JP2008076170A

JP2008076170A - 基板検査装置

Info

Publication number: JP2008076170A
Application number: JP2006254456A
Authority: JP
Inventors: Masaru Matsumoto; 勝松本
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2008-04-03

Abstract

【課題】基板を圧縮空気で安定的に浮上させたままの状態で検査を行うことができる基板検査装置を提供すること。
【解決手段】基板２の表面を検査する顕微鏡ヘッド（検査部）３と、圧縮空気を噴出して基板２を浮上させる第一浮上部６と、第一浮上部６の顕微鏡ヘッド３側に隣接して顕微鏡ヘッド３近傍に配されて基板２を浮上させる第二浮上部７と、第一浮上部８及び第二浮上部７に対して、基板２を非接触状態で搬送する吸着搬送ステージ（搬送部）８と、顕微鏡ヘッド３近傍に配されて、基板２の上方から基板２に向かって圧縮空気を噴き出すエアー吐出ユニット（吐出部）１０と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板検査装置に関する。

顕微鏡等を用いて液晶基板等のフラットパネルの表面の欠陥検査を行う基板検査装置は、近年、液晶基板の大型化に伴い、圧縮空気を吐出して基板を浮上させた状態で搬送、保持させるエアー浮上ステージ方式が広く採用されている。このような方式では、基板が大型化するにつれて基板平坦度の維持や矯正が困難となっていく。

そこで、基板が検査位置に到達する前に基板の反り具合を予め検出し、その状況に応じて方向が決定されたノズルからエアーを吹き付けることによって、その圧力で基板の反りを矯正させるものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、基板を浮上させる浮上ブロックに隣接して、かつ、浮上ブロックよりも低い位置に、吸引ブロックが設けられ、浮上と吸引とを同時に行って基板の反りを矯正するものが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００５−５５２０７号公報特開２００４−３３１２６５号公報

しかしながら、上記従来の基板検査装置では、基板の下方からの空気の吐出圧と基板の重力との間で支持させているので、わずかな外乱によって基板を振動させることがある。特に高倍率の顕微鏡観察や、微小線幅測定等の検査時には、基板の振動による不安定性が影響するので、基板を浮上させたままで検査を実施することが困難である。

また、振動による影響を排除するために、空気の吐出を一旦停止して基板を静止させた場合には、静電気により基板と浮上ブロックとが張り付いてしまい、タクトタイムが長くなってしまう。

さらに、上記特許文献１に記載の基板検査装置では、基板の斜め方向から検査位置に向かってノズルが直接空気を吹き付けているので、このノズルを使用しても基板の振動を十分に排除することが困難である。また、上記特許文献２に記載の基板検査装置では、脈動を起こさない程度まで正圧から負圧への気流の流れを一定に保つのは困難であり、正圧と負圧との圧力バランスを維持することが難しい。

本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、基板を圧縮空気で安定的に浮上させたままの状態で検査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。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る基板検査装置は、基板の表面を検査する検査部と、圧縮空気を噴出して前記基板を浮上させる第一浮上部と、該第一浮上部の前記検査部側に隣接して前記検査部近傍に配されて前記基板を浮上させる第二浮上部と、前記第一浮上部及び前記第二浮上部に対して、前記基板を非接触状態で搬送する搬送部と、前記検査部近傍に配されて、前記基板の上方から該基板に向かって圧縮空気を噴き出す吐出部と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、第二浮上部と吐出部との間で基板を挟んだ状態で圧縮空気をともに基板に噴き出すことができ、検査部近傍に基板を圧縮空気で浮上させて安定的に保持することができる。従って、基板を浮上させた状態で検査することができ、タクトタイムのロスや、基板の貼り付けを抑えることができる。

本発明に係る第１の実施形態について、図１から図５を参照して説明する。
本実施形態に係る基板検査装置１は、図１及び図２に示すように、基板２の表面を検査する検査部として、例えば、顕微鏡ヘッド３を有する検査ステージ５と、圧縮空気を噴出して基板２を浮上させる第一浮上部６と、顕微鏡ヘッド３の検査領域に配されて、基板２を第一浮上部６よりも精密な浮上高さで浮上させる第二浮上部７と、第一浮上部６及び第二浮上部７に対して、基板２を非接触状態で搬送方向Ｌに向かって搬送する吸着搬送ステージ（搬送部）８と、顕微鏡ヘッド３に配されて、基板２の上方から基板２に向かって圧縮空気を噴き出すエアー吐出ユニット（吐出部）１０とを備えている。

検査ステージ５は、基板２の搬送方向Ｌに対して直交する方向に基板２を横断するように設けられた門型フレーム１１を備えている。顕微鏡ヘッド３は、基板２全体を観察するために門型フレーム１１の長手方向に移動可能に配されており、基板２に対向して配された対物レンズ１２とを備えている。

吸着搬送ステージ８は、第一浮上部６及び第二浮上部７が載置された定盤１３上に、第一浮上部６及び第二浮上部７により構成された基板搬送路の外側に沿って敷設されたリニアガイド８Ａと、リニアガイド８Ａ上を走行するスライダ８Ｂと、スライダ８Ｂに所定の間隔にて複数設けられた昇降ベース８Ｃと、各昇降ベース８Ｃに昇降可能に設けられた吸着ベース１５Ａと、各吸着ベース１５Ａ上に所定の間隔で複数設けられ、基板２の下面を吸引して基板２を吸着させる吸着パッド１５Ｂと、吸着ベース１５Ａ上に昇降可能に設けられた３個の基準ピン１６及び１個の後述する押圧ピン１７とを備えている。定盤１３には、基板２を基準ピン１６に押し付け、基準位置に位置決めする押圧ピン１７が設けられている。

第一浮上部６は、顕微鏡ステージ５の検査領域に配置された第二浮上部７を挟んで基板２の搬入、搬出側のそれぞれに配されている。この第一浮上部６には、細長い矩形の搬送面にエアー噴出孔Ｎが多数形成されたエアー浮上ブロック１８が、所定の間隔１８ａに離間した状態で複数配されている。各エアー浮上ブロック１８内の図示しないバッファ空間には、図示しない空気供給源が接続され、バッファ空間を介して各エアー噴出孔Ｎより圧縮空気が噴き出される。

第二浮上部７は、基板搬送方向Ｌの上流側及び下流側のそれぞれに配置された第一浮上部６の間に配されて、搬送面にエアー噴出孔Ｎが第一浮上部６よりも密に、かつ、多数形成された精密エアー浮上ブロック２０Ａ，２０Ｂを備えている。精密エアー浮上ブロック２０Ａ，２０Ｂは、透過照明用の隙間２０ａを挟んで、搬送方向Ｌに直交する方向に隙間なく複数配されている。隙間２０ａは、顕微鏡ヘッド３の光軸の移動ライン上に設けられ、対物レンズ１２と対向する基板２の裏面側に設けられた不図示の透過照明光源からの照明光が遮られない間隔に形成されている。

精密エアー浮上ブロック２０Ａ，２０Ｂには、基板２に対向して空気供給源から供給される圧縮空気を上方に噴き出す複数のエアー噴出孔Ｎが均一かつ密に分布して設けられている。エアー浮上ブロック１８及び精密エアー浮上ブロック２０Ａ，２０Ｂは、それぞれの基板搬送面が同一平面上に配されるように高さが調整されている。

エアー吐出ユニット１０は、図３から図５に示すように、対物レンズ１２と干渉しないようにその周囲に配されている。エアー吐出ユニット１０は、矩形の噴出面２１ｂを有するエアー吐出ブロック２１を備えている。エアー吐出ブロック２１は、エアー浮上ブロック１８及び精密エアー浮上ブロック２０Ａ，２０Ｂよりも小さく形成されている。これは、顕微鏡ヘッド３の周辺の少なくとも顕微鏡ヘッド３の観察視野領域よりも若干広い領域周縁部において、基板２の上方からエアーを吹き付けて、精密エアー浮上ブロック２０Ａ，２０Ｂに対して基板２の浮上高さを高精度に規制できればよいからである。

エアー吐出ブロック２１は、搬送方向Ｌに直交する方向を長手方向として、かつ、顕微鏡ヘッド３の対物レンズ１２を間に挟むようにして所定の間隔の隙間２１ａを形成して互いに離間した状態で配されている。噴出面２１ｂには、基板２に対向して空気供給源から供給される圧縮空気を下方に噴き出す複数のエアー噴出孔２１Ａが均一かつ高密度に分布して設けられている。

精密エアー浮上ブロック２０Ａ，２０Ｂ及びエアー吐出ブロック２１の噴出面２１ｂは互いに平行に配されており、そのために圧縮空気が基板２の表面に対して直交する方向に噴出される。この際、第二浮上部７からの圧縮空気の吐出圧と、エアー吐出ユニット１０からの圧縮空気の吐出圧とが、図示しない制御部によって個別に調整されるようになっている。

次に、本実施形態に係る基板検査装置１の作用について説明する。
まず、図示しない搬送ロボット等によって、基板２を第一浮上部６のエアー浮上ブロック１８上に投入し、基準ピン１６と押圧ピン１７とによって基板２を浮上させた状態で基準位置に位置決めした後、この基板２の一端を吸着パッド１５Ｂにより吸着保持させる。

この間、第一浮上部６からは、常に一定圧力の圧縮空気が上方に向かって噴出された状態となっている。そのため、基板２は、精密エアー浮上ブロック２０Ａ，２０Ｂから一定の高さに浮上している。なお、基板２に当たった空気は、エアー浮上ブロック１８間の隙間１８ａから外部へ排出される。

この状態で、吸着搬送ステージ８が検査ステージ５の方向に向かって移動して、基板２を第二浮上部７まで移動する。このとき、第二浮上部７からは、常に一定圧力の圧縮空気が上方に向かって噴出されている。一方、エアー吐出ユニット１０からは、常に一定圧力の圧縮空気が下方に向かって噴出された状態となっている。即ち、エアー吐出ブロック２１が配された領域に基板２が搬送されたときには、基板２が下方と上方とから空気で押圧される。

このとき、精密エアー浮上ブロック２０Ａ，２０Ｂ及びエアー吐出ブロック２１の噴出面２１ｂから噴き出される空気圧が略同一の場合には、精密エアー浮上ブロック２０Ａ，２０Ｂ及びエアー吐出ブロック２１の噴出面２１ｂの中間位置にて圧力がつりあう。そのため、基板２は該中間位置にて振動が抑えられた状態で保持される。ここで、基板２に上方又は下方への反りがある場合には、反った方向の噴出面からの空気圧をもう一つの噴出面からの空気圧より上げる。このときの差圧によって反りの部分が押されて、基板２の平坦度が矯正される。

基板２が対物レンズ１２の直下に配されたことを確認した後、顕微鏡ヘッド３内の図示しない落射照明系により対物レンズ１２を介して基板２表面を観察する。この間、基板２は、吸着搬送ステージ８により搬送方向Ｌへの移動が継続されるので、基板２の全面が門型フレーム１１を通過していく。こうして検査が終了した基板２は、吸着搬送ステージ８から取り外される。

なお、予め登録させた座標データに基づいて自動的に吸着搬送ステージを移動して、画像処理を用いてＴＦＴを構成する微小な線幅を自動的に測定してもよい。

この基板検査装置１によれば、第二浮上部７とエアー吐出ユニット１０との間で基板２を挟んだ状態で、圧縮空気をともに基板２に噴き出すことができ、顕微鏡ヘッド３の観察視野内に相当する基板２を安定的に保持することができる。

このとき、精密エアー浮上ブロック２０Ａ，２０Ｂ及びエアー吐出ブロック２１の噴出面２１ｂとから圧縮空気を噴き出させるので、基板２に面圧を与えることができ、点状や線状に押圧する場合に比べて基板２をより均一に押圧して安定的に保持することができる。
また、圧縮空気を基板２の上下方向から同時に吹きつけるので、基板２が平面方向に移動しないように安定して保持させることができる。この際、噴出孔Ｎが均一に多数分布して配されているので、基板２に対して均一に圧縮空気を噴出させることができる。

さらに、第二浮上部７からの吐出圧とエアー吐出ユニット１０からの吐出圧とを略同一にした場合には、両者の中間位置にて力がつりあうので、基板２を安定してその位置に保持させることができる。また、基板２に反り等がある場合には、吐出圧を異ならせることによって、基板２の平坦度を矯正させることができる。

次に、第２の実施形態について図６を参照しながら説明する。
なお、上述した第１の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る基板検査装置２５のエアー吐出ユニット２６のエアー吐出ブロック２７が、図示しない基板の搬送方向Ｌを長手方向として、かつ、搬送方向Ｌに直交する方向に対して対物レンズ１２を間に挟むように所定の間隔の隙間２７ａを形成して互いに離間した状態で配されているとした点である。

この基板検査装置２５によれば、基板が対物レンズ１２の直下を通過する際にも、エアー吐出ユニット２６と第二浮上部７との間に基板が挟まれて保持された状態なので、対物レンズ１２の直下において、第１の実施形態よりもより安定して基板を保持させることができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、エアー吐出ブロック２１，２７は、対物レンズ１２の一方向からのみ取り囲むように配されたものとしているが、図７及び図８に示すように、四角状に、若しくは、輪帯状に形成されて、対物レンズ１２を取り囲むようにエアー吐出ブロック２８，３０が配されたエアー吐出ユニット３１，３２でもよい。この場合、上記二つの実施形態よりも、より安定して基板を保持させることができる。

また、検査部を顕微鏡ヘッド３としているが、これに限らず、微小欠陥検査装置（パターン検査装置）の検査ヘッドとして、微小欠陥を検査するものであってもよい。また、基板検査装置が、微小範囲にレーザを照射して加工又は修復するレーザリペアユニットを備えていても構わない。

本発明の第１の実施形態に係る基板検査装置の概略を示す平面図である。本発明の第１の実施形態に係る基板検査装置の概略を示す正面図である。本発明の第１の実施形態に係る基板検査装置を示す要部正面図である。本発明の第１の実施形態に係る基板検査装置の作用を示す説明図である。本発明の第１の実施形態に係る基板検査装置を示す要部平面図である。本発明の第２の実施形態に係る基板検査装置を示す要部平面図である。本発明の第１の実施形態に係る基板検査装置の変形例を示す要部平面図である。本発明の第１の実施形態に係る基板検査装置の変形例を示す要部平面図である。

符号の説明

１，２５基板検査装置
２基板
３顕微鏡ヘッド（検査部）
６第一浮上部
７第二浮上部
８吸着搬送ステージ（搬送部）
１０，２６，３１，３２エアー吐出ブロック（吐出部）
２１ｂ上側噴出面
Ｎ噴出孔

Claims

基板の表面を検査する検査部と、
圧縮空気を噴出して前記基板を浮上させる第一浮上部と、
該第一浮上部の前記検査部側に隣接して前記検査部近傍に配されて前記基板を浮上させる第二浮上部と、
前記第一浮上部及び前記第二浮上部に対して、前記基板を非接触状態で搬送する搬送部と、
前記検査部近傍に配されて、前記基板の上方から該基板に向かって圧縮空気を噴出する吐出部と、
を備えていることを特徴とする基板検査装置。
前記圧縮空気を上方に噴き出す下側噴出面が、前記基板に対向するように前記第二浮上部に設けられ、かつ、前記圧縮空気を下方に噴き出す上側噴出面が、前記基板に対向するように前記吐出部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
前記下側噴出面及び前記上側噴出面が、平行に配され、
前記圧縮空気が、前記基板の表面に対して直交する方向に噴出されることを特徴とする請求項２に記載の基板検査装置。
前記第二浮上部からの前記圧縮空気の吐出圧と、前記吐出部からの前記圧縮空気の吐出圧とが、個別に調整されることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
前記第二浮上部及び前記吐出部に、前記圧縮空気が噴き出される複数の噴出口がそれぞれ設けられ、
これら噴出口が、均一に分布して配されていることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。