CN101614680A - 缺陷检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够检测缺陷的高度方向位置的缺陷检测装置。玻璃板(99)以恒定速度(v)移动，通过工作台位置检测装置(4)来检测工作台(2)的位置(d)。从照明装置(1)经由掩模(10)使光以预定角度倾斜地入射到玻璃板(99)中，通过图像检测装置(3)检测由玻璃板(99)下表面反射的反射光。利用入射光和反射光两者来检测缺陷，测定其时间间隔，控制器(5)根据所述预定角度、预定速度(v)以及时间间隔来运算缺陷的高度方向位置。

Description

缺陷检测装置及方法

技术领域

本发明涉及缺陷检测装置。

背景技术

在用于印刷布线基板的制造等的曝光装置中，描绘有曝光图案的光掩模支承在透过曝光光的玻璃上。

在曝光装置中，在使光掩模与基板紧贴的接触曝光装置中使用的玻璃厚且大，因此在内部可能包含气泡和异物。

这些气泡和异物根据玻璃的厚度方向的高度位置，给曝光造成的影响不同。例如，在曝光时，曝光对象即基板的抗蚀剂面位于玻璃的下表面侧，在气泡和异物处于靠近玻璃下表面的位置时，即靠近抗蚀剂面时，给曝光带来的不良影响变大。反之在靠近玻璃上表面存在缺陷时，不良影响变小。

为了检测这种玻璃内部的缺陷和异物，如下述专利文献1～5所示提出了各种方案。

【专利文献1】日本特开平11-264803号公报

【专利文献2】日本特开2005-156416号公报

【专利文献3】日本特开2005-201887号公报

【专利文献4】日本特开2006-49078号公报

【专利文献5】日本特开2006-112955号公报

但是在现有的任意结构中都存在如下的问题：不能检测缺陷和异物的高度方向位置，不能正确识别缺陷和异物给曝光带来的影响。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术的问题。

为了达到上述目的，本发明的缺陷检测装置的特征在于，该缺陷检测装置具有：照明装置，其针对透过检查光的检查对象以预定角度倾斜地照射该检查光，该检查光具有入射到检查对象下表面的入射光、和由检查对象下表面反射的反射光；移动装置，其使该检查对象和所述照明装置在倾斜于所述检查光的方向上以预定速度相对移动；检测装置，其通过所述入射光和反射光来检测所述检查对象的缺陷；时间间隔检测装置，其检测基于所述入射光的缺陷检测与基于所述反射光的缺陷检测之间的时间间隔；以及运算装置，其根据所述预定角度、所述预定速度和所述时间间隔来运算所述缺陷的高度方向位置。

通过上述结构，能够检测检查对象的缺陷并且检测该缺陷的高度方向的位置。此外，使用由检查对象下表面反射的反射光，因此不会将附着在检查对象下表面的灰尘等检测为缺陷。

此外，所述检测装置可以构成为具有对所述检查对象下表面进行成像的成像镜头和设置在该成像镜头的成像面上的CCD。根据该结构，检查对象上表面侧的检查灵敏度相对较低，能够减少附着在检查对象上表面的灰尘等的影响。

此外，所述检测装置还可以构成为进一步具有调整所述成像镜头的光圈的装置，通过该光圈的调整来调整检查对象内部的缺陷检测灵敏度。

根据本发明的缺陷检测装置及方法，能够检测检查对象的缺陷并且检测该缺陷的高度方向的位置。此外，能够抑制附着在检查对象的表面上的灰尘等的影响。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的概略图。

图2是表示本发明的一个实施方式的动作的说明图。

图3是表示本发明的一个实施方式的动作的说明图。

图4是表示本发明的一个实施方式的动作的说明图。

图5是表示本发明的一个实施方式的动作的说明图。

图6是表示本发明的一个实施方式的动作的流程图。

符号说明

1照明装置；2工作台；3图像检测装置；4工作台位置检测装置；5控制器；10掩模；15入射光路；16反射光路；20移动装置；30成像镜头；31线性CCD；32图像输入装置；33图像处理装置；50显示器；80缺陷；97玻璃上表面；98玻璃下表面；99玻璃板。

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的实施方式。

在图1中，检查对象即玻璃板99放置在工作台2上，通过移动装置20在箭头所示的Y方向上以恒定速度v移动。

通过工作台位置检测装置4检测工作台2的位置d。

在玻璃板99的上方设置有照明装置1，经由掩模10使光倾斜地射入玻璃板99。

在与照明装置1相对的位置上，设置有图像检测装置3，检测由玻璃板99下表面反射的反射光。

照明装置1是在玻璃板99的宽度方向(与移动方向垂直的方向)即X方向上照射线状光的线状扩散照明，如图2所示设置有掩模10，相对于玻璃板99的移动方向以入射角θ照射线性扩散照明光。根据该结构，照明装置1的照明是以入射角θ倾斜射入玻璃板99，仅检测从玻璃板99反射的光。

此外，玻璃板99相对于照明装置1移动，但是只要玻璃板99和照明装置1相对移动即可，也可以是使照明装置1移动的结构或者使玻璃板99和照明装置1双方均移动的结构。

如图2所示，来自照明装置1的照明经过入射光路15和反射光路16，被线性CCD 31接收。

即从照明装置1和掩模10以入射角θ入射到玻璃板99中的线状照明在玻璃上表面97处以折射角φ折射并在玻璃下表面98上反射，再在玻璃上表面97处以折射角φ折射。由前焦点位置位于玻璃下表面98上的成像镜头30对该反射光进行会聚，由线性CCD 31接收并检测。

由线性CCD 31检测出的图像经由图像输入装置32而在图像处理装置33处接受预定处理，通过控制器5显示在显示器50上。

通过图3来说明在折射率n的玻璃板99内存在气泡缺陷80时的检测。

玻璃板99放置在工作台2上，在图3中以速度v向右方向移动。如图3(A)所示，缺陷80首先通过入射光路15，此时线性CCD 31的检测值降低，完成缺陷80的第一次检测。

接下来如图3(B)所示，缺陷80通过反射光路16，同样通过线性CCD 31完成缺陷80的第二次检测。

控制器5根据该检测结果，如下计算缺陷80距离玻璃下表面98的高度h。此外，可以根据线性CCD 31的输出降低的时间和移动速度v来计算缺陷80的大小。

第一次检测的缺陷80的位置和第二次检测的缺陷80的位置在Y方向的距离d表示为d＝tv。此处，t是缺陷80的第一次检测和第二次检测之间的时间间隔，在控制器5中进行计数。

此处，根据斯涅尔(Snell)定律，设入射角(观察角)为θ并设玻璃板99的折射率为n时的光的折射角φ由下式表示。

sinθ＝nsinφ

此时，缺陷80的高度h和距离d的关系为：

2htanθ＝d，因此缺陷80的高度h由下式表示。

根据下式可知缺陷80的高度h和出现间隔时间t成比例。即，缺陷80越靠近玻璃下表面98则时间t越短，越靠近玻璃上表面97则时间t越长。

【式1】

$h=\frac{\mathrm{tv}}{2\tan \left({\sin }^{-1}\left(\frac{\sin \mathrm{\θ}}{n}\right)\right)}$

图4示出缺陷80的位置和通过控制器5得到的显示在显示器50上的图像。

如上所述，当存在缺陷80时来自线性CCD 31的信号强度变小，因此缺陷80在显示器50上显示为暗部。

距离玻璃下表面98的高度为h1、h2、h3的缺陷80a、80b、80c、80d、80e在显示器50上显示为具有d1、d2、d3、d4距离的成对出现的暗部。如上所述，高度h越高，暗部的间隔d越大。

图5示出缺陷80的高度h和尺寸与该缺陷80的容许/不容许之间的关系。泡(异物)等缺陷80越处于靠近玻璃下表面98、高度h低的位置，就越给曝光带来不良影响，因此设为不容许。并且缺陷80的尺寸越大则越不容许。

像缺陷80d那样，高度h大于等于玻璃板99的厚度时，该缺陷80d被判定为玻璃上表面97的灰尘。

即当设玻璃板99的厚度为T而检测图案的间隔d4成为下式时，当作由附着在玻璃上表面97上的灰尘所造成的图案，判定为正常。

【式2】

$d_4\≥2T\tan \left\{{\sin }^{-1}\left(\frac{\sin \mathrm{\θ}}{n}\right)\right\}$

此外，在如缺陷80c或80e那样处于靠近玻璃下表面98的位置时，有时不能成为成对出现的图案。

例如，如图4所示缺陷80c是圆形的泡，当设其尺寸(直径)为Sx、设检测图案的间隔为d3时，在Sx＞d3的情况下，两个图像不能分离开。

在产生了该图案时，表示缺陷80靠近玻璃下表面、其尺寸也较大，因此给曝光带来不良影响的可能性高。因此，将与基板的移动方向(Y方向)垂直的方向上的尺寸视为尺寸Sx、高度h视为0，根据图5判定容许/不容许。

根据图6的流程图说明动作。

针对由线性CCD 31和图像输入装置32检测出的深浅图案，在图像处理装置33中设置阈值，进行二值化得到二值图案(步骤S1)，针对该二值图案进行标定(labeling)(步骤S2)。

对标定后的各图案的中心坐标尺寸(Sx，Sy)进行计测(步骤S3)，针对各图案，在基板移动方向(Y方向)上进行搜索，寻找尺寸大致相同或同样尺寸的图案(步骤S4)。将搜索区域设在与玻璃板99的厚度相当的距离d4以内。

在存在同样尺寸的图案时(步骤S5)，求取这些图案的Y方向的间隔d，计算它们的高度h(步骤S6)。

将得到的图案高度h、尺寸(例如XY方向的平均值)与图5所示的判断基准进行对照，判定容许/不容许(步骤S7、S8、S9)。

在步骤S5中视为没有同样的图案而是单独图案时，把X方向的尺寸Sx当作尺寸、设高度h为0(步骤S10)，同样对照图5所示的判断基准，判定容许/不容许(步骤S7、S8、S9)。

越往玻璃下表面98受光范围越小，即使是同样尺寸的缺陷80，越往玻璃下表面98光量变化越大，检测灵敏度增大。因此，即使在玻璃上表面97上附着有灰尘等，被错误检测为缺陷80的危险性也较小。

而且玻璃下表面98的灰尘对反射光完全没有影响，因此不存在被检测出的情况。

Claims (3)

1.一种缺陷检测装置，其特征在于，该缺陷检测装置具有：

照明装置，其针对透过检查光的检查对象以预定角度倾斜地照射该检查光，该检查光具有入射到检查对象下表面的入射光、和由检查对象下表面反射的反射光；

移动装置，其使该检查对象和所述照明装置在倾斜于所述检查光的方向上以预定速度相对移动；

检测装置，其通过所述入射光和反射光来检测所述检查对象的缺陷；

时间间隔检测装置，其检测基于所述入射光的缺陷检测与基于所述反射光的缺陷检测之间的时间间隔；以及

运算装置，其根据所述预定角度、所述预定速度和所述时间间隔来运算所述缺陷的高度方向位置。

2.根据权利要求1所述的缺陷检测装置，其中，所述检测装置具有：

对所述检查对象下表面进行成像的成像镜头；以及

设置在该成像镜头的成像面上的CCD。

3.一种缺陷检测方法，其特征在于，该缺陷检测方法包括以下步骤：

针对透过检查光的检查对象，以预定角度倾斜地照射来自照明装置的检查光，使该检查光入射到检查对象下表面，并由检查对象下表面反射的步骤；

使该检查对象和所述照明装置在倾斜于所述检查光的方向上以预定速度相对移动的步骤；

通过所述入射的光和反射的光来检测所述检查对象的缺陷的步骤；

检测基于所述入射的光的缺陷检测与基于所述反射的光的缺陷检测之间的时间间隔的步骤；以及

根据所述预定角度、所述预定速度和所述时间间隔来运算所述缺陷的高度方向位置的步骤。

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