光路を互いに同一のＸＹ平面位置に配置することができ、基板Ｓの欠陥を表面側及び裏面側から同時に検査することも可能となっている。
【００３５】
また、基板検査装置１は、各部の駆動を制御する図示しない駆動制御部、表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７により撮像された画像を表示する表示部、撮像された画像を処理する画像処理部なども備える。
【００３６】
次に、基板検査装置１の動作について説明する。
まず、基板ステージ２を検査ステージ搬送部３，４よりステージ搬送方向（Ｙ軸方向）の上流側となる搬入端に移動させる。そして、搬送ロボット等の搬送手段や作業者の手により基板トレイ９を基板ステージ２の上に載置する。
【００３７】
なお、基板トレイ９には、基板押付ピン９ｅ，９ｆ，９ｇにより基板用基準ピン９ｂ，９ｃ，９ｄに対し押付けられることで位置決め保持された基板Ｓが収納されている。
基板トレイ９が基板ステージ２上に載置されたことが図示しないセンサにより検出されると、トレイ押付ピン２ｅ，２ｆ，２ｇにより基板トレイ９をトレイ用基準ピン２ｂ，２ｃ，２ｄに対し押付けることで、基板トレイ９を位置決め保持する。
【００３８】
この後、基板トレイ９を載置した基板ステージ２を検査ステージ搬送方向（Ｙ軸方向）に搬送し、表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７により基板Ｓの検査を行う。
【００３９】
具体的には、まず、表面用顕微鏡ユニット５又は裏面用顕微鏡ユニット７をＸ方向に移動させるとともに、基板ステージ２をＹ方向に移動させて基板Ｓ上の欠陥のＸＹ座標位置に表面用顕微鏡ユニット５の光軸又は裏面用顕微鏡ユニット７の光軸を合わせる。
【００４０】
基板ステージ２を基板検査装置１の検査位置に移動させる際には、例えば基板トレイ９の周縁部に配置されている基板用基準ピン９ｂ，９ｃ，９ｄ及び基板押付ピン９ｅ，９ｆ，９ｇ、或いは、基板押付ピン９ｅ，９ｆ，９ｇを駆動するエアーアクチュエータやエアーチューブを覆うカバーなどの突起部との干渉を避けるように、表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２により表面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部１３をＺ軸方向に沿って表面用顕微鏡ユニット５を上昇させて退避位置まで移動させる。このときの退避移動距離は、基板Ｓの表面に対して電動焦準機構の上限退避位置より更に上方へ数十ｍｍから１００ｍｍ移動した退避位置に設定する。
【００４１】
このとき基板検査装置１の制御部は、基板Ｓの検査領域Ｐを特定するために、あらかじめ検査領域Ｐの各隅の座標情報を取得する。制御部は、この座標情報に基づいて基板ステージ２を基板検査装置１の検査位置に移動させる。更に、制御部は、検査時に基板トレイ９に収納された基板Ｓの検査領域Ｐ内で表面用顕微鏡ユニット５の対物レンズ５ｃが移動するようにステージ搬送部３，４と表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２を制御する。また、制御部は、検査領域Ｐの座標情報から表面用顕微鏡ユニット５の対物レンズ５ｃが検査領域Ｐから外れるか監視し、検査領域Ｐから外れた場合に表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２を制御して表面用顕微鏡ユニット５を退避位置まで上昇させる。
【００４２】
制御部は、表面用顕微鏡ユニット５により検査する際に、開始時に表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２を制御して退避位置から表面用顕微鏡ユニット５の下限位置まで下降させ検査を開始する。その後、表面用顕微鏡ユニット５の電動焦準機構により適宜焦点合せを行って検査する。なお、対物レンズ５ｃの切替や表面用顕微鏡ユニット５の移動にともない対物レンズ５ｃと基板Ｓとが干渉する場合には、電動準焦機構によりレボルバ５ｂを対置位置まで上昇させる。
【００４３】
一方、制御部は、裏面用顕微鏡ユニット７も表面用顕微鏡ユニット５と同様に基板ステージ２を検査位置に移動させる際に、裏面用顕微鏡ユニット７の対物レンズ７ｂが基板ステージ２の外枠との干渉を避けるように、裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部により裏面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部１７をＺ軸方向に沿って裏面用顕微鏡ユニット７を下降させて退避位置まで移動させる。また、制御部は、検査時に基板トレイ９に収納された基板Ｓの検査領域Ｐ内で裏面用顕微鏡ユニット７の対物レンズ７ｂが移動するようにステージ搬送部３，４と裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部を制御する。また、制御部は、検査領域Ｐの座標情報から裏面用顕微鏡ユニット７の対物レンズ７ｂが検査領域Ｐから外れるか監視し、検査領域Ｐから外れた場合に裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部を制御して裏面表面用顕微鏡ユニット７を退避位置まで下降させる。
【００４４】
制御部は、裏面用顕微鏡ユニット７により検査する際に、開始時に裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部を制御して退避位置から裏面用顕微鏡ユニット７を上昇させて検査を開始する。その後、裏面表面用顕微鏡ユニット７の電動焦準機構により適宜焦点合せを行って検査する。
【００４５】
基板Ｓに複数の欠陥がある場合、顕微鏡ユニット５，７と基板ステージ２をＸＹ方向に移動させ、顕微鏡ユニット５，７の観察光路を次に検査を行う欠陥に合わせる。
なお、検査をすべき欠陥の位置は、予め制御装置に登録され、検査対象を指定できるようにしておくことが望ましい。このようにすれば、必要な箇所のみを検査すれば足りるので検査時間を短縮できる。予め検査をすべき箇所を特定する方法としては、別の検査装置で検査者が目視で確認したり、別の検査装置で基板Ｓについて取得した画像から欠陥の疑いのある場所を抽出したりすることが挙げられる。
【００４６】
検査をすべき箇所は、表面側と裏面側とで異なる場合がある。また、通常時は表面検査のみを実施し、不具合が生じたときに裏面検査を実施する場合などもある。これらの場合は、検査が必要な方の顕微鏡ユニット５，７のみを移動させる。
【００４７】
全ての欠陥の検査が終了した後には、対物レンズ５ｃ，７ｂが基板ステージ２や基板トレイ９などと干渉しないように、顕微鏡ユニット５，７を基板Ｓから遠ざかるＺ軸方向に退避させる。
【００４８】
なお、顕微鏡ユニット５，７を基板Ｓに近接させる動作や退避させる動作を行う際には、顕微鏡ユニット５，７の観察光路が基板Ｓの検査領域Ｐ内に入ると基板Ｓに近接させ、観察光路が検査領域Ｐから外れると基板Ｓに近接する位置から退避させるようにするとよい。また、検査を終了する信号情報により顕微鏡ユニット５，７を基板Ｓから遠ざかるＺ軸方向に退避させるようにしてもよい。
【００４９】
このようにしても、基板Ｓの周縁から検査領域Ｐの間は例えば２０ｍｍ程度の間隔があるため、対物レンズ５ｃ，７ｂが基板トレイ９や基板ステージ２と干渉するのを防ぐことができる。顕微鏡ユニット５，７の観察光路が基板Ｓの検査領域Ｐ内にあるか否かは、例えば、検査領域Ｐの四隅のＸＹ座標を予め顕微鏡ユニット５，７により測定するか或いは四隅のＸＹ座標の情報を予め他の装置から取得しておき、その四隅のＸＹ座標に基づき駆動制御部が判断すればよい。
【００５０】
また、裏面用顕微鏡ユニット７の対物レンズ７ｂが検査領域Ｐの全域を移動できない構成の場合には、基板ステージ２の枠内に対して対物レンズ７ｂの半径に数ｍｍ（例えば５ｍｍ）加えた範囲を検査領域に設定し、この検査領域内に顕微鏡ユニット７の観察光路が入った場合に、すなわち基板ステージ２の枠部に裏面用顕微鏡ユニット７の対物レンズ７ｂが干渉しない位置に入った場合に、裏面用顕微鏡ユニット７を基板Ｓに近接するように上昇させ検査を行えるようにする。また、基板ステージ２の枠部と干渉する位置に近づく、すなわち検査領域内から対物レンズ７ｂの観察光路（光軸）が外れると、裏面用顕微鏡ユニット７を下降させて退避させるようにするとよい。
【００５１】
顕微鏡ユニット５，７を退避させた後、基板ステージ２を基板ステージ搬送部３，４により基板ステージ搬送方向（Ｙ軸方向）の上流側となる搬入端に移動させる。
基板トレイ９を基板ステージ２から取り外す際には、まず、トレイ押付ピン２ｄ，２ｅ，２ｆを、基板トレイ９を押付ける位置から退避させる。このように基板トレイ９の位置決めが解除されると、直接的又はリフタ等の受け渡し装置を介して、搬送ロボット等の搬送手段や人の手により基板トレイ９が基板検査装置１から搬出される。この際、トレイ押付ピン２ｅ，２ｆ，２ｇに対する基板ステージ２の摺動を防止するために、トレイ用基準ピン２ｂ，２ｃ，２ｄにより基板ステージ２を押し出し、その後でトレイ用基準ピン２ｂ，２ｃ，２ｄを基準位置に退避させるようにしてもよい。
【００５２】
以上説明した本実施の形態では、表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７は、検査領域外の基板ステージ２又は基板トレイ９の突起部分との干渉を避けるように、検査領域内から表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７の観察光路（光軸）が外れた場合に基板Ｓから離れる方向（Ｚ軸方向）に退避させる。そのため、表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７の検査中に顕微鏡ユニット５，７の対物レンズ５ｃ，７ｃが基板ステージ２や基板トレイ９と干渉するのを防ぎながら高精度な検査を行うことができる。表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７に電動焦準機構とは別に高速で大きな距離を移動できる顕微鏡Ｚ軸方向駆動部を設けることにより、顕微鏡ユニット５，７を基板Ｓに近い検査開始位置から退避位置までの長い距離を短時間で移動させることができる。
【００５３】
また、本実施の形態では、表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２及び図示しない裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部は、顕微鏡ユニット５，７を、基板ステージ２又は、基板トレイ９の基板用基準部材９ｂ，９ｃ，９ｄ及び基板押付部材９ｅ，９ｆ，９ｇとの干渉を避けるように基板Ｓの検査面に交差する方向（Ｚ軸方向）に移動させる。そのため、顕微鏡ユニット５，７の干渉を有効に防ぐことができる。
【００５４】
また、表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２が、表面用顕微鏡ユニット５を、基板トレイ９との干渉を避けるように、観察光路が基板Ｓの検査領域P内に入ると基板Ｓに近接させ、観察光路が検査領域Ｐから外れると基板Ｓに近接する位置から基板Ｓの検査面に交差する方向（Ｚ軸方向）に退避させることで、表面用顕微鏡ユニット５の干渉を有効に防ぐことができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、基板検査装置１は、表面用顕微鏡ユニット５を基板Ｓの検査面に交差する方向（Ｚ軸方向）に移動させる表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２と、裏面用顕微鏡ユニット７を基板Ｓの検査面に交差する方向（Ｚ軸方向）に移動させる図示しない裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部とを備える。そのため、基板Ｓの表面側及び裏面側において、顕微鏡ユニット５，７の干渉を防ぎながら高精度な検査を行うことができる。
【００５６】
図４は、本発明の他の実施の形態に係る基板検査装置２１を示す平面図である。
図５は、上記基板検査装置１の表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７の動きを説明するための断面図である。
【００５７】
本実施の形態では、基板Ｓが基板ステージ２上で基板トレイ９を介さずに基板ステージ２により直接保持される点を除いて上記一実施の形態と同様であるため、同一の部材には同一の符号を付すと共に重複する説明は適宜省略する。
【００５８】
基板検査装置２１は、基板Ｓを載置する基板ステージ２２、基板ステージ２２を一方向（Ｙ軸方向）に移動させる基板ステージ搬送部３，４、表面用顕微鏡ユニット５、表面側顕微鏡ステージ（ガントリ）６、裏面用顕微鏡ユニット７、裏面側顕微鏡ステージ８等を備え、基板Ｓの検査を行う。
【００５９】
図４及び図５に示すように、基板ステージ２２は、矩形の基板Ｓよりも若干小さな開口部２２ａが形成された略矩形枠状を呈し、基板Ｓの周縁部が直接載置される。
なお、基板ステージ２２の開口部２２ａには、複数の基板支持梁を架設すると共に、この基板支持梁に基板Ｓの底面を支持する基板支持ピンを配設することで、基板Ｓに撓みや反りが生じるのを防ぐことができる。基板支持梁として、低摩擦部材よりなる１ｍｍ程度の線材を用いることにより裏面用顕微鏡ユニット７による検査不能領域を小さくできるので好ましい。
【００６０】
基板ステージ２２は、基板Ｓの基準位置を規定する基板用基準部材としての基板用基準ピン２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと、この基板用基準ピン２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに対し基板Ｓを押付ける基板押付部材としての基板押付ピン２２ｅ，２２ｆ，２２ｇとを上面に有する。
【００６１】
また、基板ステージ２２のＸ軸方向両端の底面には、基板ステージ搬送部３，４上をスライドする図示しないスライダが設けられている。
次に、基板検査装置２１の動作について説明する。
【００６２】
まず、基板ステージ２２を基板ステージ搬送部３，４により基板ステージ搬送方向（Ｙ軸方向）の上流側となる搬入端に移動させる。そして、搬送ロボット等により基板Ｓを基板ステージ２２の上に載置する。
【００６３】
基板Ｓが基板ステージ２２上に載置されたことが図示しないセンサにより検出されると、基板Ｓを基板押付ピン２２ｅ，２２ｆ，２２ｇにより基板用基準ピン２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに対し押付けることで、基板Ｓを位置決め保持する。
【００６４】
この後、基板ステージ２２を基板ステージ搬送部３，４により検査位置まで移動させ、表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７により基板Ｓの検査を行う。
具体的には、まず、表面用顕微鏡ユニット５又は裏面用顕微鏡ユニット７をＸ軸方向に移動させるとともに、基板ステージ２２をＹ軸方向に移動させて基板Ｓ上の欠陥のＸＹ座標位置に表面用顕微鏡ユニット５又は裏面用顕微鏡ユニット７の観察光路（光軸）を合わせる。
【００６５】
基板ステージ２２を基板検査装置の検査位置に移動させる際には、例えば、基板ステージ２２の周縁部に配置されている基板用基準ピン２２ｂ，２２ｃ，２２ｄや基板押付ピン２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ、或いは、基板押付ピン２２ｅ，２２ｆ，２２ｇを駆動するエアーアクチュエータやエアーチューブを覆うカバーなどの突起部との干渉を避けるように、表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２により表面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部１３をＺ軸方向に沿って表面用顕微鏡ユニット５を上昇させて退避位置まで移動させる。このときの退避移動距離は、基板Ｓの表面に対して電動焦準機構の上限退避位置より更に上方へ数十ｍｍから１００ｍｍ移動した退避位置に設定する。
【００６６】
このとき基板検査装置２１の制御部は、基板Ｓの検査領域Ｐを特定するために、あらかじめ検査領域Ｐの各隅の座標情報を取得する。制御部は、この座標情報に基づいて基板ステージ２を基板検査装置１の検査位置に移動させる。更に、制御部は、検査時に基板Ｓの検査領域Ｐ内で表面用顕微鏡ユニット５の対物レンズ５ｃ（裏面用顕微鏡ユニット７の対物レンズ７ｂ）が移動するようにステージ搬送部３，４と表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２(裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部)を制御する。また、制御部は、検査領域Ｐの座標情報から表面用顕微鏡ユニット５の対物レンズ５ｃ（裏面用顕微鏡ユニット７の対物レンズ７ｂ）が検査領域Ｐから外れるか監視し、検査領域Ｐから外れた場合に表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２（裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部）を制御して表面用顕微鏡ユニット５（裏面表面用顕微鏡ユニット７）を退避位置まで移動させる。
【００６７】
制御部は、表面用顕微鏡ユニット５（裏面用顕微鏡ユニット７）により検査する際に、開始時に表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２（裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部）を制御して退避位置から表面用顕微鏡ユニット５（裏面用顕微鏡ユニット７）の焦準開始位置まで移動させ検査を開始する。その後、表面用顕微鏡ユニット５の電動焦準機構により適宜焦点合せを行って検査する。
【００６８】
基板Ｓに複数の欠陥がある場合、対物レンズ５ｃ，７ｂと基板Ｓとの距離を維持したまま顕微鏡ユニット５，７をＸＹ方向に移動させ、観察光路のＸＹ座標を次に検査を行う欠陥に合わせる。
【００６９】
全ての欠陥の検査が終了した後には、対物レンズ５ｃ，７ｂが基板ステージ２２の突起物と干渉しないように、顕微鏡ユニット５，７を基板Ｓから遠ざかるＺ軸方向に退避させる。
【００７０】
なお、顕微鏡ユニット５，７を基板Ｓに近接させる動作や退避させる動作を行う際には、顕微鏡ユニット５，７の観察光路が基板Ｓの検査領域Ｐ内に入ると基板Ｓに近接させ、観察光路が検査領域Ｐから外れると基板Ｓに近接する位置から退避させるようにするとよい。
【００７１】
このようにしても、基板Ｓの周縁から検査領域Ｐの間は例えば２０ｍｍ程度の間隔があるため、対物レンズ５ｃ，７ｂが基板ステージ２２と干渉するのを防ぐことができる。顕微鏡ユニット５，７の観察光路が基板Ｓの検査領域Ｐ内にあるか否かは、例えば、検査領域Ｐの四隅のＸＹ座標を予め顕微鏡ユニット５，７により測定するか或いは四隅のＸＹ座標の情報を予め他の装置から取得しておき、その四隅のＸＹ座標に基づき駆動制御部が判断すればよい。
【００７２】
また、裏面用顕微鏡ユニット７の対物レンズ７ｂが検査領域Ｐの全域を移動できない構成の場合には、基板ステージ２２の枠内に対して対物レンズ７ｂの半径に数ｍｍ（例えば５ｍｍ）加えた範囲を検査領域に設定し、この検査領域内に裏面用顕微鏡ユニット７の観察光路が入った場合に、すなわち基板ステージ２２の枠部に裏面用顕微鏡ユニット７の対物レンズ７ｂが干渉しない位置に入ると、裏面用顕微鏡ユニット７を基板Ｓに近接するように上昇させ検査を行えるようにする。また、基板ステージ２２の枠部と干渉する位置に近づく、すなわち検査領域内から対物レンズ７ｂの観察光路（光軸）が外れると裏面用顕微鏡ユニット７を下降させて退避させるようにするとよい。
【００７３】
顕微鏡ユニット５，７を退避させた後、基板ステージ２２を基板ステージ搬送部３，４により基板ステージ搬送方向（Ｙ軸方向）の上流側となる搬入端に移動させる。
基板Ｓを基板ステージ２２から取り外す際には、まず、基板押付ピン２２ｅ，２２ｆ，２２ｇを、基板Ｓを押付ける位置から退避させて基板Ｓの位置決めが解除されると、搬送ロボット等により基板Ｓが基板検査装置２１から搬出される。この際、基板用基準ピン２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに対する基板Ｓの摺動を防止するために、基板用基準ピン２２ｂ，２２ｃ，２２ｄにより基板Ｓを押し出し、その後で基板用基準ピン２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを基準位置に退避させるようにしてもよい。
【００７４】
以上説明した本実施の形態では、表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７は、検査領域外の基板ステージ２２の突起部分との干渉を避けるように、検査領域内から表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７の観察光路（光軸）が外れた場合に基板Ｓから離れる方向（Ｚ軸方向）に退避させる。そのため、表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７の検査中に顕微鏡ユニット５，７の対物レンズ５ｃ，７ｂが基板ステージ２２と干渉するのを防ぎながら高精度な検査を行うことができる。表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７に電動焦準機構とは別に高速で大きな距離を移動できる顕微鏡Ｚ軸方向駆動部を設けることにより、顕微鏡ユニット５，７を基板Ｓに近い検査開始位置から退避位置までの長い距離を短時間で移動させることができる。
【００７５】
また、本実施の形態では、表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２及び図示しない裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部は、顕微鏡ユニット５，７を、基板ステージ２２の基板用基準部材２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ及び基板押付部材２２ｅ，２２ｆ，２２ｇとの干渉を避けるように基板Ｓの検査面に交差する方向（Ｚ軸方向）に移動させる。そのため、顕微鏡ユニット５，７の干渉を有効に防ぐことができる。
【００７６】
また、表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２が、表面用顕微鏡ユニット５を、基板ステージ２２との干渉を避けるように、観察光路が基板Ｓの検査領域Ｐ内に入ると基板Ｓに近接させ、観察光路が検査領域Ｐから外れると基板Ｓに近接する位置から基板Ｓの検査面に交差する方向（Ｚ軸方向）に退避させることで、表面用顕微鏡ユニット５の干渉を有効に防ぐことができる。
【００７７】
また、本実施の形態では、基板検査装置２１は、表面用顕微鏡ユニット５を基板Ｓの検査面に交差する方向（Ｚ軸方向）に移動させる表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２と、裏面用顕微鏡ユニット７を基板Ｓの検査面に交差する方向（Ｚ軸方向）に移動させる図示しない裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部とを備える。そのため、基板Ｓの表面側及び裏面側において、顕微鏡ユニット５，７の干渉を防ぎながら高精度な検査を行うことができる。
【００７８】
なお、以上説明した一実施の形態及び他の実施の形態では、顕微鏡ユニット５，７により落射照明を用いた検査を行うが、表面検査及び裏面検査を、透過照明を用いて行うことも可能である。表面用顕微鏡ユニット５で透過照明による検査を行うときは、基板Ｓの裏面側に表面用顕微鏡ユニット５と同期して移動する透過用照明部を例えば裏面用顕微鏡ユニット７の近傍に配置する。同様に、裏面用顕微鏡ユニット７で透過照明による検査を行うときは、基板Ｓの表面側に裏面用顕微鏡ユニット７と同期して移動する透過用照明部を例えば表面用顕微鏡ユニット５の近傍に配置する。
【００７９】
また、上記一実施の形態及び他の実施の形態では、基板検査装置１，２１が表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７の両方を備える例について説明したが、どちらか一方を備える構成としてもよい。
【００８０】
また、上記一実施の形態及び他の実施の形態では、基板ステージ２，２２や基板トレイ９の中央に開口部２ａ，２２ａ，９ａが形成される例について説明したが、裏面用顕微鏡ユニット７を用いた検査を行わず且つ透過照明を用いた検査を行わない場合などには開口部２ａ，２２ａ，９ａを設けなくともよい。
【００８１】
また、上記一実施の形態及び他の実施の形態では、基板ステージ搬送部３，４によりＹ軸方向に基板ステージ２，２２を搬送する例について説明したが、ガントリ６をＹ軸方向に移動自在とし、基板ステージ２，２２を基板検査装置１，２１に固定してもよい。
【００８２】
また、基板Ｓの点灯検査を行う場合には、基板Ｓと基板検査装置１，２１との間に配置される接続端子等と、表面用顕微鏡ユニット５又は裏面用顕微鏡ユニット７との干渉を防ぐようにするとよい。
【符号の説明】
【００８３】
１ 基板検査装置
２ 基板ステージ
２ａ 開口部
２ｂ，２ｃ，２ｄ トレイ用基準ピン
２ｅ，２ｆ，２ｇ トレイ押付ピン
３，４ 基板ステージ搬送部
３ａ，４ａ 搬送ベース
３ｂ，４ｂ 搬送ガイド
３ｃ，４ｃ リニアガイドレール
５ 表面用顕微鏡ユニット
５ａ 筐体
５ｂ レボルバ
５ｃ 対物レンズ
５ｄ 撮像部
６ ガントリ
６ａ 水平梁
７ 裏面用顕微鏡ユニット
７ａ 筐体
７ｂ 対物レンズ
７ｃ 撮像部
８ 裏面側顕微鏡ステージ
９ 基板トレイ
９ａ 開口部
９ｂ，９ｃ，９ｄ 基板用基準ピン
９ｅ，９ｆ，９ｇ 基板押付ピン
１０ 表面側顕微鏡Ｘ軸方向ステージ
１０ａ Ｘ軸ガイド
１０ｂ リニアガイドレール
１０ｃ スケール
１１ 表面側顕微鏡Ｘ軸方向可動部
１２ 表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部
１２ａ Ｚ軸ガイド
１２ｂ リニアガイドレール
１３ 表面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部
１４ 裏面側顕微鏡Ｘ軸方向駆動部
１４ａ Ｘ軸ガイド
１４ｂ リニアガイドレール
１５ 裏面側顕微鏡Ｘ軸方向可動部
１６ 裏面側顕微鏡Ｙ軸方向可動部
１７ 裏面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部
２１ 基板検査装置
２２ 基板ステージ
２２ａ 開口部
２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ 基板用基準ピン
２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ 基板押付ピン
Ｓ 基板
Ｐ パターン領域（検査領域）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）などの基板を検査する基板検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、顕微鏡を用いた拡大観察を行う場合、互いに倍率の異なる複数の対物レンズを回転式レボルバに取付けておき、この回転式レボルバを手動又は電動で回転させることにより、観察光路上に目的の倍率の対物レンズを挿入する手法がとられている。
【０００３】
このように回転式レボルバを回転させて対物レンズを切替えると、対物レンズと試料とが干渉することがあった。特に高倍率の観察ほど対物レンズの作動距離ＷＤ（Ｗｏｒｋｉｎｇｄｉｓｔａｎｃｅ）が例えば０．３mmと極めて短いため、干渉の可能性が高まる。
【０００４】
そこで、対物レンズの切替動作を行う際に、対物レンズと試料を載置するステージとの距離を開ける方向に焦準機構を駆動してステージ又は回転式レボルバを焦準動作範囲（例えば１ｍｍ）よりも大きい退避位置（例えば１０ｍｍ）に移動させる顕微鏡装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−４３３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、フラットディスプレイ（ＦＰＤ）の製造工程で製造されるガラス基板等の基板を検査する場合には、薄くて撓みやすい基板をトレイに収納し、このトレイを検査装置のステージ上に載置して基板を検査することが要望されている。トレイは、基板を収納する段差があったり、基板を基準位置に位置決めする基準ピン、押し付けピン、押し付けピンを駆動するエアーアクチュエータやエアーチューブなどがトレイの周辺部に取り付けられたりしている。
【０００７】
フラットパネルディスプレイの製造は、クリーン度の非常に高いクリーンルームで製造されるために、トレイからの発塵を防ぐために駆動部が取り付けられているトレイの周辺部をカバーで覆う必要がある。更に、作業者の手作業によりトレイを搬送する場合には、持ち運びやすくするためにトレイの両側に持ち手部を設ける必要がある。
【０００８】
従来の顕微鏡装置でトレイに収納した基板を検査しようとすると、トレイ周辺部の突起部が基板面から数十ｍｍと突出するため、この突起部分に顕微鏡の対物レンズが干渉してしまうという新たな問題が生ずる。
【０００９】
そのため、基準ピンや押付ピンなどの突起部分に対物レンズが干渉しないように電動焦準機構の移動範囲を長く設定することが考えられる。電動焦準機構は、回転式レボルバを高精度に移動させるため、数十ｍｍから１００ｍｍと長い距離を移動させて退避させようとした場合、退避させるまでに非常に長い時間を要する。また、対物レンズを観察光学系の光路中にて数十ｍｍ移動させることは、光学設計が非常に難しく現実的ではない。
【００１０】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、顕微鏡ユニットの対物レンズとの干渉を高速かつ容易に防止して確実に検査を行うことができる基板検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の基板検査装置は、顕微鏡ユニットを用いて基板を検査する基板検査装置において、上記顕微鏡ユニットを上記基板の検査面に交差する方向に移動させる駆動機構を備え、上記基板は、基板ステージに載置される基板トレイに収納され、上記駆動機構は、上記顕微鏡ユニットを、上記基板ステージ又は上記基板トレイとの干渉を避けるように、上記基板の検査時には上記基板に近接させ、上記基板の検査が終了した後には上記基板に近接する位置から上記検査面に交差する方向に退避させる構成とする。
【００１２】
本発明の他の基板検査装置は、顕微鏡ユニットを用いて基板を検査する基板検査装置において、上記顕微鏡ユニットを上記基板の検査面に交差する方向に移動させる駆動機構を備え、上記基板は、基板ステージ上で保持され、上記駆動機構は、上記顕微鏡ユニットを、上記基板ステージとの干渉を避けるように、上記基板の検査時には上記基板に近接させ、上記基板の検査が終了した後には上記基板に近接する位置から上記検査面に交差する方向に退避させる構成とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、顕微鏡ユニットの対物レンズとの干渉を高速かつ容易に防止して確実に検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る基板検査装置を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る基板検査装置の表面用顕微鏡ユニット及び裏面用顕微鏡ユニットの動きを説明するための斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る基板検査装置の表面用顕微鏡ユニット及び裏面用顕微鏡ユニットの動きを説明するための断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る基板検査装置を示す平面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る基板検査装置の表面用顕微鏡ユニット及び裏面用顕微鏡ユニットの動きを説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係る基板検査装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る基板検査装置１を示す平面図である。
図２は、上記基板検査装置１の表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７の動きを説明するための斜視図である。
【００１６】
図３は、上記基板検査装置１の表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７の動きを説明するための断面図である。
基板検査装置１は、後述する基板トレイ９を載置する基板ステージ２、基板ステージ２を一方向（Ｙ軸方向）に移動させる検査ステージ搬送部３，４、基板トレイ９に収納された基板Ｓの表面側から検査する表面用顕微鏡ユニット５、基板ステージ２の移動方向と直交する方向に表面用顕微鏡ユニット５を移動させる表面側顕微鏡ステージ（ガントリ）６、基板トレイ９に収納された基板Ｓの裏面側から検査する裏面用顕微鏡ユニット７、基板ステージ２の移動方向と直交する方向に裏面用顕微鏡ユニット５を移動させる裏面側顕微鏡ステージ８等を備え、基板Ｓの検査を行う。
【００１７】
図１及び図３に示すように、基板ステージ２には、基板Ｓを収納する基板トレイ９が載置される。基板Ｓには、周縁から例えば２０ｍｍ程度隔てた内側に検査領域であるパターン領域Ｐが形成されている。
【００１８】
基板トレイ９は、矩形の基板よりも若干小さな矩形状の開口部９ａが形成された略矩形枠状を呈する。また、基板トレイ９は、図１に示すように、基板Ｓの基準位置を規定する基板用基準部材としての基板用基準ピン９ｂ，９ｃ，９ｄと、これら基板用基準ピン９ｂ，９ｃ，９ｄに対し基板Ｓを押付ける基板押付部材としての基板押付ピン９ｅ，９ｆ，９ｇと、を上面に有する。基板トレイ９の周縁部分には、基板Ｓを基準位置に位置決めする基板用基準ピン９ｂ，９ｃ，９ｄ、基板押付ピン９ｅ，９ｆ，９ｇの他に、基板押付ピン９ｅ，９ｆ，９ｇを駆動するエアーアクチュエータやエアーチューブなどがトレイの周辺部に取り付けられ、発塵防止のためにカバーが施されている。更に、持ち運びやすくするためにトレイの両側には、作業者が持ち運びしやすいように持ち手部が取り付けられている。
【００１９】
なお、基板トレイ９の開口部９ａには、対向する長辺の間に複数の基板支持梁を架設され、これらの基板支持梁により基板Ｓを水平に支持している。基板支持梁として、角棒や線材を用いることができ、低摩擦部材よりなる１ｍｍ程度の線材を用いることにより裏面用顕微鏡ユニット７による検査不能領域を小さくできるので好ましい。
【００２０】
基板ステージ２は、最大サイズの基板トレイ９が載置される領域内に最大サイズの基板の検査領域より若干大きな矩形状の開口部２ａが形成された略矩形枠形状を呈する。なお、本実施の形態では、基板ステージ２の開口部２ａと基板トレイ９の開口部９ａとは互いに同一形状となっている。
【００２１】
基板ステージ２は、基板トレイ９の基準位置を規定するトレイ用基準ピン２ｂ，２ｃ，２ｄと、このトレイ用基準ピン２ｂ，２ｃ，２ｄに対し基板トレイ９を押付けるトレイ押付ピン２ｅ，２ｆ，２ｇと、を上面に有する。
【００２２】
また、基板ステージ２のＸ軸方向両端の底面には、検査ステージ搬送部３，４上をスライドする図示しないスライダが設けられている。
検査ステージ搬送部３，４は、架台上に平行に配置された搬送ベース３ａ，４ａと、この搬送ベース３ａ，４ａの上面に敷設された搬送ガイド３ｂ，４ｂと、リニアモータを構成するリニアガイドレール３ｃ，４ｃとを有する。搬送ベース３ａ，４ａは、ステージ２の搬送方向であるＹ軸方向に平行に延びている。搬送ガイド３ｂ，４ｂは、搬送ベース３ａ，４ａの上面に敷設されたＹ軸方向に延びる２本ずつのガイドレールからなる。リニアモータは、ステージ２の底面に設けられたスライダをリニアガイドレール３ｃ，４ｃに沿って移動させる駆動源として用いられている。
【００２３】
表面用顕微鏡ユニット５は、図２に示すように、顕微鏡の構成要素を内蔵した筐体５ａと、筐体５ａの先端下部に取り付けられたレボルバ５ｂと、このレボルバ５ｂに複数装着された異なる倍率の対物レンズ５ｃと、筐体５ａの先端上部に取り付けられた撮像部５ｄとを有する。筐体５ａには、顕微鏡の構成要素として観察光学系、照明光学系、自動焦準機構等が内蔵されている。レボルバ５ｂは、互いに倍率の異なる複数の対物レンズ５ｃが取付けられ、回動することにより観察光路上に目的の倍率の対物レンズ５ｃを導く。撮像部５ｄは、顕微鏡画像を取り込んで画像データを出力する。表面用顕微鏡ユニット５には、基板Ｓの表面のパターンを詳細に検査するために、作動距離（ＷＤ）が例えば数ｍｍ以下と短い高倍率の対物レンズ５ｃが取り付けられる。
【００２４】
ガントリ６は、図１に示すように検査ステージ搬送部３，４上を移動する基板ステージ２をＸ軸方向に跨ぐ門型形状を呈し、水平梁６ａの側面には、図２に示すように表面用顕微鏡ユニット５を移動させる表面側顕微鏡Ｘ軸方向ステージ１０が配置されている。
【００２５】
表面側顕微鏡Ｘ軸方向ステージ１０は、水平梁６ａの側面に敷設された２本のＸ軸ガイドレール１０ａとリニアモータを構成するリニアガイドレール１０ｂとスケール１０ｃとを有する。この表面側顕微鏡Ｘ軸方向ステージ１０には、表面用顕微鏡ユニット５を支持する表面側顕微鏡Ｘ軸方向可動部１１がガイドレール１０ａに沿って移動可能に設けられている。上記リニアモータは、表面側顕微鏡Ｘ軸方向可動部１１をリニアガイドレール１０ｂに沿って移動させる駆動源として用いられ、表面用顕微鏡ユニット５をＸ軸方向に移動させる。
【００２６】
表面側顕微鏡Ｘ軸方向可動部１１には、基板Ｓの検査面（ＸＹ平面）に交差する方向（Ｚ軸方向）に表面用顕微鏡ユニット５を退避移動させる表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２が配置されている。
【００２７】
表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２は、２本のＺ軸ガイド１２ａと駆動源としてのリニアモータを構成するリニアガイドレール１２ｂとを有する。このリニアモータは、表面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部１３をリニアガイドレール１２ｂに沿ってＺ軸方向に移動させる駆動源として用いられ、表面用顕微鏡ユニット５をＺ軸方向に移動させる。
【００２８】
表面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部１３には、表面用顕微鏡ユニット５を顕微鏡視野の直径の３倍程度の距離だけ微動させるために、図示しないＹ軸方向微動駆動部が底面に配置されている。このＹ軸方向微動駆動部は、顕微鏡の視野中心から検査対象領域（例えば欠陥）がずれている場合に、検査対象領域の中心に視野中心を合わせるために表面用顕微鏡ユニット５をＹ軸方向に移動させるときに使用される。
以上の構成により、表面用顕微鏡ユニット５は、ガントリ６に対しＸＹＺの３軸方向に移動する。
【００２９】
裏面用顕微鏡ユニット７は、図２に示すように、顕微鏡の構成要素を内蔵した筐体７ａと、作動距離が数ｍｍから数十ミリと長い低倍率の対物レンズ７ｂと、撮像部７ｃとを有する。筐体７ａには、顕微鏡の構成要素として観察光学系、照明光学系、焦点合せ機構等が内蔵されている。撮像部７ｃは、顕微鏡画像を取り込んで画像データを出力する。
【００３０】
裏面側顕微鏡Ｘ軸方向ステージ８は、基板ステージ搬送部３，４の間でＸ軸方向に延びるように配置され、その上面に２本のＸ軸ガイド１４ａとリニアモータを構成するリニアガイドレール１４ｂとを有する。このリニアモータは、裏面側顕微鏡Ｘ軸方向可動部１５をリニアガイドレール１４ｂに沿ってＸ軸方向に移動させる駆動源として用いられ、裏面用顕微鏡ユニット５をＸ軸方向に移動させる。
【００３１】
裏面側顕微鏡Ｘ軸方向可動部１５の上部には、図示しないＹ軸方向微動駆動部を介して裏面側顕微鏡Ｙ軸方向微動可動部１６が配置されている。このＹ軸方向微動駆動部は、顕微鏡の視野中心から検査対象領域（例えば欠陥）がずれている場合に、検査対象領域の中心に視野中心を合わせるために裏面側顕微鏡Ｙ軸方向可動部１６をＹ軸方向に移動させるときに使用される。なお、基板ステージ搬送部３，４により基板ステージ２がＹ軸方向に移動するため、表面側及び裏面側の顕微鏡Ｙ軸方向駆動部を省略することもできるが、表面側及び裏面側の顕微鏡Ｙ軸方向駆動部は顕微鏡ユニット５，７のＹ軸方向への微動時に用いられる。
【００３２】
裏面側顕微鏡Ｙ軸方向可動部１６の前方側面には、裏面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部１７が、裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部を介して基板Ｓの検査面（ＸＹ平面）に交差する方向（Ｚ軸方向）に移動可能に設けられている。この裏面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部１７には、裏面用顕微鏡ユニット７が固定されており、裏面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部１７をＺ軸方向に沿って下方に移動させることにより裏面用顕微鏡ユニット７を退避させる。
【００３３】
裏面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部１７の裏面には、２本のＺ軸ガイドと、駆動源としてのリニアモータを構成するリニアガイドレールとを有する。このリニアモータは、裏面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部１７をリニアガイドレールに沿ってＺ軸方向に移動させる駆動源として用いられ、裏面用顕微鏡ユニット５をＺ軸方向に移動させる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、表面用顕微鏡ユニット５と裏面用顕微鏡ユニット７とは、観察光路を互いに同一のＸＹ平面位置に配置することができ、基板Ｓの欠陥を表面側及び裏面側から同時に検査することも可能となっている。
【００３５】
また、基板検査装置１は、各部の駆動を制御する図示しない駆動制御部、表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７により撮像された画像を表示する表示部、撮像された画像を処理する画像処理部なども備える。
【００３６】
次に、基板検査装置１の動作について説明する。
まず、基板ステージ２を検査ステージ搬送部３，４よりステージ搬送方向（Ｙ軸方向）の上流側となる搬入端に移動させる。そして、搬送ロボット等の搬送手段や作業者の手により基板トレイ９を基板ステージ２の上に載置する。
【００３７】
なお、基板トレイ９には、基板押付ピン９ｅ，９ｆ，９ｇにより基板用基準ピン９ｂ，９ｃ，９ｄに対し押付けられることで位置決め保持された基板Ｓが収納されている。
基板トレイ９が基板ステージ２上に載置されたことが図示しないセンサにより検出されると、トレイ押付ピン２ｅ，２ｆ，２ｇにより基板トレイ９をトレイ用基準ピン２ｂ，２ｃ，２ｄに対し押付けることで、基板トレイ９を位置決め保持する。
【００３８】
この後、基板トレイ９を載置した基板ステージ２を検査ステージ搬送方向（Ｙ軸方向）に搬送し、表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７により基板Ｓの検査を行う。
【００３９】
具体的には、まず、表面用顕微鏡ユニット５又は裏面用顕微鏡ユニット７をＸ方向に移動させるとともに、基板ステージ２をＹ方向に移動させて基板Ｓ上の欠陥のＸＹ座標位置に表面用顕微鏡ユニット５の光軸又は裏面用顕微鏡ユニット７の光軸を合わせる。
【００４０】
基板ステージ２を基板検査装置１の検査位置に移動させる際には、例えば基板トレイ９の周縁部に配置されている基板用基準ピン９ｂ，９ｃ，９ｄ及び基板押付ピン９ｅ，９ｆ，９ｇ、或いは、基板押付ピン９ｅ，９ｆ，９ｇを駆動するエアーアクチュエータやエアーチューブを覆うカバーなどの突起部との干渉を避けるように、表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２により表面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部１３をＺ軸方向に沿って表面用顕微鏡ユニット５を上昇させて退避位置まで移動させる。このときの退避移動距離は、基板Ｓの表面に対して電動焦準機構の上限退避位置より更に上方へ数十ｍｍから１００ｍｍ移動した退避位置に設定する。
【００４１】
このとき基板検査装置１の制御部は、基板Ｓの検査領域Ｐを特定するために、あらかじめ検査領域Ｐの各隅の座標情報を取得する。制御部は、この座標情報に基づいて基板ステージ２を基板検査装置１の検査位置に移動させる。更に、制御部は、検査時に基板トレイ９に収納された基板Ｓの検査領域Ｐ内で表面用顕微鏡ユニット５の対物レンズ５ｃが移動するようにステージ搬送部３，４と表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２を制御する。また、制御部は、検査領域Ｐの座標情報から表面用顕微鏡ユニット５の対物レンズ５ｃが検査領域Ｐから外れるか監視し、検査領域Ｐから外れた場合に表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２を制御して表面用顕微鏡ユニット５を退避位置まで上昇させる。
【００４２】
制御部は、表面用顕微鏡ユニット５により検査する際に、開始時に表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２を制御して退避位置から表面用顕微鏡ユニット５の下限位置まで下降させ検査を開始する。その後、表面用顕微鏡ユニット５の電動焦準機構により適宜焦点合せを行って検査する。なお、対物レンズ５ｃの切替や表面用顕微鏡ユニット５の移動にともない対物レンズ５ｃと基板Ｓとが干渉する場合には、電動準焦機構によりレボルバ５ｂを対置位置まで上昇させる。
【００４３】
一方、制御部は、裏面用顕微鏡ユニット７も表面用顕微鏡ユニット５と同様に基板ステージ２を検査位置に移動させる際に、裏面用顕微鏡ユニット７の対物レンズ７ｂが基板ステージ２の外枠との干渉を避けるように、裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部により裏面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部１７をＺ軸方向に沿って裏面用顕微鏡ユニット７を下降させて退避位置まで移動させる。また、制御部は、検査時に基板トレイ９に収納された基板Ｓの検査領域Ｐ内で裏面用顕微鏡ユニット７の対物レンズ７ｂが移動するようにステージ搬送部３，４と裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部を制御する。また、制御部は、検査領域Ｐの座標情報から裏面用顕微鏡ユニット７の対物レンズ７ｂが検査領域Ｐから外れるか監視し、検査領域Ｐから外れた場合に裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部を制御して裏面表面用顕微鏡ユニット７を退避位置まで下降させる。
【００４４】
制御部は、裏面用顕微鏡ユニット７により検査する際に、開始時に裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部を制御して退避位置から裏面用顕微鏡ユニット７を上昇させて検査を開始する。その後、裏面表面用顕微鏡ユニット７の電動焦準機構により適宜焦点合せを行って検査する。
【００４５】
基板Ｓに複数の欠陥がある場合、顕微鏡ユニット５，７と基板ステージ２をＸＹ方向に移動させ、顕微鏡ユニット５，７の観察光路を次に検査を行う欠陥に合わせる。
なお、検査をすべき欠陥の位置は、予め制御装置に登録され、検査対象を指定できるようにしておくことが望ましい。このようにすれば、必要な箇所のみを検査すれば足りるので検査時間を短縮できる。予め検査をすべき箇所を特定する方法としては、別の検査装置で検査者が目視で確認したり、別の検査装置で基板Ｓについて取得した画像から欠陥の疑いのある場所を抽出したりすることが挙げられる。
【００４６】
検査をすべき箇所は、表面側と裏面側とで異なる場合がある。また、通常時は表面検査のみを実施し、不具合が生じたときに裏面検査を実施する場合などもある。これらの場合は、検査が必要な方の顕微鏡ユニット５，７のみを移動させる。
【００４７】
全ての欠陥の検査が終了した後には、対物レンズ５ｃ，７ｂが基板ステージ２や基板トレイ９などと干渉しないように、顕微鏡ユニット５，７を基板Ｓから遠ざかるＺ軸方向に退避させる。
【００４８】
なお、顕微鏡ユニット５，７を基板Ｓに近接させる動作や退避させる動作を行う際には、顕微鏡ユニット５，７の観察光路が基板Ｓの検査領域Ｐ内に入ると基板Ｓに近接させ、観察光路が検査領域Ｐから外れると基板Ｓに近接する位置から退避させるようにするとよい。また、検査を終了する信号情報により顕微鏡ユニット５，７を基板Ｓから遠ざかるＺ軸方向に退避させるようにしてもよい。
【００４９】
このようにしても、基板Ｓの周縁から検査領域Ｐの間は例えば２０ｍｍ程度の間隔があるため、対物レンズ５ｃ，７ｂが基板トレイ９や基板ステージ２と干渉するのを防ぐことができる。顕微鏡ユニット５，７の観察光路が基板Ｓの検査領域Ｐ内にあるか否かは、例えば、検査領域Ｐの四隅のＸＹ座標を予め顕微鏡ユニット５，７により測定するか或いは四隅のＸＹ座標の情報を予め他の装置から取得しておき、その四隅のＸＹ座標に基づき駆動制御部が判断すればよい。
【００５０】
また、裏面用顕微鏡ユニット７の対物レンズ７ｂが検査領域Ｐの全域を移動できない構成の場合には、基板ステージ２の枠内に対して対物レンズ７ｂの半径に数ｍｍ（例えば５ｍｍ）加えた範囲を検査領域に設定し、この検査領域内に顕微鏡ユニット７の観察光路が入った場合に、すなわち基板ステージ２の枠部に裏面用顕微鏡ユニット７の対物レンズ７ｂが干渉しない位置に入った場合に、裏面用顕微鏡ユニット７を基板Ｓに近接するように上昇させ検査を行えるようにする。また、基板ステージ２の枠部と干渉する位置に近づく、すなわち検査領域内から対物レンズ７ｂの観察光路（光軸）が外れると、裏面用顕微鏡ユニット７を下降させて退避させるようにするとよい。
【００５１】
顕微鏡ユニット５，７を退避させた後、基板ステージ２を基板ステージ搬送部３，４により基板ステージ搬送方向（Ｙ軸方向）の上流側となる搬入端に移動させる。
基板トレイ９を基板ステージ２から取り外す際には、まず、トレイ押付ピン２ｄ，２ｅ，２ｆを、基板トレイ９を押付ける位置から退避させる。このように基板トレイ９の位置決めが解除されると、直接的又はリフタ等の受け渡し装置を介して、搬送ロボット等の搬送手段や人の手により基板トレイ９が基板検査装置１から搬出される。この際、トレイ押付ピン２ｅ，２ｆ，２ｇに対する基板ステージ２の摺動を防止するために、トレイ用基準ピン２ｂ，２ｃ，２ｄにより基板ステージ２を押し出し、その後でトレイ用基準ピン２ｂ，２ｃ，２ｄを基準位置に退避させるようにしてもよい。
【００５２】
以上説明した本実施の形態では、表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７は、検査領域外の基板ステージ２又は基板トレイ９の突起部分との干渉を避けるように、検査領域内から表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７の観察光路（光軸）が外れた場合に基板Ｓから離れる方向（Ｚ軸方向）に退避させる。そのため、表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７の検査中に顕微鏡ユニット５，７の対物レンズ５ｃ，７ｃが基板ステージ２や基板トレイ９と干渉するのを防ぎながら高精度な検査を行うことができる。表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７に電動焦準機構とは別に高速で大きな距離を移動できる顕微鏡Ｚ軸方向駆動部を設けることにより、顕微鏡ユニット５，７を基板Ｓに近い検査開始位置から退避位置までの長い距離を短時間で移動させることができる。
【００５３】
また、本実施の形態では、表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２及び図示しない裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部は、顕微鏡ユニット５，７を、基板ステージ２又は、基板トレイ９の基板用基準部材９ｂ，９ｃ，９ｄ及び基板押付部材９ｅ，９ｆ，９ｇとの干渉を避けるように基板Ｓの検査面に交差する方向（Ｚ軸方向）に移動させる。そのため、顕微鏡ユニット５，７の干渉を有効に防ぐことができる。
【００５４】
また、表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２が、表面用顕微鏡ユニット５を、基板トレイ９との干渉を避けるように、観察光路が基板Ｓの検査領域P内に入ると基板Ｓに近接させ、観察光路が検査領域Ｐから外れると基板Ｓに近接する位置から基板Ｓの検査面に交差する方向（Ｚ軸方向）に退避させることで、表面用顕微鏡ユニット５の干渉を有効に防ぐことができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、基板検査装置１は、表面用顕微鏡ユニット５を基板Ｓの検査面に交差する方向（Ｚ軸方向）に移動させる表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２と、裏面用顕微鏡ユニット７を基板Ｓの検査面に交差する方向（Ｚ軸方向）に移動させる図示しない裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部とを備える。そのため、基板Ｓの表面側及び裏面側において、顕微鏡ユニット５，７の干渉を防ぎながら高精度な検査を行うことができる。
【００５６】
図４は、本発明の他の実施の形態に係る基板検査装置２１を示す平面図である。
図５は、上記基板検査装置１の表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７の動きを説明するための断面図である。
【００５７】
本実施の形態では、基板Ｓが基板ステージ２上で基板トレイ９を介さずに基板ステージ２により直接保持される点を除いて上記一実施の形態と同様であるため、同一の部材には同一の符号を付すと共に重複する説明は適宜省略する。
【００５８】
基板検査装置２１は、基板Ｓを載置する基板ステージ２２、基板ステージ２２を一方向（Ｙ軸方向）に移動させる基板ステージ搬送部３，４、表面用顕微鏡ユニット５、表面側顕微鏡ステージ（ガントリ）６、裏面用顕微鏡ユニット７、裏面側顕微鏡ステージ８等を備え、基板Ｓの検査を行う。
【００５９】
図４及び図５に示すように、基板ステージ２２は、矩形の基板Ｓよりも若干小さな開口部２２ａが形成された略矩形枠状を呈し、基板Ｓの周縁部が直接載置される。
なお、基板ステージ２２の開口部２２ａには、複数の基板支持梁を架設すると共に、この基板支持梁に基板Ｓの底面を支持する基板支持ピンを配設することで、基板Ｓに撓みや反りが生じるのを防ぐことができる。基板支持梁として、低摩擦部材よりなる１ｍｍ程度の線材を用いることにより裏面用顕微鏡ユニット７による検査不能領域を小さくできるので好ましい。
【００６０】
基板ステージ２２は、基板Ｓの基準位置を規定する基板用基準部材としての基板用基準ピン２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと、この基板用基準ピン２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに対し基板Ｓを押付ける基板押付部材としての基板押付ピン２２ｅ，２２ｆ，２２ｇとを上面に有する。
【００６１】
また、基板ステージ２２のＸ軸方向両端の底面には、基板ステージ搬送部３，４上をスライドする図示しないスライダが設けられている。
次に、基板検査装置２１の動作について説明する。
【００６２】
まず、基板ステージ２２を基板ステージ搬送部３，４により基板ステージ搬送方向（Ｙ軸方向）の上流側となる搬入端に移動させる。そして、搬送ロボット等により基板Ｓを基板ステージ２２の上に載置する。
【００６３】
基板Ｓが基板ステージ２２上に載置されたことが図示しないセンサにより検出されると、基板Ｓを基板押付ピン２２ｅ，２２ｆ，２２ｇにより基板用基準ピン２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに対し押付けることで、基板Ｓを位置決め保持する。
【００６４】
この後、基板ステージ２２を基板ステージ搬送部３，４により検査位置まで移動させ、表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７により基板Ｓの検査を行う。
具体的には、まず、表面用顕微鏡ユニット５又は裏面用顕微鏡ユニット７をＸ軸方向に移動させるとともに、基板ステージ２２をＹ軸方向に移動させて基板Ｓ上の欠陥のＸＹ座標位置に表面用顕微鏡ユニット５又は裏面用顕微鏡ユニット７の観察光路（光軸）を合わせる。
【００６５】
基板ステージ２２を基板検査装置の検査位置に移動させる際には、例えば、基板ステージ２２の周縁部に配置されている基板用基準ピン２２ｂ，２２ｃ，２２ｄや基板押付ピン２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ、或いは、基板押付ピン２２ｅ，２２ｆ，２２ｇを駆動するエアーアクチュエータやエアーチューブを覆うカバーなどの突起部との干渉を避けるように、表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２により表面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部１３をＺ軸方向に沿って表面用顕微鏡ユニット５を上昇させて退避位置まで移動させる。このときの退避移動距離は、基板Ｓの表面に対して電動焦準機構の上限退避位置より更に上方へ数十ｍｍから１００ｍｍ移動した退避位置に設定する。
【００６６】
このとき基板検査装置２１の制御部は、基板Ｓの検査領域Ｐを特定するために、あらかじめ検査領域Ｐの各隅の座標情報を取得する。制御部は、この座標情報に基づいて基板ステージ２を基板検査装置１の検査位置に移動させる。更に、制御部は、検査時に基板Ｓの検査領域Ｐ内で表面用顕微鏡ユニット５の対物レンズ５ｃ（裏面用顕微鏡ユニット７の対物レンズ７ｂ）が移動するようにステージ搬送部３，４と表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２(裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部)を制御する。また、制御部は、検査領域Ｐの座標情報から表面用顕微鏡ユニット５の対物レンズ５ｃ（裏面用顕微鏡ユニット７の対物レンズ７ｂ）が検査領域Ｐから外れるか監視し、検査領域Ｐから外れた場合に表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２（裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部）を制御して表面用顕微鏡ユニット５（裏面表面用顕微鏡ユニット７）を退避位置まで移動させる。
【００６７】
制御部は、表面用顕微鏡ユニット５（裏面用顕微鏡ユニット７）により検査する際に、開始時に表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２（裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部）を制御して退避位置から表面用顕微鏡ユニット５（裏面用顕微鏡ユニット７）の焦準開始位置まで移動させ検査を開始する。その後、表面用顕微鏡ユニット５の電動焦準機構により適宜焦点合せを行って検査する。
【００６８】
基板Ｓに複数の欠陥がある場合、対物レンズ５ｃ，７ｂと基板Ｓとの距離を維持したまま顕微鏡ユニット５，７をＸＹ方向に移動させ、観察光路のＸＹ座標を次に検査を行う欠陥に合わせる。
【００６９】
全ての欠陥の検査が終了した後には、対物レンズ５ｃ，７ｂが基板ステージ２２の突起物と干渉しないように、顕微鏡ユニット５，７を基板Ｓから遠ざかるＺ軸方向に退避させる。
【００７０】
なお、顕微鏡ユニット５，７を基板Ｓに近接させる動作や退避させる動作を行う際には、顕微鏡ユニット５，７の観察光路が基板Ｓの検査領域Ｐ内に入ると基板Ｓに近接させ、観察光路が検査領域Ｐから外れると基板Ｓに近接する位置から退避させるようにするとよい。
【００７１】
このようにしても、基板Ｓの周縁から検査領域Ｐの間は例えば２０ｍｍ程度の間隔があるため、対物レンズ５ｃ，７ｂが基板ステージ２２と干渉するのを防ぐことができる。顕微鏡ユニット５，７の観察光路が基板Ｓの検査領域Ｐ内にあるか否かは、例えば、検査領域Ｐの四隅のＸＹ座標を予め顕微鏡ユニット５，７により測定するか或いは四隅のＸＹ座標の情報を予め他の装置から取得しておき、その四隅のＸＹ座標に基づき駆動制御部が判断すればよい。
【００７２】
また、裏面用顕微鏡ユニット７の対物レンズ７ｂが検査領域Ｐの全域を移動できない構成の場合には、基板ステージ２２の枠内に対して対物レンズ７ｂの半径に数ｍｍ（例えば５ｍｍ）加えた範囲を検査領域に設定し、この検査領域内に裏面用顕微鏡ユニット７の観察光路が入った場合に、すなわち基板ステージ２２の枠部に裏面用顕微鏡ユニット７の対物レンズ７ｂが干渉しない位置に入ると、裏面用顕微鏡ユニット７を基板Ｓに近接するように上昇させ検査を行えるようにする。また、基板ステージ２２の枠部と干渉する位置に近づく、すなわち検査領域内から対物レンズ７ｂの観察光路（光軸）が外れると裏面用顕微鏡ユニット７を下降させて退避させるようにするとよい。
【００７３】
顕微鏡ユニット５，７を退避させた後、基板ステージ２２を基板ステージ搬送部３，４により基板ステージ搬送方向（Ｙ軸方向）の上流側となる搬入端に移動させる。
基板Ｓを基板ステージ２２から取り外す際には、まず、基板押付ピン２２ｅ，２２ｆ，２２ｇを、基板Ｓを押付ける位置から退避させて基板Ｓの位置決めが解除されると、搬送ロボット等により基板Ｓが基板検査装置２１から搬出される。この際、基板用基準ピン２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに対する基板Ｓの摺動を防止するために、基板用基準ピン２２ｂ，２２ｃ，２２ｄにより基板Ｓを押し出し、その後で基板用基準ピン２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを基準位置に退避させるようにしてもよい。
【００７４】
以上説明した本実施の形態では、表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７は、検査領域外の基板ステージ２２の突起部分との干渉を避けるように、検査領域内から表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７の観察光路（光軸）が外れた場合に基板Ｓから離れる方向（Ｚ軸方向）に退避させる。そのため、表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７の検査中に顕微鏡ユニット５，７の対物レンズ５ｃ，７ｂが基板ステージ２２と干渉するのを防ぎながら高精度な検査を行うことができる。表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７に電動焦準機構とは別に高速で大きな距離を移動できる顕微鏡Ｚ軸方向駆動部を設けることにより、顕微鏡ユニット５，７を基板Ｓに近い検査開始位置から退避位置までの長い距離を短時間で移動させることができる。
【００７５】
また、本実施の形態では、表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２及び図示しない裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部は、顕微鏡ユニット５，７を、基板ステージ２２の基板用基準部材２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ及び基板押付部材２２ｅ，２２ｆ，２２ｇとの干渉を避けるように基板Ｓの検査面に交差する方向（Ｚ軸方向）に移動させる。そのため、顕微鏡ユニット５，７の干渉を有効に防ぐことができる。
【００７６】
また、表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２が、表面用顕微鏡ユニット５を、基板ステージ２２との干渉を避けるように、観察光路が基板Ｓの検査領域Ｐ内に入ると基板Ｓに近接させ、観察光路が検査領域Ｐから外れると基板Ｓに近接する位置から基板Ｓの検査面に交差する方向（Ｚ軸方向）に退避させることで、表面用顕微鏡ユニット５の干渉を有効に防ぐことができる。
【００７７】
また、本実施の形態では、基板検査装置２１は、表面用顕微鏡ユニット５を基板Ｓの検査面に交差する方向（Ｚ軸方向）に移動させる表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部１２と、裏面用顕微鏡ユニット７を基板Ｓの検査面に交差する方向（Ｚ軸方向）に移動させる図示しない裏面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部とを備える。そのため、基板Ｓの表面側及び裏面側において、顕微鏡ユニット５，７の干渉を防ぎながら高精度な検査を行うことができる。
【００７８】
なお、以上説明した一実施の形態及び他の実施の形態では、顕微鏡ユニット５，７により落射照明を用いた検査を行うが、表面検査及び裏面検査を、透過照明を用いて行うことも可能である。表面用顕微鏡ユニット５で透過照明による検査を行うときは、基板Ｓの裏面側に表面用顕微鏡ユニット５と同期して移動する透過用照明部を例えば裏面用顕微鏡ユニット７の近傍に配置する。同様に、裏面用顕微鏡ユニット７で透過照明による検査を行うときは、基板Ｓの表面側に裏面用顕微鏡ユニット７と同期して移動する透過用照明部を例えば表面用顕微鏡ユニット５の近傍に配置する。
【００７９】
また、上記一実施の形態及び他の実施の形態では、基板検査装置１，２１が表面用顕微鏡ユニット５及び裏面用顕微鏡ユニット７の両方を備える例について説明したが、どちらか一方を備える構成としてもよい。
【００８０】
また、上記一実施の形態及び他の実施の形態では、基板ステージ２，２２や基板トレイ９の中央に開口部２ａ，２２ａ，９ａが形成される例について説明したが、裏面用顕微鏡ユニット７を用いた検査を行わず且つ透過照明を用いた検査を行わない場合などには開口部２ａ，２２ａ，９ａを設けなくともよい。
【００８１】
また、上記一実施の形態及び他の実施の形態では、基板ステージ搬送部３，４によりＹ軸方向に基板ステージ２，２２を搬送する例について説明したが、ガントリ６をＹ軸方向に移動自在とし、基板ステージ２，２２を基板検査装置１，２１に固定してもよい。
【００８２】
また、基板Ｓの点灯検査を行う場合には、基板Ｓと基板検査装置１，２１との間に配置される接続端子等と、表面用顕微鏡ユニット５又は裏面用顕微鏡ユニット７との干渉を防ぐようにするとよい。
【符号の説明】
【００８３】
１ 基板検査装置
２ 基板ステージ
２ａ 開口部
２ｂ，２ｃ，２ｄ トレイ用基準ピン
２ｅ，２ｆ，２ｇ トレイ押付ピン
３，４ 基板ステージ搬送部
３ａ，４ａ 搬送ベース
３ｂ，４ｂ 搬送ガイド
３ｃ，４ｃ リニアガイドレール
５ 表面用顕微鏡ユニット
５ａ 筐体
５ｂ レボルバ
５ｃ 対物レンズ
５ｄ 撮像部
６ ガントリ
６ａ 水平梁
７ 裏面用顕微鏡ユニット
７ａ 筐体
７ｂ 対物レンズ
７ｃ 撮像部
８ 裏面側顕微鏡ステージ
９ 基板トレイ
９ａ 開口部
９ｂ，９ｃ，９ｄ 基板用基準ピン
９ｅ，９ｆ，９ｇ 基板押付ピン
１０ 表面側顕微鏡Ｘ軸方向ステージ
１０ａ Ｘ軸ガイド
１０ｂ リニアガイドレール
１０ｃ スケール
１１ 表面側顕微鏡Ｘ軸方向可動部
１２ 表面側顕微鏡Ｚ軸方向駆動部
１２ａ Ｚ軸ガイド
１２ｂ リニアガイドレール
１３ 表面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部
１４ 裏面側顕微鏡Ｘ軸方向駆動部
１４ａ Ｘ軸ガイド
１４ｂ リニアガイドレール
１５ 裏面側顕微鏡Ｘ軸方向可動部
１６ 裏面側顕微鏡Ｙ軸方向可動部
１７ 裏面側顕微鏡Ｚ軸方向可動部
２１ 基板検査装置
２２ 基板ステージ
２２ａ 開口部
２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ 基板用基準ピン
２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ 基板押付ピン
Ｓ 基板
Ｐ パターン領域（検査領域）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顕微鏡ユニットを用いて基板を検査する基板検査装置において、
前記顕微鏡ユニットを前記基板の検査面に交差する方向に移動させる駆動機構を備え、
前記基板は、基板ステージに載置される基板トレイに収納され、
前記駆動機構は、前記顕微鏡ユニットを、前記基板ステージ又は前記基板トレイとの干渉を避けるように、前記基板の検査時には該基板に近接させ、該基板の検査が終了した後には該基板に近接する位置から前記検査面に交差する方向に退避させる、
ことを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】
前記基板トレイは、前記基板の基準位置を規定する基板用基準部材と、該基板用基準部材に対し前記基板を押付ける基板押付部材とを有し、
前記駆動機構は、前記顕微鏡ユニットを、前記基板ステージ又は、前記基板トレイの前記基板用基準部材及び前記基板押付部材との干渉を避けるように前記検査面に交差する方向に移動させる、
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】
前記基板は、パターン領域を有し、
前記駆動機構は、前記顕微鏡ユニットを、前記基板ステージ又は前記基板トレイとの干渉を避けるように、観察光路が前記パターン領域内に入ると前記基板に近接させ、前記観察光路が前記パターン領域から外れると前記基板に近接する位置から前記検査面に交差する方向に退避させる、
ことを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項４】
前記顕微鏡ユニットは、前記基板の表面側に配置された表面用顕微鏡ユニットと、前記基板の裏面側に配置された裏面用顕微鏡ユニットとを含み、
前記駆動機構は、前記表面用顕微鏡ユニットを前記基板の検査面に交差する方向に移動させる表面用顕微鏡駆動機構と、前記裏面用顕微鏡ユニットを前記基板の検査面に交差する方向に移動させる裏面用顕微鏡駆動機構とを含み、
前記表面用顕微鏡駆動機構及び前記裏面用顕微鏡駆動機構は、前記表面用顕微鏡ユニット及び裏面用顕微鏡ユニットを、前記基板ステージ又は前記基板トレイとの干渉を避けるように、前記基板の検査時には該基板に近接させ、該基板の検査が終了した後には該基板に近接する位置から前記検査面に交差する方向に退避させる、
ことを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項５】
顕微鏡ユニットを用いて基板を検査する基板検査装置において、
前記顕微鏡ユニットを前記基板の検査面に交差する方向に移動させる駆動機構を備え、
前記基板は、基板ステージ上で保持され、
前記駆動機構は、前記顕微鏡ユニットを、前記基板ステージとの干渉を避けるように、前記基板の検査時には該基板に近接させ、該基板の検査が終了した後には該基板に近接する位置から前記検査面に交差する方向に退避させる、
ことを特徴とする基板検査装置。
【請求項６】
前記基板ステージは、前記基板の基準位置を規定する基板用基準部材と、該基板用基準部材に対し前記基板を押付ける基板押付部材とを有し、
前記駆動機構は、前記顕微鏡ユニットを、前記基板ステージの前記基板用基準部材及び前記基板押付部材との干渉を避けるように前記検査面に交差する方向に移動させる、
ことを特徴とする請求項５記載の基板検査装置。
【請求項７】
前記基板は、パターン領域を有し、
前記駆動機構は、前記顕微鏡ユニットを、前記基板ステージとの干渉を避けるように、観察光路が前記パターン領域内に入ると前記基板に近接させ、前記観察光路が前記パターン領域から外れると前記基板に近接する位置から前記検査面に交差する方向に退避させる、
ことを特徴とする請求項５記載の基板検査装置。
【請求項８】
前記顕微鏡ユニットは、前記基板の表面側に配置された表面用顕微鏡ユニットと、前記基板の裏面側に配置された裏面用顕微鏡ユニットとを含み、
前記駆動機構は、前記表面用顕微鏡ユニットを前記基板の検査面に交差する方向に移動させる表面用顕微鏡駆動機構と、前記裏面用顕微鏡ユニットを前記基板の検査面に交差する方向に移動させる裏面用顕微鏡駆動機構とを含み、
前記表面用顕微鏡駆動機構及び前記裏面用顕微鏡駆動機構は、前記表面用顕微鏡ユニット及び裏面用顕微鏡ユニットを、前記基板ステージとの干渉を避けるように、前記基板の検査時には該基板に近接させ、該基板の検査が終了した後には該基板に近接する位置から前記検査面に交差する方向に退避させる、
ことを特徴とする請求項５記載の基板検査装置。
【請求項１】
顕微鏡ユニットを用いて基板を検査する基板検査装置において、
前記顕微鏡ユニットを前記基板の検査面に交差する方向に移動させる駆動機構を備え、
前記基板は、基板ステージに載置される基板トレイに収納され、
前記駆動機構は、前記顕微鏡ユニットを、前記基板ステージ又は前記基板トレイとの干渉を避けるように、前記基板の検査時には該基板に近接させ、該基板の検査が終了した後には該基板に近接する位置から前記検査面に交差する方向に退避させる、
ことを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】
前記基板トレイは、前記基板の基準位置を規定する基板用基準部材と、該基板用基準部材に対し前記基板を押付ける基板押付部材とを有し、
前記駆動機構は、前記顕微鏡ユニットを、前記基板ステージ又は、前記基板トレイの前記基板用基準部材及び前記基板押付部材との干渉を避けるように前記検査面に交差する方向に移動させる、
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】
前記基板は、パターン領域を有し、
前記駆動機構は、前記顕微鏡ユニットを、前記基板ステージ又は前記基板トレイとの干渉を避けるように、観察光路が前記パターン領域内に入ると前記基板に近接させ、前記観察光路が前記パターン領域から外れると前記基板に近接する位置から前記検査面に交差する方向に退避させる、
ことを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項４】
前記顕微鏡ユニットは、前記基板の表面側に配置された表面用顕微鏡ユニットと、前記基板の裏面側に配置された裏面用顕微鏡ユニットとを含み、
前記駆動機構は、前記表面用顕微鏡ユニットを前記基板の検査面に交差する方向に移動させる表面用顕微鏡駆動機構と、前記裏面用顕微鏡ユニットを前記基板の検査面に交差する方向に移動させる裏面用顕微鏡駆動機構とを含み、
前記表面用顕微鏡駆動機構及び前記裏面用顕微鏡駆動機構は、前記表面用顕微鏡ユニット及び裏面用顕微鏡ユニットを、前記基板ステージ又は前記基板トレイとの干渉を避けるように、前記基板の検査時には該基板に近接させ、該基板の検査が終了した後には該基板に近接する位置から前記検査面に交差する方向に退避させる、
ことを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項５】
顕微鏡ユニットを用いて基板を検査する基板検査装置において、
前記顕微鏡ユニットを前記基板の検査面に交差する方向に移動させる駆動機構を備え、
前記基板は、基板ステージ上で保持され、
前記駆動機構は、前記顕微鏡ユニットを、前記基板ステージとの干渉を避けるように、前記基板の検査時には該基板に近接させ、該基板の検査が終了した後には該基板に近接する位置から前記検査面に交差する方向に退避させる、
ことを特徴とする基板検査装置。
【請求項６】
前記基板ステージは、前記基板の基準位置を規定する基板用基準部材と、該基板用基準部材に対し前記基板を押付ける基板押付部材とを有し、
前記駆動機構は、前記顕微鏡ユニットを、前記基板ステージの前記基板用基準部材及び前記基板押付部材との干渉を避けるように前記検査面に交差する方向に移動させる、
ことを特徴とする請求項５記載の基板検査装置。
【請求項７】
前記基板は、パターン領域を有し、
前記駆動機構は、前記顕微鏡ユニットを、前記基板ステージとの干渉を避けるように、観察光路が前記パターン領域内に入ると前記基板に近接させ、前記観察光路が前記パターン領域から外れると前記基板に近接する位置から前記検査面に交差する方向に退避させる、
ことを特徴とする請求項５記載の基板検査装置。
【請求項８】
前記顕微鏡ユニットは、前記基板の表面側に配置された表面用顕微鏡ユニットと、前記基板の裏面側に配置された裏面用顕微鏡ユニットとを含み、
前記駆動機構は、前記表面用顕微鏡ユニットを前記基板の検査面に交差する方向に移動させる表面用顕微鏡駆動機構と、前記裏面用顕微鏡ユニットを前記基板の検査面に交差する方向に移動させる裏面用顕微鏡駆動機構とを含み、
前記表面用顕微鏡駆動機構及び前記裏面用顕微鏡駆動機構は、前記表面用顕微鏡ユニット及び裏面用顕微鏡ユニットを、前記基板ステージとの干渉を避けるように、前記基板の検査時には該基板に近接させ、該基板の検査が終了した後には該基板に近接する位置から前記検査面に交差する方向に退避させる、
ことを特徴とする請求項５記載の基板検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２６１９１５（Ｐ２０１０−２６１９１５Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１４９５２（Ｐ２００９−１１４９５２）
【出願日】平成２１年５月１１日（２００９．５．１１）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１１日（２００９．５．１１）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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