JP2009085766A - Apparatus for inspecting outer circumference of disk - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、円板体外周検査装置に係り、特に、ウェーハ等の円板体の外周部に光を照射してその散乱光や反射光を検出して円板体の外周部の表面の検査を行う円板体外周検査装置に関する。 The present invention relates to a disk body outer periphery inspection device, and in particular, inspects the surface of the outer periphery of a disk body by irradiating light to the outer periphery of a disk body such as a wafer and detecting the scattered light and reflected light. It is related with the disc body outer periphery inspection apparatus which performs.
円板体材料では、円板面のみならず、その外周部に傷や凹凸等がないことが要求される場合がある。特に、ウェーハやハードディスク等の分野では、ウェーハ等の基板表面に欠損、クラック、結晶欠陥等を含む凹凸や傷等がないことが強く要求されるためウェーハ等の基板表面を検査する表面検査装置が種々開発されているが(例えば特許文献1等参照)、ウェーハ等の外周部の面取り部にも傷等がないことも要求される。 In the case of a disk body material, it may be required that there are no scratches or irregularities on the outer peripheral portion as well as the disk surface. In particular, in the field of wafers and hard disks, it is strongly required that the surface of a substrate such as a wafer be free of irregularities and scratches including defects, cracks, crystal defects, etc. Although various developments have been made (see, for example, Patent Document 1), it is also required that the chamfered portion of the outer peripheral portion of a wafer or the like is not damaged.
そのため、ウェーハ等の外周部の面取り部に光を照射して、その表面で散乱された光や反射された光をカメラやCCD(Charge Coupled Device)等の受光装置で受光して傷等を検出する円板体外周検査装置が種々開発されている(例えば特許文献2〜4等参照)。
ところで、従来の円板体外周検査装置100では、図13に示すように、例えば円板体であるウェーハWの中心Owと回転テーブルTの回転中心Otとが一致するようにウェーハWを回転テーブルT上に載置し、受光装置102をウェーハWの側方にウェーハWの方をむくように配置する。そして、ウェーハWの外周面の面取り部にピントが合うように受光装置102のフォーカス位置を設定し、受光装置102の視野中心に観測ポイントを合わせる。
By the way, in the conventional disc body outer
その状態で、回転テーブルTをその回転中心Ot周りに回転させてウェーハWを回転させ、回転するウェーハWの外周部の面取り部に光照射装置101から光を照射して、ウェーハWの外周部の面取り部の表面での散乱光や反射光を受光装置102で受光して、ウェーハWの外周部の面取り部の表面を撮影していた。なお、以下、便宜的に、円板体すなわち上記例ではウェーハWの径方向(図中矢印Xで示される方向)を水平方向X、円板体の円板面すなわち上記例ではウェーハWの基板表面Swに直交する方向(図中矢印Yで示される方向)を垂直方向Yという。
In this state, the rotary table T is rotated around the rotation center Ot to rotate the wafer W, and the chamfered portion of the outer peripheral portion of the rotating wafer W is irradiated with light from the
その際、ウェーハWの保持精度が低く、ウェーハWの中心Owと回転テーブルTの回転中心Otとの位置が正確に合っていない場合や、ウェーハW自体が偏心している場合等には、図14に示すように、ウェーハWの外周部の面取り部は、回転する毎に水平方向Xに位置ずれや偏心ずれに相当する変位量ΔXだけ変位するようになる。また、ウェーハWにうねりや変形があると、回転する毎に垂直方向Yにうねりや反りに相当する変位量ΔYだけ変位するようになる。 At that time, when the holding accuracy of the wafer W is low and the position of the center Ow of the wafer W and the position of the rotation center Ot of the turntable T are not exactly aligned, or when the wafer W itself is eccentric, FIG. As shown in FIG. 2, the chamfered portion on the outer peripheral portion of the wafer W is displaced in the horizontal direction X by a displacement amount ΔX corresponding to a positional deviation or an eccentricity deviation every time it rotates. Further, if the wafer W is wavy or deformed, it is displaced by a displacement amount ΔY corresponding to the waviness or warpage in the vertical direction Y every time it rotates.
そのため、この状態のままでは受光装置102で予め設定しておいたフォーカス位置がずれたり、受光装置102の視野中心から観測ポイントが外れたりしてしまう。このような事態が生じないようにするために、従来の円板体外周検査装置100では、例えばウェーハWの外周部の面取り部の水平方向Xや垂直方向Yへの変位量ΔX、ΔYに合わせて、受光装置102や回転テーブルTを水平方向Xや垂直方向Yに変位量ΔX、ΔYだけ変位させていた。
Therefore, in this state, the focus position set in advance in the
しかし、ウェーハWの外周部の面取り部の表面を高速に検査する場合には、高速回転するウェーハWの外周部の面取り部が水平方向Xや垂直方向Yに急速に変位して、いわばウェーハWの端部が激しく振動するような状態となる。そして、受光装置102や回転テーブルTをウェーハWの急速な変位に合わせて急速かつ正確に変位させることが必要となるが、重量が大きい受光装置102等を急速かつ正確に変位させるためのアクチュエータ等は、通常、大掛かりなものとなり、高価である場合が多い。また、受光装置102や回転テーブルTを激しく振動させることになるため、受光装置102や回転テーブルTの故障を誘発する原因となる。
However, when the surface of the chamfered portion of the outer peripheral portion of the wafer W is inspected at high speed, the chamfered portion of the outer peripheral portion of the wafer W rotating at high speed is rapidly displaced in the horizontal direction X or the vertical direction Y, so to speak, the wafer W It will be in the state which vibrates the edge part of violently. Then, it is necessary to quickly and accurately displace the
また、少なくともウェーハWの外周部の面取り部の水平方向Xへの変位量ΔXについては、従来、受光装置102の焦点深度が深いものを用いることで対応していたが、焦点深度が深い受光装置102は一般的に分解能が低いため、ウェーハWの外周部の面取り部の水平方向Xへの変位に対して焦点深度の深さで対応しようとすると分解能を犠牲にせざるを得なかった。
Further, at least the displacement amount ΔX in the horizontal direction X of the chamfered portion of the outer peripheral portion of the wafer W has conventionally been dealt with by using a
さらに、ウェーハWの外周部の面取り部の水平方向Xへの変位量ΔXについては、受光装置102にオートフォーカス機能を持たせることにより対応することが可能ではあるが、高速オートフォーカス機能を有する受光装置は一般に高価であり、装置全体のコストを押し上げる要因となる。
Further, the amount of displacement ΔX in the horizontal direction X of the chamfered portion of the outer peripheral portion of the wafer W can be dealt with by providing the
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、検査時に回転体が水平方向や垂直方向に急速に変位しても、受光装置のフォーカス位置がずれることなく観測ポイントが視野中心に合った状態を維持することが可能で、かつ、高分解能で撮影可能な円板体外周検査装置を提供することを目的とする。また、上記の目的を低価格で実現可能な円板体外周検査装置を提供することをも目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem. Even when the rotating body is rapidly displaced in the horizontal direction or the vertical direction during inspection, the focus point of the light receiving device is not shifted and the observation point is set at the center of the visual field. It is an object of the present invention to provide a disc body outer periphery inspection device that can maintain a combined state and can be photographed with high resolution. It is another object of the present invention to provide a disk body outer periphery inspection device that can realize the above object at a low cost.
前記の問題を解決するために、請求項1に記載の円板体外周検査装置は、
円板体の外周部の表面に光を照射し、該表面で散乱され又は反射された光を受光装置で検出して前記円板体の外周部の表面の検査を行う円板体外周検査装置において、
前記円板体の外周部の表面における前記円板体の径方向への変位量と前記円板体の円板面に直交する方向への変位量とをそれぞれ検出する変位量検出装置と、
前記円板体の外周部の表面で散乱され又は反射された光を反射する第1ミラーと、前記第1ミラーで反射された光を前記円板体の外周部の表面で散乱され又は反射された光の光軸に平行で逆向きに反射する第2ミラーとを備えるミラー部と、
前記ミラー部を、前記円板体の外周部の表面で散乱され又は反射された光の光軸の方向及びそれに直交する方向にそれぞれ移動させるアクチュエータと、を備え、
前記変位量検出装置で検出された前記円板体の径方向への変位量をΔX、前記円板体の円板面に直交する方向への変位量をΔYとし、該表面で、前記円板体の径方向を基準として前記円板体の円板面に直交する方向に角度θを有する方向に散乱され又は反射された光を前記ミラー部の前記第1ミラーで反射する場合、前記アクチュエータは、前記ミラー部を、前記円板体の外周部の表面で散乱され又は反射された光の光軸の方向及びそれに直交する方向に、それぞれ(ΔX×cosθ−ΔY×sinθ)/2及び(ΔX×sinθ+ΔY×cosθ)/2だけ移動させることを特徴とする円板体外周検査装置。
ただし、θは、前記円板体の径方向を基準として下向きを正とする。
In order to solve the above problem, the disk body outer periphery inspection device according to
A disk body outer periphery inspection device that inspects the surface of the outer peripheral portion of the disk body by irradiating light on the outer peripheral surface of the disk body and detecting light scattered or reflected on the surface by a light receiving device. In
A displacement amount detection device for detecting a displacement amount in a radial direction of the disk body on a surface of an outer peripheral portion of the disk body and a displacement amount in a direction orthogonal to the disk surface of the disk body;
A first mirror that reflects light scattered or reflected by the surface of the outer periphery of the disc body, and light reflected by the first mirror is scattered or reflected by the surface of the outer periphery of the disc body; A mirror unit comprising a second mirror that is parallel to the optical axis of the reflected light and reflects in the opposite direction;
An actuator that moves the mirror part in the direction of the optical axis of the light scattered or reflected by the surface of the outer peripheral part of the disc body and the direction orthogonal thereto,
The amount of displacement in the radial direction of the disk body detected by the displacement amount detection device is ΔX, and the amount of displacement in the direction perpendicular to the disk surface of the disk body is ΔY. When the light scattered or reflected in a direction having an angle θ in a direction perpendicular to the disk surface of the disk body with respect to the radial direction of the body is reflected by the first mirror of the mirror unit, the actuator is , And (ΔX × cos θ−ΔY × sin θ) / 2 and (ΔX respectively) in the direction of the optical axis of the light scattered or reflected by the surface of the outer peripheral portion of the disc body and the direction orthogonal thereto. A disc body outer periphery inspection apparatus characterized by being moved by × sinθ + ΔY × cosθ) / 2.
However, θ is positive in the downward direction with respect to the radial direction of the disc body.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の円板体外周検査装置において、前記ミラー部の前記第2ミラーは、その反射面が、前記第1ミラーの反射面に対して90°傾斜するように設けられていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the disk body outer periphery inspection device according to the first aspect, the reflection surface of the second mirror of the mirror portion is 90 ° with respect to the reflection surface of the first mirror. It is provided so that it may incline.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の円板体外周検査装置において、前記ミラー部の前記第1ミラーは、その反射面が、前記円板体の外周部の表面で散乱され又は反射された光の光軸に対して45°傾斜するように配置されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the disk body outer periphery inspection device according to the second aspect, the reflection surface of the first mirror of the mirror part is scattered on the surface of the outer peripheral part of the disk body. Alternatively, it is arranged to be inclined by 45 ° with respect to the optical axis of the reflected light.
請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の円板体外周検査装置において、前記変位量検出装置は、前記円板体の外周部の表面の検査位置から前記円板体の回転方向の所定角度上流側の位置で前記円板体の径方向への変位量と前記円板体の円板面に直交する方向への変位量とをそれぞれ検出することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the disk body outer periphery inspection device according to any one of the first to third aspects, the displacement amount detection device inspects the surface of the outer peripheral portion of the disk body. A displacement amount in the radial direction of the disk body and a displacement amount in a direction perpendicular to the disk surface of the disk body are detected at a position upstream of a predetermined angle in the rotation direction of the disk body from the position. It is characterized by that.
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の円板体外周検査装置において、
前記アクチュエータは、前記ミラー部を、前記円板体の外周部の表面で散乱され又は反射された光の光軸の方向に移動させる第1駆動機構と、それに直交する方向に移動させる第2駆動機構とを備え、
前記第1駆動機構及び前記第2駆動機構は、それぞれ独立に駆動されることを特徴とする。
The invention according to
The actuator includes a first drive mechanism that moves the mirror portion in the direction of the optical axis of light scattered or reflected on the surface of the outer peripheral portion of the disc body, and a second drive that moves the mirror portion in a direction orthogonal thereto. With a mechanism,
The first driving mechanism and the second driving mechanism are driven independently.
請求項1から請求項5に記載の円板体外周検査装置によれば、変位量検出装置で円板体の径方向(水平方向)への変位量と円板体の円板面に直交する方向(垂直方向)への変位量とをそれぞれ検出し、検出された円板体の径方向(水平方向)への変位量をΔX、円板体の円板面に直交する方向(垂直方向)への変位量をΔYとし、円板体の外周部の表面で、水平方向を基準として垂直方向に角度θ(ただし、θは円板体の径方向を基準として下向きを正とする。)を有する方向に散乱され又は反射された光をミラー部の第1ミラーで反射する場合に、ミラー部を、円板体の外周部の表面での散乱光や反射光の光軸の方向及びそれに直交する方向に、それぞれ(ΔX×cosθ−ΔY×sinθ)/2及び(ΔX×sinθ+ΔY×cosθ)/2だけ移動させる。
According to the disk body outer periphery inspection device according to any one of
このように構成すれば、円板体の外周部の表面から受光装置までの光路長を常時一定に維持することが可能となり、受光装置におけるフォーカス位置が予め設定しておいたフォーカス位置からずれることがなく、常にフォーカス位置に合う状態を維持することが可能となる。また、それと同時に、ミラー部の第2ミラーで反射された光を常に受光装置の視野中心に入射させることが可能となり、観測ポイントが受光装置の視野中心に合った状態を維持することが可能となる。 If comprised in this way, it will become possible to always maintain the optical path length from the surface of the outer peripheral part of a disc body to a light-receiving device, and a focus position in a light-receiving device will shift from a preset focus position. Therefore, it is possible to always maintain a state in which the focus position is met. At the same time, the light reflected by the second mirror of the mirror section can be always incident on the center of the visual field of the light receiving device, and the observation point can be maintained in alignment with the visual field center of the light receiving device. Become.
また、ミラー部は第1ミラーや第2ミラー等で構成される軽量な部材であるから、検査時に、円板体の外周部が水平方向や垂直方向に急速に変位しても、ミラー部を水平方向や垂直方向に容易かつ迅速に移動させることができ、故障が発生することなく移動させることが可能となり、上記の機能が的確に発揮される。さらに、軽量のミラー部を的確に移動させることが可能な安価なアクチュエータを用いることができるため、上記の機能を発揮できる装置を低コストで実現することが可能となる。 In addition, since the mirror part is a lightweight member composed of the first mirror, the second mirror, etc., even if the outer peripheral part of the disk body is rapidly displaced in the horizontal direction or the vertical direction during inspection, the mirror part is It can be moved easily and quickly in the horizontal direction and the vertical direction, and it can be moved without causing a failure, so that the above-described function can be exhibited accurately. Furthermore, since an inexpensive actuator that can accurately move the lightweight mirror portion can be used, an apparatus that can exhibit the above functions can be realized at low cost.
以下、本発明に係る円板体外周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。 Embodiments of a disk body outer periphery inspection device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、以下の実施形態では、円板体がウェーハであり、円板体外周検査装置でウェーハの外周部の面取り部の表面を検査する場合について説明するが、本発明の円板体外周検査装置は、前述したようにウェーハ以外にも例えばハードディスク等のディスク板の外周部の検査等にも適用することが可能であり、検査の対象はウェーハに限定されない。また、後述する図11等に示すように、円板体外周検査装置では、ミラー部4を、円板体(ウェーハW)の径方向すなわち水平方向Xに対して任意の角度θを有する位置に配置し、角度θ方向に散乱され又は反射された光Lをミラー部4の第1ミラー41で反射するように構成することができるが、以下、まず、角度θが0°の場合、すなわち光軸が水平方向Xを向いた円板体(ウェーハW)の外周面の表面Wsでの散乱光や反射光を検出する場合について説明する。
In the following embodiments, the disk body is a wafer, and the case of inspecting the surface of the chamfered portion of the outer periphery of the wafer with the disk body outer periphery inspection apparatus will be described. However, the disk body outer periphery inspection apparatus of the present invention As described above, the present invention can be applied to the inspection of the outer peripheral portion of a disk plate such as a hard disk as well as the wafer, and the inspection target is not limited to the wafer. Further, as shown in FIG. 11 and the like which will be described later, in the disk body outer periphery inspection apparatus, the
(全体構成)
図1は、本実施形態に係る円板体外周検査装置の全体構成を示す図である。円板体外周検査装置1は、光照射装置2と、変位量検出装置3と、ミラー部4と、アクチュエータ5と、受光装置6とを備えている。なお、図1及び以下の各図では、各部材やウェーハWの大きさや長さ、厚さ等の比は必ずしも現実を反映していない。
(overall structure)
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a disk body outer periphery inspection device according to the present embodiment. The disc body outer
本実施形態における円板体であるウェーハWは、回転テーブルT上に載置されており、回転テーブルTの回転に伴って回転テーブルTの回転中心Otを中心として回転するようになっている。また、本実施形態では、ウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsで散乱され又は反射された光Lの集光等を行うレンズ系については説明を省略するが、適宜設けられる。 The wafer W, which is a disk body in the present embodiment, is placed on the turntable T, and rotates around the rotation center Ot of the turntable T as the turntable T rotates. In the present embodiment, a lens system for condensing the light L scattered or reflected by the surface Ws of the chamfered portion of the outer peripheral portion of the wafer W is omitted, but is appropriately provided.
なお、以下では、簡単のために、ウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsで散乱され又は反射された光Lを散乱光Lと表現する場合があるが、これは、ウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsで反射された光を排除する趣旨ではなく、反射された光である場合も含まれる。 In the following, for simplicity, the light L scattered or reflected by the surface Ws of the chamfered portion of the outer periphery of the wafer W may be expressed as scattered light L. This is not intended to exclude the light reflected by the surface Ws of the chamfered portion, but also includes the case of reflected light.
(細部構成)
光照射装置2は、ウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsに対して可視光を照射することができる位置に配設されるようになっている。本実施形態では、ウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsに対して上下に2機の光照射装置2が設けられており、光照射装置2は、被検査物であるウェーハWの外周部の表面Wsの全域に対して光を照射できるように、ビーム径が十分に大きな光を照射するようになっている。
(Detailed configuration)
The
なお、本実施形態では、光照射装置2からウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsに対して光を照射し、その散乱光Lを後述する受光装置6に導いて検出するようになっているが、この他にも、図示を省略するが、例えば同軸光源からレンズ系やハーフミラー等を介してウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsに同軸光を照射して、その反射光を受光装置6に導くように構成することも可能である。
In the present embodiment, light is irradiated from the
また、本実施形態では、図1等に示すように、外周部の面取り部の上下の角部がベベル状に面取りされた構造の表面Wsを有するウェーハWについて検査を行う場合について説明するが、これに限定されず、本発明は、例えば外周部の面取り部の表面Wsが滑らかに湾曲するように形成されたウェーハWやその他の形状のウェーハについても同様に適用される。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1 and the like, a case will be described in which inspection is performed on a wafer W having a surface Ws having a structure in which upper and lower corner portions of the chamfered portion of the outer peripheral portion are beveled. The present invention is not limited to this, and the present invention is similarly applied to, for example, a wafer W formed so that the surface Ws of the chamfered portion of the outer peripheral portion is smoothly curved and wafers of other shapes.
変位量検出装置3は、ウェーハWの径方向すなわち水平方向XへのウェーハWの変位量ΔXと、ウェーハWの基板表面Swに直交する方向すなわち垂直方向YへのウェーハWの変位量ΔYとをそれぞれ検出するようになっている。
The displacement
なお、ウェーハWの水平方向Xや垂直方向Yへの変位量ΔX、ΔYという場合、それらはウェーハWの外周部の面取り部の水平方向Xや垂直方向Yへの変位量ΔX、ΔYを意味する。また、本発明において、円板体(ウェーハW)の径方向或いは円板体(ウェーハW)の円板面(基板表面Sw)に直交する方向という場合、うねりや反りがない理想的な円板体(ウェーハW)の径方向或いは円板体(ウェーハW)の円板面(基板表面Sw)に直交する方向をいい、本実施形態では、図1に1点鎖線で示される回転テーブルTの回転軸Atに直交する方向或いは回転軸に平行な方向をいう。 Note that the displacement amounts ΔX and ΔY in the horizontal direction X and the vertical direction Y of the wafer W mean the displacement amounts ΔX and ΔY in the horizontal direction X and the vertical direction Y of the chamfered portion of the outer peripheral portion of the wafer W. . In the present invention, when referring to the radial direction of the disk body (wafer W) or the direction orthogonal to the disk surface (substrate surface Sw) of the disk body (wafer W), an ideal disk without undulation or warping. This refers to the radial direction of the body (wafer W) or the direction orthogonal to the disk surface (substrate surface Sw) of the disk body (wafer W). In the present embodiment, the rotation table T shown in FIG. A direction perpendicular to the rotation axis At or a direction parallel to the rotation axis.
本実施形態では、変位量検出装置3は、ウェーハWの水平方向Xへの変位量ΔXを検出する第1変位量検出装置31と、ウェーハWの垂直方向Yへの変位量ΔYを検出する第2変位量検出装置32とが別体として構成されている。
In the present embodiment, the displacement
第1及び第2変位量検出装置31、32は、図2に示すように、図示を省略する回転テーブルTの回転によりウェーハWが図中矢印方向に回転するとした場合、回転テーブルTの回転中心Otと後述するミラー部4の中心位置とを結ぶ線上のウェーハWの端部位置すなわち検査位置Aから回転方向の所定角度θdetect上流側の位置で変位量ΔX、ΔYをそれぞれ検出するようになっている。
As shown in FIG. 2, the first and second displacement
なお、図2では、前記の所定角度θdetectが90°とされている場合、すなわち検査位置Aから回転方向の90°上流側の位置で変位量ΔX、ΔYを検出する場合が記載されているが、所定角度θdetectは90°に限定されず、検査の妨げにならない位置であれば、検査位置Aから回転方向の任意の角度の位置で変位量ΔX、ΔYの検出を行うように構成することができる。 Note that FIG. 2 shows the case where the predetermined angle θdetect is 90 °, that is, the case where the displacement amounts ΔX and ΔY are detected at a position 90 ° upstream from the inspection position A in the rotation direction. The predetermined angle θdetect is not limited to 90 °, and if the position does not hinder the inspection, the displacement amounts ΔX and ΔY may be detected from the inspection position A at an arbitrary angle in the rotation direction. it can.
本実施形態では、第1変位量検出装置31は、ウェーハWの前記位置の端部の上下に発光装置31aと受光装置31bとが配設されて構成されている。発光装置31aからは、ウェーハWの径方向には当該端部の内側と外側に跨るように広幅で、ウェーハWの端部の接線方向には狭幅の平行光線L1が、受光装置31bに向かって垂直方向Yに照射されるようになっている。
In the present embodiment, the first displacement
このように構成すると、図3に示すように、発光装置31aから照射される平行光線L1の一部がウェーハWによって遮断される。そして、受光装置31bで測定される平行光線L1の水平方向Xの長さXaの変位量ΔXaがウェーハWの水平方向Xへの変位量ΔXに相当する。すなわち、ウェーハWの水平方向Xへの変位量ΔXは、第1変位量検出装置31の受光装置31bで検出している平行光線L1の水平方向Xの長さXaの変位量ΔXaに基づいて、それに−1を乗じた−ΔXaとして求めることができる。
If comprised in this way, as shown in FIG. 3, some parallel rays L1 irradiated from the light-emitting
第2変位量検出装置32は、図2に示したように、ウェーハWの前記位置の端部付近を通る平行光線L2を照射する発光装置32aとそれを受光する受光装置32bとで構成されている。発光装置32aからは、図4に示すように、垂直方向Yには広幅で、ウェーハWの径方向すなわち紙面に直交する方向には狭幅の平行光線L2が、受光装置32bに向かって水平方向Xに照射されるようになっている。
As shown in FIG. 2, the second displacement
このように構成すると、発光装置32aから照射される平行光線L2の一部がウェーハWによって遮断される。そして、受光装置32bで測定される平行光線L2の垂直方向Yの上端からの長さYaの変位量ΔYaがウェーハWの垂直方向Yへの変位量ΔYに相当する。すなわち、ウェーハWの垂直方向Yへの変位量ΔYは、第2変位量検出装置32の受光装置32bで検出している平行光線L2の垂直方向Yの上端からの長さYaの変位量ΔYaに基づいて、それに−1を乗じた−ΔYaとして求めることができる。
With this configuration, a part of the parallel light beam L2 irradiated from the
なお、後述するように、このようにして求められた変位量ΔX、ΔYは、実際の検査位置Aから回転方向の所定角度θdetect上流側の位置での変位量ΔX、ΔYであり、ウェーハWがさらに所定角度θdetectだけ回転した時点において活用されるものである。 As will be described later, the displacement amounts ΔX and ΔY obtained in this way are the displacement amounts ΔX and ΔY at positions upstream of the actual inspection position A by a predetermined angle θdetect in the rotation direction, and the wafer W Further, it is utilized at the time when it is rotated by a predetermined angle θdetect.
また、図1では、第2変位量検出装置32の記載が省略されている。さらに、変位量検出装置3は、ウェーハWの水平方向X及び垂直方向Yへの変位量ΔX、ΔYをそれぞれ検出できるものであれば、本実施形態に限定されず、この他にも、例えばレーザ光等をウェーハWに照射して三角法や共焦点法、位相差法等により変位量ΔX、ΔYを測定するセンサ等を用いることも可能である。
In FIG. 1, the second displacement
ミラー部4は、図1に示すように、第1ミラー41と第2ミラー42とで構成されている。本実施形態では、第1ミラー41は、その反射面41aがウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsでの散乱光Lの光軸に対して45°傾斜するように配置されており、第2ミラー42は、その反射面42aが第1ミラー41の反射面41aに対して90°傾斜するように連結片43を介して第1ミラー41に固定されている。
As shown in FIG. 1, the
ミラー部4は、第1ミラー41及び第2ミラー42を上記のように配置することにより、ウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsでの散乱光Lを第1ミラー41で反射し、第1ミラー41で反射された光を、第2ミラー42で前記散乱光Lの光軸に平行で逆向きに反射するようになっている。
The
アクチュエータ5は、本実施形態では、水平駆動部51と垂直駆動部52とで構成されており、水平駆動部51と垂直駆動部52とはそれぞれ図示しない駆動モータ等を有する第1、第2駆動機構を備えている。水平駆動部51は支持台等に長手方向が水平方向を向くように固定されている。垂直駆動部52は水平駆動部51に対して立設した姿勢を保ったまま水平方向Xに平行移動可能とされており、水平駆動部51の第1駆動機構を駆動することにより平行移動するようになっている。
In this embodiment, the
また、垂直駆動部52には、ミラー部4が垂直方向に移動可能に支持されており、ミラー部4は垂直駆動部52の平行移動に従って水平方向Xに移動されるようになっている。また、ミラー部4は、垂直駆動部52の第2駆動機構の駆動により、垂直駆動部52に対して垂直方向Yに移動されるようになっている。
Further, the
そして、ミラー部4は、アクチュエータ5の水平駆動部51に備えられた第1駆動機構と垂直駆動部52に備えられた第2駆動機構とがそれぞれ独立に駆動されることにより、水平方向Xへの移動及び垂直方向Yへの移動をそれぞれ独立に制御されるように構成されている。
The
本実施形態では、ミラー部4の第2ミラー42で反射された光は、第3ミラー8でさらにその光軸を曲げられた後、受光装置6に入射するようになっている。なお、第2ミラー42で反射された光の光軸を第3ミラー8でさらに曲げるのは、受光装置6が前記散乱光Lの光路を遮断しないようにするためであり、受光装置6が散乱光Lの光路を遮断しないような場合には第3ミラー8を必ずしも設けなくてもよい。
In the present embodiment, the light reflected by the
なお、図1では、受光装置6をウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsでの散乱光Lの光軸の上方に配置し、ミラー部4の第2ミラー42で反射された光を第3ミラー8で垂直方向Yに反射して受光装置6に入射させる場合について説明したが、受光装置6の配置はこれに限定されず、受光装置6の配置位置を適宜設定して、第3ミラー8により受光装置6の方向に光を反射するように構成することが可能である。
In FIG. 1, the
受光装置6には、従来の受光装置と同様に、カメラやCCD等の受光素子を用いることができる。なお、受光装置6と第3ミラー8又は第2ミラー42との間にイメージファイバ等の導光手段やレンズ系等を配設することも可能である。
As the
また、受光装置6は、ウェーハWをその中心が回転テーブルTの回転中心Otの位置に合うように回転テーブルT上に載置された状態(以下、基準状態という。)において、ウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsからの散乱光Lがミラー部4等を介して入射する場合に、該表面Wsにピントが合うようにフォーカス位置を合わせ、観測ポイントが受光装置6の視野中心に合うように調整される。
In addition, the
図5は、本実施形態に係る円板体外周検査装置1の制御構成を示すブロック図である。本実施形態では、円板体外周検査装置1は、図示しないCPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピュータにより構成された制御装置7を備えている。
FIG. 5 is a block diagram showing a control configuration of the disk body outer
制御装置7には、前述した2機の光照射装置2や、第1変位量検出装置31及び第2変位量検出装置32を有する変位量検出装置3、水平駆動部51及び垂直駆動部52を備えミラー部4を水平方向Xや垂直方向Yに移動させるアクチュエータ5、受光装置6等が接続されており、制御装置7は、これらの部材を制御してウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsを撮影して表面Wsの傷等を検出するようになっている。
The
また、制御装置7には、回転テーブルTや回転テーブルTの回転動作を制御する制御装置等が接続されており、回転テーブルTの回転速度すなわち単位時間あたりの回転角度の情報を取得できるようになっている。
In addition, the
(作用)
次に、本実施形態に係る円板体外周検査装置1の作用について説明する。
(Function)
Next, an operation of the disk body outer
本実施形態に係る円板体外周検査装置1では、制御装置7は、検査開始前に、所定の径を有するウェーハWが回転テーブルT上に正確に載置された基準状態において、ウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsからの散乱光Lがミラー部4等を介して受光装置6に入射する際にフォーカス位置が合い観測ポイントが受光装置6の視野中心に合うように、アクチュエータ5の水平駆動部51や垂直駆動部52の第1駆動機構や第2駆動機構を駆動させてミラー部4の水平方向Xや垂直方向Yの位置を予め調整され、受光装置6のフォーカス位置等が調整される。
In the disc body outer
また、制御装置7は、回転テーブルT等から回転テーブルTの回転速度の情報を予め取得し、RAM等の自己の記憶手段に記憶させる。そして、制御装置7は、回転テーブルTの回転速度を取得すると、回転速度に基づいて、回転テーブルTやウェーハWが変位量ΔX、ΔYを検出した位置から検査位置A(図2参照)まで所定角度θdetect回転するのに要する時間Δtを算出して、記憶手段に記憶させる。
Further, the
検査時においては、制御装置7は、まず、変位量検出装置3の第1変位量検出装置31及び第2変位量検出装置32を駆動させて、上記の容量で検査位置Aから回転方向の所定角度θdetect上流側の位置でウェーハWの水平方向Xや垂直方向Yへの変位量ΔX、ΔYをそれぞれ検出させ、それらの情報を第1変位量検出装置31及び第2変位量検出装置32から取得する。そして、制御装置7は、変位量ΔX、ΔYの情報を記憶手段に記憶させる。
At the time of inspection, the
変位量検出装置3の第1変位量検出装置31及び第2変位量検出装置32からの変位量ΔX、ΔYの情報の取得及び記憶は、ウェーハWの外周部の少なくとも1周分の情報を取得し終わるまで継続される。なお、第1変位量検出装置31及び第2変位量検出装置32から前述した変位量ΔXa、ΔYaの情報をそれぞれ取得して、制御装置7でそれらの情報から変位量ΔX、ΔYをそれぞれ算出するように構成してもよい。
Acquisition and storage of information on the displacement amounts ΔX and ΔY from the first displacement
また、制御装置7は、2機の光照射装置2からそれぞれウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsに可視光が照射させる。可視光の照射は、1枚のウェーハWの検査が終了するまで継続される。
Further, the
制御装置7は、現在、検査位置AにあるウェーハWの外周部の面取り部の水平方向X及び垂直方向Yへの変位量ΔX、ΔYの情報として、現在から前記時間Δt前に検査位置Aから回転方向の所定角度θdetect上流側の位置で検出され記憶手段に記憶された現在検査位置AにあるウェーハWの外周部の面取り部の部分の変位量ΔX、ΔYを読み出す。
As the information of the displacement amounts ΔX and ΔY in the horizontal direction X and the vertical direction Y of the chamfered portion of the outer peripheral portion of the wafer W currently at the inspection position A, the
そして、制御装置7は、読み出した変位量ΔX、ΔYに基づいて、アクチュエータ5の水平駆動部51の第1駆動機構を駆動させて、ミラー部4を水平方向Xに変位量ΔXの半分すなわちΔX/2だけ移動させ、また、アクチュエータ5の垂直駆動部52の第2駆動機構を駆動させて、ミラー部4を垂直方向Yに変位量ΔYの半分すなわちΔY/2だけ移動させる。
Then, the
このようにミラー部4の水平方向Xの位置や垂直方向Yの位置をΔX/2、ΔY/2だけ移動させることで、ウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsから受光装置6までの光路長が、前記基準状態における光路長と同一となる。すなわち、ウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsから受光装置6までの光路長が常時一定に維持される。そのため、予め調整されて設定された受光装置6におけるフォーカス位置がずれることを防止してフォーカス位置を維持することができる。また、ミラー部4の第2ミラー42で反射された光の観測ポイントが受光装置6の視野中心に合う状態を維持することができる。以下、上記の2点について説明する。
Thus, the optical path from the surface Ws of the chamfered portion of the outer peripheral portion of the wafer W to the
例えば、いま、図6に示すように、検査位置AにおいてウェーハWの外周部の面取り部が垂直方向Yには変位せず(ΔY=0)、水平方向Xに変位量ΔXだけ変位してW*の位置にあるとする。この場合、ミラー部4は、上述したように、アクチュエータ5により水平方向XにΔX/2だけ水平方向Xに平行移動されて、図中のミラー部4*の位置に移動する。
For example, as shown in FIG. 6, the chamfered portion of the outer peripheral portion of the wafer W is not displaced in the vertical direction Y (ΔY = 0) at the inspection position A, and is displaced by a displacement amount ΔX in the horizontal direction X. Assume that it is in the position of * . In this case, as described above, the
この状態では、変位したウェーハW*の外周部の面取り部の表面Ws*から移動後のミラー部4*の第1ミラー41*までの散乱光L*の光路長は、基準状態におけるウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsからミラー4の第1ミラー41までの散乱光Lの光路長より
ΔX−ΔX/2=ΔX/2 …(1)
だけ短くなる。
In this state, the optical path length of the scattered light L * from the surface Ws * chamfer first to mirror 41 *
Only shortened.
しかし、ミラー部を水平方向Xに平行移動させただけなので、移動後のミラー部4*における第1ミラー41*から第2ミラー42*までの光路長は基準状態におけるミラー部4における第1ミラー41から第2ミラー42までの光路長と変わらず、また、移動後のミラー部4*の第2ミラー42*から受光装置6までの光路長は、基準状態におけるミラー部4の第2ミラー42から受光装置6までの光路長よりΔX/2だけ長くなる。
However, since the mirror part is merely translated in the horizontal direction X, the optical path length from the
そのため、上記の各光路長の合計で表される変位したウェーハW*の外周部の面取り部の表面Ws*から受光装置6までの全光路長は、前記基準状態におけるウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsから受光装置6までの全光路長に等しくなり、光路長が一定の状態が維持される。
Therefore, the total optical path length from the surface Ws * of the chamfered portion of the outer peripheral portion of the displaced wafer W * expressed by the sum of the optical path lengths described above to the
また、図6から分かるように、ミラー部4が水平方向Xに平行移動されると、ミラー部4の第1ミラー41や第2ミラー42の散乱光Lに対する角度は維持されるから、水平方向Xに進行する変位したウェーハW*の外周部の面取り部の表面Ws*からの散乱光L*は、ミラー部4*の各ミラーにより、基準状態における散乱光Lと同じ反射角で反射される。
As can be seen from FIG. 6, when the
そのため、移動後のミラー部4*の第2ミラー42*で反射されて受光装置6に向かう光は、基準状態においてミラー部4の第2ミラー42で反射されて受光装置6に向かう光と同一の経路をたどる。従って、基準状態において第2ミラー42で反射された光の観測ポイントが受光装置6の視野中心に合う状態となっていれば、移動後のミラー部4*の第2ミラー42*で反射された光の観測ポイントも受光装置6の視野中心に合う状態が維持される。
Therefore, light directed to the
なお、図6では、ウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsが図中左側に変位した場合について説明したが、ウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsが図中右側に変位する場合、すなわち変位量ΔXが負の値の場合も同様に説明されることは、図6において基準状態におけるウェーハWと変位したウェーハW*とを逆転させて考えることで容易に理解される。 Note that FIG. 6 illustrates the case where the surface Ws of the chamfered portion of the outer peripheral portion of the wafer W is displaced to the left side in the drawing, but when the surface Ws of the chamfered portion of the outer peripheral portion of the wafer W is displaced to the right side of the drawing, That is, the same explanation when the displacement amount ΔX is a negative value can be easily understood by reversing the wafer W in the reference state and the displaced wafer W * in FIG.
一方、例えば、いま、図7に示すように、検査位置AにおいてウェーハWの外周部の面取り部が水平方向Xには変位せず(ΔX=0)、垂直方向Yに変位量ΔYだけ変位してW♯の位置にあるとする。この場合、ミラー部4は、上述したように、アクチュエータ5により垂直方向YにΔY/2だけ移動されて、図中のミラー部4♯の位置に移動する。
On the other hand, for example, as shown in FIG. 7, the chamfered portion of the outer peripheral portion of the wafer W is not displaced in the horizontal direction X (ΔX = 0) at the inspection position A, but is displaced by the displacement amount ΔY in the vertical direction Y. And at the position of W # . In this case, as described above, the
この状態では、変位したウェーハW♯の外周部の面取り部の表面Ws♯から移動後のミラー部4♯の第1ミラー41♯までの散乱光L♯の光路長は、図中に斜線を付して示した三角形α、βが合同な直角二等辺三角形となることから分かるように、基準状態におけるウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsからミラー4の第1ミラー41までの散乱光Lの光路長よりΔY/2だけ長くなる。
In this state, the optical path length of the scattered light L # from the surface Ws # of the chamfered portion of the outer peripheral portion of the displaced wafer W # to the
また、図8に示すように、移動後のミラー部4♯の第1ミラー41♯で直角に反射された光は第2ミラー42♯でさらに直角に反射されるが、その際の光路と基準状態の第2ミラー42の反射面42aとで形成される図中に斜線を付して示した三角形γも、三角形α、βと合同で1片の長さがΔY/2の直角二等辺三角形となる。
Further, as shown in FIG. 8, the light that is reflected at a right angle by the
基準状態において第1ミラー41で反射された光は三角形γの1つの頂点Pの位置で第2ミラー42により反射される。そのため、図中の点Pから先は、移動後のミラー部4♯の第2ミラー42♯で反射されて受光装置6に向かう光と、基準状態においてミラー部4の第2ミラー42で反射されて受光装置6に向かう光とは、同一の経路をたどる。
The light reflected by the
従って、基準状態において第2ミラー42で反射された光の観測ポイントが受光装置6の視野中心に合う状態となっていれば、移動後のミラー部4♯の第2ミラー42♯で反射された光の観測ポイントも受光装置6の視野中心に合う状態が維持される。
Therefore, if the observation point of the light reflected by the
また、移動後のミラー部4♯における第1ミラー41♯から第2ミラー42♯までの光路長は、基準状態におけるミラー部4における第1ミラー41から第2ミラー42までの光路長よりΔYだけ短くなる。さらに、移動後のミラー部4♯の第2ミラー42♯から受光装置6までの光路長は、基準状態におけるミラー部4の第2ミラー42から受光装置6までの光路長よりΔY/2だけ長くなる。
Further, the optical path length from the
従って、変位したウェーハW♯の外周部の面取り部の表面Ws♯から受光装置6までの散乱光L♯の全光路長は、基準状態の散乱光Lの光路長に対して、該表面Ws♯から移動後のミラー部4♯の第1ミラー41♯まででは光路長がΔY/2だけ長くなり、移動後の第1ミラー41♯−第2ミラー42♯間ではΔYだけ短くなり、移動後のミラー部4♯の第2ミラー42♯から受光装置6までではΔY/2だけ長くなる。そのため、結局、基準状態におけるウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsから受光装置6までの全光路長に等しくなり、この場合も光路長が一定の状態が維持される。
Therefore, the total optical path length of the scattered light L ♯ from the surface Ws ♯ chamfered portion of the outer peripheral portion of the displaced wafer W ♯ to the
このように、現在、検査位置AにあるウェーハWの外周部の面取り部の水平方向X及び垂直方向Yへの変位量がΔX、ΔYである場合に、ミラー部4の水平方向Xの位置や垂直方向Yの位置をΔX/2、ΔY/2だけ移動させることで、ウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsから受光装置6までの光路長を一定に維持することが可能となり、受光装置6におけるフォーカス位置が合う状態を維持することができる。
As described above, when the displacement amounts in the horizontal direction X and the vertical direction Y of the chamfered portion of the outer peripheral portion of the wafer W at the inspection position A are ΔX and ΔY, the position of the
また、それと同時に、上記のようにミラー部4の水平方向Xの位置や垂直方向Yの位置をΔX/2、ΔY/2だけ移動させることで、ミラー部4の第2ミラー42で反射された光の観測ポイントが受光装置6の視野中心に合う状態を維持することができる。
At the same time, the
検査が行われている間、回転テーブルTの回転に伴ってウェーハWが回転し、検査位置AにおけるウェーハWの外周部の面取り部の水平方向X及び垂直方向Yへの変位量ΔX、ΔYが絶えず変化する。 While the inspection is being performed, the wafer W rotates with the rotation of the rotary table T, and the displacement amounts ΔX and ΔY in the horizontal direction X and the vertical direction Y of the chamfered portion of the outer peripheral portion of the wafer W at the inspection position A are obtained. Constantly changing.
制御装置7は、常時、検査位置AにあるウェーハWの外周部の面取り部の部分に対応する変位量ΔX、ΔYを記憶手段から読み出し、アクチュエータ5の水平駆動部51の第1駆動機構や垂直駆動部52の第2駆動機構を駆動させて、ミラー部4を水平方向X及び垂直方向YにΔX/2及びΔY/2だけ移動させることで、ウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsから受光装置6までの光路長を常時一定に維持する。また、ミラー部4の第2ミラー42で反射された光の観測ポイントに常に受光装置6の視野中心に合う状態を維持する。
The
(効果)
以上のように、本実施形態に係る円板体外周検査装置1によれば、変位量検出装置3でウェーハW等の円板体の径方向すなわち水平方向Xへの変位量ΔXとそれに直交する方向すなわち垂直方向Yへの変位量ΔYとをそれぞれ検出する。そして、それらの変位量ΔX、ΔYを検出した円板体の外周部の表面の部分を検査する際に、アクチュエータ5を駆動して、円板体の外周部の表面で散乱され又は反射された光Lをその進行方向と逆向きに反射するための第1ミラー41及び第2ミラー42を備えたミラー部4を、水平方向XにΔX/2、垂直方向YにΔY/2だけ移動させる。
(effect)
As described above, according to the disk body outer
このように構成することで、円板体の外周部の表面から受光装置6までの光路長を常時一定に維持することが可能となり、受光装置6において常にフォーカス位置が合う状態を維持することが可能となる。また、それと同時に、ミラー部4の第2ミラー42で反射された光の観測ポイントが常に受光装置6の視野中心に合った状態を維持することが可能となる。
With this configuration, the optical path length from the surface of the outer peripheral portion of the disc body to the
また、円板体の外周部の表面から散乱され又は反射された光Lを反射するミラー部4は、第1ミラー41や第2ミラー42等で構成される部材であるから、軽量かつコンパクトに構成することができる。従って、検査時に、円板体の外周部が水平方向Xや垂直方向Yに急速に変位しても、ミラー部4を水平方向Xや垂直方向Yに容易かつ迅速に移動させることが可能となり、上記の機能が的確に発揮される。
Moreover, since the
さらに、本実施形態に係る円板体外周検査装置1によれば、上記のようにミラー部4を水平方向Xや垂直方向Yに移動させることで受光装置6において常にフォーカス位置が合う状態を維持し、受光装置6に入射される光の観測ポイントが常に受光装置6の視野中心に合った状態を維持することが可能となる。
Furthermore, according to the disk body outer
そのため、従来の装置のように高速オートフォーカス機能を有する受光装置を用いる必要がなくなり、円板体外周検査装置のコストアップを防止することが可能となる。また、従来の受光装置のように焦点深度が深いものを用いて円板体の外周部の水平方向Xや垂直方向Yへの変位量ΔX、ΔYに対応する必要がなくなるため、焦点深度が浅いが分解能が高い受光装置を用いることが可能となる。そのため、高分解能で円板体の外周部を撮影することが可能となる。 Therefore, it is not necessary to use a light receiving device having a high-speed autofocus function as in the conventional device, and it is possible to prevent an increase in the cost of the disk body outer periphery inspection device. In addition, it is not necessary to deal with the displacement amounts ΔX and ΔY in the horizontal direction X and the vertical direction Y of the outer peripheral portion of the disc body using a device having a deep focal depth as in the conventional light receiving device, so the focal depth is shallow. However, it is possible to use a light receiving device with high resolution. Therefore, it is possible to photograph the outer peripheral portion of the disc body with high resolution.
また、このようにミラー部4を軽量かつコンパクトに構成することができるため、それを移動させるアクチュエータ5は、従来のように重量が大きい受光装置6や回転テーブルTを迅速かつ的確に移動させるような大掛かりで高価なアクチュエータを用いる必要はなく、軽量のミラー部4を的確に移動させることが可能な安価なアクチュエータを用いることができる。従って、本実施形態に係る円板体外周検査装置によれば、安価なアクチュエータを用いることで、上記の機能を発揮できる装置を低コストで実現することが可能となる。
In addition, since the
なお、図2等では、第1変位量検出装置31においては発光装置31aと受光装置31bとを上下に配置し、また、第2変位量検出装置32においては発光装置32aと受光装置32bとをウェーハWの回転方向の下流側及び上流側に配置する場合を示したが、これに限定されず、ウェーハWの水平方向X及び垂直方向Yへの変位量ΔX、ΔYをそれぞれ的確に検出可能であれば、任意の位置に配置することができる。
In FIG. 2 and the like, in the first displacement
ところで、上記の実施形態の円板体外周検査装置1では、ミラー部4を、円板体(ウェーハW)の径方向すなわち水平方向Xに配置し、ウェーハW(円板体)の外周部の表面Wsで散乱され又は反射された光Lの光軸の方向すなわち水平方向Xにミラー部4をΔX/2だけ移動させ、また、光Lの光軸に直交する方向すなわち垂直方向Yにミラー部4をΔY/2だけ移動させる場合について説明した。
By the way, in the disk body outer
しかし、受光装置6や回転テーブルT等を変位させずにミラー部4を移動させて、受光装置6におけるフォーカス位置が合う状態を維持し、受光装置6に入射される光の観測ポイントが受光装置6の視野中心に合った状態を維持するという本発明の特徴は、上記の実施形態においてのみ発揮されるものではなく、種々の変形例が可能である。以下、いくつかの変形例を示し、本発明の適用範囲を拡張する。
However, the
本発明の上記の特徴は、例えば、図9や図10に示す円板体外周検査装置の変形例10、20においても同様に達成される。なお、円板体外周検査装置10、20では、上記実施形態の円板体外周検査装置1と同様の機能を有する部材については同じ符号を付して説明する。また、図9及び図10では、ミラー部4を移動させるアクチュエータの図示が省略されている。
The above-described features of the present invention can be achieved in the same manner in the modified examples 10 and 20 of the disk body outer periphery inspection device shown in FIGS. 9 and 10, for example. In addition, in the disk body outer
図9の円板体外周検査装置10では、ウェーハW(円板体)の外周部の表面Wsで散乱され又は反射された光Lの光軸を第4ミラー11で垂直方向Yに曲げた後、ミラー部4の第1ミラー41で水平方向Xに反射し、第2ミラー42で垂直方向Yに反射し、さらに第3ミラー8で水平方向Xに反射して受光装置6に入射させるように構成されている。
9, after the optical axis of the light L scattered or reflected by the surface Ws of the outer peripheral portion of the wafer W (disk body) is bent in the vertical direction Y by the
この円板体外周検査装置10においても、ミラー部4をΔX/2及びΔY/2だけ移動させることで受光装置6におけるフォーカス位置が合う状態を維持し、受光装置6に入射される光の観測ポイントが受光装置6の視野中心に合った状態を維持することができる。しかし、その際、ミラー部4を移動させる方向は、ΔX/2だけ移動させる方向が上記実施形態では水平方向Xであったのに対して円板体外周検査装置10では垂直方向Yであり、ΔY/2だけ移動させる方向は上記実施形態では垂直方向Yであったのに対して円板体外周検査装置10では水平方向Xとなる。
Also in the disc body outer
また、図10の円板体外周検査装置20では、図9の円板体外周検査装置10におけるウェーハW(円板体)の外周部と第4ミラー11との間にさらにプリズム21を設けて、ウェーハW(円板体)の外周部の表面Wsで散乱され又は反射された光Lの光軸を任意の方向に屈折させるように構成されている。
Further, in the disk body outer
この円板体外周検査装置20においても、ミラー部4をΔX/2及びΔY/2だけ移動させることで受光装置6におけるフォーカス位置が合う状態を維持し、受光装置6に入射される光の観測ポイントが受光装置6の視野中心に合った状態を維持することができる。しかし、その際、ミラー部4をΔX/2だけ移動させる方向やΔY/2だけ移動させる方向は、もはや水平方向Xでも垂直方向Yでもない。
Also in this disc body outer
これらの円板体外周検査装置10、20と、上記の実施形態の円板体外周検査装置1とを総合して考察すると、第4ミラー11で反射される場合も(図9参照)、プリズム21で屈折される場合も(図10参照)、或いはそのままミラー部4に入射させる場合も(図1等参照)、いずれの場合も、ミラー部4を、ウェーハW(円板体)の外周部の表面Wsで散乱され又は反射された光Lがミラー部4に入射する直前の光Lの光軸の方向にΔX/2だけ移動させ、それに直交する方向にΔY/2だけ移動させて、ミラー部4の第2ミラー42で光Lを第1ミラー41に入射する光Lの光軸に平行で逆向きに反射するように構成すれば、前述した本発明の特徴が発揮されることが分かる。
When these disk body outer
ここで、上記の実施形態や変形例の円板体外周検査装置1、10、20の場合を詳しく考察すると、ミラー部4を、ミラー部4に入射する直前の光Lの光軸の方向に移動させる場合には、ウェーハW(円板体)の径方向への変位量ΔXの半分ΔX/2だけ移動される。そして、上記のいずれの場合も、検出している光LはウェーハW(円板体)の外周部の表面Wsで水平方向Xに散乱または反射された光Lであるから、ウェーハW(円板体)の径方向への変位量ΔXは、第4ミラー11やプリズム21を介するにせよ、結局のところ、ウェーハW(円板体)の外周部の表面Wsとミラー部4との間の距離の変位量に等しい。
Here, considering in detail the case of the disk body outer
すなわち、本発明では、ミラー部4を、ミラー部4に入射する直前の光Lの光軸の方向に、ウェーハW(円板体)の外周部の表面Ws−ミラー部4間の距離の変位量ΔXの半分ΔX/2だけ移動させるようになっている。また、ミラー部4を、ミラー部4に入射する直前の光Lの光軸の方向に直交する方向に移動させる場合には、検出している光Lの光軸に直交する方向、すなわち上記の場合にはウェーハW(円板体)の外周部の表面Wsで水平方向Xに散乱または反射された光Lに直交する方向であるウェーハW(円板体)の基板表面Sw(円板面)に直交する方向への変位量ΔYが基準として用いられ、その半分であるΔY/2だけ移動される。
That is, in the present invention, the
このように見てみると、本発明は、さらに、図11に示すように、ミラー部4が、ウェーハW(円板体)の径方向すなわち水平方向Xに対して任意の角度θ(ただし、θはウェーハW(円板体)の径方向すなわち水平方向Xを基準として下向きを正とする。)を有する位置に配置される場合にも拡張することができる。
When viewed in this way, the present invention further shows that, as shown in FIG. 11, the
すなわち、ウェーハW(円板体)の径方向に対して角度θ方向に散乱され又は反射された光Lをミラー部4に入射するように構成された円板体外周検査装置30においては、ミラー部4を、ミラー部4に入射する直前の光Lの光軸の方向にはウェーハW(円板体)の外周部の表面Ws−ミラー部4間の距離の変位量の半分だけ移動させ、それに直交する方向には、検出している光Lの光軸に直交する方向の変位量の半分だけ移動させるように構成する。
That is, in the disk body outer
この場合、上記の実施形態等と同様に、ウェーハW(円板体)が、その径方向にΔXだけ変位し、ウェーハW(円板体)の基板表面Sw(円板面)に直交する方向にΔYだけ変位したとすると、図12に示すように、ウェーハW(円板体)の外周部の表面Ws−ミラー部4間の距離の変位量ΔX*は、変位量ΔX、ΔYと上記の角度θとを用いて、
ΔX*=ΔX×cosθ−ΔY×sinθ …(2)
で算出することができ、それに直交する方向の変位量ΔY*は、
ΔY*=ΔX×sinθ+ΔY×cosθ …(3)
で算出することができる。
In this case, the wafer W (disk body) is displaced by ΔX in the radial direction and is orthogonal to the substrate surface Sw (disk surface) of the wafer W (disk body), as in the above-described embodiment. 12, the displacement amount ΔX * of the distance between the surface Ws of the outer peripheral portion of the wafer W (disk body) and the
ΔX * = ΔX × cos θ−ΔY × sin θ (2)
The amount of displacement ΔY * in the direction perpendicular to it can be calculated as follows:
ΔY * = ΔX × sin θ + ΔY × cos θ (3)
Can be calculated.
従って、図11に示すようなウェーハW(円板体)の径方向すなわち水平方向Xに対して任意の角度θを有する位置にミラー部4が配置され、角度θ方向に散乱され又は反射された光Lをミラー部4の第1ミラー41で反射するように構成された円板体外周検査装置30では、ミラー部4を、ミラー部4に入射する直前の光Lの光軸の方向にΔX*の半分すなわち(ΔX×cosθ−ΔY×sinθ)/2だけ移動させ、それに直交する方向にはΔY*の半分すなわち(ΔX×sinθ+ΔY×cosθ)/2だけ移動させればよいことが分かる。
Therefore, the
本発明をこのように拡張して捉える場合、上記の実施形態やその変形例における各円板体外周検査装置は、図11の円板体外周検査装置30において、上記角度θを0°とした場合に相当する。なお、角度θは、ウェーハW(円板体)の径方向を基準として下向きを正として、通常、+90°〜−90°の範囲で設定される。
When the present invention is expanded and grasped in this way, each disk body outer periphery inspection device in the above-described embodiment or its modification is the same as the disk body outer
以上をまとめれば、本発明に係る円板体外周検査装置では、ウェーハW(円板体)の外周部の表面Wsで散乱され又は反射され、ウェーハW(円板体)の径方向すなわち水平方向Xに対して角度θ(ただし、θはウェーハW(円板体)の径方向を基準として下向きを正とする。)方向に散乱され又は反射された光Lがミラー部4に入射する場合、ミラー部4を、入射直前の光Lの光軸の方向に(ΔX×cosθ−ΔY×sinθ)/2だけ移動させ、それに直交する方向に(ΔX×sinθ+ΔY×cosθ)/2だけ移動させて、ミラー部4の第2ミラー42で光Lを第1ミラー41に入射する光Lの光軸に平行で逆向きに反射するように構成する。
In summary, in the disk body outer periphery inspection apparatus according to the present invention, the wafer W (disk body) is scattered or reflected by the surface Ws of the outer periphery, and the radial direction of the wafer W (disk body), that is, the horizontal direction. When the light L scattered or reflected in the direction of an angle θ with respect to X (where θ is a positive direction with respect to the radial direction of the wafer W (disk body)) is incident on the
そして、このように構成すれば、ミラー部4を移動させた後も、ウェーハW(円板体)の外周部の表面Wsから受光装置6までの全光路長が、検査開始前に調整して設定した基準状態におけるウェーハWの外周部の面取り部の表面Wsから受光装置6までの全光路長に等しくなり、光路長が一定の状態が維持される。また、受光装置6に入射する光を、基準状態において受光装置6に入射する光と同一の経路をたどるようにすることができ、基準状態において光の観測ポイントが受光装置6の視野中心に合う状態に調整されていれば、ミラー部4を移動させた後も受光装置6に入射する光の観測ポイントも受光装置6の視野中心に合う状態となり、前述した本発明の特徴が発揮される。
And if comprised in this way, even after moving the
また、本発明は、上記のように、ウェーハW(円板体)の外周部の表面Wsで水平方向Xに散乱または反射された光Lだけでなく、ウェーハW(円板体)の径方向に対して任意に設定された角度θ方向に散乱され又は反射された光Lにも適用される。従って、例えば円板体がウェーハWである場合には、ウェーハWの外周部の面取り部の端面だけでなく、面取り部の上下の角部がベベル状に面取りされた、いわゆるベベル面の検査をも行うことが可能となる。すなわち、本発明の円板体外周検査装置によれば、円板体の外周部全体を検査することが可能となる。 Further, as described above, the present invention is not limited to the light L scattered or reflected in the horizontal direction X on the surface Ws of the outer peripheral portion of the wafer W (disk body), but also in the radial direction of the wafer W (disk body). Is also applied to the light L scattered or reflected in the direction of the angle θ set arbitrarily. Therefore, for example, when the disc body is the wafer W, not only the end surface of the chamfered portion of the outer peripheral portion of the wafer W but also the so-called bevel surface inspection in which the upper and lower corner portions of the chamfered portion are chamfered in a bevel shape. Can also be performed. That is, according to the disc body outer periphery inspection device of the present invention, it becomes possible to inspect the entire outer periphery of the disc body.
なお、上記の実施形態等では、図2に示したように、回転テーブルTの検査位置Aから回転方向の所定角度θdetect上流側の位置でウェーハW等の円板体の径方向への変位量ΔXと円板体の円板面(基板表面Sw)に直交する方向への変位量ΔYを検出し、検出後、所定角度θdetect回転するのに要する時間Δt後に記憶手段から変位量ΔX、ΔYを読み出してミラー部4を移動させるために用いる場合について説明した。しかし、変位量ΔX、ΔYの検出と、それを用いるタイミングはこれに限定されず、例えば、予め円板体の外周部の全周について変位量ΔX、ΔYを角度θdetectに対応付けて取得しておき、別のタイミングで円板体の外周部の検査を行う際に記憶手段から読み出して用いるように構成することも可能である。
In the above-described embodiment and the like, as shown in FIG. 2, the amount of displacement in the radial direction of the disk body such as the wafer W at a position upstream of the inspection position A of the rotary table T by the predetermined angle θdetect in the rotational direction. A displacement amount ΔY in a direction perpendicular to ΔX and the disk surface (substrate surface Sw) of the disk body is detected, and after the detection, the displacement amounts ΔX and ΔY are stored from the storage means after a time Δt required to rotate by a predetermined angle θdetect. The case where reading is used to move the
1 円板体外周検査装置
3 変位量検出装置
4 ミラー部
41 第1ミラー
41a 第1ミラーの反射面
42 第2ミラー
42a 第2ミラーの反射面
5 アクチュエータ
6 受光装置
A 検査位置
L 光(散乱光)
Sw 円板面(基板表面)
W 円板体(ウェーハ)
Ws 表面
X 円板体の径方向(水平方向)
ΔX 水平方向への変位量
Y 円板体の円板面に直交する方向(垂直方向)
ΔY 垂直方向への変位量
θ 円板体の径方向に対する散乱され又は反射された光の角度
θdetect 所定角度
DESCRIPTION OF
Sw disk surface (substrate surface)
W disk (wafer)
Ws Surface X Radial direction of disk (horizontal direction)
ΔX Horizontal displacement Y Direction perpendicular to the disk surface of the disk (vertical direction)
ΔY Vertical displacement amount θ Angle of scattered or reflected light with respect to the radial direction of the disk body θdetect Predetermined angle
Claims (5)
前記円板体の外周部の表面における前記円板体の径方向への変位量と前記円板体の円板面に直交する方向への変位量とをそれぞれ検出する変位量検出装置と、
前記円板体の外周部の表面で散乱され又は反射された光を反射する第1ミラーと、前記第1ミラーで反射された光を前記円板体の外周部の表面で散乱され又は反射された光の光軸に平行で逆向きに反射する第2ミラーとを備えるミラー部と、
前記ミラー部を、前記円板体の外周部の表面で散乱され又は反射された光の光軸の方向及びそれに直交する方向にそれぞれ移動させるアクチュエータと、を備え、
前記変位量検出装置で検出された前記円板体の径方向への変位量をΔX、前記円板体の円板面に直交する方向への変位量をΔYとし、該表面で、前記円板体の径方向を基準として前記円板体の円板面に直交する方向に角度θを有する方向に散乱され又は反射された光を前記ミラー部の前記第1ミラーで反射する場合、前記アクチュエータは、前記ミラー部を、前記円板体の外周部の表面で散乱され又は反射された光の光軸の方向及びそれに直交する方向に、それぞれ(ΔX×cosθ−ΔY×sinθ)/2及び(ΔX×sinθ+ΔY×cosθ)/2だけ移動させることを特徴とする円板体外周検査装置。
ただし、θは、前記円板体の径方向を基準として下向きを正とする。 A disk body outer periphery inspection device that inspects the surface of the outer peripheral portion of the disk body by irradiating light on the outer peripheral surface of the disk body and detecting light scattered or reflected on the surface by a light receiving device. In
A displacement amount detection device for detecting a displacement amount in a radial direction of the disk body on a surface of an outer peripheral portion of the disk body and a displacement amount in a direction orthogonal to the disk surface of the disk body;
A first mirror that reflects light scattered or reflected by the surface of the outer periphery of the disc body, and light reflected by the first mirror is scattered or reflected by the surface of the outer periphery of the disc body; A mirror unit comprising a second mirror that is parallel to the optical axis of the reflected light and reflects in the opposite direction;
An actuator that moves the mirror part in the direction of the optical axis of the light scattered or reflected by the surface of the outer peripheral part of the disc body and the direction orthogonal thereto,
The amount of displacement in the radial direction of the disk body detected by the displacement amount detection device is ΔX, and the amount of displacement in the direction perpendicular to the disk surface of the disk body is ΔY. When the light scattered or reflected in a direction having an angle θ in a direction perpendicular to the disk surface of the disk body with respect to the radial direction of the body is reflected by the first mirror of the mirror unit, the actuator is , And (ΔX × cos θ−ΔY × sin θ) / 2 and (ΔX, respectively) in the direction of the optical axis of the light scattered or reflected by the surface of the outer peripheral portion of the disc body and the direction perpendicular thereto. A disc body outer periphery inspection apparatus characterized by being moved by × sinθ + ΔY × cosθ) / 2.
However, θ is positive in the downward direction with respect to the radial direction of the disc body.
前記第1駆動機構及び前記第2駆動機構は、それぞれ独立に駆動されることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の円板体外周検査装置。 The actuator includes a first drive mechanism that moves the mirror portion in the direction of the optical axis of light scattered or reflected on the surface of the outer peripheral portion of the disc body, and a second drive that moves the mirror portion in a direction orthogonal thereto. With a mechanism,
The disk body outer periphery inspection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the first drive mechanism and the second drive mechanism are independently driven.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10106334B2 (en) | 2016-06-13 | 2018-10-23 | Lasertec Corporation | Measurement apparatus, measurement method, and correction method |
Citations (2)
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JPH02170007A (en) * | 1988-12-22 | 1990-06-29 | Nippon Steel Corp | Plate thickness measuring instrument |
JP2007251143A (en) * | 2006-02-15 | 2007-09-27 | Olympus Corp | Visual inspection system |
-
2007
- 2007-09-28 JP JP2007255765A patent/JP2009085766A/en active Pending
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