JPH10144123A - 検査用照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 寿命が長く、スポット径が大きく、しかもウ
エハの目視検査に最適な光を生成できる検査用照明装置
を実現する。 【解決手段】 （１）ウエハの目視検査で用いる照射光
を生成する検査用照明装置において、メタルハライドラ
ンプと、笠状に形成され内面にはディンプルが形成され
ていて、前記メタルハライドランプの照射光を前記内面
で拡散してから集光し、拡散によりメタルハライドラン
プの輝度分布を均一化する楕円ミラーと、前記メタルハ
ライドランプの照射光から橙色の波長付近の光を抽出す
る色変換フィルタとを具備したことを特徴とする検査用
照明装置。 （２）前記メタルハライドランプは水平軸を光軸とする
光を照射し、前記メタルハライドランプが照射した水平
軸方向の光を反射し、ウエハに対して所定の角度をなし
て当たる光に変換する反射ミラーを具備したことを特徴
とする（１）記載の検査用照明装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハの目視検査
で用いる照射光を生成する検査用照明装置に関するもの
である。更に詳しくは、寿命を長くしかもスポット径を
大きくするための改良を施した検査用照明装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体を形成するためのシリコンウエハ
に汚れやきず等がないかを検査するときに、目視で検査
をしていた。目視検査を行うときは、シリコンウエハを
照明で照らし出した状態で検査する。従来、シリコンウ
エハの目視検査に用いる検査用照明装置として、ハロゲ
ンランプがあった。シリコンウエハは研磨面が紫色で裏
面が茶色であるため、橙色の光に対して感度が強い。従
って、ハロゲンランプが発する橙色系の照射光は目視検
査に最適であった。しかし、ハロゲンランプは、最大光
束を照射したときの寿命は約３０時間と短い。従って、
例えば１日１０時間ずつ点灯して検査すると、３日毎に
ランプを交換しなければならない。また、ハロゲンラン
プのスポット径は７０ｍｍと小さく、シリコンウエハが
６インチウエハ、８インチウエハ、１２インチウエハと
大口径化してくると、１枚のウエハを検査するときに光
スポットを動かす回数が多くなり、目視検査に要する時
間が長くなる。例えば、スポット径は７０ｍｍで８イン
チのウエハを検査するときは、８回も光スポットを移動
しなければならない。ハロゲンランプよりも高輝度でス
ポット径が大きくかつ寿命が長い照明としてメタルハラ
イドランプがある。しかし、メタルハライドランプの照
射光は白色系で検査に適した色合いを帯びていない。ま
た、メタルハライドランプは放電により発光を行ってい
るため、放電ポイントがある。放電ポイントは他の部分
よりも輝度が高い。放電ポイントがあることによりメタ
ルハライドランプの光スポットには輝点ができる。図６
は輝点ができた光スポットの例を示した図である。図６
でＳは光スポット、Ｃは輝点である。輝点Ｃは光スポッ
トＳの他の部分よりも明るくなっている。輝点Ｃがシリ
コンウエハを目視検査するときに邪魔になる。このた
め、メタルハライドランプの光はそのままではシリコン
ウエハの検査には使えなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題
点を解決するためになされたものであり、メタルハライ
ドランプに、照射光を拡散して輝度分布を均一化する楕
円ミラーと、橙色の波長付近の光を抽出するフィルタを
付加することにより、寿命が長く、スポット径が大き
く、しかもウエハの目視検査に最適な光を生成できる検
査用照明装置を実現することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は次の構成になっ
た検査用照明装置である。 （１）ウエハの目視検査で用いる照射光を生成する検査
用照明装置において、メタルハライドランプと、笠状に
形成され内面にはディンプルが形成されていて、前記メ
タルハライドランプの照射光を前記内面で拡散してから
集光し、拡散によりメタルハライドランプの輝度分布を
均一化する楕円ミラーと、前記メタルハライドランプの
照射光から橙色の波長付近の光を抽出する色変換フィル
タと、を具備したことを特徴とする検査用照明装置。 （２）前記メタルハライドランプは水平軸を光軸とする
光を照射し、前記メタルハライドランプが照射した水平
軸方向の光を反射し、ウエハに対して所定の角度をなし
て当たる光に変換する反射ミラーを具備したことを特徴
とする（１）記載の検査用照明装置。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明を説明
する。図１は本発明の一実施例を示した構成図である。
図１で、１は光源となるメタルハライドランプである。
２は笠状に形成され内面にはディンプル（凹凸）が形成
された楕円ミラーである。楕円ミラー２は内面のディン
プルによりメタルハライドランプ１の照射光を拡散して
から集光する。このとき、メタルハライドランプ１の照
射光に含まれた可視光線は集光し、熱線は笠の外へ放出
する。このことから、楕円ミラー２はディンプル付きの
コールドミラーとなっている。メタルハライドランプ１
は放電により発光を行っているため、メタルハライドラ
ンプ１の照射光をそのまま当てると、光スポットに輝点
ができる。楕円ミラー２はディンプルでメタルハライド
ランプ１の照射光を拡散することによって、輝度分布を
均一化する。これによって、光スポットには輝点ができ
ない。メタルハライドランプ１と楕円ミラー２はユニッ
トになっていて、ワンタッチで交換可能になっている。

【０００６】３は反射ミラーで、メタルハライドランプ
１の光軸Ｌに対して４５°の角度をなし、さらに光軸Ｌ
のまわりに所定角度例えば４５°傾けた姿勢で配置され
ている。４は集光凸レンズで、反射ミラー３で反射され
た光を集光する。５は楕円穴をもったアパーチャーマス
クで、楕円光を生成する。６は色変換フィルタで、アパ
ーチャーマスク５を通過後した光から橙色の波長付近の
光を抽出する。メタルハライドランプ１の照射光は、そ
のままだと白色系の光である。色変換フィルタ６は、メ
タルハライドランプ１の照射光の中から橙色系の光を抽
出する。これによって、ハロゲンランプの光と近似した
色合いの光を得る。

【０００７】７は投射レンズで、色変換フィルタ６を通
過後の光をウエハ８に照射する。アパーチャーマスク５
で変換された楕円光は、ウエハ面に対して４５°の角度
をなして照射される。これによって、ウエハ８上の光ス
ポットの形状はほぼ真円に近い形になる。ウエハ面に対
して４５°の角度をなして光を照射しているのは、垂直
に光を照射するときに比べて斜めに光を照射したときの
方がウエハの目視検査を行いやすいためである。なお、
照射角は４５°以外でもよい。９は装置の駆動電力を供
給する電源部、１０は電源部９から供給された電力をも
とにメタルハライドランプ１に高電圧をかけて点灯させ
るイグナイターである。

【０００８】図の破線で囲んだ部分が照明装置の部分
で、光源部２０と鏡筒部２１とからなる。これらの部分
は光軸Ｌのまわりに回転自在に保持されている。

【０００９】図２は図１の矢印Ａ方向から見た図であ
る。図２で光軸Ｌの方向は紙面と直交する方向である。
光源部２０と鏡筒部２１が光軸Ｌのまわりに回転位置を
変えることにより照射光の方向とウエハ面がなす照射角
θが変わる。これによって、任意の照射角でウエハに光
を照射できる。

【００１０】本発明の装置の動作を説明する。メタルハ
ライドランプ１から照射した光は楕円ミラー２の内面の
ディンプルで拡散されてから集光される。メタルハライ
ドランプ１は放電により光を照射しているため、そのま
ま光を照射すると光スポットには輝点ができる。楕円ミ
ラー２の内面のディンプルでメタルハライドランプ１の
照射光を拡散し、輝度分布を均一化することによって光
スポットには輝点ができない。

【００１１】図３は光スポットの照度分布の実験データ
を示した図である。図３て、Ｇ１は楕円ミラーを設けな
い場合、Ｇ２は設けた場合の照度分布である。図３に示
すように、楕円ミラーを設けた場合は設けない場合に比
べて照度分布が均一化される。これによって、光スポッ
トには輝点ができない。

【００１２】楕円ミラー２で集光された光は反射ミラー
３で反射され、アパーチャマスク５で楕円光に変換され
る。反射ミラー３は光軸Ｌのまわりに４５°傾けた姿勢
をとっているため、ウエハ面に対して４５°の照射角で
当たる。楕円光が４５°の照射角で当たることによっ
て、ウエハ８上にはほぼ真円に近い形の光スポットがで
きる。楕円ミラー２で集めた光は白色系の光になる。光
路上に設けた色変換フィルタ６は照射光の中から橙色系
の光を抽出する。これによって、ハロゲンランプの光と
近似した色相の光が得られる。

【００１３】図４及び図５は光の色温度特性を示した図
である。図４は色変換フィルタ６を通過前の光の色温度
特性、図５は通過後の光の色温度特性の実験データを示
した図である。図４及び図５のグラフの縦軸には得られ
た実験データの個数をとっている。これらの図に示すよ
うに、色変換フィルタ６を通過前の光は波長が６１００
ケルビン付近の白色系の光になり、色変換フィルタ６を
通過後の光は波長が３３００ケルビン付近の橙色系の光
になる。この実験データから、色変換フィルタ６を設け
たことにより、ハロゲンランプの光と近似した橙色系の
色相の光が得られる。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば次の効果が得られる。 メタルハライドランプの照射光を拡散して輝度分布を
均一化する楕円ミラーを設けているため、メタルハライ
ドランプの光スポットには輝点は映らない。また、橙色
の波長付近の光を抽出するフィルタを設けているため、
メタルハライドランプの照射光の中から橙色系の光を抽
出できる。これによって、本発明によれば、メタルハラ
イドランプが本来もっていた欠点がカバーされ、メタル
ハライドランプを用いて、寿命が長く、スポット径が大
きく、しかもウエハの目視検査に最適な色合いの光を生
成する検査用照明装置を実現できる。 メタルハライドランプの照射光を反射し、ウエハに対
して所定の角度をなして当たる光に変換する反射ミラー
が設けられているため、メタルハライドランプは光軸を
水平にして配置できる。これによって、ランプの寿命を
長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。

【図２】図１の矢印Ａ方向から見た図である。

【図３】光スポットの照度分布の実験データを示した図
である。

【図４】光の色温度特性を示した図である。

【図５】光の色温度特性を示した図である。

【図６】メタルハライドランプの光スポットを示した図
である。

【符号の説明】

１ メタルハライドランプ ２ 楕円ミラー ３ 反射ミラー ６ 色変換フィルタ ８ ウエハ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハの目視検査で用いる照射光を生成
   する検査用照明装置において、 メタルハライドランプと、 笠状に形成され内面にはディンプルが形成されていて、
   前記メタルハライドランプの照射光を前記内面で拡散し
   てから集光し、拡散によりメタルハライドランプの輝度
   分布を均一化する楕円ミラーと、 前記メタルハライドランプの照射光から橙色の波長付近
   の光を抽出する色変換フィルタと、を具備したことを特
   徴とする検査用照明装置。
2. 【請求項２】 前記メタルハライドランプは水平軸を光
   軸とする光を照射し、 前記メタルハライドランプが照射した水平軸方向の光を
   反射し、ウエハに対して所定の角度をなして当たる光に
   変換する反射ミラーを具備したことを特徴とする請求項
   １記載の検査用照明装置。