JP2003036118A - Appearance inspection device - Google Patents

Appearance inspection device

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JP2003036118A
JP2003036118A JP2001225001A JP2001225001A JP2003036118A JP 2003036118 A JP2003036118 A JP 2003036118A JP 2001225001 A JP2001225001 A JP 2001225001A JP 2001225001 A JP2001225001 A JP 2001225001A JP 2003036118 A JP2003036118 A JP 2003036118A
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JP
Japan
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inspected
amount
stage
substrate
objective lens
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001225001A
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Japanese (ja)
Inventor
Akifumi Ooshima
朗文 大島
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an appearance inspection device which can perform focusing operation fast and shorten a tact time for capturing the enlarged image of a substrate to be inspected. SOLUTION: The device is equipped with an optical unit 30 equipped with an objective 43 for observing the object to be inspected with specific magnification and a stage 20 for inspection which supports the object to be inspected and can control the position of the object to be inspected about the objective 43 with a specific movement quantity, and the optical unit 30 has a piezoelectric element 46 which can control the position of the objective 43 about the object to be inspected with a movement quantity smaller than the movement quantity by a Z stage 23 of the stage 20 for inspection.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、半導体ウ
ェーハ等の被検査対象物の外観検査を行う外観検査装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a visual inspection apparatus for performing visual inspection of an object to be inspected such as a semiconductor wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスは、半導体ウェーハ上に
微細なデバイスパターンを形成することにより作製され
る。この半導体デバイスの製造工程において、例えば、
異物が付着したり、パターン欠陥が生じていたり、寸法
異常が生じていたりすると、デバイスパターンに欠陥が
生じる。このような欠陥が生じた半導体デバイスは、不
良デバイスとなり、製造工程における歩留りを低下させ
る。
2. Description of the Related Art Semiconductor devices are manufactured by forming a fine device pattern on a semiconductor wafer. In the manufacturing process of this semiconductor device, for example,
When a foreign substance is attached, a pattern defect is generated, or a dimensional abnormality is generated, a device pattern is defective. A semiconductor device in which such a defect has occurred becomes a defective device, which reduces the yield in the manufacturing process.

【0003】従って、製造工程における歩留りを高い水
準で安定させるためには、このような異物、パターン欠
陥、異常寸法等によって発生する欠陥を早期に発見し、
その原因を突き止め、製造工程に対して有効な対策を施
す必要がある。このように早期に欠陥の原因を突き止め
て製造工程に対策を施し、歩留りを向上させることによ
って、例えば、新たなプロセスを早く立ち上げることが
でき、そのプロセスで高い収益を得ることができる。
Therefore, in order to stabilize the yield in the manufacturing process at a high level, defects caused by such foreign matters, pattern defects, abnormal dimensions, etc. are found early,
It is necessary to identify the cause and take effective measures for the manufacturing process. By thus quickly identifying the cause of the defect, taking countermeasures in the manufacturing process, and improving the yield, for example, a new process can be started up quickly, and high profit can be obtained in the process.

【0004】そこで、半導体デバイスに欠陥が生じた場
合には、半導体の検査用顕微鏡装置を用いて、その欠陥
を検出し、その欠陥の原因を追求し、その結果から欠陥
を生じさせる設備や工程を特定するようにしている。
Therefore, when a defect occurs in a semiconductor device, the defect is detected using a microscope apparatus for inspecting a semiconductor, the cause of the defect is sought, and the equipment or process for producing the defect from the result is detected. I try to identify.

【0005】この半導体の検査用顕微鏡装置は、半導体
ウェーハ上の欠陥を拡大して観察することができ、ある
いは、拡大した欠陥を撮像してその画像をモニタ上に映
し出すことができる、いわゆる光学顕微鏡のような装置
である。この半導体の検査用顕微鏡装置を用いることに
より、不良デバイスの欠陥がどのようなものであるかを
識別することができる。
This semiconductor inspection microscope apparatus is capable of magnifying and observing a defect on a semiconductor wafer, or is capable of capturing an image of the magnified defect and displaying the image on a monitor, a so-called optical microscope. It is a device like. By using this semiconductor inspection microscope apparatus, it is possible to identify what the defect of the defective device is.

【0006】半導体プロセスのデザインルールは、現
在、線幅0.18μmが主流になり、さらに微細化が進
み、0.15μmや0.13μmといったプロセスの導
入も進んできている。このような半導体プロセスのデザ
インルールの微細化の進展に伴い、これまでは無視でき
た微小欠陥も問題となり、検出すべき欠陥の寸法が小さ
くなってきている。
As for the design rule of the semiconductor process, a line width of 0.18 μm is currently the mainstream, and further miniaturization is progressing, and the introduction of processes such as 0.15 μm and 0.13 μm is also progressing. With the progress of miniaturization of the design rule of such a semiconductor process, minute defects that have been negligible up to now also become a problem, and the size of defects to be detected is becoming smaller.

【0007】そのため、半導体の検査用顕微鏡装置で
は、このような微小欠陥を観察するために、高い倍率の
対物レンズが必要とされる。
Therefore, in the microscope apparatus for inspecting semiconductors, an objective lens having a high magnification is required to observe such minute defects.

【0008】ところが、高い倍率を得ることができる対
物レンズは、焦点深度がきわめて短くなる。例えば、開
口数(NA)0.9、倍率100倍であるとすると、焦
点深度は±0.5μm以下となる。このような短い焦点
深度の焦点位置を、例えば、検査の度に手作業等で調整
することは、非常に困難である。そのため、半導体の検
査用顕微鏡装置では、手作業によらず、正確かつ高速に
自動焦点合わせを行う機構が必要となる。
However, the objective lens capable of obtaining high magnification has a very short depth of focus. For example, if the numerical aperture (NA) is 0.9 and the magnification is 100 times, the depth of focus is ± 0.5 μm or less. It is very difficult to manually adjust the focus position with such a short depth of focus, for example, at each inspection. Therefore, a semiconductor inspection microscope apparatus requires a mechanism for performing automatic focusing accurately and at high speed without manual work.

【0009】従来の半導体の検査用顕微鏡装置は、レー
ザ光やLED光を測定用光プローブにより対物レンズに
入射し、その反射光を検出することにより、半導体ウェ
ーハと対物レンズとの距離を検出する距離検出機構が設
けられていた。従来の半導体の検査用顕微鏡装置は、一
般に、この距離検出機構により検出された距離情報に基
づき対物レンズと半導体ウェーハとの距離を制御し、対
物レンズの焦点位置を半導体ウェーハの観察面に一致さ
せて、自動焦点合わせを行っていた。
A conventional semiconductor inspection microscope apparatus detects a distance between a semiconductor wafer and an objective lens by making laser light or LED light incident on an objective lens by a measuring optical probe and detecting the reflected light. A distance detection mechanism was provided. The conventional semiconductor inspection microscope apparatus generally controls the distance between the objective lens and the semiconductor wafer based on the distance information detected by the distance detection mechanism so that the focal position of the objective lens coincides with the observation surface of the semiconductor wafer. I was doing automatic focusing.

【0010】上記の自動焦点合わせ機構を具備した半導
体の検査用顕微鏡およびこれを用いた検査装置は多種多
用に存在するが、大別して以下の3つの構成に分けられ
る。
There are various types of inspection microscopes for semiconductors equipped with the above-mentioned automatic focusing mechanism and inspection devices using the microscopes, and they are roughly classified into the following three configurations.

【0011】第一の構成としては、被検査基板の上方に
顕微鏡を固定設置して、被検査基板の下方に当該被検査
基板を支持固定するテーブルを具備したXYZ駆動ステ
ージを設置したものがある。
As a first configuration, there is one in which a microscope is fixedly installed above a substrate to be inspected, and an XYZ drive stage having a table for supporting and fixing the substrate to be inspected is installed below the substrate to be inspected. .

【0012】第二の構成としては、被検査基板の上方に
顕微鏡および当該顕微鏡をZ方向に駆動するステージを
設置し、被検査基板の下方に当該被検査基板を支持固定
するテーブルを具備したXYステージを設置したものが
ある。
As a second configuration, an XY is provided in which a microscope and a stage for driving the microscope in the Z direction are installed above the substrate to be inspected, and a table for supporting and fixing the substrate to be inspected is provided below the substrate to be inspected. Some have a stage.

【0013】第三の構成としては、被検査基板の上方に
顕微鏡および当該顕微鏡をZ方向に駆動するステージと
を、X(またはY)方向に駆動するステージに設置し、
下方に被検査基板を支持固定するテーブルを設置したも
のがある。
As a third structure, a microscope and a stage for driving the microscope in the Z direction are installed above the substrate to be inspected on a stage for driving in the X (or Y) direction.
There is one in which a table for supporting and fixing the substrate to be inspected is installed below.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】第一の構成では、顕微
鏡の駆動機構が存在しないので、精密な光学系を採用す
る場合に適している。被検査基板を支持するテーブルの
Z駆動系には、圧電素子を使用した機構や、実用新案登
録公報第2592572号に示すようなクサビ状移動体
をボールネジ等で駆動させる機構等の採用が考えられ
る。
In the first configuration, since the driving mechanism for the microscope does not exist, it is suitable when a precise optical system is adopted. For the Z drive system of the table that supports the substrate to be inspected, it is conceivable to employ a mechanism that uses a piezoelectric element or a mechanism that drives a wedge-shaped moving body with a ball screw or the like as shown in Utility Model Registration Publication No. 2592572. .

【0015】しかしながら、焦点深度が極めて浅い対物
レンズを採用する場合、前者の圧電素子は非常に有効で
あるが、検査対象が大型基板の場合、これに見合った圧
電素子を入手することは難しい。
However, when the objective lens having an extremely shallow depth of focus is adopted, the former piezoelectric element is very effective, but when the inspection target is a large substrate, it is difficult to obtain a piezoelectric element suitable for this.

【0016】また、前者の圧電素子での駆動は、可搬重
量にも制限がある。さらに、焦点合わせ距離以上の長さ
がZ移動ストロークに要求される場合、圧電素子のスト
ロークは非常に短いことから採用が難しいという問題が
ある。
In addition, the drive by the former piezoelectric element is also limited in the transportable weight. Further, when a Z movement stroke is required to have a length equal to or longer than the focusing distance, there is a problem that it is difficult to adopt because the stroke of the piezoelectric element is very short.

【0017】後者のクサビ状移動体を用いた機械的駆動
は、搬送重量に関してはある程度解決可能であるが、焦
点深度に見合った分解能の精細化、また、駆動時の振動
対策、停止時の静定時間までの待機時間が問題となる。
The latter mechanical drive using a wedge-shaped moving body can solve the transport weight to some extent, but the resolution is finer according to the depth of focus, vibration countermeasures at the time of driving, and static at the time of stopping. The waiting time to the fixed time becomes a problem.

【0018】第二の構成では、顕微鏡自体を上下駆動さ
せるため、光学系の構成が高精密を要求される場合や光
学系が重量物である場合に、駆動系およびこれを支える
機構の剛性、振動対策に大きな注意を払う必要がある。
顕微鏡の上下駆動に、上記の機械的駆動、あるいは圧電
素子を用いた駆動が考えられるが、これらについても第
一の構成で述べた問題がある。
In the second configuration, since the microscope itself is vertically driven, the rigidity of the drive system and the mechanism supporting the drive system is required when the optical system configuration requires high precision or when the optical system is a heavy object. It is necessary to pay great attention to vibration countermeasures.
The above-mentioned mechanical drive or drive using a piezoelectric element can be considered as the vertical drive of the microscope, but these also have the problems described in the first configuration.

【0019】第三の構成では、検査装置のフットプリン
トを被検査対象基板のサイズに近づけることが可能であ
り、小スペースには有効とされるが、第二の構成と同
様、顕微鏡自体を上下駆動させるため、光学系の構成が
高精密を要求される場合や光学系が重量物である場合
に、駆動系およびこれを支える機構の剛性、振動対策に
大きな注意を払う必要がある。加えて水平移動機構を搭
載しており、光学系の移動動作に伴う振動、剛性にさら
に大きな注意を払う必要がある。
In the third configuration, the footprint of the inspection apparatus can be made close to the size of the substrate to be inspected, which is effective in a small space. However, like the second configuration, the microscope itself is moved up and down. In order to drive the optical system, when the structure of the optical system is required to be highly precise or the optical system is a heavy object, it is necessary to pay great attention to the rigidity of the drive system and the mechanism supporting it, and measures against vibration. In addition, it is equipped with a horizontal movement mechanism, and it is necessary to pay greater attention to the vibration and rigidity associated with the movement of the optical system.

【0020】以上の構成に共通していえることは、圧電
素子は微細移動には有効であるが、部材の大きさの制
限、可搬重量の制限、大きなストロークへの対応が困難
であるということである。また、機械的な駆動方法は、
焦点深度に見合った分解能の精細化、駆動時の振動対
策、停止時の静定時間までの待機時間が問題となるとい
うことである。
It can be said that the piezoelectric element is effective for fine movement, but it is difficult to limit the size of the member, the limit of the loadable weight, and the large stroke. Is. Also, the mechanical drive method is
This means that there will be problems of finer resolution corresponding to the depth of focus, countermeasures against vibration during driving, and waiting time until settling time when stopped.

【0021】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、焦点合わせ動作を高速で行うこと
ができ、被検査基板の拡大像を取り込むためのタイムタ
クトを短縮することができる外観検査装置を提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to perform a focusing operation at a high speed and to reduce a time tact for capturing an enlarged image of a substrate to be inspected. It is to provide a visual inspection device that can perform.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の外観検査装置は、被検査対象物を所定の倍
率で観察する拡大レンズを備えた観察手段と、前記被検
査対象物を支持し、前記拡大レンズに対する当該被検査
対象物の位置を所定の移動量で制御可能な支持手段とを
有し、前記観察手段は、前記被検査対象物に対する前記
拡大レンズの位置を前記支持手段の前記移動量よりも小
さい移動量で制御可能な駆動手段を有する。
In order to achieve the above-mentioned object, the appearance inspection apparatus of the present invention comprises an observation means having a magnifying lens for observing an object to be inspected at a predetermined magnification, and the object to be inspected. Supporting means for controlling the position of the object to be inspected with respect to the magnifying lens with a predetermined movement amount, and the observing means supports the position of the magnifying lens with respect to the object to be inspected. The driving means is controllable with a movement amount smaller than the movement amount of the means.

【0023】好適には、前記駆動手段は、印加電圧に応
じて所定量だけ伸縮し、当該伸縮に応じて所定量だけ前
記拡大レンズを移動させる圧電素子を有する。
Preferably, the driving means has a piezoelectric element that expands and contracts by a predetermined amount according to the applied voltage and moves the magnifying lens by a predetermined amount according to the expansion and contraction.

【0024】好適には、前記支持手段は、前記被検査対
象物を支持する支持部材と、前記支持部材を前記拡大レ
ンズの方向へ移動させる第2の駆動手段とを有する。
Preferably, the supporting means has a supporting member for supporting the object to be inspected, and second driving means for moving the supporting member in the direction of the magnifying lens.

【0025】例えば、前記第2の駆動手段は、前記支持
部材の移動方向に対して垂直方向に移動し、当該移動方
向に対し所定の傾斜面を有するクサビ状移動体と、前記
クサビ状移動体の前記傾斜面に接する傾斜面を有し、当
該傾斜面の反対面において前記支持部材に接する当接部
材とを有する。
For example, the second driving means moves in a direction perpendicular to the moving direction of the support member and has a wedge-shaped moving body having a predetermined inclined surface with respect to the moving direction, and the wedge-shaped moving body. And an abutting member that is in contact with the supporting member on the surface opposite to the inclined surface.

【0026】前記観察手段は、前記拡大レンズとして紫
外光用対物レンズを有し、前記紫外光用対物レンズの焦
点距離からの前記被検査対象物の位置ズレ量を検出する
第1の距離検出手段と、前記第1の距離検出手段により
検出された焦点距離からの位置ズレ量に応じて、前記駆
動手段の移動量を制御する第1の制御手段とをさらに有
する。
The observing means has an objective lens for ultraviolet light as the magnifying lens, and first distance detecting means for detecting the amount of positional deviation of the object to be inspected from the focal length of the objective lens for ultraviolet light. And first control means for controlling the movement amount of the drive means according to the amount of positional deviation from the focal length detected by the first distance detection means.

【0027】前記第1の制御手段は、前記第1の距離検
出手段により検出された焦点距離からの位置ズレ量が、
所定のしきい値よりも小さい場合に、当該位置ずれ量に
応じて前記駆動手段の移動量を制御する。
The first control means is arranged such that the amount of positional deviation from the focal length detected by the first distance detection means is
When it is smaller than the predetermined threshold value, the movement amount of the drive means is controlled according to the positional deviation amount.

【0028】前記第1の距離検出手段により検出された
焦点距離からの位置ズレ量が、所定のしきい値よりも大
きい場合に、当該位置ずれ量に応じて前記支持手段の移
動量を制御する第2の制御手段をさらに有する。
When the amount of positional deviation from the focal length detected by the first distance detecting means is larger than a predetermined threshold value, the moving amount of the supporting means is controlled according to the positional deviation amount. It further has a second control means.

【0029】前記観察手段は、可視光用対物レンズと、
前記可視光用対物レンズの焦点距離からの前記被検査対
象物の位置ズレ量を検出する第2の距離検出手段とをさ
らに有し、前記第2の制御手段は、前記第2の距離検出
手段により検出された焦点距離からの位置ズレ量に応じ
て、前記支持手段の移動量を制御する。
The observing means includes an objective lens for visible light,
It further comprises a second distance detecting means for detecting a positional deviation amount of the inspection object from the focal length of the visible light objective lens, wherein the second control means is the second distance detecting means. The amount of movement of the support means is controlled according to the amount of positional deviation from the focal length detected by.

【0030】上記の本発明の外観検査装置では、まず、
被検査対象物を支持手段に搭載し、拡大レンズに対する
被検査対象物の位置が、拡大レンズの焦点位置の近傍ま
でくるように支持手段を所定の移動量だけ移動させる。
そして、被検査対象物が拡大レンズの焦点位置の近傍ま
できたら、被検査対象物の位置が拡大レンズの焦点位置
にくるように、駆動手段により拡大レンズを所定量だけ
移動させる。そして、被検査対象物に対する拡大レンズ
の焦点合わせが完了した後、観察手段により、被検査対
象物の拡大像が観察されて、当該観察視野内において、
被検査対象物に欠陥等があるか否かの外観検査が行われ
る。以上のように、長距離の焦点合わせ動作を、まず、
移動量の大きい支持手段により被検査基板を移動させ、
被検査基板の拡大レンズの焦点位置に対するズレ量を小
さくした後に、焦点位置への最後の合わせ込みを、移動
量の小さい駆動手段により行うことで、拡大レンズの焦
点合わせが精度良くかつ高速に行われる。
In the above appearance inspection apparatus of the present invention, first,
The object to be inspected is mounted on the supporting means, and the supporting means is moved by a predetermined movement amount so that the position of the object to be inspected with respect to the magnifying lens comes close to the focal position of the magnifying lens.
When the object to be inspected comes close to the focal position of the magnifying lens, the driving means moves the magnifying lens by a predetermined amount so that the position of the object to be inspected comes to the focal position of the magnifying lens. Then, after the focusing of the magnifying lens on the object to be inspected is completed, the observation unit observes an enlarged image of the object to be inspected, and within the observation visual field,
A visual inspection is performed to determine whether the inspection target has a defect or the like. As described above, first, the long-distance focusing operation is performed.
The board to be inspected is moved by the supporting means with a large movement amount,
After the amount of displacement of the board to be inspected from the focus position of the magnifying lens is reduced, the final adjustment to the focus position is performed by the driving means with a small movement amount so that the focus of the magnifying lens can be performed accurately and at high speed. Be seen.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の外観検査装置の
実施の形態について、図面を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the appearance inspection apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0032】図1は、本実施形態に係る外観検査装置の
構成図であり、図2は、本実施形態に係る外観検査装置
の要部斜視図である。
FIG. 1 is a block diagram of the appearance inspection apparatus according to this embodiment, and FIG. 2 is a perspective view of the essential parts of the appearance inspection apparatus according to this embodiment.

【0033】図1に示すように、外観検査装置1は、除
振台10と、除振台10の上に設置された検査用ステー
ジ20と、除振台10の上に設置された光学ユニット3
0と、画像処理部50と、制御部60と、入力部70
と、表示部80とを有する。
As shown in FIG. 1, a visual inspection apparatus 1 includes a vibration isolation table 10, an inspection stage 20 installed on the vibration isolation table 10, and an optical unit installed on the vibration isolation table 10. Three
0, the image processing unit 50, the control unit 60, and the input unit 70.
And a display unit 80.

【0034】除振台10は、床からの振動や、検査用ス
テージ20を移動走査した場合に発生する振動などを抑
制するためのものである。微細なデバイスパターンが形
成された半導体ウェーハなどの基板の検査を行うため、
少しの振動でも検査の障害となることから、除振台10
により振動を抑制するようにしている。
The vibration isolation table 10 is for suppressing vibrations from the floor and vibrations generated when the inspection stage 20 is moved and scanned. In order to inspect substrates such as semiconductor wafers with fine device patterns formed,
Vibration isolation table 10
To suppress the vibration.

【0035】なお、この除振台10としては、いわゆる
アクティブ除振台が好ましい。アクティブ除振台は、振
動を検知してその振動を打ち消す方向に動作すること
で、振動を速やかに取り除くようになされた除振台であ
り、除振効果に優れている。
The vibration isolation table 10 is preferably a so-called active vibration isolation table. The active vibration isolation table is a vibration isolation table that detects vibrations and operates in a direction of canceling the vibrations to quickly remove the vibrations, and has an excellent vibration isolation effect.

【0036】この外観検査装置1では、後述するように
紫外光を用いて高分解能での検査を行うため、振動の影
響が大きく現れやすいが、除振効果にすぐれたアクティ
ブ除振台を外観検査装置1の除振台10として用いるこ
とで振動の影響を抑えて、紫外光を用いて高分解能での
検査を行う際の検査能力を向上することができる。
In this appearance inspection apparatus 1, since the inspection is performed at a high resolution by using ultraviolet light as described later, the influence of vibration is likely to appear largely, but the appearance inspection of the active vibration isolation table excellent in the vibration isolation effect is performed. By using it as the vibration isolation table 10 of the apparatus 1, it is possible to suppress the influence of vibration and improve the inspection capability when performing inspection with high resolution using ultraviolet light.

【0037】この除振台10の上には、検査用ステージ
20が設置されている。この検査用ステージ20は、半
導体ウェーハ等の被検査基板を支持するためのステージ
である。この検査用ステージ20は、被検査基板を支持
するとともに、当該被検査基板を所定の検査対象位置へ
と移動させる機能も備えている。
An inspection stage 20 is installed on the vibration isolation table 10. The inspection stage 20 is a stage for supporting a substrate to be inspected such as a semiconductor wafer. The inspection stage 20 has a function of supporting the substrate to be inspected and moving the substrate to be inspected to a predetermined inspection target position.

【0038】具体的には、検査用ステージ20は、除振
台10の上に設置されたXステージ21と、Xステージ
21の上に設置されたYステージ22と、Yステージ2
2の上に設置されたZステージ23と、Zステージ23
の上に設置された吸着プレート24とを備える。
Specifically, the inspection stage 20 includes an X stage 21 installed on the vibration isolation table 10, a Y stage 22 installed on the X stage 21, and a Y stage 2.
Z stage 23 installed on the second stage, and Z stage 23
And a suction plate 24 installed on the.

【0039】Xステージ21およびYステージ22は、
水平方向に移動するステージであり、Xステージ21と
Yステージ22とで、互いに直交する方向に移動するよ
うになされている。被検査基板の検査時には、Xステー
ジ21およびYステージ22により、被検査基板を検査
対象位置へと移動させる。
The X stage 21 and the Y stage 22 are
The stage moves horizontally, and the X stage 21 and the Y stage 22 move in directions orthogonal to each other. When inspecting a substrate to be inspected, the substrate to be inspected is moved to the inspection target position by the X stage 21 and the Y stage 22.

【0040】Xステージ21は、例えば、図2に示すよ
うに、Xサーボモータ211と、Xサーボモータ211
に連結するXネジ軸212と、Xガイドレール213を
駆動機構として有し、Xステージ21は、Xネジ軸21
2に螺合しており、Xサーボモータ211の回転によ
り、Xガイドレール213に従ってX方向に移動可能と
なっている。なお、図2には現れていないが、Xステー
ジ21上に設置されたYステージも同様の駆動機構を有
しY方向に駆動可能になっている。
The X stage 21 includes, for example, as shown in FIG. 2, an X servo motor 211 and an X servo motor 211.
The X stage 21 has an X screw shaft 212 connected to the X screw shaft 212 and an X guide rail 213 as a drive mechanism.
It is screwed to 2 and can be moved in the X direction along the X guide rail 213 by the rotation of the X servo motor 211. Although not shown in FIG. 2, the Y stage installed on the X stage 21 also has a similar drive mechanism and can be driven in the Y direction.

【0041】Zステージ23は、鉛直方向に移動するス
テージであり、後述するように、ステージの高さを調整
するためのものである。被検査基板の検査時には、Zス
テージ23により、被検査基板の検査面が適切な高さと
なるようにステージの高さを調整する。
The Z stage 23 is a stage which moves in the vertical direction, and is for adjusting the height of the stage, as will be described later. At the time of inspecting the substrate to be inspected, the Z stage 23 adjusts the height of the stage so that the inspection surface of the substrate to be inspected has an appropriate height.

【0042】吸着プレート24は、被検査基板を吸着し
て固定するためのものである。
The suction plate 24 is for sucking and fixing the substrate to be inspected.

【0043】図3を用いて、Zステージ23を鉛直方向
へ移動させる駆動機構について説明する。Zステージ2
3は、その駆動機構として、大別して、基体230、サ
ーボモータ231、クサビ状移動体232、当接部材2
33により構成される。
A drive mechanism for moving the Z stage 23 in the vertical direction will be described with reference to FIG. Z stage 2
The drive mechanism 3 is roughly classified into a base body 230, a servo motor 231, a wedge-shaped moving body 232, and an abutting member 2.
33.

【0044】サーボモータ231は、基体230に保持
されており、ネジ軸236が連結されている。
The servo motor 231 is held by the base body 230, and the screw shaft 236 is connected thereto.

【0045】クサビ状移動体232は、クサビ体234
と、これが固定される本体235からなり、本体235
には、ネジ軸236に螺合する雌ネジを有するネジブッ
シュ237が、ビス238により固定されている。
The wedge-shaped moving body 232 is a wedge body 234.
And a main body 235 to which this is fixed.
A screw bush 237 having a female screw that is screwed onto the screw shaft 236 is fixed by a screw 238.

【0046】クサビ状移動体232の本体235には、
基体230の底面上を往復動可能に設けられたリニアボ
ールベアリングのごとき摺動体239が設けられてお
り、また、ガイド孔235aが設けられている。
In the main body 235 of the wedge-shaped moving body 232,
A sliding member 239 such as a linear ball bearing that is reciprocally provided on the bottom surface of the base body 230 is provided, and a guide hole 235a is provided.

【0047】クサビ体234には、ネジ軸236の軸線
方向に対し所定の角度を有する傾斜面234aが形成さ
れている。以上の構造により、サーボモータ231を回
転させると、クサビ状移動体232がネジ軸263の軸
線方向に移動し、傾斜面234aもその方向に移動する
こととなる。
The wedge body 234 is formed with an inclined surface 234a having a predetermined angle with respect to the axial direction of the screw shaft 236. With the above structure, when the servo motor 231 is rotated, the wedge-shaped moving body 232 moves in the axial direction of the screw shaft 263, and the inclined surface 234a also moves in that direction.

【0048】当接部材233は、ブロック体からなり、
その一端面側には傾斜面234aと密接する傾斜面23
3aが形成され、傾斜面233aと反対の他端面側に
は、ネジ軸236の軸線と平行な平坦面233bが形成
されている。平坦面233に接して、Zステージ23が
設置されている。また、当接部材233は、その側面が
基体230にZ方向に摺動可能に支持された状態でクサ
ビ体234とほぼ対向する位置に配置されている。
The contact member 233 is composed of a block body,
On one end surface side thereof, the inclined surface 23 that is in close contact with the inclined surface 234a
3a is formed, and a flat surface 233b parallel to the axis of the screw shaft 236 is formed on the other end surface side opposite to the inclined surface 233a. The Z stage 23 is installed in contact with the flat surface 233. Further, the contact member 233 is arranged at a position substantially facing the wedge body 234 in a state where the side surface thereof is slidably supported by the base body 230 in the Z direction.

【0049】当接部材233が図の側方に飛び出すこと
を防止するための飛び出し防止手段240が設けられて
いる。飛び出し防止手段240は、クサビ状移動体23
2のガイド孔235aに摺動可能に支持されるピストン
241と、ピストン241の頭部であって当接部材23
3に接触する接触部材242と、接触部材242を当接
部材233側に押圧すべくガイド孔235a内に収納さ
れるスプリング243とから構成されている。
A protrusion preventing means 240 for preventing the contact member 233 from protruding sideways in the drawing is provided. The pop-out prevention means 240 is used for the wedge-shaped moving body 23.
2 of the piston 241 slidably supported in the second guide hole 235a and the head of the piston 241 and the abutting member 23.
3 and a spring 243 housed in the guide hole 235a to press the contact member 242 toward the contact member 233.

【0050】なお、図示はしないが、当接部材233の
上下動によりZステージ23が鉛直方向、すなわち、ネ
ジ軸236の軸線方向と直交する方向に円滑に移動し得
るように、例えば、Zステージ23には、基体230に
摺動可能に設置されたガイド部材を有する。
Although not shown, for example, the Z stage 23 can be smoothly moved in the vertical direction, that is, the direction orthogonal to the axial direction of the screw shaft 236 by the vertical movement of the contact member 233. A guide member 23 is slidably installed on the base body 230.

【0051】以上の構成の駆動機構による、Zステージ
23の鉛直方向への移動動作を説明する。本実施形態で
は、Zステージ23を機械的にできるだけ制御よく鉛直
方向に移動させるため、上記のようにクサビ状移動体2
32を移動させる構成となっている。
The movement operation of the Z stage 23 in the vertical direction by the drive mechanism having the above configuration will be described. In the present embodiment, since the Z stage 23 is moved mechanically in the vertical direction with good control, the wedge-shaped moving body 2 is moved as described above.
It is configured to move 32.

【0052】すなわち、例えば、サーボモータ231に
よりネジ軸236を回転させることで、ネジ軸236の
ネジピッチに応じて、クサビ状移動体232がネジ軸2
36の軸線方向に移動することとなる。
That is, for example, when the screw shaft 236 is rotated by the servo motor 231, the wedge-shaped moving body 232 is moved according to the screw pitch of the screw shaft 236.
It will move in the axial direction of 36.

【0053】そして、クサビ状移動体232の傾斜面2
34aに接した当接部材233が、クサビ状移動体23
2の移動ととともに、所定量だけ上下方向に移動するこ
ととなる。このとき、クサビ状移動体232の軸線方向
への移動量に対して、当接部材233の鉛直方向への移
動量は、クサビ状移動体232の傾斜面234a(ある
いは当接部材233の傾斜面233a)の傾きに応じ
て、所定の割合だけ小さくなる。
The inclined surface 2 of the wedge-shaped moving body 232.
The contact member 233 that is in contact with 34 a is the wedge-shaped moving body 23.
Along with the movement of 2, a predetermined amount of vertical movement is required. At this time, the amount of movement of the contact member 233 in the vertical direction with respect to the amount of movement of the wedge-shaped moving body 232 in the axial direction is as follows. 233a), it becomes smaller by a predetermined ratio.

【0054】従って、サーボモータ231は、1度未満
の単位で正確に回転できるように構成されているもので
あるが、当接部材233をサーボモータ231で直接移
動させる場合に比して、所定量だけ移動させるのに必要
なサーボモータの回転数を大きくすることができ、微細
移動における分解能が向上する。以上のようにして、Z
ステージの機械的駆動が実現されている。
Therefore, although the servo motor 231 is constructed so as to be able to accurately rotate in units of less than 1 degree, compared with the case where the contact member 233 is directly moved by the servo motor 231, the servo motor 231 is The number of rotations of the servo motor required to move a fixed amount can be increased, and the resolution in fine movement is improved. As described above, Z
Mechanical drive of the stage has been realized.

【0055】除振台10の上には、検査用ステージ20
の上に位置するように光学ユニット30が設置されてい
る。光学ユニット30は、図2に示すように、除振台1
0上に設置された支持部材11により支持された、高精
密および振動抑制のために高剛性をもつ部材で構成され
るコラム12内に設置されている。光学ユニット30
は、被検査基板の画像を可視光を用いて低分解能にて撮
像する機能と、被検査基板の画像を紫外光を用いて高分
解能にて撮像する機能とを兼ね備えている。
An inspection stage 20 is mounted on the vibration isolation table 10.
The optical unit 30 is installed so as to be located above. The optical unit 30, as shown in FIG.
It is installed in a column 12, which is supported by a support member 11 installed on the upper surface of the zero, and is made of a member having high precision and high rigidity for suppressing vibration. Optical unit 30
Has both a function of capturing an image of a substrate to be inspected with visible light at low resolution and a function of capturing an image of the substrate to be inspected with high resolution using ultraviolet light.

【0056】次に、光学ユニットの光学系について、図
4を参照して詳細に説明する。
Next, the optical system of the optical unit will be described in detail with reference to FIG.

【0057】図1および図4に示すように、光学ユニッ
ト30は、可視光にて被検査基板の画像を撮像するため
の機構として、ハロゲンランプ31と、可視光用光学系
32と、可視光用対物レンズ33と、可視光用CCDカ
メラ34と、距離検出部35を備えている。なお、ここ
では、距離検出部35についての説明は後述するため省
略し、被検査基板を照明する光学系と、被検査基板を撮
像する光学系とについて、説明する。
As shown in FIGS. 1 and 4, the optical unit 30 has a halogen lamp 31, a visible light optical system 32, and a visible light as a mechanism for capturing an image of a substrate to be inspected with visible light. The objective lens 33, the visible light CCD camera 34, and the distance detector 35 are provided. Note that the description of the distance detection unit 35 is omitted here because it will be described later, and the optical system that illuminates the substrate to be inspected and the optical system that images the substrate to be inspected will be described.

【0058】まず、可視光にて被検査基板の画像を撮像
する際は、ハロゲンランプ31を点灯させ、ハロゲンラ
ンプ31からの可視光が、光ファイバ310によって可
視光用光学系32へ導かれる。ここで、可視光用光学系
32は、2つのレンズ321,322により構成された
照明用光学系320を備えており、光ファイバ310に
よって可視光用光学系32に導かれた可視光は、まず、
照明用光学系320へ入射する。
First, when capturing an image of the substrate to be inspected with visible light, the halogen lamp 31 is turned on, and the visible light from the halogen lamp 31 is guided to the visible light optical system 32 by the optical fiber 310. Here, the visible light optical system 32 includes an illumination optical system 320 composed of two lenses 321, 322, and the visible light guided to the visible light optical system 32 by the optical fiber 310 is first ,
It is incident on the illumination optical system 320.

【0059】そして、可視光用光学系32へ入射した可
視光は、照明用光学系320を介してハーフミラー32
3に入射し、ハーフミラー323によって可視光用対物
レンズ33へ向けて反射され、可視光用対物レンズ33
を介して被検査基板へ入射する。これにより、被検査基
板が可視光により照明される。
Then, the visible light incident on the visible light optical system 32 passes through the illumination optical system 320 and the half mirror 32.
3 and is reflected by the half mirror 323 toward the visible light objective lens 33.
It is incident on the substrate to be inspected via. As a result, the substrate to be inspected is illuminated with visible light.

【0060】そして、可視光により照明された被検査基
板からの反射光が、可視光用対物レンズ33、ハーフミ
ラー323および撮像用レンズ324を介して可視光用
CCDカメラ34に入射し、これにより、被検査基板の
拡大像が可視光用CCDカメラ34によって撮像され
る。そして、可視光用CCDカメラ34により撮像され
た被検査基板の画像は、画像処理部50へ送られる。
Then, the reflected light from the substrate to be inspected illuminated with the visible light enters the visible light CCD camera 34 through the visible light objective lens 33, the half mirror 323 and the imaging lens 324, whereby An enlarged image of the substrate to be inspected is captured by the visible light CCD camera 34. Then, the image of the inspected substrate taken by the visible light CCD camera 34 is sent to the image processing unit 50.

【0061】また、光学ユニット30の内部には、紫外
光にて被検査基板の画像を撮像するための機構として、
紫外光レーザ光源41と、紫外光用光学系42と、紫外
光用対物レンズ43と、紫外光用CCDカメラ44と、
距離センサ45と、圧電素子46が配されている。な
お、ここでも、距離センサ45および圧電駆動素子46
を用いた焦点制御についての説明は後述するため省略
し、被検査基板を照明する光学系と、被検査基板を撮像
する光学系とについて説明する。
Inside the optical unit 30, a mechanism for picking up an image of the substrate to be inspected with ultraviolet light is provided.
An ultraviolet laser source 41, an ultraviolet optical system 42, an ultraviolet objective lens 43, an ultraviolet CCD camera 44,
A distance sensor 45 and a piezoelectric element 46 are arranged. Note that the distance sensor 45 and the piezoelectric drive element 46 are also used here.
A description of focus control using is omitted since it will be described later, and an optical system that illuminates the substrate to be inspected and an optical system that images the substrate to be inspected will be described.

【0062】紫外光にて被検査基板の画像を撮像する際
には、紫外光レーザ光源41を点灯させ、紫外光レーザ
光源41からの紫外光は、光ファイバ410によって紫
外光用光学系42へ導かれる。ここで、紫外光用光学系
42は、2つのレンズ421,422により構成された
照明用光学系420を備えており、光ファイバ410に
よって紫外光用光学系42へ導かれた紫外光は、まず、
照明用光学系420に入射する。
When capturing an image of the substrate to be inspected with ultraviolet light, the ultraviolet laser light source 41 is turned on, and the ultraviolet light from the ultraviolet laser light source 41 is transmitted to the ultraviolet optical system 42 by the optical fiber 410. Be guided. Here, the ultraviolet light optical system 42 includes an illumination optical system 420 composed of two lenses 421 and 422, and the ultraviolet light guided to the ultraviolet light optical system 42 by the optical fiber 410 is first ,
It enters the illumination optical system 420.

【0063】そして、照明用光学系420へ入射した紫
外光は、照明用光学系420を介してハーフミラー42
3に入射し、ハーフミラー423によって紫外光用対物
レンズ43へ向けて反射され、紫外光用対物レンズ43
を介して被検査基板に入射する。これにより、被検査基
板が紫外光により照明される。
Then, the ultraviolet light incident on the illumination optical system 420 passes through the illumination optical system 420 and the half mirror 42.
3 and is reflected by the half mirror 423 toward the ultraviolet light objective lens 43.
It is incident on the substrate to be inspected via. As a result, the substrate to be inspected is illuminated with ultraviolet light.

【0064】そして、紫外光により照明された被検査基
板からの反射光が、紫外光用対物レンズ43、ハーフミ
ラー423、および撮像用レンズ424を介して紫外光
用CCDカメラ44に入射し、これにより、被検査基板
の拡大像が紫外光用CCDカメラ44によって撮像され
る。そして、紫外光用CCDカメラ44によって撮像さ
れた被検査基板の画像は、画像処理部50へ送られる。
Then, the reflected light from the substrate to be inspected illuminated with the ultraviolet light enters the ultraviolet CCD camera 44 through the ultraviolet objective lens 43, the half mirror 423, and the imaging lens 424, and As a result, an enlarged image of the substrate to be inspected is captured by the CCD camera 44 for ultraviolet light. Then, the image of the substrate to be inspected captured by the ultraviolet CCD camera 44 is sent to the image processing unit 50.

【0065】上記の可視光用対物レンズ33と紫外光用
対物レンズ43は、具体的には、吸着プレート24に対
して図5に示すように設置されている。すなわち、図5
に示すように、紫外光用対物レンズ43は、ベースプレ
ート40に圧電素子46を介して支持されている。な
お、圧電素子46には、後述するように連結部材45a
を介して距離センサ45が設けられている。また、可視
光用対物レンズ33として、高倍率〜低倍率の各種の可
視光用対物レンズ33a,33b,33cが、ベースプ
レート40に設置されたレボルバ330に支持されてい
る。
The visible light objective lens 33 and the ultraviolet light objective lens 43 are specifically installed on the suction plate 24 as shown in FIG. That is, FIG.
As shown in, the ultraviolet objective lens 43 is supported by the base plate 40 via the piezoelectric element 46. The piezoelectric element 46 has a connecting member 45a as described later.
A distance sensor 45 is provided via the. As the visible light objective lens 33, various types of high-to-low-magnification visible light objective lenses 33 a, 33 b, and 33 c are supported by a revolver 330 installed on the base plate 40.

【0066】このように、上記の外観検査装置1におい
ては、可視光用の光学系と紫外光用の光学系とを兼ね備
えており、可視光を用いた低分解能での被検査基板の検
査と、紫外光を用いた高分解能での被検査基板の検査と
の両方を行うことができるようになっている。
As described above, the appearance inspection apparatus 1 has both an optical system for visible light and an optical system for ultraviolet light, and is capable of inspecting a substrate to be inspected at low resolution using visible light. It is possible to perform both high resolution inspection of a substrate to be inspected using ultraviolet light.

【0067】上記の光学ユニット30と検査用ステージ
20の制御、および画像解析処理のため、光学ユニット
30および検査用ステージ20の各機器に接続して、画
像処理部50および制御部60が設けられており、さら
に入力部70、表示部80とが設けられている。
In order to control the optical unit 30 and the inspection stage 20 and perform image analysis processing, an image processing section 50 and a control section 60 are provided in connection with the respective devices of the optical unit 30 and the inspection stage 20. In addition, an input unit 70 and a display unit 80 are provided.

【0068】画像処理部50は、被検査基板を検査する
ときに、光学ユニット30の内部に設置されたCCDカ
メラ34,44により被検査基板を撮像した画像を取り
込んで、検査のために必要な所定の処理を行う。
When inspecting a substrate to be inspected, the image processing section 50 takes in an image of the substrate to be inspected by the CCD cameras 34 and 44 installed inside the optical unit 30, and is necessary for the inspection. Perform predetermined processing.

【0069】制御部60は、後述するように、被検査基
板の検査を行う際に、被検査基板の被検査対象領域が、
光学ユニット30の内部に設置されたCCDカメラ3
4,44により撮像されるように、検査用ステージ2
0、光学ユニット30の各機器等を制御する。
As will be described later, the control unit 60 determines that the inspection target area of the inspection target substrate is
CCD camera 3 installed inside the optical unit 30
The inspection stage 2 as imaged by 4, 44
0, each device of the optical unit 30 is controlled.

【0070】入力部70は、画像処理部50および制御
部60に接続されており、例えば、画像処理部50に対
してCCDカメラ34,44から取り込んだ画像の解析
に必要な指示を入力し、制御部60に対して検査用ステ
ージ20、光学ユニット30の内部の各機器等を制御す
るのに必要な指示を入力するためのものであり、例え
ば、マウス等のポインティングデバイスやキーボード等
からなる。
The input section 70 is connected to the image processing section 50 and the control section 60. For example, the input section 70 inputs instructions to the image processing section 50 necessary for analysis of images captured from the CCD cameras 34 and 44, The control unit 60 is for inputting an instruction necessary for controlling each device inside the inspection stage 20 and the optical unit 30, and includes, for example, a pointing device such as a mouse and a keyboard.

【0071】表示部80は、画像処理部50および制御
部60に接続されており、例えば、CCDカメラ34,
44から取り込んだ画像の画像処理部50による解析結
果等を表示し、制御部60による被検査基板の検査時の
各種条件等を表示するためのものであり、例えば、CR
Tディスプレイや液晶ディスプレイ等からなる。
The display section 80 is connected to the image processing section 50 and the control section 60. For example, the CCD camera 34,
The image processing unit 50 displays the analysis result and the like of the image captured from the image processing unit 44, and the control unit 60 displays various conditions at the time of inspecting the substrate to be inspected.
It consists of a T display and a liquid crystal display.

【0072】なお、画像処理部50と制御部60は、そ
れぞれに設けられたメモリインターフェース50a,6
0aを介して互いに接続されており、互いにデータのや
り取りが可能となっている。
The image processing section 50 and the control section 60 are respectively provided with memory interfaces 50a and 6a.
They are connected to each other via 0a, and data can be exchanged with each other.

【0073】ここで、制御部60は、ステージ制御部6
1、光源制御部62、圧電素子制御部63とを有してい
る。
Here, the control unit 60 is the stage control unit 6
1, a light source controller 62, and a piezoelectric element controller 63.

【0074】ステージ制御部61は、Xステージ21、
Yステージ22、Zステージ23、吸着プレート24に
接続されており、被検査基板の検査を行う際に、Xステ
ージ21、Yステージ22、Zステージ23、吸着プレ
ート24に制御信号を出力する。そして、当該制御信号
に基づいて、被検査基板を吸着プレート24により固定
するとともに、被検査基板が所定の位置および高さとな
るように、Xステージ21、Yステージ22、Zステー
ジ23を動作させる。また、ステージ制御部61は、距
離センサ45および距離検出部35に接続されており、
後述するように距離センサ45および距離検出部35か
ら焦点位置からのズレ量を示す距離検出信号を入力し
て、当該距離検出信号に応じて、Zステージ23の移動
量を制御する制御信号をZステージ23の駆動機構に出
力する。
The stage controller 61 controls the X stage 21,
It is connected to the Y stage 22, the Z stage 23, and the suction plate 24, and outputs a control signal to the X stage 21, the Y stage 22, the Z stage 23, and the suction plate 24 when inspecting a substrate to be inspected. Then, based on the control signal, the substrate to be inspected is fixed by the suction plate 24, and the X stage 21, the Y stage 22, and the Z stage 23 are operated so that the substrate to be inspected has a predetermined position and height. The stage controller 61 is connected to the distance sensor 45 and the distance detector 35,
As will be described later, a distance detection signal indicating a shift amount from the focus position is input from the distance sensor 45 and the distance detection unit 35, and a control signal for controlling the movement amount of the Z stage 23 is set to Z according to the distance detection signal. Output to the drive mechanism of the stage 23.

【0075】光源制御部62は、ハロゲンランプ31の
駆動源および紫外光レーザ光源41に接続されており、
光源制御部62からの制御信号に基づいて、ハロゲンラ
ンプ31および紫外光レーザ光源41の点灯および消灯
が行われる。
The light source controller 62 is connected to the driving source of the halogen lamp 31 and the ultraviolet laser light source 41,
The halogen lamp 31 and the ultraviolet laser light source 41 are turned on and off based on a control signal from the light source control unit 62.

【0076】圧電素子制御部63は、距離センサ45お
よび圧電素子46に接続されており、距離センサ45か
らの対物レンズ45の焦点位置に対する被検査基板の位
置ずれを示す距離検出信号を入力し、当該検出距離に応
じて圧電素子46が所望の伸縮量となるように制御信号
を出力する。
The piezoelectric element control section 63 is connected to the distance sensor 45 and the piezoelectric element 46, and inputs a distance detection signal indicating the positional deviation of the substrate to be inspected with respect to the focal position of the objective lens 45 from the distance sensor 45, A control signal is output so that the piezoelectric element 46 has a desired expansion / contraction amount according to the detection distance.

【0077】次に、外観検査装置1の距離検出部35の
構成について、図6を用いて説明する。なお、図6に
は、光学ユニット30内の可視光用対物レンズ33の自
動焦点位置合わせに必要となる光学系のみを示す。もっ
とも、この自動焦点位置合わせに必要となる光学系は、
図4に示した被検査基板の照明および撮像する光学系と
機械的干渉が生じないように、光学ユニット30内に設
けられている。
Next, the structure of the distance detecting section 35 of the visual inspection apparatus 1 will be described with reference to FIG. It should be noted that FIG. 6 shows only an optical system required for automatic focus position adjustment of the visible light objective lens 33 in the optical unit 30. However, the optical system required for this automatic focusing is
It is provided in the optical unit 30 so as not to cause mechanical interference with the illumination and imaging optical system of the substrate to be inspected shown in FIG.

【0078】図6に示すように、距離検出部35は、可
視光用対物レンズ33と、レーザ光を出射するレーザダ
イオード351と、被検査基板により反射されたレーザ
光を受光するフォトディテクタ352と、レーザダイオ
ード351からの出射光と被検査基板2からの反射光と
の光路を分離するハーフミラー353と、レーザダイオ
ード351とハーフミラー353との間に設けられたナ
イフエッジ354と、ハーフミラー353と可視光用対
物レンズ33との間に設けられたコリメータレンズ35
5と、プリアンプ356とを有している。
As shown in FIG. 6, the distance detector 35 includes a visible light objective lens 33, a laser diode 351 for emitting a laser beam, a photodetector 352 for receiving the laser beam reflected by the substrate to be inspected, A half mirror 353 that separates the optical paths of the emitted light from the laser diode 351 and the reflected light from the inspected substrate 2, a knife edge 354 provided between the laser diode 351 and the half mirror 353, and a half mirror 353. Collimator lens 35 provided between the objective lens 33 for visible light
5 and a preamplifier 356.

【0079】レーザダイオード351は、可視光のレー
ザ光を出射する。レーザダイオード351から出射され
たレーザ光は、ナイフエッジ354によりスポット形状
が半円状とされ、ハーフミラー353に入射する。ハー
フミラー353は、レーザダイオード351から照射さ
れたレーザ光を反射し、ハーフミラー353により反射
されたレーザ光は、コリメータレンズ355で平行光と
された後、可視光用対物レンズ33に入射する。可視光
用対物レンズ33は、平行光とされたレーザ光を集光し
て被検査基板2に照射する。
The laser diode 351 emits visible laser light. The laser light emitted from the laser diode 351 is made into a semicircular spot shape by the knife edge 354, and is incident on the half mirror 353. The half mirror 353 reflects the laser light emitted from the laser diode 351, and the laser light reflected by the half mirror 353 is collimated by the collimator lens 355 and then enters the visible light objective lens 33. The visible light objective lens 33 condenses the parallel laser light and irradiates the inspected substrate 2.

【0080】被検査基板2上に形成されるレーザスポッ
トは、ナイフエッジ354が設けられているため、その
形状が半円形状となり、焦点位置のずれ量に応じてその
重心位置が線形的に移動していく。
Since the laser spot formed on the substrate 2 to be inspected has the knife edge 354, its shape becomes a semicircular shape, and its barycentric position linearly moves according to the shift amount of the focal position. I will do it.

【0081】すなわち、被検査基板2上に形成されたレ
ーザスポットの形状は、ナイフエッジ354の影響から
半円状となる。図7に示すように、この被検査基板2上
に形成されたレーザスポットLSは、焦点位置Fと反射
面とが一致しているときには、スポットサイズが最も小
さくなる。そして、焦点位置Fから反射面が離れていく
ほど、そのスポットサイズが大きくなり、また、焦点位
置の前後で、合焦時のスポット位置を中心にその半円形
状が対称になっている。
That is, the shape of the laser spot formed on the substrate 2 to be inspected is semicircular due to the influence of the knife edge 354. As shown in FIG. 7, the laser spot LS formed on the substrate 2 to be inspected has the smallest spot size when the focal point F and the reflecting surface coincide with each other. The spot size increases as the reflecting surface moves away from the focus position F, and the semicircular shape is symmetrical before and after the focus position around the spot position at the time of focusing.

【0082】このようにして、被検査基板2に形成され
るレーザスポットは、焦点位置Fからのずれ量に応じ
て、その重心位置Gが線形的に移動していく。
In this way, the center of gravity G of the laser spot formed on the substrate 2 to be inspected moves linearly according to the amount of deviation from the focus position F.

【0083】可視光用対物レンズ33により集光された
レーザ光は、被検査基板2により反射され、再度、可視
光用対物レンズ33、コリメータレンズ355を通過
し、ハーフミラー353に入射する。ハーフミラー35
3は、被検査基板からの反射光を透過し、ハーフミラー
353を透過した反射光は、フォトディテクタ352に
照射される。
The laser light collected by the visible light objective lens 33 is reflected by the substrate 2 to be inspected, passes through the visible light objective lens 33 and the collimator lens 355 again, and enters the half mirror 353. Half mirror 35
3 transmits the reflected light from the substrate to be inspected, and the reflected light transmitted through the half mirror 353 is applied to the photodetector 352.

【0084】フォトディテクタ352は、例えば、光検
出領域が複数の領域に分割され、受光したレーザスポッ
トの重心位置Gが検出できるようになっており、被検査
基板からの反射光を受光してその受光光量に応じた電気
信号に変換し、その電気信号をプリアンプ356に供給
する。このフォトディテクタ352の光検出領域上に形
成されるレーザスポットは、上述した被検査基板2上に
形成されるレーザスポットLSと同様に、焦点位置から
のずれ量に応じて、その重心位置が線形的に移動してい
く。
In the photodetector 352, for example, the photodetection region is divided into a plurality of regions so that the barycentric position G of the received laser spot can be detected, and the reflected light from the substrate to be inspected is received and received. It is converted into an electric signal according to the amount of light, and the electric signal is supplied to the preamplifier 356. Like the laser spot LS formed on the substrate 2 to be inspected, the laser spot formed on the photodetection region of the photodetector 352 has a linear center of gravity position according to the amount of deviation from the focus position. Move to.

【0085】プリアンプ356は、フォトディテクタの
各光検出領域からの電気信号の差分信号を求めることに
より、レーザスポットの重心位置を求め、可視光用対物
レンズ33の焦点位置からの被検査基板のズレ量を示す
距離検出信号を生成する。
The preamplifier 356 obtains the position of the center of gravity of the laser spot by obtaining the difference signal of the electric signals from the respective photodetection regions of the photodetector, and the deviation amount of the substrate to be inspected from the focus position of the visible light objective lens 33. To generate a distance detection signal.

【0086】ステージ制御部61は、この距離検出信号
から、可視光用対物レンズ33と被検査基板2との距離
を求め、この距離が可視光用対物レンズ33の焦点距離
と一致するように、Zステージ23を移動させ、被検査
基板の高さ位置を制御する。
The stage controller 61 obtains the distance between the visible light objective lens 33 and the substrate 2 to be inspected from the distance detection signal, so that the distance matches the focal length of the visible light objective lens 33. The Z stage 23 is moved to control the height position of the substrate to be inspected.

【0087】以上のようにして、可視光学系の焦点位置
合わせの制御が行われることとなる。
The focus position control of the visible optical system is controlled as described above.

【0088】次に、外観検査装置1の紫外光用の焦点合
わせ機構について説明する。
Next, the focusing mechanism for ultraviolet light of the visual inspection apparatus 1 will be described.

【0089】上述したように、距離センサ45が、紫外
光用対物レンズ43に対して相対的な位置関係が固定さ
れて、光学ユニット30内に設けられている。すなわ
ち、図5に示すように、距離センサ45は、圧電素子4
6に連結部材45aを介して固定され、その高さ位置
(鉛直方向の位置)が、紫外光用対物レンズ43とほぼ
同一の位置となるように設けられている。
As described above, the distance sensor 45 is provided in the optical unit 30 in a fixed relative positional relationship with respect to the ultraviolet light objective lens 43. That is, as shown in FIG. 5, the distance sensor 45 includes the piezoelectric element 4
6 is fixed via a connecting member 45a, and its height position (position in the vertical direction) is substantially the same as that of the ultraviolet objective lens 43.

【0090】距離センサ45は、紫外光用対物レンズ4
3と被検査基板2との間隔を検出し、この距離検出信号
を圧電素子制御部63へ出力する。距離センサ45とし
ては、例えば、静電容量型センサが用いられる。静電容
量型センサは、被測定物との間の静電容量を測定するこ
とにより、被測定物に接触することなく、当該センサと
被測定物との間の距離を測定することができる。この距
離検出信号は、あらかじめ焦点位置にある場合の静電容
量を目標値として算出しておくことにより、紫外光用対
物レンズ43の焦点位置に対する被検査基板のずれ量の
指標となる。
The distance sensor 45 is the objective lens 4 for ultraviolet light.
The distance between the substrate 3 and the substrate 2 to be inspected is detected, and this distance detection signal is output to the piezoelectric element controller 63. As the distance sensor 45, for example, a capacitance type sensor is used. The capacitance sensor can measure the distance between the sensor and the object to be measured without contacting the object to be measured by measuring the capacitance between the sensor and the object to be measured. This distance detection signal serves as an index of the amount of displacement of the substrate to be inspected with respect to the focus position of the ultraviolet light objective lens 43 by calculating the electrostatic capacitance when the focus position is in advance as a target value.

【0091】圧電素子制御部63は、当該距離検出信号
を受けて、予め算出された目標値に近づくように、圧電
素子46に所望の電圧を出力して、圧電素子46を伸縮
させて、被検査基板2の検査対象面が紫外光用対物レン
ズ43の焦点に一致するようにする。
Upon receiving the distance detection signal, the piezoelectric element control section 63 outputs a desired voltage to the piezoelectric element 46 so as to approach the target value calculated in advance, and expands and contracts the piezoelectric element 46 so as to expand and contract. The surface to be inspected of the inspection substrate 2 is made to match the focal point of the ultraviolet light objective lens 43.

【0092】次に、上記の外観検査装置1を用いた検査
方法について、図8に示すフローチャートを用いて説明
する。まず、ステップST1において、動作させる前の
調整として、レボルバ330に搭載された可視光用対物
レンズ33の中で高倍率のものを用いて、被検査基板2
を支持する吸着プレート24を、Zステージ23を用い
た焦点合わせ動作を行い、その焦点位置を基準位置とし
て固定する。そして、この基準位置において、圧電素子
46が、そのストロークの中心にくるように、圧電素子
46の支持位置を上下方向に調整しておく。
Next, an inspection method using the above appearance inspection apparatus 1 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, in step ST1, as a pre-operation adjustment, one of the high-magnification visible light objective lenses 33 mounted on the revolver 330 is used to inspect the substrate 2 to be inspected.
The suction plate 24 that supports the lens is subjected to a focusing operation using the Z stage 23, and the focal position is fixed as a reference position. Then, at this reference position, the supporting position of the piezoelectric element 46 is adjusted in the vertical direction so that the piezoelectric element 46 is located at the center of its stroke.

【0093】次に、ステップST2において、ステージ
制御部61によりXステージ21およびYステージ22
を駆動させて、被検査基板2を観察位置へXY移動さ
せ、被検査基板2の検査対象領域が可視光用対物レンズ
33の視野内に入るようにする。
Next, in step ST2, the stage controller 61 controls the X stage 21 and the Y stage 22.
Are driven to move the substrate 2 to be inspected XY to the observation position so that the region to be inspected of the substrate 2 to be inspected is within the field of view of the objective lens 33 for visible light.

【0094】次に、ステップST3において、ステージ
制御部61により、距離検出部35からの焦点位置から
のずれ量を示す距離検出信号に応じて、Zステージ23
を駆動させ、可視光用対物レンズ33の自動焦点位置合
わせを行う。
Next, in step ST3, the Z stage 23 is controlled by the stage controller 61 in response to the distance detection signal from the distance detector 35 indicating the amount of deviation from the focus position.
Is driven to automatically focus the visible light objective lens 33.

【0095】次に、ステップST4において、可視光用
CCDカメラ34により被検査基板2の画像を撮像し、
撮像した可視画像を画像処理部50へ送る。
Next, in step ST4, an image of the substrate 2 to be inspected is picked up by the visible light CCD camera 34,
The captured visible image is sent to the image processing unit 50.

【0096】次に、ステップST5において、画像処理
部50により所定の処理を行って被検査基板2に欠陥が
あるか否かの検査を行う。なお、ここでの処理は、例え
ば、予め欠陥がない場合の参照画像と比較することによ
り行う等、種々の処理が挙げられる。そして、欠陥が検
出できた場合には、当該欠陥を画像処理部50あるいは
制御部60に接続された不図示の記憶装置に保存して、
ここでの処理を終了する。
Next, in step ST5, the image processing section 50 performs a predetermined process to inspect whether the substrate 2 to be inspected has a defect. It should be noted that the processing here includes various kinds of processing, for example, by performing comparison with a reference image in the case where there is no defect in advance. When a defect can be detected, the defect is stored in a storage device (not shown) connected to the image processing unit 50 or the control unit 60,
The process here is terminated.

【0097】一方、ステップST5で欠陥が検出できな
かった場合には、ステップST6以降へ進み、可視光よ
りも短波長の光である紫外光を用いた高分解能での撮像
を行って欠陥の検出を行う。
On the other hand, if the defect cannot be detected in step ST5, the process proceeds to step ST6 and subsequent steps to detect the defect by performing imaging with high resolution using ultraviolet light having a shorter wavelength than visible light. I do.

【0098】その場合は、まず、ステップST6におい
て、紫外光用対物レンズ43の自動焦点位置合わせを、
距離センサ45からの距離検出信号に基づき、圧電素子
制御部63により圧電素子に所定の電圧を印加して、圧
電素子を伸縮させることにより行う。
In this case, first, in step ST6, the automatic focusing of the ultraviolet light objective lens 43 is performed.
Based on the distance detection signal from the distance sensor 45, a predetermined voltage is applied to the piezoelectric element by the piezoelectric element control unit 63 to expand and contract the piezoelectric element.

【0099】次に、ステップST7において、紫外光用
CCDカメラ44により被検査基板の画像を撮像し、撮
像した紫外画像を画像処理部50に送る。
Next, in step ST7, an image of the substrate to be inspected is picked up by the ultraviolet CCD camera 44, and the picked-up ultraviolet image is sent to the image processing section 50.

【0100】次に、ステップST8において、画像処理
部50により所定の処理を行って被検査基板2に欠陥が
あるか否かの検査を行う。なお、ここでの処理は、例え
ば、予め欠陥がない場合の参照画像と比較することによ
り行う等、種々の処理が挙げられる。そして、欠陥が検
出できた場合には、当該欠陥を画像処理部50あるいは
制御部60に接続された不図示の記憶装置に保存して、
処理を終了する。また、ステップST8で欠陥が検出で
きなかった場合には、欠陥がないことを示す情報を、画
像処理部50あるいは制御部60に接続された不図示の
記憶装置に保存して、処理を終了する。
Next, in step ST8, the image processing section 50 performs a predetermined process to inspect whether the substrate 2 to be inspected has a defect. It should be noted that the processing here includes various kinds of processing, for example, by performing comparison with a reference image in the case where there is no defect in advance. When a defect can be detected, the defect is stored in a storage device (not shown) connected to the image processing unit 50 or the control unit 60,
The process ends. If no defect is detected in step ST8, information indicating that there is no defect is stored in a storage device (not shown) connected to the image processing unit 50 or the control unit 60, and the process ends. .

【0101】以上のような手順により、まず、可視光用
CCDカメラ34により撮像された画像を処理して解析
することで低分解能にて被検査基板の検査を行い、可視
光での欠陥の検出ができなかった場合に、次に、紫外光
用CCDカメラ44により撮像された画像を処理して解
析することで、高分解能にて被検査基板2の検査を行
う。このようにすることで、可視光だけを用いて欠陥の
検査を行う場合に比べて、より微細な欠陥の検出を行う
ことができる。
According to the procedure as described above, first, the image picked up by the visible light CCD camera 34 is processed and analyzed to inspect the substrate to be inspected at a low resolution to detect defects in the visible light. If it is not possible, then, the substrate 2 to be inspected is inspected with high resolution by processing and analyzing the image captured by the ultraviolet CCD camera 44. By doing so, it is possible to detect finer defects as compared with the case of inspecting defects using only visible light.

【0102】ただし、可視光を用いて低分解能にて撮像
した方が、一度に撮像できる領域が広いので、欠陥が十
分に大きい場合には、可視光を用いて低分解能にて被検
査基板の検査を行った方が効率が良い。従って、最初か
ら紫外光を用いて欠陥の検査を行うのではなく、最初に
可視光を用いて欠陥の検査を行うことで、より効率良く
被検査基板2の検査を行うことができる。
However, when the image is picked up with visible light at a low resolution, the area that can be picked up at one time is wider. Therefore, when the defect is sufficiently large, the visible light is used to take a low resolution image of the substrate to be inspected. It is more efficient to carry out an inspection. Therefore, it is possible to more efficiently inspect the substrate 2 to be inspected by first inspecting the defect using visible light instead of inspecting the defect using ultraviolet light from the beginning.

【0103】また、検査位置へのXY移動と共に、焦点
合わせ動作を並列で動作させるトレース動作を行うこと
もできる。上記の外観検査装置1を用いたトレース動作
について、図9に示すフローチャートを用いて説明す
る。上述した例では、紫外光用CCDカメラ44による
焦点位置合わせ動作を、圧電素子のみを用いて行った
が、トレース動作においては、Zステージ23を用いた
焦点合わせ動作と、圧電素子46を用いた焦点合わせ動
作を併用する。
Further, it is also possible to perform a trace operation in which focusing operations are performed in parallel with the XY movement to the inspection position. A trace operation using the above appearance inspection apparatus 1 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In the example described above, the focusing operation by the CCD camera for ultraviolet light 44 is performed using only the piezoelectric element, but in the tracing operation, the focusing operation using the Z stage 23 and the piezoelectric element 46 are used. Focusing operation is also used.

【0104】動作させる前の調整として、レボルバ33
0に搭載された可視光用対物レンズ33の中で高倍率の
ものを用いて、被検査基板2を支持する吸着プレート2
4を、Zステージ23を用いた焦点合わせ動作を行い、
その焦点位置を基準位置として固定する。そして、この
基準位置において、圧電素子46が、そのストロークの
中心にくるように、圧電素子46の支持位置を上下方向
に調整しておく。
As the adjustment before the operation, the revolver 33
The suction plate 2 that supports the substrate 2 to be inspected by using the high-magnification visible light objective lens 33
4 performs the focusing operation using the Z stage 23,
The focal position is fixed as the reference position. Then, at this reference position, the supporting position of the piezoelectric element 46 is adjusted in the vertical direction so that the piezoelectric element 46 is located at the center of its stroke.

【0105】そして、ステージ制御部61によりXステ
ージ21およびYステージ22を駆動させるとともに以
下の動作を行う。
Then, the stage controller 61 drives the X stage 21 and the Y stage 22 and performs the following operation.

【0106】すなわち、まず、ステップST11におい
て、距離センサ45からの距離検出信号から、被検査基
板2が紫外光用対物レンズ43の焦点位置にあるかどう
かが検出されて、焦点位置にある場合には、ステップS
T15へ進み、紫外光用対物レンズ43により被検査基
板の画像を撮像し、撮像した紫外画像を画像処理部50
に送り、画像処理部50により所定の処理を行って被検
査基板2に欠陥があるか否かの検査を行う(ステップS
T16)。
That is, first, in step ST11, it is detected from the distance detection signal from the distance sensor 45 whether the substrate 2 to be inspected is at the focal position of the objective lens 43 for ultraviolet light, and if it is at the focal position. Is step S
Proceeding to T15, an image of the substrate to be inspected is captured by the objective lens 43 for ultraviolet light, and the captured ultraviolet image is processed by the image processor 50.
Then, the image processing unit 50 performs a predetermined process to inspect whether the substrate 2 to be inspected has a defect (step S).
T16).

【0107】ステップST11において、焦点位置にな
い場合には、ステップST12へ進み、距離センサ45
により距離検出信号から検出される焦点位置からのずれ
と、予め設けたしきい値とを比較し、焦点位置からのず
れがしきい値以上の場合には、ステップST13へ進
み、ステージ制御部61により、距離センサ45から入
力される距離検出信号に応じて、Zステージ23を駆動
させ、紫外光用対物レンズ43の焦点位置に近づける。
If the focus position is not reached in step ST11, the process proceeds to step ST12 and the distance sensor 45
The deviation from the focus position detected from the distance detection signal is compared with a preset threshold value. If the deviation from the focus position is equal to or larger than the threshold value, the process proceeds to step ST13 and the stage controller 61 Thus, the Z stage 23 is driven according to the distance detection signal input from the distance sensor 45, and the Z stage 23 is brought closer to the focal position of the ultraviolet light objective lens 43.

【0108】焦点位置からのずれがしきい値以下であっ
た場合、あるいは、上記のZステージ23の駆動により
焦点位置からのずれがしきい値以下となった場合には、
ステップST14へ進み、紫外光用対物レンズ43の自
動焦点位置合わせを、距離センサ45からの距離検出信
号に基づき、圧電素子制御部63により圧電素子に所定
の電圧を印加して、圧電素子を伸縮させることにより行
う。
When the deviation from the focus position is less than or equal to the threshold value, or when the deviation from the focus position is less than or equal to the threshold value by driving the Z stage 23,
Proceeding to step ST14, the piezoelectric element control unit 63 applies a predetermined voltage to the piezoelectric element to expand or contract the automatic focus position of the ultraviolet light objective lens 43 based on the distance detection signal from the distance sensor 45. By doing.

【0109】以降のステップとしては、ステップST1
5において、紫外光用CCDカメラ44により被検査基
板の画像を撮像し、撮像した紫外画像を画像処理部50
に送り、画像処理部50により所定の処理を行って被検
査基板2に欠陥があるか否かの検査を行う(ステップS
T16)。
The subsequent steps include step ST1.
5, an image of the substrate to be inspected is picked up by the CCD camera 44 for ultraviolet light, and the picked-up ultraviolet image is processed by the image processing unit 50.
Then, the image processing unit 50 performs a predetermined process to inspect whether the substrate 2 to be inspected has a defect (step S).
T16).

【0110】以上のように、検査位置へのXY動作とと
もに、焦点合わせ動作を並列で動作させるトレース動作
において、焦点位置からのはずれ状態を示す信号にZス
テージ23あるいは圧電素子46による駆動の切り替え
のためのしきい値を設け、それぞれステージ制御部61
によるZステージ23を用いた焦点合わせ動作と、圧電
素子制御部63による圧電素子46を用いた焦点合わせ
動作を切り替えることで、凹凸のある被検査対象物であ
っても、高速なXY動作に追従した高精度な焦点合わせ
を行うことができる。
As described above, in the trace operation in which the focusing operation is performed in parallel with the XY operation to the inspection position, the signal indicating the deviated state from the focus position is used to switch the drive by the Z stage 23 or the piezoelectric element 46. Thresholds are set for each stage control unit 61
By switching between the focusing operation using the Z stage 23 according to the method described above and the focusing operation using the piezoelectric element 46 performed by the piezoelectric element control unit 63, a high-speed XY operation can be followed even for an inspected object having irregularities. It is possible to perform highly accurate focusing.

【0111】上記の本実施形態に係る外観検査装置1で
は、上述したように、紫外光を用いた極低振動かつ高分
解能な微小移動が要求される焦点合わせ動作、および、
可視光を用いた低倍率で比較的粗い分解能での移動によ
る焦点合わせ動作を兼ね備えている。
In the appearance inspection apparatus 1 according to the present embodiment described above, as described above, the focusing operation using ultraviolet light, which requires extremely low vibration and high resolution minute movement, and
It also has a focusing operation by moving with low magnification and relatively coarse resolution using visible light.

【0112】すなわち、吸着プレート24をZステージ
23を駆動させて鉛直方向へ移動させる際に、上述した
クサビ状移動体232を移動させて機械的に比較的精度
よくZステージ23を駆動させている。この機械的駆動
では、分解能は、圧電素子の駆動に比して粗いが長いス
トロークを高速で移動させることが可能となる。また、
機械的駆動を用いることにより、吸着プレート24等が
大面積の基板を搭載し得る面積および重量を有していて
も、ほとんどこれに制限されることはない。
That is, when the suction plate 24 is moved in the vertical direction by driving the Z stage 23, the wedge-shaped moving body 232 described above is moved to mechanically relatively accurately drive the Z stage 23. . In this mechanical drive, the resolution is coarse compared to the drive of the piezoelectric element, but a long stroke can be moved at high speed. Also,
By using the mechanical drive, even if the suction plate 24 and the like have an area and weight capable of mounting a large area substrate, there is almost no limitation to this.

【0113】一方、焦点深度が非常に浅い紫外光用対物
レンズ43の焦点合わせ動作のために、対物レンズ43
とベースプレート40との間に0.5〜1.0mm程度
のストロークを持つ圧電素子46を組み込んでいる。従
って、部材大きさの制限、可搬重量の制限、大ストロー
クへの対応は困難であるが微細移動に有効な圧電素子4
6を、対物レンズ43等のような小さくかつ重量の軽い
ものの駆動に使用することにより、上記の機械的駆動の
分解能では対応できない高分解能な微細移動を行うこと
ができる。
On the other hand, for the focusing operation of the ultraviolet objective lens 43 having a very shallow depth of focus, the objective lens 43 is
The piezoelectric element 46 having a stroke of about 0.5 to 1.0 mm is incorporated between the base plate 40 and the base plate 40. Therefore, it is difficult to limit the size of the member, the limit of the loadable weight, and the large stroke, but it is effective for the fine movement of the piezoelectric element 4.
By using 6 for driving a small and lightweight object such as the objective lens 43, it is possible to perform high-resolution fine movement that cannot be achieved by the above mechanical drive resolution.

【0114】以上のように、ストロークは小さいが高分
解能な圧電素子46による微細移動機構、および、分解
能は粗いが長いストロークを高速で移動可能なクサビ状
移動体232による機械的駆動機構を兼ね備えているこ
とで、長距離の焦点合わせ動作を高速で行うことがで
き、かつ、静定時間は限りなく0にすることができる。
その為、目的画像を取り込むためのタイムタクトを大幅
に短縮できる。
As described above, the fine movement mechanism by the piezoelectric element 46 having a small stroke but high resolution and the mechanical driving mechanism by the wedge-shaped moving body 232 which has a coarse resolution but can move a long stroke at a high speed are provided. By doing so, a long-distance focusing operation can be performed at high speed, and the settling time can be set to 0 without limit.
Therefore, the time tact for capturing the target image can be significantly shortened.

【0115】また、上記の2種類の駆動機構を備えてい
ることで、被検査基板を支持する吸着プレート24を、
対物レンズ33、43の直下に配置する必要がなく、十
分な距離を保っていても構わない。従って、検査装置設
計の自由度を向上させることができる。
Since the two types of drive mechanisms described above are provided, the suction plate 24 supporting the substrate to be inspected is
It is not necessary to dispose directly under the objective lenses 33 and 43, and a sufficient distance may be maintained. Therefore, the degree of freedom in designing the inspection device can be improved.

【0116】さらに、上述したように、観察視野内に入
る凹凸であれば、XY動作を行うとともに焦点合わせ動
作を行うトレース動作を行うこともできる。この場合
に、対物レンズを破損してしまうこともない。
Furthermore, as described above, if the projections and depressions are within the observation visual field, it is possible to perform the XY operation and the trace operation for performing the focusing operation. In this case, the objective lens will not be damaged.

【0117】本発明の外観検査装置は、上記の実施形態
の説明に限定されない。例えば、本実施形態において
は、極低振動かつ高分解能な微小移動を達成する駆動機
構として圧電素子を採用し、比較的分解能は粗いが長い
ストロークを高速で移動させる駆動機構としてクサビ状
移動体を用いた機械的駆動を採用したが、これに限られ
るものでなく、他に同様の機能を達成できるものがあれ
ば代替可能である。
The appearance inspection apparatus of the present invention is not limited to the above description of the embodiment. For example, in the present embodiment, a piezoelectric element is used as a drive mechanism that achieves extremely low vibration and high resolution minute movement, and a wedge-shaped moving body is used as a drive mechanism that moves a relatively long coarse stroke at high speed. Although the mechanical drive used is adopted, the present invention is not limited to this, and any other drive capable of achieving a similar function can be substituted.

【0118】また、本実施形態においては、紫外光用光
学系と可視光用光学系の2種類の光学系を搭載したもの
について説明したが、例えば、単一光学系のみを搭載さ
せて圧電素子にて上下移動させてもよい。また、本実施
形態においては、紫外光用対物レンズ43のみを圧電素
子46により駆動させることとしたが、例えば、レボル
バ330とベースプレート40の間にも圧電素子を設け
て、可視光用対物レンズ33をも圧電素子により上下駆
動可能としてもよい。また、本実施形態に係る外観検査
装置を用いた検査方法の一例について説明したが、例え
ば、紫外光のみの欠陥検査を行う等、他の検査方法を採
用することも可能である。その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で、種々の変更が可能である。
Further, in the present embodiment, description has been made of the case where two kinds of optical systems, that is, an optical system for ultraviolet light and an optical system for visible light are mounted, but for example, only a single optical system is mounted and a piezoelectric element is mounted. You may move up and down at. In the present embodiment, only the ultraviolet light objective lens 43 is driven by the piezoelectric element 46. However, for example, a piezoelectric element is also provided between the revolver 330 and the base plate 40, and the visible light objective lens 33 is provided. Also, the piezoelectric element may be vertically driven. Further, although an example of the inspection method using the appearance inspection apparatus according to the present embodiment has been described, it is also possible to adopt another inspection method such as performing a defect inspection using only ultraviolet light. Besides, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0119】[0119]

【発明の効果】本発明の外観検査装置によれば、焦点合
わせ動作を高速で行うことができ、従って、被検査基板
の拡大像を取り込むためのタイムタクトを短縮すること
ができる。
According to the appearance inspection apparatus of the present invention, the focusing operation can be performed at high speed, and therefore, the time tact for capturing an enlarged image of the substrate to be inspected can be shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施形態に係る外観検査装置の構成図であ
る。
FIG. 1 is a configuration diagram of an appearance inspection device according to an embodiment.

【図2】本実施形態に係る外観検査装置の要部斜視図で
ある。
FIG. 2 is a perspective view of a main part of the appearance inspection device according to the present embodiment.

【図3】Zステージの駆動機構の詳細を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view showing details of a drive mechanism of a Z stage.

【図4】外観検査装置の光学ユニットの光学系の一構成
例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of an optical system of an optical unit of an appearance inspection device.

【図5】可視光用対物レンズと紫外光用対物レンズの構
成例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a visible light objective lens and an ultraviolet light objective lens.

【図6】外観検査装置の距離検出部の構成例を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a distance detection unit of the appearance inspection device.

【図7】外観検査装置の距離検出部による距離検出原理
を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the principle of distance detection by the distance detector of the visual inspection device.

【図8】本実施形態に係る外観検査装置により被検査基
板を検査する際の手順の一例をフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a procedure for inspecting a substrate to be inspected by the appearance inspection device according to the present embodiment.

【図9】本実施形態に係る外観検査装置により被検査基
板を検査する際の手順の他の例をフローチャートであ
る。
FIG. 9 is a flowchart of another example of a procedure for inspecting a substrate to be inspected by the appearance inspection device according to the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…外観検査装置、2…被検査基板、10…除振台、1
1…支持部材、12…コラム、20…検査用ステージ、
21…Xステージ、22…Yステージ、23…Zステー
ジ、24…吸着プレート、30…光学ユニット、31…
ハロゲンランプ、32…可視光用光学系、33,33
a,33b,33c…可視光用対物レンズ、34…可視
光用CCDカメラ、35…距離検出部、40…ベースプ
レート、41…紫外光レーザ光源、42…紫外光用光学
系、43…紫外光用対物レンズ、44…紫外光用CCD
カメラ、45…距離センサ、45a…連結部材、46…
圧電素子、50…画像処理部、50a…メモリリンクイ
ンターフェース、60…制御部、60a…メモリリンク
インターフェース、61…ステージ制御部、62…光源
制御部、63…圧電素子制御部、70…入力部、80…
表示部、211…Xサーボモータ、212…Xネジ軸、
213…Xガイドレール、230…基体、231…サー
ボモータ、232…クサビ状移動体、233…当接部
材、233a…傾斜面、233b…平坦面、234…ク
サビ体、234a…傾斜面、235…本体、235a…
ガイド孔、236…ネジ軸、237…ネジブッシュ、2
38…ビス、239…摺動体、240…飛び出し防止手
段、241…ピストン、242…接触部材、243…ス
プリング、310…光ファイバ、320…照明用光学
系、321,322…レンズ、323…ハーフミラー、
324…撮像用レンズ、330…レボルバ、351…レ
ーザダイオード、352…フォトディテクタ、353…
ハーフミラー、354…ナイフエッジ、355…コリメ
ータレンズ、356…プリアンプ、410…光ファイ
バ、420…照明用光学系、421,422…レンズ、
423…ハーフミラー、424…撮像用レンズ。
1 ... Appearance inspection device, 2 ... Inspected substrate, 10 ... Vibration isolation table, 1
1 ... Support member, 12 ... Column, 20 ... Inspection stage,
21 ... X stage, 22 ... Y stage, 23 ... Z stage, 24 ... Suction plate, 30 ... Optical unit, 31 ...
Halogen lamp, 32 ... Optical system for visible light, 33, 33
a, 33b, 33c ... Objective lens for visible light, 34 ... CCD camera for visible light, 35 ... Distance detection unit, 40 ... Base plate, 41 ... UV light source, 42 ... UV optical system, 43 ... UV light Objective lens, 44 ... CCD for UV light
Camera, 45 ... Distance sensor, 45a ... Connecting member, 46 ...
Piezoelectric element, 50 ... Image processing section, 50a ... Memory link interface, 60 ... Control section, 60a ... Memory link interface, 61 ... Stage control section, 62 ... Light source control section, 63 ... Piezoelectric element control section, 70 ... Input section, 80 ...
Display unit, 211 ... X servo motor, 212 ... X screw shaft,
213 ... X guide rail, 230 ... Base body, 231 ... Servo motor, 232 ... Wedge-shaped moving body, 233 ... Abutting member, 233a ... Sloping surface, 233b ... Flat surface, 234 ... Wedge body, 234a ... Sloping surface, 235 ... Main body, 235a ...
Guide hole, 236 ... Screw shaft, 237 ... Screw bush, 2
38 ... Screws, 239 ... Sliding body, 240 ... Protrusion prevention means, 241 ... Piston, 242 ... Contact member, 243 ... Spring, 310 ... Optical fiber, 320 ... Illumination optical system, 321, 322 ... Lens, 323 ... Half mirror ,
324 ... Imaging lens, 330 ... Revolver, 351 ... Laser diode, 352 ... Photodetector, 353 ...
Half mirror, 354 ... Knife edge, 355 ... Collimator lens, 356 ... Preamplifier, 410 ... Optical fiber, 420 ... Illumination optical system, 421, 422 ... Lens,
423 ... Half mirror, 424 ... Imaging lens.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被検査対象物を所定の倍率で観察する拡大
レンズを備えた観察手段と、 前記被検査対象物を支持し、前記拡大レンズに対する当
該被検査対象物の位置を所定の移動量で制御可能な支持
手段とを有し、 前記観察手段は、前記被検査対象物に対する前記拡大レ
ンズの位置を前記支持手段の前記移動量よりも小さい移
動量で制御可能な駆動手段を有する外観検査装置。
1. An observing device having a magnifying lens for observing an object to be inspected at a predetermined magnification, and a position for moving the object to be inspected with respect to the magnifying lens by a predetermined amount of movement. And a supporting means controllable by means of a visual inspection, wherein the observing means has a driving means capable of controlling the position of the magnifying lens with respect to the object to be inspected with a movement amount smaller than the movement amount of the supporting means. apparatus.
【請求項2】前記駆動手段は、印加電圧に応じて所定量
だけ伸縮し、当該伸縮に応じて所定量だけ前記拡大レン
ズを移動させる圧電素子を有する請求項1記載の外観検
査装置。
2. The appearance inspection apparatus according to claim 1, wherein the drive means has a piezoelectric element that expands and contracts by a predetermined amount according to an applied voltage and moves the magnifying lens by a predetermined amount according to the expansion and contraction.
【請求項3】前記支持手段は、 前記被検査対象物を支持する支持部材と、 前記支持部材を前記拡大レンズの方向へ移動させる第2
の駆動手段とを有する請求項1記載の外観検査装置。
3. A supporting member for supporting the object to be inspected, and a second moving member for moving the supporting member in the direction of the magnifying lens.
The visual inspection apparatus according to claim 1, further comprising:
【請求項4】前記第2の駆動手段は、 前記支持部材の移動方向に対して垂直方向に移動し、当
該移動方向に対し所定の傾斜面を有するクサビ状移動体
と、 前記クサビ状移動体の前記傾斜面に接する傾斜面を有
し、当該傾斜面の反対面において前記支持部材に接する
当接部材とを有する請求項3記載の外観検査装置。
4. The wedge-shaped moving body that moves in a direction perpendicular to the moving direction of the support member and has a predetermined inclined surface with respect to the moving direction, and the wedge-shaped moving body. 4. The appearance inspection apparatus according to claim 3, further comprising an inclined surface that is in contact with the inclined surface, and an abutting member that is in contact with the support member on a surface opposite to the inclined surface.
【請求項5】前記観察手段は、前記拡大レンズとして紫
外光用対物レンズを有し、 前記紫外光用対物レンズの焦点距離からの前記被検査対
象物の位置ズレ量を検出する第1の距離検出手段と、 前記第1の距離検出手段により検出された焦点距離から
の位置ズレ量に応じて、前記駆動手段の移動量を制御す
る第1の制御手段とをさらに有する請求項1記載の外観
検査装置。
5. The observing means has an ultraviolet light objective lens as the magnifying lens, and a first distance for detecting a positional deviation amount of the inspection object from a focal length of the ultraviolet light objective lens. The external appearance according to claim 1, further comprising: a detection unit; and a first control unit that controls a movement amount of the drive unit according to a position shift amount from a focal length detected by the first distance detection unit. Inspection device.
【請求項6】前記第1の制御手段は、前記第1の距離検
出手段により検出された焦点距離からの位置ズレ量が、
所定のしきい値よりも小さい場合に、当該位置ずれ量に
応じて前記駆動手段の移動量を制御する請求項5記載の
外観検査装置。
6. The first control means is characterized in that the amount of positional deviation from the focal length detected by the first distance detection means is:
The appearance inspection apparatus according to claim 5, wherein when the difference is smaller than a predetermined threshold value, the movement amount of the drive unit is controlled according to the positional deviation amount.
【請求項7】前記第1の距離検出手段により検出された
焦点距離からの位置ズレ量が、所定のしきい値よりも大
きい場合に、当該位置ずれ量に応じて前記支持手段の移
動量を制御する第2の制御手段をさらに有する請求項6
記載の外観検査装置。
7. When the amount of positional deviation from the focal length detected by the first distance detecting means is larger than a predetermined threshold value, the moving amount of the supporting means is changed according to the positional deviation amount. 7. The second control means for controlling is further provided.
Appearance inspection device described.
【請求項8】前記観察手段は、可視光用対物レンズと、
前記可視光用対物レンズの焦点距離からの前記被検査対
象物の位置ズレ量を検出する第2の距離検出手段とをさ
らに有し、 前記第2の制御手段は、前記第2の距離検出手段により
検出された焦点距離からの位置ズレ量に応じて、前記支
持手段の移動量を制御する請求項7記載の外観検査装
置。
8. The observation means includes an objective lens for visible light,
It further comprises a second distance detecting means for detecting a positional deviation amount of the inspection object from the focal length of the visible light objective lens, wherein the second control means is the second distance detecting means. The visual inspection apparatus according to claim 7, wherein the movement amount of the supporting means is controlled according to the amount of positional deviation from the focal length detected by.
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