JP2008039444A

JP2008039444A - 異物検査方法及び異物検査装置

Info

Publication number: JP2008039444A
Application number: JP2006210516A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Tanii; 清谷井
Original assignee: Technos Co Ltd
Current assignee: Technos Co Ltd
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2006-08-02
Publication date: 2008-02-21

Abstract

【課題】異物検査方法及び異物検査装置に関し、大型基板表面の１００μｍサイズの異物を精度良く検出する。
【解決手段】光源からのレーザビーム２を被測定対象の基板１の表面に対し、レーザビーム２の光軸方向においてレーザビーム２が基板１の前端から後端までを照射するように光軸を基板１の表面に平行な方向から傾斜させて照射し、レーザビーム２と基板１を相対的に移動させながら基板１からの反射光３に含まれる散乱光成分をイメージセンサ７で撮像し、取得した画像における２次元光量パターンの変動から異物を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は異物検査方法及び異物検査装置に関するものであり、例えば、大型液晶表示装置等の製造工程において、平板基板上に薄膜を塗布或いは成膜する際に、基板表面に存在する異物をインラインで精度良く検査するための構成に特徴のある異物検査方法及び異物検査装置に関するものである。

半導体装置や液晶表示装置等の製造工程においては、フォトレジストの塗布工程或いは各種の薄膜の成膜工程等の多数の薄膜の形成工程を必要としているが、このような薄膜の形成工程においては、基板表面に異物が存在した場合に、塗布装置に障害をもたらしたり或いは成膜後の製品に不良を発生させる原因になるため、異物の有無を検査する必要がある。

従来、この様な基板表面の異物の有無を検査する方法としては、例えば、基板に蛍光灯等の線状光源を照射し、その反射光と乱反射光とをテレビカメラで取得し、取得した画像における各画素の光強度をある基準値で２値化し、２値化した乱反射光の面積、即ち、乱反射光の光強度を求めることによって基板表面の異物や傷等の表面欠陥の検査を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

或いは、基板の表面に対して平行にレーザ光を照射し、基板を挟んで対面に設けたレーザ反射装置で反射させた反射光を光検出器で検出し、異物等によるレーザ光の屈折や吸収による反射光の強度の減衰の程度を測定することによって異物の検出を行うことも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、基板の表面に対して平行にレーザ光を横方向にスキャンニングしながら照射し、基板を挟んで対面に設けた光検出器で検出し、異物等によるレーザ光の屈折や吸収による減衰の程度を測定することによって異物の検出を行うことも提案されている（例えば、特許文献３参照）。

また、この提案では、基板を９０°回転させて２度の検査を行うこと、及び、異物が検出された場合には、検出箇所にエアガンで空気を吹きつけて異物を除去したのち再検査を行うことも提案されている。
特開昭６１−２８３８５７号公報特開２００６−１０５９７６号公報特開２０００−２３０９１０号公報

しかしながら、上記各提案では、現世代或いは次世代の大型フラットパネルディスプレイに用いられる大型基板の表面に付着した異物の検出は困難であるという問題があるので、この事情を図１４を参照して説明する。

図１４参照
図１４は、受光強度の空間分布の概念的説明図であり、異物が光検出器に近い場合には、受光した光源光像６１の中に異物の影６２を確認することができ異物は受光強度の減少として検出可能であるが、異物が光検出器に遠い場合には、上記影の部分には回折光が回り込むため、受光した光源光像６１の中に異物の影６３を殆ど確認することができなくなり、受光強度の減少割合は非常に小さくなる。

この様な傾向は、レーザ光源と光検出器の距離が長いほど、即ち、基板が大型化するほど顕著になり、特に、現在、ガラス基板上にレジストを塗布する工程において要求されている１００μｍのサイズの微少異物を確実に検出することはできないという問題がある。

例えば、基板の表面に１００μｍサイズの異物が存在すると、基板の表面と塗布装置のノズルとの間隔が１００μｍ程度に設定されているため、ノズルと異物とが接触してノズルが破損する虞がある。

また、上記の特許文献２または特許文献３においては、レーザビームが異物を通過した場合の光量減少を、通過前と通過後の光量を比較して検出することを原理としているが、基板が大型化して光検出器から２〜３ｍ離れた位置に１００μｍの異物があるような場合には、光量の減少割合は非常に僅かであり、異物を確実に検出することはできないという問題がある。

この場合、異物を検出するために、２値化のための基準値を小さくすると、ノイズの影響が大きくなって、異物が存在しない場合にも異物が検出されたと判定されることが増え、スループットが大幅に低下するという問題が発生する。

さらに、上述の特許文献１では、乱反射光の光量を直接測定して異物を検出することを原理としているが、この場合、基板サイズが大きくなると、その全幅をカメラの視野に収めることができなくなるので、多数のカメラを並列に配置するなど装置の構成が非常に複雑になるという問題がある。

したがって、本発明は、大型基板表面の１００μｍサイズの異物を精度良く検出することを目的とする。

図１は、本発明の原理的構成の説明図であり、ここで、図１を参照して本発明における課題を解決するための手段を説明する。
なお、図における符号５は、直射光である。
図１参照
（１）上記の目的を達成するため、本発明は、異物検査方法において、光源からのレーザビーム２を被測定対象の基板１の表面に対し、レーザビーム２の光軸方向においてレーザビーム２が基板１の前端から後端までを照射するように光軸を基板１の表面に平行な方向から傾斜させて照射し、レーザビーム２と基板１を相対的に移動させながら基板１からの反射光４をイメージセンサ７で撮像し、取得した画像における２次元光量パターンの変動から異物３を検出することを特徴とする。

異物３による光量の減少割合は非常に僅かであるが、本発明者の鋭意研究の結果、大型基板１の場合にも取得した画像における２次元光量パターンの変動は充分な精度で検出することができるのを確認したので、取得した画像における２次元光量パターンの変動を検出することによって異物３の有無を精度良く判定することができる。

この場合、基板１からの反射光４の内の直接反射光成分は、含まれる異物情報量が少ないだけでなく、全体光量が大きいために検出ダイナミックレンジが狭くなってしまうが、反射光４に含まれる異物３に起因する散乱光成分を用いることによって、検出ダイナミックレンジを広くすることができる。

（２）また、本発明は、上記（１）において、レーザビーム２として、レーザビーム２の基板１の表面に対する縦軸を横軸より大きな縦長のレーザビーム２を用いたことを特徴とする。

このように、縦長のレーザビーム２を用いることにより基板１の前端から後端までレーザビーム２を当てる際に、全体の光量を小さくすることができ、それによって全光量に対する変動量が大きくなり、小さい異物３に対する検出性能を向上することができる。

（３）また、本発明は、上記（１）または（２）において、取得した画像における２次元光量パターンの変動から異物３を検出する工程が、取得した画像の内、隣接する前後の画像から画素ごとに光強度の差分を取り差分画像を形成する工程、隣接する差分画像から画素ごとの最大値画像を形成する工程、最大値画像から所定以上の値を有する画素を計数する工程からなることを特徴とする。

このように、異物判定工程において、従来の移動体検出アルゴリズムを用いるとともに、最大値画像から所定以上の値を有する画素を計数する工程を加えることによって、基板表面の異物３の判定を精度良く行うことができる。
なお、最大値画像から所定以上の値を有する画素を計数する工程を、最大値画像を２値化した画像を作成する工程、及び、２値化した処理画像から白点の画素を計数する工程の２工程として構成しても良い。

（４）また、本発明は、上記（３）において、最大値画像から所定以上の値を有する画素を計数する工程において、最大値画像を構成する各画素に対して、対象となる特定の画素に対して隣接する８つの画素と合わせて３×３の範囲内の９つの画素の内の最小値を特定の画素の値とする工程を含むことを特徴とする。

このように、３×３の範囲内の９つの画素の内の最小値を特定の画素の値とする工程、即ち、３×３最小濃度抽出工程を用いることによって、ノイズを除去することが可能になる。

（５）また、本発明は、上記（１）乃至（４）のいずれかにおいて、基板１からの反射光４の内の直接反射光の８０％以上を遮蔽して撮像することを特徴とする。

上述のように、基板１からの反射光４の内の直接反射光成分に含まれる異物情報量が少ないだけでなく、全体光量が大きいために検出ダイナミックレンジが狭くなるので、基板１からの反射光４の内の直接反射光の８０％以上、より好適には９５％以上遮蔽することが望ましく、それによって、異物３に起因する散乱光成分の相対強度が大きくなるので、検出ダイナミックレンジを広くすることができる。

（６）また、本発明は、上記（１）乃至（５）のいずれかにおいて、基板１を第１の方向から異物検査したのち、基板１を第１の方向と略直交する第２の方向から異物検査することを特徴とする。

測定開始時及び測定終了時におけるレーザビーム２の光軸平行な基板１の端部から異物３の存在とは無関係に散乱光が検出されるので、基板１を第１の方向から異物検査したのち、基板１を第１の方向と略直交する第２の方向から異物検査することによって、基板１の端部から散乱光の影響を排除することができる。

（７）また、本発明は、異物検査装置において、被測定対象の基板１の表面に対してレーザビーム２の光軸方向においてレーザビーム２が基板１の前端から後端までを照射するように光軸を基板１の表面に平行な方向から傾斜させて配置した光源と基板１からの反射光４を測定する撮像手段と基板１からの反射光４の内の直接反射光の８０％以上を遮蔽する遮光手段６とからなる異物測定手段、撮像手段により取得した画像における２次元光量パターンの変動から異物３を判定する異物判定手段８とを有するとともに、基板１と異物測定手段とを相対的に移動させる移動手段を備えたことを特徴とする。

このような装置構成を採用することによって、上述の異物検査方法を用いて大型基板１表面の異物３の有無を高スループットで精度良く判定することができる。

本発明によれば、従来の光量減衰による方法では困難であった大型フラットパネルディスプレイ等に用いる大型基板表面の１００μｍサイズの異物の有無を高スループットで精度良く判定することができ、塗布装置等の製造装置の破壊を回避することができるとともに、大型フラットパネルディスプレイ等の低コスト化・高表示品質化が可能になる。

ここで、図２乃至図５を参照して、本発明の実施の形態の異物検査方法を説明する。
図２参照
図２は、本発明の実施の形態に用いる異物検査装置の概念的構成図であり、測定対象となるガラス基板等の被測定基板１１、被測定基板１１を水平に載置・保持する基板載置台１２、基板載置台１２を水平に載置・保持するステージ１３、ステージ１３を一軸方向に移動させるレール１４、被測定基板１１にレーザビーム１６を照射するレーザ光源１５、エリアセンサ型のカメラ１７、カメラ１７の直前に配置した減光フィルタ１８、遮光膜２０を設けたシリンドリカルレンズ１９、カメラ１７の取得画像から異物を判定する画像処理装置２１からなる。

この場合のレーザビーム１６は縦軸が横軸より長い縦長のレーザビームとし、このレーザビーム１６が被測定基板１１の前端から後端までを同時に照射するように光軸を被測定基板１１の表面に対して若干傾斜させ、非常に浅い角度でレーザビーム１６を被測定基板１１の表面に入射させる。

これは、レーザビーム１６が被測定基板１１の前端から後端までを同時に照射するためにはレーザビーム径が大きいほうが有利になるが、レーザビーム径が大きくなると全体の光量も大きくなり検出性能が低下する。
そこで、縦長のレーザビーム１６を用いることによって、全体の光量を少なくして全体の光量に対する変動量を大きくして検出性能を高めるものである。

また、遮光膜２０によって、レーザビーム１６の反射光２２の内の直接反射光成分を８０％以上除去する。
これは、被測定基板１１からの反射光２２の内の直接反射光成分に含まれる異物情報量が少ないだけでなく、全体光量が大きいために検出ダイナミックレンジが狭くなるので、被測定基板１１からの反射光２２の内の直接反射光の８０％以上遮蔽することによって、異物情報の多い散乱光成分の相対強度を大きくし、検出ダイナミックレンジを広くするためである。

図３参照
図３は、反射光強度の空間分布の概念的説明図であり、左図に示すように、異物がカメラに近い場合には、撮像した直接反射光２３の中に異物の影２４を確認することができるが、異物がカメラから遠い場合には、直接反射光２３の中に異物の影２４を殆ど確認することができなくなる。

しかし、いずれの場合にも、直接反射光２３の周辺で検出される散乱光２５は十分検出されるので、この散乱光２５の２次元光量パターンを測定し、その変動により異物を検出するためである。

また、シリンドリカルレンズ１９を用いることによって、異物通過による回折・散乱光をできるだけカメラの撮像範囲に導いている。なお、このシリンドリカルレンズ１９はレーザ光源１５からのレーザビーム１６を線状に収束させるように配置しているので、レーザビーム１６に僅かに含まれる異物情報を含まない放射光は線状に収束され、放射光の影響領域が限定されることになる。

また、ステージ１３は、図示しないモータによって、連続的に移動させ、カメラ１７によって間欠的に撮像する。
また、減光フィルタ１８は２枚の偏光フィルタから構成され、カメラ１７に到達する光量を調整するために設けている。

次に、画像処理装置２１による画像処理方法を図４を参照して説明する。
図４参照
図４は、画像処理方法の概念的説明図であり、ここでは図示を簡単にするために明暗を反転して示している。まず、
（ａ）ステップ的に撮像した撮像画像の内、隣接する画像同士において画像ごとの光強度の差分を取った差分画像を作成する。
この場合、撮像画像における反射光像３１同士の差分を取ることによって＋（差分がプラス値）の差分光像３２と−（差分がマイナス値）の差分光像３３が得られるが、ここでは、−の差分光像３３は光量０に置き換える。

次いで、
（ｂ）互いに隣接する差分画像の論理和を取って最大値画像を作成する。
なお、この（ａ）フレーム間差分＋（ｂ）論理和の工程は、移動体検出アルゴリズムとして公知の手法である（必要ならば、田村秀行著，コンピュータ画像処理，ｐ．２４２，２００２，オーム社刊参照）。

次いで、
（ｃ）最大画像を２値化処理して２値化画像を作成する。
この２値化画像の作成の際に、２値化処理の対象となっている特定の画素３４に対して特定の画素３４を中心とした隣接する画素３５を含む３画素×３画素の範囲の合計９つの画素３４，３５の光強度の内の最小値を求め、求めた最小値を特定の画素３４の光強度とする。
なお、２値化における閾値は、基準となる異物サンプルを用いた実験により、異物サンプルが確実に異物と判定される値に設定する。

最後に、
（ｄ）２値化画像における白点、即ち、２値化において”１”と判定した画素の数を計数し、異物の有無を判定する。
この場合も、どれだけの白点数で異物と判定するかの閾値は、基準となる異物サンプルを用いた実験により、異物サンプルが確実に異物と判定される値に設定する。

次に、図５を参照して、付加的異物検査工程を説明する。
図５参照
図５は、本発明の付加的異物検査工程の説明図であり、まず、被測定基板１１を上述のように一方向に移動させて異物検査を行ったのち、被測定基板１１を９０°回転させて再度同様の異物検査を行うものである。
例えば、上述の基板載置台１２に９０°回転機構を設けることによって可能になる。

これは、以降において測定結果とともに詳述するように、レーザビーム１６に平行な被測定基板１１の両方の端部１１_a，１１_bにおいて光の散乱が発生しこの領域における異物の有無を判定することができなくなる。

しかし、被測定基板１１を９０°回転させて再度異物検査を行うことによって、前回の測定で異物の有無を判定できなかった端部１１_a，１１_bにおける異物の検査が可能になる。
なお、この場合、被測定基板１１のもう一方の両方の端部１１_c，１１_dにおいては光の散乱が発生し異物の有無を判定することができないが、すでに、最初の異物検査工程において異物の有無を確認しているので問題はない。

以上を前提として、図６乃至図１０を参照して本発明の実施例１を説明する。
図６参照
図６は、本発明の実施例１の異物検査工程の装置構成の説明図であり、レーザ光源１５とカメラ１７までの距離を２５００ｍｍ、ガラス基板からなる被測定基板１１の光源側端面とシリンドリカルレンズ１９との距離を２０００ｍｍ（＝２ｍ）、シリンドリカルレンズ１９とカメラ１７の受光面との距離を２５０ｍｍ、レーザ光源１５と被測定基板１１の光源側端面との距離を２５０ｍｍとする。

この場合のレーザ光源１５としては、波長が例えば６３５ｎｍの赤色半導体レーザを用い、ビーム形状が長軸が６ｍｍで短軸が３ｍｍの楕円形状の平行光からなるレーザビーム１６を、長軸が縦軸になるように照射する。

また、カメラ１７は、例えば、３５万画素（６４０×４８０画素＋周辺部の画素）の１／４インチＣＭＯＳエリアセンサをレンズなしで用い、また、ここでは、４画素を結合して３２０×２４０画素として撮像する。

また、この場合の被測定基板１１としては、厚さが０．７ｍｍで、レーザビーム１６の光軸方向の幅が６５０ｍｍのガラス基板を用い、ステージ１３を例えば、３ｍｍ／秒の移動速度で移動させて、例えば、８枚／秒の頻度でステップ的に撮像する。

図７参照
図７は、シリンドリカルレンズの構成説明図であり、Ｆ＝２５０ｍｍのシリンドリカルレンズ１９の凸面側に幅が４．５ｍｍで長さが１２ｍｍの黒色遮光膜からなる遮光膜２０が設けられており、この遮光膜２０によって、被測定基板１１からの直接反射光２３の９５％以上を遮蔽する。

この場合、反射光と被測定基板１１に照射されない直射光２６も同時に受光することになるため、９５％以上遮蔽するが、直射光２６は異物情報を含んでいないので回折・散乱光を伴っておらず、直射光２６の残部が受光されてもシリンドリカルレンズで直線状に収束させることによってその影響を排除することができる。

図８参照
図８は、本発明の実施例１における異物サンプルの配置状況の説明図であり、左図に示す条件Ａにおいては、被測定基板１１の光源側端部に５００μｍサイズのＲｅｆ₁とＲｅｆ₂とを１１ｍｍの間隔で配置するとともに、測定対象となる１００μｍサイズのサンプルをＲｅｆ₂から５ｍｍの位置に配置する。

一方、右図に示す条件Ｂにおいては、被測定基板１１の光源側端部に５００μｍサイズのＲｅｆ₁とＲｅｆ₂とを１１ｍｍの間隔で配置するとともに、測定対象となる１００μｍサイズのサンプルをＲｅｆ₁から５ｍｍ外側の位置に配置する。

図９参照
図９は、取得した撮像画像の説明図であり、ここでは１枚の撮像画像を模写して示しているが、ここでも図示を簡単にするために明暗を反転して示している。
図に示すように、画像の中央部にレーザビーム１６の内の直接反射光２３の残部及び放射光成分による収束光像４１が線状に収束されるとともに、その周辺部に異物による回折・散乱光成分４２が撮像されている。

この場合、レーザビーム１６の横軸（短軸）の長さは３ｍｍであるので、１００μｍの異物をレーザビーム１６が横切っている間、回折・散乱光成分４２が検出される。
この場合、ステージの移動速度は３ｍｍ／秒であり、１秒間連続して一つの異物が撮像されることになるが、撮像頻度は８枚／秒であるので、８枚の画像に連続して異物が検出されることになる。

なお、実際の撮像画像は異物がない場合にも非常に明るい画像となり、撮像画像における異物の影響を目視することは実質的に不可能であり、また、差分画像、最大値画像、及び、２値化画像を特許図面として図示することが非常に困難であるので、図示は省略するが、上述の図４に示した画像処理を実際に撮像した画像に対して行って２値化画像を作成する。

なお、この２値化処理においては、例えば、２５６階調に対して、各画素における階調が４以上の画素を”１”、即ち、白点とし、４未満の画素を”０”、即ち、黒点とし、２値化画像における白点の数を数える。

図１０参照
図１０は、本発明の実施例１における異物検査の結果の説明図であり、破線で示す条件Ａの場合も実線で示す条件Ｂの場合も互いに約３０枚の連続画像分離れた位置に５００μｍサイズのＲｅｆ₁とＲｅｆ₂によるピークが検出された。
なお、１画像は０．３７５ｍｍ（＝３ｍｍ／８枚）に相当するので、１１ｍｍの間隔は２９．３画像、即ち、約３０画像に対応する。

また、条件Ａの場合には、Ｒｅｆ₁から約１３画像離れた位置に頻度、即ち、計数した白点の数が３０００を超えるピークが検出され、これが１００μｍサイズのサンプルに対応するものである。

一方、条件Ｂの場合には、Ｒｅｆ₁から約１３画像離れた後方位置に頻度、即ち、計数した白点の数が１０００を超えるピークが検出され、これが１００μｍサイズのサンプルに対応するものである。

また、いずれの場合も、Ｒｅｆ及びサンプルを配置しなかった領域からは白点が殆ど検出されなかったので、頻度の閾値を１０００に設定することによって、異物とシリンドリカルレンズ１９との距離が２ｍの場合にも１００μｍサイズ以上の異物を精度良く検出することが可能であることが確認された。

なお、図１０に示すように、検出開始時の被測定基板１１の側端部における光の散乱が生じ、その散乱成分が検出されるが、この被測定基板１１の側端部における散乱成分の影響は、上述の図５に示したように、被測定基板１１を９０°回転させて再検査することによって排除することができる。
このように、リアルタイムで異物検査を行ったのち、異物が検出されなかった被測定基板１１は塗布装置内に搬入してレジストの塗布を行うことになる。

次に、図１１乃至図１３を参照して本発明の実施例２を説明する。
なお、実施例１では異物を光源に近い位置に配置したが、実施例２では異物を検出系に近い側に配置した。
図１１参照
図１１は、本発明の実施例２の異物検査工程の装置構成の説明図であり、レーザ光源１５とカメラ１７までの距離を１５００ｍｍ、ガラス基板からなる被測定基板１１の光源側端面とシリンドリカルレンズ１９との距離を１０００ｍｍ（＝１ｍ）、シリンドリカルレンズ１９とカメラ１７の受光面との距離を２５０ｍｍ、レーザ光源１５と被測定基板１１の光源側端面との距離を２５０ｍｍとする。
なお、その他の測定系構成条件及び画像処理条件は上記の実施例１と全く同様である。

図１２参照
図１２は、本発明の実施例２における異物サンプルの配置状況の説明図であり、左図に示す条件Ａにおいては、被測定基板１１のカメラ側端部に５００μｍサイズのＲｅｆと測定対象となる１００μｍサイズのサンプルを７ｍｍの間隔で配置する。

一方、右図に示す条件Ｂにおいては、被測定基板１１のカメラ側端部に５００μｍサイズのＲｅｆのみを条件Ａの場合と同様の位置に配置する。

図１３参照
図１３は、本発明の実施例２における異物検査の結果の説明図であり、破線で示す条件Ａの場合も実線で示す条件Ｂの場合もほぼ同じ位置に５００μｍサイズのＲｅｆによるピークが検出された。

また、条件Ａの場合には、Ｒｅｆから約２０画像離れた位置に頻度、即ち、計数した白点の数が１０００を超えるピークが検出され、これが１００μｍサイズのサンプルに対応するものである。

また、いずれの場合もＲｅｆ及びサンプルを配置しなかった領域からは白点が殆ど検出されなかったので、この場合も頻度の閾値を１０００に設定することによって、異物とシリンドリカルレンズ１９との距離が１ｍの場合にも１００μｍサイズ以上の異物を精度良く検出することが可能であることが確認された。
なお、この場合には、検出系との距離が近いため散乱光が少なくなるので、信号、即ち、白点の数が少なくなる。

また、この場合も、検出開始時の被測定基板１１の側端部における光の散乱が生じ、その散乱成分が検出されるが、この被測定基板１１の側端部における散乱成分の影響は、上述の図５に示したように、被測定基板１１を９０°回転させて再検査することによって排除することができる。

以上、本発明の各実施例を説明してきたが、本発明は各実施例に記載した構成に限られるものではなく、各種の変更が可能である。
例えば、上記の各実施例におけるガラス基板のサイズ、光源と基板の距離、基板とシリンドリカルレンズの距離は任意であり、測定するガラス基板のサイズ等に応じて適宜変更するものである。

また、構成によって、シリンドリカルレンズを通さなくても回折・散乱光がエリアセンサ内にほぼ収まるのであれば、シリンドリカルレンズを省略しても良い。
逆に、シリンドリカルレンズのみでは回折・散乱光の多くがエリアセンサ内に収まらない場合は、シリンドリカルレンズの後に単独の球面レンズや球面レンズの組み合せ光学系を追加しても良い。

また、上記の各実施例においては、カメラとして、ＣＭＯＳ型エリアセンサを用いているが、ＣＭＯＳ型エリアセンサに限られるものではなく、ＣＣＤ方式或いはＭＯＳ型のエリアセンサを用いても良いものである。

なお、カメラとしてはモノクロカメラを用いることが望ましいが、入手が容易なカラーカメラを用いても良いものであり、この場合は色情報は検出に無関係であるので、撮像したカラー画像をグレースケール変換して差分画像を作成すれば良い。

また、上記の実施例においては、レーザ光源として安価で入手が容易な波長が６３５ｎｍの赤色レーザを用いているが、他の波長のレーザでも良いことは言うまでもなく、原理的には短波長になるほど微少物体による散乱は顕著になるので、短波長レーザを用いても良い。
但し、短波長を用いる場合には、測定対象物が青色〜紫外線に対して感光する場合もあるので留意が必要である。

或いは、レーザ光源として赤外線レーザを用いても良いものであり、長波長では散乱が小さくなり検出には不利になるが、カメラの赤外線感度を上げることによって１０００ｎｍの波長までは問題なく使用可能である。

また、上記の各実施例の説明においては、ステージを連続的に移動させているが、カメラによる撮像に同期するようにステップ的に移動させても良いものである。

また、上記の実施例においては、液晶パネルにおけるガラス基板表面の異物検査工程として説明しているが、異物検査に限られるものではなく、ガラス表面の凹凸の検査にも適用されるのでものであり、１００μｍ高さの凸部はノズル破壊の原因となるので有効である。

また、上記の各実施例においては、レジスト塗布工程の前の異物検査としているが、レジスト塗布工程の前の異物検査に限られるものではなく、絶縁膜や導電膜の成膜工程の前の異物検査にも適用されるものであり、成膜前の基板表面に異物が存在した場合、ピンホールやクラックの原因となり、ひいては、製品の信頼性に影響することになる。

また、上記の実施例においては、減光フィルタをカメラ側に設けているが、光源側に設けても良いものである。

また、上記の各実施例においては１００μｍサイズ以上の異物の検出を目的として説明しているが、１００μｍ以下のサイズの異物の検出にも適用されるものであり、例えば、異物のサイズと頻度（白点の数）とは単純な関係にあると予測されるので、サイズが既知の複数の異物における頻度を取得することによって、測定した頻度から異物のサイズを推定することは可能である。

また、上記の各実施例においては、被測定基板をステージにより移動させているが、被測定基板を固定状態とし、レーザ光源／シリンドリカルレンズ／カメラ等からなる測定系を移動させて画像を取得するようにしても良いものである。

また、上記の各実施例においては、異物が検出された場合の処置については言及していないが、異物が検出された場合に、図１０或いは図１３に示すように基板の走査と検出との同期を取ることで異物の走査方向に対する位置は正確に把握できるので、異物が検出された走査方向の位置に沿ってエアガンでガスを噴射して異物の除去を試み、その後に再検査するようにしても良い。

或いは、異物が検出された場合には、そのまま不良品とし、ガラス基板上に既に積層されている薄膜を除去して、ガラス基板を再利用するようにしても良い。

本発明の活用例としては、大型液晶パネルの製造工程におけるガラス基板表面の異物検査が典型的なものであるが、大型液晶パネルに限られるものではなく、各種のサイズの液晶パネルや、有機ＥＬ、プラズマディスプレイパネル、半導体デバイス等の電子デバイスにおける成膜工程やレジスト塗布工程の前の異物検査工程にも適用されるものである。

本発明の原理的構成の説明図である。本発明の実施の形態に用いる異物検査装置の概念的構成図である。反射光強度の空間分布の概念的説明図である。画像処理方法の概念的説明図である。本発明の付加的異物検査工程の説明図である。本発明の実施例１の異物検査工程の装置構成の説明図である。シリンドリカルレンズの構成説明図である。本発明の実施例１における異物サンプルの配置状況の説明図である。取得した撮像画像の説明図である。本発明の実施例１における異物検査の結果の説明図である。本発明の実施例２の異物検査工程の装置構成の説明図である。本発明の実施例２における異物サンプルの配置状況の説明図である。本発明の実施例２における異物検査の結果の説明図である。受光強度の空間分布の概念的説明図である。

符号の説明

１基板
２レーザビーム
３異物
４反射光
５直射光
６遮光手段
７イメージセンサ
８異物判定手段
１１被測定基板
１１_a〜１１_d 端部
１２基板載置台
１３ステージ
１４レール
１５レーザ光源
１６レーザビーム
１７カメラ
１８減光フィルタ
１９シリンドリカルレンズ
２０遮光膜
２１画像処理装置
２２反射光
２３直接反射光
２４異物の影
２５散乱光
２６直射光
３１反射光像
３２＋の差分光像
３３ −の差分光像
３４特定の画素
３５隣接する画素
４１収束光像
４２回折・散乱光成分
６１光源光像
６２異物の影
６３異物の影

Claims

光源からのレーザビームを被測定対象の基板の表面に対し、前記レーザビームの光軸方向においてレーザビームが前記基板の前端から後端までを照射するように光軸を前記基板の表面に平行な方向から傾斜させて照射し、前記レーザビームと前記基板を相対的に移動させながら前記基板からの反射光をイメージセンサで撮像し、取得した画像における２次元光量パターンの変動から異物を検出することを特徴とする異物検査方法。
上記レーザビームとして、レーザビームの上記基板の表面に対する縦軸が横軸より大きな縦長のレーザビームを用いたことを特徴とする請求項１記載の異物検査方法。
上記取得した画像における２次元光量パターンの変動から異物を検出する工程が、上記取得した画像の内、隣接する前後の画像から画素ごとに光強度の差分を取り差分画像を形成する工程、隣接する前記差分画像から画像ごとの最大値画像を形成する工程、前記最大値画像から所定以上の値を有する画素を計数する工程からなることを特徴とする請求項１または２に記載の異物検査方法。
上記最大値画像から所定以上の値を有する画素を計数する工程において、前記最大値画像を構成する各画素に対して、対象となる特定の画素に対して隣接する８つの画素と合わせて３×３の範囲内の９つの画素の内の最小値を前記特定の画素の値とする工程を含むことを特徴とする請求項３記載の異物検査方法。
上記基板からの反射光の内の直接反射光の８０％以上を遮蔽して撮像することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の異物検査方法。
上記基板を第１の方向から異物検査したのち、前記基板を前記第１の方向と略直交する第２の方向から異物検査することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の異物検査方法。
被測定対象の基板の表面に対してレーザビームの光軸方向においてレーザビームが前記基板の前端から後端までを照射するように光軸を前記基板の表面に平行な方向から傾斜させて配置した光源と前記基板からの反射光を測定する撮像手段と前記基板からの反射光の内の直接反射光の８０％以上を遮蔽する遮光手段とからなる異物測定手段、前記撮像手段により取得した画像における２次元光量パターンの変動から異物を判定する異物判定手段とを有するとともに、前記基板と前記異物測定手段とを相対的に移動させる移動手段を備えたことを特徴とする異物検査装置。