JP4990630B2

JP4990630B2 - 表面検査装置及び表面検査方法

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Publication number: JP4990630B2
Application number: JP2006547980A
Authority: JP
Inventors: 義典林; 広幸西風舘; 誠京屋; 宏治泉妻; 弘美長濱; みゆき清水; 和彦浜谷
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp; Covalent Materials Corp
Current assignee: Coorstek KK; Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2025-11-30
Also published as: TW200626869A; CN101069088B; KR20070064376A; US7403278B2; KR100904007B1; CN101069088A; US20070222977A1; TWI388798B; JPWO2006059647A1; WO2006059647A1

Description

本発明は、シリコンウエハ等の板状物体の外周縁部に形成された複数の面を撮影し、該複数の面の画像を得るようにした表面検査装置及び表面検査方法に関する。

一般に、板状物体であるシリコンウエハの外周縁部には外周面と、該シリコンウエハの上下一対の板面とによってエッジ部が形成される。エッジ部は外力が加わることで損傷し易いため面取り加工される。それによって、シリコンウエハの外周縁部には外周面と、面取り加工によって形成された第１のテーパ面及び第２のテーパ面が存在する。

前記板状物体の外周縁部に形成された３つの面に打痕、クラック、微小突起、パーティクルの付着などの欠陥があると、シリコンウエハに致命的な不具合が生じることがある。そこで、面取り加工されたシリコンウエハは、外周縁部の３つの面に打痕、クラック、微小突起、パーティクルの付着などの欠陥があるか否かを検査するようにしている。

従来、シリコンウエハにおける外周縁部の検査をする場合、該外周縁部の複数の面を撮影し、該複数の面の画像を得るようにした表面検査装置が提案されている。このような従来技術は、たとえば、下記に示す特許文献１や特許文献２に示されている。

すなわち、従来の表面検査装置は、図８に示すように、第１乃至第３のＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃを撮影部として有している。検査対象となる円盤状のシリコンウエハ１００の外周縁部には、外周面１０１ａ、シリコンウエハ１００の上面外縁の面取りにて形成された上側テーパ面１０１ｂ、及びシリコンウエハ１００の下面外縁の面取りにて形成された下側テーパ面１０１ｃの３つの面が形成されている。

前記第１のＣＣＤカメラ１０ａは前記外周縁部の外周面１０１ａに対向する位置に配置され、第２のＣＣＤカメラ１０ｂは上側テーパ面１０１ｂに対向する位置に配置される。前記第３のＣＣＤカメラ１０ｃは前記下側テーパ面１０１ｃに対向する位置に配置される。

このような状態で、シリコンウエハ１００をその中心を軸（図示略）にして回転させることにより、第１乃至第３のＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃそれぞれがシリコンウエハ１００の外周縁部における外周面１０１ａ、上側テーパ面１０１ｂ及び下側テーパ面１０１ｃを別々に撮像する。

それによって、第１のＣＣＤカメラ１０ａから出力される撮像信号に基づく外周面１０１ａに対応した画像と、第２のＣＣＤカメラ１０ｂから出力される撮像信号に基づく上側テーパ面１０１ｂに対応した画像と、第３のＣＣＤカメラ１０ｃから出力される撮像信号に基づく下側テーパ面１０１ｃに対応した画像がそれぞれ別々に得られることになる。

これらの画像は、たとえばモニタ装置に表示される。検査員は、そのモニタ装置に表示された前記シリコンウエハ１００の外周縁部の外周面１０１ａ、上側テーパ面１０１ｂ及び下側テーパ面１０１ｃのそれぞれに対応する画像から、前記外周縁部にクラックやパーティクルの付着等の欠陥が存在するか否かを検査する。
特開２００３−１３９５２３号公報特開２００３−２４３４６５号公報

［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、前述したような従来の表面検査装置では、シリコンウエハの外周縁部に形成された複数の面、つまり外周面１０１ａ、上側テーパ面１０１ｂ及び下側テーパ面１０１ｃをそれぞれ第１乃至第３のＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃで撮影し、各面ごとに別々の画像を得るようにしている。

そのため、３台のＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃを備えることで、装置自体が大型化すると共にコストがかさんでしまうということがある。また、第１乃至第３のＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃから別々に得られた３画面の画像の同期合わせをする必要が生じるから、その画像処理も複雑なものとなってしまう。

本発明は、前述したような従来の問題を解決するためになされたもので、低コスト化かつコンパクト化が可能で、その画像処理も容易になり得る表面検査装置及び表面検査方法を提供するものである。

本発明は、板状物体の外周縁部に、この板状物体の外周面と、前記板状物体における一方の板面と前記外周面とがなす第１のエッジ部を面取りして形成された第１のテーパ面と、前記外周面と前記板状物体の他方の板面とがなす第２のエッジ部を面取りして形成された第２のテーパ面とが形成されていて、前記第１のテーパ面、第２のテーパ面及び外周面を検査する表面検査装置であって、
前記板状物体の前記第１のテーパ面、第２のテーパ面及び外周面を撮影する撮影機構と、
前記撮影機構にて得られた画像を処理する画像処理装置を具備し、
前記撮影機構は、前記板状物体の複数の面の像を同一方向に導く光学系と、
撮像面を有し、前記光学系によって同一方向に導かれた複数の面の像が前記撮像面に結像される単一のカメラユニットを具備し、
前記光学系は、
前記第１のテーパ面の像を１回だけ反射して該像が前記カメラユニットの前記撮像面に合焦状態で結像されるよう配置された第１のガイドミラーと、
前記第２のテーパ面の像を１回だけ反射して該像が前記カメラユニットの前記撮像面に合焦状態で結像されるよう配置された第２のガイドミラーと、
前記カメラユニットと前記外周面との間に設けられ、該外周面の像を反射させることなく前記カメラユニットの撮像面に合焦状態で結像させる補正レンズを有することを特徴とする表面検査装置にある。

本発明は、板状物体の外周縁部に、この板状物体の外周面と、前記板状物体における一方の板面と前記外周面とがなす第１のエッジ部を面取りして形成された第１のテーパ面と、前記外周面と前記板状物体の他方の板面とがなす第２のエッジ部を面取りして形成された第２のテーパ面とが形成されていて、前記第１のテーパ面、第２のテーパ面及び外周面を検査する表面検査方法であって、
前記板状物体の前記第１のテーパ面、第２のテーパ面及び外周面を撮影機構によって撮影する工程と、
前記撮影する工程にて得られた画像を画像処理装置にて処理する工程を具備し、
前記撮影する工程は、前記板状物体の複数の面の像を光学系にて同一方向に導く工程と、
前記光学系によって同一方向に導かれた複数の面の像を単一のカメラユニットの撮像面に結像させる工程を具備し、
前記光学系にて同一方向に導く工程は、
前記第１のテーパ面の像を第１のガイドミラーによって１回だけ反射して該像が前記カメラユニットの前記撮像面に合焦状態で結像させる工程と、
前記第２のテーパ面の像を第２のガイドミラーによって１回だけ反射して該像が前記カメラユニットの前記撮像面に合焦状態で結像させる工程と、
前記第１、第２のテーパ面及び前記外周面から前記撮像面までのそれぞれの光路長の違いを、前記外周面と前記撮像面との間、或いは前記第１、第２のテーパ面と前記撮像面との間に設けられた補正レンズによって揃える工程と
を具備したことを特徴とする表面検査方法にある。

［発明の効果］
本発明に係る表面検査装置及び表面検査方法によれば、単一のカメラユニットによって検査対象となる板状物体の外周縁部に形成された複数の面に対応した画像を得ることができるので、その装置の低コスト化及びコンパクト化を図ることができるようになる。

しかも、板状物体の外周縁部の複数の面それぞれの像が単一のカメラユニットの撮像面に結像されるため、その撮像面に結像した前記複数の面の複数の画像を一括して処理できるようになるので、その画像処理も容易になる。

図１は、本発明の実施の形態に係る表面検査装置における撮影機構の構成例を示す図である。図２は、本発明の実施の形態に係る表面検査装置における撮影機構の他の構成例を示す図である。図３は、本発明の実施の形態に係る表面検査装置の基本構成を示す図である。図４は、撮影対象となるシリコンウエハを示す図である。図５は、図４に示すシリコンウエハのノッチが形成された外周縁部を撮影した際の表示画像例を示す図である。図６は、本発明の実施の形態に係る表面検査装置における撮像機構の他の構成例を示す図である。図７は、図６に示す撮像機構を用いてシリコンウエハのノッチが形成された外周縁部を撮影した際の表示画像例を示す図である。図８は、従来の表面検査装置における撮影機構の構成例を示す図である。

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。

本発明の実施の形態に係る表面検査装置の撮影機構５０は、図１に示すように構成される。この表面検査装置は、板状のシリコンウエハ１００を検査対象とし、その外周縁部のクラックやパーティクルの付着などの欠陥を検査し得るものである。

図１において、シリコンウエハ１００は、ターンテーブル１１０上にセットされ、そのターンテーブル１１０の回転に伴ってその軸心Ｌｃを中心にして回転するようになっている。シリコンウエハ１００の外周縁部は、外周面１０１ａと、この外周面１０１ａと前記ターンテーブル１１０に対向する面とは逆側の面である、上面とがなす第１のエッジ部を面取りして形成された第１のテーパ面である、上側テーパ面１０１ｂと、外周面１０１ａと前記ターンテーブルに対向する下面とがなす第２のエッジ部を面取りして形成された第２のテーパ面である、下側テーパ面１０１ｃを有する。

シリコンウエハ１００の外周縁部における上側テーパ面１０１ｂ近傍には第１のガイドミラー１１が配置され、その下側テーパ面１０１ｃ近傍には第２のガイドミラー１２が配置されている。第１のガイドミラー１１にて反射された上側テーパ面１０１ｂの像が導かれる方向と、第２のガイドミラー１２にて反射された下側テーパ面１０１ｃの像が導かれる方向とが同方向に平行となるように、第１のガイドミラー１１及び第２のガイドミラー１２の傾きが設定されている。

カメラユニット２０は、カメラレンズ２０ａとカメラ本体２０ｂを有している。カメラ本体２０ｂは、例えば、撮像素子としてＣＣＤラインセンサ２０ｃを備え、カメラレンズ２０ａを通して導かれる像がそのＣＣＤラインセンサ２０ｃの撮像面２０ｄに形成されるようになっている。そして、カメラユニット２０は、シリコンウエハ１００の外周縁部を含む視野範囲を有し、前述した第１のガイドミラー１１及び第２のガイドミラー１２にて導かれる上側テーパ面１０１ｂの像及び下側テーパ面１０１ｃの像が前記撮像面２０ｄに合焦状態で結像される位置、つまりピントが合う状態で結像される位置に配置されている。

なお、上側テーパ面１０１ｂ、第１のガイドミラー１１及びカメラユニット２０の相対的位置関係と、下側テーパ面１０１ｃ、第２のガイドミラー１２及びカメラユニット２０との相対的位置関係とを同じにすることにより、前述したように、上側テーパ面１０１ｂの像と下側テーパ面１０１ｃの像とを同時に前記撮像面２０ｄに合焦状態で結像させることができる。

シリコンウエハ１００の外周面１０１ａの像はカメラユニット２０のカメラレンズ２０ａを通してカメラ本体２０ｂ内の撮像面２０ｄに形成される。この場合、上側テーパ面１０１ｂ及び下側テーパ面１０１ｃから第１のガイドミラー１１及び第２のガイドミラー１２を介したカメラユニット２０までのそれぞれ光路長と、外周面１０１ａからカメラユニット２０までの光路長が異なるため、そのままでは、外周面１０１ａの像がカメラ本体２０ｂ内の撮像面２０ｄに合焦状態で結像されない。そこで、シリコンウエハ１００の外周面１０１ａとカメラユニット２０との間に凸レンズからなる補正レンズ１３を設置する。

この補正レンズ１３によりシリコンウエハ１００の外周面１０１ａの虚像を形成することにより、その虚像形成位置からカメラユニット２０までの光路長と、前述した上側テーパ面１０１ｂ及び下側テーパ面１０１ｃから第１のガイドミラー１１及び第２のガイドミラー１２を介したカメラユニット２０までのそれぞれの光路長とを揃えることができる。これにより、シリコンウエハ１００の外周面１０１ａの像が補正レンズ１３及びカメラレンズ２０ａにてカメラ本体２０ｂ内の撮像面２０ｄに合焦状態で結像するように導かれる。

このように、カメラユニット２０とシリコンウエハ１００の外周縁部との間に設置した光学系としての第１のガイドミラー１１、第２のガイドミラー１２及び補正レンズ１３により、前記外周縁部における外周面１０１ａ、上側テーパ面１０１ｂ及び下側テーパ面１０１ｃの各像がカメラユニット２０の撮像面２０ｄに合焦状態で結像されるように導かれる。

なお、補正レンズ１３をカメラユニット２０とシリコンウエハ１００の外周面１０１ａとの間に設置しなくてもよい。この場合、カメラレンズ２０ａの焦点位置の調整によって外周面１０１ａの像が撮像面２０ｄに合焦状態で結像する位置にカメラユニット２０を設置する。

そして、上側テーパ面１０１ｂとカメラユニット２０との光路及び下側テーパ面１０１ｃとカメラユニット２０までの光路に、それぞれ凹レンズからなる補正レンズを設置する。これによっても、シリコンウエハ１００の外周面１０１ａ、上側テーパ面１０１ｂ及び下側テーパ面１０１ｃの各像をカメラユニット２０の撮像面２０ｄに合焦状態で結像させることができる。

なお、前記撮像面２０ｄの合焦状態での結像とは、カメラユニット２０によって撮像される像（実像又は虚像）がカメラレンズ２０ａの焦点位置に一致する場合だけでなく、その像がカメラレンズ２０ａの焦点深度の範囲内にある場合も含む。

また、この表面検査装置では、シリコンウエハ１００の外周縁部を照らす照明装置（図示略）が設けられている。この照明装置として、例えば、特開２００３−１３９５２３号公報、及び特開２００３−２４３４６５号公報にて開示される装置にて用いられているＣ形状の光源を用いることができる。

表面検査装置の撮像機構は、図２に示すように構成することもできる。

すなわち、この場合の撮像機構５０Ａは、カメラユニット２０とシリコンウエハ１００の外周縁部との間に設置される光学系を構成する方向変換ミラー１４を備えている。方向変換ミラー１４は、補正レンズ１３を介して導かれるシリコンウエハ１００の外周面１０１ａの像、第１のガイドミラー１１を介して導かれる上側テーパ面１０１ｂの像及び第２のガイドミラー１２を介して導かれる下側テーパ面１０１ｃの像を反射してその導く方向を略９０°変換する。そして、方向変換ミラー１４にて反射された各像がカメラ本体２０ｂ内のＣＣＤラインセンサ２０ｃの撮像面２０ｄにて結像するよう、カメラユニット２０が配置される。

このように、方向変換ミラー１４を設けることにより、検査対象となるシリコンウエハ１００の外周縁部に対向して設置されていたカメラユニット２０（図１参照）をシリコンウエハ１００の斜め下方に設置できるようになる。

前述したような構造となる撮影機構５０，５０Ａを含む表面検査装置の基本的な構成は、図３に示すようになる。すなわち、前記表面検査装置は、前述したようにシリコンウエハ１００の外周縁部が視野範囲となる所定位置に配置されたカメラユニット２０、画像処理装置３０及びモニタ装置４０を備えている。カメラユニット２０は、ターンテーブル１１０にて回転させられるシリコンウエハ１００の外周面１０１ａ、上側テーパ面１０１ｂ、下側テーパ面１０１ｃの３つの像に対応した画像信号を順次画像処理装置３０に送る。

画像処理装置３０は、カメラユニット２０からの画像信号を順次取り込み、その画像信号に基づいて、カメラユニット２０にて撮影された画像を表す画像データを１画面分画像メモリ上に展開する。そして、画像処理装置３０は、画像メモリ上に展開された１画面分の画像データを順次モニタ装置４０に出力する。それにより、モニタ装置４０には、その１画面分の画像が表示される。

前述したように、カメラユニット２０の撮像面２０ｄには、シリコンウエハ１００の外周面１０１ａの像、上側テーパ面１０１ｂの像、下側テーパ面１０１ｃの像の３つの像が結像されるので、その３つの像に対応した画像信号に基づいた前記１画面分の画像は、それら３つの像を鮮明に含むものとなる。

したがって、シリコンウエハ１００の外周縁部に、たとえば、図４に示すように、ノッチ１０２が形成される場合、そのノッチ部１０２がカメラユニット２０の視野範囲に入った際に取り込まれてモニタ装置４０に表示される画像は、図５に示すようになる。

図５において、モニタ装置４０の画面４０ａには、シリコンウエハ１００の外周面１０１ａに対応した視野画像部分Ｅａ、それを挟む上側テーパ面１０１ｂに対応した視野画像部分Ｅｂ及び下側テーパ面１０１ｃに対応した視野画像部分Ｅｃが表示される。

そして、外周面１０１ａに対応した視野画像部分Ｅａにはノッチ部２０１ａを含む外周面画像２００ａが表れ、上側テーパ面１０１ｂに対応した視野画像部分Ｅｂにはノッチ部２０１ｂを含む上側テーパ面画像２００ｂが表れ、下側テーパ面１０１ｃに対応した視野画像部分Ｅｃにはノッチ部２０１ｃを含む下側テーパ面画像２００ｃが表れる。

外周面画像２００ａ、上側テーパ面画像２００ｂ及び下側テーパ面画像２００ｃはもともと１画面に含まれる画像である。そのため、これらの画像の同期処理を行なわなくても、外周面画像２００ａのノッチ部２０１ａ、上側テーパ面画像２００ｂのノッチ部２０１ｂ及び下側テーパ面画像２００ｃのノッチ部２０１ｃの画面４０ａ上における横方向の位置は同一となる。

検査員は、モニタ装置４０の画面４０ａに１画面分の画像として表れる外周面画像２００ａ、上側テーパ面画像２００ｂ及び下側テーパ面画像２００ｃを見て、外周縁部の外周面１０１ａ、上側テーパ面１０１ｂ及び下側テーパ面１０１ｃに打痕、クラック、微小突起或いはパーティクルなどの付着等の欠陥があるか否かを目視検査することができる。

前述したような表面検査装置によれば、単一のカメラユニット２０にてシリコンウエハ１００の外周縁部を撮影することで、その外周縁部を構成する外周面１０１ａ、上側テーパ面１０１ｂ及び下側テーパ面１０１ｃの各像に対応した鮮明な外周面画像２００ａ、上側テーパ面画像２００ｂ及び下側テーパ面画像２００ｃを含む１画面分の画像がモニタ装置４０に表示されるようになる。したがって、従来のように各面を個別に撮影するための複数のカメラを必要とせず、装置の低コスト化及びコンパクト化を図ることができるようになる。

また、画像処理装置３０では、外周面１０１ａ、上側テーパ面１０１ｂ及び下側テーパ面１０１ｃの像に対応した画像データを個別に処理するのではなく、１画面分の画像データとして処理することができる。このため、画像処理量を低減させることが可能になると共に、前述したように、検査対象となるシリコンウエハ１００が回転するものであっても、各面に対応した画像表示に際してその同期をとる必要もない。このため、画像処理装置３０での処理も比較的簡単なものとなる。

図６は表面検査装置のさらに別の実施の形態を示す。なお、図１と同一部分には同一記号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１に示した撮像機構５０がシリコンウエハ１００の外周面１０１ａ、上側テーパ面１０１ｂ及び下側テーパ面１０１ｃを撮像したのに対し、図６に示す撮像機構５０Ｂは、これら３つの面にさらにシリコンウエハ１００の外周縁部上面１００ａと外周縁部下面１００ｂの像をカメラユニット２０のカメラレンズ２０ａを通してカメラ本体２０ｂ内の撮像面２０ｄに撮像するようにしている。

すなわち、前記撮像機構５０Ｂは、シリコンウエハ１００の外周縁部上面１００ａの近傍に第３のガイドミラー１５が配置され、外周縁部下面１００ｂの近傍に第４のガイドミラー１６が配置されている。第３のガイドミラー１５にて反射した外周面縁部上面１００ａの像が導かれる方向と、第４のガイドミラー１６にて反射した外周縁部下面１００ｂの像が導かれる方向は、いずれも第１のガイドミラー１１にて反射した上側テーパ面１０１ｂの像及び、第２のガイドミラー１２にて反射した下側テーパ面１０１ｃの像が導かれる方向と同方向に平行になるよう、前記第３のガイドミラー１５と第４のガイドミラー１６の傾き角度が設定されている。

シリコンウエハ１００の外周縁部上面１００ａ、及び外周縁部下面１００ｂの像は、カメラユニット２０のカメラレンズ２０ａを通してカメラ本体２０ｂ内の撮像面２０ｄに結像される。この場合、上側テーパ面１０１ｂ及び下側テーパ面１０１ｃから第１のガイドミラー１１及び第２のガイドミラー１２を介したカメラユニット２０までのそれぞれの光路長と、外周縁部上面１００ａ、外周縁部下面１００ｂからカメラユニット２０までの光路長が異なるため、そのままでは外周縁部上面１００ａ、外周縁部下面１００ｂの像がカメラ本体２０ｂ内の撮像面２０ｄに合焦状態で結像されなくなる。

そこで、シリコンウエハ１００の外周縁部上面１００ａとカメラユニット２０の間及び、外周縁部下面１００ｂとカメラユニット２０の間にそれぞれ凹レンズからなる補正レンズ１７を設置する。

補正レンズ１７を設置することにより、両者の光路長を光学的に揃えることができるから、シリコンウエハ１００の外周縁部上面１００ａと外周縁部下面１００ｂの像が、補正レンズ１７及びカメラレンズ２０ａを通ってカメラ本体２０ｂ内に導かれると、これらの像はＣＣＤラインセンサ２０ｃの撮像面２０ｄに合焦状態で結像されることになる。

つまり、この実施の形態では、光学系としての第１乃至第４のガイドミラー１１，１２，１５，１６及び補正レンズ１３，１７により、シリコンウエハ１００の外周縁部における外周面１０１ａ、上側テーパ面１０１ｂ、下側テーパ面１０１ｃ、外周縁部上面１００ａ及び外周縁部下面１００ｂの５つの各像が単一のカメラユニット２０の撮像面２０ｄに合焦状態で結像されるよう導かれる。

そして、カメラユニット２０は、ターンテーブル１１０にて回転させられるシリコンウエハ１００の５つの像に対応した画像信号を図３に示した画像処理装置３０に順次送り、画像処理装置３０では、カメラユニット２０からの画像信号を順次取り込み、その画像信号に基いて、カメラユニット２０にて撮像された画像を表す画像データを１画面分、画像メモリに展開する。そして、画像処理装置３０は、画像メモリ上に展開された１画面分の画像データを順次モニタ装置４０に出力する。

図７は前記撮像機構５０Ｂを用いてシリコンウエハ１００を撮像したときの、モニタ装置４０の画面４０ａに表示された画像を示し、図５に相当する図である。

図７において、図５との相違点は、モニタ装置４０の画面４０ａ内に、シリコンウエハ１００の外周縁部上面１００ａに対応した視野画像部分Ｅｄと、外周縁部下面１００ｂに対応した視野画像部分Ｅｅが、それぞれ最上位置、最下位置に表示される点である。そして、外周縁部上面１００ａに対応した視野画像部分Ｅｄにはノッチ２０１ｄを含む外周縁部上面画像２００ｄが表れ、外周縁部下面１００ｂに対応した視野画像部分Ｅｅにはノッチ部２０１ｅを含む外周縁部下面像２００ｅが表れる。

したがって、この実施の形態によれば、外周面画像２００ａ、上側テーパ面画像２００ｂ、下側テーパ面画像２００ｃ、外周縁部上面画像２００ｄ及び外周縁部下面画像２００ｅの５つの画像が１画面に含まれる画像となる。

そのため、これらの５つの画像の同期処理を行なわなくても、外周面画像２００ａのノッチ部２０１ａ、上側テーパ面画像２００ｂのノッチ部２０１ｂ、下側テーパ面画像２００ｃのノッチ部２０１ｃ、外周縁部上面画像２００ｄのノッチ部２０１ｄ及び外周縁部下面画像２００ｅのノッチ部２０１ｅの画面４０ａ上における横方向の位置は同一となる。

その結果、検査員は、モニタ装置４０の画面４０ａを見て、シリコンウエハ１００の外周縁部の外周面１０１ａ、上側テーパ面１０１ｂ、下側テーパ面１０１ｃ、外周縁部上面１００ａｄ及び外周縁部下面１００ｂに打痕、クラック、微小突起或いはパーティクルなどの付着等の欠陥があるか否かを目視検査することができる。

なお、カメラユニット２０と検査対象となるシリコンウエハ１００の外周縁部との間に設置する光学系は、図１、図２及び図６に示される構成に限られず、その外周縁部を構成する複数の面のそれぞれの像をカメラユニット２０に導き、ＣＣＤラインセンサ２０ｃの撮像面２０ｄに結像させることのできるものであれば、特に限定されない。

また、画像処理装置３０は、カメラユニット２０からの画像信号に基づいた画像をモニタ装置４０に表示させるだけでなく、更に所定の画像解析処理を行なうことにより、欠陥の有無判別、個数、分類などを自動的に行なうこともできる。

本発明に係る表面検査装置及び表面検査方法は、低コスト化かつコンパクト化が可能で、その画像処理も容易にすることができ、とくにシリコンウエハ等の外周縁部に形成された複数の面を検査する表面検査装置及び表面検査方法として有用である。

本発明に係る表面検査装置及び表面検査方法によれば、単一のカメラユニットを用いて検査対象となる板状物体の外周縁部における複数の面に対応した画像を得ることができるので、その装置の低コスト化及びコンパクト化を図ることができる。

また、検査対象となる板状物体の外周縁部における複数の面それぞれの像が単一のカメラユニットの撮像面に結像され、その撮像面に結像した前記複数の面の複数の像に対応した画像を一括して処理できるようになるので、その画像処理も容易になる。

Claims

板状物体の外周縁部に、この板状物体の外周面と、前記板状物体における一方の板面と前記外周面とがなす第１のエッジ部を面取りして形成された第１のテーパ面と、前記外周面と前記板状物体の他方の板面とがなす第２のエッジ部を面取りして形成された第２のテーパ面とが形成されていて、前記第１のテーパ面、第２のテーパ面及び外周面を検査する表面検査装置であって、
前記板状物体の前記第１のテーパ面、第２のテーパ面及び外周面を撮影する撮影機構と、
前記撮影機構にて得られた画像を処理する画像処理装置を具備し、
前記撮影機構は、前記板状物体の複数の面の像を同一方向に導く光学系と、
撮像面を有し、前記光学系によって同一方向に導かれた複数の面の像が前記撮像面に結像される単一のカメラユニットを具備し、
前記光学系は、
前記第１のテーパ面の像を１回だけ反射して該像が前記カメラユニットの前記撮像面に合焦状態で結像されるよう配置された第１のガイドミラーと、
前記第２のテーパ面の像を１回だけ反射して該像が前記カメラユニットの前記撮像面に合焦状態で結像されるよう配置された第２のガイドミラーと、
前記カメラユニットと前記外周面との間に設けられ、該外周面の像を反射させることなく前記カメラユニットの撮像面に合焦状態で結像させる補正レンズを有することを特徴とする表面検査装置。
前記光学系は、
前記板状物体の外周縁部上面の像を１回だけ反射して該像を前記カメラユニットに導く第３のガイドミラーと、
前記板状物体の外周縁部下面の像を１回だけ反射して該像を前記カメラユニットに導く第４のガイドミラーと、
前記カメラユニットと前記第３のガイドミラー及び前記第４のガイドミラーとの間にそれぞれ設けられ、前記板状物体の外周縁部上面の像と外周縁部下面の像を反射させることなく前記カメラユニットの撮像面に結像させる補正レンズをさらに有することを特徴とする請求項１記載の表面検査装置。
板状物体の外周縁部に、この板状物体の外周面と、前記板状物体における一方の板面と前記外周面とがなす第１のエッジ部を面取りして形成された第１のテーパ面と、前記外周面と前記板状物体の他方の板面とがなす第２のエッジ部を面取りして形成された第２のテーパ面とが形成されていて、前記第１のテーパ面、第２のテーパ面及び外周面を検査する表面検査装置であって、
前記板状物体の前記第１のテーパ面、第２のテーパ面及び外周面を撮影する撮影機構と、
前記撮影機構にて得られた画像を処理する画像処理装置を具備し、
前記撮影機構は、前記板状物体の複数の面の像を同一方向に導く光学系と、
撮像面を有し、前記光学系によって同一方向に導かれた複数の面の像が前記撮像面に結像される単一のカメラユニットを具備し、
前記カメラユニットはその撮像面に前記外周面が反射なしで直接合焦状態で結像される位置に設置され、
前記光学系は、
前記第１のテーパ面の像を第１のガイドミラーで１回だけ反射させて該像を前記カメラユニットに導く光路と、前記第２のテーパ面の像を第２のガイドミラーで１回だけ反射させて該像を前記カメラユニットに導く光路を有し、これらの光路には前記第１、第２のテーパ面の像を前記カメラユニットの撮像面に合焦状態で結像させる補正レンズがそれぞれ設置されることを特徴とする表面検査装置。
前記板状物体が載置されるターンテーブルを有し、該ターンテーブルによって前記板状物体は回転されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表面検査装置。
板状物体の外周縁部に、この板状物体の外周面と、前記板状物体における一方の板面と前記外周面とがなす第１のエッジ部を面取りして形成された第１のテーパ面と、前記外周面と前記板状物体の他方の板面とがなす第２のエッジ部を面取りして形成された第２のテーパ面とが形成されていて、前記第１のテーパ面、第２のテーパ面及び外周面を検査する表面検査方法であって、
前記板状物体の前記第１のテーパ面、第２のテーパ面及び外周面を撮影機構によって撮影する工程と、
前記撮影する工程にて得られた画像を画像処理装置にて処理する工程を具備し、
前記撮影する工程は、前記板状物体の複数の面の像を光学系にて同一方向に導く工程と、
前記光学系によって同一方向に導かれた複数の面の像を単一のカメラユニットの撮像面に結像させる工程を具備し、
前記光学系にて同一方向に導く工程は、
前記第１のテーパ面の像を第１のガイドミラーによって１回だけ反射して該像が前記カメラユニットの前記撮像面に合焦状態で結像させる工程と、
前記第２のテーパ面の像を第２のガイドミラーによって１回だけ反射して該像が前記カメラユニットの前記撮像面に合焦状態で結像させる工程と、
前記第１、第２のテーパ面及び前記外周面から前記撮像面までのそれぞれの光路長の違いを、前記外周面と前記撮像面との間、或いは前記第１、第２のテーパ面と前記撮像面との間に設けられた補正レンズによって揃える工程と
を具備したことを特徴とする表面検査方法。
前記カメラユニットの撮像面に結像された前記複数の面の各像を撮像面に結像させるときに、上記板状物体を回転させることを特徴とする請求項５記載の表面検査方法。