KR102557511B1 - 검사 장치 - Google Patents

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Abstract

(과제) 피검사물의 검사에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있는 검사 장치를 제공한다.
(해결수단) 판상의 피검사물 (11) 을 검사하는 검사 장치 (2) 로서, 피검사물을 유지하는 유지면 (6a) 을 구비한 피검사물 유지 수단 (6) 과, 피검사물의 면 (11a) 에 조사된 레이저 광선 (21) 의 산란광 (23) 에 기초하여 면 내의 결함을 검출하는 결함 검출 수단 (8) 과, 결함 검출 수단에 의해 검출된 결함이 포함되는 영역을 3 차원적으로 촬상하여 재평가하는 3 차원 측정 수단 (10) 을 포함한다.

Description

검사 장치{INSPECTION APPARATUS}
본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 피검사물을 검사하기 위한 검사 장치에 관한 것이다.
IC, LSI 등으로 대표되는 반도체 디바이스의 제조 공정에서는, 이른바 외관 검사 장치를 사용하여 반도체 웨이퍼의 표리면 등을 검사하는 경우가 많다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 외관 검사 장치에 의하면, 반도체 웨이퍼의 표리면 등을 촬상함으로써, 회로 패턴 내에 혼입된 이물질이나, 연삭·연마 등의 처리에서 발생하는 스크래치 등의 결함을 검출할 수 있다.
그런데, 상기 서술한 외관 검사 장치에서는, 반도체 웨이퍼의 표리면 등을 2 차원적으로 촬상하여 결함을 검출하기 때문에, 반도체 웨이퍼의 두께 방향 (높이 방향) 에 관한 결함의 상세한 정보를 얻을 수는 없다. 이 문제를 해결하기 위하여, 최근에는, 대상 영역을 복수 회 촬상하여 3 차원적인 정보를 얻는 3 차원 측정 장치가 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 2 참조).
일본 공개특허공보 평10-185535호 일본 공개특허공보 2015-38438호
상기 서술한 3 차원 측정 장치는, 비교적 좁은 영역의 정보를 상세하게 취득할 수 있는 한편, 넓은 영역을 개략적으로 검사하는 용도에는 적합하지 않다. 그 때문에, 이 3 차원 측정 장치를 사용하여 반도체 웨이퍼 등의 피검사물을 검사할 때에는, 외관 검사 장치에 의해 결함의 분포 등을 미리 확인해 두는 것이 통례이다.
그런데, 이와 같은 검사 방법에서는, 외관 검사 장치에 의한 검사 후에, 피검사물을 3 차원 측정 장치에 반입하여 상세한 검사를 실시하게 되기 때문에, 피검사물의 검사에 필요로 하는 시간이 길어지기 쉽다는 문제가 있었다. 본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 피검사물의 검사에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있는 검사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 판상의 피검사물을 검사하는 검사 장치로서, 그 피검사물을 유지하는 유지면을 구비한 피검사물 유지 수단과, 그 피검사물의 면에 조사된 레이저 광선의 산란광에 기초하여 그 면 내의 결함을 검출하는 결함 검출 수단과, 그 결함 검출 수단에 의해 검출된 그 결함이 포함되는 영역을 3 차원적으로 촬상하여 재평가하는 3 차원 측정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 검사 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 판상의 피검사물을 검사하는 검사 장치로서, 그 피검사물을 유지하는 유지면을 구비한 피검사물 유지 수단과, 그 피검사물의 면을 명 (明) 시야 또는 암 (暗) 시야에서 촬상하여 그 면 내의 결함을 검출하는 결함 검출 수단과, 그 결함 검출 수단에 의해 검출된 그 결함이 포함되는 영역을 3 차원적으로 촬상하여 재평가하는 3 차원 측정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 검사 장치가 제공된다.
상기 서술한 본 발명의 일 측면에 있어서, 그 결함 검출 수단은, 그 산란광의 광 강도가 미리 설정된 임계값을 초과한 경우에 그 결함이 존재한다고 판정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 측면에 관련된 검사 장치는, 피검사물의 면 내의 결함을 검출하는 결함 검출 수단과, 결함 검출 수단에 의해 검출된 결함이 포함되는 영역을 3 차원적으로 촬상하여 재평가하는 3 차원 측정 수단을 겸비하기 때문에, 피검사물의 면 내의 결함을 검출한 후에, 그 자리에서 결함이 포함되는 영역을 3 차원적으로 촬상하여 재평가할 수 있다. 따라서, 반송 등의 공정이 불필요해져, 피검사물의 검사에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
도 1 은 검사 장치의 주로 정면측을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2 는 검사 장치의 주로 배면측을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 3 은 결함 검출 유닛의 구성예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4 는 3 차원 측정 유닛의 구성예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5 는 간섭 유닛의 구성예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 6(A) 는, 결함 검출 공정을 모식적으로 나타내는 평면도이고, 도 6(B) 는, 결함 검출 유닛에 의해 측정되는 광 강도의 예를 나타내는 그래프이다.
도 7(A) 는, 재평가 공정을 모식적으로 나타내는 측면도이고, 도 7(B) 는, 형성되는 3 차원 화상의 예를 나타내는 도면이다.
도 8 은 제 1 변형예에 관련된 결함 검출 유닛을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 9 는 변형예에 관련된 검사 장치의 주로 배면측을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 일 측면에 관련된 실시형태에 대해 설명한다. 도 1 은, 검사 장치 (2) 의 주로 정면측을 모식적으로 나타내는 사시도이고, 도 2 는, 검사 장치 (2) 의 주로 배면측을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 검사 장치 (2) 는, 각 구성 요소를 지지하는 기대 (4) 를 구비하고 있다. 기대 (4) 의 중앙에는, 판상의 피검사물 (11) (도 3 등 참조) 을 유지하는 유지 테이블 (피검사물 유지 수단) (6) 이 형성되어 있다. 피검사물 (11) 은, 예를 들어, IC, LSI 등의 제조에 사용되는 원반상의 반도체 웨이퍼이다. 단, 피검사물 (11) 의 종류, 형상 등에 제한은 없으며, 예를 들어, 패키지 기판, 세라믹스 기판, 유리 기판 등을 피검사물 (11) 로 해도 된다.
유지 테이블 (6) 은, 예를 들어, 모터 등의 회전 구동원 (도시 생략) 에 연결되어 있고, Z 축 방향 (연직 방향) 에 대체로 평행한 회전축의 둘레로 회전한다. 유지 테이블 (6) 의 상면은, 피검사물 (11) 을 유지하는 유지면 (6a) 으로 되어 있다. 이 유지면 (6a) 은, 예를 들어, 유지 테이블 (6) 의 내부에 형성된 흡인로 (도시 생략) 등을 통해서 흡인원 (도시 생략) 에 접속되어 있다. 흡인원의 부압을 유지면 (6a) 에 작용시킴으로써, 피검사물 (11) 을 유지 테이블 (6) 로 유지할 수 있다.
기대 (4) 의 상면에는, 결함 검출 유닛 (결함 검출 수단) (8) 및 3 차원 측정 유닛 (3 차원 측정 수단) (10) 을 지지하는 문형의 지지 구조 (12) 가, 유지 테이블 (6) 에 걸치도록 배치되어 있다. 지지 구조 (12) 의 전면 (前面) (12a) 의 상부에는, 결함 검출 유닛 (8) 을 Y 축 방향 (좌우 방향) 으로 이동시키는 제 1 이동 기구 (14) 가 형성되어 있다.
제 1 이동 기구 (14) 는, 지지 구조 (12) 의 전면 (12a) 에 배치되고 Y 축 방향에 평행한 1 쌍의 제 1 가이드 레일 (16) 을 구비하고 있다. 제 1 가이드 레일 (16) 에는, 제 1 이동 기구 (14) 를 구성하는 이동 블록 (18) 이 슬라이드 가능하게 장착되어 있다. 이동 블록 (18) 의 이면측 (후면측) 에는, 너트부 (도시 생략) 가 형성되어 있으며, 이 너트부에는, 제 1 가이드 레일 (16) 에 평행한 제 1 볼 나사 (20) 가 나사 결합되어 있다.
제 1 볼 나사 (20) 의 일단부에는, 제 1 펄스 모터 (22) 가 연결되어 있다. 제 1 펄스 모터 (22) 로 제 1 볼 나사 (20) 를 회전시키면, 이동 블록 (18) 은, 제 1 가이드 레일 (16) 을 따라 Y 축 방향으로 이동한다. 이동 블록 (18) 의 하부에는, 결함 검출 유닛 (8) 이 형성되어 있다. 결함 검출 유닛 (8) 의 상세에 대해서는 후술한다.
한편, 지지 구조 (12) 의 후면 (12b) 의 상부에는, 3 차원 측정 유닛 (10) 을 Y 축 방향 및 Z 축 방향으로 이동시키는 제 2 이동 기구 (24) 가 형성되어 있다. 제 2 이동 기구 (24) 는, 지지 구조 (12) 의 후면 (12b) 에 배치되고 Y 축 방향에 평행한 1 쌍의 Y 축 가이드 레일 (26) 을 구비하고 있다. Y 축 가이드 레일 (26) 에는, 제 2 이동 기구 (24) 를 구성하는 Y 축 이동 플레이트 (28) 가 슬라이드 가능하게 장착되어 있다.
Y 축 이동 플레이트 (28) 의 이면측 (전면측) 에는, 너트부 (도시 생략) 가 형성되어 있으며, 이 너트부에는, Y 축 가이드 레일 (26) 에 평행한 Y 축 볼 나사 (30) 가 나사 결합되어 있다. Y 축 볼 나사 (30) 의 일단부에는, Y 축 펄스 모터 (32) 가 연결되어 있다. Y 축 펄스 모터 (32) 로 Y 축 볼 나사 (30) 를 회전시키면, Y 축 이동 플레이트 (28) 는, Y 축 가이드 레일 (26) 을 따라 Y 축 방향으로 이동한다.
Y 축 이동 플레이트 (28) 의 표면 (후면) 에는, Z 축 방향에 평행한 Z 축 가이드 레일 (34) 이 형성되어 있다. Z 축 가이드 레일 (34) 에는, 3 차원 측정 유닛 (10) 의 케이싱 (36) 이 슬라이드 가능하게 장착되어 있다. 케이싱 (36) 의 이면측 (전면측) 에는, 너트부 (도시 생략) 가 형성되어 있으며, 이 너트부에는, Z 축 가이드 레일 (34) 에 평행한 Z 축 볼 나사 (38) 가 나사 결합되어 있다.
Z 축 볼 나사 (38) 의 일단부에는, Z 축 펄스 모터 (40) 가 연결되어 있다. Z 축 펄스 모터 (40) 로 Z 축 볼 나사 (38) 를 회전시키면, 3 차원 측정 유닛 (10) 의 케이싱 (36) 은, Z 축 가이드 레일 (34) 을 따라 Z 축 방향으로 이동한다.
도 3 은, 결함 검출 유닛 (8) 의 구성예를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 결함 검출 유닛 (8) 은, 하방에 배치되는 피검사물 (11) 의 피검사면 (11a) 을 향해 레이저 광선 (21) 을 조사하는 레이저 조사 유닛 (42) 을 구비하고 있다. 이 레이저 조사 유닛 (42) 은, 예를 들어, 레이저 발진기에서 발진된 레이저 광선 (21) 을 피검사면 (11a) 에 집광한다.
피검사면 (11a) 의 레이저 광선 (21) 이 조사된 영역 (이하, 피조사 영역) 에 결함이 존재하는 경우, 레이저 광선 (21) 은 결함에서 산란되어, 산란광 (23) 이 발생한다. 한편, 피조사 영역에 결함이 존재하지 않는 경우, 레이저 광선 (21) 은 그대로 반사된다. 조사 유닛 (42) 의 레이저 발진기는, 예를 들어, 반도체 레이저이며, 결함에서의 산란에 적절한 파장 (405 ㎚ 등) 의 레이저 광선 (21) 을 발진한다. 단, 레이저 발진기의 종류나 레이저 광선 (21) 의 파장 등에 제한은 없다.
조사 유닛 (42) 의 주위에는, 상기 서술한 산란광 (23) 을 집광하는 통형상의 집광 유닛 (44) 이 배치되어 있다. 집광 유닛 (44) 의 내벽면 (44a) 은, 경면으로 마무리되어 있고, 하부에 형성된 개구 (44b) 로부터 집광 유닛 (44) 내에 들어가는 산란광 (23) 을 반사하여 상방의 집광점에 집광한다.
집광 유닛 (44) 의 상방에는, 집광된 산란광 (23) 을 검출하는 검출 유닛 (46) 이 배치되어 있다. 검출 유닛 (46) 은, 미약한 광을 검출 가능한 광전자 증배관 (48) 을 구비하고 있다. 광전자 증배관 (48) 은, 상기 서술한 산란광 (23) 의 집광점 근방에 배치된다. 이로써, 결함에서 기인되는 미약한 산란광 (23) 을 광전자 증배관 (48) 에서 적절히 검출할 수 있다.
도 4 는, 3 차원 측정 유닛 (10) 의 구성예를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 3 차원 측정 유닛 (10) 은, 각 구성 요소가 탑재되는 통형상의 케이싱 (36) 을 구비하고 있다. 케이싱 (36) 내의 측부에는, LED 등의 광원 (52) 이 설치되어 있다. 광원 (52) 에서 발생한 광 (25) 은, 주로 측방으로 방사된다.
광원 (52) 의 측방에는, 광원 (52) 으로부터 방사된 광 (25) 을 하방으로 유도하는 하프 미러 (54) 가 형성되어 있다. 하프 미러 (54) 의 하방에는, 하프 미러 (54) 에서 반사된 광원 (52) 의 광 (25) 을 피검사면 (11a) 에 집광하는 집광 유닛 (56) 이 배치되어 있다. 집광 유닛 (56) 은, 대표적으로는 볼록 렌즈이며, 예를 들어, 케이싱 (36) 의 하단에 형성된 경통 (58) 의 내부에 고정된다.
집광 유닛 (56) 의 하방에는, 참조용의 광 (27) 을 생성하고, 피검사면 (11a) 에서 반사된 광 (29) 과 간섭시키는 간섭 유닛 (60) 이 배치되어 있다. 도 5 는, 간섭 유닛 (60) 의 구성예를 모식적으로 나타내는 도면이다. 간섭 유닛 (60) 은, 대표적으로는, 미라우형의 간섭 광학계이며, 광 (25, 27, 29) 을 투과하는 유리 등의 재료로 이루어지는 플레이트 (62) 와, 플레이트 (62) 의 하방에 배치된 하프 미러 (64) 를 구비하고 있다.
플레이트 (62) 의 중앙에는, 참조면을 구성하는 미소한 참조 미러 (66) 가 배치되어 있다. 집광 유닛 (56) 을 통과하여 하프 미러 (64) 에서 상향으로 반사된 광 (25) 의 일부는, 참조 미러 (66) 에서 하향으로 반사된다. 한편, 하프 미러 (64) 를 투과한 광 (25) 의 다른 일부는, 피검사면 (11a) 에서 상향으로 반사된다.
참조 미러 (참조면) (66) 에서의 반사에 의해 생성된 참조용의 광 (27) 은, 하프 미러 (64) 에서 다시 상향으로 반사되고, 피검사면 (11a) 에서 반사된 광 (29) 과 함께, 플레이트 (62), 집광 유닛 (56), 하프 미러 (54) 등을 통과하여, 상방의 촬상 유닛 (68) 에 도달한다. 따라서, 촬상 유닛 (68) 에 도달하는 광 (27) 과 광 (29) 은, 피검사면 (11a) 으로부터 간섭 유닛 (60) 까지의 거리 등에 따른 소정의 조건으로 간섭하게 된다.
촬상 유닛 (68) 은, 복수의 화소가 2 차원적 (X 축 방향 및 Y 축 방향) 으로 배열된 CCD, CMOS 등의 촬상 소자를 구비하고 있다. 이 촬상 소자로, 광 (27) 과 광 (29) 의 간섭광의 2 차원적인 광 강도를 취득함으로써, 피검사면 (11a) 으로부터 간섭 유닛 (60) 까지의 거리 등에 따라 정해지는 휘도 분포를 갖는 화상을 형성할 수 있다.
요컨대, 취득되는 화상의 휘도는, 3 차원 측정 유닛 (10) 의 Z 축 방향의 위치에 따라 변화된다. 이 현상을 이용하여, 예를 들어, Z 축 방향의 위치를 바꾸어 취득되는 복수의 화상으로부터, 각각 휘도나 휘도 변화가 최대 등이 되는 좌표 (XY 좌표) 를 추출함으로써, 피검사면 (11a) 의 형상에 대응하는 3 차원 화상을 형성할 수 있다.
다음으로, 검사 장치 (2) 에 의해 실시되는 피검사물 (11) 의 검사 방법의 개략을 설명한다. 본 실시형태에 관련된 검사 방법에서는, 먼저, 검사 장치 (2) 의 유지 테이블 (6) 에 피검사물 (11) 을 유지시키는 유지 공정을 실시한다. 구체적으로는, 피검사면 (11a) 이 상방에 노출되도록 유지면 (6a) 에 피검사물 (11) 을 얹는다. 이 상태로, 흡인원의 부압을 유지면 (6a) 에 작용시키면, 피검사물 (11) 은 유지 테이블 (6) 에 의해 흡인, 유지된다.
유지 공정 후에는, 피검사면 (11a) 에 존재하는 결함의 분포를 결함 검출 유닛 (8) 으로 검출하는 결함 검출 공정을 실시한다. 도 6(A) 는, 결함 검출 공정을 모식적으로 나타내는 평면도이다. 이 결함 검출 공정에서는, 예를 들어, 도 6(A) 에 나타내는 바와 같이, 유지 테이블 (6) 을 Z 축의 둘레로 회전시킴과 함께, 결함 검출 유닛 (8) 을 Y 축 방향으로 이동시킨다. 이로써, 검사의 대상 영역은, 피검사면 (11a) 상에서 나선을 그리듯이 이동한다.
이 이동 동안에, 결함 검출 유닛 (8) 으로 산란광 (23) 의 강도를 연속적, 또는 단속적으로 측정함으로써, 결함의 분포를 피검사면 (11a) 의 대략 전체에서 검출할 수 있다. 도 6(B) 는, 결함 검출 유닛 (8) 으로 측정되는 광 강도의 예를 나타내는 그래프이다. 산란광 (23) 의 광 강도는, 일반적으로 결함이 존재하는 영역에서 커진다. 따라서, 예를 들어, 어느 영역 (좌표) 에서 측정된 산란광 (23) 의 광 강도가 미리 설정된 임계값 Ith 를 초과하는 경우에는, 그 영역 (좌표) 에 결함이 존재한다고 판정할 수 있다.
이 판정은, 예를 들어, 결함 검출 유닛 (8) 을 구성하는 판정 유닛 (도시 생략) 등에 의해 실시된다. 또한, 판정 유닛은, 결함 검출 유닛 (8) 의 외부에 형성되어 있어도 된다. 예를 들어, 검사 장치 (2) 의 전체를 제어하는 제어 유닛 (도시 생략) 등을, 결함 검출 유닛 (8) 의 판정 유닛으로서 사용할 수도 있다.
결함 검출 공정 후에는, 결함이 존재하는 영역을 3 차원 측정 유닛 (10) 으로 3 차원적으로 촬상하여 재평가하는 재평가 공정을 실시한다. 도 7(A) 는, 재평가 공정을 모식적으로 나타내는 측면도이다. 이 재평가 공정에서는, 먼저, 유지 테이블 (6) 을 Z 축의 둘레로 회전시킴과 함께, 3 차원 측정 유닛 (10) 을 Y 축 방향으로 이동시켜, 결함 검출 유닛 (8) 에 의해 결함이 검출된 영역 (XY 좌표) 에 3 차원 측정 유닛 (10) 을 위치 부여한다.
그리고, 3 차원 측정 유닛 (10) 의 Z 축 방향의 위치를 변경하면서, 각 위치 (Z 좌표) 에서 피검사면 (11a) 을 촬상한다. 상기 서술한 바와 같이, 취득되는 화상의 휘도는, 3 차원 측정 유닛 (10) 의 Z 축 방향의 위치에 따라 변화된다. 따라서, Z 축 방향의 위치를 바꾸어 취득되는 복수의 화상으로부터, 각각, 휘도나 휘도 변화가 최대 등이 되는 좌표 (XY 좌표) 를 추출하여 중첩함으로써, 피검사면 (11a) 의 형상에 대응하는 3 차원 화상을 형성할 수 있다.
도 7(B) 는, 형성되는 3 차원 화상의 예를 나타내는 도면이다. 3 차원 화상의 형성은, 예를 들어, 3 차원 측정 유닛 (10) 을 구성하는 처리 유닛 (도시 생략) 등에 의해 실시된다. 또한, 처리 유닛은, 3 차원 측정 유닛 (10) 의 외부에 형성되어 있어도 된다. 예를 들어, 검사 장치 (2) 의 전체를 제어하는 제어 유닛 등을, 3 차원 측정 유닛 (10) 의 처리 유닛으로서 사용할 수도 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에 관련된 검사 장치 (2) 는, 피검사물 (11) 의 피검사면 (11a) 내의 결함을 검출하는 결함 검출 유닛 (결함 검출 수단) (8) 과, 결함 검출 유닛에 의해 검출된 결함이 포함되는 영역을 3 차원적으로 촬상하여 재평가하는 3 차원 측정 유닛 (3 차원 측정 수단) (10) 을 겸비하기 때문에, 피검사물 (11) 의 피검사면 (11a) 내의 결함을 검출한 후에, 그 자리에서 결함이 포함되는 영역을 3 차원적으로 촬상하여 재평가할 수 있다. 따라서, 반송 등의 공정이 불필요해져, 피검사물 (11) 의 검사에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태의 기재에 한정되지 않고, 다양하게 변경하여 실시 가능하다. 예를 들어, 상기 실시형태에서는, 피검사물 (11) 의 피검사면 (11a) 에 조사한 레이저 광선 (21) 의 산란광 (23) 에 기초하여 피검사면 (11a) 내의 결함을 검출하는 결함 검출 유닛 (8) 을 예시하고 있지만, 다른 결함 검출 유닛을 사용할 수도 있다.
도 8 은, 제 1 변형예에 관련된 결함 검출 유닛 (결함 검출 수단) (8a) 을 모식적으로 나타내는 도면이다. 제 1 변형예에 관련된 결함 검출 유닛 (8a) 은, 예를 들어, 피검사물 (11) 의 피검사면 (11a) 을 명시야 또는 암시야에서 촬상하여, 이 피검사면 (11a) 내의 결함을 검출할 수 있도록 구성되어 있다.
결함 검출 유닛 (8a) 은, 명시야 관찰용의 명시야 광원 (72) 을 구비하고 있다. 명시야 광원 (72) 으로부터 방사된 명시야광 (31) 은, 조명 렌즈 (74), 하프 미러 (76), 경통 (78) 내의 대물렌즈 (80) 등을 거쳐, 평행 광속으로서 피검사물 (11) 의 피검사면 (11a) 에 조사된다. 또, 결함 검출 유닛 (8a) 은, 암시야 관찰용의 암시야 광원 (82) 을 구비하고 있다. 암시야 광원 (82) 으로부터 방사된 암시야광 (33) 은, 경통 (78) 내의 미러 (84) 등을 거쳐, 피검사물 (11) 의 피검사면 (11a) 에 대해 광속이 경사된 상태로 조사된다.
하프 미러 (76) 의 상방에는, 피검사면 (11a) 에서 반사된 반사광을 집광하여 결상하는 결상 렌즈 (86) 가 배치되어 있다. 결상 렌즈 (86) 의 더욱 상방에는, CCD, CMOS 등의 촬상 소자를 포함하는 촬상 유닛 (88) 이 배치되어 있다. 촬상 유닛 (88) 은, 결상 렌즈 (86) 에서 형성되는 상 (像) 에 대응한 화상을 생성한다.
이와 같이 구성된 결함 검출 유닛 (8a) 을 사용하는 결함 검출 공정에서는, 먼저, 명시야광 (31) 및 암시야광 (33) 을, 명시야 관찰 또는 암시야 관찰에 적합한 광량으로 조정한다. 그리고, 유지 테이블 (6) 을 Z 축의 둘레로 회전시킴과 함께, 결함 검출 유닛 (8) 을 Y 축 방향으로 이동시킨다. 이로써, 검사의 대상 영역은, 피검사면 (11a) 상에서 나선을 그리듯이 이동한다.
이 이동 동안에, 촬상 유닛 (88) 으로 피검사물 (11) 의 피검사면 (11a) 을 촬상하면, 명시야광 (31) 및 암시야광 (33) 의 광량에 따른 화상을 취득하여, 결함의 분포를 피검사면 (11a) 의 대략 전체에서 검출할 수 있다. 또한, 명시야에 의한 관찰은, 예를 들어, 흠집이나 결손 등의 결함을 검출하는 데에 적합하고, 암시야에 의한 관찰은, 예를 들어, 부착물 등의 결함을 검출하는 데에 적합하다.
또, 결함 검출 유닛으로 한 번에 관찰할 수 있는 영역이 충분히 넓은 경우 등에는, 반드시 유지 테이블 (6) 을 Z 축의 둘레로 회전시키거나, 결함 검출 유닛 (8) 을 Y 축 방향으로 이동시키거나 하지 않아도 된다.
도 9 는, 변형예에 관련된 검사 장치 (2a) 의 주로 배면측을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 또한, 변형예에 관련된 검사 장치 (2a) 의 구성 요소의 상당수는, 상기 서술한 검사 장치 (2) 의 구성 요소와 공통된다. 따라서, 공통의 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명을 생략한다. 도 9 에 나타내는 바와 같이, 변형예에 관련된 검사 장치 (2a) 는, 결함 검출 유닛 (8) 대신에, 제 2 변형예에 관련된 결함 검출 유닛 (결함 검출 수단) (8b) 을 구비하고 있다.
이 제 2 변형예에 관련된 결함 검출 유닛 (8b) 은, 예를 들어, 이미지 스캐너 등으로 불리는 화상 생성 장치이며, X 축 방향에 있어서 피검출면 (11a) 전체를 한 번에 촬상하여 검사할 수 있도록 구성되어 있다. 따라서, 이 결함 검출 유닛 (8b) 을 Y 축 방향으로 이동 (주사) 시키면서 피검출면 (11a) 을 촬상, 검사함으로써, 결함의 분포를 피검사면 (11a) 의 대략 전체에서 검출할 수 있다.
또한, 이미지 스캐너의 방식으로서는, 예를 들어, CCD 방식이나 CIS 방식 등을 들 수 있다. 단, 이들 방식은, 용도에 따라 임의로 선택할 수 있다. 또, 이 제 2 변형예에 관련된 결함 검출 유닛 (8b) 을 사용하는 경우에는, 유지 테이블 (6) 을 Z 축의 둘레로 회전시킬 필요는 없다.
나아가, 상기 서술한 결함 검출 유닛 (8) 과 결함 검출 유닛 (8a) 을 겸비하는 결함 검출 유닛 (결함 검출 수단) 등을 사용할 수도 있다. 그 외에, 상기 실시형태 및 변형예에 관련된 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한 적절히 변경하여 실시할 수 있다.
2, 2a : 검사 장치
4 : 기대
6 : 유지 테이블 (피검사물 유지 수단)
6a : 유지면
8, 8a, 8b : 결함 검출 유닛 (결함 검출 수단)
10 : 3 차원 측정 유닛 (3 차원 측정 수단)
12 : 지지 구조
12a : 전면
12b : 후면
14 : 제 1 이동 기구
16 : 제 1 가이드 레일
18 : 이동 블록
20 : 제 1 볼 나사
22 : 제 1 펄스 모터
24 : 제 2 이동 기구
26 : Y 축 가이드 레일
28 : Y 축 이동 플레이트
30 : Y 축 볼 나사
32 : Y 축 펄스 모터
34 : Z 축 가이드 레일
36 : 케이싱
38 : Z 축 볼 나사
40 : Z 축 펄스 모터
42 : 레이저 조사 유닛
44 : 집광 유닛
44a : 내벽면
44b : 개구
46 : 검출 유닛
48 : 광전자 증배관
52 : 광원
54 : 하프 미러
56 : 집광 유닛
58 : 경통
60 : 간섭 유닛
62 : 플레이트
64 : 하프 미러
66 : 참조 미러
68 : 촬상 유닛
72 : 명시야 광원
74 : 조명 렌즈
76 : 하프 미러
78 : 경통
80 : 대물 렌즈
82 : 암시야 광원
84 : 미러
86 : 결상 렌즈
88 : 촬상 유닛
11 : 피검사물
11a : 피검사면
21 : 레이저 광선
23 : 산란광
25, 27, 29 : 광
31 : 명시야광
33 : 암시야광

Claims (4)

  1. 판상의 피검사물을 검사하는 검사 장치로서,
    상기 피검사물을 유지하는 유지면을 구비한 피검사물 유지 수단과,
    상기 피검사물의 면에 조사된 레이저 광선의 산란광에 기초하여, 연삭 또는 연마로 발생한 상기 면 내의 스크래치를 검출하는 결함 검출 수단과,
    상기 결함 검출 수단에 의해 검출된 상기 스크래치가 포함되는 영역을 3 차원적으로 촬상하여 재평가하는 3 차원 측정 수단과,
    상기 피검사물 유지 수단에 걸치도록 배치된 지지 구조와,
    상기 지지 구조에 형성되고, 상기 결함 검출 수단을 좌우 방향으로 이동시키는 제 1 이동 기구와,　
    상기 지지 구조에 형성되고, 상기 3 차원 측정 수단을 상기 좌우 방향으로 이동시키는 제 2 이동 기구를 구비하고,
    상기 3 차원 측정 수단은, 미라우형의 간섭 광학계를 포함하고, Z 축 방향의 위치를 바꾸어 복수의 화상을 취득하는　것을 특징으로 하는 검사 장치.
  2. 판상의 피검사물을 검사하는 검사 장치로서,
    상기 피검사물을 유지하는 유지면을 구비한 피검사물 유지 수단과,
    상기 피검사물의 면을 명시야 또는 암시야에서 촬상하여, 연삭 또는 연마로 발생한 상기 면 내의 스크래치를 검출하는 결함 검출 수단과,
    상기 결함 검출 수단에 의해 검출된 상기 스크래치가 포함되는 영역을 3 차원적으로 촬상하여 재평가하는 3 차원 측정 수단과,
    상기 피검사물 유지 수단에 걸치도록 배치된 지지 구조와,
    상기 지지 구조에 형성되고, 상기 결함 검출 수단을 좌우 방향으로 이동시키는 제 1 이동 기구와,　
    상기 지지 구조에 형성되고, 상기 3 차원 측정 수단을 상기 좌우 방향으로 이동시키는 제 2 이동 기구를 구비하고,
    상기 3 차원 측정 수단은, 미라우형의 간섭 광학계를 포함하고, Z 축 방향의 위치를 바꾸어 복수의 화상을 취득하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  3. 제 1 항에　있어서,
    상기 결함 검출 수단은, 상기 산란광의 광 강도가 미리 설정된 임계값을 초과한 경우에 상기 스크래치가 존재한다고 판정하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피검사물 유지 수단에 연결되어 상기 피검사물 유지 수단을 회전시키는 회전 구동원을 추가로 구비하고,　
    상기 피검사물 유지 수단을 회전시킴과 함께, 상기 결함 검출 수단 또는 상기 3 차원 측정 수단을 상기 좌우 방향으로 이동시킴으로써, 상기 결함 검출 수단에 의한 상기 스크래치의 검출 또는 상기 3 차원 측정 수단에 의한 상기 영역의 3 차원적인 촬상을 실시하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
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