JP2022114519A - Illumination device, illumination method and substrate inspection device - Google Patents
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Description
この発明は、ノッチやオリエンテーション・フラットなどの切欠部が周縁部に設けられた半導体ウエハなどの基板の周縁部を撮像部により撮像するのに好適な照明技術、および当該照明技術を用いて撮像される画像に基づいて基板を検査する基板検査装置に関するものである。 The present invention provides an illumination technology suitable for capturing an image of a peripheral portion of a substrate such as a semiconductor wafer provided with a cutout portion such as a notch or an orientation flat at the peripheral portion thereof, and an image captured using the illumination technology. The present invention relates to a substrate inspecting apparatus for inspecting a substrate based on an image obtained from a printed circuit board.
半導体ウエハなどの基板の周縁部を検査するために、例えば特許文献1に記載の装置では半球面体の照明装置を用いて基板の周縁部を照明しつつ撮像部により周縁部の画像を取得している。なお、本明細書では、基板の周縁部のうち切欠部が設けられていない領域を「非切欠部」と称する。
In order to inspect the peripheral edge of a substrate such as a semiconductor wafer, for example, in the apparatus described in
上記従来装置では、撮像部により周縁部を撮像する際、撮像部の撮像領域に切欠部が位置するか非切欠部が位置するかを区別せず、単一の照明モードで基板の周縁部を照明している。ここで、非切欠部のみを検査する場合には、非切欠部の撮影に適した照明モードで基板の周縁部を撮像すればよい。しかしながら、切欠部についても検査する場合、上記照明モードで切欠部を適切に撮影することが難しく、切欠部の検査精度が低下するという問題がある。つまり、従来装置は、互いに異なる外観形状を有する切欠部と非切欠部とを良好に撮影することが困難であるという問題を有している。 In the above-described conventional apparatus, when an image of the periphery is captured by the imaging unit, it is not distinguished whether the cutout portion or the non-cutout portion is located in the imaging area of the imaging unit, and the periphery of the substrate is captured in a single illumination mode. Lighting. Here, when only the non-notch portion is to be inspected, the peripheral portion of the substrate may be imaged in an illumination mode suitable for photographing the non-notch portion. However, in the case of inspecting notches as well, it is difficult to photograph the notches appropriately in the illumination mode, and there is a problem that the accuracy of inspecting the notches is lowered. In other words, the conventional apparatus has a problem that it is difficult to satisfactorily photograph the notched portion and the non-notched portion having different external shapes.
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、切欠部と非切欠部とを有する基板の周縁部を撮像部により撮像するのに好適な照明技術を提供するとともに、当該照明技術を用いることで基板の周縁部を高精度に検査することができる基板検査技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides an illumination technique suitable for capturing an image of a peripheral edge portion of a substrate having a notched portion and a non-notched portion by an imaging section, and uses the illumination technique. It is an object of the present invention to provide a board inspection technique capable of inspecting the periphery of a board with high accuracy.
この発明の第1態様は、回転軸まわりに回転される基板の周縁部の一部に設けられた切欠部と、周縁部のうち切欠部を除く非切欠部とを撮像部により撮像するために用いられる照明装置であって、撮像部により基板を撮影する撮像領域に対して基板の回転中心の反対側に配置され、撮像領域に非切欠部が位置するときに、第1照明光を撮像領域に照射する第1照明部と、撮像領域に切欠部が位置するときに、撮像領域での基板の面法線と直交するとともに第1照明光の第1照射方向と異なる第2照射方向を有する、第2照明光を撮像領域に照射する第2照明部と、撮像領域に切欠部が位置するときに、面法線と直交するとともに第1照射方向および第2照射方向の両方と異なる第3照射方向を有する、第3照明光を撮像領域に照射する第3照明部と、を備えることを特徴としている。 According to a first aspect of the present invention, a notch portion provided in a part of the peripheral portion of a substrate rotated around a rotation axis and a non-notched portion of the peripheral portion excluding the notch portion are imaged by an imaging unit. The illumination device used is arranged on the opposite side of the rotation center of the substrate with respect to the imaging area where the substrate is imaged by the imaging unit, and when the non-notched portion is positioned in the imaging area, the first illumination light is applied to the imaging area. and a second irradiation direction orthogonal to the surface normal of the substrate in the imaging region and different from the first irradiation direction of the first illumination light when the notch is positioned in the imaging region. , a second illumination unit that irradiates the imaging region with the second illumination light; and a third illumination unit that is perpendicular to the surface normal and different from both the first irradiation direction and the second irradiation direction when the notch is positioned in the imaging region. and a third illumination unit that irradiates the imaging area with third illumination light having an illumination direction.
この発明の第2態様は、回転軸まわりに回転される基板の周縁部の一部に設けられた切欠部と、周縁部のうち切欠部を除く非切欠部とを撮像部により撮像するために用いられる照明方法であって、(a)撮像部により基板を撮影する撮像領域に対して基板の回転中心の反対側から第1照明光を撮像領域に照射する工程と、(b)撮像領域における基板の面法線と直交するとともに第1照明光の第1照射方向と異なる第2照射方向に第2照明光を照射する工程と、(c)面法線と直交するとともに第1照射方向および第2照射方向の両方と異なる第3照射方向に第3照明光を照射する工程と、を備え、撮像部により基板を撮影する撮像領域に非切欠部が位置するとき、工程(a)を実行し、撮像領域に切欠部が位置するとき、工程(b)および工程(c)の少なくとも一方を実行することを特徴としている。 A second aspect of the present invention provides an imaging unit for capturing an image of a notch provided in a part of the peripheral edge of a substrate rotated about a rotation axis and a non-notched portion of the peripheral edge excluding the notch. The illumination method used includes: (a) a step of irradiating the imaging region with the first illumination light from the opposite side of the rotation center of the substrate with respect to the imaging region where the substrate is imaged by the imaging unit; (c) irradiating the second illumination light in a second irradiation direction orthogonal to the surface normal of the substrate and different from the first irradiation direction of the first illumination light; irradiating the third illumination light in a third irradiation direction different from both of the second irradiation directions, and executing the step (a) when the non-notched portion is positioned in the imaging region in which the substrate is imaged by the imaging unit. and at least one of step (b) and step (c) is performed when the notch portion is positioned in the imaging region.
この発明の第3態様は、周縁部の一部に切欠部が形成された基板を検査する基板検査装置であって、基板を保持しながら回転軸まわりに基板を回転させる基板保持部と、基板保持部により回転される基板の周縁部を撮像して切欠部の切欠部画像と、周縁部のうち切欠部を除く非切欠部の非切欠部画像を取得する撮像部と、上記照明装置と、照明装置により照明された状態で撮像部により取得された切欠部画像および非切欠部画像に基づき基板の周縁部を検査する検査部と、を備えることを特徴としている。 A third aspect of the present invention is a substrate inspection apparatus for inspecting a substrate having a notch formed in a part of the peripheral edge thereof, comprising: a substrate holding unit for holding the substrate and rotating the substrate around a rotation axis; an imaging unit that captures an image of the peripheral edge of the substrate rotated by the holding unit to obtain a notch image of the notch and a non-notch image of the non-notch portion of the peripheral edge excluding the notch; and an inspection unit that inspects the peripheral edge of the substrate based on the notch image and the non-notch image acquired by the imaging unit while being illuminated by the illumination device.
上記のように構成された発明では、切欠部が位置しない(非切欠部が位置する)ときには、第1照明光により撮像領域が照明される。一方、切欠部が位置するときには、第2照明光および第3照明光の少なくとも一つにより撮像領域が照明される。 In the invention configured as described above, the imaging region is illuminated by the first illumination light when the notch is not positioned (the non-notch is positioned). On the other hand, when the notch is positioned, the imaging region is illuminated with at least one of the second illumination light and the third illumination light.
このように構成された発明によれば、基板の周縁部を撮像部で撮像する際に、撮像領域に切欠部が位置するか否かに応じて撮像領域の照明パターンを切り替えることができる。このため、基板の周縁部を撮像部により撮像するのに好適な照明が得られる。また、当該照明技術を用いることで基板の周縁部を良好に撮像することができる。その結果、基板の周縁部を高精度に検査することができる。 According to the invention configured as described above, when the peripheral portion of the substrate is imaged by the imaging section, the illumination pattern of the imaging area can be switched according to whether or not the notch is positioned in the imaging area. Therefore, illumination suitable for imaging the periphery of the substrate by the imaging unit can be obtained. In addition, by using the illumination technique, the periphery of the substrate can be imaged satisfactorily. As a result, the peripheral portion of the substrate can be inspected with high accuracy.
図1は、本発明に係る基板検査装置の一実施形態を装備する基板処理システムを示す図である。基板処理システム100は、周縁部の一部に切欠部が形成された基板Wに対して処理を施すものである。基板処理システム100は、基板Wに対して処理を施す基板処理部110と、この基板処理部110に結合されたインデクサ部120とを備えている。インデクサ部120は、基板Wを収容するための容器C(複数の基板Wを密閉した状態で収容するFOUP(Front Opening UnifiedPod)、SMIF(Standard Mechanical
Interface)ポッド、OC(Open Cassette)など)を複数個保持することができる容器保持部121と、この容器保持部121に保持された容器Cにアクセスして、未処理の基板Wを容器Cから取り出したり、処理済みの基板Wを容器Cに収納したりするためのインデクサロボット122を備えている。各容器Cには、複数枚の基板Wがほぼ水平な姿勢で収容されている。
FIG. 1 is a diagram showing a substrate processing system equipped with an embodiment of a substrate inspection apparatus according to the present invention. The
Interface) pods, OCs (Open Cassettes), etc.) and the container C held by the
インデクサロボット122は、装置筐体に固定されたベース部122aと、ベース部122aに対し鉛直軸まわりに回動可能に設けられた多関節アーム122bと、多関節アーム122bの先端に取り付けられたハンド122cとを備える。ハンド122cはその上面に基板Wを載置して保持することができる構造となっている。このような多関節アームおよび基板保持用のハンドを有するインデクサロボットは公知であるので詳しい説明を省略する。
The
基板処理部110は、平面視においてほぼ中央に配置された基板搬送ロボット111と、この基板搬送ロボット111を取り囲むように配置された複数の処理ユニット1とを備えている。具体的には、基板搬送ロボット111が配置された空間に面して複数の処理ユニット1が配置されている。これらの処理ユニット1に対して基板搬送ロボット111はランダムにアクセスして基板Wを受け渡す。一方、各処理ユニット1は基板Wに対して所定の処理を実行する。本実施形態では、これらの処理ユニット1の一つが本発明に係る基板検査装置10に相当し、本発明に係る照明装置の第1実施形態を装備している。
The
図2は、基板検査装置の構成を示す側面図である。基板検査装置10は基板Wを1枚ずつ検査する枚葉式の装置である。基板検査装置10は、基板Wの周縁部Weの表面状態を検査する。なお、以下の説明便宜のために、各図には、鉛直方向Zと上記検査のための撮像方向Xとに直交する方向を「Y方向」とするXYZ直交座標軸が示されている。
FIG. 2 is a side view showing the configuration of the board inspection apparatus. The
基板検査装置10では、ハウジング11の内部に、基板保持部12が設けられている。基板保持部12は、基板搬送ロボット111によりハウジング11内に搬送されてきた基板Wを保持するステージ12aと、当該ステージ12aを鉛直方向Zに延びる回転軸AXまわりに回転させるステージ回転機構12bとを有している。ステージ12aは略円盤状の外形を有している。ステージ12aの上面には、図示しない複数の吸着孔が分散して設けられている。これらの吸着孔は、真空ポンプ等に接続されている。そして、真空ポンプを動作することによって、吸着孔内の雰囲気が排気される。これによって、ステージ12aは水平姿勢でステージ12aの上面に載置された基板Wを保持する。なお、基板Wの保持は上記した吸着方式で限定されるものではなく、機械的に保持するメカチャック方式であってもよい。ステージ回転機構12bは、ステージ12aの中央下面から鉛直下方に延びる回転シャフト12b1と、回転シャフト12b1の下端部に接続されたモータ12b2とを有している。そして、モータ12b2の作動により、ステージ12aおよびステージ12aに保持された基板Wが鉛直方向Zに平行な回転軸AXまわりに回転される。
In the
また、ハウジング11の内部では、撮像部13と照明装置14とを内蔵する観察ユニット15が、水平方向Xに移動することで、基板保持部12に対して近接および離間する。より具体的には、基板搬送ロボット111による基板Wのステージ12aへのローディングおよびステージ12aからのアンローディングを行う際には、観察ユニット15は(-X)方向に移動される。これにより、観察ユニット15はステージ12aから離間される。一方、基板検査を行う際には、観察ユニット15は(+X)方向に移動される。これにより、同図に示すように後述する切欠検知部144がステージ12aに保持された基板Wの周縁部Weに対向する位置まで、観察ユニット15はステージ12aに近接される。
Further, inside the
図3Aないし図3Cは撮像部と照明部の構成および動作を模式的に示す斜視図である。撮像部13は、ステージ12aからX方向に離間して配置されている。撮像部13として、例えばCCDカメラなどが用いられる。撮像部13は、ステージ12aに保持された基板Wの周縁部Weのうち撮像領域IAに位置する部位、特に端面を撮像する。端面の像は電気信号に変換され、基板検査装置10全体を制御する制御部16に出力される。こうして、撮像部13により撮像領域IAの画像が取得される。
3A to 3C are perspective views schematically showing the configuration and operation of the imaging section and the illumination section. The
撮像部13による撮像を良好に行うために、本実施形態では、撮像領域IAを照明する照明装置14として、3種類の照明部141~143が設けられている。照明部141は本発明の「第1バー照明部材」の一例に相当する2つのバー照明部材141a、141bにより構成されている。各バー照明部材141a、141bは、回転軸AXの軸方向Zおよび撮像方向Xの両方に直交する方向Yにバー状に延設された発光面を有している。そして、Y方向において撮像部13を挟み込むように、バー照明部材141a、141bは配置されている。制御部16からの指令に応じてバー照明部材141a、141bが点灯すると、図3Aに示すように、撮像方向Xとほぼ平行な第1照射方向D1に第1照明光L1が照射され、これによって撮像領域IAが照明される。このように照明部141のみによる撮像領域IAの照明を本明細書では、「第1照明パターン」と称する。また、照明光により照明されている範囲を模式的に明示するために、図3A~図3C(および後で説明する図5および図6)では、当該範囲にドットを付している。
In this embodiment, three types of
照明部142は、バー照明部材141a、141bと同一構成を有する、1本のバー照明部材により構成されている。照明部(第2バー照明部材)142は、基板Wの回転方向Rにおいてバー照明部材141aの上流側で、その発光面を撮像領域IAに向けて配置されている。このため、制御部16からの指令に応じて照明部142が点灯することで、図3Bに示すように、回転方向Rの上流側より第2照射方向D2に第2照明光L2が照射され、これによって撮像領域IAが照明される。このように照明部142のみによる撮像領域IAの照明を本明細書では、「第2照明パターン」と称する。
The
照明部143は、バー照明部材141a、141bと同一構成を有する、1本のバー照明部材により構成されている。照明部(第3バー照明部材)143は、基板Wの回転方向Rにおいてバー照明部材141bの下流側で、その発光面を撮像領域IAに向けて配置されている。このため、制御部16からの指令に応じて照明部143が点灯することで、図3Cに示すように、回転方向Rの下流側より第3照射方向D3に第3照明光L3が照射され、これによって撮像領域IAが照明される。このように照明部143のみによる撮像領域IAの照明を本明細書では、「第3照明パターン」と称する。なお、照明部141~照明部143を明確に区別するため、以下においては照明部141~照明部143を適宜それぞれ「中央照明部141」、「上流照明部142」および「下流照明部143」と称する。
The
また、照明装置14は、上記照明部141~143の点灯および消灯の切替タイミングを適正化するために、基板Wの切欠部Wnを検知する切欠検知部144を有している。この切欠検知部144は、ステージ12aに保持された基板Wよりも高い位置に配置される投光器144aと、同基板Wよりも低い位置に配置される受光器144bとを有している。そして、図2に示すように、観察ユニット15がステージ12aに近接移動されると、投光器144aおよび受光器144bが、基板Wの回転方向Rにおいて撮像領域IAの上流側近傍で、基板Wの周縁部Weを上下から挟み込むように配置される。このため、投光器144aおよび受光器144bで挟まれた位置(以下「切欠検知位置」という)Psで基板Wの切欠部Wnを検知する。つまり、切欠検知部144は、基板Wの回転角度が所定の角度になったことを知らせる機能を有している。例えば図3Bや図3Cに示すように、基板Wの周縁部Weのうち切欠部Wn以外の部位、つまり非切欠部Wnnが位置している間、投光器144aから出射された光は非切欠部Wnnで遮光される。一方、例えば図3Aに示すように、基板Wの切欠部Wnが切欠検知位置Psに位置すると、投光器144aから出射された光が切欠部Wnを通過して受光器144bに到達する。当該光を受けることで受光器144bは切欠部Wnを検知し、制御部16に報知する。したがって、制御部16は、切欠検知位置Psを基準として基板Wの回転角度を正確に求めることができ、回転方向Rにおける切欠部Wnの位置を的確に算出することができる。そして、制御部16は、回転角度に基づき照明パターンの切替を実行する。
The
この制御部16は、図2に示すように、ハウジング11の外部に配置されており、基板検査装置10の各部を制御することで上記照明パターンの切替を行いつつ撮像部13により取得される画像に基づいて基板Wの周縁部We、特に端面の検査を行う。より詳しくは、制御部16は、各種演算処理を行う演算部161(例えば、CPUなど)、基本プログラムおよび各種情報を記憶する記憶部162(例えば、ROMやRAMなど)をバスラインに接続した一般的なコンピュータシステムの構成となっている。バスラインはさらに検査プログラムなどの記憶を行う固定ディスク163(例えば、ハードディスクドライブなど)と、各種情報を表示する表示部164(例えばディスプレイなど)、操作者からの入力を受け付ける入力部165(例えば、キーボードおよびマウスなど)並びに、基板保持部12、撮像部13および照明装置14との間で通信を行う通信部166が、適宜、インターフェイス(I/F)を介する等して接続される。なお、例えば表示部164と入力部165との機能が一体となったタッチパネルディスプレイなどを用いても良い。
As shown in FIG. 2 , the
制御部16では、予め固定ディスク163に記憶されている検査プログラムが記憶部162(例えば、RAMなど)にコピーされるとともに演算部161が記憶部162の検査プログラムに従って演算処理を実行することにより、照明パターンの切替および基板Wの検査を実行する。このように、制御部16の演算部161は、本発明の「切替制御部」および「検査部」として機能し、装置各部を制御して次に説明する動作を実行する。
In the
図4は、図2に示す基板検査装置の動作を示すフローチャートである。基板Wの検査が必要となると、基板搬送ロボット111により基板Wが水平姿勢でステージ12aに載置される。これを受けて、真空ポンプが動作して基板Wを保持する。こうして、基板Wのローディングが実行される(ステップS1)。このとき、基板検査装置10は初期状態にある。つまり、ステージ12aは回転停止している。また、観察ユニット15はステージ12aから(-X)方向に離間している。また、照明部141~照明部143はすべて消灯している。
FIG. 4 is a flow chart showing the operation of the substrate inspection apparatus shown in FIG. When the substrate W needs to be inspected, the
ローディング完了後に、基板搬送ロボット111がハウジング11から退避するのに続いて、観察ユニット15がステージ12aに近接移動し(図2参照)、さらにステージ回転機構12bによりステージ12aが回転され、基板Wの回転が開始される(ステップS2)。基板Wの回転開始後、基板Wが回転軸AXまわりに1回転する前に、切欠検知部144が切欠部Wnを検知する(ステップS3で「YES」)。すると、演算部161は、切欠部Wnが撮像領域IAに存在しない、換言すると撮像領域IAには非切欠部Wnnが位置していると判断し、中央照明部141に点灯指令を与える。これを受けた中央照明部141のみが点灯する(ステップS4)。これにより、図3Aに示すように、第1照射方向D1に照射される第1照明光L1のみにより撮像領域IAが照明される(第1照明パターン)。また、当該第1照明パターンで照明された状態で撮像部13が非切欠部Wnnを撮像して非切欠部画像を取得する(ステップS5)。この非切欠部画像の取得および固定ディスク163への記憶は、切欠部Wnの検知から基板Wが所定の回転角度だけ回転方向Rに回転し、ステップS6で切欠部Wnの下流切欠部位Wndが撮像領域IAに到達したと判断されるまで継続して実行される。ここで、「下流切欠部位Wnd」とは、図3Bおよび図3Cに示すように、切欠部Wnのうち回転方向Rにおいて下流側に位置する部位を意味している。また、切欠部Wnには、上記下流切欠部位Wnd以外に、回転方向Rにおいて上流側に位置する上流切欠部位Wnuが存在している。
After the loading is completed, the
ステップS6で、図3Bに示すように、下流切欠部位Wndが撮像領域IAに到達したと演算部161が判断すると、中央照明部141に消灯指令を与えるとともに、上流照明部142に点灯指令を与える。これにより、第1照明パターンから第2照明パターンに切り替えられ、上流照明部142のみが点灯する(ステップS7)。ここで、パターン切替えを行う主たる理由は、例えば第1照明パターンで下流切欠部位Wndを撮像しようとすると、切欠部Wnの下流側端部で照明光のケラレや散乱が発生するからである。ケラレ等の発生状況下で下流切欠部位Wndを均一に照明することは困難である。これに対し、上記第2照明パターンに切り替えることで、回転方向Rにおいて中央照明部141よりも上流側にずれた位置から第2照射方向D2に照射される第2照明光L2のみにより撮像領域IAが照明される。このため、下流切欠部位Wndに対して効率的、かつ均一に第2照明光L2が照射される。その結果、当該第2照明パターンで照明された状態で撮像部13が切欠部Wnを撮像して下流切欠部位Wndの像を主として含む切欠部画像を良好に取得することができる(ステップS8)。この切欠部画像の取得および固定ディスク163への記憶は、切欠部Wnの上流切欠部位Wnuが撮像領域IAに到達する(ステップS9で「YES」と判断される)まで継続して実行される。
In step S6, as shown in FIG. 3B, when the
ステップS9で、図3Cに示すように、上流切欠部位Wnuが撮像領域IAに到達したと演算部161が判断すると、上流照明部142に消灯指令を与えるとともに、下流照明部143に点灯指令を与える。これにより、第2照明パターンから第3照明パターンに切り替えられ、下流照明部143のみが点灯する(ステップS10)。ここで、パターン切替えを行う主たる理由も、上記ステップS7と同様であり、上記第3照明パターンに切り替えることで、回転方向Rにおいて中央照明部141よりも下流側にずれた位置から第3照射方向D3に照射される第3照明光L3のみにより撮像領域IAが照明される。これにより、上流切欠部位Wnuに対して効率的、かつ均一に第3照明光L3が照射される。その結果、当該第3照明パターンで照明された状態で撮像部13が切欠部Wnを撮像して上流切欠部位Wnuの像を主として含む切欠部画像を良好に取得することができる(ステップS11)。この切欠部画像の取得および固定ディスク163への記憶は、切欠部Wnが撮像領域IAを通過する(ステップS12で「YES」と判断される)まで継続して実行される。このようにステップS8とステップS11の実行により、切欠部Wnの全部について画像を良好に取得することができる。
In step S9, as shown in FIG. 3C, when the
ステップS12で、切欠部Wnが撮像領域IAを通過した、換言すると撮像領域IAには非切欠部Wnnが位置していると演算部161が判断すると、下流照明部143に消灯指令を与えるとともに、中央照明部141に点灯指令を与える。これにより、第3照明パターンから第1照明パターンに切り替えられ、中央照明部141のみが点灯する(ステップS13)。これにより、ステップS5と同様に、第1照明パターンで照明された状態で撮像部13が非切欠部Wnnを撮像して非切欠部画像を取得する(ステップS14)。この非切欠部画像の取得および固定ディスク163への記憶は、切欠検知部144による切欠部Wnの前回検知から基板Wが1周回転した結果、切欠検知部144により切欠部Wnが検知される(ステップS15で「YES」)まで継続される。このようにステップS5とステップS14の実行により、非切欠部Wnnの全部について画像を良好に取得することができる。また、この時点で、基板Wの周縁部Weの全周について画像の取得が完了する。
In step S12, when the
2回目の切欠部Wnの検知(ステップS15で「YES」)に応じて演算部161は、固定ディスク163から基板Wの周縁部Weの全周画像を記憶部162に読み出し、従来技術と同様にして基板Wの周縁部Weを検査する。また、これと並行して、演算部161は中央照明部141に消灯指令を与えて撮像領域IAの照明を停止する(ステップS16)。また、演算部161はステージ回転機構12bに回転停止指令を与え、ステージ12aの回転を停止させる(ステップS17)。それに続いて、観察ユニット15がステージ12aから(-X)方向に離間移動するとともにステージ12aでの基板Wの吸着保持が解除された後で、基板搬送ロボット111のハンド(図示省略)がハウジング11内に進入する。そして、基板搬送ロボット111による基板Wのアンローディングが実行される(ステップS18)。
In response to the detection of the notch Wn for the second time ("YES" in step S15), the
以上のように、本実施形態では、撮像領域IAに非切欠部Wnn、下流切欠部位Wndおよび上流切欠部位Wnuが順次位置するのに対応し、照明パターンを切り替えて最適化している。したがって、基板Wの周縁部Weの全周にわたって、基板Wの検査に好適な画像を撮像部13により取得することができる。また、このような画像に基づいて基板Wの周縁部Weの検査を行っているため、検査精度を高めることができる。
As described above, in the present embodiment, the illumination pattern is switched and optimized in response to the sequential positioning of the non-notch portion Wnn, the downstream notch portion Wnd, and the upstream notch portion Wnu in the imaging area IA. Therefore, the
また、照明部141~143がいずれも回転軸AXの軸方向Zと直交する方向にバー状に延設された発光面を有するバー照明部材により構成されている。このため、軸方向Zにおいて照明装置14はコンパクトなものとなっている。
Further, each of the
上記実施形態では、照明部141~143のうち撮像領域IAに対して基板Wの回転中心の反対側、つまり(-X)方向側に配置された中央照明部141が本発明の「第1照明部」の一例に相当している。また、上流照明部142は、撮像領域IAでの基板Wの面法線Nと直交するとともに第1照射方向D1と異なる第2照射方向D2を有しており、本発明の「第2照明部」の一例に相当している。また、下流照明部143は、撮像領域IAでの基板Wの面法線Nと直交するとともに第1照射方向D1および第2照射方向D2の両方と異なる第3照射方向D3を有しており、本発明の「第3照明部」の一例に相当している。また、上記ステップS5、S8、S11がそれぞれ本発明の「工程(a)」、「工程(b)」および「工程(c)」の一例に相当している。
In the above embodiment, the
ところで、上記第1実施形態では、切欠部Wnを照明するための照明部142、143はいずれも固定的に配置されている。このため、第2照射方向D2および第3照射方向D3も固定化されている。しかしながら、切欠部Wnの形状やサイズは、基板Wの種類やサイズなどに応じて変更されることがあるため、この点を考慮し、図5に示すように、第2照射方向D2および第3照射方向D3を変更可能に構成してもよい(第2実施形態)。
By the way, in the first embodiment, both the
図5は、本発明に係る照明装置の第2実施形態を示す図である。この第2実施形態が第1実施形態と相違する点は、照明部142、143に対して調整機構17が接続され、鉛直方向Zに延びる回動軸RXまわりに回動自在に構成される点であり、その他の構成は第1実施形態と同一である。したがって、同一構成については同一符号を付して構成の説明を省略する。
FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment of the lighting device according to the present invention. The difference of the second embodiment from the first embodiment is that an
この第2実施形態では、切欠部Wnの形状や大きさ等に応じて調整機構17が照明部142、143を回動軸RXまわり回動させて第2照射方向D2および第3照射方向D3を個別に調整可能となっている。このため、種々の基板Wに対応可能となっている。調整機構17については、作業者による操作を受けて照明部142、143を回動させるように構成してもよい。また、調整機構17はアクチュエータを内蔵し、制御部16からの指令に応じてアクチュエータを作動させることで、照明部142、143を回動させるように構成してもよい。
In the second embodiment, the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば第1実施形態および第2実施形態では、照明部141~143のいずれもバー照明部材で構成されているが、これ以外の照明部材を用いてよい。例えば図6に示すように、半円環形状の発光面を有するハーフ照明部材141cを2個組み合わせたリング状の照明部を中央照明部141として用いてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the first and second embodiments, the
また、上記実施形態では、上方からの平面視が略U字形状の切欠部Wnを有する基板Wを検査する技術に本発明を適用しているが、本発明の適用対象となる切欠部の形状はこれに限定されるものではない。例えば上記平面視が略V字形状の切欠部を有する基板を検査する技術に本発明を適用することができる。また、オリエンテーション・フラットなどが形成された基板を検査する技術に本発明を適用することができる。 In the above-described embodiment, the present invention is applied to the technique of inspecting the substrate W having the notch Wn that is substantially U-shaped when viewed from above. is not limited to this. For example, the present invention can be applied to a technique for inspecting a substrate having a notch portion that is approximately V-shaped when viewed from above. Also, the present invention can be applied to a technique for inspecting a substrate on which an orientation flat or the like is formed.
また、上記実施形態では、切欠部Wnを撮像する際に、上流照明部142および下流照明部143を順番に点灯させているが、両者を点灯して切欠部Wnを撮像してもよい。要は、撮像領域IAに切欠部Wnが位置するとき、第2照明光L2および第3照明光L3の少なくとも一方を撮像領域IAに照射すればよい。
Further, in the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では、切欠検知部144により切欠部Wnを検知した後に基板Wを1回転させる間に取得した周縁部Weの画像に基づき基板検査を行っているが、切欠部検知後の基板Wの回転数は「1」に限定されない。つまり、切欠部検知後に基板Wを複数回回転させるとともに上記実施形態と同様に照明を切替えながら周縁部Weの画像を複数個取得してもよい。そして、これら複数の画像に基づいて基板Wを検査してもよい。
In the above-described embodiment, the substrate is inspected based on the image of the peripheral portion We acquired while the substrate W is rotated once after the
さらに、上記実施形態では、投光器144aと受光器144bとで構成された、いわゆる透過型のセンサを切欠検知部144として用いているが、その他の方式、例えば反射型センサを用いてもよい。また、切欠検知部144の位置、つまり切欠検知位置Psも、回転方向Rにおける撮像領域IAの上流近傍に限定されるものではなく、任意である。
Furthermore, in the above embodiment, a so-called transmissive sensor composed of the
この発明は、切欠部が設けられた基板の周縁部を撮像部により撮像する際に用いられる照明技術全般、および上記画像に基づいて基板を検査する基板検査技術全般に適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to lighting technology in general used when an imaging unit captures an image of a peripheral edge of a substrate provided with a notch, and to substrate inspection technology in general for inspecting a substrate based on the image.
10…基板検査装置
12…基板保持部
13…撮像部
14…照明装置
17…調整機構
141…中央照明部(第1照明部)
141a,141b…(第1)バー照明部材
142…上流照明部(第2照明部、第2バー照明部材)
143…下流照明部(第3照明部、第3バー照明部材)
144…切欠検知部
161…演算部(切替制御部、検査部)
AX…回転軸
D1…第1照射方向
D2…第2照射方向
D3…第3照射方向
IA…撮像領域
L1…第1照明光
L2…第2照明光
L3…第3照明光
N…面法線
Ps…切欠検知位置
R…(基板の)回転方向
W…基板
We…(基板の)周縁部
Wn…切欠部
Wnd…(切欠部の)下流切欠部位
Wnn…非切欠部
Wnu…(切欠部の)上流切欠部位
X…撮像方向
DESCRIPTION OF
141a, 141b (first)
143... Downstream lighting section (third lighting section, third bar lighting member)
144...
AX...Rotating axis D1...First irradiation direction D2...Second irradiation direction D3...Third irradiation direction IA...Imaging area L1...First illumination light L2...Second illumination light L3...Third illumination light N...Surface normal Ps Notch detection position R... Rotation direction (of substrate) W... Substrate We... Periphery (of substrate) Wn... Notch Wnd... Downstream notch portion (of notch) Wnn... Non-notch Wnu... Upstream (of notch) Notch part X... Imaging direction
Claims (9)
前記撮像部により前記基板を撮影する撮像領域に対して前記基板の回転中心の反対側に配置され、前記撮像領域に前記非切欠部が位置するときに、第1照明光を前記撮像領域に照射する第1照明部と、
前記撮像領域に前記切欠部が位置するときに、前記撮像領域での前記基板の面法線と直交するとともに前記第1照明光の第1照射方向と異なる第2照射方向を有する、第2照明光を前記撮像領域に照射する第2照明部と、
前記撮像領域に前記切欠部が位置するときに、前記面法線と直交するとともに前記第1照射方向および前記第2照射方向の両方と異なる第3照射方向を有する、第3照明光を前記撮像領域に照射する第3照明部と、
を備えることを特徴とする照明装置。 A lighting device used for capturing an image of a notched portion provided in a part of a peripheral edge portion of a substrate rotated about a rotation axis and a non-notched portion of the peripheral edge portion excluding the notched portion by an imaging unit. hand,
The imaging unit is arranged on the side opposite to the center of rotation of the substrate with respect to the imaging area for imaging the substrate, and the imaging area is irradiated with the first illumination light when the non-notch portion is positioned in the imaging area. a first lighting unit that
A second illumination having a second irradiation direction orthogonal to a surface normal of the substrate in the imaging region and different from the first irradiation direction of the first illumination light when the notch is positioned in the imaging region. a second lighting unit that irradiates the imaging region with light;
When the notch portion is positioned in the imaging region, the third illumination light having a third irradiation direction orthogonal to the surface normal and different from both the first irradiation direction and the second irradiation direction is imaged. a third lighting unit that irradiates the region;
A lighting device comprising:
前記第2照明部は、前記基板の回転方向において前記第1照明部の上流側に配置され、
前記第3照明部は、前記基板の回転方向において前記第1照明部の下流側に配置される照明装置。 The lighting device according to claim 1,
The second lighting unit is arranged upstream of the first lighting unit in the direction of rotation of the substrate,
The illumination device, wherein the third illumination unit is arranged downstream of the first illumination unit in the rotation direction of the substrate.
前記基板の回転方向における前記基板の回転角度に応じて前記第1照明部、前記第2照明部および前記第3照明部の点灯および消灯を個別に切り替える切替制御部をさらに備える照明装置。 The lighting device according to claim 1 or 2,
The illumination device further includes a switching control unit that individually switches between lighting and extinguishing of the first illumination unit, the second illumination unit, and the third illumination unit according to the rotation angle of the substrate in the rotation direction of the substrate.
前記切欠部が、前記回転方向において上流側に位置する上流切欠部位および下流側に位置する下流切欠部位を有するとき、
前記切替制御部は、
前記撮像領域に前記非切欠部が位置するときに前記第1照明部のみを点灯させ、
前記下流切欠部位が前記撮像領域に位置するときに前記第2照明部のみを点灯させ、
前記上流切欠部位が前記撮像領域に位置するときに前記第3照明部のみを点灯させる照明装置。 The lighting device according to claim 3,
When the cutout portion has an upstream cutout portion located on the upstream side and a downstream cutout portion located on the downstream side in the rotation direction,
The switching control unit
lighting only the first illumination unit when the non-notch portion is positioned in the imaging area;
turning on only the second illumination unit when the downstream notch portion is located in the imaging region;
An illumination device that lights only the third illumination unit when the upstream notch portion is located in the imaging area.
前記切欠部を検知することで前記基板の回転角度が所定の角度になったことを知らせる切欠検知部をさらに備え、
前記切替制御部は、前記切欠検知部による前記切欠部の検知に基づいて前記第1照明部、前記第2照明部および前記第3照明部の点灯および消灯を切り替える照明装置。 The lighting device according to claim 3 or 4,
further comprising a notch detection unit that notifies that the rotation angle of the substrate has reached a predetermined angle by detecting the notch;
The switching control section switches lighting and extinguishing of the first lighting section, the second lighting section, and the third lighting section based on detection of the notch by the notch detection section.
前記第2照明部および前記第3照明部を変位させて前記第2照射方向および前記第3照射方向を調整する調整機構をさらに備える照明装置。 The lighting device according to any one of claims 1 to 5,
The lighting device further comprising an adjustment mechanism that adjusts the second irradiation direction and the third irradiation direction by displacing the second lighting unit and the third lighting unit.
前記第1照明部は前記回転軸の軸方向および前記第1照射方向の両方に直交する方向にバー状に延設された発光面を有する第1バー照明部材で構成され、
前記第2照明部は前記軸方向および前記第2照射方向の両方に直交する方向にバー状に延設された発光面を有する第2バー照明部材で構成され、
前記第3照明部は前記軸方向および前記第3照射方向の両方に直交する方向にバー状に延設された発光面を有する第3バー照明部材で構成される照明装置。 The lighting device according to any one of claims 1 to 6,
The first illumination unit is composed of a first bar illumination member having a bar-shaped light emitting surface extending in a direction orthogonal to both the axial direction of the rotation shaft and the first irradiation direction,
The second lighting unit is composed of a second bar lighting member having a bar-shaped light emitting surface extending in a direction orthogonal to both the axial direction and the second irradiation direction,
The third illumination unit is an illumination device comprising a third bar illumination member having a bar-shaped light emitting surface extending in a direction orthogonal to both the axial direction and the third irradiation direction.
(a)前記撮像部により前記基板を撮影する撮像領域に対して前記基板の回転中心の反対側から第1照明光を前記撮像領域に照射する工程と、
(b)前記撮像領域における前記基板の面法線と直交するとともに前記第1照明光の第1照射方向と異なる第2照射方向に第2照明光を照射する工程と、
(c)前記面法線と直交するとともに前記第1照射方向および前記第2照射方向の両方と異なる第3照射方向に第3照明光を照射する工程と、を備え、
前記撮像部により前記基板を撮影する撮像領域に前記非切欠部が位置するとき、前記工程(a)を実行し、
前記撮像領域に前記切欠部が位置するとき、前記工程(b)および前記工程(c)の少なくとも一方を実行することを特徴とする照明方法。 An illumination method used for capturing an image of a notched portion provided in a part of a peripheral edge portion of a substrate rotated around a rotation axis and a non-notched portion of the peripheral edge portion excluding the notched portion by an imaging unit. hand,
(a) a step of irradiating the imaging region with first illumination light from the opposite side of the rotation center of the substrate with respect to the imaging region where the substrate is imaged by the imaging unit;
(b) irradiating a second illumination light in a second irradiation direction orthogonal to the surface normal of the substrate in the imaging region and different from the first irradiation direction of the first illumination light;
(c) irradiating a third illumination light in a third irradiation direction orthogonal to the surface normal and different from both the first irradiation direction and the second irradiation direction;
When the non-notched portion is located in the imaging area for imaging the substrate by the imaging unit, performing the step (a),
An illumination method, wherein at least one of the step (b) and the step (c) is performed when the notch is positioned in the imaging area.
前記基板を保持しながら回転軸まわりに前記基板を回転させる基板保持部と、
前記基板保持部により回転される前記基板の周縁部を撮像して切欠部の切欠部画像と、前記周縁部のうち前記切欠部を除く非切欠部の非切欠部画像を取得する撮像部と、
請求項1ないし7のいずれか一項に記載の照明装置と、
前記照明装置により照明された状態で前記撮像部により取得された前記切欠部画像および前記非切欠部画像に基づき前記基板の周縁部を検査する検査部と、
を備えることを特徴とする基板検査装置。
A board inspection apparatus for inspecting a board having a notch formed in a part of the peripheral edge,
a substrate holder that rotates the substrate around a rotation axis while holding the substrate;
an imaging unit that captures a peripheral edge portion of the substrate rotated by the substrate holding portion to obtain a notch image of the notch portion and a non-notch portion image of the non-notch portion of the peripheral edge portion excluding the notch portion;
a lighting device according to any one of claims 1 to 7;
an inspection unit that inspects a peripheral portion of the substrate based on the cutout portion image and the non-cutout portion image acquired by the imaging unit while being illuminated by the illumination device;
A substrate inspection device comprising:
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---|---|---|---|
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