JP2008241662A - Image stabilizing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、半導体製造工程においてウェハを移動させてウェハ上の半導体チップの外観を検査する外観検査装置のように、被検査物を移動させつつその画像を取得する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for acquiring an image while moving an object to be inspected, such as an appearance inspection apparatus for inspecting the appearance of a semiconductor chip on a wafer by moving the wafer in a semiconductor manufacturing process.
従来から、例えば、ウェハを移動させてウェハ上の半導体チップの外観を検査する外観検査装置、光を照射することによりウェハの表面に成膜または塗布された光感光剤(フォトレジスト)に回路パターンを露光・転写する半導体露光装置等において、被検査物を移動させつつその画像を取得し、この画像を用いて検査、露光、転写等を行うものが知られている。
Conventionally, for example, an appearance inspection apparatus for inspecting the appearance of a semiconductor chip on a wafer by moving the wafer, a circuit pattern on a photosensitive agent (photoresist) formed or coated on the surface of the wafer by irradiating
この一例である外観検査装置では、被検査物としてのウェハ上(被検面)に形成された微細な電子回路パターンの画像を取得し、この取得画像と適正な状態の電子回路パターンの画像(テンプレート)とを比較し、両画像の差異を抽出し、当該差異が設定された欠陥許容度を超えるか否かの判断をすることにより、被検査物であるウェハの良否を判定する。ところが、この外観検査装置では、例えば検査時間を短縮するためにウェハの移動速度を上げると、取得したウェハの被検面の画像(以下、取得画像ともいう)にブレが生じてしまい、テンプレートとの差異を適切に抽出することが困難となることから、検査物の良否の判定の精度に大きな影響を与えることとなる。 In the appearance inspection apparatus as an example, an image of a fine electronic circuit pattern formed on a wafer (test surface) as an object to be inspected is acquired, and this acquired image and an image of an electronic circuit pattern in an appropriate state ( Template), a difference between both images is extracted, and whether or not the difference exceeds a set defect tolerance is determined to determine whether the wafer that is the inspection object is good or bad. However, in this appearance inspection apparatus, for example, when the moving speed of the wafer is increased in order to shorten the inspection time, the acquired image of the test surface of the wafer (hereinafter also referred to as an acquired image) is blurred, and the template and Therefore, it is difficult to appropriately extract the difference between the two, which greatly affects the accuracy of the determination of the quality of the inspection object.
そこで、カメラに対する被検査物の移動に起因して検査物の判定の精度の低減を防止するために、被検査物の移動に合わせてカメラも移動させることにより、取得画像にブレが生じることを防止する装置が考えられている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来の画像ブレ防止装置のような構成では、カメラを被検査物の移動に合わせて高速に移動させる必要があることから、装置としての構成が非常に複雑となってしまう。 However, in a configuration such as a conventional image blur prevention device, it is necessary to move the camera at a high speed in accordance with the movement of the object to be inspected, which makes the configuration as a device very complicated.
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、簡易な構成により高速で移動する被検査物の取得画像にブレが生じることを防止することができる画像ブレ防止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 provides an image blur prevention device capable of preventing the occurrence of blurring in an acquired image of an inspection object that moves at high speed with a simple configuration. is there.
上記した課題を解決するために、請求項1に記載の画像ブレ防止装置は、被検査物を載置する載置面を有し当該載置面と平行な面に沿って移動可能とされた載置台と、前記載置面に載置された前記被検査物の画像を取得するための撮像手段と、所定の領域内に位置する前記載置面に載置された前記被検査物の像を前記撮像手段へと導く光学系と、前記載置台の移動および前記撮像手段による画像取得を制御する制御手段とを備え、前記光学系には、姿勢を変更することにより、前記撮像手段に至る光路において、前記載置台側の光路導入部での光軸位置を変位させることなく前記撮像手段側の光路導出部での光軸位置を変位させる光路変更部材が設けられ、前記制御手段は、前記載置台を移動させつつ前記撮像手段に前記被検査物の画像を取得させる際、前記光路導出部での光軸位置が前記載置台の移動に追従するように前記光路変更部材の姿勢を変更することを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the image blur prevention device according to
上記した構成によれば、載置台の移動に応じて被検査物の存在位置が変化しても、光学系での撮像手段への光路における光路導出部での光軸位置が載置台の移動に追従されていることから、撮像手段には、同一の位置に存在する被検査物の像が導かれることとなるので、撮像手段による被検査物の取得画像にブレが生じることを防止することができる。 According to the configuration described above, even if the position of the object to be inspected changes according to the movement of the mounting table, the optical axis position at the optical path deriving unit in the optical path to the imaging means in the optical system is the movement of the mounting table. Since the image is followed, the image of the inspection object existing at the same position is guided to the imaging unit, so that it is possible to prevent the image acquired by the imaging unit from being blurred. it can.
また、光学系の光路変更部材の姿勢を変更することにより、光路導出部での光軸位置を載置台の移動に追従させているので、簡易な構成とすることができ、載置台を高速で移動させた場合であっても容易に対応することができる。 In addition, by changing the attitude of the optical path changing member of the optical system, the optical axis position in the optical path deriving unit is made to follow the movement of the mounting table, so that the configuration can be simplified and the mounting table can be moved at high speed. Even if it is moved, it can be easily handled.
請求項2の画像ブレ防止装置は、請求項1に記載の画像ブレ防止装置であって、前記制御手段は、前記撮像手段における撮像面で見た前記載置台の移動方向と逆方向へ向けて前記撮像面で見た前記載置台の移動量に等しい移動量で、前記光路導出部での光軸中心を変位させることにより、当該光軸中心を前記載置台の移動に追従させることを特徴とする。 An image blur prevention apparatus according to a second aspect is the image blur prevention apparatus according to the first aspect, wherein the control unit is directed in a direction opposite to the moving direction of the mounting table as viewed from the imaging surface of the imaging unit. By displacing the optical axis center in the optical path deriving unit with a movement amount equal to the movement amount of the mounting table as viewed on the imaging surface, the optical axis center is caused to follow the movement of the mounting table. To do.
上記した構成によれば、極めて簡単な構成で光路導出部での光軸位置を載置台の移動に追従させることができる。 According to the configuration described above, the optical axis position in the optical path deriving unit can follow the movement of the mounting table with a very simple configuration.
請求項3の画像ブレ防止装置は、請求項2に記載の画像ブレ防止装置であって、前記光路変更部材は、前記撮像面と平行でありかつ該撮像面で見た前記載置台の移動方向に直交する軸線回りに回動可能とされたガラス板であることを特徴とする。
The image blur prevention device according to claim 3 is the image blur prevention device according to
上記した構成によれば、載置台の移動に応じてガラス板を回動させればよいことから、光路導出部での光軸位置を極めて簡単な構成で確実に載置台の移動に追従させることができる。 According to the configuration described above, since the glass plate only needs to be rotated in accordance with the movement of the mounting table, it is possible to reliably follow the movement of the mounting table with the extremely simple configuration of the optical axis position in the optical path deriving unit. Can do.
請求項4の画像ブレ防止装置は、請求項2に記載の画像ブレ防止装置であって、前記光路変更部材は、前記撮像面と平行でありかつ該撮像面で見た前記載置台の移動方向に直交する軸線回りに回動可能とされたミラーであることを特徴とする。
The image blur prevention device according to claim 4 is the image blur prevention device according to
上記した構成によれば、載置台の移動に応じてミラーを回動させればよいことから、光路導出部での光軸位置を極めて簡単な構成で確実に載置台の移動に追従させることができる。 According to the configuration described above, since the mirror only needs to be rotated according to the movement of the mounting table, it is possible to reliably follow the movement of the mounting table with an extremely simple configuration of the optical axis position in the optical path deriving unit. it can.
請求項5の画像ブレ防止装置は、請求項2に記載の画像ブレ防止装置であって、前記光路変更部材は、前記撮像面に平行な面と、前記載置台の移動方向および前記撮像面で見た前記載置台の移動方向を含む面との交差により規定される線と平行な方向に沿って平行移動可能とされたミラーであることを特徴とする。
The image blur prevention device according to
上記した構成によれば、載置台の移動に応じてミラーを平行移動させればよいことから、光路導出部での光軸位置を極めて簡単な構成で確実に載置台の移動に追従させることができる。 According to the configuration described above, since the mirror only needs to be translated in accordance with the movement of the mounting table, it is possible to reliably follow the movement of the mounting table with the optical axis position in the optical path deriving unit with a very simple configuration. it can.
請求項6の画像ブレ防止装置は、請求項2に記載の画像ブレ防止装置であって、前記光路変更部材は、前記撮像手段に至る光路の光軸回りに回動可能とされた多面プリズムであることを特徴とする。 An image blur prevention apparatus according to a sixth aspect is the image blur prevention apparatus according to the second aspect, wherein the optical path changing member is a polyhedral prism that is rotatable around an optical axis of an optical path leading to the imaging means. It is characterized by being.
上記した構成によれば、載置台の移動に応じて多面プリズムを回動させればよいことから、光路導出部での光軸位置を極めて簡単な構成で確実に載置台の移動に追従させることができる。 According to the configuration described above, the polygonal prism only needs to be rotated in accordance with the movement of the mounting table, so that the optical axis position in the optical path deriving unit can be made to follow the movement of the mounting table with an extremely simple configuration. Can do.
本発明の画像ブレ防止装置によれば、簡易な構成により高速で移動する被検査物の取得画像にブレが生じることを防止することができる。 According to the image blur prevention apparatus of the present invention, it is possible to prevent blurring from occurring in an acquired image of an inspection object that moves at high speed with a simple configuration.
以下に、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る画像ブレ防止装置としての外観検査装置10を示す構成図であり、図2は、外観検査装置10における走査の様子を説明するためにウェハ11を上方からみた模式的な正面図である。また、図3は、ウェハ11の被検面12に対する撮像部13および光学系14の位置と、閃光光源15から閃光Fが出射されるタイミングとの相関関係を説明するための説明図であり、上部に図2を部分的に拡大して示す部分正面図を示し、下部に閃光Fが出射されるタイミングを上部の部分正面図における走査線S1、S2上での位置および時間軸に対応させたグラフを示している。図4は、本発明に係る画像ブレ防止装置におけるブレ防止のための基本的な概念を説明するための説明図であり、図5は、本実施例の外観検査装置10におけるブレ防止のための構成を説明するための模式的な構成図である。図6は、本実施例の外観検査装置10における制御方法を時間に対する動作で示すグラフであり、図7は、外観検査装置10での制御方法の具体的な一例を示すグラフである。以下の説明では、図1を正面視して上下方向をZ軸方向とし、これに直交する面をX−Y平面(図1を正面視して左右方向をY軸方向とする)とする。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an
本発明に係る画像ブレ防止装置としての外観検査装置10は、被検査物としてのウェハ11上に形成された微細な電子回路パターンの画像を取得し、この取得画像と適正な状態の電子回路パターンの画像(テンプレート)とを比較し、両画像の差異を抽出し、当該差異が設定された欠陥許容度を超えるか否かの判定をすることにより、被検査物であるウェハ11の良否を判定するものである。外観検査装置10は、基台16と、ウェハ11が載置される載置台17と、被検査物(本実施例ではウェハ11)の画像を取得するための撮像部13と、被検査物(ウェハ11)の像を撮像部13へと導く光学系14と、全体の動作を統括的に制御する制御部18とを備える。
An
載置台17は、基台16上でX軸方向およびY軸方向に移動自在とされており、X−Y平面に平行な載置面17aを有している。載置面17aは、載置されたウェハ11をX−Y平面に平行な状態で保持可能とされている。このように、載置台17が、ウェハ11をX−Y平面に平行な状態で保持したまま適宜X−Y平面内で移動可能とされていることから、外観検査装置10では、ウェハ11をX−Y平面に沿って適宜移動させることができる。この移動されるウェハ11の被検面12(載置面17aに載置された際に上方に位置する面)に対向するように光学系14が設けられている。
The mounting table 17 is movable on the
光学系14は、図示は略すが撮像部13とともにX−Y平面で見た位置が固定されて基台16に取り付けられており、像案内路19に閃光案内路20が接続されて構成されている。像案内路19には、対物レンズ21と、ビームスプリッター22と、結像レンズ23と、ガラス板24とが設けられ、載置台17の載置面17aに載置されたウェハ11の被検面12の像を撮像部13へと導く構成とされている。ここで、ウェハ11の被検面12における電子回路パターンの細部に比較して当該ウェハ11の被検面12の大きさ寸法が極めて大きいことから、光学系14の視野(撮像部13において一つの画像として取得可能な領域である取得領域25(図2参照))は、ウェハ11の被検面12よりも極めて小さいものとされている。この光学系14の視野(25)を閃光Fで照明するために像案内路19に閃光案内路20が接続されている。
Although not shown, the
閃光案内路20は、閃光光源15から出射された閃光Fがビームスプリッター22および対物レンズ21を経て、光学系14の視野(25)内でウェハ11の被検面12を照射するように、閃光Fを像案内路19内に導く構成とされている。これにより、光学系14では、閃光Fにより照明された状態の被検面12の像を撮像部13へと導くことができる。
The
撮像部13は、撮像素子26を有しており、光学系14により案内された被検面12の像を撮像素子26で取得し、当該取得した像を画像データとして制御部18に送信する。
The
制御部18は、載置台17、撮像部13、閃光光源15および光学系14に電気的に接続されており、全体の動作を統括的に制御する。ここで、上述したように、光学系14の視野(25)がウェハ11の被検面12に比して小さな面積とされ、撮像部13において一度に取得できる画像も被検面12における一部分(取得領域25(図2参照))に限られている。このため、制御部18は、被検査物であるウェハ11の被検面12を網羅すべく当該被検面12上に複数の取得領域25を整列させるように、撮像部13および光学系14に対するウェハ11の被検面12の位置を移動させつつ当該移動に合わせて閃光光源15から閃光Fを出射させ、かつこの閃光Fの出射のタイミングに合致させて撮像部13から画像データを取得する(以下、走査という)。本実施例の外観検査装置10では、図2に示すように、ウェハ11の被検面12をX軸方向に沿う走査線SでY軸方向に走査する、換言すると、光学系14の視野(25)を走査線S1に沿って移動させることにより、被検面12のうち走査線S1上でX軸方向に直列する各取得領域25の画像を取得し、その後、光学系14の視野(25)を走査線S2に沿って移動させることにより、被検面12のうち走査線S2上でX軸方向に直列する各取得領域25の画像を取得し、その後、走査線S3、走査線S4、走査線S5、走査線S6・・・と同様に走査することにより、取得した各取得領域25の画像でウェハ11の被検面12を網羅する構成とされている。各走査線S上では、図3に示すように、各取得領域25を基準として見ると、ウェハ11の被検面12に対して相対的に移動する撮像部13および光学系14が各取得領域25の中央に位置した際に(符号d参照)、閃光光源15から閃光Fが出射されていることとなる。これにより、制御部18は、ウェハ11の被検面12全体の画像を取得することができる。
The
この制御部18には、図示は略すが、被検査物の被検面に設けられる回路パターンの適正な形状の画像(テンプレート)が、本実施例では、ウェハ11の被検面12に形成された微細な電子回路パターンの適正な形状の画像(テンプレート)が、予め格納されている。制御部18は、当該テンプレートと取得画像との形状比較を行って両画像間の差異を抽出し、抽出された差異が欠陥許容度を超えるものであるか否かを判断することにより、各取得画像において形成された電子回路パターンの良否、すなわちウェハ11の良否を判定する。
Although not shown, an image (template) of an appropriate shape of a circuit pattern provided on the test surface of the inspection object is formed on the
ここで、外観検査装置10では、ウェハ11の検査に要する時間を短縮する観点から、載置台17の移動速度を高めることが考えられている。すると、図3に示すように、閃光Fが出射されている僅かな時間tpであっても、撮像部13および光学系14に対するウェハ11の被検面12の位置が移動してしまう(符号d参照)ことから、取得画像にブレが生じてしまい、取得画像に生じたブレがテンプレートに対する差異として抽出され、検査物の判定の精度を低減させてしまう虞がある。このように取得画像にブレが生じる要素としては、閃光光源15から出射される閃光Fの発光時間におけるウェハ11の被検面12の移動量が大きい場合、撮像部13におけるシャッタースピードに対してウェハ11の被検面12の移動量が大きい場合、被検査物としての電子回路パターンが極めて微細なものである場合等があげられる。本発明に係る画像ブレ防止装置としての外観検査装置10では、このような取得画像のブレに起因する検査物の判定の精度の低減を防止するために以下の特徴を有する。なお、以下の説明では、図1に示すように、光学系14が形成する被検面12の像を撮像素子26へと導く光路において、被検面12に対向される対物レンズ21の近傍を光路導入部としかつ撮像素子26の近傍を光路導出部として、光学系14の光軸Lのうち、光路導入部に位置する箇所を光軸導入部Liとしかつ光路導出部に位置する個所を光軸導出部Loとする。
Here, in the
本発明に係る画像ブレ防止装置では、図4に示す概念で取得した画像にブレが生じることを防止している。例えば、図4(a)に矢印A1で示すように、ウェハ11が右側へ移動する(2点鎖線で示す)ものとする。このとき、図4(b)に示すように、光学系の光軸Lにおいて、光軸導入部Liの位置を変えることなく、光軸導出部Loを、ウェハ11の移動方向の逆方向である左方向にウェハ11の移動速度に適合する速度(ウェハ11の移動量(図3の符号d参照)に適合する量)で移動させて(矢印A2参照)、光軸Lを光軸L´へと変化させる。ここで、ウェハ11の移動方向とは、撮像部13の撮像素子26の撮像面で見たウェハ11の移動方向を基準としている。また、ウェハ11の移動速度に適合する速度(ウェハ11の移動量に適合する量)とは、撮像素子26の撮像面で見たウェハ11の移動速度(移動量)、すなわちウェハ11の実際の移動速度(移動量(図3の符号d参照))に光学系における倍率を乗じたものである。
In the image blur prevention apparatus according to the present invention, blurring is prevented from occurring in an image acquired by the concept shown in FIG. For example, it is assumed that the
ここで、光学系14の光路において、ウェハ11の中心位置11aの像が撮像素子26の撮像面に導かれる行程を仮想光軸ILとし、この仮想光軸ILのうち、光路導入部に位置する箇所を仮想導入部ILiとしかつ光路導出部に位置する個所を仮想導出部ILoとする。上述したように、光軸Lを光軸L´へと変化させると、図4(c)に示すように、ウェハ11が移動(矢印A1および2点鎖線で示すウェハ11参照)しても、この移動に追従するように光軸Lが光軸L´へと変化される(図4(b)参照)ことから、仮想光軸ILで見ると仮想導入部ILiがウェハ11の中心位置11aの移動に追従している(矢印A3参照)にも拘わらず仮想導出部ILoが撮像素子26の撮像面における同一箇所に位置されることとなり、ウェハ11の中心位置11aの像は常に撮像素子26の撮像面における同一箇所に導かれることとなる。換言すると、撮像素子26には、ウェハ11の移動に拘わらず、常に同一の位置で静止しているウェハ11の像が導かれることとなる。このため、本発明に係る画像ブレ防止装置(本実施例では外観検査装置10)では、撮像素子26(撮像部13)に、ブレを生じさせることなくウェハ11の画像を取得させることができる。このように、光学系の光軸Lにおいて、光軸導入部Liの位置を代えることなく、光軸導出部Loを、ウェハ11の移動方向とは逆方向にウェハ11の移動速度に適合する速度で移動させる(ウェハ11の移動に追従させる)ために、本実施例の外観検査装置10では、光学系14にガラス板24が設けられている(図1参照)。
Here, in the optical path of the
外観検査装置10では、図1に示すように、ガラス板24の姿勢を変化させることにより、光学系14における光軸Lにおいて光軸導出部Loのみを移動させる構成とされている。本実施例の外観検査装置10では、ガラス板24は、Y軸方向に延在し回動可能(矢印A4参照)とされた回動軸24aに固着されている。これは、上述したように、走査線S(図2参照)が形成される方向がX軸方向に沿う構成とされていることから、光学系14の光軸Lに対してウェハ11の被検面12が相対的にX軸方向に移動し、取得した画像(取得領域25)において生じ得るブレがX軸方向に形成されることによる。回動軸24aは、図示は略すが制御部18に接続された回動駆動制御機構(例えばステッピングモータ)を介して制御部18により回動姿勢の制御が可能とされている。このため、制御部18は、ガラス板24の回動軸24a回りの回動姿勢を制御することができる(矢印A4および図5参照)。
As shown in FIG. 1, the
光学系14では、図5に示すように、ガラス板24がX−Y平面に平行な状態(図5(a)参照)からガラス板24を回動軸24a回りに適宜回動させることにより、光軸導入部Liを代えることなく光軸導出部Loを移動させるように光軸Lを変化させることができる。詳細には、ウェハ11の被検面12が図5を正面視して右側すなわちX軸方向の正側に移動する場合(図2の走査線S1、走査線S3、走査線S5等参照)、図5(b)に示すように、ガラス板24を逆時計回りに回動させる(矢印A5参照)。すると、光軸方向(La参照)に対して傾斜されたガラス板24により、光軸導入部Liに対して光軸導出部Loが左側(X軸方向の負側)に移動するように光軸Lが変化することとなる。
In the
また、反対に、ウェハ11の被検面12が図5を正面視して左側すなわちX軸方向の負側に移動する場合(図2の走査線S2、走査線S4、走査線S6等参照)、図5(c)に示すように、ガラス板24を時計回りに回動させる(矢印A6参照)。すると、光軸方向(La参照)に対して傾斜されたガラス板24により、光軸導入部Liに対して光軸導出部Loが右側(X軸方向の正側)に移動するように光軸Lが変化することとなる。このようなガラス板24の回動姿勢の制御は、図6に示すグラフのように行うことで、ウェハ11の被検面12の走査(図2参照)に対応することができる。
On the other hand, when the
図6は、横軸を時間軸とし、(a)における縦軸を閃光光源15から閃光Fが出射された状態をON状態、出射されていない状態をOFF状態とし、(b)および(c)における縦軸をガラス板24がX−Y平面に平行な状態を基準としたガラス板24の傾斜角(図5を正面視して反時計回り側を正とする)とする。また、図6では、閃光FがON状態である時間(撮像部13におけるシャッタースピードでもよい)をtpとして、当該時間tpでウェハ11の被検面12が移動する移動量(図3の符号d参照)に適合する量だけ光軸導出部Loを移動させるのに必要なガラス板24の傾斜角の絶対値をDとする。
In FIG. 6, the horizontal axis is the time axis, the vertical axis in (a) is the ON state when the flash F is emitted from the
制御部18は、図6のグラフにおいて(a)に示すように、閃光FがON状態である間(tnからtn´の間、tn+1からtn+1´の間、tn+2からtn+2´の間参照)に、X軸方向の正側に移動する場面(図2の走査線S1、走査線S3、走査線S5等参照)では、(b)に示すようにガラス板24の傾斜角が0°からD°の間で連続的に変化するようにガラス板24を回動し、X軸方向の負側に移動する場面(走査線S2、走査線S4、走査線S6等参照)では、(c)に示すようにガラス板24の傾斜角が0°から−D°の間で連続的に変化するようにガラス板24を回動する。換言すると、制御部18は、予め設定されている載置台17の移動に合わせてガラス板24を適宜回動させている。このように、制御部18は、撮像部13によりウェハ11の被検面12の画像を取得させる場面では、光学系14において光軸Lの光軸導出部Loが撮像部13の撮像素子26の撮像面上でのウェハ11の被検面12の移動に追従するように、光軸Lを変化させていることから、光学系14から導かれたウェハ11の被検面12の像は、撮像素子26(撮像部13)で見ると静止していることとなり、取得した当該被検面12の画像にブレが生じることを防止することができる。
上述した図6に示すような制御方法の具体的な一例を図7に示す。図7においては、横軸は時間を示しており、X軸方向の正側に移動する場面(図2の走査線S1、走査線S3、走査線S5等参照)では正面視右向きを時間の進行方向とし、X軸方向の負側に移動する場面(図2の走査線S2、走査線S4、走査線S6等参照)では正面視左向きを時間の進行方向とする。また、図7のグラフでは、上段に閃光FのON、OFFの状態を示しており、下段では、上段の閃光Fの状態を基準としてガラス板24が傾斜される様子を折れ線Rで示している。
A specific example of the control method as shown in FIG. 6 is shown in FIG. In FIG. 7, the horizontal axis indicates time, and in a scene of moving to the positive side in the X-axis direction (see scanning line S1, scanning line S3, scanning line S5, etc. in FIG. 2), the time progresses in the right direction when viewed from the front. Direction, and in the scene of moving to the negative side in the X-axis direction (see scanning line S2, scanning line S4, scanning line S6, etc. in FIG. 2), the leftward direction in front view is the time progression direction. In the graph of FIG. 7, the upper stage shows the ON / OFF state of the flash F, and the lower stage shows the state in which the
本実施例の外観検査装置10では、図示は略すが、走査線Sに沿うウェハ11の被検面12の移動速度を一定とする。また、当該移動速度を基準として同一の走査線S上で各取得領域25が等しい間隔で隣接するように、換言すると、当該移動速度で、走査線S上で見て各取得領域25が出現する箇所の間隔l(図3参照)を進行するのに要する時間を1周期とするように折れ線Rが設定されている、すなわち、傾斜角が折れ線Rを満たすようにガラス板24が周期的に回動されている。この折れ線Rにおいて、時間軸を正面視右側へ向かう方向で見て、ガラス板24の傾斜角が−D/2からD/2へと推移する時間位置に対応するように、閃光FのON状態が設定されている。すなわち、ウェハ11の被検面12が相対的にX軸方向の正側に移動する場面では、ガラス板24の傾斜角が−D/2からD/2へと推移され、ウェハ11の被検面12が相対的にX軸方向の負側に移動する場面では、ガラス板24の傾斜角がD/2から−D/2へと推移される。このような制御方法とすると、ガラス板24の傾斜角(上記した例ではD/2および−D/2)が、閃光FのON状態と完全に一致していなくても、その前後において一定の傾きの直線となるようにガラス板24の傾斜角が推移していることから、取得した当該被検面12の画像にブレが生じることを防止することができる。また、図7の制御方法では、傾斜角が0°の状態を閃光FのON状態の中心位置(ON状態とされている時間の中間)とすることにより、ウェハ11の被検面12が相対的にX軸方向の正側に移動する場面と、ウェハ11の被検面12が相対的にX軸方向の負側に移動する場面とで、ガラス板24の傾斜角が推移を同一の折れ線Rとする、換言するとガラス板24の姿勢制御を同一のものとすることができる。なお、撮像部13および光学系14と、ウェハ11の被検面12との相対的な移動速度が完全に一定にではない場合は、当該移動速度の変化に合致するように折れ線Rの周期およびそれに対応された閃光FのON状態のタイミングを適宜変化させることで、取得画像にブレが生じることをより適切に防止することができる。
In the
上記したように、外観検査装置10では、載置台17の移動に応じてウェハ11の存在位置が変化しても、光軸導入部Liの位置を変化させることなく光軸導出部Loの位置が載置台17の移動に追従するように、光学系14の光軸Lが変化される、すなわち光学系14の光路の光路導出部における光軸位置(光軸導出部Lo)が載置台17の移動に追従されていることから、撮像部13には、同一の位置に存在するウェハ11の像が導かれることとなる。換言すると、移動する被検査物の中心位置(図4(c)11a参照)を基準とした仮想光軸ILで見ると、撮像素子26の撮像面における同一箇所に位置される仮想導出部ILoに対して仮想導入部ILiがウェハ11の中心位置11aの移動に追従するように、光学系14の光軸Lが変化されることから、撮像部13には、同一の位置に存在するウェハ11の像が導かれることとなる。このため、撮像部13が取得するウェハ11の被検面12の取得画像(各取得領域25)に、ブレが生じることを防止することができる。
As described above, in the
また、外観検査装置10では、光学系14のガラス板24(光路変更部材)の姿勢を変更することにより、光路の光路導出部における光軸位置(光軸導出部Lo)をウェハ11の被検面12(載置台17)の移動に追従させていることから、簡易な構成であり、載置台17を高速で移動させた場合であっても容易に対応することができる。これは、ガラス板24の回動姿勢を制御することは、従来のように撮像部自体を被検査物の移動に追従させることと比較して、極めて容易であることによる。
Further, in the
さらに、外観検査装置10では、光学系14において、光軸導入部Liの位置を代えることなく、光軸導出部Loをウェハ11の移動方向の逆方向にウェハ11の被検面12の移動速度に適合する速度(移動量に適合する量)で移動するように、光軸Lを光軸L´へと変化させるという極めて簡単な構成で取得画像(各取得領域25)にブレが生じることを防止することができる。例えば、0.5mmの厚さのガラス板24を用いて構成した場合、光軸導出部Loの位置を変位させる量が1〜10μmであれば、ガラス板24を約±1°傾ける(すなわち本実施例ではD=2°)ことで、光軸Lから光軸L´へと変化させることができる。
Furthermore, in the
外観検査装置10では、予め設定されているウェハ11の被検面12の移動方向および移動速度に適合するようにガラス板24の回動姿勢を制御することにより、撮像部13が取得するウェハ11の被検面12の取得画像(各取得領域25)にブレが生じることを防止していることから、上記した実施例のようなウェハを移動させてウェハ上の半導体チップの外観を検査する外観検査装置、または光を照射することによりウェハの表面に成膜または塗布された光感光剤(フォトレジスト)に回路パターンを露光・転写する半導体露光装置等に、好適である。これは、上記した外観検査装置または半導体露光装置等では、ウェハ11の検査に要する時間を短縮する観点から高められた載置台17の移動速度が極めて高速であることから、例えば、ウェハ11の被検面12の移動を検出し当該検出結果を取得画像に反映させることによりブレを補正する方法では対応することができないことによる。
In the
外観検査装置10では、光学系14に設けられた光路変更部材(本実施例ではガラス板24)の姿勢を撮像部13での画像取得のタイミングに合わせて適宜制御することにより、光軸導出部Loがウェハ11の被検面12の移動に追従するように光学系14における光軸Lを変化させることで光学的にブレを防止する構成であることから、画像処理フィルタ等を用いることと比較して、安価で簡易な構成とすることができる。
In the
外観検査装置10では、図7のような制御方法としていることから、光学系14および撮像部13に対するウェハ11の被検面12の相対的な移動方向に拘わらず、ガラス板24の姿勢制御を同一なものとすることができる。
Since the
したがって、本発明に係る外観検査装置10では、簡易な構成により高速で移動するウェハ11(被検査物)の取得画像(各取得領域25)にブレが生じることを防止することができる。
Therefore, in the
なお、上記した実施例では、光路変更部材としてガラス板24が用いられていたが、その材質は透明(光の透過を許す。)で所望の屈折率を有するものであれば、例えばプラスチック(樹脂材料)等を用いてもよく、上記した実施例に限定されるものではない。
In the above embodiment, the
また、上記した実施例では、光路変更部材としてガラス板24が用いられていたが、光学系14において、光軸導入部Liの位置を代えることなく、光軸導出部Loを被検査物(上記した実施例ではウェハ11)の移動に追従させて光軸Lから光軸L´へと変化させることができるものであればよく、上記した実施例に限定されるものではない。例えば、光路変更部材としてミラー27(図8参照)を用いることができる。この一例としての光学系14´について以下で説明する。
In the above-described embodiment, the
光学系14´では、図8に示すように、像案内路19´が光学系14とは異なる構成とされている。像案内路19´は、対物レンズ21から結像レンズ23に至る間の光路が、ミラー27により直角に折り曲げられて構成されている。光学系14´では、図9(a)に示すように、ミラー27をZ軸方向に沿って上下方向に平行移動させる(矢印A7参照)ことにより、光軸Lを変化させる。詳細には、ミラー27を、一点鎖線で示す位置から下方(Z軸方向の負側)へ平行移動させることにより、光軸導入部Liの位置を代えることなく、光軸導出部Loを、撮像部13の撮像素子26の撮像面で見たウェハ11の移動方向の逆方向である下方へと移動させる(矢印A8および光軸導出部Lo´参照)ように、光軸Lを光軸L´へと変化させる。すると、図9(b)に示すように、ウェハ11の被検面12が図9を正面視して右側すなわちX軸方向の正側に移動する場合(2点鎖線で示すウェハ11参照)、ウェハ11の被検面の中心位置11aを基準とする仮想軸線ILで見ると仮想導入部ILiがウェハ11の中心位置11aの移動に追従しながら(矢印A9および仮想導入部ILi´参照)仮想導出部ILoが撮像素子26の撮像面における同一個所に位置することとなり、移動されたウェハ11の像を撮像素子26の撮像面における同一の位置に、すなわち撮像部13から見ると同一の位置に存在するウェハ11の像が導かれることとなる。ウェハ11の被検面12がX軸方向の負側に移動する場合は、図示は略すがミラー27を上方へ平行移動させればよい。この光学系14´の場合であっても、上記した実施例の光学系14と同様にミラー27の高さ位置を制御することにより、ウェハ11(被検査物)の取得画像(各取得領域25)にブレが生じることを防止することができる。なお、図9では、光軸Lが光軸L´に、仮想光軸ILが仮想光軸IL´に変化されているが、これらの変化は理解容易のために概念的に示すものであり、実際の光軸の変化とは一致するとは限らない。
In the
また、図8に示す光学系14´と同様に、ミラー27´を用いて光学系14´´(図10参照)を構成してもよい。光学系14´´では、図10に示すように、光学系14´と同様の構成であるが、ミラー27´がZ軸方向に平行移動することに代えて、Y軸方向に延在された回転軸回りに回動される構成とされている。この光学系14´´の場合であっても、ミラー27´の回動姿勢により、光軸導入部Liの位置を代えることなく、光軸導出部Loをウェハ11の移動方向の逆方向に被検査物(上記した実施例ではウェハ11)の移動速度に適合する速度(移動量に適合する量)で移動させて(矢印A10および光軸導出部Lo´参照)、光軸Lから光軸L´へと変位させる(図10(a)参照)こと以外は、光学系14´と同様である。この光学系14´´の場合、図10(b)に示すように、ウェハ11の被検面12が図10を正面視して右側すなわちX軸方向の正側に移動する場合(2点鎖線で示すウェハ11参照)、ミラー27´を時計回りに回動させて(2点鎖線で示すミラー27´から実線で示すミラー27´へと回動)、仮想光軸ILが仮想光軸IL´に変化される(矢印A11参照)こととなる。なお、図10では、光軸Lが光軸L´に、仮想光軸ILが仮想光軸IL´に変化されているが、これらの変化は理解容易のために概念的に示すものであり、実際の光軸の変化とは一致するとは限らない。
Further, similarly to the
さらに、上記したガラス板24、ミラー27、ミラー27´の他にも、光路変更部材としては、図1の光学系14において、対物レンズ21と結像レンズ23との間に、ウェッジプリズムを2枚重ね合わせて構成した光学部材を適宜回転させて角度を変更する構成であってもよく、図8の光学系14´において、ミラー27の代わりにポリゴンミラーを設けて適宜回転駆動する構成であってもよい。
Further, in addition to the
上記した実施例では、図2に示すように、ウェハ11の被検面12をX軸方向に沿う走査線SでY軸方向に走査する構成とされていたが、被検査物であるウェハ11の被検面12を網羅すべく当該被検面12上に複数の取得領域25を整列させるように、撮像部13および光学系14に対するウェハ11の被検面12の位置を移動させつつ当該移動に合わせて閃光光源15から閃光Fを出射させ、かつこの閃光Fの出射のタイミングに合致させて撮像部13から画像データを取得するものであればよく、上記した実施例に限定されるものではない。例えば、図11に示すように、ウェハ11の被検面12において、周縁部から中心へ向けて螺旋状に複数の取得領域25を整列させるように走査する構成とすることができる。この場合には、光軸導出部Loを基準として見て、光軸導入部Liをウェハ11の被検面12の移動に追従させるようにX軸方向およびY軸方向に適宜移動させる必要があることから、光路変更部材もX軸方向およびY軸方向に姿勢変更可能な構成とする必要がある。例えば、光路変更部材として光学系14のガラス板24を用いた場合、Y軸方向に延在する回動軸24a(図1および図5参照)に加えて、図示は略すがX軸方向に延在する回動軸を設け、当該回動軸を回動軸24aと同様に制御部18により駆動制御可能な構成とすることが考えられる。また、図10(a)、(b)のようにミラー27´を用いた場合、X軸回りに回動可能でありかつY軸回りに回動可能な構成とする、例えば、X軸回りに回動可能なフレームに、ミラー27´をY軸回りに回動可能に支持させて、ミラー27´の姿勢を制御部18により駆動制御可能な構成とすることが考えられる。
In the above-described embodiment, as illustrated in FIG. 2, the
上記した実施例では、画像ブレ防止装置として外観検査装置が示されていたが、被検査物を移動させつつその画像を取得するものであれば、例えば、光を照射することによりウェハの表面に成膜または塗布された光感光剤(フォトレジスト)に回路パターンを露光・転写する半導体露光装置であってもよく、上記した実施例に限定されるものではない。 In the above-described embodiment, the appearance inspection apparatus is shown as the image blur prevention apparatus. However, if the image is acquired while moving the inspection object, for example, the surface of the wafer is irradiated by irradiating light. It may be a semiconductor exposure apparatus that exposes and transfers a circuit pattern to a photosensitizer (photoresist) formed or applied, and is not limited to the above-described embodiments.
10 外観検査装置
11 (被検査物としての)ウェハ
13 (撮像手段としての)撮像部
14 光学系
17 載置台
17a 載置面
18 (制御手段としての)制御部
24 (光路変更部材としての)ガラス板
27 (光路変更部材としての)ミラー
L 光軸
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記光学系には、姿勢を変更することにより、前記撮像手段に至る光路において、前記載置台側の光路導入部での光軸位置を変位させることなく前記撮像手段側の光路導出部での光軸位置を変位させる光路変更部材が設けられ、
前記制御手段は、前記載置台を移動させつつ前記撮像手段に前記被検査物の画像を取得させる際、前記光路導出部での光軸位置が前記載置台の移動に追従するように前記光路変更部材の姿勢を変更することを特徴とする画像ブレ防止装置。 A mounting table having a mounting surface on which an object to be inspected is mounted and movable along a plane parallel to the mounting surface, and an image of the inspection object mounted on the mounting surface are acquired. Imaging means for performing, an optical system for guiding the image of the inspection object placed on the placement surface located in a predetermined area to the imaging means, movement of the placement table, and the imaging means Control means for controlling image acquisition,
In the optical system, by changing the posture, the light in the optical path deriving unit on the imaging unit side is displaced in the optical path to the imaging unit without displacing the optical axis position in the optical path introducing unit on the mounting table. An optical path changing member for displacing the axis position is provided,
The control means changes the optical path so that the optical axis position in the optical path deriving unit follows the movement of the mounting table when the imaging unit acquires the image of the inspection object while moving the mounting table. An image blur prevention apparatus characterized by changing a posture of a member.
3. The image blur prevention apparatus according to claim 2, wherein the optical path changing member is a multi-faceted prism that is rotatable around an optical axis of an optical path that reaches the imaging unit.
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