JP2008020407A - 外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検査者の目視による外観検査を効率的に行うことができる外観検査装置を提供する。
【解決手段】検査制御装置７の制御部は、基板１上の、光照射部４により光が照射されている位置を検出し、ステージ２上の座標とマップ上の座標の所定の対応関係に基づいて、レーザ光のスポットの位置に対応したマップ上のセルを識別する。続いて、制御部は、セルの良否判定の結果の情報をセルの位置と関連付けて、検査結果の情報として記憶部に格納する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶ディスプレイに代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に用いられるガラス基板や半導体ウェハ等の検査対象物の外観を検査者の目視により検査するための外観検査装置に関する。

各種表示装置や半導体装置の製造工程においては、大型ガラス基板や半導体ウェハ等の基板に塗布されたレジスト等の膜ムラや、異物、汚れ、キズ等の欠陥の検査が行われている。検査者が目視により検査する目視検査の結果を登録するために用いる外観検査装置の一種として、特許文献１には、検査者がポインタで指定した欠陥をカメラで撮像し、その位置を計測することができる装置が記載されている。

一般に、１枚のＦＰＤ基板から複数のディスプレイパネルを作成するため、多面取りが行われている。その１つ１つのパネル用単位をセルと呼ぶこととするとき、目視検査では、基板上のパターンが形成された領域であるセルの良否判定が検査者の目視判断により行われる。この際に検査者は、表示画面に表示されるマップ画像（基板上のパターン領域の配列を表すマップの画像）と実際の基板とを見比べて、実際の基板上のセルに対応するセルをマップから検索し、良否判定の結果をマップ上のセルに関連付ける作業を行っている。また、１つの基板に複数のセルが存在する場合、複数のセルに対して一括して判定結果を関連付けるためには、検査者は、図５に示す表示画面５０１内のマップ５０２上の所望のセル５０３を個別に１つずつ選択するか、マウスのドラッグ機能等により、複数のセルを含む領域を選択するかによって複数のセルを選択し、選択した複数のセルに対して一括して判定結果を関連付けている。
特開平１０−３２５７８０号公報

しかし、検査対象となる基板上に複数のセルが存在している場合、検査者が、実際の基板上のセルに対応するセルをマップから検索して良否判定を行うのは効率が悪いという問題があった。特に、携帯電話用ディスプレイなどの小型ディスプレイ用パネルを１枚の基板から多数取り出す場合等、基板上のセルの数が増加すればするほど、実際の基板上のセルとマップ上のセルの対応関係を正確に把握し、所望のセルを検索することがますます困難となる。

また、セルの良否判定に影響する要因が複数のセルにまたがって存在する場合にも、検査者が基板上のセルとマップ上のセルの対応関係を複数のセルについて把握しなければならないため、効率が悪い。さらに、セルの良否判定に影響する要因が、そのセルの位置を確認できない条件でしか検出できない場合（例えば目視方向が基板の主面に対して平行に近づかないとその要因を確認できないような場合）、そのセルの特定が困難となる。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、検査者の目視による外観検査を効率的に行うことができる外観検査装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、所定のパターンが形成されたパターン領域を有する検査対象物の外観を検査者の目視により検査するための外観検査装置において、前記検査対象物上の、光が照射されている位置を検出する照射位置検出手段と、前記パターン領域の良否を判定した結果を検査者が入力するための判定結果入力手段と、前記照射位置検出手段によって検出された光の照射位置に対応した前記パターン領域の良否判定の結果を示す情報を記憶する判定結果記憶手段とを備えたことを特徴とする外観検査装置である。

本発明によれば、検査対象物上の、光が照射されている位置が検出され、その位置に対応したセルの良否判定の結果が保存されることにより、検査者が基板上のパターン領域とマップ上のセルの対応関係を意識することなく目視検査を行うことが可能となるため、目視検査を効率的に行うことができるという効果が得られる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による外観検査装置の要部の構成を示している。ステージ２は、所定のパターンが形成されたセル（パターン領域）を有する検査対象物たる基板１を保持する。また、図示していないが、ステージ２は、その一辺に平行な軸を中心として回動可能に構成されており、検査者が様々な角度から基板１を目視することが可能となっている。移動ユニット３はステージ２の面内で図１の方向Ａに移動可能に構成されている。

移動ユニット３には、基板１の表面にレーザ光を照射するＬＥＤ４ａを備えた光照射部４が取り付けられている。この光照射部４は、移動ユニット３の長手方向（図１の方向Ｂ）に沿って移動可能に構成されている。ステージ２上で移動ユニット３が移動すると共に、移動ユニット３上で光照射部４が移動することによって、レーザ光のスポットを基板１上の任意の場所に移動させることが可能である。

ステージ２の近くに設置されているスポット操作部５は、レーザ光のスポットを移動させるために検査者が操作するジョイスティックや、セルの良否判定に係る様々な機能を提供するボタンを備えている。ＰＬＣ６はプログラマブルロジックコントローラであり、移動ユニット３および光照射部４の移動を制御する。

検査制御装置７は、検査条件の設定や検査結果の登録等を行うＰＣ（Personal Computer）等のコンピュータ装置である。図２は検査制御装置７の要部の構成を示している。表示部７１は、画像の表示に必要な表示情報に基づいて、検査に必要なマップ等を表示する。操作部７２は、検査者が操作するマウスやキーボード等を備えており、その操作結果に応じた信号を出力する。通信部７３はスポット操作部５やＰＬＣ６と通信を行い、情報を送受信する。記憶部７４は基板１等の設計情報や、検査条件、検査結果等の情報を記憶するための記録媒体を備えている。制御部７５は検査制御装置７内の各部の動作の制御や必要な演算等を行う。

次に、検査時の各構成の動作を説明する。記憶部７４には、基板１のサイズや、セルの数、基板１に対するセルの位置等の基板の設計情報と、マップの表示に必要な画像の情報とが予め保存されている。制御部７５は記憶部７４からこれらの情報を読み出し、マップの表示に必要な表示情報をこれらの情報から生成し、表示部７１へ出力する。表示部７１は、この表示情報に基づいてマップを表示する。

検査者がスポット操作部５のジョイスティックを操作すると、その操作に応じた信号がＰＬＣ６へ出力される。ＰＬＣ６は、スポット操作部５から出力される信号に基づいて、移動ユニット３および光照射部４を移動させるための信号を生成し、移動ユニット３および光照射部４へ出力する。移動ユニット３および光照射部４は、ＰＬＣ６からの指示に基づいて移動する。

また、ＰＬＣ６は移動ユニット３および光照射部４の移動量の情報を検査制御装置７へ送信する。検査制御装置７において、この情報は通信部７３によって受信され、制御部７５へ出力される。制御部７５は、記憶部７４に予め保存されている基板１やステージ２、移動ユニット３、光照射部４の設計情報と移動ユニット３および光照射部４の移動量とに基づいて、基板１上の、レーザ光が照射されている位置（レーザ光のスポットの位置）を検出する。

検査者は、光照射部４から基板１に照射されたレーザ光の反射光を確認しながら、スポット操作部５のジョイスティックを操作して、良否判定を行うセルを指定する。スポット操作部５には、セルの指定を補助するための領域指定用のボタンが設けられている。例えば、そのボタンが押されている間は、スポットの軌跡に対応したセルが指定されるが、ボタンが押されていない間は、検査者がジョイスティックをいくら動かしてもセルは指定されないようになる。

また、検査者は、操作部７２の操作により、スポット光の軌跡上にある（軌跡に接する）セルを指定領域とするモードや、軌跡が閉曲線を描くとき、軌跡上のセルと閉曲線の内部のセルとの両方を指定領域とするモードを予め指定しておく。制御部７５は、ステージ２上の座標とマップ上の座標の所定の対応関係に基づいて、レーザ光のスポットの位置に対応したマップ上のセル、すなわち検査者によって指定された実際の基板１上のセルに対応したマップ上のセルを識別する。

検査者は、指定したセルの良否判定を目視により行った後、判定結果を入力するため、スポット操作部５の所定のボタンを押す。例えば、スポット操作部５にＯＫボタンとＮＧボタンの２つがあり、例えばその指定された領域が欠陥なし（合格）であればＯＫボタン、欠陥あり（不合格）であればＮＧボタンを押す。これによって、ボタンの操作結果に応じた合否の情報がスポット操作部５から出力されて検査制御装置７に入力される。制御部７５は、通信部７３から出力された情報に基づいて良否判定の結果を検出し、その情報をセルの位置と関連付けて、検査結果の情報として記憶部７４に格納する。判定結果は表示部７１の画面にも表示される。

次に、良否判定を行うセルの指定方法を説明する。図３（ａ）に示すように、基板１にキズ３０１が存在する場合を例にして説明する。予めスポット光の軌跡が接するセルを指定領域とするモードを選択した上で、レーザ光のスポットがキズ３０１をなぞるように、検査者がスポット操作部５のジョイスティックを操作すると、検査制御装置７の制御部７５はスポットの位置を順次検出し、スポットの各位置の情報を関連付けて、スポットの軌跡を示す情報を生成する。

制御部７５は、ステージ２上の座標とマップ上の座標の所定の対応関係に基づいて、スポットの軌跡に対応したマップ上のセルを認識する。この場合、図３に示すセル群３０２を構成する各セルが、検査者が良否判定を行うと指定したセルとして認識される。セル群３０２が指定された状態で、検査者が良否を判定し、スポット操作部５の良否判定用のＯＫまたはＮＧのボタンを押すと、制御部７５は、指定された全てのセルに対して一括で同一の良否判定結果を関連付ける。

図３（ｂ）に示すように、基板１にムラ３０３が存在する場合にも、上記と同様にしてセルが指定される。ここでは、検査者は、軌跡が閉曲線を描く場合に、軌跡が接するセルと、閉曲線の内部にあるセルとの両方を指定領域とするモードを、操作部７２の操作により、予め選択しておく。レーザ光のスポットがムラ３０３の縁をなぞるように、検査者がジョイスティックを操作すると、スポットの軌跡は閉曲線を描く。制御部７５は、スポットの軌跡によって囲まれた領域を検出し、その領域と軌跡に対応したマップ上のセルを認識する。

この場合、図３（ｂ）に示すセル群３０４を構成する各セルが、検査者が良否判定を行うと指定したセルとして認識される。セル群３０２が指定された状態で、検査者が良否を判定し、スポット操作部５の良否判定用のＯＫまたはＮＧのボタンを押すと、制御部７５は、指定された全てのセルに対して一括で同一の良否判定結果を関連付ける。

セルの指定方法に関しては、様々な変形が可能である。例えば、図３（ａ）において、セル群３０２を除いた残りのセルが良否判定の対象として指定されるとしてもよいし、図３（ｂ）において、セル群３０４を除いた残りのセルが良否判定の対象として指定されるとしてもよい。

また、より一層操作性を向上させるため、以下のようにしてもよい。例えば、ジョイスティックとボタンの操作によって基板１上の２点が指定された場合に、それら２点を頂点とする四角形の領域をもとにセルの指定を行うようにしてもよい。また、同様に、多角形の頂点となる基板１上の複数の点が指定された場合に、それらの点を頂点とする多角形の領域をもとにセルの指定を行うようにしてもよい。また、同様に、基板１上の２点が指定された場合に、一方を中心、他方を円周上の１点とする円の領域をもとにセルの指定を行うようにしてもよい。

上記のような方法でセルを指定するためには、スポットを移動させるためのジョイスティックの他に、セルの指定方法の切り替えやセル指定の補助用のボタン等の操作手段が必要である。本実施形態のボタンの機能を検査制御装置７の操作部７２に持たせてもよいが、基板１が大型になると基板１と検査制御装置７の間の距離が長くなるので、使用頻度の高い機能に関しては、その機能をスポット操作部５に持たせることが望ましい。

前述したように、スポット操作部５には、セルの良否判定の結果を入力するためのボタン（例えば良・否にそれぞれ対応した２種類のボタン）が設けられている。セルの良否判定に係るボタンに関しても、その機能を検査制御装置７の操作部７２に持たせてもよいが、基板１が大型の場合には、使用頻度の高い機能に関しては、その機能をスポット操作部５に持たせることが望ましい。また、ジョイスティックに良否判定用の２つのボタンが備えられていてもよい。例えば、検査者がＮＧのボタンを押しながらジョイスティックを操作したとき、ボタンを押している間に描かれた軌跡上のセルを一括で合格または不合格とすることができ、また、モード選択によっては、閉曲線の軌跡上とその内部のセルを一括で合格または不合格とすることができる。

セルの良否判定の結果を変更することも可能である。検査者が制御装置７の操作部７２を操作し、判定結果を変更したいセルを選択すると、制御部７５は、該当するセルの判定結果の情報を記憶部７４から読み出し、情報を更新して記憶部７４に格納する。複数のセルからなる領域に対する判定結果を変更する場合には、その領域に属する１つのセルを検査者が指定したら、その領域に属する全てのセルの判定結果を一括して変更するようにしてもよい。

次に、本実施形態による外観検査装置のその他の機能を説明する。本実施形態では、再現モードを備えており、セルの良否判定を行う際にレーザ光のスポットが描いた軌跡を必要に応じて再現することが可能となっている。セルの良否判定の際に制御部７５は、生成したスポットの軌跡の情報を記憶部７４に格納する。スポット操作部５の操作または検査制御装置７の操作部７２の操作により、検査者が軌跡の再現を指示すると、制御部７５は、指定されたスポットの軌跡の情報を記憶部７４から読み出す。スポットの軌跡の情報が記憶部７４に複数保存されている場合には、表示部７１の画面にそれらのスポットの軌跡を表示し、それらの中からいずれかを検査者に選択させるようにすればよい。

続いて、制御部７５はスポットの軌跡すなわち基板１上のスポットの各位置の情報を通信部７３へ出力する。通信部７３はその情報をＰＬＣ６へ送信する。ＰＬＣ６は、受信した情報に基づいて、移動ユニット３および光照射部４を移動させるための信号を生成し、移動ユニット３および光照射部４へ出力する。移動ユニット３および光照射部４は、ＰＬＣ６からの指示に基づいて移動する。これによって、検査者がジョイスティックを操作して描いたスポットの軌跡が再現される。

上述したように、本実施形態による外観検査装置では、検査対象物上の、光が照射されている位置が検出され、その位置に対応したセルの良否判定の結果が保存される。これによって、検査者が基板上のセルとマップ上のセルの対応関係を意識することなく目視検査を行うことが可能となるため、目視検査を効率的に行うことができる。

また、検査対象物上に照射された光のスポットの軌跡を再現可能とすることによって、検査者が検査対象物上の領域を確認することができ、検査の信頼性を向上することができる。例えば、欠陥部分からの散乱光の状態により、目視方向が基板の主面に対して平行に近づかないとセルの良否判定を行うことができない場合に、基板の上方が検査者から離れる方向となるので、そのままでは詳細な確認ができないが、その状態で基板上の領域を登録した後、基板の傾きを変えて基板表面を見やすい状態にしてからスポットの軌跡を再現することによって、登録した領域を確認することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。図４は、本実施形態による外観検査装置の要部の構成を示している。ステージ２は、基板保持部８によって保持されており、一辺に平行な軸を中心として回動可能に構成されている。検査者がレーザポインタ９ａを用いて基板１にレーザ光を照射すると、その照射位置が、装置の上部に設置されているカメラ１０によって撮像される。カメラ１０は基板１表面の全体を撮像することが可能である。

図示していないが、カメラ１０は図２の検査制御装置７に接続されており、撮像により生成された画像データは検査制御装置７に入力される。検査制御装置７の制御部７５は、画像処理によりレーザ光の照射位置を検出する。または、次のようにしてレーザ光の照射位置を検出してもよい。カメラ１０はズーム機構と回動機構を備えており、レーザ光の照射位置を撮像画面の中央におきながら、ズーム機構により最大倍率まで拡大する。カメラ１０の回動機構と、ステージ２を回動させる基板保持部８の回動機構には、それぞれ回動角度を検出できるエンコーダが備えられており、制御部７５は、検出された２つの回動角度の関係から照射位置を検出する。

続いて、制御部７５は、第１の実施形態と同様にして、照射位置に対応したセルの位置を算出する。検査者がセルの良否判定の結果を入力すると、制御部７５はセルの位置とセルの良否判定の結果とを関連付けて、検査結果の情報として記憶部７４に格納する。

装置上部にはレーザポインタ９ａとは別個にレーザポインタ９ｂと、レーザポインタ９ｂを回動させる図示せぬ回動機構が設置されている。レーザポインタ９ｂはカメラ１０と一体に形成されていてもよいし、別個で独自の回動機構によって回動動作できる構成であってもよい。また、ガルバノミラーにより走査する構成であってもよい。ガルバノミラーにより高速に走査することによって、スポットの軌跡を、１つの点ではなく連続した図形として描くことができる。これらによって、基板１表面の任意の位置にレーザポインタ９ｂからレーザ光を照射することが可能である。

本実施形態でも、記憶部７４にはレーザ光のスポットの軌跡の情報（スポットの軌跡を再現するため、カメラ１０とステージ２のそれぞれの回動角度の情報を含む場合もある）が格納される。また、その軌跡の再現モードも備えている。制御部７５は、スポットの軌跡の情報に基づいて、レーザポインタ９ｂの照射位置がレーザポインタ９ａの照射位置と同じになるよう、回動機構の動作を制御する。これによって、ステージ２の角度が変わっても、制御部７５が演算を行うことにより、検査者がレーザポインタ９ａを用いて描いたスポットの軌跡が再現される。なお、レーザポインタ９ａの代わりにレーザポインタ９ｂの光をジョイスティックで動かして照射位置を変えながら検査を行ってもよい。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、セルの良否判定が行われる際にマップを表示しなくてもよい。

本発明の第１の実施形態による外観検査装置の要部の構成を示す要部構成図である。 本発明の第１の実施形態による外観検査装置が備える検査制御装置の要部の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態におけるセルの指定方法を説明するための参考図である。 本発明の第２の実施形態による外観検査装置の要部の構成を示す要部構成図である。 マップ画像を示す参考図である。

符号の説明

１・・・基板（検査対象物）、２・・・ステージ、３・・・移動ユニット（移動手段）、４・・・光照射部（光照射手段）、５・・・スポット操作部（判定結果入力手段）、６・・・ＰＬＣ、７・・・検査制御装置、８・・・基板保持部、９ａ，９ｂ・・・レーザポインタ（光照射手段）、１０・・・カメラ、７１・・・表示部、７２・・・操作部、７３・・・通信部、７４・・・記憶部（判定結果記憶手段、位置記憶手段）、７５・・・制御部（照射位置検出手段）

Claims (6)

1. 所定のパターンが形成されたパターン領域を有する検査対象物の外観を検査者の目視により検査するための外観検査装置において、
   前記検査対象物上の、光が照射されている位置を検出する照射位置検出手段と、
   前記パターン領域の良否を判定した結果を検査者が入力するための判定結果入力手段と、
   前記照射位置検出手段によって検出された光の照射位置に対応した前記パターン領域の良否判定の結果を示す情報を記憶する判定結果記憶手段と、
   を備えたことを特徴とする外観検査装置。
2. 前記検査対象物に光を照射する光照射手段と、
   前記光照射手段を移動させる移動手段と、
   前記照射位置検出手段によって検出された位置を示す情報を記憶する位置記憶手段と、
   をさらに備え、前記移動手段は、前記位置記憶手段によって記憶されている情報に基づいて前記光照射手段を移動させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
3. 前記判定結果記憶手段は、前記光の照射位置の軌跡に接した前記パターン領域に対して一括で良否判定された結果を記憶することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の外観検査装置。
4. 前記判定結果記憶手段は、前記光の照射位置の軌跡に接した前記パターン領域と、前記軌跡が描く閉曲線の内部にある前記パターン領域とに対して一括で良否判定された結果を記憶することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の外観検査装置。
5. 前記照射位置検出手段は、前記検査対象物を撮像するカメラを備え、前記カメラで撮像された画像を画像処理することにより前記光の照射位置を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の外観検査装置。
6. 前記光照射手段は、前記光の照射位置を検出するための第１の光照射手段と、前記位置記憶手段によって記憶されている情報に基づいて前記光の照射位置を再現するための第２の光照射手段とを備えることを特徴とする請求項２に記載の外観検査装置。
   
   

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