KR20070094471A

KR20070094471A - 외관 검사 장치

Info

Publication number: KR20070094471A
Application number: KR1020070022943A
Authority: KR
Inventors: 기요시 오시로
Original assignee: 올림푸스 가부시키가이샤
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2007-03-08
Publication date: 2007-09-20
Also published as: JP2007248292A; TW200736577A; CN100476518C; CN101038377A

Abstract

본 발명은 외관 검사 장치에 관한 것으로서, 광을 기판(2)에 조사(照射)하는 매크로 조명부(1)와, 광이 기판(2)에 조사되도록 기판(2)을 지지하는 기판 지지부(4)를 구비하는 외관 검사 장치 A에 있어서, 기판 지지부(4)는, 기판(2)의 표면(2a)이 대략 수직으로 되도록 기판(2)을 지지하게 되고, 매크로 조명부(1)는, 검사자(7)가 기판(2)으로부터의 반사광 또는 투과광을 관찰 가능한 관찰대(3)에 설치되고, 기판 지지부(4)에 기판(2)이 대략 수직으로 지지된 상태에서, 매크로 조명부(1)와 관찰대(3)가 기판면을 따라 이차원 방향으로 서로 대향하도록 이동 가능하게 되어 있다.

외관 검사 장치, 조명부, 기판 지지부, 매크로 조명부, 관찰대

Description

외관 검사 장치 {VISUAL INSPECTION APPARATUS}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 외관 검사 장치를 나타낸 평면도이다. 도 2는 도 1에 나타낸 외관 검사 장치의 정면도이다.

도 3은 도 1에 나타낸 외관 검사 장치의 관찰대를 기판 지지부에 대하여 서로 대향하도록 이동시킨 상태를 나타낸 평면도이다.

도 4는 도 1에 나타낸 외관 검사 장치의 관찰대를 기판 지지부에 대하여 서로 대향하도록 이동시킨 상태를 나타낸 평면도이다.

도 5는 도 1에 나타낸 외관 검사 장치의 매크로 조명부를 회동시킨 상태를 나타낸 평면도이다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 관한 외관 검사 장치를 나타낸 평면도이다.

[부호의 설명]

1; 매크로 조명부, 1a; 광원, 2; 기판,

2a; 기판 표면(기판면), 3; 관찰대, 4; 기판 지지부,

6; 지지부, 7; 검사자,

A, B ; 외관 검사 장치

X ; 수평 방향, Z ; 수직 방향

O1 ; 축선, O2 ; 광축 O3 ; 축선

θ1 ; 입사각, θ2 ; 반사각

[특허 문헌 ; 일본국 특개 2000-28537호 공보]

본 발명은, 예를 들면, 액정 디스플레이 등의 FPD(Flat Panel Display)를 제조하기 위한 얇은 투명 기판을 검사하는 외관 검사 장치에 관한 것이다.

종래, 예를 들면, 액정 디스플레이 등의 FPD를 제조하는 마더 유리 기판(이하, 기판이라고 함)은, 외관 검사 장치에 의해 기판 표면에 도포된 레지스트의 막 불균일이나 패턴의 결함, 먼지 등의 부착의 유무 등(이하, 결함이라고 함)이 검사된다. 이 검사는, 기판을 수평인 상태로부터 관찰하기에 적합한 각도(예를 들면 45°)로 경사지게 한 상태에서 기판 표면에 매크로 조명광을 조사하고, 기판으로부터의 반사광을 검사자가 육안으로 관찰하여, 비정상적인 반사광을 검지함으로써 행해진다.

종래의 외관 검사 장치는, 소정 각도로 경사지게 한 기판의 위쪽으로부터 광을 조사하기 위한 매크로 조명부와, 기판에 대한 매크로 조명광의 입사각을 가변하기 위해 회동 가능하게 설치된 기판 지지부를 주된 구성 요소로 하는 것이었다. 이 외관 검사 장치의 매크로 조명부는, 매크로 조명광을 출사하는 광원과, 광원으 로부터 출사된 매크로 조명광을 수속(收束)시키는 프레넬(fresnel) 렌즈와, 이 프레넬 렌즈에 의해 수속된 매크로 조명광을 그대로 투과시키는 투명한 상태, 또는 매크로 조명광을 산란(散亂)시키는 불투명한 상태로 전환되는 액정 산란판으로 구성되어 있다. 이로써, 검사자가 기판으로부터의 반사광을 관찰하여 검사를 행할 때, 매크로 조명광이 결함부에서 난반사되므로, 기판 표면의 결함부를 육안 관찰에 의해 용이하게 관찰할 수 있다. 또, 검사자는, 기판을 관찰에 적합한 각도로 경사지게 함으로써, 기판 표면의 모든 결함을 확실하게 검지하는 것이 가능하게 된다(예를 들면, 상기 특허 문헌 참조).

그러나, 최근, 예를 들면, 액정 디스플레이 등 FPD의 대형화에 따라 FPD를 제조하는 마더 유리 기판도 대형화되고, 2000mm를 초과하는 것이 출현하고 있다. 이와 같은 대형의 마더 유리 기판을 상기의 외관 검사 장치에 의해 검사하는 경우에는, 외관 검사 장치의 매크로 조명부나 기판 지지부를 기판 사이즈에 따라서, 크게 할 필요가 생긴다. 또, 기판 지지부를 45°로 경사지게 하여 위쪽으로부터 매크로 조명광을 조사하여 육안으로 관찰하면, 기판의 상부 측 또는 하부 측이 검사자에게서 먼 곳으로 멀어지므로, 이 기판의 검사가 곤란하게 된다.

이 대책으로서, 기판 지지부를 소정 각도로 경사지게 한 상태로 상하 이동시키는 기구를 설치하여, 기판의 상부 측 또는 하부 측을 검사자의 눈의 높이로 되는 시야 범위로 이동시키는 것도 고려된다. 그러나, 이와 같이 기판 지지부를 경사지게 한 상태에서 상하 방향으로 이동시켜도, 기판 지지부가 45°로 경사져 있으므 로, 기판 지지부의 대형화에 비례하여 검사자가 육안 관찰에 의해 관찰하는 기판 중앙으로부터 검사자까지의 거리가 멀어져, 여전히 기판의 검사가 곤란해진다. 또, 대형의 기판 지지부를 수평인 상태로부터 소정 각도로 경사지게 하여 상하 방향으로 이동시키면, 기판 지지부의 회동 기구와 상하 이동 기구가 복합해져 외관 검사 장치의 고비용화를 초래하는 원인으로 된다. 또, 기판 지지부를 상하 방향으로 이동시키면서 위쪽으로부터 매크로 조명광을 조사하면, 상하 방향으로 기판 지지부를 이동시키는 큰 스페이스가 필요해지는 동시에, 그 상부에 큰 매크로 조명 장치가 설치되므로, 외관 검사 장치의 높이 치수가 커지고, 예를 들면, 클린룸의 천정의 높이 제한에 의해 외관 검사 장치를 반입할 수 없는 문제가 발생한다.

또, 외관 검사 장치에서는, 육안관찰에 의해 기판 상의 결함을 검출했을 때, 검사자가 기판 가까이서 결함부를 상세하게 관찰하려는 요망이 있다. 그러나, 기판 지지부가 45°로 경사져 있으면 기판이 검사자로부터 먼 곳으로 이격되므로, 검사자가 기판 가까이서 상세 관찰을 행할 수 없는 문제가 있었다. 이 대책으로서 기판 지지부를 수직으로 세워, 검사자 측으로 접근시키는 것이 고려되지만, 기판이 수직으로 상승하면, 기판 표면에 매크로 조명광을 조사할 수 없으므로, 기판을 세우고 있는 동안 결함이 보이지 않게 되어, 그 결함 위치도 잃어 버린다는 문제가 발생한다.

또한, 대형으로 얇은 기판을 배면 측으로부터 백라이트에 의해 조명하여 검사하는 경우에는, 직사각형 프레임형으로 형성된 기판 지지부에 기판의 주위둘레부를 복수 개소에서 흡착 지지하므로, 기판을 45°로 경사지게 했을 때 기판의 자중 에 의해 굴곡이 생겨 검사 정밀도가 저하되어 버리는 문제가 발생한다. 이 대책으로서 기판 지지부의 개구부 내에 기판의 배면 측을 지지하는 복수개의 봉형(棒形)의 지지 부재를 설치하는 것이 고려되지만, 이들 지지 부재에 의해 백라이트로부터의 조명광이 차단되어 버리므로, 지지 부재가 그림자로 되어 기판 전체면을 관찰할 수 없게 된다는 문제가 발생한다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여, 대형의 기판을 검사하는 경우에도, 장치의 대형화를 억제하고, 검사자가 기판 가까이서 관찰 가능한 외관 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 이하의 수단을 제공하고 있다.

본 발명은, 투명한 기판에 매크로 조명광을 조사하여 육안관찰에 의해 검사하는 외관 검사 장치에 있어서,

상기 기판을 대략 수직으로 지지하는 기판 지지부와,

상기 기판 지지부에 상기 기판을 대략 수직으로 지지한 상태에서, 상기 기판을 육안 검사하는 검사자에 대해 가로 방향으로부터 상기 기판면에 대하여 소정의 입사 각도로 상기 매크로 조명광을 조사하는 매크로 조명부와,

상기 기판 지지부와 상기 매크로 조명부를 상기 기판면에 대하여 상대적으로 이차원 이동시키는 구동 수단

을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 외관 검사 장치에 의하면, 대략 수직으로 세운 기판 지지부에 대 하여, 매크로 조명부와 관찰대를 이차원 방향으로 이동시킴으로써, 기판의 표면(기판면)에 대하여 매크로 조사 위치를 바꾸면서 기판 전체면을 검사자에 의해 육안관찰 검사를 행할 수 있다.

또, 기판이 대략 수직으로 지지되므로, 검사자가 기판 표면 가까이서 관찰을 행할 수 있다. 또, 기판이 대략 수직으로 지지되고 있으므로, 위쪽으로부터 아래쪽으로 흐르는 다운 플로의 혼란이 적어지는 동시에, 기판 표면을 따라 다운 플로가 흐르므로, 먼지 등이 기판 표면에 부착되는 것을 방지할 수 있다.

[발명을 실시하기 위한 바람직한 실시예]

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 관한 외관 검사 장치에 대하여 설명한다.

본 발명의 제1 실시예에 관한 외관 검사 장치 A는, 얇은 투명 기판, 예를 들면, 액정 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD)를 제조하기 위한 직사각형의 마더 유리 기판(2)(이하, 기판이라고 함)의 검사를 행한다. 이 외관 검사 장치 A는, 도 1 내지 도 2에 나타낸 바와 같이, 기판(2)에 부분적으로 매크로 조명광을 조사하는 매크로 조명부(1)와, 매크로 조명부(1)가 설치된 관찰대(3)와, 기판(2)을 대략 수직으로 지지하는 기판 지지부(4)가 주된 구성 요소로 되어 있다. 여기서, 대략 수직이란, 외관 검사 장치 A가 설치되는 대략 수평인 설치면(5)에 대한 기판(2)의 축선 O1 또는 기판(2)의 표면(기판면)(2a)에 따르는 면의 교차각이 80°내지 90°로 되는 상태를 의미하고, 바람직하게는 85°로 되는 상태를 의미한다. 또, 본 실시예에서는, 대략 수직을 상기 교차각이 85°인 것으로 하여 설명을 행한 다.

매크로 조명부(1)는, 광원(1a)과, 광원(1a)으로부터 출사되는 조명광을 수속 시켜 기판(2)의 표면(2a)에 조사하는, 예를 들면, 프레넬 렌즈 등의 수속 렌즈(1b)와, 수속 렌즈(1b)에 의해 수속된 매크로 조명광을 투과시키는 투명 상태 및 매크로 조명광을 산란시키는 불투명 상태로 전환되는 액정 산란판(1c)과, 이들을 1개에 수납하는 상자형의 램프 하우스(1d)로 구성되어 있다. 광원(1a)은, 메탈 할라이드 램프나 LED 또는 나트륨 램프로 구성해도 되고, 수속 렌즈(1b)는, 볼록 렌즈나 1개의 프레넬 렌즈 또는 평행광과 수속광으로 성형하는 2개의 프레넬 렌즈로 구성해도 된다. 또, 매크로 조명부(1)는, 형광등이나 LED를 이차원 평면에 배치하고, 출사 측에 산란판을 설치한 면광원이라도 된다. 매크로 조명부(1)는, 램프 하우스(1d)의 하면(1e)이 원기둥형의 지지대(6) 상에 회전 가능하게 지지되어 있고, 이 지지 대(6)의 하단이 관찰대(3)에 고정되어 있다. 이 매크로 조명부(1)는, 기판 상에 대략 수직인 85°로 유지된 상태에서, 이 기판(2)을 육안관찰에 의해 관찰하는 검사자에 대해 가로 방향으로부터 매크로 조명광을 조사하는 위치에 배치되어 있다. 지지대(6)에는, 예를 들면, 모터 등의 구동 수단이 장착되고, 도 5에 나타낸 바와 같이 램프 하우스(1d)가 기판(2)의 수직 방향 Z에 평행하는 축선 O3 주위에 회동 가능하다. 이 램프 하우스(1d)는, 기판(2)에서 반사하는 조명광의 반사각도 θ2가 검사자의 육안관찰에 적합한 각도로 되도록 램프 하우스(1d)를 좌우로 회전시키고, 조명광의 광축 O2가 기판(2)에 대하여 입사각 θ1으로 되도록 설정된다. 또한, 램프 하우스(1d)는, 기판(2) 측으로 향하는 측면에 개구부(1f)가 형성되어 있고, 이 개구부(1f)에 수속 렌즈(1b)와 액정 산란판(1c)이 장착되고, 그 후방에 광원(1a)이 배치되어 있다.

기판 지지부(4)는, 투과 조명이 가능하게 직사각형 프레임의 개구부를 형성한 직사각형 프레임부(4a)와, 이 직사각형 프레임부(4a)를 수직으로 지지하는 지지대(4b)로 구성되어 있다. 직사각형 프레임부(4a)의 개구부의 주위둘레에는, 기판(2)의 주위둘레부의 배면을 흡착 지지하는 흡착 패드(4c)가 분산 배치되고, 각 흡착 패드(4c)는 배관을 통하여 도시하지 않은 진공 펌프에 접속되어 있다. 이 경우, 기판이 흡착 패드로부터 벗어나지 않도록 각 흡착 패드(4c)에 대향시켜 기판 표면 측으로부터 가압하는 클램프를 설치한다. 또, 직사각형 프레임부(4a)의 표면(4e)에는, 수직 방향 Z의 하부 측(4f)에 적어도 2개, 한쪽의 측방 측(4g)에 적어도 1개의 기판 위치 결정 부재로서 예를 들면, 원기둥 봉형의 위치결정핀(4h)이 장착되어 있다. 이 위치결정핀(4h)은, 직사각형 박판형(薄板形)의 기판(2)을 기판 지지부(4)에 지지시킬 때, 기판(2)의 하단(2b) 및 측단(2c)을 맞닿게 하여 기준 위치에 설치하기 위한 것이다. 기판(2)은, 도시하지 않은 다관절 반송 로봇에 의해 수직으로 세운 상태로 기판 지지부(4)에 반입되어 기판(2)을 각 위치 결정핀(4h)에 접촉시킨 상태로 각 흡착 패드(4c)에 의해 흡착되어 기판 지지부(4)에 지지된다. 이 직사각형 프레임부(4a)의 측단(2c) 또는 (2d)에는, 다관절 반송 로봇의 핑거가 삽입 및 인출되는 홈부가 형성되어 있다. 한편, 지지대(4b)는, 그 상면(47)에 직사각형 프레임부(4a)의 하단(4f)이 접속되어, 직사각형 프레임부(4a)를 수직으로 지지하고 있다.

관찰대(3)는, 직사각형 테이블형으로 형성되어 있고, 외관 검사 장치 A의 설치면(5)과 평행하게 설치되어 있다. 관찰대(3)의 아래쪽에는, 관찰대(3)에 평행한 직사각형 테이블형으로 형성된 이동부(3b)가 설치되어 있고, 관찰대(3)와 이동부(3b) 사이에는, 관찰대(3)를 상하 이동 가능하게 하는 예를 들면, 유압 잭 등의 상하 이동 구동 수단(3c)이 설치되어 있다. 외관 검사 장치 A가 설치되는 설치면(5)에는, 2개의 평행한 궤도부(3d)가 설치되고, 이동부(3b)에는, 궤도부(3d) 상을 주행하여 이동부(3b)를 좌우의 수평 방향으로 이동시키는 수평 구동 수단(3e)이 장착되어 있다. 수평 구동 수단(3e)은, 예를 들면, 리니어 모터로 구성할 수 있고, 궤도부(3d)를 리니어 모터가 주행하는 리니어 가이드로 구성할 수 있다. 이로써, 관찰대(3)와 매크로 조명부(1)는, 이동부(3b)에 의해 궤도부(3d) 상을 수평 방향 X로 이동 가능하게 되는 동시에, 상하 이동 구동 수단(3c)에 의해 수직 방향 Z에 상하 이동 가능하게 되어 있고, 기판 지지부(4)에 대하여, 기판(2)의 표면(2a)에 따르는 수평 방향 X 및 수직 방향 Z로 서로 대향하여 이동 가능하도록 되어 있다.

그 다음에, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 상기의 구성으로 이루어지는 외관 검사 장치 A를 사용하여 기판(2)의 검사를 행하는 방법에 대하여 설명한다.

처음에, 예를 들면, 도시하지 않은 다관절 반송 로봇을 사용하여 기판(2)을 수직으로 지지한 상태로 기판 지지부(4)까지 반송한다. 기판 지지부(4)의 표면(4e)에 따르도록 기판(2)을 85°경사지게 반송하면서, 기판(2)의 하단(2b) 및 한쪽의 측단(2c)을 기판 지지부(4)에 설치된 위치결정핀(4h)에 맞닿게 하여 기판(2) 을 기준 위치에 위치결정한다. 기판(2)의 위치 결정이 종료된 단계에서, 도시하지 않은 진공 펌프에 의해 흡인을 개시하고, 위치결정된 기판(2)의 배면(2e)의 주위둘레부를 기판 지지부(4)의 복수개의 흡착 패드(4c)에 의해 흡착시켜 유지한다. 이 흡착 동작과 동시에 도시하지 않은 클램프에 의해 기판(2)을 각 흡착 패드(4c)에 가압한다. 이로써, 기판(2)은 기판 지지부(4)의 기준 위치에 수직 상태로 지지되게 된다.

이 때 관찰대(3)는, 도 3에 나타낸 초기 위치에 대기하고, 매크로 조명부(1)에 의해 매크로 조명광이 기판(2)의 다른쪽의 측단(2d) 측을 조사한다. 검사자(7)가, 수속된 매크로 조명광에 의한 매크로 관찰을 행할 때는, 수속 렌즈(1b)에 의해 수속된 매크로 조명광을 기판(2)의 표면(2a)을 향해 조사하고, 기판(2)의 표면(2a)에서 반사한 매크로 조명광의 광속 직경으로부터 벗어난 위치에 눈의 위치가 오도록 세우고, 기판(2)의 표면(2a)을 육안으로 관찰하고 검사를 개시한다. 매크로 조명부(1)에 의해 조사된 매크로 조명광은, 기판(2) 일부의 범위에 조사된다. 검사자(7)는, 원격 조작부를 조작하여 매크로 조명부(1)를 육안관찰에 적합한 입사 각도 θ1으로 설정한 상태에서, 매크로 조명광이 조사되고 있는 기판(2)의 표면(2a)을 육안관찰하면서 표면(2)의 결함부를 검출한다. 이 때, 매크로 조명부(1)를 미소한 각도로 좌우방향으로 요동시킴으로써, 매크로 조명광의 입사 각도를 고정한 상태에서는 보기 어려웠던 결함부가, 결함부에 대한 반사 조건을 변경함으로써 용이하게 보여지게 된다.

그 다음에, 도 3 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 관찰대(3)를 궤도부(3d) 상 에서 수평 방향 X로 이동하면서, 검사자(7)는 전술한 바와 마찬가지로 차례로 기판(2)의 표면(2a)을 관찰한다. 이 육안관찰 중에 기판(2)의 표면(2a)에 결함부를 확인한 경우에는, 관찰대(3)의 이동을 정지하고, 필요에 따라 기판(2)의 표면(2a) 가까이서 상세 관찰을 행한다. 이 상세 관찰은, 육안관찰에 의해 직접적으로 관찰해도 되고, 또한 도시하지 않은 실체 현미경을 사용하여 확대 관찰해도 된다. 검사자(7)는, 결함과 판단한 결함의 위치 좌표를, 예를 들면, 레이저 포인터나 실체 현미경 등을 사용하여 취득한다. 이와 같이, 검사 도중에 결함부가 확인된 경우에는, 관찰대(3)의 이동의 정지와 동시에, 상세 관찰, 위치 좌표의 취득을 차례로 행하여 간다.

매크로 조명부(1)로부터 조사되는 매크로 조명광이 기판(2)의 한쪽의 측단(2c)까지 도달했으면, 관찰대(3)를 상하 이동 구동 수단(3c)에 의해 상승시켜, 기판(2)의 검사되어 있지 않은 부분에 광의 조사 위치를 이동시키고, 상기와 마찬가지의 조작을 행한다. 차례로 관찰대(3)를 수직 방향 Z과 수평 방향 X로 이동함으로써 기판(2)의 전체면(2a)의 검사를 실시한다. 또, 필요에 따라서, 액정 산란판(1c)을 투명한 상태로부터 산란시키는 불투명 상태로 전환하여, 매크로 조명부(1)로부터 조사된 매크로 조명광을 균일한 샤카스 조명(면조명)으로 변환하여, 상기와 마찬가지로 기판(2)의 표면(2a)을 이차원적으로 조사하여, 기판(2)의 표면(2a)을 육안관찰한다.

따라서, 상기의 외관 검사 장치 A에 의하면, 기판 지지부(4) 및 수직으로 지지된 기판(2)에 대하여, 매크로 조명부(1)와 관찰대(3)를 수직 방향 Z 및 수평 방 향 X의 이차원 방향으로 이동시킬 수 있어, 기판(2)의 단변(短邊)의 사이즈가 2000mm를 초과하는, 예를 들면, 2160mm×2400mm, 2400mm×2800mm의 대형화된 기판(2)이라도, 이 대형 기판(2)의 전체면에 대하여 매크로 조명광을 주사(走査)시켜 육안관찰하는 것이 가능해져, 수직으로 세워진 기판(2)에 대하여 관찰대(3)를 평행으로 이차원 방향으로 이동시킴으로써, 항상 기판(2)에 대하여 근접한 상태로 육안관찰할 수 있어, 육안관찰 검사의 정밀도를 높일 수 있다.

이와 동시에, 결함부가 육안관찰에 의해 확인된 경우에, 기판(2) 가까이서 상세 관찰을 용이하게 행할 수 있고, 또한 육안관찰 검사의 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 검사자(7)가 기판(2) 가까이서 상세 관찰하는 경우에 있어서, 수직으로 세워진 기판(2)의 표면을 따라 다운 플로가 흐르기 때문에, 검사자(7)가 기판(2)에 가까워져도, 기판(2)의 표면(2a)에 먼지 등을 떨어뜨리는 일 없이 상세 관찰을 행할 수 있다.

또, 상기의 외관 검사 장치 A에 의하면, 종래의 외관 검사 장치와 같이 기판 지지부(4)를 소정 각도로 경사지게 하거나, 미소한 각도로 요동시킬 필요가 없다. 매크로 조명부(1)와 검사자(7)를 태우는 관찰대(3)를 기판(2)의 표면(2a)에 대하여 수직 방향 Z과 수평 방향 X로 이동 가능하게 함으로써, 간단한 구성으로 큰 기판(2)을 검사할 수 있으므로, 외관 검사 장치 A의 비용의 저감을 도모할 수 있다. 또, 종래의 외관 검사 장치의 경우에는, 기판(2)의 받아건넴을 위해 기판 지지부를 수평으로 되돌릴 필요가 있어, 이 기판 지지부를 수평으로 하기 위한 스페이스가 기판 사이즈에 비례해 커지게 된다. 이에 대하여, 상기의 외관 검사 장치 A에 의 하면, 설치면(5)에 대하여 기판 지지부(4)를 수직으로 설치함으로써, 종래의 외관 검사 장치에 비해 설치 면적을 매우 작게 할 수 있고, 또한 기판 지지부(4)를 상하 방향으로 이동시키는 필요가 없게 되므로, 장치의 높이 치수를 낮게 억제하여 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

또, 종래의 외관 검사 장치에서는, 기판이 대형화되었을 때, 기판 지지부를 상하 방향으로 이동시킬 필요가 있고, 또한 기판 지지부의 위쪽에 매크로 조명 장치가 탑재되는 동시에, 기판의 반입의 패스 라인도 예를 들면, 1500mm로 높아지므로, 2OOOmm를 초과하도록 한 대형화 기판을 검사하는 경우에는, 외관 검사 장치의 높이가 클린룸의 천정보다 높아져 클린룸에 반입할 수 없게 된다. 이에 대하여, 상기의 외관 검사 장치 A에 의하면, 설치면(5)에 기판 지지부(4)를 수직으로 세워, 이 기판 지지부(4)와 평행하게 매크로 조명부(1)를 이동시킴으로써, 외관 검사 장치 A의 높이 치수를 종래의 외관 검사 장치에 비해 낮게 할 수 있고, 클린룸의 천정을 높게 하지 않아도 용이하게 클린룸에 반입할 수 있다.

또한, 상기의 외관 검사 장치 A에 의하면, 기판 지지부(4)에 의해 기판(2)이 수직으로 지지되므로, 다운 플로의 영향을 받지 않게 되는 동시에, 기판(2)을 수평으로 지지한 경우에 비해 중력에 의한 기판(2)의 굴곡이 작아져, 검사 정밀도의 향상을 도모할 수 있다. 이 경우, 기판(2)의 상단을 흡착 패드(4c)에 의해 흡착 지지하는 동시에, 기판(2)을 매다는 것이 가능하도록 기판(2)의 상단 측을 기계적인 척에 의해 파지함으로써, 기판(2)을 중력에 의해 평평하게 펴지도록 할 수 있고, 또한 기판(2)을 기판 지지부(4)에 확실하게 지지할 수 있다.

그리고, 본 발명은, 상기의 제1 실시예에 한정되지 않고, 그 취지를 벗어나지 않는 범위에서 적당히 변경 가능하다. 예를 들면, 관찰대(3)는, 수평 구동 수단(3e)에 의해 수평 방향 X로 이동 가능하게 되고, 상하 이동 구동 수단(3c)에 의해 수직 방향 Z로 이동 가능하게 되는 구성으로 하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 관찰대(3)를 상자형으로 형성한 곤도라로 하고, 이 곤도라를 이차원 이동시키는 구동 수단으로 하여 크레인에 의해 수평 방향 X와 수직 방향 Z의 이차원 방향으로 이동시키도록 해도 된다. 여기서 사용되는 크레인은, 신축 가능한 암의 선단에 곤도라를 항상 수평 자세로 제어 가능한 지지암을 구비한 것이면 된다.

또, 이차원 이동시키는 구동 수단으로서, 수직으로 세워진 기판 지지부(4)의 위쪽과 아래쪽에 평행하게 한쌍의 X 가이드를 설치하고, 이들 X 가이드를 따라 자주(自走)하는 Z 가이드를 매크로 조명부(1)의 매크로 조명광에 조사 영역의 폭보다 약간 넓은 간격으로 평행하게 설치하고, 관찰대(3)로 되는 상자형으로 형성한 곤도라를 한쌍의 Z 가이드를 따라 수직 방향 Z로 자주 가능하게 설치하고, 이 곤도라를 기판 지지부(4)의 면 내에 평행으로 이차원 방향으로 이동시키도록 해도 된다.

또, 관찰대(3)(곤도라)와 매크로 조명부(1)는, 기판 지지부(4)에 대하여 수직 방향 Z과 수평 방향 X로 이동되는 것에 더하여, 기판(2)의 표면(2a)에 직교하는 방향(Y 방향)으로 이동 가능하게 되어 있어도 되는 것이다. 이 경우, 곤도라는, 주위를 벽에서 둘러싼 상자로 형성되고, 그 내부에 시트 벨트를 구비한 좌석이 설치되어 있다. 이 곤도라의 한쪽의 측벽에는 검사자가 승하차하는 도어가 설치되고, 다른 쪽의 측벽에는 매크로 조명부(1)가 회동 가능하게 설치된다. 또, 매크로 조명부(1)는, 곤도라 내에 설치할 수 있지만, 이 경우, 기판 지지부(4)와 대치하는 앞벽에 매크로 조명부(1)가 소정 각도의 범위로 회동할 수 있는 정도의 개구부를 형성할 필요가 있다.

또, 상기의 실시예에서는, 기판(2)을 지지하는 기판 지지부(4)가 흡착 수단과 복수개의 흡착 패드(4c)를 구비하고, 기판(2)을 흡착 지지하는 구성으로 하고 있지만, 이것에 한정될 필요는 없다. 예를 들면, 기판 지지부(4)는, 기판(2)의 단부를 클램프에 의해 파지함으로써 기판(2)이 지지되도록 해도 되고, 기판 지지부(4)에 의한 기판(2)의 지지 방법은 한정되지 않는다.

또, 상기의 실시예에서는, 기판 지지부(4)는 수직으로 고정되어 있는 것으로 하였으나, 예를 들면, 수평 상태로 기판(2)이 반입되어 이것을 지지하고, 검사시에 수직 상태로 이동되는 기도(起倒) 가능한 구성으로 되어도 된다. 이 기판 지지부(4)를 수평 자세로부터 수직 자세로 회전 가능하게 설치한 경우, 장치의 설치 스페이스는 기판 사이즈에 비례해 커지게 되지만, 종래의 외관 검사 장치와 같이 기판 지지부(4)를 상하 방향으로 이동시킬 필요가 없고, 또한 위쪽에 대형의 매크로 조명 장치를 설치할 필요가 없어지므로, 외관 검사 장치 A의 높이 치수를 종래의 외관 검사 장치에 비해 낮게 할 수 있어, 클린룸의 천정을 높게 하지 않아도 용이하게 클린룸에 반입할 수 있다.

또, 상기의 실시예에서는, 관찰대(3)를 수평 구동 수단(3e)에 의해 수평 방향 X로 이동 가능하게 하고, 상하 이동 구동 수단(3c)에 의해 수직 방향 Z로 이동 가능하게 하는 구성으로 하였으나, 관찰대(3)를 상하 이동 구동 수단(3c)에 의해 수직 방향 Z로 이동 가능하게 하고, 기판 지지부(4)를 수평 구동 수단(3e)에 의해 수평 방향 X로 이동 가능하게 하는 구성으로 해도 된다. 이 기판 지지부(4)를 수평 방향 X로 이동 가능하게 한 경우, 장치의 폭치수는 기판 사이즈의 2배 정도로 길어지지만, 깊이 치수는 종래의 외관 검사 장치에 비해 얇게 할 수 있어, 종래의 외관 검사 장치와 같이 기판 지지부(4)를 상하 방향으로 이동시킬 필요가 없어지므로, 외관 검사 장치 A의 높이 치수를 종래의 외관 검사 장치에 비해 낮게 할 수 있어, 클린룸의 천정을 높게 하지 않아도 용이하게 클린룸에 반입할 수 있다.

또한, 기판 지지부(4)를 사이로 하여 관찰대(3)와 대향하는 기판(2)의 배면(2e) 측에, 예를 들면, 형광등 등의 투과 조명용의 면광원(백라이트)을 설치하고, 이 광원에 의해 기판(2)의 배면(2e)을 조사하여, 그 투과광을 관찰 가능한 구성으로 해도 된다.

또한, 매크로 조명부(1)는, 지지부(6)의 축선 O3 주위에 회동 가능하게 되도록 구성하였지만, 이 축선 O3에 직교하는 축선을 중심으로 회동 가능하게 하고, 매크로 조명부(1)를 좌우 방향과 상하 방향으로 자유롭게 헤드스윙 가능하도록 해도 된다.

그 다음에, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예의 설명에 있어서는, 제1 실시예에 관한 외관 검사 장치 A와 공통되는 구성에 대하여는 동일 부호를 부여하고, 그 상세에 대한 설명을 생략한다.

본 발명의 제2 실시예에 관한 외관 검사 장치 B는, 제1 실시예와 마찬가지로, 기판(2)에 부분적으로 매크로 조명광을 조사하는 매크로 조명부(1)와, 매크로 조명부(1)가 설치된 관찰대(3)와, 기판(2)을 대략 수직으로 지지하는 기판 지지부(4)를 구비한다. 제1 실시예와 다른 부분은, 관찰대(3)이며, 그 일단부(3g)가 기판 지지부(4)의 배면(4d)을 향하여, 같은 수평 높이로 기판 지지부(4)를 포함하도록 연장되어 있다. 그리고, 이차원 이동시키는 구동 수단으로서는, 관찰대(3)를 수평 방향 X로 이동시키는 수평 구동 수단과, 기판 지지부(4)를 수직 방향 Z로 이동시키는 상하 이동 수단에 의해 구성해도 된다.

그 다음에, 상기의 구성으로 이루어지는 외관 검사 장치 B를 사용하여 기판(2)의 검사를 행하는 방법에 대하여 설명한다.

제1 실시예와 마찬가지로, 검사자(7)는, 기판(2)의 표면(2a)에 매크로 조명광을 조사하여 육안관찰한다. 기판(2)의 표면의 검사를 끝낸 단계에서, 검사자(7)는, 관찰대(3)의 연장부(3h)를 통하여, 기판(2)의 배면(2e) 측으로 이동한다. 검사자(7)가 이동한 단계에서, 기판(2)의 표면(2a)으로부터 매크로 조명광을 조사하고, 기판(2)을 투과한 투과광에 의해 기판(2)의 검사를 행한다. 이 경우, 매크로 조명부(1)의 액정 산란판(1c)을 투명한 상태로부터 산란시키는 불투명 상태로 전환하여, 매크로 조명부(1)로부터 조사된 매크로 조명광을 균일한 면조명으로 변환하여 백라이트로서 사용할 수 있다. 또, 액정 산란판(1c)을 투명한 상태로 전환하여, 매크로 조명부(1)로부터의 조명광을 수속시킨 상태로 조사해도 된다.

따라서, 상기의 외관 검사 장치 B에 의하면, 기판 지지부(4)에 의해 기판(2)이 수직으로 지지되어 있으므로, 기판 지지부(4)의 배면(4d) 측에 관찰대(3)를 연장시킬 수 있다. 이로써, 검사자(7)는, 간단하게 기판(2)의 배면(2e) 측으로 이동 할 수 있어, 기판(2)에 조사되는 매크로 조명광의 반사광과 투과광의 양쪽에 의한 기판(2) 검사를 행하는 것이 가능해진다. 따라서, 기판(2)의 고정밀의 외관 검사를 행하는 것이 가능해진다.

그리고, 본 발명은, 상기의 제1 또는 제2 실시예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 각 실시예에서는, 기판 지지부를 수직으로 고정하거나, 기판 지지부를 수직으로 하여 수평 방향 X로 이동시키는 구성으로 하였으나, 이에 한정되지 않고, 관찰대를 이차원 방향으로 이동시키는 구동 수단으로서, 기판 지지부를 수직으로 하여 수직 방향 Z로 이동시키는 동시에, 매크로 조명부를 수평 방향 X로 이동시키는 구성으로 해도 된다. 또, 상기의 각 실시예에서는, 매크로 조명부(1)를, 수직으로 세워진 기판(2)의 표면 측에 배치한 예를 나타냈으나, 기판의 배면 측에 매크로 조명부와 관찰대를 배치해도 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 외관 검사 장치에 의하면, 대략 수직으로 세운 기판 지지부에 대하여, 매크로 조명부와 관찰대를 이차원 방향으로 이동시킴으로써, 기판의 표면(기판면)에 대하여 매크로 조사 위치를 바꾸면서 기판 전체면을 검사자에 의해 육안관찰 검사를 행할 수 있다.

또, 기판이 대략 수직으로 지지되므로, 검사자가 기판 표면 가까이서 관찰을 행할 수 있다. 또, 기판이 대략 수직으로 지지되고 있으므로, 위쪽으로부터 아래쪽에 흐르는 다운 플로의 혼란이 적어지는 동시에, 기판 표면을 따라 다운 플로가 흐르므로, 먼지 등이 기판 표면에 부착되는 것을 방지할 수 있다.

Claims

투명한 기판에 매크로 조명광을 조사(照射)하여 육안관찰에 의해 검사하는 외관 검사 장치에 있어서,

상기 기판을 대략 수직으로 지지하는 기판 지지부와,

상기 기판 지지부에 상기 기판을 대략 수직으로 지지한 상태에서, 상기 기판을 육안관찰 검사하는 검사자에 대해 가로 방향으로부터 상기 기판면에 대하여 소정의 입사 각도로 상기 매크로 조명광을 조사하는 매크로 조명부와,

상기 기판 지지부와 상기 매크로 조명부를 상기 기판면에 대하여 상대적으로 이차원 이동시키는 구동 수단

을 구비한 외관 검사 장치.
제1항에 있어서,

상기 매크로 조명부는 상기 검사자가 상기 기판을 관찰하기 위한 관찰대에 설치되고,

상기 구동 수단은 상기 관찰대를 상기 기판의 표면과 평행한 수직면 내에서 이차원 방향으로 이동시키고, 상기 매크로 조명부를 상기 기판면에 대하여 이차원 이동시키는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
제2항에 있어서,

상기 구동 수단은 상기 관찰대를 수평 방향 X로 이동시키는 수평 구동 수단과, 상기 관찰대를 수직 방향 Z로 이동시키는 상하 이동 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
제2항에 있어서,

상기 구동 수단은, 상기 관찰대를 수평 방향 X와 수직 방향 Z의 이차원 방향으로 이동시키고, 상기 관찰대를 수평 자세로 제어 가능한 크레인으로 이루어진 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
제2항에 있어서,

상기 구동 수단은, 수직으로 세워진 상기 기판 지지부의 위쪽과 아래쪽에 평행하게 설치된 한쌍의 X 가이드와, 이들 X 가이드를 따라 이동하는 Z 가이드를 가지고, 상기 관찰대가 상기 Z 가이드를 따라 수직 방향 Z로 이동 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
제1항에 있어서,

상기 구동 수단은 상기 기판 지지부를 수직 방향 Z로 이동시키고, 상기 매크로 조명부를 수평 방향 X로 이동시키는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
제1항에 있어서,

상기 구동 수단은 상기 기판 지지부를 수평 방향 X로 이동시키고, 상기 매크로 조명부를 수직 방향 Z로 이동시키는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 관찰대는 내부에 시트 벨트를 구비한 좌석을 설치한 상자형으로 형성되고, 그 측벽에 상기 매크로 조명부가 회동 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 매크로 조명부는 상기 매크로 조명광을 상기 기판면에 대하여 임의의 입사 각도로 조정할 수 있도록 회동 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
제1항에 있어서,

상기 투명한 기판은 직사각형의 유리 기판으로 이루어지고,

상기 기판 지지부는, 투과 조명 가능한 직사각형 프레임의 개구부가 형성된 직사각형 프레임부와, 상기 개구부의 주위둘레를 따라 분산 배치되어 상기 유리 기판의 배면을 흡착 지지하는 흡착 패드와, 이들 흡착 패드와 대향하여 설치되어 상기 유리 기판을 표면 측으로부터 가압하는 클램프를 가지는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
제1항에 있어서,

상기 투명한 기판은 직사각형의 유리 기판으로 이루어지고,

상기 기판 지지부는 투과 조명 가능한 직사각형 프레임의 개구부가 형성된 직사각형 프레임부를 가지고,

상기 개구부에 지지되는 상기 유리 기판의 배면 측에 투과 조명용의 면광원이 설치된 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
제1항에 있어서,

상기 매크로 조명부는, 검사자가 상기 기판의 표면측과 배면 측을 관찰하기 위해 이동 가능하게 상기 기판 지지부의 표면 측으로부터 배면 측을 포함하도록 연장된 관찰대에 설치되고,

상기 구동 수단은 상기 관찰대를 수평 방향 X로 이동시키는 수평 구동 수단과, 상기 관찰대를 수직 방향 Z로 이동시키는 상하 이동 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
제1항에 있어서,

상기 매크로 조명부는, 검사자가 상기 기판의 표면측과 배면 측을 관찰하기 위해 이동 가능하게 상기 기판 지지부의 표면 측으로부터 배면 측을 포함하도록 연장된 관찰대에 설치되고,

상기 구동 수단은 상기 관찰대를 수평 방향 X로 이동시키는 수평 구동 수단과, 상기 기판 지지부를 수직 방향 Z로 이동시키는 상하 이동 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.