JP4698232B2 - 撮像システム及び撮像方法 - Google Patents
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Description
尚、上述した課題は、半導体ウェハについてだけでなく、各種のディスク状物体及び刃物等の板状物体の検査においても要請されている事項である。
さらに、本発明の別の目的は、半導体ウェハの端縁に関して製造プロセスの定性分析及び定量分析に有用な画像情報を得ることができる撮像システムを実現することにある。
光ビームを放出する光源、光源から放出された光ビームを第1の方向に周期的に偏向する第1のビーム偏向装置、第1のビーム偏向装置から出射した光ビームを第1の方向と直交する第2の方向に偏向する第2のビーム偏向装置、第2のビーム偏向装置から出射した光ビームを走査スポットに集束して撮像すべきディスク状又は板状物体の端縁に向けて投射する対物レンズ、前記第1の方向と対応する方向に配列され複数の受光素子を有し、ディスク状又は板状物体からの反射光を第2のビーム偏向装置を介して受光するリニアイメージセンサ、及び、リニアイメージセンサからの出力信号を受け取りビデオ信号を形成する信号処理回路を具えるコンフォーカル顕微鏡と、
前記光ビームの走査スポットと端縁との間の光軸方向の相対距離を変化させる手段と、
前記信号処理回路から出力されるビデオ信号を用いてディスク状又は板状物体の端縁の像を表示する画像表示装置とを具え、
前記対物レンズの光軸は、ディスク状又は板状物体の中心面に対して45°の角度に設定され、
前記ディスク状又は板状物体の端縁をはさんで前記第1の面側及び第2の面側から、前記走査スポットと端縁との間の相対距離を変えながら端縁の像をそれぞれ撮像し、前記信号処理回路において第1の面側から撮像した画像と第2の面側から撮像した画像とを合成してビデオ信号を出力することを特徴とする。
初めに、本発明では、複数の方向からウェハの端縁画像を撮像し、各角度方向から撮像した画像をフレームメモリに記憶し、画像合成手段により各フレームメモリに記憶されている画像を合成し、ビデオ出力として画像表示装置17に供給する。上述したように、対物レンズの光軸をウェハの中心面に対して45°の角度に設定して撮像する場合、2つの側から撮像した2つの画像を合成し、ビデオ信号として画像表示装置に出力する。この画像合成処理により、素子形成面及び裏面を含むウェハ端縁全体の画像を同時に画像表示装置上に表示することができる。
また、信号処理回路における信号処理は一例であり、3次元走査により得られた各種の情報を用いて所望の画像をモニタ上に表示することができる。
2 音響光学素子
・ リレーレンズ
5 偏光ビームスプリッタ
6 結像レンズ
10 λ/4波長板
11 対物レンズ
12 半導体ウェハ
13 ステップモータ
14 リニァイメージセンサ
15 増幅器
16 信号処理回路
17 画像表示装置
Claims (6)
- 互いに平行な第1及び第2の面と、これら2つの面の間に位置する端縁とを有するディスク状又は板状物体の端縁を撮像する撮像システムであって、
光ビームを放出する光源、光源から放出された光ビームを第1の方向に周期的に偏向する第1のビーム偏向装置、第1のビーム偏向装置から出射した光ビームを第1の方向と直交する第2の方向に偏向する第2のビーム偏向装置、第2のビーム偏向装置から出射した光ビームを走査スポットに集束して撮像すべきディスク状又は板状物体の端縁に向けて投射する対物レンズ、前記第1の方向と対応する方向に配列され複数の受光素子を有し、ディスク状又は板状物体からの反射光を第2のビーム偏向装置を介して受光するリニアイメージセンサ、及び、リニアイメージセンサからの出力信号を受け取りビデオ信号を形成する信号処理回路を具えるコンフォーカル顕微鏡と、
前記光ビームの走査スポットと端縁との間の光軸方向の相対距離を変化させる手段と、
前記信号処理回路から出力されるビデオ信号を用いてディスク状又は板状物体の端縁の像を表示する画像表示装置とを具え、
前記対物レンズの光軸は、ディスク状又は板状物体の中心面に対して45°の角度に設定され、
前記ディスク状又は板状物体の端縁をはさんで前記第1の面側及び第2の面側から、前記走査スポットと端縁との間の相対距離を変えながら端縁の像をそれぞれ撮像し、前記信号処理回路において第1の面側から撮像した画像と第2の面側から撮像した画像とを合成してビデオ信号を出力することを特徴とする撮像システム。 - 請求項1に記載の撮像システムにおいて、前記ディスク状物体を半導体ウェハとし、当該半導体ウェハは、前記第1及び第2の表面として半導体デバイスが形成される素子形成面及び素子形成面と対向する裏面を有し、素子形成面と裏面との間に方位角が互いに相違する複数の平面又は湾曲面を有することを特徴とする撮像システム。
- 請求項1又は2に記載の撮像システムにおいて、前記信号処理回路は、走査スポットと半導体ウェハの端縁との間の相対距離を変えながら撮像する間に得られた輝度値から最大輝度値を求める手段、最大輝度を発生する光軸方向の位置情報を求める手段、及び、求めた最大輝度値及び対応する位置情報を各画素毎に記憶する記憶手段を有することを特徴とする撮像システム。
- 請求項3に記載の撮像システムにおいて、前記画像表示装置は、前記メモリに記憶されている最大輝度値及び対応する位置情報を用いてウェハ端縁の像を3次元的に表示することを特徴とする撮像システム。
- 互いに平行な第1及び第2の面と、これら2つの面の間に位置する端縁とを有するディスク状又は板状物体の端縁を撮像する撮像方法であって、
光ビームを放出する光源、光源から放出された光ビームを第1の方向に周期的に偏向する第1のビーム偏向装置、第1のビーム偏向装置から出射した光ビームを第1の方向と直交する第2の方向に偏向する第2のビーム偏向装置、第2のビーム偏向装置から出射した光ビームを走査スポットに集束して撮像すべきディスク状又は板状物体の端縁に向けて投射する対物レンズ、前記第1の方向と対応する方向に配列され複数の受光素子を有し、ディスク状又は板状物体からの反射光を第2のビーム偏向装置を介して受光するリニアイメージセンサ、及び、リニアイメージセンサからの出力信号を受け取りビデオ信号を形成する信号処理回路を具えるコンフォーカル顕微鏡と、前記光ビームの走査スポットと端縁との間の光軸方向の相対距離を変化させる手段とを用いて前記ディスク状又は板状物体の端縁を撮像するに当たり、
前記対物レンズの光軸は、ディスク状又は板状物体の中心面に対して45°の角度に設定され、
前記ディスク状又は板状物体の端縁をはさんで第1の面の側及び第2の面の側から、走査スポットと端縁との間の相対距離を変えながら端縁の像をそれぞれ撮像し、前記信号処理回路において第1の面側から撮像した画像と第2の面側から撮像した画像とを合成してビデオ信号を出力することを特徴とする撮像方法。 - 請求項5に記載の撮像方法において、前記信号処理回路は、走査スポットと端縁との間の相対距離を変えながら撮像する間に得られた輝度値から最大輝度値を求め、得られた最大輝度値を用いて画像信号を作成し、第1の面側及び第2の面側からの撮像により得られた2つの画像信号を合成してビデオ信号を出力することを特徴とする撮像方法。
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