KR20090028505A - 단부 검사 장치 - Google Patents

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Abstract

단부 검사 장치는, 평판 형상의 피검 물체(1)의 단부에 대하여, 피검 물체의 표면 또는 이면의 위쪽 또는 아래쪽 이외의 위치로부터 확산광을 조사하는 조명 수단(5)과, 단부를 피검 물체의 표면 또는 이면과 평행한 면에 대하여 수직 방향 위치로부터 촬상하는 촬상 수단(4)과, 촬상 수단에 의해 얻어진 상에 의해, 단부의 표면 또는 이면에 대하여 경사진 부분의 상태를 검사하는 검사 수단(7)을 구비한다.

Description

단부 검사 장치{END SECTION INSPECTING APPARATUS}
본 발명은 반도체 웨이퍼나 액정 유리 기판 등 평판 형상의 기판의 단부를 검사하는 단부 검사 장치에 관한 것이다.
최근, 반도체 웨이퍼 위에 형성되는 회로 패턴의 집적도는 해마다 높아지고 있고, 또한, 생산 과정에서 웨이퍼의 표면 처리에 사용되는 물질의 종류가 늘어나고 있다. 웨이퍼의 단부 부근에는, 표면 처리에 의해 생성된 막의 경계가 존재한다. 그 때문에, 생산 과정에서, 웨이퍼의 단부 부근의 관찰이 중요해지고 있다. 이 단면 부근의 결함 관리가, 웨이퍼로부터 얻어지는 회로의 수율에 영향을 준다.
그 때문에, 종래부터, 예컨대, 반도체 웨이퍼 등의 평판 형상의 기판의 단부 주변을 복수의 방향에서 관찰하여, 이물질, 막의 박리, 막 내의 기포, 막 이면으로의 부착, 및 절삭 흔적의 유무 등을 검사하고 있다.
이들 검사를 행하는 검사 장치로서는, 레이저광 등의 조사에 의한 산란광으로의 이물질 검지를 행하는 것이 있다(특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 평성 제11-351850호 공보
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
예컨대, 반도체 웨이퍼의 단부는 표면에 대하여 경사를 가진 면을 갖고 있어, 종래의 검사 장치에 있어서는, 이러한 경사면의 상태를 검사하기 어렵다고 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 평판 형상의 피검 물체의 단부의 상태를 정밀하게 검사할 수 있는 단부 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명의 제 1 형태에 따른 단부 검사 장치는, 평판 형상의 피검 물체의 단부에 대하여, 피검 물체의 표면 또는 이면의 직상 또는 직하 이외의 위치로부터 확산광을 조사하는 제 1 조명부와, 단부를 피검 물체의 표면 또는 이면과 평행한 면에 대하여 수직 방향 위치로부터 촬상하는 촬상부와, 촬상부에 의해 얻어진 상에 의해, 단부의 표면 또는 이면에 대하여 경사진 부분의 상태를 검사하는 검사부를 구비한다.
본 발명의 제 2 형태에 따른 단부 검사 장치는, 평판 형상의 피검 물체의 단부에 대하여, 피검 물체의 표면 또는 이면의 직상 또는 직하 이외의 위치로부터 지향성이 높은 조명광을 조사하는 제 1 조명부와, 단부를 피검 물체의 표면 또는 이면과 평행한 면에 대하여 수직 방향 위치로부터 촬상하는 촬상부와, 촬상부에 의해 얻어진 상에 의해, 단부의 표면 또는 이면에 대하여 경사진 부분의 상태를 검사하 는 검사부를 구비한다.
본 발명의 제 3 형태에 따른 단부 검사 장치는, 평판 형상의 피검 물체의 단부에 대하여, 피검 물체의 표면 또는 이면의 직상 또는 직하 이외의 위치로부터, 확산광 및 지향성이 높은 조명광으로 조사 가능한 제 1 조명부와, 단부를 피검 물체의 표면 또는 이면과 평행한 면에 대하여 수직 방향 위치로부터 촬상하는 촬상부와, 촬상부에 의해 얻어진 상에 의해, 단부의 표면 또는 이면에 대하여 경사진 부분의 상태를 검사하는 검사부와, 제 1 조명부에 의한 조명광을, 상기 확산광과 상기 지향성이 높은 조명광으로 전환하는 제어부를 구비한다.
본 발명의 제 4 형태에 따른 단부 검사 장치는, 평판 형상의 피검 물체의 단부를 피검 물체의 표면 또는 이면과 평행한 면에 대하여 수직 방향 위치로부터 촬상하는 촬상부와, 촬상부에 의해 얻어진 화상과, 미리 기억된 참조 화상을 비교함으로써, 단부의 표면 또는 이면에 대하여 경사진 부분의 상태를 검사하는 검사부를 구비한다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 평판 형상의 피검 물체의 단부의 상태를 정밀하게 검사할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단부 검사 장치의 구성을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 단부 검사 장치의 카메라(4)에 의한 반도체 웨이퍼(1)의 단부의 촬상을 설명하기 위한 도면,
도 3(a) 내지(d)는 촬상한 화상에 의한 결함 검출의 순서를 설명하기 위한 도면,
도 4는 검출된 결함의 위치를 특정하기 위한 좌표계에 대해서 설명하기 위한 도면,
도 5는 반도체 웨이퍼(1)를 보지(保持) 테이블(2)에 탑재했을 때에, 반도체 웨이퍼(1)의 중심과 보지 테이블(2)의 회전 중심이 일치하지 않는 것에 따른 편심 상태의 보정에 대해서 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 단부 검사 장치의 카메라(4)에 의한 반도체 웨이퍼(1)의 단부의 촬상을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 실시예 3에 따른 단부 검사 장치의 카메라(4)에 의한 반도체 웨이퍼(1)의 단부의 촬상을 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 실시예 4에 따른 단부 검사 장치의 카메라(4)에 의한 반도체 웨이퍼(1)의 단부의 촬상을 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 실시예의 단부 검사 장치를 이용한 결함 검사의 다른 예를 설명하기 위한 도면.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.
- 실시예 1 -
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단부 검사 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 반도체 웨이퍼(1)는 보지 테이블(2) 상에 탑재되어 흡착 보지된다. 회전 구동부(3)는 보지 테이블(2)을 회전시킨다. 이에 따라, 보지 테이블(2)에 보지된 반도체 웨이퍼(1)를 회전시킬 수 있다.
카메라(4)는 반도체 웨이퍼(1)의 위쪽에 설치되어 있고, 반도체 웨이퍼(1)의 외주의 단부를 위쪽으로부터 촬상할 수 있다. 카메라(4)는 촬영 광축이 반도체 웨이퍼(1)의 표면에 대하여 수직으로 되도록, 반도체 웨이퍼(1)의 단부에 대향하는 위치에 배치하는 것이 바람직하지만, 반도체 웨이퍼(1)의 단부를 촬상할 수 있는 위치이면, 어디에 설치해도 괜찮다. 또한, 카메라(4)를 반도체 웨이퍼(1)의 아래쪽에 설치하여, 웨이퍼(1)의 이면의 단부를 촬상해도 좋다.
카메라(4)는 낙사(epi-illumination) 조명 기능을 갖고 있어, 촬상 범위의 적어도 일부분에 대하여 낙사 조명을 실행하여 촬상할 수 있다. 또한, 카메라(4)의 낙사 조명을 위한 광학계는 텔레센트릭 광학계이다. 낙사 조명 기능을 필요에 따라서 온오프하도록 구성해도 좋다.
조명 장치(5)는, 반도체 웨이퍼(1)의 단부에 대하여, 횡방향으로부터 조명하기 위한 장치로서, 확산광에 의한 조명 또는 지향성이 높은 조명광에 의한 조명을 실행한다. 조명 장치(5)에 의한 조명광은, 웨이퍼를, (a) 웨이퍼의 표면의 위쪽 이외, (b) 웨이퍼의 표면의 아래쪽 이외, (c) 웨이퍼의 이면의 위쪽 이외, 및 (d) 웨이퍼의 이면의 아래쪽 이외의 방향으로부터 조명한다. 본 실시예에서는, 반도체 웨이퍼(1)의 표리면과 평행한 방향으로부터, 즉 반도체 웨이퍼(1)의 외주 방향으로부터 조명을 행할 수 있도록 조명 장치(5)를 설치한다.
조명 장치(5)는, 제어 장치(7)에 의한 제어에 의해, 조명 장치(5)에 의한 조명을, 확산광에 의한 조명, 지향성이 높은 조명광에 의한 조명 중 어느 하나로 전환할수 있다. 또한, 조명 장치(5)는 확산광에 의한 조명 또는 지향성이 높은 조명광에 의한 조명 중 어느 쪽의 조명을 행하는 경우도, 광원을 전환할 수 있다. 광원은, 예컨대 할로젠 램프와 LED이고, 광원의 전환에 의해, 조명광의 파장을 바꿀 수 있다. 조명광의 파장을 바꿈으로써, 조명광의 색이 변하고, 결과적으로 화이트 밸런스를 조정할 수 있다.
수평 구동부(6)는 보지 테이블(2) 및 회전 구동부(3)를 수평 방향으로 이동시킨다. 여기서, 수평 방향이란, 도면 중의 보지 테이블(2)의 반도체 웨이퍼(1)를 탑재하는 면과 평행한 방향이고, 또한 도면 중의 좌우 방향이다. 이러한 수평 방향의 구동은, 반도체 웨이퍼(1)를 보지 테이블(2)에 탑재했을 때에, 반도체 웨이퍼(1)의 중심과 보지 테이블(2)의 회전 중심이 일치하지 않는 것에 따른, 이른바 편심 상태를 보정하기 위해서 행한다.
제어 장치(7)는 회전 구동부(3), 카메라(4), 조명 장치(5), 및 수평 구동부(6)의 동작을 제어하고, 카메라(4)로부터의 화상에 근거하여, 반도체 웨이퍼(1)의 단부의 결함 검출을 실행한다.
다음에, 카메라(4)에 의해 반도체 웨이퍼(1)의 단부의 화상을 취득하는 구성에 대해서 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 단부 검사 장치의 카메 라(4)에 의해 반도체 웨이퍼(1)의 단부를 촬상하는 경우를 설명하기 위한 도면이다. 도 2에서, 조명 장치(5a)는 광원의 앞쪽에 확산판을 마련함으로써, 확산광을 반도체 웨이퍼(1)의 단부에 조사한다.
반도체 웨이퍼(1)의 단부에는, 도 2에 기호 A로 표시하는 웨이퍼 상면의 영역과, 기호 B로 표시하는 웨이퍼 상면에 대하여 경사한 경사면의 영역이 있다. 영역 A에 대해서는, 카메라(4)의 텔레센트릭 광학계에 의해 낙사 조명을 실행하고, 카메라(4)에 의해, 그 낙사 조명에 기초한 영역 A의 명시야상(明視野像)을 촬상한다. 그리고, 영역 B에 대해서는, 조명 장치(5)에 의한 조명을 확산광에 의한 조명으로 전환하여, 확산광 조명에 의해 카메라(4)에 의해 명시야상을 촬상한다. 또한, 도면 중에서는, 조명 장치(5)를 확산광 조명에서 사용되는 경우는, 조명 장치에 부호 5a를 부여하고, 지향성이 높은 조명광에 의한 조명에서 사용되는 경우는, 조명 장치에 부호 5b를 부여하기로 한다. 이렇게 하여, 카메라(4)에 의해, 영역 A, 영역 B의 양쪽 명시야상을 동시에 촬상할 수 있다.
카메라(4)에 의한 촬상을 행하기 전에, 제어 장치(7)는 카메라(4)에 의해 촬상되어 취득된 화상에 의해, 영역 A의 휘도와 영역 B의 휘도가 카메라(4)로 촬상 가능한 범위의 휘도로 되도록, 카메라(4)에 의한 낙사 조명의 강도와 조명 장치(5)의 조명광의 강도를 조정한다. 또한, 제어 장치(7)는 조명 장치(5)의 광원을 전환함으로써, 카메라(4)에 입력되고 있는 상(像)의 화이트 밸런스를 조정한다.
도 3은 촬상한 화상에 의한 결함 검출의 순서를 설명하기 위한 도면이다. 도 3(a)의 반도체 웨이퍼(1)의 상면의 C로 표시되는 영역이, 카메라(4)에 의한 촬 상 범위이다. 도 3(c)는 영역 C의 화상을 양품 웨이퍼로 미리 촬상한 화상이다. 도 3(b)는 검사 대상인 반도체 웨이퍼(1)의 영역 C의 화상이다.
도 3(c)의 양품 웨이퍼의 화상은 미리 제어 장치(7)에 기억되어 있고, 제어 장치(7)는 카메라(4)에 의해서 촬상된 검사 대상의 반도체 웨이퍼(1)의 화상인 도 3(b)의 화상과 비교한다. 이 비교는, 도 3(b)의 화상의 각 화소값으로부터 도 3(c)의 화상이 대응하는 각 화소값을 감산함으로써, 도 3(d)의 화상을 얻는 것에 의해 실행한다. 도 3(d)의 화상은 결함을 나타내는 결함 화상이다. 결함이 없으면, 도 3(d)의 화상은 전면적으로 흰 화상으로 될 것이지만, 도 3(d)와 같이 검게 되어 있는 부분이 결함이다.
도 4는 검출된 결함의 위치를 특정하기 위한 좌표계에 대해서 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 카메라(4)로 촬상한 화상을 나타내고 있지만, 화상 내의 소정의 점을 원점으로 하여 좌표계를 정의하는 것을 생각한다. 도 4에서는, 화상의 좌측 위의 점을 원점 O로 하고, 가로 방향을 X축, 세로 방향을 Y축으로서 정의하고 있다. 원점으로부터 소정 위치까지의 화소수에 의해 X값, Y값을 구하여, 화상 내에서의 위치를 특정할 수 있다.
또한, 반도체 웨이퍼(1) 내에서의 위치를 특정하기 위해서 θ값을 이용한다. θ값에 대해서 설명한다. 도 3(a)의 화살표 F로 표시하는 바와 같이, 반도체 웨이퍼(1)는 회전시킬 수 있다. 제어 장치(7)는 반도체 웨이퍼(1)를 회전시키는 제어를 행하여, 카메라(4)에 의한 각 회전 각도 위치에서 촬상을 행하는 제어를 함으로써, 반도체 웨이퍼(1)의 전체 둘레에 있어서의 단부의 화상을 얻을 수 있다. 회전 각도 위치는 소정의 기준 각도 위치로부터의 회전 각도에 의해서 특정할 수 있다. 기준 각도 위치는, 주지된 기술에 의해, 반도체 웨이퍼(1)의 단부에 마련된 노치나 오리엔테이션 플랫을 검출함으로써 결정할 수 있다. 따라서, 반도체 웨이퍼의 단부 위치는, 기준 위치로부터의 회전 각도 θ와, 그 회전 각도 θ의 위치에서의 촬상 화상 내의 위치 X값, Y값에 의한 좌표값(θ, X, Y)에 의해서 특정할 수 있다. 도 4에서는, 결함인 흑점의 위치를 좌표값(θ, X, Y)에 의해서 나타내고 있다.
도 5는 반도체 웨이퍼(1)를 보지 테이블(2)에 탑재했을 때에, 반도체 웨이퍼(1)의 중심과 보지 테이블(2)의 회전 중심이 일치하지 않는 것에 의한 편심 상태의 보정에 대해서 설명하기 위한 도면이다. 반도체 웨이퍼(1)를 보지 테이블에 탑재할 때에, 반도체 웨이퍼(1)의 중심과 보지 테이블(2)의 회전 중심을 일치시키는 것은 곤란하다. 따라서, 보지 테이블(2)을 회전시키고, 복수의 회전 위치에서, 순차적으로, 카메라(4)에 의해 반도체 웨이퍼(1)의 단부를 촬상해 가면, 촬상된 복수의 화상 내의 각 단부의 위치는 회전 위치에 의존하여 어긋나게 된다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 카메라(4)로 촬상되는 복수의 화상 내에서의 반도체 웨이퍼(1)의 외주 단부의 영역 B의 각각의 위치는, 회전 위치에 의존하여, 화상 내 위쪽의 파선으로 나타낸 위치로부터, 아래쪽의 파선으로 나타낸 위치까지 변화된다. 반도체 웨이퍼(1)를 1회전시키면서, 주지된 기술을 이용하여 그 외주 단부의 위치를 검출함으로써, 상기 편심량을 구할 수 있다.
본 실시예에서는, 각 회전 각도 위치에서의 상기 편심량을 미리 구하고, 각 회전 각도 위치에 대응하여 편심량을 기억해 둔다. 그리고, 각 회전 각도 위치에 서의 각 촬상에 앞서, 화상 내에서의 영역 B의 위치가 도 5의 실선으로 표시하는 위치로 되도록, 보지 테이블(2)을 미리 구한 각 편심량만큼 수평 방향으로 이동시킨다. 보지 테이블(2)은 제어 장치(7)에 의해 수평 구동부(6)를 제어함으로써 구동 제어된다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 반도체 웨이퍼(1)의 단부의 화상에 있어서의 웨이퍼 외주의 원호의 일부는 직선으로서 근사할 수 있다. 따라서, 보지 테이블(2)을 수평 방향으로 이동시키고 반도체 웨이퍼(1)를 도 4에서 나타낸 Y방향으로 이동시켜서, 반도체 웨이퍼(1)의 단부 화상의 외주 테두리의 좌표를 보정한다. 그 후, 카메라(4)에 의해 반도체 웨이퍼(1)의 단부를 촬상한다. 이상과 같이, 반도체 웨이퍼(1)의 Y방향 이동에 의한 웨이퍼 외주 화상의 위치 보정을 각 회전 각도 위치마다 행함으로써, 보지 테이블(2)과 반도체 웨이퍼(1)의 심 어긋남(편심)의 영향을 제거한 화상이 얻어진다.
이상과 같이 하여, 각 회전 각도 위치에서 촬상된 복수의 화상에 의해, 반도체 웨이퍼(1)의 단부의 결함을 검출한다. 결함 검출은 도 3에서 설명했지만, 더욱 상세하게 설명한다. 전술한 바와 같이, 결함의 검출은 도 3(a)에서 나타낸 촬상된 화상을, 도 3(c)에서 나타낸 미리 촬상된 양품 웨이퍼의 화상과 비교함으로써 실행한다.
검사시에 촬상하는 회전 각도 위치는 미리 설정할 수 있다. 반도체 웨이퍼(1)의 전체 외주의 모든 단부를 촬상할 수 있도록, 촬상하는 회전 각도 위치의 수를 설정할 수도 있고, 소정의 검사 각도 위치를 설정할 수도 있다. 양품 웨이퍼 의 화상은, 검사시에 촬상하는 회전 각도 위치와 동일한 위치에서 촬상하여 취득한 화상을 미리 촬상하고, 제어 장치(7)에 기억 보지해 둔다. 그리고, 각 회전 각도 위치에서 촬상된 화상(도 3(b))과, 그것에 대응하는 양품 웨이퍼의 화상(촬상된 화상과 동일한 회전 각도 위치에서의 양품 웨이퍼의 화상)을 비교함으로써 결함을 검출한다. 이러한 동작을 각 회전 각도 위치에서 촬상하여 취득한 화상마다 행한다.
또한, 양품 웨이퍼의 화상은, 반드시, 모든 회전 각도 위치에 대응한 화상을 미리 유지할 필요는 없다. 양품 웨이퍼의 단부 화상이 회전 각도 위치에 따라서 큰 차이가 없는 것이면, 양품 웨이퍼의 어느 일부의 회전 각도 위치에서의 화상을 유지하고, 그 화상과, 각 회전 각도 위치에서 촬상된 화상을 비교함으로써 결함 검출은 가능하다.
양품 웨이퍼의 화상이 없더라도, 다음과 같이 하여 결함 검출을 행하는 것도 가능하다. 본 실시예에서는, 반도체 웨이퍼(1)를 회전시킴으로써, 복수의 회전 각도 위치에서의 단부의 각 화상을 얻고 있다. 그래서, 어떤 회전 각도 위치에서의 화상과 다른 회전 각도 위치에서의 화상을 비교함으로써, 결함을 검출할 수 있다. 이것은, 결함이 포함되어 있는 화상은 다른 화상과의 차이가 크기 때문이다. 예컨대, 어떤 회전 각도 위치에서의 화상의 결함을 검출하는 경우, 그 이웃하는 회전 각도 위치에서 취득한 화상과 비교하면 바람직하다. 이웃하는 부분은, 정상이면 큰 차이는 없을 것이므로, 화상에 어느 정도 큰 차이가 있는 경우는, 결함이 존재한다고 판단한다. 물론, 이웃하는 회전 각도 위치가 아닌 위치의 화상과 비교하더라도 결함 검출은 가능하다.
이와 같이, 양품 웨이퍼의 화상이 없더라도, 검사 대상의 반도체 웨이퍼의 다른 위치의 단부의 화상과 비교함으로써, 결함을 검출할 수 있다.
- 실시예 2 -
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 단부 검사 장치의 카메라(4)에 의해서 반도체 웨이퍼(1)의 단부를 촬상하는 경우의 도면이다. 도 6에서, 조명 장치(5)에 의한 조명은, 제어 장치(7)에 의해서, 광섬유에 의한 라인 조명으로 전환되어 있어, 지향성이 높은 조명이 행해진다. 도면 중에서는, 조명 장치는, 지향성이 높은 조명이 행해지고 있는 경우는, 부호 5b를 부여한다. 본 실시예에 있어서도, 도 2의 경우와 마찬가지로, 반도체 웨이퍼(1)의 영역 A의 부분에 대해서는, 카메라(4)의 텔레센트릭 광학계에 의해 낙사 조명을 행하고, 카메라(4)에 의해, 그 낙사 조명에 기초한 영역 A의 명시야상을 촬상한다. 그리고, 영역 B에 대해서는, 조명 장치(5b)로부터의 라인 조명에 의해, 카메라(4)에 의해 음시야상을 촬상한다. 이렇게 해서, 카메라(4)에 의해, 영역 A의 명시야상, 영역 B의 음시야상을 동시에 촬상할 수 있다.
실시예 2에 따른 단부 검사 장치가, 도 2에 나타낸 실시예 1의 단부 검사 장치와 상이한 것은, 영역 B의 음시야상을 촬상하고 있는 것이다. 반도체 웨이퍼(1)의 단부의 상처 유무의 검사나, 부착된 먼지 등의 이물질 유무의 검사에 있어서는, 음시야상을 이용함으로써 이물질 검출을 용이하게 할 수 있다.
- 실시예 3 -
도 7은 본 발명의 실시예 3에 따른 단부 검사 장치의 카메라(4)에 의해서 반도체 웨이퍼(1)의 단부를 촬상하는 경우의 도면이다. 본 실시예서는, 도 6의 실시예 2와 마찬가지로 조명 장치(5b)로부터 라인 조명광을 조사한다. 그러나, 카메라(4)로부터의 낙사 조명는 행하지 않는다. 즉, 본 실시예에서는, 제어 장치(7)에 의한 제어에 의해, 카메라(4)로부터의 낙사 조명을 행하지 않고, 조명 장치(5)에 의한 조명을 라인 조명으로 전환하여, 라인 조명에만 의해, 카메라(4)에 의해 영역 A와 영역 B의 음시야상을 촬상한다.
전술한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(1)의 단부의 상처 유무의 검사나, 단부에 부착된 먼지 등의 이물질 유무의 검사에 있어서는, 음시야상을 이용함으로써 이물질 검출을 용이하게 하고 있지만, 본 실시예서는, 영역 A, 영역 B의 양쪽에 대하여 이물질 검출이 용이해진다고 하는 효과가 얻어진다.
- 실시예 4 -
도 8은 본 발명의 실시예 4에 따른 단부 검사 장치의 카메라(4)에 의해서 반도체 웨이퍼(1)의 단부를 촬상하는 경우의 도면이다. 본 실시예서는, 도 2의 실시예 1과 마찬가지로, 조명 장치(5a)로부터는 확산광에 의한 조명을 행한다. 그러나, 실시예 3과 마찬가지로 카메라(4)로부터의 낙사 조명는 행하지 않는다. 즉, 본 실시예에서는, 조명 장치(5)로부터의 확산광 조명에 의해, 카메라(4)에 의해 영역 B의 명시야상을 촬상한다.
이상 설명한 실시예 1 내지 4에 있어서는, 제어 장치(7)에 의해, 조명 장치(5)에 의한 조명을 확산광에 의한 조명, 또는 지향성이 높은 조명광에 의한 조명으로 전환하도록 하였다. 또한, 제어 장치(7)에 의해, 카메라(4)에 의한 낙사 조명을 행할지 행하지 않을지를 전환하도록 하였다. 이와 같이 조명 방식을 전환함으로써, 음시야상에서의 촬상에 의해, 먼지 등의 요철형의 결함을 검출하기 쉽게 하는 경우나, 명시야상에서의 촬상에 의해, 결함의 상태, 색조를 관측하는 것이 가능하다. 이와 같이, 상술한 실시예에 따른 단부 검사 장치에 의하면, 검사하고 싶은 결함을 검출하기 쉽게 하는 조명 방식으로 전환하면서 검사를 행할 수 있기 때문에, 최적의 조명으로 검사를 행할 수 있다.
- 실시예 5 -
도 9는 본 실시예의 단부 검사 장치를 이용한 결함 검사의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다. 반도체 웨이퍼(1)의 표면 단부에는, 표면에 도포된 레지스트막의 경계 부분이 존재한다. 이 경계 부분은 영역 A의 부분에 존재한다. 도 9는 경계 부분이 촬상된 화상을 나타내고 있다. 이 화상에 의한 결함 검출은, 도 3에서 설명한 바와 같이, 양품 웨이퍼의 화상과 비교함으로써 행할 수 있다. 그 경우, 막의 경계 부분이 정상인지 여부는, 이하와 같은 처리를 실행하여 판단할 수 있다.
도 9에 나타내는 화상에 있어서, 막의 경계 부분으로부터 웨이퍼 단부의 최외주까지의 반경 방향의 거리를, 막의 경계 위의 각 위치에서 구한다. 반경 방향이란, 실제로는 도 9의 상하 방향과 거의 같기 때문에, 상하 방향의 거리를 구하면 좋다. 그리고, 거리의 최대값(도 9 중의 화살표 Max로 표시한 거리)과 최소값(도 9 중의 화살표 Min으로 표시한 거리)를 구한다. 양품 웨이퍼에서도 마찬가지로 하여 최대값과 최소값을 구하여 허용 범위를 결정하고, 그것들의 값을 비교하여, 촬상된 화상에서의 값이 허용 범위에 들어가 있는지 여부에 따라서 양부의 판정을 실행한다.
이러한 화상에 의한 양부 판정은 컬러 화상으로 행하는 것이 바람직하다. 컬러 화상으로부터, R(적색) 성분, G(녹색) 성분, B(청색) 성분에 의한 화상 이외에, RGB의 값으로부터 H(색상), S(색상), I(명도) 성분을 구하고, 이들 값에 의해 양부 판정을 행해도 좋다.
상기 실시예 1에서는, 도 5에서 설명한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(1)가 보지 테이블(2)에 탑재된 상태에서의 편심의 보정은, 수평 구동부(6)를 구동함으로써 반도체 웨이퍼(1)를 이동시키는 것에 의해 실시하였다. 이 보정은, 카메라(4)와 반도체 웨이퍼(1)의 단부의 상대 위치 관계를 보정하면 바람직하기 때문에, 카메라(4)를 수평 방향으로 이동시킴으로써 보정을 행해도 좋다.
또한, 카메라(4)와 반도체 웨이퍼(1)의 단부의 물리적인 상대 위치 관계는 바꾸지 않고서(즉, 반도체 웨이퍼(1)도 카메라(4)도 수평 방향으로 이동시키지 않고서), 카메라(4)로 촬상한 화상을 처리함으로써 편심의 보정을 행해도 좋다. 도 5에 나타내는 바와 같은 파선 부분의 영역이 화상 처리를 함으로써 실선 부분에 오도록 하면 바람직하다. 이 경우, 상하 방향 위치의 어긋남을 화상 처리에 의해 보정하는 것이지만, 보정된 화상은 상하의 어느 하나의 부분의 화상 정보가 빠지게 된다.
또한, 조명 장치(5)에서 이용하는 광원은 분광 특성을 가시 영역에 가지는 광원으로 해도 좋지만, 분광 특성을 적외 영역에 가지는 광원을 사용할 수 있다. 또한, 분광 특성을 자외 영역에 가지는 광원을 사용해도 좋다.
또한, 본 실시예에서는, 카메라(4)를 반도체 웨이퍼(1)의 위쪽에 설치하여, 반도체 웨이퍼(1)의 표면 단부를 검사하는 것으로 했지만, 카메라(4)를 반도체 웨이퍼(1)의 아래쪽으로 설치하여, 반도체 웨이퍼(1)의 이면 단부를 검사하는 장치로 해도 좋고, 위쪽, 아래쪽 양쪽에 카메라를 설치하여, 표면, 이면 양쪽의 단부를 검사하는 장치로 해도 좋다.
이상, 본 발명의 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 생각되는 그 밖의 형태도 본 발명의 범위 내에 포함된다. 따라서, 검사 대상은 평판 형상의 피검체이면, 반도체 웨이퍼에 한정되지 않는다. 따라서, 본 발명은 액정 패널 등 다른 피검체의 단부 검사 장치에도 적용할 수 있다.
본 출원은 다음의 출원을 기초로 하고, 그 내용은 인용문으로서 여기에 포함된다.
(1) 일본 특허 출원 2006년 제129894호(2006년 5월 9일 출원)
(2) 일본 특허 출원 2006년 제129895호(2006년 5월 9일 출원)

Claims (16)

  1. 평판 형상의 피검 물체의 단부에 대하여, 상기 피검 물체의 표면 또는 이면의 직상 또는 직하 이외의 위치로부터 확산광을 조사하는 제 1 조명부와,
    상기 단부를 상기 피검 물체의 표면 또는 이면과 평행한 면에 대하여 수직 방향 위치로부터 촬상하는 촬상부와,
    상기 촬상부에 의해 얻어진 상(像)에 의해, 상기 단부의 상기 표면 또는 이면에 대하여 경사진 부분의 상태를 검사하는 검사부
    를 구비한 단부 검사 장치.
  2. 평판 형상의 피검 물체의 단부에 대하여, 상기 피검 물체의 표면 또는 이면의 직상 또는 직하 이외의 위치로부터 지향성이 높은 조명광을 조사하는 제 1 조명부와,
    상기 단부를 상기 피검 물체의 표면 또는 이면과 평행한 면에 대하여 수직 방향 위치로부터 촬상하는 촬상부와,
    상기 촬상부에 의해 얻어진 상에 의해, 상기 단부의 상기 표면 또는 이면에 대하여 경사진 부분의 상태를 검사하는 검사부
    를 구비한 단부 검사 장치.
  3. 평판 형상의 피검 물체의 단부에 대하여, 상기 피검 물체의 표면 또는 이면의 직상 또는 직하 이외의 위치로부터, 확산광 및 지향성이 높은 조명광으로 조사 가능한 제 1 조명부와,
    상기 단부를 상기 피검 물체의 표면 또는 이면과 평행한 면에 대하여 수직 방향 위치로부터 촬상하는 촬상부와,
    상기 촬상부에 의해 얻어진 상에 의해, 상기 단부의 상기 표면 또는 이면에 대하여 경사진 부분의 상태를 검사하는 검사부와,
    상기 제 1 조명부에 의한 조명광을, 상기 확산광과 상기 지향성이 높은 조명광으로 전환하는 제어부
    를 구비한 단부 검사 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단부에 대하여, 상기 피검 물체의 표면 또는 이면과 평행한 면에 대하여 수직 방향 위치로부터 낙사(epi-illumination) 조명을 실행하는 제 2 조명부를 갖고,
    상기 검사부는, 상기 촬상부에 의해 얻어지고, 상기 제 2 조명부에 의해서 조명된 부분의 상에 의해, 상기 단부의 상기 표면 또는 이면에 평행한 면의 부분의 상태를 검사하는
    단부 검사 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 촬상부에 의해서 촬상되고, 상기 제 1 조명부에 의해서 조명된 상기 경사진 부분의 상과 상기 제 2 조명부에 의해서 조명된 상기 평행한 면의 상의 밝기가, 상기 촬상부의 감도의 범위 내로 되도록 조정하는 조정부를 더 갖는 단부 검사 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 조정부는, 상기 제 1 조명부와 상기 제 2 조명부에 의한 조명광을 조정함으로써 상기 촬상부에 의해 촬상되는 각각의 상의 상태를 조정하는 단부 검사 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 조명부와 상기 제 2 조명부의 광원을, 분광 특성을 적외 영역에 가지는 광원으로 하는 단부 검사 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 조명부와 상기 제 2 조명부의 광원을, 분광 특성을 자외 영역에 가지는 광원으로 하는 단부 검사 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 평판 형상의 피검 물체를 회전시키는 회전부를 더 갖고,
    상기 촬상부는 상기 피검 물체의 단부의 복수 개소를 촬상하는
    단부 검사 장치.
  10. 평판 형상의 피검 물체의 단부를 상기 피검 물체의 표면 또는 이면과 평행한 면에 대하여 수직 방향 위치로부터 촬상하는 촬상부와,
    상기 촬상부에 의해 얻어진 화상과, 미리 기억된 참조 화상을 비교함으로써, 상기 단부의 상기 표면 또는 이면에 대하여 경사진 부분의 상태를 검사하는 검사부
    를 구비한 단부 검사 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 참조 화상은 양호한 상태의 피검 물체의 단부를 상기 촬상부에 의해 촬상한 화상인 단부 검사 장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 평판 형상의 피검 물체를 회전시키는 회전부를 더 갖고,
    상기 촬상부는 상기 피검 물체의 단부의 복수 개소를 촬상하는
    단부 검사 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 피검 물체의 표면과 평행한 방향으로, 상기 촬상부와 상기 피검 물체 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 이동시키는 이동부와,
    상기 회전부에 의한 상기 피검 물체의 회전 각도 위치에 따라, 상기 이동부에 의한 이동을 제어하는 제어부
    를 구비한 단부 검사 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 피검 물체는 원형이며, 상기 회전부는, 상기 피검 물체를 탑재하는 탑 재부를 회전 구동함으로써 상기 피검 물체를 회전시킴과 아울러, 상기 피검 물체의 중심과 상기 탑재부의 회전 중심과의 편차량을 검출하고,
    상기 제어부는 상기 편차량에 따라 상기 이동부에 의한 이동을 제어하는
    단부 검사 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 검사부는, 검사에 의해 검출된 결함의 위치를, 상기 촬상부에 의해 얻어진 화상 내에서의 좌표값과, 상기 회전부에 의한 회전 각도에 의해 특정하는 단부 검사 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 평판 형상의 피검 물체를 회전시키는 회전부를 더 갖고,
    상기 촬상부는, 상기 회전부에 의한 회전에 의해 상기 피검 물체의 복수의 회전 각도 위치에 있어서 단부를 촬상하고,
    상기 검사부에 의한 상기 촬상부에 의해 얻어진 화상과 미리 기억된 참조 화상의 비교는, 상기 촬상부에 의해 얻어진 화상의 촬상시의 회전 각도 위치에 대응하는 상기 양호한 상태의 피검 물체의 단부의 상기 참조 화상을 이용하는
    단부 검사 장치.
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