JP3709426B2 - Surface defect detection method and surface defect detection apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
半導体用のシリコンウエハのエッジ部の微少凹凸状の欠陥およびその他の鏡面板の上にある微少凹凸状の欠陥を検出することができる表面欠陥検出方法および表面欠陥検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体の形成に用いるシリコンウエハのエッジ部の検査は、鏡面部の検査と比べてこれまで重視されてこなかった。ところが、半導体用のシリコンウエハのエッジ部に、打痕、クラック、微少突起およびパーティクルの付着などの欠陥があると、この欠陥が原因でシリコンウエハに致命的な不具合が発生することがある。
【0003】
シリコンウエハのエッジ部に打痕、クラック等がある場合では、熱処理工程などの工程でシリコンウエハに熱が加えられると、これらの欠陥が原因となってシリコンウエハの鏡面部すなわち半導体回路が形成される面にクラックが発生して不良品となるおそれがある。
【0004】
一方、シリコンウエハのエッジ部にパーティクルが付着している場合では、工程が進むにつれてこのパーティクルが鏡面部に転位して付着するおそれがある。あるいは、打痕、クラック部の一部が剥離し鏡面部に付着するおそれがある。
【0005】
近年、LSIの集積度が高くなり、ファインピッチ化の要求が高まるにつれてシリコンウエハの鏡面部にこのような微少なパーティクルが付着したり、鏡面にクラックが発生したシリコンウエハを次に工程に供給するのを完全に排除しなければならず、そのためには半導体用のシリコンウエハのエッジ部に打痕、クラック、パーティクルの付着などの欠陥の有無を厳密に検査する必要がある。
【0006】
半導体用のシリコンウエハのエッジ部以外の鏡面の微少凹凸欠陥検査には、鏡面仕上げされている表面に平行光線を当てて、コリメートレンズにより反射輝度の濃淡を発生させることにより、表面の微少凹凸の検査を行うことができる。
【0007】
しかし、この検査方法をシリコンウエハのエッジ部の表面の微少凹凸の検査に用いることはできない。なぜなら、シリコンウエハのエッジ部は、幾つかの平面部とR部分からなるために、一定方向の平行光では一つの面のみが検出可能であり、他の平面部およびR部の欠陥の有無を判別することができる画像を撮像することができない。
【0008】
そこでシリコンウエハなどの面取りあるいはテーパを有するエッジ部の検査について幾つかの提案がなされている。
【0009】
特許2999712号ではレーザーの回折現象を利用して凹凸欠陥を検出する方法が開示されているが、この方法では微細クラックや微少突起の欠陥を検出することが困難であり、さらに汚れに過剰に検出するという不具合がある。
【0010】
また特開平2000.4653 7号公報にはエッジ面の欠陥内部に焦点を合わせて欠陥と研摩くずなどと区別して欠陥の検出を行う方法が提案されているが、被写界深度を浅くすることが必要であり、ウエハの偏心や撮像装置のアライメント誤差などにより微細クラックや微少突起の検出が困難である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上術したように、半導体用のシリコンウエハのエッジ部以外の鏡面の凹凸欠陥検査に用いられている検査方法では、ほぼ平坦な面以外の表面の凹凸状欠陥の検査に用いることができない。
【0012】
また今まで提案されているエッジ部の欠陥を検出する方法は、上記の説明から明らかなように微少クラックおよび微少突起を検出するのに適切な方法とはいえず、また、表面の汚れを欠陥と過って認識するおそれがある。
【0013】
上記問題を鑑み、本発明は、シリコンウエハなどのエッジ部のように立体的な面あるいは不定形の面の微少凹凸状欠陥を検出することを可能にするとともに、検査対象面の汚れなどを過って欠陥と認識することを無くすることで検査精度を向上させ、さらに検査のスループットを高く設定することができる表面欠陥検査方法およびその検査装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、移動する検査対象物の鏡面状表面を拡散光光源によって照明し、検査対象物の鏡面状表面の画像をテレセントリック光学系とリニアセンサアレイで構成された複数の撮像手段により撮像し、このリニアセンサアレイから出力される信号の明暗度から検査対象物の鏡面状表面上の微小凹凸欠陥を検出する表面欠陥検出方法であって、上記拡散光光源は検査対象物上のリニアセンサアレイの撮像箇所を帯状に照明することを特徴とする。
【0015】
第2の発明は、第1の発明の表面欠陥検出方法において、前記拡散光光源は近赤外線光源であることを特徴とする。
【0016】
第3の発明は、第1の発明の表面欠陥検出方法において、前記撮像手段は近赤外線フイルターを備え、リニアセンサアレイは近赤外線光のみ受光することを特徴とする。
【0017】
第4の発明は、移動する検査対象物の鏡面状表面を拡散光によって照明する拡散光光源と、検査対象物の鏡面状表面の画像と撮像するテレセントリック光学系とリニアセンサアレイで構成された複数の撮像手段と、このリニアセンサアレイから出力される信号の明暗度から検査対象物の鏡面状表面上の微小凹凸欠陥を検出する画像処理手段とを備える表面欠陥検出装置であって、上記拡散光光源は検査対象物上のリニアセンサアレイの撮像箇所を帯状に照明するように光の出射部が配置されていることを特徴とする。
【0018】
第5の発明は、第4の発明の表面欠陥検出装置において、前記拡散光光源は近赤外線光源であることを特徴とする。
【0019】
第6の発明は、第4の発明の表面欠陥検出装置において、前記撮像手段は近赤外線フイルターを備え、リニアセンサアレイは近赤外線光のみ受光することを特徴とする。
【0020】
第7の発明は、第4の発明の表面欠陥検出装置において、前記検査対象物は、円板のエッジ部であり、前記拡散光光源は光源部が円弧状または楕円弧状または門型であり、検査対象物の面取り部および側面部を撮像する複数の前記撮像手段を備えることを特徴とする。
【0021】
【作用】
本発明の表面欠陥検査装置は、拡散光光源によって検査対象物の鏡面状表面を照明するので、複数の平面から構成される立体的な形状の検査対象物であっても撮像可能に照明することができるとともに、検査対象物の鏡面状表面の画像をテレセントリック光学系とリニアセンサアレイで構成された複数の撮像手段により撮像する結果、鏡面状検査対象物表面の微少凹凸状欠陥をリニアセンサアレイから出力される信号の明暗度として検出することを可能にしている。
【0022】
また、拡散光光源を近赤外線光源とし、撮像手段に近赤外線フイルターを用いるなどの手段を用いることにより検査表面の濃度および汚れの影響を軽減することができる。
【0023】
さらに、前記拡散光光源の形状を円弧状または楕円弧状または門型にすることにより円板のエッジ部分のテーパ部および端面を同時に照明することにより立体的な形状の表面にある微少凹凸状欠陥を検出することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
図をもって本発明の表面欠陥検査装置および検査方法について詳細に説明する。なお、本発明は本実施例によって限定されるものではない。
【0025】
図1は本発明による表面欠陥検査装置1を側面図でもって示すものであり、図2は表面欠陥検査装置1の平面図である。図1および図2でもって示す表面欠陥装置1は半導体製造用のシリコンウエハ6のエッジ部を検査対象物とする場合の実施例を示すものであり、撮像手段として上面用撮像手段2、側面用撮像手段3および下面用撮像手段4を備える。また、照明手段としてC型光源5を用いている。
【0026】
シリコンウエハ6のエッジ部は図3に示すように、2つのテーパ部、上側テーパ面61と下側テーパ面63および側面62とからなる。それぞれの面と他の面との交叉部はR面で滑らかに繋がれている。
【0027】
C型光源5は、図1に示すように発光部が帯状でかつ円弧状あるいは楕円弧状に形成されている拡散光光源であり、シリコンウエハ6のエッジ部を上下および側面方向から拡散光でもって照明する。
【0028】
図2に示すように、C型光源5はシリコンウエハ6の半径方向から僅かに傾けた姿勢で配置され、側面用撮像手段3はシリコンウエハ6の半径方向から反対側に傾けた姿勢で配置されることで、C型光源5から出た光の正反射光を最も効率よく受ける構成としている。
【0029】
一方、上面用撮像手段2および下面用撮像手段4は、図1に示すように、それぞれ、シリコンウエハ6のエッジ部の上側テーパ面61と下側テーパ面63にほぼ正対するように配置され、側面用撮像手段3と同様に、C型光源5から出た光の正反射光を最も効率よく受ける位置に配置される。
【0030】
シリコンウエハ6は、円形の形状をしており、図示しない回転テーブルに載置されて一定速度で回転する。上面用撮像手段2、側面用撮像手段3および下面用撮像手段4のラインセンサアレイは、シリコンウエハ6のエッジ部の画像を連続的にスキャンし、その出力を画像処理装置7に送って欠陥の検出を行う。
【0031】
図4は、上面用撮像手段2、側面用撮像手段3および下面用撮像手段4に適用されているテレセントリック光学系を説明する説明図である。
【0032】
像側レンズ81とリニアセンサ側レンズ83との間に絞り82が配置されており、その位置は、像側レンズ81の後側焦点であって、かつリニアセンサ側レンズ83の前側焦点である位置に置かれる。このように構成されている光学系では、主光線は像側レンズ81の光軸に平行な光線となり、さらにリニアセンサ側レンズ83を通過した主光線はリニアセンサ側レンズ83の光軸に平行になる。すなわち、リニアセンサアレイ84には、テレセントリック光学系の光軸に平行な光線のみ入射することになる。
【0033】
リニアセンサアレイ84は、CCD電荷素子を一列に配置した高い解像度を得られ受光素子であり、検査対象物の移動方向と直交する方向に配置してスキャンを行うことで、2次元画像を得る撮像素子であって、回転運動するシリコンウエハ6のエッジ部の表面を連続的に撮像する。
【0034】
次に本実施例の表面欠陥検査装置の機能と検査手順について説明する。
図示しない回転テーブルに載置されたシリコンウエハ6はその中心軸を回転中心にして一定速度で回転している。この間に上面用撮像手段2、側面用撮像手段3および下面用撮像手段4に備えられているラインセンサアレイ74がそれぞれ上側テーパ面61、側面62および下側テーパ面63の画像を連続的に撮像する。
【0035】
本発明の表面欠陥検査装置に用いる撮像手段はテレセントリック光学系撮像手段であるために、撮像手段の光学系の光軸に平行な光線のみ撮像素子のリニアセンサアレイ84に入射する。したがって、図5に示すように、撮像している面に微少凹凸がある箇所では光が散乱する結果、撮像手段に入射する光軸に平行は光線が減少し、平坦である箇所とは明暗の差が生じる。本発明の微少凹凸欠陥検査装置ではこの性質を利用して検査面の微少凹凸を明暗度の違いとして検出する。
【0036】
本発明の欠陥検査装置に用いる光源は拡散光照明であり、さらに光源が円弧状の形状をしているために、上側テーパ面61、側面62および下側テーパ面63の全面にわたって多方向から照明することになり、そのうち正反射光が撮像手段の光軸と平行になるものがラインセンサアレイ74に入射する。
【0037】
従来のように平行光線で照明すると、図3に示すR部においては反射光が散乱して暗い画像となる結果、表面の欠陥を検出することができない。一方本発明のように光源を拡散光光源とすることによりR部における反射光で撮像手段に入射する光が存在するために明るい画像が得られ、欠陥の有無を検出することが可能となる。
【0038】
このように、立体的な形状の撮像対象であっても、拡散光光源で照明し、テレセントリック光学系の撮像手段により撮像することにより、すべての検査対象面の微少凹凸を確実に検出することができる。
【0039】
また、本実施例の表面欠陥装置では、撮像素子にリニアセンサアレイを用いているために、2次元のエリアセンサと比較して高い解像度を得ることが可能となり、微細な凹凸状欠陥の検出を行うことができる。また、リニアセンサアレイのスキャン速度はエリアセンサと比較して格段と速いので、高いスループットを保証し、検査処理能力が高い。
【0040】
さらに、光源として近赤外線光を用いるか、あるいは撮像手段に近赤外線光のみ通すフィルターを用いることで、汚れの影響を受けにくい検査装置を構成することが可能となる。
【0041】
本実施例では、シリコンウエハのエッジに存在する微少凹凸状の欠陥を検出する表面欠陥検出装置として説明したが、これに限るものではなく性状の異なる複数の面を持つ形状の検査対象物に存在する微少凹凸状の欠陥を検査することができる。
【0042】
例えば、図6に示すように段差のある検査対象面91A、91B、91Cを有する検査対象物であっても、拡散光照明93でもってこれらの検査対象面93を照明し、撮像手段92A、92B、92Cで撮像することにより、検査対象面に存在する微少凹凸状の欠陥を明暗度の違いにより検出することが可能である。
【0043】
【発明の効果】
本発明の表面欠陥検出方法および表面欠陥検出装置は、拡散光光源で照明し、テレセントリック光学系の撮像手段により撮像することにより、立体的な形状の撮像対象であってもすべての検査対象面の微少凹凸を確実に検出することを可能にしたものであり、シリコンウエハなどのエッジ部のように立体的な面あるいは不定形の面の微少凹凸状欠陥を検出するのに用いることができる。
【0044】
また、光源および受光を近赤外線光とすることにより、汚れを欠陥と過って認識することを防ぎ検出精度を向上させることを可能にする。
【0045】
さらに、撮像手段にラインセンサアレイを用いることで、高い解像度およびスループットが得られ、生産性の向上に寄与すること大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例の表面欠陥装置の外観を示す説明図である。
【図2】本実施例の表面欠陥装置の側面図である。
【図3】シリコンウエハのエッジ部の詳細説明図である。
【図4】テレセントリック光学系を説明する説明図である。
【図5】微少凹凸のある面を説明する説明図である。
【図6】他の立体的な検査対象物を示す説明図である。
【符号の説明】
1 表面欠陥検査装置
2 上面用撮像手段
3 側面用撮像手段
4 下面用撮像手段
5 C型光源
6 シリコンウエハ
7 画像処理装置
8 テレセントリック光学系撮像手段
51 発光面
61 上側テーパ面
62 側面
63 下側テーパ面
81 像側レンズ
82 絞り
83 リニアセンサ側レンズ
84 リニアセンサアレイ
91A、91B、91C 検査対象面
92A、92B、92C 撮像手段
93 拡散光光源
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface defect detection method and a surface defect detection apparatus capable of detecting a minute unevenness defect on an edge portion of a silicon wafer for semiconductors and a minute unevenness defect on another mirror plate.
[0002]
[Prior art]
The inspection of the edge portion of the silicon wafer used for forming the semiconductor has not been emphasized so far compared to the inspection of the mirror surface portion. However, if there are defects such as dents, cracks, minute protrusions and adhesion of particles at the edge of a semiconductor silicon wafer, a fatal defect may occur in the silicon wafer due to this defect.
[0003]
In the case where there are dents, cracks, etc. on the edge of the silicon wafer, if the heat is applied to the silicon wafer in a process such as a heat treatment process, the mirror surface of the silicon wafer, that is, a semiconductor circuit is formed due to these defects. There is a risk of cracks occurring on the surface to be defective.
[0004]
On the other hand, in the case where particles are attached to the edge portion of the silicon wafer, there is a possibility that the particles are transferred and attached to the mirror surface portion as the process proceeds. Alternatively, a part of the dents and cracks may be peeled off and adhere to the mirror surface part.
[0005]
In recent years, as the degree of integration of LSIs has increased and the demand for fine pitches has increased, silicon wafers with such minute particles attached to the mirror surface of the silicon wafer or cracks in the mirror surface are supplied to the next process. Therefore, it is necessary to strictly inspect the presence or absence of defects such as dents, cracks, and adhesion of particles at the edge portion of the semiconductor silicon wafer.
[0006]
For inspection of micro unevenness on the mirror surface other than the edge of a silicon wafer for semiconductors, the surface of the mirror surface is irradiated with parallel light, and the intensity of the reflected brightness is generated by a collimating lens. Inspection can be performed.
[0007]
However, this inspection method cannot be used for inspection of minute irregularities on the surface of the edge portion of the silicon wafer. Because the edge portion of the silicon wafer is composed of several plane portions and R portions, only one surface can be detected by parallel light in a certain direction, and the presence or absence of defects in other plane portions and R portions can be detected. An image that can be identified cannot be captured.
[0008]
Therefore, some proposals have been made for inspection of chamfered or tapered edges of silicon wafers and the like.
[0009]
Japanese Patent No. 2999912 discloses a method for detecting uneven defects using the diffraction phenomenon of a laser, but it is difficult to detect defects of microcracks and microprojections by this method, and furthermore, it detects excessively in dirt. There is a problem of doing.
[0010]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 20000.46537 proposes a method of focusing on the inside of the defect on the edge surface and detecting the defect separately from the defect and the polishing scrap. However, the depth of field should be reduced. Therefore, it is difficult to detect microcracks and microprotrusions due to the eccentricity of the wafer and the alignment error of the imaging device.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the inspection method used for inspecting the concave and convex defects on the mirror surface other than the edge portion of the silicon wafer for semiconductor cannot be used for inspecting the concave and convex defects on the surface other than the substantially flat surface.
[0012]
Also, the edge detection method proposed up to now is not an appropriate method for detecting microcracks and microprotrusions, as is apparent from the above explanation, and the surface contamination is not defective. There is a risk of mistakenly recognizing.
[0013]
In view of the above problems, the present invention makes it possible to detect minute irregularities on a three-dimensional surface or an irregular surface such as an edge portion of a silicon wafer or the like, and to prevent contamination on the surface to be inspected. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a surface defect inspection method and an inspection apparatus capable of improving inspection accuracy by eliminating the recognition of a defect and setting a high inspection throughput.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
1st invention illuminates the mirror-like surface of the test | inspection object which moves with a diffused light source, and images the image of the mirror-like surface of a test | inspection object with the several imaging means comprised by the telecentric optical system and the linear sensor array A surface defect detection method for detecting a micro uneven defect on a specular surface of an inspection object from the brightness of a signal output from the linear sensor array , wherein the diffused light source is a linear sensor on the inspection object. The imaging location of the array is illuminated in a strip shape.
[0015]
A second invention is characterized in that, in the surface defect detection method of the first invention, the diffused light source is a near-infrared light source.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the surface defect detection method of the first aspect, the imaging means includes a near-infrared filter, and the linear sensor array receives only near-infrared light.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a plurality of diffused light sources configured to illuminate a mirror-like surface of a moving inspection object with diffused light, a telecentric optical system that captures an image of the mirror-like surface of the inspection object, and a linear sensor array. A surface defect detection apparatus comprising: an imaging means; and an image processing means for detecting a minute unevenness defect on a mirror surface of an inspection object from the brightness of a signal output from the linear sensor array , The light source is characterized in that a light emitting portion is arranged so as to illuminate an imaging portion of the linear sensor array on the inspection object in a strip shape.
[0018]
According to a fifth invention, in the surface defect detection device according to the fourth invention, the diffuse light source is a near infrared light source.
[0019]
According to a sixth aspect of the present invention, in the surface defect detection apparatus according to the fourth aspect, the imaging means includes a near-infrared filter, and the linear sensor array receives only near-infrared light.
[0020]
7th invention is the surface defect detection apparatus of 4th invention, The said test object is the edge part of a disc, The light source part of the said diffused light source is circular arc shape, elliptical arc shape, or a gate type, A plurality of the imaging means for imaging the chamfered portion and the side surface portion of the inspection object are provided.
[0021]
[Action]
Since the surface defect inspection apparatus of the present invention illuminates the specular surface of the inspection object with the diffused light source, it illuminates so that even a three-dimensional inspection object composed of a plurality of planes can be imaged. As a result of imaging an image of the mirror-like surface of the inspection object with a plurality of imaging means composed of a telecentric optical system and a linear sensor array, it is possible to detect minute irregularities on the surface of the inspection object from the linear sensor array. It is possible to detect the intensity of the output signal.
[0022]
Further, by using a diffused light source as a near-infrared light source and using a means such as a near-infrared filter as the imaging means, the influence of the density and dirt on the inspection surface can be reduced.
[0023]
Further, by forming the diffused light source in a circular arc shape, an elliptical arc shape, or a gate shape, by simultaneously illuminating the taper portion and the end surface of the edge portion of the disk, a micro uneven defect on the surface of the three-dimensional shape can be obtained. Can be detected.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The surface defect inspection apparatus and inspection method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by a present Example.
[0025]
FIG. 1 shows a surface defect inspection apparatus 1 according to the present invention in a side view, and FIG. 2 is a plan view of the surface defect inspection apparatus 1. The surface defect apparatus 1 shown in FIG. 1 and FIG. 2 shows an embodiment in which an edge portion of a silicon wafer 6 for manufacturing a semiconductor is used as an inspection object. An imaging unit 3 and a lower surface imaging unit 4 are provided. Further, a C-type light source 5 is used as the illumination means.
[0026]
As shown in FIG. 3, the edge portion of the silicon wafer 6 includes two tapered portions, an upper tapered surface 61, a lower tapered surface 63 and a side surface 62. The intersection between each surface and the other surface is smoothly connected by the R surface.
[0027]
As shown in FIG. 1, the C-type light source 5 is a diffused light source in which the light emitting portion is formed in a strip shape and is formed in an arc shape or an elliptical arc shape, and the edge portion of the silicon wafer 6 is diffused from above and below and from the side. Illuminate.
[0028]
As shown in FIG. 2, the C-type light source 5 is arranged in a posture slightly inclined from the radial direction of the silicon wafer 6, and the side surface image pickup means 3 is arranged in a posture inclined from the radial direction of the silicon wafer 6 to the opposite side. Thus, the configuration is such that the regular reflection light of the light emitted from the C-type light source 5 is received most efficiently.
[0029]
On the other hand, as shown in FIG. 1, the upper surface imaging means 2 and the lower surface imaging means 4 are disposed so as to be substantially opposed to the upper tapered surface 61 and the lower tapered surface 63 of the edge portion of the silicon wafer 6, respectively. Similar to the side image pickup means 3, it is arranged at a position that receives the specularly reflected light of the light emitted from the C-type light source 5 most efficiently.
[0030]
The silicon wafer 6 has a circular shape, is placed on a rotary table (not shown), and rotates at a constant speed. The line sensor array of the upper surface imaging means 2, the side surface imaging means 3 and the lower surface imaging means 4 continuously scans the image of the edge portion of the silicon wafer 6 and sends the output to the image processing device 7 to detect defects. Perform detection.
[0031]
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a telecentric optical system applied to the upper surface imaging means 2, the side surface imaging means 3, and the lower surface imaging means 4.
[0032]
A diaphragm 82 is disposed between the image side lens 81 and the linear sensor side lens 83, and the position thereof is a rear focal point of the image side lens 81 and a front focal point of the linear sensor side lens 83. Placed in. In the optical system configured as described above, the principal ray becomes a ray parallel to the optical axis of the image side lens 81, and the principal ray that has passed through the linear sensor side lens 83 is parallel to the optical axis of the linear sensor side lens 83. Become. That is, only light rays parallel to the optical axis of the telecentric optical system are incident on the linear sensor array 84.
[0033]
The linear sensor array 84 is a light receiving element that obtains a high resolution in which CCD charge elements are arranged in a line, and obtains a two-dimensional image by scanning in a direction orthogonal to the moving direction of the inspection object. The surface of the edge portion of the silicon wafer 6 that is an element and rotates is continuously imaged.
[0034]
Next, the function and inspection procedure of the surface defect inspection apparatus of this embodiment will be described.
The silicon wafer 6 placed on a turntable (not shown) is rotated at a constant speed with its central axis as the center of rotation. During this time, the line sensor array 74 provided in the upper surface imaging means 2, the side surface imaging means 3, and the lower surface imaging means 4 continuously captures images of the upper tapered surface 61, the side surface 62, and the lower tapered surface 63, respectively. To do.
[0035]
Since the imaging means used in the surface defect inspection apparatus of the present invention is a telecentric optical system imaging means, only light rays parallel to the optical axis of the optical system of the imaging means are incident on the linear sensor array 84 of the imaging device. Therefore, as shown in FIG. 5, light is scattered at a position where the surface being imaged has minute irregularities, and as a result, light rays are reduced parallel to the optical axis incident on the image pickup means, and light and dark are different from a flat area. There is a difference. The minute unevenness inspection apparatus of the present invention uses this property to detect minute unevenness on the inspection surface as a difference in brightness.
[0036]
The light source used in the defect inspection apparatus of the present invention is diffused light illumination, and since the light source has an arc shape, illumination is performed from multiple directions over the entire upper tapered surface 61, side surface 62, and lower tapered surface 63. Of these, the light whose regular reflection light is parallel to the optical axis of the imaging means is incident on the line sensor array 74.
[0037]
When illuminated with parallel rays as in the prior art, the reflected light is scattered in the R portion shown in FIG. 3 to form a dark image, so that surface defects cannot be detected. On the other hand, by using a diffused light source as the light source as in the present invention, there is a light incident on the image pickup means by the reflected light in the R portion, so that a bright image can be obtained and the presence or absence of a defect can be detected.
[0038]
As described above, even if the imaging target has a three-dimensional shape, it is possible to reliably detect minute irregularities on all inspection target surfaces by illuminating with a diffused light source and imaging with the imaging means of the telecentric optical system. it can.
[0039]
In addition, since the surface defect apparatus of the present embodiment uses a linear sensor array as an image sensor, it is possible to obtain a higher resolution than a two-dimensional area sensor, and detection of minute uneven defects. It can be carried out. Further, since the scanning speed of the linear sensor array is much faster than that of the area sensor, high throughput is ensured and inspection processing capability is high.
[0040]
Furthermore, by using near-infrared light as the light source or using a filter that allows only near-infrared light to pass through the imaging means, it is possible to configure an inspection apparatus that is not easily affected by dirt.
[0041]
In the present embodiment, the surface defect detection apparatus has been described as detecting a surface irregularity defect on the edge of a silicon wafer. However, the present invention is not limited to this, and exists in an inspection object having a plurality of surfaces having different properties. It is possible to inspect minute irregularities.
[0042]
For example, as shown in FIG. 6, even if there are inspection target surfaces 91 </ b> A, 91 </ b> B, 91 </ b> C having steps, these inspection target surfaces 93 are illuminated with the diffused light illumination 93, and the imaging means 92 </ b> A, 92 </ b> B. , 92C, it is possible to detect a micro uneven defect present on the surface to be inspected based on a difference in brightness.
[0043]
【The invention's effect】
The surface defect detection method and the surface defect detection apparatus according to the present invention illuminate with a diffused light source and capture an image with an imaging means of a telecentric optical system, so that all inspection target surfaces can be captured even if the object is a three-dimensional shape. It is possible to reliably detect minute irregularities, and can be used to detect minute irregularities on a three-dimensional surface or an irregular surface such as an edge portion of a silicon wafer or the like.
[0044]
Further, by using near-infrared light as the light source and light reception, it is possible to prevent the dirt from being recognized as a defect and to improve the detection accuracy.
[0045]
Furthermore, by using a line sensor array for the image pickup means, there are some which can obtain high resolution and throughput and contribute to improvement of productivity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing an appearance of a surface defect apparatus of an embodiment.
FIG. 2 is a side view of the surface defect apparatus of the present embodiment.
FIG. 3 is a detailed explanatory view of an edge portion of a silicon wafer.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a telecentric optical system.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a surface with minute irregularities.
FIG. 6 is an explanatory view showing another three-dimensional inspection object.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surface defect inspection apparatus 2 Upper surface image pickup means 3 Side surface image pickup means 4 Lower surface image pickup means 5 C-type light source 6 Silicon wafer 7 Image processing apparatus 8 Telecentric optical system image pickup means 51 Light emitting surface 61 Upper taper surface 62 Side surface 63 Lower taper Surface 81 Image side lens 82 Aperture 83 Linear sensor side lens 84 Linear sensor arrays 91A, 91B, 91C Inspection target surfaces 92A, 92B, 92C Imaging means 93 Diffused light source

Claims (7)

移動する検査対象物の鏡面状表面を拡散光光源によって照明し、検査対象物の鏡面状表面の画像をテレセントリック光学系とリニアセンサアレイで構成された複数の撮像手段により撮像し、このリニアセンサアレイから出力される信号の明暗度から検査対象物の鏡面状表面の微小凹凸欠陥を検出する表面欠陥検出方法であって、上記拡散光光源は検査対象物上のリニアセンサアレイの撮像箇所を帯状に照明することを特徴とする表面欠陥検出方法。A mirror surface of a moving inspection object is illuminated by a diffuse light source, and an image of the mirror surface of the inspection object is picked up by a plurality of imaging means composed of a telecentric optical system and a linear sensor array. A surface defect detection method for detecting minute irregularities on a specular surface of an inspection object based on the intensity of a signal output from the diffused light source, wherein the diffused light source has a band-shaped imaging portion of a linear sensor array on the inspection object A surface defect detection method comprising illuminating . 前記拡散光光源は近赤外線光源であることを特徴とする請求項1に記載の表面欠陥検出方法。The surface defect detection method according to claim 1, wherein the diffused light source is a near-infrared light source. 前記撮像手段は近赤外線フイルターを備え、リニアセンサアレイは近赤外線光のみ受光することを特徴とする請求項1に記載の表面欠陥検出方法。The surface defect detection method according to claim 1, wherein the imaging unit includes a near-infrared filter, and the linear sensor array receives only near-infrared light. 移動する検査対象物の鏡面状表面を拡散光によって照明する拡散光光源と、検査対象物の鏡面状表面の画像と撮像するテレセントリック光学系とリニアセンサアレイで構成された複数の撮像手段と、このリニアセンサアレイから出力される信号の明暗度から検査対象物の鏡面状表面上の微小凹凸欠陥を検出する画像処理手段とを備える表面欠陥検出装置であって、上記拡散光光源は検査対象物上のリニアセンサアレイの撮像箇所を帯状に照明するように光の出射部が配置されていることを特徴とする表面欠陥検出装置。A diffused light source that illuminates the mirror-like surface of the moving inspection object with diffuse light, an image of the mirror-like surface of the inspection object, a telecentric optical system that picks up an image, and a plurality of imaging means including a linear sensor array; A surface defect detection apparatus comprising: image processing means for detecting minute irregularities on a specular surface of an inspection object from the intensity of a signal output from a linear sensor array , wherein the diffused light source is on the inspection object A surface defect detection device , wherein a light emitting portion is arranged so as to illuminate an imaging portion of the linear sensor array in a strip shape. 前記拡散光光源は近赤外線光源であることを特徴とする請求項4に記載の表面欠陥検出装置。The surface defect detection device according to claim 4, wherein the diffused light source is a near infrared light source. 前記撮像手段は近赤外線フイルターを備え、リニアセンサアレイは近赤外線光のみ受光することを特徴とする請求項4に記載の表面欠陥検出装置。The surface defect detection apparatus according to claim 4, wherein the imaging unit includes a near-infrared filter, and the linear sensor array receives only near-infrared light. 前記検査対象物は、円板のエッジ部であり、前記拡散光光源は光源部が円弧状または楕円弧状または門型であり、前記検査対象物の面取り部および側面部を撮像する複数の前記撮像手段を備えることを特徴とする請求項4に記載の表面欠陥検出装置。The inspection object is an edge portion of a disk, and the diffused light source has a light source portion having an arc shape, an elliptic arc shape, or a gate shape, and a plurality of the imagings for imaging the chamfered portion and the side surface portion of the inspection object. The surface defect detection apparatus according to claim 4, further comprising a unit.
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