JP2007240264A - Observation device and flaw inspection device of edge face - Google Patents

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俊輔 倉田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an observation device which exerts no effect on the edge face part of a substrate because the observation device is not brought into contact with the edge face part of the substrate and enables the observation adapted even to the surface deflection or the like caused by the shape such as warpage or the like of a wafer, and a flaw inspection device of the edge face of the substrate. <P>SOLUTION: The observation device includes an imaging device for imaging the edge face part of the substrate, a rotatable holding part for holding the substrate, a displacement detection part for detecting the fluctuation quantity of the position of the edge face part of the substrate, a display part for displaying the captured image and a control part for performing control so that the image of the edge face of the substrate, which is captured by the imaging part, is observed on the display part at a definite position on the basis of the signal from the displacement detection part. The edge face flaw inspection device is also disclosed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ウエハ等の基板における端面や面取り部等の端面部を撮像し検査するための観察装置及び欠陥検査装置に関する。   The present invention relates to an observation apparatus and a defect inspection apparatus for imaging and inspecting an end face portion such as an end face or a chamfered portion of a substrate such as a wafer.

一般に、半導体デバイスの基板としてシリコンウエハやガラスウエハ等が用いられている。これらの基板は、製造工程の中で顕微鏡等により基板表面が観察され、欠けやクラックの有無及び、異物の付着等が検査されている。   In general, a silicon wafer, a glass wafer, or the like is used as a substrate of a semiconductor device. The substrate surface of these substrates is observed with a microscope or the like during the manufacturing process, and the presence or absence of chips and cracks, adhesion of foreign matters, and the like are inspected.

近年の半導体製造技術の進歩から、半導体デバイスの高集積度化や多機能化を満たしつつ、ウエハの大型化が実現され、300mm径までに大きくなっている。これに伴い、ウエハの管理がより重要になってきている。これは一枚当たりのウエハで製造されるチップ数が相当数に増大したため、完成時のウエハが高価となり、たとえ一枚のウエハ割れにおいても大きな損害が発生するためである。   Due to recent advances in semiconductor manufacturing technology, the size of a wafer has been increased and the diameter has increased to 300 mm while satisfying the high integration and multi-functionality of semiconductor devices. Along with this, wafer management has become more important. This is because the number of chips produced per wafer has increased considerably, so that the completed wafer becomes expensive, and even if one wafer is cracked, great damage occurs.

また半導体製造装置は、コンピュータ管理による自動搬送や自動処理が行われており、真空内処理が行われる工程も多い。そのため、ウエハ割れが発生した場合には、その割れウエハの除去に時間が掛かり、復旧させて再稼働に至るまでに時間を要することになる。さらにウエハ割れが発生した場所(装置)によっては、製造ラインが停止する場合がある。特に、クリーンルーム内でウエハ割れが発生すると、粉状のウエハ片がパーティクルとなり、他の製造ラインに入り込み、製造途中の製品に付着して悪い影響を与える。   In addition, the semiconductor manufacturing apparatus is automatically transported and automatically processed by computer management, and many processes are performed in vacuum. Therefore, when a wafer crack occurs, it takes time to remove the broken wafer, and it takes time to recover and restart the wafer. Furthermore, the production line may stop depending on the location (apparatus) where the wafer crack occurred. In particular, when wafer cracking occurs in a clean room, powdery wafer pieces become particles, enter into other production lines, and adhere to products in the middle of production, thus adversely affecting them.

このウエハ割れは、搬送時などに他のものとの衝突によりウエハの端面部または、外周縁部と呼ばれるウエハのエッジ部分にカケやクラック等が生じたところに、製造工程の熱処理による温度ストレスや裏面研削によるメカニカルなストレスが加えられることが原因と考えられている。   This wafer cracking is caused by temperature stress or heat treatment caused by heat treatment in the manufacturing process when a wafer edge surface portion or an edge portion of the wafer called an outer peripheral edge portion is caused by a collision with another object during transportation. The cause is considered to be mechanical stress applied by back grinding.

このようなウエハの端面部分のカケ、クラック、キズなどの欠陥やレジストの不必要な部分へ回り込み、異物の付着の欠陥を専門に検出するものが知られている。例えば、特許文献1には、ウエハの周縁端を撮像するために、ウエハの周縁端の厚さ方向の異なる部位を撮像する複数のカメラとノッチの厚さ方向の異なる部位を撮像する複数のカメラを備えた検査装置が開示されている。また、特許文献2には、ウエハの周辺部、側面、下部の内の少なくとも1個所の観察を精度よく、容易に行うため、ステージとウエハを観察する自動焦点機構付きの複数の光学系を備えた観察装装置が開示されている。
特開2003−243465号公報 特開2001−221749号公報
There is known a technique that specially detects defects such as chips, cracks, scratches, and the like on the end surface of the wafer and unnecessary portions of the resist, and foreign matter adhesion defects. For example, Patent Document 1 discloses a plurality of cameras that image different portions in the thickness direction of the peripheral edge of the wafer and a plurality of cameras that image different portions in the thickness direction of the notch in order to image the peripheral edge of the wafer. An inspection apparatus including the above is disclosed. Further, Patent Document 2 includes a plurality of optical systems with an autofocus mechanism for observing the stage and the wafer in order to accurately and easily perform observation of at least one of the peripheral portion, side surface, and lower portion of the wafer. An observation device is disclosed.
JP 2003-243465 A Japanese Patent Laid-Open No. 2001-221749

しかしながら、上記の従来の技術では以下のようなことが懸念される。特許文献1による検査装置は、円盤状のウエハを回転可能に支持する支持部には、回転の中心軸を中心とする円周上にウエハの周縁端を支承する複数の支承部を有し、これにより検査対象のウエハを支持するようになっている。このことは、ウエハの周縁端が支承部に接触することを示す。これにより、やはり周縁端に異物の付着やキズ等の欠陥を生じさせるおそれがある。さらに支承した部分を検査したい場合に持ち直しをする必要があり時間がかかるといった問題がある。   However, there are concerns about the following in the conventional technology described above. The inspection apparatus according to Patent Document 1 has a plurality of support portions for supporting the peripheral edge of the wafer on a circumference centering on the central axis of rotation, in the support portion that rotatably supports the disk-shaped wafer, As a result, the wafer to be inspected is supported. This indicates that the peripheral edge of the wafer is in contact with the support portion. This may also cause defects such as adhesion of foreign matter and scratches at the peripheral edge. Furthermore, there is a problem that it takes time because it is necessary to pick up the part to be inspected.

また、特許文献2による観察装置では、アライメント機構を有し、このアライメント機構により概ねウエハ中心は駆動機構の回転中心に位置決めされており、更に厳密な外周部の観察を行う場合には、XYステージの駆動機構との連動動作を持って常にウエハ外周から所定距離内側を計測し得るような動作を行うことが開示されている。しかし、ウエハは必ずしも完全な平面ではなく、ウエハの反りなどにより外周部はウエハ面の法線方向にも上下動する。つまり、回転による端面部の偏心に対応できても、回転による端面部の法線方向への上下動(以下、面振れとする)に対応できない。そのため、特にウエハの端面部をウエハの法線方向に垂直な側方から撮像した場合に、表示部に表示された端面部の画像が上下動してしまい観察し難く、さらに高倍率の光学系を用いた撮像では、自動焦点機構により合焦していたとしても表示部の画面上から観察部位が外れ欠陥の観察、検査に支障をきたす場合がある。   The observation apparatus according to Patent Document 2 has an alignment mechanism, and the center of the wafer is positioned approximately at the rotation center of the drive mechanism by this alignment mechanism. It is disclosed that an operation capable of always measuring a predetermined distance from the outer periphery of the wafer is performed in conjunction with the driving mechanism. However, the wafer is not necessarily a perfect plane, and the outer peripheral portion moves up and down in the normal direction of the wafer surface due to warpage of the wafer. That is, even if it can cope with the eccentricity of the end face part due to rotation, it cannot cope with the vertical movement of the end face part due to rotation in the normal direction (hereinafter referred to as surface runout). For this reason, particularly when the end surface of the wafer is imaged from the side perpendicular to the normal direction of the wafer, the image of the end surface displayed on the display unit moves up and down and is difficult to observe. In the imaging using, even if the focus is achieved by the automatic focusing mechanism, the observation site may come off from the screen of the display unit, which may hinder the observation and inspection of defects.

そこで本発明は、基板の端面部に接触することが無いため端面部に影響を与えることがなく、ウエハの反りなどの形状による面振れ等にも適応した観察が可能な観察装置及び端面欠陥検査装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides an observation apparatus and an end face defect inspection that do not affect the end face portion of the substrate and that do not affect the end face portion, and that can be applied to surface deflection due to the shape of the wafer warp or the like. An object is to provide an apparatus.

本発明は上記目的を達成するために、基板の端面部を撮像する撮像装置と、前記基板を保持するとともに前記基板の法線を回転軸として回転可能な保持部と、前記保持部の回転によって発生する前記基板の端面部の位置の変動を検出する変位検出部と、前記撮像装置で撮像された画像を表示する表示部と、前記変位検出部からの信号をもとに前記撮像装置で撮像された前記基板の端面部の画像が前記表示部上の一定の位置に観察されるよう制御する制御部とを備えることを特徴とする観察装置及び端面欠陥検出装置を提供する。   In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an imaging device that images the end surface portion of a substrate, a holding portion that holds the substrate and is rotatable about the normal line of the substrate, and a rotation of the holding portion. A displacement detection unit that detects a change in the position of the end face of the substrate that occurs, a display unit that displays an image captured by the imaging device, and an image that is captured by the imaging device based on a signal from the displacement detection unit There is provided an observation device and an end surface defect detection device, comprising: a control unit configured to control an image of the end surface portion of the substrate that is observed at a certain position on the display unit.

以上のような構成の観察装置は、撮像装置で保持部に装着される基板の端面部を撮像し、表示部に撮像された基板の端面部を表示する。このとき保持部の回転によって発生する基板の端面部の位置の変動を検出する変位検出部からの信号をもとに表示部に表示された端面部の位置が一定の位置に留まって観察されるよう制御部で制御しながら撮像を行う。   The observation apparatus having the above configuration images the end surface portion of the substrate mounted on the holding unit with the imaging device, and displays the imaged end surface portion of the substrate on the display unit. At this time, the position of the end surface displayed on the display unit is observed at a fixed position based on the signal from the displacement detection unit that detects the change in the position of the end surface of the substrate caused by the rotation of the holding unit. The imaging is performed while being controlled by the control unit.

本発明によれば、基板の端面部に接触することが無いため端面部に影響を与えることがなく、ウエハの形状等による面振れ等にも適応した観察が可能な観察装置及び端面欠陥検査装置を提供することができる。   According to the present invention, an observation device and an end surface defect inspection device that do not affect the end surface portion of the substrate and that do not affect the end surface portion and can perform observation adapted to surface fluctuations due to the shape of the wafer and the like. Can be provided.

以下、本発明の第1の実施の形態について、図1と図2をもとに詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態の観察装置を基板の法線方向から見た概略構成を示す図である。また、図2は本実施の形態の観察装置をウエハ2の主面の法線方向に直交する方向から見た側面図である。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an observation apparatus according to a first embodiment of the present invention viewed from the normal direction of a substrate. FIG. 2 is a side view of the observation apparatus of the present embodiment as viewed from a direction orthogonal to the normal direction of the main surface of the wafer 2.

なお、以下に記載の端面部とは基板の端面(側面)と端面の周辺の表裏面部分や面取りがある場合は、面取り部分やその周辺の表裏面、さらにレジスト塗布後に周縁部の不要なレジストをリンス液により除去した部分でエッジカット部、またはリンスカット部と呼ばれる部分等も含むものとする。この観察装置は、撮像光学系1と、撮像光学系1で結像されたウエハ2(基板)の端面部の画像を光電変換して画像信号を生成する撮像部3を備えている。これら撮像光学系1と撮像部3で光学モジュール14(撮像装置)を構成している。そして生成された画像信号から画像データを生成する画像処理部4と、画像処理部4により生成された画像データを表示する表示部5を備えている。そして光学モジュール14を設置し、ウエハ2の端面部のある一点を中心に端面部の周囲を回動する移動や光軸に沿った前後方向の移動させる移動機構6(移動機構または撮像装置移動機構)とその移動機構6を駆動制御する移動機構制御部7を備えている。さらにウエハ2を搭載して回転可能な回転テーブル12と、回転テーブル12に載置されているウエハ2における端面部の回転時の光軸方向への偏心量を検出する位置センサ8(変位検出部)と、回転するウエハ2における端面部の面振れを検出する位置センサ9(変位検出部)と、移動機構6及び光学モジュール14を設置するベース10と、本装置の構成部位の全体を制御する制御部11とで構成される。   In addition, the end surface portion described below means that the end surface (side surface) of the substrate and the front and back surface portions and chamfers around the end surface are chamfered portions, the front and back surfaces around the end surface, and unnecessary resist at the peripheral portion after resist application. It is assumed that the portion removed with a rinse liquid also includes an edge cut portion or a portion called a rinse cut portion. This observation apparatus includes an imaging optical system 1 and an imaging unit 3 that photoelectrically converts an image of an end surface portion of a wafer 2 (substrate) imaged by the imaging optical system 1 to generate an image signal. The imaging optical system 1 and the imaging unit 3 constitute an optical module 14 (imaging device). An image processing unit 4 that generates image data from the generated image signal and a display unit 5 that displays the image data generated by the image processing unit 4 are provided. Then, the optical module 14 is installed, and a moving mechanism 6 (a moving mechanism or an imaging device moving mechanism) that moves around the end surface portion around a certain point on the end surface portion of the wafer 2 or moves in the front-rear direction along the optical axis. ) And a moving mechanism control unit 7 for driving and controlling the moving mechanism 6. Furthermore, a rotary table 12 that can be rotated with the wafer 2 mounted thereon, and a position sensor 8 (displacement detector) that detects the amount of eccentricity in the direction of the optical axis when the end surface portion of the wafer 2 placed on the rotary table 12 is rotated. ), A position sensor 9 (displacement detection unit) for detecting the surface shake of the end surface portion of the rotating wafer 2, a base 10 on which the moving mechanism 6 and the optical module 14 are installed, and the entire components of the apparatus are controlled. It is comprised with the control part 11. FIG.

撮像光学系1は、対物レンズ、結像レンズ等の光学レンズや照明光をウエハに導くためのハーフミラー等により構成される。この撮像光学系1における観察像は、実体顕微鏡レベルの倍率の必要はなく、5x(NA:0.15)、10x(NA:0.3)、20x(NA:0.35)相当の倍率を採用できる。   The imaging optical system 1 includes an optical lens such as an objective lens and an imaging lens, a half mirror for guiding illumination light to a wafer, and the like. The observation image in the imaging optical system 1 does not need a magnification at the level of a stereomicroscope, and has a magnification equivalent to 5x (NA: 0.15), 10x (NA: 0.3), and 20x (NA: 0.35). Can be adopted.

撮像部3には、光電変換によりウエハ2の端面部の像の画像信号を生成する撮像素子28が設けられている。撮像素子28にはCCD等の固体撮像素子が採用される。この撮像素子は縦横2次元に配置されたエリアセンサでもよく、1次元に配置されたラインセンサでもよい。ラインセンサであるとき1次元の長手方向は、後述する回動する面内に一致している。   The imaging unit 3 is provided with an imaging element 28 that generates an image signal of an image of the end surface portion of the wafer 2 by photoelectric conversion. A solid-state image sensor such as a CCD is employed as the image sensor 28. The image sensor may be an area sensor arranged two-dimensionally in the vertical and horizontal directions, or may be a line sensor arranged one-dimensionally. In the case of a line sensor, the one-dimensional longitudinal direction coincides with a rotating surface described later.

光学モジュール14(撮像装置)は撮像光学系1及び撮像部3から構成され、端面部の撮像を行う。この光学モジュール14には必要によりオートフォーカス機能やズーミング機能を持たせてもよい。画像処理部4は予め設定されたアプリケーションソフトウエアに基づき種々の画像処理を施して所望の画像データを生成する。表示部5は、モニタであり、光学モジュール14により撮像された画像を表示する。この表示部5の画面上にはタッチパネルが配設され、表示される指示ボタン像にタッチすることにより、指示等を入力することができる。   The optical module 14 (imaging device) is composed of the imaging optical system 1 and the imaging unit 3 and performs imaging of the end face part. The optical module 14 may have an autofocus function and a zooming function as necessary. The image processing unit 4 performs various image processing based on preset application software to generate desired image data. The display unit 5 is a monitor and displays an image captured by the optical module 14. A touch panel is provided on the screen of the display unit 5, and an instruction or the like can be input by touching a displayed instruction button image.

位置センサ8及び位置センサ9は、図1に示すXYテーブル12の下方で載置するウエハ2に近接した位置に配置されている。具体的には、これらの位置センサ8,9は、ウエハ2の主面の外周端部と、外周端部から僅かに内側の主面が検出点となるように架台部に設置された支持部材に配置されている。ただし、位置センサ8はウエハ2の偏心量を、位置センサ9はウエハ2の面振れ量を検出できれば、周縁端に並んで配置されていても良い。   The position sensor 8 and the position sensor 9 are disposed at a position close to the wafer 2 to be placed below the XY table 12 shown in FIG. Specifically, the position sensors 8 and 9 are support members installed on the gantry so that the outer peripheral end of the main surface of the wafer 2 and the main surface slightly inside from the outer peripheral end become detection points. Is arranged. However, as long as the position sensor 8 can detect the amount of eccentricity of the wafer 2 and the position sensor 9 can detect the amount of surface deflection of the wafer 2, they may be arranged side by side at the peripheral edge.

位置センサ8は、周知のウエハ2の偏心量を検出するための透過型の検出器であり、ウエハ端面部を挟んで対向して発光素子と受光素子を備えている。回転テーブル12の回転軸13により回転されているウエハ2の端面部に光を照射し、端面部から遮られることなく受光される光量を検出する。   The position sensor 8 is a known transmission type detector for detecting the amount of eccentricity of the wafer 2, and includes a light emitting element and a light receiving element facing each other across the wafer end surface. Light is irradiated to the end surface portion of the wafer 2 rotated by the rotating shaft 13 of the turntable 12, and the amount of light received without being blocked from the end surface portion is detected.

なお、位置センサ8は受光部と送光部が一体にウエアは端面部の同じ側に配置された反射型の検出器であってもよい。また、オートフォーカス機能を搭載していれば、これにより偏心による合焦ズレに対応してもよい。
また、位置センサ9は、周知の光学式の測長センサであり、回転するウエハ2における面振れ量(位置センサ9からウエハ2の主面までの距離の変動)を検出する。
The position sensor 8 may be a reflective detector in which the light receiving unit and the light transmitting unit are integrated and the wear is disposed on the same side of the end surface. In addition, if an autofocus function is installed, it is possible to cope with a focus shift due to eccentricity.
The position sensor 9 is a well-known optical length measurement sensor, and detects the amount of surface deflection (variation in the distance from the position sensor 9 to the main surface of the wafer 2) in the rotating wafer 2.

移動機構6(移動機構または撮像装置移動機構)は、光学モジュール14を装着している。そして位置センサ8及び位置センサ9により検出された偏心量及び面振れ量に基づき補正するように移動させる駆動機構を備えている。つまり、光学モジュール14を光軸方向の前後に高速微小移動する第1の駆動機構と光学モジュール14をウエハ2の主面と垂直な軸方向(基板の法線方向)の前後(上下)に高速微小移動する第2の駆動機構とを備えている。なお、これらの偏心量及び面振れ量を補正する移動機構は、移動機構6と別体であってもよい。   The moving mechanism 6 (moving mechanism or imaging device moving mechanism) is equipped with an optical module 14. A drive mechanism is provided that moves to correct based on the amount of eccentricity and the amount of surface deflection detected by the position sensor 8 and the position sensor 9. In other words, the first drive mechanism that moves the optical module 14 in the optical axis direction at a high speed in a minute direction and the optical module 14 at a high speed in the longitudinal direction (normal direction of the substrate) perpendicular to the main surface of the wafer 2. A second drive mechanism that moves minutely. Note that the moving mechanism for correcting the eccentricity and the surface runout may be separate from the moving mechanism 6.

回転テーブル12は、ウエハ2の裏面を吸着保持する円形のステージである。ウエハの載置部は外周緑に沿って壁部が形成され、その壁部がウエハ2の裏面に接触する。その内径側にはピンが多数配設され、ウエハの裏面が平面になるよう支える、回転テーブル12の直径は、基板の直径より小さくウエハ裏面の端面部の観察が可能となっている。裏面の端面部が最小限観察できる程度として、できるだけ大きな略ウエハの直径と同等とすることが望ましい。特にテーブル直径をウエハ直径の90%以上とし、テーブルの全面を吸着可能な構成とすれば、ウエハの反りによる観察位置のズレを防止できる。ロボットアームにてウエハを受け渡すために、テーブルの中央部に複数のピンやテーブルが昇降する機構が設けられていても良い。   The turntable 12 is a circular stage that holds the back surface of the wafer 2 by suction. A wall portion is formed along the outer periphery of the wafer mounting portion, and the wall portion contacts the back surface of the wafer 2. A large number of pins are arranged on the inner diameter side, and the diameter of the rotary table 12 that supports the back surface of the wafer to be flat is smaller than the diameter of the substrate, so that the end surface portion of the back surface of the wafer can be observed. It is desirable that the diameter of the wafer is as large as possible so that the end face of the back surface can be observed at a minimum. In particular, if the table diameter is 90% or more of the wafer diameter and the entire surface of the table can be sucked, it is possible to prevent the observation position from being displaced due to the warpage of the wafer. In order to deliver the wafer by the robot arm, a mechanism for raising and lowering a plurality of pins and the table may be provided at the center of the table.

そして、回転軸13は図示しないモータにより回転し、載置部が回転する。また、回転角度を検出するエンコーダが搭載されていて、角度を検出し制御部に伝送できるようになっていてもよい。この回転テーブル12は周知の外観検査装置の顕微鏡を用いたミクロ検査部の回転XYステージと共通のものであってもよい。   And the rotating shaft 13 rotates with the motor which is not shown in figure, and a mounting part rotates. Further, an encoder for detecting the rotation angle may be mounted so that the angle can be detected and transmitted to the control unit. The rotary table 12 may be the same as the rotary XY stage of a micro inspection unit using a microscope of a known visual inspection apparatus.

ベース10は、図示しない架台部に設置された板状部材であり、その平面上にガイドレールが配設される。そしてガイドレールを介して移動機構6が回動可能に設置される。
制御部11は、ウエハの回転時の偏心やウエハの反りによる面振れによる合焦ズレや位置ズレを補正したり、適正な角度観察できるように回動動作を行ったりなど観察装置全体の制御を行う。移動機構制御部7と画像処理部4とを一体に含み、それらはパーソナルコンピュータからなっていてもよい。また、制御部11には、ウエハ2の回転時の偏心量やノッチ位置を検出するための予め測定されたデータテーブル等が登録されている。
The base 10 is a plate-like member installed on a gantry portion (not shown), and a guide rail is disposed on the plane. And the movement mechanism 6 is rotatably installed through a guide rail.
The control unit 11 controls the entire observation apparatus such as correcting the eccentricity and the positional deviation due to the surface deviation caused by the wafer rotation and the eccentricity when the wafer is rotated, and performing the rotation operation so that an appropriate angle can be observed. Do. The moving mechanism control unit 7 and the image processing unit 4 are integrally included, and they may be composed of a personal computer. The control unit 11 is registered with a pre-measured data table or the like for detecting the amount of eccentricity or notch position when the wafer 2 is rotated.

次に移動機構6の回動移動について説明する。図2に示すように、ベース10は、円弧形状のガイドレール18を配設している。そして移動機構6は、このガイドレール18上をリニアモータ等のモータ駆動により回動移動するように構成されている。つまり、移動機構6は、第3の駆動機構として回動移動機構を備えている。ここで回動軸は、点Oを通り回転テーブル12の回転軸と撮像光学系の光軸を含む面に垂直となっている。つまり、ワイパーのように振られる(回動移動する)アーム機構を設けて、このアーム機構上に移動機構6を配置するようにしても良い。   Next, the rotational movement of the moving mechanism 6 will be described. As shown in FIG. 2, the base 10 is provided with arc-shaped guide rails 18. The moving mechanism 6 is configured to rotate on the guide rail 18 by driving a motor such as a linear motor. That is, the moving mechanism 6 includes a rotation moving mechanism as a third drive mechanism. Here, the rotation axis passes through the point O and is perpendicular to a plane including the rotation axis of the rotary table 12 and the optical axis of the imaging optical system. That is, an arm mechanism that swings (rotates and moves) like a wiper may be provided, and the moving mechanism 6 may be disposed on the arm mechanism.

他にも、撮像光学系1の光軸が回転テーブル12の回転の中心軸と光学モジュール14による光軸を含む平面内で点Oを中心に回動するならば、種々の機構により回動移動を実現することは可能である。   In addition, if the optical axis of the imaging optical system 1 rotates around the point O in a plane including the central axis of rotation of the turntable 12 and the optical axis of the optical module 14, it can be rotated by various mechanisms. Can be realized.

また回動軸の位置は撮像光学系1の光軸がウエハ2の端面に到達した位置よりややウエハの内側に入り込んだ位置にある。図2(b)に示すように、回動軸の位置は、この回動軸を中心に回動をしたときの撮像光学系1の光軸が端面、表面、裏面の面取り部に対して直交し、点O(回動軸)からの距離が等しくなるように設定されている。これにより回動移動を行っても、撮像光学系1の合焦位置を端面または面取り部に設定すれば端面部と撮像光学系1の距離がほぼ一定に保つことができる。   Further, the position of the rotation axis is a position where the optical axis of the imaging optical system 1 is slightly inside the wafer from the position where the optical axis of the imaging optical system 1 reaches the end surface of the wafer 2. As shown in FIG. 2B, the position of the rotation axis is such that the optical axis of the imaging optical system 1 when rotated about this rotation axis is orthogonal to the chamfered portions on the end surface, front surface, and back surface. The distance from the point O (rotation axis) is set to be equal. Accordingly, even if the rotational movement is performed, the distance between the end surface portion and the imaging optical system 1 can be kept substantially constant by setting the focusing position of the imaging optical system 1 to the end surface or the chamfered portion.

面取りの形状によっては、端面部と撮像光学系1の距離がほぼ一定とならず、光学モジュールの被写界深度から外れる場合は、オートフォーカス機構により合焦距離を調整して対応しても良い。   Depending on the shape of the chamfer, the distance between the end face and the imaging optical system 1 may not be substantially constant, and if the distance from the depth of field of the optical module is deviated, the focusing distance may be adjusted by an autofocus mechanism. .

また、移動機構6は、ウエハの主面に直交する軸方向に所望するまたは設計に基づく回動振り角度で回動移動する。その回動角度範囲は、90°から180°程度あることが望ましく、特にウエハ表面のリンスカット量を観察するには主面に垂直方向から観察できる角度範囲であることが望ましい。   Further, the moving mechanism 6 rotates and moves at a rotation swing angle desired or based on the design in an axial direction orthogonal to the main surface of the wafer. The rotation angle range is desirably about 90 ° to 180 °. In particular, in order to observe the rinse cut amount on the wafer surface, it is desirable that the angle range is observable from the direction perpendicular to the main surface.

以上により撮像光学系1の光軸がウエハ2の表面から端面を経て裏面に、または裏面から端面を経て表面に移動することとなる。これにより本実施の形態の観察装置の光学モジュール14は、点Oを通る回動軸を中心として、ウエハ2の端面とこの端面に繋がる表裏面を連続的に撮像光学系1の観察視野に入れることができる。   As described above, the optical axis of the imaging optical system 1 moves from the surface of the wafer 2 through the end surface to the back surface, or from the back surface through the end surface to the surface. Thereby, the optical module 14 of the observation apparatus according to the present embodiment continuously places the end surface of the wafer 2 and the front and back surfaces connected to the end surface into the observation field of view of the imaging optical system 1 around the rotation axis passing through the point O. be able to.

次に光学モジュール14の構成例を示して説明する。図3は、ウエハ2の主面の法線方向から光学モジュール14を見た図である。光学モジュール14は、レンズマウント本体21に撮像光学系1及び撮像部3が搭載されて構成される。撮像光学系1及び撮像部3は、共にマウントネジ等を用いて容易に着脱自在できるようにレンズマウント本体21に取り付けられている。さらにレンズマウント本体21は、移動機構6上に取り付けられている。   Next, a configuration example of the optical module 14 will be shown and described. FIG. 3 is a view of the optical module 14 viewed from the normal direction of the main surface of the wafer 2. The optical module 14 is configured by mounting the imaging optical system 1 and the imaging unit 3 on a lens mount body 21. The imaging optical system 1 and the imaging unit 3 are both attached to the lens mount body 21 so as to be easily detachable using a mount screw or the like. Further, the lens mount main body 21 is mounted on the moving mechanism 6.

撮像光学系1としては、対物レンズ22と、ハーフミラー23と、結像レンズ24とで構成され、ハーフミラー23により対物レンズ22の光軸が90°偏向され、結像レンズ24に向かうように配置される。対物レンズ22は、ウエハ2の端面、表面裏面の斜め方向からの観察時、1つの対物レンズが用いられる。また、必要により、倍率の異なる複数の対物レンズを用いてもよい。   The imaging optical system 1 includes an objective lens 22, a half mirror 23, and an imaging lens 24. The optical axis of the objective lens 22 is deflected by 90 ° by the half mirror 23 so that it goes toward the imaging lens 24. Be placed. As the objective lens 22, one objective lens is used when observing the end surface of the wafer 2 and the front and back surfaces from an oblique direction. If necessary, a plurality of objective lenses having different magnifications may be used.

また、対物レンズ22から見てハーフミラー23の後方には、照明光を集光するためのレンズ25及び照明光を出射する発光ダイオード(LED)26がレンズマウント本体21に着脱自在に取り付けられている。LED26は、ウエハ2の端面が十分な明るさで撮像できる光量と指向性を有している。   In addition, a lens 25 for condensing illumination light and a light emitting diode (LED) 26 for emitting illumination light are detachably attached to the lens mount body 21 behind the half mirror 23 as viewed from the objective lens 22. Yes. The LED 26 has a light quantity and directivity capable of capturing an image of the end surface of the wafer 2 with sufficient brightness.

また、LED26が出射した照明光が検査に悪形響を与えないように外部への濡れを防止するための遮光カバー27がLED26を覆うように適宜設けられている。更に、照明は対物レンズ2の鏡体の周辺部に複数のLED照明29を設けている。またLED26の周りにはリング照明19を設けており、適宜観察し易い照明を選択できるようになっている。つまり、LED26による同軸落斜照明、LED照明29による観察光学系の側方から斜照明、リング照明19による暗視野照明を用いて個々の観察や複数の複合された照明下での観察を行うこともできる。   Further, a light shielding cover 27 for preventing wetting to the outside is provided as appropriate so as to cover the LED 26 so that the illumination light emitted from the LED 26 does not adversely affect the inspection. Furthermore, the illumination is provided with a plurality of LED illuminations 29 at the periphery of the mirror of the objective lens 2. In addition, a ring illumination 19 is provided around the LED 26 so that an illumination that is easy to observe can be selected as appropriate. In other words, individual observation or observation under a plurality of combined illuminations is performed using coaxial down-angle illumination by the LED 26, oblique illumination from the side of the observation optical system by the LED illumination 29, and dark field illumination by the ring illumination 19. You can also.

次に、このように構成された観察装置の動作について説明する。まず、LED26から出射された照明光は、レンズ25で集光される。そしてハーフミラー23を透過し、さらに対物レンズ22から観察対象となるウエハ2に平行光束として照射される。ウエハ2で反射された光は、対物レンズ22へ入射する。対物レンズ22からの光束は、ハーフミラー23で偏向され、結像レンズ24に向かう。結像レンズ24では光束を撮像部3内の撮像素子(CCD)28の受光面に結像する。撮像素子28は、光電変換によりウエハ2の端面部の画像信号を生成する。画像処理部4は、生成された画像信号に対して予め設定されたアプリケーションソフトウエアに基づき種々の画像処理を施して画像データを生成して表示部5に後述する画面構成で画像データを表示する。   Next, the operation of the observation apparatus configured as described above will be described. First, the illumination light emitted from the LED 26 is collected by the lens 25. Then, the light passes through the half mirror 23 and is further irradiated as a parallel light flux from the objective lens 22 onto the wafer 2 to be observed. The light reflected by the wafer 2 enters the objective lens 22. The light beam from the objective lens 22 is deflected by the half mirror 23 and travels toward the imaging lens 24. The imaging lens 24 forms an image of the light flux on the light receiving surface of the image sensor (CCD) 28 in the imaging unit 3. The image sensor 28 generates an image signal of the end surface portion of the wafer 2 by photoelectric conversion. The image processing unit 4 performs various image processing on the generated image signal based on preset application software to generate image data, and displays the image data on the display unit 5 with a screen configuration described later. .

また、回転テーブル12に載置されたウエハ2の中心が、回転中心の軸に対し偏心し、さらにウエハ2に反りが発生していた場合についての補正動作を説明する。ここでは、図2の実線のように光学モジュール14は、端面を観察するよう回転テーブル12の回転の中心軸に垂直な方向に光軸が向くよう配置されているものとする。   A correction operation in the case where the center of the wafer 2 placed on the rotary table 12 is eccentric with respect to the axis of the rotation center and the wafer 2 is warped will be described. Here, as shown by the solid line in FIG. 2, the optical module 14 is arranged so that the optical axis is oriented in a direction perpendicular to the central axis of rotation of the turntable 12 so as to observe the end face.

まず、回転テーブル12が回転を開始したとき、位置センサ8は、その時点での検出光量の信号をリアルタイムに制御部11に伝達する。ウエハ2は偏心しているので、位置センサ8を遮る光量が変化する。センサを制御する制御部11は、位置センサ8から受け取った光量の信号をもとにデータテーブルからウエハ2の偏心量(変動量)を求める。そして制御部11は、求められた偏心量を補正するための移動機構の第1の駆動機構の移動量を算出して移動機構制御部7に指示を出す。移動機構制御部7は、受け取った補正のための移動量の信号をもとに移動機構6の第1の駆動機構を制御して常にウエハ端面と撮像光学系1の距離が一定となるようにする。つまり、合焦状態を保った状態の端面の画像が表示部に表示される。   First, when the turntable 12 starts to rotate, the position sensor 8 transmits a signal of the detected light amount at that time to the control unit 11 in real time. Since the wafer 2 is eccentric, the amount of light that blocks the position sensor 8 changes. The control unit 11 that controls the sensor obtains the eccentric amount (variation amount) of the wafer 2 from the data table based on the light amount signal received from the position sensor 8. Then, the control unit 11 calculates the movement amount of the first drive mechanism of the movement mechanism for correcting the obtained eccentricity amount and issues an instruction to the movement mechanism control unit 7. The movement mechanism control unit 7 controls the first drive mechanism of the movement mechanism 6 based on the received movement amount signal for correction so that the distance between the wafer end surface and the imaging optical system 1 is always constant. To do. That is, the image of the end face in a state where the focused state is maintained is displayed on the display unit.

同様に位置センサ9は、その時点の位置センサ9とウエハ端面部(主面の周縁部)の距離の信号をリアルタイムに制御部11に伝達する。ウエハ2は反りを起こしているので、位置センサ9は検出する距離が変化する。制御部11は、位置センサ9から受け取った距離(面振れ量、変動量)の信号をもとにデータテーブルからウエハ2の端面との距離を求める。求められた距離の変化を補正するための移動機構の第2の駆動機構の移動量を算出して、移動機構制御部7に指示を出す。移動機構制御部7は、受け取った補正のための移動量の信号をもとに移動機構6の第2の駆動機構を制御して常に位置センサ9とウエハ端面部(主面の周縁部)の距離が一定となるようにする。つまり、端面部の画像が表示部上の一定な位置に表示される。   Similarly, the position sensor 9 transmits a signal of the distance between the current position sensor 9 and the wafer end surface (periphery of the main surface) to the control unit 11 in real time. Since the wafer 2 is warped, the distance detected by the position sensor 9 changes. The control unit 11 obtains the distance from the end face of the wafer 2 from the data table based on the distance (surface runout amount, variation amount) signal received from the position sensor 9. The movement amount of the second drive mechanism of the movement mechanism for correcting the obtained change in distance is calculated, and an instruction is issued to the movement mechanism control unit 7. The movement mechanism control unit 7 controls the second driving mechanism of the movement mechanism 6 based on the received movement amount signal for correction, and always controls the position sensor 9 and the wafer end surface portion (periphery portion of the main surface). Make the distance constant. That is, the end face image is displayed at a fixed position on the display unit.

なお、光学モジュール14の位置を図2(a)の実線の位置としたが、例えば、ウエハ2の主面に垂直な方向にある場合は、第1の駆動機構と第2の駆動機構の最終的な作用である「合焦状態を保った状態の端面の画像が表示部に表示される」と「端面部の画像が表示部上の一定な位置に表示される」が入れ替わる。また、斜めから観察する位置にある場合は、第1の駆動機構と第2の駆動機構とが同時に作用して合焦状態を保った状態の端面の画像が表示部に表示される」と「端面部の画像が表示部上の一定な位置に表示される」ことが同時に行われる。以上により、光学モジュール14がどの回動位置にあっても、ウエハ2の端面部と撮像光学系の相対的な位置が一定に保たれ、相対的な距離と観察光軸の角度がほぼ一定に保たれるので表示部の表示画面上に端面部が一定の位置を保ち合焦した状態で表示することができる。   The position of the optical module 14 is indicated by the solid line in FIG. 2A. However, for example, when the optical module 14 is in a direction perpendicular to the main surface of the wafer 2, the last of the first drive mechanism and the second drive mechanism. “The image of the end face in a state where the focused state is maintained is displayed on the display unit” and “the image of the end surface part is displayed at a certain position on the display unit” are switched. In addition, when it is in an oblique observation position, an image of the end face in a state where the first drive mechanism and the second drive mechanism act simultaneously to keep the focused state is displayed on the display unit. The image of the end face is displayed at a fixed position on the display unit ”. As described above, the relative position between the end face of the wafer 2 and the imaging optical system is kept constant regardless of the rotation position of the optical module 14, and the relative distance and the angle of the observation optical axis are almost constant. Therefore, the display can be displayed in a focused state with the end face part kept at a certain position on the display screen of the display part.

また、これらの動作は高速に行われるので、表示部を観察する限りでは認識されない。ノッチ部に関しては、位置センサ8では大きな光量の変化となるので、大きな光量変化をノッチ部と認織し、移動機構6を動作させないようにしても良い。また、ウエハ2が微小な反りであり、回動移動機構で対応できるならば、第2の駆動機構の代わりに回動移動機構により回動移動を行っても良い。また、本実施の形態の説明では、リアルタイムに、位置の変動を検出して補正するとしたが、回転テーブル12が回転角度を検出するエンコーダを備えていて予め360°回転、つまり一回転してノッチ位置、面振れ量と偏心量のデータを取得して補正量を記憶してから、回転テーブル12の回転角度毎に偏心、面振れを補正しながら撮像するようにしてもよい。   Further, since these operations are performed at high speed, they are not recognized as long as the display unit is observed. With respect to the notch portion, the position sensor 8 causes a large change in the amount of light. Therefore, the large change in the amount of light may be recognized as the notch portion and the movement mechanism 6 may not be operated. Further, if the wafer 2 is a slight warp and can be handled by the rotational movement mechanism, the rotational movement may be performed by the rotational movement mechanism instead of the second driving mechanism. In the description of the present embodiment, the position variation is detected and corrected in real time. However, the rotary table 12 is provided with an encoder for detecting a rotation angle, and is rotated 360 ° in advance, that is, once in a notch. After acquiring the position, surface shake amount, and eccentricity data and storing the correction amount, imaging may be performed while correcting the eccentricity and the surface shake for each rotation angle of the rotary table 12.

本第1の実施の形態では、光学モジュール14を設置する移動機構6が回転テーブル12の回転軸と撮像光学系の光軸を含む面内で移動させるようにしたので、構成が簡単な回転テーブルが設置されているだけで単独の端面欠陥検査装置として用いることができる。また、一般的な回転テーブルを備える装置の回転テーブル近傍に、本観察装置の回転テーブル12を除いて配設することで、専用の端面欠陥検査装置を導入しなくても端面欠陥検査装置として用いることができるので、容易で安価に端面欠陥検出装置を構築することができる。   In the first embodiment, the moving mechanism 6 on which the optical module 14 is installed is moved in a plane including the rotation axis of the rotary table 12 and the optical axis of the imaging optical system. Can be used as a single end face defect inspection device. Further, by disposing the rotary table 12 of the present observation apparatus in the vicinity of the rotary table of a general rotary table, it can be used as an end face defect inspection apparatus without introducing a dedicated end face defect inspection apparatus. Therefore, it is possible to construct an end face defect detection device easily and inexpensively.

次に本発明の第2の実施の形態について、図4を参照して詳細に説明する。
図4は、本発明の第2の実施の形態の観察装置を基板の法線方向から見た概略構成を示す図である。本第2の実施の形態の観察装置は、基板の外観検査装置に備えられている回転可能なXY回転ステージを回転テーブル12として共用したものとして説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of an observation apparatus according to the second embodiment of the present invention viewed from the normal direction of the substrate. The observation apparatus according to the second embodiment will be described on the assumption that the rotatable XY rotation stage provided in the substrate appearance inspection apparatus is shared as the rotary table 12.

ここでば、第1の実施の形態と異なる構成についてのみ説明し、共通な構成については省略する。第1の実施の形態からの変更点は、移動機構6の第1の駆動機構が省略されたこと、回転テーブル12の回転軸13がXYステージ部15(移動機構または保持部移動機構)に設置されること(これにより回転テーブル12は、XY平面内で移動可能となる)、移動機構であるXYステージ15のX方向の移動が端面部の観察時に移動機構制御部7を介して制御部11により制御されることである。   Here, only the configuration different from that of the first embodiment will be described, and the common configuration will be omitted. The changes from the first embodiment are that the first drive mechanism of the moving mechanism 6 is omitted, and the rotating shaft 13 of the rotary table 12 is installed in the XY stage unit 15 (moving mechanism or holding unit moving mechanism). As a result, the rotary table 12 can be moved in the XY plane, and the movement of the XY stage 15 as the moving mechanism in the X direction is observed via the moving mechanism control unit 7 when the end surface portion is observed. It is controlled by.

これは第1の実施の形態における移動機構6の第1の駆動機構の移動をXYステージ15のX方向の移動へ置き換えたものと考えればよい。   This can be considered as the movement of the first drive mechanism of the movement mechanism 6 in the first embodiment replaced with the movement of the XY stage 15 in the X direction.

本第2の実施の形態では、XY回転ステージをもつ装置に本観察装置を追加装着することにより移動機構を省略でき、安価に端面欠陥検査装置を構築することができる。   In the second embodiment, the moving mechanism can be omitted by additionally mounting the present observation apparatus on an apparatus having an XY rotation stage, and an end face defect inspection apparatus can be constructed at a low cost.

変形例として、移動機構6の第1、第2の駆動機構が省略され、かつ、回転ステージ12の移動機構であるXYステージ15(移動機構または保持部移動機構)の移動方向がXY平面に加え、Z軸方向にも移動可能な機構を備え、移動機構制御部7を介して制御部11によりX、Z方向に移動制御されるように構成しても良い。   As a modification, the first and second driving mechanisms of the moving mechanism 6 are omitted, and the moving direction of the XY stage 15 (moving mechanism or holding unit moving mechanism) that is the moving mechanism of the rotary stage 12 is added to the XY plane. A mechanism that can also move in the Z-axis direction may be provided, and the movement may be controlled in the X and Z directions by the control unit 11 via the movement mechanism control unit 7.

第1の実施の形態の移動機構6の第1の駆動機構の移動をXYステージ15のX方向の移動へ移動機構6の第2の駆動機構の移動をXYステージ15のZ方向の移動へ置き換えたものとなる。第2の実施の形態と同様に、XYZ回転ステージをもつ装置に追加装着すれば、移動機構を省略でき、安価に端面欠陥検査装置を実現することができる。   The movement of the first driving mechanism of the moving mechanism 6 of the first embodiment is replaced with the movement of the XY stage 15 in the X direction, and the movement of the second driving mechanism of the moving mechanism 6 is replaced with the movement of the XY stage 15 in the Z direction. It will be. Similar to the second embodiment, if it is additionally attached to an apparatus having an XYZ rotary stage, the moving mechanism can be omitted, and an end face defect inspection apparatus can be realized at low cost.

図5は、本発明における表示部に表示する画像データの画面構成例を示す。図5に示すように、処理された画像データやこの画像データに関する情報を表示部5の画面30に分けて表示する。この画面構成では、観察対象物であるウエハ2の外周端部における、表斜め面(主面表面)画像31、端面(側面)画像32、裏斜め面(主面裏面)画像33の3個所のそれぞれ画像が同時に並べて表示している。この複数同時画像表示は、例えば、多チャンネル対応の画像ボード等を用いることにより容易に実現できる。また、ウエハ斜め面の画像の上下部分は非合焦画像(ボケ画像)となるので、その部分をカットすることにより、SXGA(Super Extended Graphic Array)クラスの表示部5に3箇所の画像を同時表示することができる。   FIG. 5 shows a screen configuration example of image data displayed on the display unit in the present invention. As shown in FIG. 5, the processed image data and information related to the image data are displayed separately on the screen 30 of the display unit 5. In this screen configuration, the front oblique surface (main surface surface) image 31, the end surface (side surface) image 32, and the back oblique surface (main surface rear surface) image 33 at the outer peripheral end of the wafer 2 that is the observation object. Each image is displayed side by side at the same time. The multiple simultaneous image display can be easily realized by using, for example, a multi-channel image board. In addition, since the upper and lower portions of the image on the oblique surface of the wafer are out-of-focus images (blurred images), three images are simultaneously displayed on the display unit 5 of the Super Extended Graphic Array (SXGA) class by cutting that portion. Can be displayed.

これらの画像表示領域の横には、種々の動作を指示するための操作画像が表示される。この操作画像としては、例えば、照明切換指示画像(ボタン像)34、位置表示画像(ウエハ上の位置表示)35、ウエハ2の回転開始指示画像(ボタン像)36、画像保存指示画像(ボタン像)37及び画像の正転逆転指示画像(ボタン像)38がある。勿論、図示される指示操作だけに限定されるものではなく、所望する操作の指示画像を追加して表示するまたは、不要な指示画像を削除することができる。   Operation images for instructing various operations are displayed beside these image display areas. Examples of the operation image include an illumination switching instruction image (button image) 34, a position display image (position display on the wafer) 35, a rotation start instruction image (button image) 36 of the wafer 2, and an image storage instruction image (button image). 37) and a normal / reverse instruction image (button image) 38 of the image. Of course, the operation is not limited to the instruction operation shown in the figure, and an instruction image of a desired operation can be added and displayed, or unnecessary instruction images can be deleted.

この指示画像の例では、保存したい画像が表示されているときに、画像保存指示画像のボタン像37をタッチすることにより観察画像保存が行われる。また、回転開始指示画像のボタン像36をタッチすることにより、回転テーブル12に載置されるウエハ2を回転制御することができる。さらに、正転逆転指示画像のボタン像38にタッチすることにより、回転テーブル12の回転を正転または逆転させることができる。ウエハ2に設けられたノッチを基準位置として、外周端部の位置情報(角度、位置)を表示することができる。   In this example of the instruction image, the observation image is stored by touching the button image 37 of the image storage instruction image when the image to be stored is displayed. Further, by touching the button image 36 of the rotation start instruction image, the rotation of the wafer 2 placed on the rotary table 12 can be controlled. Furthermore, by touching the button image 38 of the forward / reverse instruction image, the rotation of the rotary table 12 can be rotated forward or backward. With the notch provided on the wafer 2 as a reference position, position information (angle, position) of the outer peripheral edge can be displayed.

上述したように本観察装置は、撮像光学系が変倍機構を持てば、低倍率から高倍率域の画像をリアルタイム表示や画像保存もできる。ウエハのノッチ基準を基準とした位置情報を検出された欠陥や異物等の画像情報と併せて保存することもでき、不良解析に役立つ。さらに、観察照明方向を切換えることにより、異物や欠陥を探す上で、観察性能を選択できるため、異物原因を特定し易い。また、位置センサにより観察対象物の変動を検出して位置補正することから、撮像された画像における観察位置が変動せず、合焦画像が得られるため観察しやすい。   As described above, this observation apparatus can also display an image from a low magnification to a high magnification in real time and store an image if the imaging optical system has a zooming mechanism. Position information based on the notch reference of the wafer can be stored together with image information of detected defects, foreign matters, etc., which is useful for failure analysis. Furthermore, by switching the observation illumination direction, the observation performance can be selected when searching for foreign objects and defects, so it is easy to identify the cause of the foreign objects. In addition, since the position sensor detects a change in the observation object and corrects the position, the observation position in the captured image does not change, and a focused image is obtained, so that observation is easy.

なお、本発明の観察装置は3つの光学モジュールを備え、それぞれに画像処理部を設けて、表示部に同時表示する構成とすれば、3方向からの画像を同時に撮像できる観察装置または端面欠陥検査装置とすることもできる。   Note that the observation apparatus of the present invention includes three optical modules, each having an image processing unit, and configured to simultaneously display on the display unit, an observation apparatus or end surface defect inspection capable of simultaneously capturing images from three directions. It can also be a device.

また、撮像部3により撮像された画像信号は、予め画像処理部4に格納されるアプリケーションソフトウエアにより表示部に表示される端面部の位置処理が一定になるよう画像処理が施されてもよい。例えば、図2の実線の位置に光学モジュール14を配置した場合に、端面部の表示部への表示位置が一定になるようにする。画像回転テーブル12よりウエハ2を回転させてもアライメント精度が出ていて偏心が少なく合焦された画像となっているとき、ウエハ2の反りによるが表示部5上の端面部の位置が回転に合わせて波打つなどの変動のみを抑える処理を行うときは、画像信号の端面部による輝度の境目が常に表示部5の一定になるように位置を再構築して表示してもよい。また、位置センサ8、9からの信号をもとに光学モジュール14とウエハ2の端面部との相対的な位置を検出し、その検出されたデータをもとに画面上の位置と検出された位置関係から端面部の画像が表示部の一定の位置に表示されるよう画像処理するようにしてもよい。このようにすれば、リアルタイムに位置ずれのない画像を観察することができる。   Further, the image signal captured by the imaging unit 3 may be subjected to image processing so that the position processing of the end surface portion displayed on the display unit is made constant by application software stored in the image processing unit 4 in advance. . For example, when the optical module 14 is arranged at the position of the solid line in FIG. 2, the display position of the end face on the display unit is made constant. Even if the wafer 2 is rotated from the image rotation table 12, the alignment accuracy is high and the image is focused with little eccentricity. However, the position of the end face on the display unit 5 is rotated due to the warpage of the wafer 2. When processing that suppresses only fluctuations such as undulations is also performed, the position may be reconstructed and displayed so that the boundary of luminance due to the end face of the image signal is always constant. Further, the relative position between the optical module 14 and the end face of the wafer 2 is detected based on the signals from the position sensors 8 and 9, and the position on the screen is detected based on the detected data. Image processing may be performed so that the image of the end face portion is displayed at a certain position on the display unit based on the positional relationship. In this way, it is possible to observe an image with no positional deviation in real time.

第1の実施の形態の観察装置を基板の法線方向から見た概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure which looked at the observation apparatus of 1st Embodiment from the normal line direction of the board | substrate. 第1の実施の形態の観察装置をウエハの法線方向に直行する方向から見た側面図である。It is the side view which looked at the observation apparatus of 1st Embodiment from the direction orthogonal to the normal line direction of a wafer. 第1の実施の形態の観察装置の光学モジュール14の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the optical module 14 of the observation apparatus of 1st Embodiment. 第2の実施の形態の観察装置を基板の法線方向から見た概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure which looked at the observation apparatus of 2nd Embodiment from the normal line direction of the board | substrate. 表示部に表示する画像データの画面構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of a screen structure of the image data displayed on a display part.

符号の説明Explanation of symbols

1…撮像光学系、2…観察対象物(シリコンウエハ)、3…撮像部、4…画像処理部、5…表示部、6…移動機構、7…移動機構制御部、8,9…位置センサ、10…ベース、11…制御部、12…回転テーブル、13…回転テーブルの回転軸、14…光学モジュール、21…レンズマウント本体、22…対物レンズ、23…ハーフミラー、24…結像レンズ、25…レンズ、26…発光ダイオード(LED)、27…遮光カバー、28…撮像素子(CCD)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Imaging optical system, 2 ... Observation object (silicon wafer), 3 ... Imaging part, 4 ... Image processing part, 5 ... Display part, 6 ... Movement mechanism, 7 ... Movement mechanism control part, 8, 9 ... Position sensor DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Base, 11 ... Control part, 12 ... Rotary table, 13 ... Rotary axis of rotary table, 14 ... Optical module, 21 ... Lens mount main body, 22 ... Objective lens, 23 ... Half mirror, 24 ... Imaging lens, 25: Lens, 26: Light emitting diode (LED), 27: Light shielding cover, 28: Image sensor (CCD).

Claims (11)

基板の端面部を撮像する撮像装置と、
前記基板を保持するとともに、該基板の法線方向を回転の中心軸として回転可能な保持部と、
前記保持部の回転によって発生する前記基板の端面部の位置の変動量を検出する変位検出部と、
前記撮像装置で撮像された画像を表示する表示部と、
前記変位検出部からの信号をもとに前記撮像装置で撮像された前記基板の端面部の画像が前記表示部上の一定の位置に観察されるように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする観察装置。
An imaging device for imaging the end face of the substrate;
A holding unit that holds the substrate and is rotatable with the normal direction of the substrate as a central axis of rotation;
A displacement detection unit for detecting a variation amount of the position of the end surface portion of the substrate generated by the rotation of the holding unit;
A display unit for displaying an image captured by the imaging device;
A control unit that controls the image of the end face of the substrate imaged by the imaging device based on a signal from the displacement detection unit to be observed at a certain position on the display unit;
An observation apparatus comprising:
前記基板の端面部と前記撮像装置の相対的な位置を一定に保つ移動機構を備え、
前記制御部は、検出された前記基板の端面部の位置の変動量から前記撮像装置と前記基板の端面部との相対的な位置を一定に保つように前記移動機構の制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の観察装置。
A moving mechanism for maintaining a constant relative position between the end face of the substrate and the imaging device;
The control unit controls the moving mechanism so as to keep a relative position between the imaging device and the end surface portion of the substrate constant from a detected variation amount of the position of the end surface portion of the substrate. The observation device according to claim 1.
前記移動機構は、前記撮像装置を前記回転の中心軸と前記撮像装置の光軸を含む平面内で移動可能とする撮像装置移動機構であり、この撮像装置移動機構は、前記制御部により前記端面部の画像が前記表示部の一定の位置に観察されるように制御されることを特徴とする請求項2に記載の観察装置。   The moving mechanism is an imaging device moving mechanism that allows the imaging device to move in a plane including a central axis of the rotation and an optical axis of the imaging device. The observation apparatus according to claim 2, wherein the image is controlled so that an image of a part is observed at a certain position of the display unit. 前記移動機構は、前記回転の中心軸と前記撮像装量の光軸を含む平面内で移動可能とする保持部移動機構であり、この保持部移動機構は、前記制御部により前記端面部の画像が前記表示部の一定の位置に観察されるように制御されることを特徴とする請求項2に記載の観察装置。   The moving mechanism is a holding unit moving mechanism that is movable in a plane including a central axis of the rotation and an optical axis of the imaging load, and the holding unit moving mechanism is configured to image the end face by the control unit. The observation apparatus according to claim 2, wherein the observation device is controlled to be observed at a certain position of the display unit. 前記撮像装置は、その光軸が常にある一点を通り、前記ある一点を中心として前記回転軸と前記撮像装置の光軸を含む平面内で回動可能とする撮像装置移動機構を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の観察装置。   The imaging apparatus includes an imaging apparatus moving mechanism that has an optical axis that always passes through a certain point and is rotatable around a certain point in a plane including the rotation axis and the optical axis of the imaging apparatus. The observation device according to any one of claims 1 to 4. 前記撮像装置は、前記基板の端面、端面付近の表裏面、表裏面取り部のうち少なくとも2面を同時観察可能なように複数備えられていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の観察装置。   5. The imaging device according to claim 1, wherein a plurality of the imaging devices are provided so that at least two of the end surface of the substrate, the front and back surfaces near the end surface, and the front and back surface removing portions can be observed simultaneously. The observation apparatus according to item. 前記撮像装置は、その光軸の方向に移動可能とする撮像装置の移動機構を備えることを特徴とする請求項1に記載1から6のいずれか一項に記載の観察装装置。   The observation apparatus according to claim 1, wherein the imaging apparatus includes a moving mechanism of the imaging apparatus that is movable in a direction of the optical axis. 前記変位検出部は、前記基板の端面部の該基板の法線方向への変位を検出することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の観察装置。   The observation device according to claim 1, wherein the displacement detection unit detects a displacement of an end surface portion of the substrate in a normal direction of the substrate. 前記変位検出部は、前記基板の端面部の該基板の法線方向と直行する方向への変位を検出することを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の観察装置。   The observation apparatus according to claim 1, wherein the displacement detection unit detects a displacement of an end surface portion of the substrate in a direction perpendicular to a normal direction of the substrate. 前記制御部は、前記変位検出部からの信号をもとに前記撮像装置と前記基板の端面部との相対的な位置を検出し、前記端面部の画像が前記表示部の一定の位置に表示されるように画像処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の観察装置。   The control unit detects a relative position between the imaging device and an end surface portion of the substrate based on a signal from the displacement detection unit, and displays an image of the end surface portion at a certain position on the display unit. The observation apparatus according to claim 1, wherein image processing is performed as described above. 前記制御部に欠陥抽出の機能を有し、請求項1から10のいずれか一項に記載の観察装置を備えたことを特徴とする端面欠陥検査装置。   An end surface defect inspection apparatus comprising the controller according to claim 1, wherein the control unit has a defect extraction function.
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