JP2000230910A - 基板の付着異物検査装置および付着異物除去装置および付着異物除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示器のガラス板を製造するに際し、ガ
ラス板に露光処理してパターン等を焼き付けるが、表面
に微小な異物が付着していると、焼き付け不良が生じ
る。そこで、ガラス板表面に光をあて、異物によって光
が反射することを利用して異物の有無を検査していた。
しかし、異物が必ず光を反射するものであるとは限らな
いので、従来の検査装置では見落しが多かった。 【解決手段】 ガラス基板６の表面に沿って平行に、レ
ーザビーム１００を照射し、通過してきたレーザビーム
１００の照度を照度計８によって計測する。レーザビー
ム１００はガラス板６の表面全幅を掃引し、照度計８は
幅方向にスキャンして測定する。異物７があればその影
によって照度が低下するので異物７が発見できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば液晶表示
装置のガラス基板、半導体を製造するための各種の基板
を製造するに際し、基板に付着した異物の有無の検査を
行う付着異物検査装置、および、この検査により発見し
た異物の除去を行う付着異物除去装置、付着異物除去方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば液晶表示装置のガラス基板や、半
導体を製造するための各種の基板を製造するに際し、基
板に塵埃や基板のかけら（ガラス基板の場合ガラスカレ
ットという）などの異物が付着していると、焼き付け処
理されるパターンなどが不完全となったり、また、密着
焼き付けの場合はフォトマスク（原盤）に傷が付いてし
まったりして、製品の歩留りが低下する。そこで従来か
ら、これら基板の異物の付着を検査する方法、及び、こ
の検査によって発見した異物を除去する装置が種々提案
されている。

【０００３】図１０〜１３に示すものは、特開昭５６−
１５０８２７号公報に開示された異常検査と除去とを行
う検査・除去装置と類似のものを示し、図１０は検査・
除去装置の外形図、図１１は検査原理の説明図、図１２
は異物除去装置の説明図である。

【０００４】図において、５１は内部に電源ユニットを
設けた制御ボックス、５は制御ユニット５１上に設置さ
れ被検査物（マスクとも言う）６を支持するマスク支持
ステージ、５４は単なるフードであり図１０では開いた
状態を示している。５５はランプハウスであり、内部に
はマスク６の検査を行うための光を投射するマスク傷検
査用投光部１９と、マスク６の表面上の塵埃などの異物
を検査するための異物検査用投光部５７（異物検査部）
が設けられている。

【０００５】また、マスク６の表面上に付着した異物を
吹き飛ばして除去するため、Ｎ₂ ガスを噴出するブロワ
ノズル（エアガンとも言う）１０が設けてある。このブ
ロワノズル１０はＸＹ駆動機構１２上に設置されている
ので基板表面全体にわたって移動可能に支持されてい
る。

【０００６】マスク６の表面の異物検査には、図１１に
示すようにランプ２０を点灯し、マスク６の基板表面を
斜め上方から照射する。そしてもし異物２４があれば、
光はこの異物２４の所のみ光って見える。このようにし
て発見した異物２４は、次に説明する異物除去装置によ
って除去する。

【０００７】ブロワノズル１０の詳細構造を図１２に示
す。１３はＮ２ガスをおくるガス配管、１４は塵埃など
を吸い出す吸い出し管、１５は塵埃などが周囲に飛散す
る前に吸い出し管１４に確実に吸い込まれるようにする
排気路形成部である。前述の表面異物検査によって異物
の存在が確かめられると、ＸＹ駆動機構１２によりブロ
ワノズル１０が所定位置に移動され、Ｎ２ガスの噴出
と、吸い出し管１４の働きにより、異物が取り除かれ
る。除去したあとは確認のため再度検査が必要だが、ブ
ロワノズル１０がガラス板表面に在る間は、光線が遮ら
れるために、もちろん検査は出来ないので、この取り除
き作業ののち、ＸＹ駆動機構１２が退避して再び、ラン
プ２０の照射により異物除去を確認する。

【０００８】図１３は従来の検査方法の問題点を説明す
るため、ガラス基板６の検査前後の、ガラス基板製造工
程を説明した工程フローチャートである。図示しない前
工程によりガラス板が製造されたのち、ステップＳ１に
よりレジスト塗布される。そののち、Ｓ２で真空ステー
ジ（図示しないが、精密な平面加工面にガラス板を吸い
つけるための空気抜き孔を適宜設けたガラス板固定治具
で、吸い付けられたガラス板の表面は厳密な平面とな
り、焼き付け、露光処理を正確に行うことが出来る。）
に吸引されて精密な平面に保たれる。そして、Ｓ３で露
光処理、Ｓ４で前述した図１０の検査装置により検査を
行うのである。

【０００９】前述した、マスク６の表面の検査におい
て、異物２４は、存在していてもいつも確実に光るもの
であるとは限らない。異物２４が光らなければ異物２４
を発見できず、見落すこととなる。また、ガラスの欠
け、傷の発生、異物の付着は物理的な力の加わるステッ
プＳ２の真空ステージによる吸引固定の工程で発生する
ことが多く、焼き付け処理の後に検査を行う従来の方法
では、もともと異物が付着して不良であるガラス板に焼
き付け処理を行ってしまい、極めて無駄が多くなるとい
う問題があった。又、異物を発見した後のブロワノズル
１０の移動、異物を除去したあとのブロワノズル１０の
移動など、いちいちブロワノズル１０を移動しなければ
再検査を行うことが出来ないため、時間が係るという問
題があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の基板の付着異物
検査方法は、露光処理後に検査していたので、前段階の
工程で異物が付着していても、露光処理が実行されてし
まい、無駄が多いと言う問題があった。また、従来の基
板の付着異物検査装置は、異物による光の反射を捕らえ
るものであるので、反射しにくい異物は発見できないと
言う問題があった。又、従来の付着異物除去装置は異物
検査の光の進路のなかに除去装置を移動しなければなら
ないので、検査のためにはいちいち、除去装置を退避指
せなければならず、除去、再検査の工程繰り返しに時間
が長く係るという問題があった。

【００１１】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、露光処理前の工程で付着異物の
除去を行うことにより、無駄な露光処理が実行されるの
を防止できる付着異物除去方法を得ることを目的とす
る。また、反射しにくい異物の発見も容易に行うことの
出来る付着異物検査装置を得ようとするものである。ま
た、付着異物の検査の光の進路を妨げることがない構成
を備え、異物の除去後に除去装置を退避させなくても、
再検査を直ちに実行できる付着異物除去装置を得ようと
するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明による、基板の
付着異物検査装置は、基板表面の付着異物の有無を検出
するための付着異物検査装置であって、前記基板の表面
に平行な光を、前記表面に沿って照射する光源と、前記
表面に沿って通過した光を受光してその強度を計測する
照度計と、この照度計を前記基板の周辺に対向して移動
させる移動手段とを備えたものである。照度計は付着異
物の影によって光の照度が低下するのを検知するので、
付着異物の種類や反射率に影響されること無く付着異物
を検出するよう作用する。

【００１３】また、基板の表面に沿った外部に照射され
る光はレーザ光であり、このレーザ光の中心位置は、前
記表面から０．０５〜０．５ｍｍの範囲にあるようにし
たものである。表面に沿って照射される光は極めて小さ
い異物の検出をも可能にするよう作用する。

【００１４】また、基板は液晶表示装置の表示パターン
を焼き付けるためのガラス板としたものである。

【００１５】また、ガラス板を、レーザ光に直交する軸
の周りに回転させる回転テーブルを備えたものである。

【００１６】この発明による付着異物の除去装置は、基
板の表面から０．０５〜０．５ｍｍの範囲に照射される
レーザ光を用いたものにおいて、高圧気体を噴出するエ
アガンと、このエアガンを前記表面から１ｍｍ〜５ｍｍ
離して保持しつつ前記表面の任意の位置に移動するＸＹ
駆動機構とを備えたものである。エアガンと基板表面と
の１ｍｍの隙間は、検査光が通過するには十分な大きさ
なので、エアの噴出を止めるだけでエアガンを退避させ
なくても再検査を行うことができるように作用する。

【００１７】また、この発明による基板の付着異物検査
方法は、ガラス板を露光処理するため吸着固定する工程
と、レーザ光を用いて付着異物を検査する工程と、付着
異物除去装置のエアガンを用いて付着異物を除去する工
程と、前記エアガンを退避させずに前記レーザ光を用い
て付着異物の再検査を行う工程と、前記ガラス板に露光
処理する工程とを含むものである。露光前に除去を行う
方法は、露光前の異物発見によって無駄な露光作業の発
生を防止し、また、エアガンを退避させずに行う再検査
は、除去作業の後、直ちに実施できるように作用する。

【００１８】

【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明による基
板の付着異物検査装置の概要を図１に示す。なお、以下
の図において従来の説明の図の符号と同一符号は同一ま
たは相当部分を示すので、その詳細な説明は省略する。
図２は図１の側面図で、説明の都合上、その構造を簡略
化して示している。図において、１はレーザ光１００を
発生するレーザ投光部であり、細い（例えば直径が０．
５ｍｍ程度）レーザビームを発射する。２はスキャンレ
ンズと称されるもので、入射したレーザビームを折り曲
げるレンズまたはミラーで構成され、図示しない振動駆
動機構によって所定の角度範囲を振動することにより、
図に示すようにレーザビームを広い角度に掃引させるこ
とができる。

【００１９】３はスキャンレンズ２と検査対象であるガ
ラス基板６（ガラス基板は一例であるセラミック板、シ
リコン基板等でもよく、単に基板と呼ぶ場合もある）と
の間に設けられ、スキャンレンズ２から入射してくるレ
ーザビームの厚み（図１に向かって上下方向）を狭く
（例えば０．１ｍｍ程度に）絞るスリットである。な
お、レーザ投光部１とスキャンレンズ２、スリット３は
その上下位置が調整可能で、レーザビーム１００の上下
高さを図２に示すように、基板６の下面６２に沿って照
射するか、あるいは上面６１に沿って照射するかを調整
することができる。

【００２０】４はガラス基板６を保持する支持ピンで、
図では４本示しているが、基板６の大きさによっては、
もっと多くても、もっと少なくてもよい。５は支持ピン
４を保持しているステージである。７は説明のためガラ
ス基板６の裏面６２に付着している異物（ガラス基板の
かけらである場合はガラスカレットという）であり、図
では大きく書いているが、もちろん例えば０．０１ｍｍ
〜１ｍｍ程度の大きさが普通である。８は照度計で図２
に示すように基板６の面に沿って通過してきたレーザビ
ーム１００の強さを測定する。９はボールネジで照度計
８を駆動して基板６の周辺を移動させるものである。

【００２１】なお、図１では基板６に対してＸＹの２方
向それぞれに、レーザ投光部１から照度計８に至る同じ
装置を図示しているが、動作説明上は１組の動作につい
てのみ説明する。

【００２２】次に、動作について、図１、２、及び照度
計８の出力変化を示す図３により説明する。ガラス基板
６は支持ピン４の吸着（支持ピン４には図示しない空気
孔が通してあり、図示しない真空ポンプにより吸着して
いる。）により、固定されている。スリット３で余分な
光を除去されたレーザビーム１００が、基板６の下面４
２に殆ど接する程度の僅かな距離２０離れた位置を通過
する。距離２０は例えば０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度
の僅かな値に設定されている。

【００２３】ガラス基板６を挟んで、レーザ投光部１が
設置されているのとは反対側には照度計８があり、掃引
されたレーザビーム１００が入射するたびにその強度が
測定される。照度計８はボールネジ９の回転によって横
方向に移動するので移動距離Ｘに対する照度信号を図３
に示すグラフのように函数として得ることができる。図
３において、２１はレーザビーム１００の掃引の端を示
し、２２は異物７の影による照度の低下を、２３は支持
ピン４の影による照度の低下を示している。異物７の位
置座標ｘをその信号が得られた時のボールベアリング９
の座標から得ることができる。

【００２４】以上の説明は、１個（例えばＹ方向）のレ
ーザ投光部１とこれに対向する照度計８とについて説明
したものであるが、同様の動作をこれと直交して設置さ
れたもう１組の装置によって行い、得られた位置座標
ｘ，ｙから、異物７の正確な位置を知ることが出来る。
勿論レーザビーム１００は扇状に照射されるのであっ
て、Ｘ，Ｙ方向に直交して照射されるのではないから、
単純な計算ですむ訳ではないが、難しいというほどのも
のでもない。

【００２５】上記説明では、スリット３によって絞るレ
ーザビーム１００の厚みを、例えば０．０５ｍｍと説明
したが、検査で発見する目標の異物７の大きさの程度と
すればよい。ビームの厚みを目標のサイズより大きくす
ると、影になったときの照度の落ち込みが少なくなって
動作が不安定となり、また目標サイズより小さくしすぎ
ると元々の照度レベルが低くなってやはり検出感度が低
下する。また、入射させるビーム１００は基板６の表面
と平行でなければならないが、その程度は、基板の端部
（ビーム１００が通過した後端）にビーム１００が達し
た時にもその位置にある異物７がビーム１００の中に確
実に入る程度であればよい。

【００２６】実施の形態２．本発明の実施の形態２によ
る付着異物検出装置の概要を図４に示す。図において２
５はレーザビーム１００に直交する軸の周りに回転する
ターンテーブルであり、上部にステージ５が積載されて
おり、レーザビーム１００と基板６との平行を保ったま
ま、レーザ投光部１の光の発射方向に対するステージ５
の向き（角度）を任意に調整することが出来る。図４の
装置では、レーザ投光部１〜照度計８に至る部分は１組
のみ設けられている。そして、最初Ｘ方向から測定し異
物７の位置データｘ１を得たのち、ターンテーブル２５
を例えば９０度回転させて、基板６の９０度方向（Ｙ方
向）から測定して位置データｙ１を得る。以後は実施の
形態１と同様に処理して異物７の位置を確定できる。図
４の装置は投光部から照度計に至る装置が一式で済むと
いう利点がある他、以下に示す他の利点も得ることがで
きる。

【００２７】実施の形態３．本発明の実施の形態３によ
る異物検出装置の概要を説明する前に、実施の形態１の
装置の問題点について、図５により説明する。図５はガ
ラス基板６のレーザ光線の通過する面の平面図であり、
２６（図示ハッチング部分）は支持ピン４の影で、この
影２６中に照度計８があるときは、レーザビーム１００
の照度の測定が出来ない。即ち基板６の面上に異物７が
あっても検出できないエリアが存在するわけである。こ
の測定できないエリアは図中に２７として示すように、
単に影２６の中だけでなく、その影を生じる支持ピン４
の前方にも生じるものであるから、影響は小さくない。

【００２８】そこで、実施の形態２の図４の装置のター
ンテーブル２５を回転させて、図６に示すようにガラス
基板６を角度α度回転させると、測定できないエリア２
７の位置を変えることが出来る。図５のエリア２７と、
図６のエリア２７は、基板６の上での位置が明らかに異
なるから、角度αを適宜変更して複数回の測定を行え
ば、（例えば３０度ごとに複数回の測定を行う）、実質
的に影２６や、計測できないエリア２７の影響を受けず
に異物７の位置を特定することができる。異物７の正確
な位置は異なる２つ以上のαの値における２つ以上のデ
ータがあれば、それらの組み合わせから演算して求める
ことが出来る。

【００２９】実施の形態４．図７はこの発明による異物
の除去装置の概要図であり、図８はその側面図である。
図において、１０は高圧の乾燥空気を吹き出すエアガ
ン、１１は図示しない真空掃除機に接続された排気口
（吸気口）、１２はエアガン１０と排気口１１を搭載し
てステージ５上を任意の位置に移動可能なＸＹ駆動機構
である。ＸＹ駆動機構１２はボールネジ９によって駆動
されている。エアガン１０、その他の器具は全て、図８
に示すようにガラス基板６の対象としている面４２から
所定の距離３０（具体例としては例えば１ｍｍ〜５ｍ
ｍ）離れているように設置されている。勿論この距離３
０は、エアガン１０から噴出した高圧空気が異物７を吹
き飛ばすために何の支障もない距離であると同時に、レ
ーザビーム１００が何の支障もなく通過できるだけの隙
間である。

【００３０】図９は図７，８の異物除去装置によって異
物を取り除くさいの工程を説明するフローチャートであ
る。各フローのステップのうち図１３に記載のステップ
符号とおなじものは、同じステップを示しているので、
その詳細な説明は省略する。実施の形態４では、真空ス
テージに吸引固定したステップ（Ｓ２）の後で、かつ、
焼き付け露光処理（Ｓ３）の前に、付着異物の検査（Ｓ
４）を実施する。また、表面に異物有りと判定（Ｓ５）
したあと、エアガン１０を移動させ（Ｓ６）、高圧エア
を吹き出して異物７を取り除く（Ｓ７）、その後、高圧
エアの吹き出しを停止すれば、エアガン１０を退避させ
ること無く直ちに再検査（Ｓ４）を行うことが出来る
（図１３のフローＳ８が不要となっている）。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、この発明の付着異物検査
装置は、付着異物の影によって照度が低下するのを捕ら
えているので、異物の反射率の影響無しに異物を捕らえ
ることが出来、検査ミスが生じにくいという効果が得ら
れる。

【００３２】また、細いレーザビームを検査対象の表面
から、０．０５〜０．５ｍｍの範囲内に照射しているの
で、極めて小さい異物を発見できるという効果が得られ
る。

【００３３】また、液晶表示装置のガラス基板に適用し
ているので、液晶表示装置の製造歩留りを向上できると
いう効果が得られる。

【００３４】また、ガラス基板をのせて回転する回転テ
ーブルを備えたので、レーザ投光部と照度計がそれぞれ
１組でよいという効果が得られる。

【００３５】この発明の基板の付着異物除去装置は、以
上のように除去する対象の表面から１ｍｍ〜５ｍｍ離し
て設置したエアガンを備えているので、エアガンを退避
させなくても、この隙間にレーザビームを通して異物検
査が行えるという効果が得られる。

【００３６】この発明の異物除去方法によれば、ガラス
基板を露光処理するために吸着固定したあと、露光する
より前に異物除去を行うので、ガラス基板の露光処理の
無駄をなくすことが出来るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による付着異物検査
装置の概要図である。

【図２】 図１の側面図である。

【図３】 図１の装置の照度データの説明図である。

【図４】 実施の形態２による付着異物検査装置の構成
図である。

【図５】 支持ピンによって生じる影の説明図である。

【図６】 実施の形態３による付着異物検査装置の動作
説明図である。

【図７】 実施の形態４による付着異物除去装置の構成
図である。

【図８】 図７の側面図である。

【図９】 図７の付着異物除去装置を用いる付着異物除
去方法を示すフローチャートである。

【図１０】 従来の付着異物検査装置の構成図である。

【図１１】 図１０の付着異物検査の動作説明図であ
る。

【図１２】 図１０の付着異物除去の動作説明図であ
る。

【図１３】 従来の付着異物除去工程を説明するフロー
チャートである。

【符号の説明】

１ レーザ投光部、 ２ スキャンレンズ、 ３ ス
リット、４ 支持ピン、 ５ ステージ、６ ガラス基
板、 ７ 異物、８ 照度計、 １０ エアガン、 １
１ 排気口、 １２ ＸＹ駆動機構、２５ ターンテー
ブル、 ２６ 影、 ２７ 測定できないエリア、１０
０ レーザビーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G051 AA51 AA56 AA73 AB01 AC15 BA10 BB01 BB07 BC05 CA01 CA07 CB02 CD04 DA17 GC15 3B116 AA02 AB42 BB22 BB32 BB55 BB72 BB75 CC05 CD41 4M106 AA10 AA20 AB16 AB18 BA05 CA17 CA19 CA42 CA43 CA50 DB08 DB12 DH32 DJ02 DJ04 DJ06 DJ07 DJ14 DJ27 DJ31 DJ38 DJ40

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板表面の付着異物の有無を検査するた
   めの付着異物検査装置であって、前記基板の表面に平行
   な光を、前記表面に沿って照射する光源と、前記表面に
   沿って通過した光を受光してその強度を計測する照度計
   と、この照度計を前記基板の周辺に対向して移動させる
   移動手段とを備えたことを特徴とする基板の付着異物検
   査装置。
2. 【請求項２】 基板の表面に沿って照射される光はレー
   ザ光であり、このレーザ光の中心位置は、前記表面から
   ０．０５〜０．５ｍｍの範囲にあることを特徴とする請
   求項１に記載の基板の付着異物検査装置。
3. 【請求項３】 基板は液晶表示装置の表示パターンを焼
   き付けるためのガラス板であることを特徴とする請求項
   ２に記載の基板の付着異物検査装置。
4. 【請求項４】 ガラス板を、レーザ光に直交する軸の周
   りに回転させる回転テーブルを備えたことを特徴とする
   請求項３に記載の基板の付着異物検査装置。
5. 【請求項５】 請求項２に記載の付着異物検査装置に設
   けられ、高圧気体を噴出するエアガンと、このエアガン
   を前記表面から少なくとも１ｍｍ〜５ｍｍ離して保持し
   つつ前記表面の任意の位置に移動するＸＹ駆動機構とを
   備えたことを特徴とする基板の付着異物除去装置。
6. 【請求項６】 ガラス板を露光処理するため吸着固定す
   る工程と、請求項２に記載のレーザ光を用いて付着異物
   を検査する工程と、この検査結果に基づき請求項５に記
   載の付着異物除去装置のエアガンを用いて付着異物を除
   去する工程と、前記エアガンを退避させずに前記レーザ
   光を用いて付着異物の再検査を行う工程と、前記ガラス
   板に露光処理する工程とを含むことを特徴とする基板の
   付着異物除去方法。