TWI411773B

TWI411773B - 外觀檢查裝置及外觀檢查方法、以及可安裝於外觀檢查裝置之周圍部檢查單元

Info

Publication number: TWI411773B
Application number: TW095114943A
Authority: TW
Inventors: Atsutoshi Yokota; Hiroyasu Hebiishi; Shinichi Dosaka
Original assignee: Olympus Corp
Priority date: 2005-04-27
Filing date: 2006-04-26
Publication date: 2013-10-11
Also published as: US7684031B2; JPWO2006118152A1; US20080088833A1; WO2006118152A1; TW200702657A; US20090316143A1

Description

外觀檢查裝置及外觀檢查方法、以及可安裝於外觀檢查裝置之周圍部檢查單元

技術領域

本發明係有關一種用以檢查工作件外觀之外觀檢查裝置、外觀檢查方法、以及可安裝於前述外觀檢查裝置且用於檢查工作件周圍部之周圍部檢查單元。

背景技術

目前，當形成電路等圖案於半導體晶圓等工作件上時，所使用的是一種用以檢查工作件表面有無缺陷之外觀檢查裝置。此種外觀檢查裝置具有固持工作件並使其可自由搖動、旋轉，以利用檢查員之目測進行工作件表面之檢查(巨觀檢查)的巨觀檢查部；及取得工作件之放大畫像以進行檢查(微觀檢查)之微觀檢查部，且可利用一台裝置進行巨觀檢查與微觀檢查(例如，參照特許文獻1)。

又，當於工作件上形成電路等時，會因熱處理等而在工作件上產生翹曲或內部應力等。當前述翹曲或內部應力變大時，晶圓會在電路的製造過程中破裂，因此以往會藉由事先放大工作件之周圍部並進行觀察，檢查是否具有將來有可能會導致破裂的裂痕。用以檢查(周圍部檢查)工作件周圍部之外觀檢查裝置係包含有：用以支持工作件並使其可旋轉之支持部、用以對工作件周圍部連續地攝影之周圍部攝影部、及照明周圍部之周圍部照明部者(例如，參照特許文獻2)。

發明揭示

然而，為了實施巨觀檢查、微觀檢查、及周圍部檢查等所有的檢查，在特許文獻1所揭示之外觀檢查裝置與特許文獻2所揭示之外觀檢查裝置間，必須利用機器人或裝載機等一面替換晶圓一面運送，因此具有工作時間變長的問題。又，當以外掛的方式將一外觀檢查裝置安裝於另一外觀檢查裝置上時，雖然可以縮短時間，但即使在此種情況下仍必須進行工作件之替換等。再者，裝置整體的設置面積仍與分別設置之情況相同。

本發明係鑒於上述事情而製成者，且其主要目的係在進行巨觀檢查、微觀檢查、及周圍部檢查時，縮減工作時間且將裝置小型化，並將裝置結構簡略化。

用以解決前述問題之本發明係一種外觀檢查裝置，包含有：用以進行工作件表面之外觀檢查外觀檢查部；及係用以取得前述工作件周圍部之放大影像周圍部檢查部，並以前述外觀檢查部與前述周圍部檢查部共用將前述工作件固持在前述外觀檢查部之固持單元。

又，本發明係一種外觀檢查方法，包含有以下製程：以固持單元固持工作件，並進行前述工作件表面之外觀檢查；使用以取得前述工作件周圍部之放大影像的周圍部檢查部相對地靠近前述固持單元；及在相對地靠近前述固持單元之狀態下以前述周圍部檢查部取得前述工作件周圍部之放大影像。

本發明係在進行外觀檢查時，將工作件固持於固持單元，一面適當地移動固持單元一面進行檢查者。又，本發明係在進行周圍部檢查時，在不進行工作件之轉移的情況下，直接固持於該固持單元並使其旋轉，再利用周圍部檢查部取得工作件周圍部之放大影像者。

再者，本發明係一種可安裝於外觀檢查裝置之周圍部檢查單元，包含有：固定部，係相對在將工作件固持於固持單元使其可自由移動之狀態下實施工作件表面之外觀檢查的外觀檢查部，可自由裝卸者；及放大影像取得部，係配置成面向固持於前述固持單元之前述工作件的周圍部，並可取得前述工作件周圍部之放大影像者。

本發明中，藉由將固定部固定於外觀檢查部之預定的位置，而可利用外觀檢查部之固持單元進行周圍部的檢查。即，可在不轉移運入外觀檢查部中之工作件的情況下，實施外觀檢查。

其中，所謂的周圍部是指工作件之側面部、倒角部及其表裡面之周圍部分。又，當工作件為晶圓的情況時，在塗布抗蝕劑後，將不要的抗蝕劑去除之切邊線部分亦包含於周圍部。

根據本發明，在具有用以進行工作件表面之外觀檢查之外觀檢查部的外觀檢查裝置中，由於可在進行工作件表面之外觀檢查與進行工作件周圍部之檢查的周圍部檢查時共用用以固持工作件之固持單元，因此可在不轉移工作件之情形下，一面將工作件固持於固持單元一面進行外觀檢查及周圍部檢查。

因此，相較於分別構成裝置之情況，可縮減設置面積。再者，由於可省略移動工作件之距離或轉移時間，因此可縮短檢查之工作時間。

圖式簡單說明

第1圖係顯示本發明實施型態之外觀檢查裝置之概略結構的平面圖。

第2圖係顯示外觀檢查裝置之構略結構的側視圖。

第3圖係說明周圍部檢查部之裝卸的分解圖。

第4圖係顯示外觀檢查裝置之概略結構的平面圖。

第5圖係顯示外觀檢查裝置之構略結構的側視圖。

第6圖係顯示外觀檢查裝置之構略結構的側視圖。

第7圖係顯示外觀檢查裝置之概略結構的平面圖。

第8圖係顯示從正面看第1型態之可變視野方向觀察裝置之構成例的圖。

第9A圖係顯示從側面看第1型態之可變視野方向觀察裝置之構成例的圖。

第9B圖係顯示從第9A圖之箭頭A1側所見之鏡部凸輪之構成例的圖。

第10A圖係針對第1型態之可變視野方向觀察裝置中可觀察之視野方向作說明的圖。

第10B圖係針對第1型態之可變視野方向觀察裝置中可觀察之視野方向作說明的圖。

第11圖係顯示從正面看第2型態之可變視野方向觀察裝置之構成例的圖。

第12A圖係顯示從正面看第3型態之可變視野方向觀察裝置之構成例的圖。

第12B圖係顯示從裡面看第3型態之可變視野方向觀察裝置之構成例的圖。

第12C圖係顯示從第12B圖之箭頭C1側所見之可動型表裡觀察鏡部之截面構成例的圖。

第13A圖係針對第3型態之可變視野方向觀察裝置之動作作說明的圖。

第13B圖係針對第3型態之可變視野方向觀察裝置之動作作說明的圖。

第13C圖係針對第3型態之可變視野方向觀察裝置之動作作說明的圖。

第13D圖係針對第3型態之可變視野方向觀察裝置之動作作說明的圖。

第13E圖係針對第3型態之可變視野方向觀察裝置之動作作說明的圖。

第13F圖係針對第3型態之可變視野方向觀察裝置之動作作說明的圖。

第13G圖係針對第3型態之可變視野方向觀察裝置之動作作說明的圖。

實施發明之最佳型態

以下，一面參照圖面一面針對用以實施本發明之最佳型態作詳細地說明。

(第1實施型態)

如第1圖所示，外觀檢查裝置1係於面向檢查者之前面(第1圖之下方)設有檢查部2，且於檢查部2之裡面側連結有裝載部3者。裝載部3並列連接有兩個用以收納為工作件之半導體晶圓W(以下稱為晶圓W)的晶圓拖架4A、4B。又，晶圓拖架4A、4B可以預定的節距收納多數晶圓W於上下方向，例如，晶圓拖架4A收納有未檢查之晶圓W，晶圓拖架4B收納有已檢查完畢之晶圓W。再者，各晶圓拖架4A、4B係相對於裝載部3可獨立裝卸者。

裝載部3具有運送機器人5。運送機器人5係由多關節臂所構成，且於其前端手部5A設有用以吸附固持晶圓W之吸附孔6。該運送機器人5係構成為可自由移動且可自由旋動，而可在兩個晶圓拖架4A、4B與檢查部2之巨觀檢查部10之間運送晶圓W。

檢查部2具有使檢查者以目視廣泛地檢查(巨觀檢查)晶圓W表面之巨觀檢查部10、及藉由取得晶圓W表面之影像作為比目視高倍率之放大影像而實施檢查(微觀檢查)的微觀檢查部11，且於微觀檢查部11安裝有用以取得晶圓W周圍部之放大影像的周圍部檢查部12。

巨觀檢查部10於裝載板15上設有可自由旋轉且自由升降之旋轉臂16。旋轉臂16從旋轉軸17朝水平方向等角度地延伸設置有三支運送臂18、19、20，且於各運送臂18、19、20之前端部分別設有多數吸附孔(晶圓夾頭)21。該等吸附孔21連接於未圖示之抽器裝置。再者，旋轉臂16可旋動控制運送臂18、19、20，使運送臂18、19、20分別配置於位置P1、P2、P3。位置P1係在裝載部3之間進行晶圓W輸送之輸送位置，位置P2係進行巨觀檢查之檢查位置，而位置P3係在微觀檢查部11之間進行晶圓W輸送之輸送位置。

又，位置P2設有巨觀檢查單元22。巨觀檢查單元22係具有固定於裝載板之底部23，且於底部23設有用以吸附固持晶圓W並可朝Z方向(上下方向)自由升降並自由振盪之固持部24者，而使位於位置P2之晶圓W可朝檢查者升起、旋轉並搖動。再者，於旋轉臂16之上方設有用以照明位於位置P2之晶圓W的照明部(不圖示)。例如，照明部包含光源及光學系統，且該光學系統係可切換為使照明光成為散射光照射或會聚照射於晶圓W者。

又，位置P3設有用以對準晶圓W的位置檢出感測器50。該位置檢出感測器50係在將晶圓W放置於旋轉載物台36之狀態下使其旋轉，藉此檢出晶圓W之缺口位置與中心位置之偏離。接著，當檢出位置偏離時，則在以運送臂18、19、20舉起晶圓W之狀態下校正旋轉載送台36之位置，使旋轉載送台36之旋轉中心與晶圓W中心一致，之後再使運送臂18、19、20下降，而可高準確度地使位置一致。

如第1圖及第2圖所示，微觀檢查部11包含有：設於以適宜的除振裝置除振之裝載板30上，用以固持晶圓W之固持單元的檢查載物台31、及用以觀察檢查載物台31上之晶圓W的顯微鏡32。檢查載物台31於上下積層配置有可朝第1圖所示之X方向自由移動之X軸滑件33與可朝Y方向自由移動之Y滑件34，且於Y軸滑件上設有可朝Z方向自由移動之Z軸載物台35。Z軸載物台35上設有為可朝θ方向自由旋轉之旋轉裝置的旋轉載物台36。如第2圖所示，旋轉載物台36具有連接於未圖示之電動機的旋轉軸36A，且於旋轉軸36A之上端部固定有圓板上之固持部36B。固持部36B之外徑小於晶圓W之外徑，且於中央部設有用以吸附晶圓W之吸附孔(未圖示)。又，前述吸附孔連接於未圖示之抽氣裝置。

再者，微觀檢查部11中，於裝載板30前側的側部固定有周圍部檢查部12。周圍部檢查部具有三個由攝影光學系統與CCD等之攝影元件等所構成之放大影像取得部，而從上方、側方、下方進行晶圓W周圍部之攝影。接著，所攝影之畫像顯示於顯示部60，並由檢查者進行觀察與檢查。周圍部檢查部12係位於當以微觀檢查部11之顯微鏡32觀察晶圓W表面時不產生干擾之位置，即，位於以虛線所示之微觀檢查領域A的外側，因此不會在進行微觀檢查時干涉晶圓W。如第3圖所示，周圍部檢查部12係與裝載板30不同且可自由裝卸之周圍部檢查單元，且具有可以螺栓40固定於裝載板30之螺絲孔30A的固定部41，並從固定部41朝Z方向延伸設有底部42。該底部42上形成有晶圓W周圍部可進入之凹部43，且在該凹部43中設有由為放大光學系統之顯微鏡與CCD(Charged Coupled Device)所構成之放大影像取得部44。放大影像取得部44具有從上方觀察晶圓W周圍部之上面(表面)的放大影像取得部44A、從側方觀察晶圓W周圍部的放大影像取得部44B、及從下方觀察晶圓W周圍部之下面(裡面)的放大影像取得部44C。又，放大影像取得部44若為可取得畫像之結構的話，並不限定於CCD。又，周圍部檢查部12亦可為具有1個可自由移動之放大影像取得部44的單眼式、或追加2個可從左右方向夾住放大影像取得部44B之放大取得部44的5眼式等種種結構。作為單眼式之一例，可舉由光軸指向固定，且可朝XYZ方向相對地移動之顯微鏡與鏡部所構成，並可移動鏡部與顯微鏡使顯微鏡與觀察對象部位之距離經常維持於一定之結構為例。在此係以該具體的結構作為第2變形例，並留至後述。

再者，作為單眼式之另一例子，可舉只具有一個第3圖之周圍部檢查部12的擴大像取得部44，且構成為相對中心旋動晶圓W端部者為例。

接著，如第2圖所示，檢查載物台31與周圍部檢查部12連接於控制裝置45。控制裝置45係由CPU(Central Processing Unit)或記憶體等構成，且可控制外觀檢查裝置1整體者。又，控制裝置45亦連接有巨觀檢查部10、運送機器人5或顯示器等顯示裝置(未圖示)。

接著，針對該實施型態之作用作說明。

首先，將收納有檢查對象之晶圓W的晶圓拖架4A與空的晶圓拖架4B安裝於裝載部3。接著，運送機器人5從晶圓拖架4A取出一片晶圓W，再輸送至位於巨觀檢查部10之位置P1的運送臂18。之後，旋轉臂16在將晶圓W吸附固持於運送臂18之狀態下進行轉動，使晶圓W移動至位置P2。在此係先解除運送臂18之吸附再利用巨觀檢查單元22固持晶圓W並使其上升，之後再利用振盪裝置裝置使晶圓W升起、旋轉且搖動。

接著，將從照明部發出之照明光照射於晶圓W表面，再利用目視確認是否有缺陷及缺陷之狀態，之後使晶圓W下降並再度吸附固持於運送臂18。又，此時，位置P1上藉由旋轉臂16之旋動配置有運送臂20，且於該運送臂20上由運送機器人5放置有下一個晶圓W。

接著，旋動旋轉臂16，使位於位置P2之晶圓W與位於位置P1之晶圓W分別移動至位置P3與位置P2。由於檢查載物台31待機於位置P3，因此可從運送臂18將晶圓W轉移至檢查載物台31之固持部36B。又，此時，對於移動至位置P2之下一個晶圓W實施與前述相同的巨觀檢查。又，移動至位置P1之運送臂19上放置有另一晶圓W。

在微觀檢查部11中，係於檢查載物台31之旋轉載物台36上進行位置P2之晶圓W的對準，使控制裝置45移動檢查載物台31，並移動作為晶圓W中檢查對象之位置至顯微鏡32之物鏡32A(參照第2圖)視線內。由顯微鏡32取得之放大影像係檢查者透過未圖示之接目鏡以目視進行確認。其中，當顯微鏡32設有攝影裝置時，亦可一面目視顯示部60一面進行檢查。當一面移動檢查載物台31一面針對所有檢查對象進行微觀檢查時，控制裝置45係如箭頭B所示，朝XY方向之斜前方移動檢查載物台31，使檢查載物台31靠近周圍部檢查部12，並一面調整高度一面使晶圓W周圍部進入周圍部檢查部12之凹部43內。

周圍部檢查部12係，例如，以上側之放大影像取得部44A取得晶圓W周圍部之表面畫像，並利用控制裝置45進行畫像處理再輸出至顯示部者。此時，控制裝置45可旋轉檢查載物台31之旋轉軸36A，使晶圓W以預定速度朝θ方向旋轉。當進行一圈前述晶圓W周圍部之檢查且確認有無傷痕等以後，再如下述利用放大影像取得部44B及放大影像取得部44C依序取得晶圓W周圍部之側面及裡面畫像，以進行周圍部檢查。又，可使各放大影像取得部44A、44B、44C一次運作，以同時從三方向進行檢查。又，周圍部之檢查最好是藉由畫像處理自動檢出，例如，可比較優良品之晶圓W周圍部的亮度資訊與事先取得之檢查對象之晶圓W的亮度資訊。又，若是一個晶圓W的話，周圍部之亮度除了缺口部以為皆為一定，因此亦可抽出亮度變化超過所定值之部分作為缺陷。

完成周圍部檢查以後，再使檢查載物台31離開周圍部檢查部12，且回到運送位置之位置P3，並轉移至待機於位置P3之運送臂18。接著，旋轉臂16可旋轉運送臂18、19、20，以運送檢查完畢之晶圓W回到位置P1。之後，運送機器人5將檢查完畢之晶圓W運出，並收納於晶圓拖架4B，再將未檢查之晶圓重新轉移至位於空的位置P1之運送臂18。又，在位於位置P3之檢查載物台31上運入且轉移有在位置P2業經巨觀檢查之下一個晶圓。以下，相同地，在進行晶圓拖架4A內所有作為檢查對象之晶圓W的檢查以後，再將晶圓拖架4A、4B取下，並安裝進行下一個檢查之晶圓拖架。

又，在該外觀檢查裝置1中，係完成微觀檢查之後再移動至周圍部檢查，但亦可在任意的時機藉由控制控制裝置45移動至微觀檢查或周圍部檢查。再者，亦可在不進行巨觀檢查的情況下，只進行微觀檢查及周圍部檢查，也可在不進行微觀檢查之情況下，只進行巨觀檢查及周圍部檢查。

根據該實施型態，當進行晶圓W之外觀檢查時，係將周圍部檢查部12安裝於微觀檢查部11，以在進行微觀檢查與周圍部檢查兩種檢查時共用微觀檢查部11之檢查載物台31，因此可縮小裝置之設置面積。再者，由於可在不從微觀檢查輸送晶圓W之情況下進行周圍部檢查，且檢查載物台31之移動距離也相較於以個別裝置構成之情況大幅減少，因此可縮短檢查之工作時間。

由於周圍部檢查部12與檢查載物台31構造成可相對自由靠近及分開，因此可防止在微觀檢查時晶圓W等與周圍檢查部12產生干涉。再者，由於周圍部檢查部12與檢查載物台31設於相同的裝載板上，因此可縮小高度方向之不齊，並易於調整周圍部檢查時之高度。特別地，在該實施型態中，當將晶圓W輸送至旋轉載物台36時，由於可高準確度的使位置一致，因此當利用周圍部檢查部12旋轉且檢查晶圓W時，可抑制因觀察位置之晶圓W旋轉所產生之移動，而進行高倍率的檢查。又，由於位置檢出感測器50檢出位於位置P3之晶圓W缺口位置與中心位置之不齊量，因此即使不再放置晶圓W，亦可在進行周圍部之檢查時，藉由控制檢查載物台31，以在旋轉晶圓W時不產生偏心距之狀態下進行檢查。

又，將用以固定周圍部檢查部12之螺絲孔13鑿穿設置於微觀檢查部11之裝載板30上，且以周圍部檢查部12作為周圍部檢查單元而構成可自由裝卸於微觀檢查部11之結構後，可藉由只將周圍部檢查部12安裝於具有巨觀檢查部10與微觀檢查部11之外觀檢查裝置上實施周圍部檢查。即，只要利用最小的改變，即使使用原有的外觀檢查裝置亦可得到前述效果。又，周圍部檢查部12亦可一體的固定於裝載板30上。

又，本發明亦可構造成將可自由朝B方向水平移動之一軸載物台設於周圍部檢查部12之固定部41與底部42之間，使底部42朝晶圓W自由進退。在該情況下，亦可得到與前述相同的效果。再者，藉由朝檢查載物台31移動周圍部檢查部12，可減少更多工作時間。安裝於固定部41與底部42之間的載物台並不限定於一軸載物台，亦可為，例如，也可朝與B方向垂直之方向自由移動之二軸載物台、也可朝Z方向移動之三軸載物台、或可朝B方向與Z方向移動之二軸載物台。當顯微鏡32之物鏡部32A構造成可朝Z軸方向移動，而底部42構造成可朝Z方向自由移動時，則不必將Z軸載物台35設於檢查載物台31，因此可將檢查載物台31之結構簡略化。

又，前述實施型態亦可變形成具有記錄以微觀檢查部或周圍部檢查部之任一檢查部進行檢查時之觀察位置座標，並在以另一檢查部進行檢查時，根據所記錄之觀察位置座標移動將觀察位置移動至另一檢查部之觀察位置的功能(第1變形例)。

即，該第1變形例中具有與檢查載物台31之結構相同且可檢出晶圓W之XYZ各軸方向中位置座標的檢查載物台95，以代替第1、2圖所示之前述第1實施型態之外觀檢查裝置1的檢查載物台31。更具有具與控制裝置45之結構相同，且可取得、記憶檢查載物台95所檢出之晶圓W的位置座標資訊，並利用該資訊控制外觀檢查裝置1之控制裝置96，以代替控制裝置45。

在檢查載物台95中，係以同樣設於檢查載物台31之X軸滑件33、Y軸滑件34、Z軸載物台35、及旋轉載物台36作為驅動於各移動方向之動力源，例如，安裝圖未示之步進電動機。此外，根據從前述步進電動機之基準位置傳出之旋轉角資訊，亦可檢出晶圓W所移動之位置座標。

其中，檢查載物台95之動力源了步進電動機以外，亦適合採用例如，伺服電動機、直尺、線性電動機等可檢出位置座標的引動器或標尺等。

接著，針對前述第1變形例之作用作說明。

首先移動放置於檢查載物台95之晶圓W，當以作為微觀檢查之顯微鏡32觀察晶圓W周圍部時，若發現缺陷的話則馬上移動至周圍部檢查觀察晶圓W周圍部，以確認側面與裡面側。

此時，由於檢查載物台95可檢出各軸方向之座標，因此可例如，按一按鈕等利用操作部70發出指示，將該座標資訊記憶於控制裝置96。接著利用記憶於控制裝置96之座標資訊，而可在從進行微觀檢查之顯微鏡32物鏡之光軸上的點座標97移動至周圍部檢查時，直接以周圍部檢查部觀察業經顯微鏡32觀察之點座標97，並以控制裝置96控制檢查載物台95來移動晶圓W，使點座標97可到達周圍部檢查部之攝影光學系統的光軸上。

在藉由以操作部70手動，或以事先輸入且設定之觀察方法自動操作業經移動之晶圓W並觀察各種任意位置之周圍部之後，再移動至以原本的顯微鏡32進行之晶圓W周圍部觀察，即，利用記憶於控制裝置96之點座標97的座標資訊控制檢查載物台95，使原先藉由晶圓W周圍部之顯微鏡32進行過外觀檢查之點座標97移動至可再次以顯微鏡32進行觀察之位置。

相反地，當移動放置於檢查載物台95之晶圓W，且以周緣部檢查觀察晶圓W周圍部時，若發現缺陷的話，則馬上移動至以顯微鏡進行之微觀檢查觀察晶圓W周圍部，以利用業經放大的畫像進行確認。

在該情況下，係利用檢查載物台95檢出依操作部指示進行周圍部檢查之點座標97，再將該座標資訊記憶於控制裝置96。此外，當移動至顯微鏡之微觀檢查時，係以控制裝置控制檢查載物台95來移動晶圓W，使點座標97到達顯微鏡32之光軸上，而可直接在顯微鏡32之周圍部觀察時觀察業經周圍部檢查部觀察之點座標97。

利用手動或自動操作業經移動之晶圓W，可在以顯微鏡觀察各種任意位置之周圍部後，移動至以原本的周圍部檢查部進行之周圍部觀察，即，利用記憶於控制裝置96之點座標資訊97控制檢查載物台95，可使業經原先晶圓W周圍部檢查部之周圍部檢查的點座標移動至可以周圍部檢查部再次進行觀察之位置。

以下，針對該第1變形例之效果作說明。

根據本變形例，例如，如果想在移動放置於檢查載物台之晶圓W並以顯微鏡觀察晶圓W周圍部時直接觀察晶圓W表面與周圍部的話，或在相反的情況下，即，如果想移動於外觀檢查與周圍部檢查之間的話，由於只要按一操作部之按鈕，即可記憶在各檢查中所觀察到之點座標資訊，並利用該座標資訊移動晶圓W，因此可在各檢查中觀察相同的觀察點座標。因此，例如，當從晶圓W表面接著周圍部裡面觀察傷痕與缺口時，由於可在以顯微鏡進行外觀檢查與周圍部檢查時，不偏離位置且連續地觀察該等傷痕與缺口之位置，因此可提升觀察準確度及觀察速度。

藉此，可順利地連續進行晶圓W周圍部、另一表面之外觀檢查、及周圍部檢查。

(第2實施型態)

第2實施型態之特徵在於以目視進行檢查之巨觀檢查部設有周圍部檢查部，而其他之結構及作用與第1實施型態相同。

如第4圖所示，外觀檢查裝置51係於巨觀檢查部10之裝載板15上設有可自由裝卸之周圍部檢查部61(外圍部檢查單元)者。周圍部檢查部61具有固定於裝載板15之固定部62、一軸載物台63、及安裝有放大影像取得部44之底部42，而底部42係相對位置P2安裝成可自由靠近及分開者。如第5圖所示，當底部42位於最靠近之檢查位置時，水平地固持於巨觀檢查單元22之晶圓W周圍部可進入凹部43。又，如虛線所示，當底部42位於最遠之位置時，會從巨觀檢查領域C退避，因此不會因旋轉臂16之旋動及巨觀檢查單元22干擾晶圓W之搖動(振盪)。

又，巨觀檢查單元22係除了升降裝置、搖動裝置之外，亦設有可在進行搖動的情況下旋轉業經固持之晶圓W的旋轉裝置之固持單元。

當進行該實施型態中晶圓W之外觀檢查時，係利用巨觀檢查單元22吸附固持運送至位置P2之晶圓W，以進行巨觀檢查。在完成巨觀檢查之後，再將晶圓W水平固持於預定高度，使周圍部檢查部61移動至檢查位置。接著，利用巨觀檢查單元22一面旋轉晶圓W一面進行與實施型態1相同的周圍部檢查。在完成周圍部檢查之後，再使周圍部檢查部退至待機位置，而將晶圓W從巨觀檢查單元22轉移至運送臂19。再著，旋轉旋轉臂16將晶圓W運送至位置P3。之後，將晶圓W轉移至微觀檢查部11進行微觀檢查，並在完成微觀檢查以後，經過位置P3將晶圓W送回至位置P1，再收納於晶圓拖架4B。

又，在該外觀檢查裝置51中，係完成巨觀檢查之後再移動至周圍部檢查，但亦可在任意的時機藉由控制控制裝置45移動至巨觀檢查或周圍部檢查。再者，亦可在不進行微觀檢查的情況下，只進行巨觀檢查及周圍部檢查，也可在不進行巨觀檢查之情況下，只進行微觀檢查及周圍部檢查。

在該實施型態中，係將周圍部檢查部61設於巨觀檢查部10，以在進行巨觀檢查與周圍部檢查兩種檢查時共用巨觀檢查部10之巨觀查檢查單元22，因此可縮小裝置之設置面積。再者，由於可在不從巨觀檢查輸送晶圓W之情況下進行周圍部檢查，且周圍部檢查部61之移動距離也相較於以個別裝置構成之情況大幅減少，因此可縮短檢查之工作時間。又，將巨觀檢查單元22與周圍部檢查部61設置成可相對自由靠近及分開之效果及裝載於同一裝載板15上之效果與第1實施型態相同。再者，將周圍部檢查部61構造成可自由裝卸於巨觀檢查部10之效果與第1實施型態相同。

(第3實施型態)

第3實施型態之特徵在於在自動巨觀檢查部設有周圍部檢查部，而該自動巨觀檢查部係利用畫像處理從攝影裝置所攝影之畫像中自動地抽出缺陷者。又，其他之結構及作用與第1實施型態相同。如第6圖及第7圖所示，外觀檢查裝置71具有業經除振之裝載板72，且於裝載板72上建築有自動巨觀檢查部73。又，自動巨觀檢查部73具有檢查載物台74、固定成可朝X方向隔著檢查載物台74之照明部75及攝影部76。檢查載物台74係由X軸載物台77、Z軸載物台78、及作為旋轉裝置之旋轉軸79所構成，且於旋轉軸79上固定有用以吸附固持晶圓W之固持板80。照明部75係具有相對晶圓W上面(表面)從斜上方照射線狀照明光之線光源者。線光源係朝與X方向垂直之Y方向延伸。相同地，攝影部76係配置有光學系統，且於其攝影位置朝Y方向線狀地排列有攝影元件者，而前述光學系統係可使從照明部75射出之照明光攝影在晶圓W上面反射之線狀反射光或繞射光者。此外，攝影部76之光軸與照明部75之光軸係交叉地配置於晶圓W上面。又，攝影部76與照明部75在分別交叉之晶圓W直線上具有旋轉軸90且設置在可自由旋動之構件91、92上。藉由獨立地旋動攝影部76與照明部75，而可以正反射或±1、±2次之繞射光等適合種種觀察條件之角度進行攝影。

再者，裝載板72固定有周圍部檢查部12。周圍部檢查部12係設於從虛線所示之晶圓W巨觀檢查領域D退避的位置處。又，檢查載物台74之X方向的可動範圍大於巨觀檢查領域D，因此晶圓W之周圍部可進入周圍部檢查部12之凹部43內。

接著，針對該實施型態之作用作說明。首先，使檢查載物台74待機於位置P4所示之輸送位置，再利用此處未圖示之運送機器人運入晶圓W，將晶圓W吸附固持於檢查載物台74。接著，藉由朝X方向之周圍部檢查部12側移動檢查載物台74，而可在晶圓W上面反射從照明部射出之線狀照明光，以將每一線收入攝影部76進行晶體整體畫像之攝影。

控制裝置45係取出以攝影部76攝影之畫像與事先取得優良品之畫像的差，而以畫面處理抽出亮度差在一定值以上之領域作為缺陷。接著，將業經抽出之缺陷的位置、大小之資訊或業經自動缺陷分類之分類資訊登記在每個晶圓W上。

完成晶圓W之自動巨觀檢查以後，再朝X方向移動檢查載物台74使其靠近周圍部檢查部12，並使晶圓W周圍部進入周圍部檢查部12之凹部43，再在該位置朝θ方向旋轉晶圓W，並進行與第1實施型態相同地周圍部檢查。完成周圍部檢查以後，再使晶圓W停止旋轉，接著再送回到位置P4運出晶圓W。

又，在該外觀檢查裝置71中，係在完成自動巨觀檢查之後移動至周圍部檢查，但亦可在任意的時機藉由控制控制裝置45移動至巨觀檢查或周圍部檢查。又，亦可在完成自動巨觀檢查時配置周圍部檢查部12，使晶圓W周圍部進入周圍部檢查部12之凹部43內。由於照明部75可旋動地配置，因此即使將周圍部檢查部12配置於前述位置，只要不干擾自動巨觀檢查的話皆可進行配置。再者，亦可將周圍部檢查部12構造成可朝X方向自由移動，使周圍部檢查部12可靠近自動巨觀檢查完成後的晶圓W。

在該實施型態中係將周圍部檢查部12設於自動巨觀檢查部73，使進行巨觀檢查與周圍部檢查兩種檢查時可共用自動巨觀檢查部73之檢查載物台74，因此可縮小裝置之設置面積。再者，由於可在不從巨觀檢查輸送晶圓W之情況下進行周圍部檢查，且檢查載物台74之移動距離也相較於以個別裝置構成的情況大幅減少，因此可縮短檢查之工作時間。特別地，當移動檢查載物台74使晶圓W周圍部進入周圍部檢查部12之凹部43時，只需X方向延長檢查載物台74，即可便宜地進行製造。又，將檢查載物台74與周圍部檢查部12設成可相對自由靠近及分開之效果及安裝於同一安裝板上之效果係與第1實施型態相同。又，將周圍部檢查部構造成可自由裝卸於巨觀檢查部之效果係與第1實施型態相同。

又，本發明不限定於前述各實施型態，亦可廣泛地應用。

例如，第1實施型態中，周圍部檢查部12之設置位置不限於第1圖所示之位置，亦可安裝於裝載板30之側緣部。在該結構中，可將裝載板30之前側小型化。即使在該情況下，周圍部檢查部12仍配置於不會干擾微觀檢查時之位置處進行待機。

本發明可為不具有巨觀檢查部10，僅具有微觀檢查部11與周圍部檢查部12之外觀檢查裝置。相同地，本發明亦可為不具有微觀檢查部11，僅具有巨觀檢查部10與周圍部檢查部12之外觀檢查裝置。又，本發明也可為由自動巨觀檢查部73與微觀檢查部11構成之外觀檢查裝置。

顯微鏡32設有晶圓W周圍部可進入之凹部，亦可藉由配置放大影像取得部44於該凹部而形成周圍部檢查部。在該情況下，更可將微觀檢查部11之空間縮小。又，若有配置空間的話，可將旋轉載物台與檢查部設於位置P1，亦可設於位置P3。

又，工作件並不限定於半導體晶圓W，亦可使用玻璃基板等種種工作件。

又，前述周圍部檢查部之結構中，可採用具有以下說明之可變視野方向裝觀察裝置的結構。該可變視野方向觀察裝置係具有前述放大影像取得部44之單眼式具體結構的變形例(以下稱為第2變形例)。以下是以前述工作件為平板狀試樣之晶圓W時的例子作說明。

首先，針對本變形例之可變視野方向觀察裝置的概念作說明。

對於可變視野方向觀察裝置，例如，針對裝載於顯微鏡裝置之一例作說明。

本變形例之可變視野方向觀察裝置的實施型態係固持由晶圓W等構成之平板作為試樣(觀察對象或標本)，並配設於朝互相垂直之3軸方向移動及可旋轉之顯微鏡裝置的載物台附近，以觀察試樣外圍端面的觀察裝置。例如，當以晶圓W作為(平板狀)試樣時，係相對於晶圓W主面，將觀察光學系統(在此，例如作為攝影光學系統)之光軸配置於垂直方向。該攝影光學系統具有藉由旋轉配置於從固定具有之焦點位置至物鏡的距離，即，WD(工作距離)內側的旋轉鏡，並變更試樣觀察設置方向(視野方向)，而可具有隨著視野方向之變化將物鏡與試樣間的距離經常保持於前述WD的裝置。

在本變形例中係由附載有觀察光學系統與旋轉鏡之光學系統台(2軸載物台＝ZX載物台)、朝Z方向移動旋轉鏡之旋轉台、及兩個用以接合該等旋轉台之凸輪構成基本的元件。

本變形例之概念的結構係由下述a、b、c、d、e構成。

a.可朝與試樣面垂直之方向(Z方向)及平行之方向(X方向)移動的2軸載物台；b.具有可朝Z方向移動2軸載物台之驅動部的底部；c.固定於底部之X方向凸輪、用以接合安裝於前述2軸載物台之X方向移動板之凸輪的滾子、及由底部與使X方向移動板(X載物台)朝靠近方向產生作用的拉伸彈簧所構成之載物台的X方向移動部；d.將光軸調整成與試樣面形成直角之觀察(顯微鏡)光學系統、及光軸可任意偏向於該顯微鏡之物鏡與該透鏡之焦點位置之間的旋轉鏡配置於X載物軸上；e.具有固定於底部之鏡凸輪、及用以咬合安裝於從前述旋轉鏡之旋轉軸伸出的旋轉臂上之凸輪的滾子，且將朝滾子按壓凸輪之方向作用之拉伸彈簧配置於旋轉臂與設於X載物台之桿(彈簧釘)之間，並藉由底部驅動裝置，即使觀察光學系統之位置與旋轉鏡之角度因凸輪產生變化而使視野方向移動，焦點仍可經常與試樣之端面一致。

該可變視野方向觀察裝置可由檢查(觀察)裝置單獨構成，但亦可安裝成固持晶圓W用顯微鏡裝置之晶圓W作為試樣，且配設於朝互相垂直之3軸方向移動且可旋轉之顯微鏡裝置的載物台附近，以觀察固持於載物台之試樣外圍端面。當然，試樣並不限定於後述的晶圓W。又，當以以下說明之試樣作為晶圓W時，係稱試樣表裡面之平面為主面。又，所謂的試樣外圍端面主要是指試樣表裡面之非平面的周圍部，當實施去角加工等時，或當在塗布抗蝕劑後觀察捲曲至業經除去周圍部抗蝕劑且稱為表面切邊線之部分裡面周圍部的抗蝕劑等時，該周圍部分亦包含在內。以下，針對本變形例之第1型態(以下簡稱為第1型態)作詳細說明。

第8圖及第9A、9B圖係顯示可變視野方向觀察裝置200之第1型態的構成例。其中，第8圖係顯示從正面看第1型態之可變視野方向觀察裝置之構成例的圖，第9A圖係顯示從側面看第1型態之可變視野方向觀察裝置之構成例的圖，而第9B圖係顯示從第9A圖之箭頭A1側(相對於第8圖之裡面側)所見之鏡式凸輪之構成例的圖。

以下，針對該可變視野方向觀察裝置200之結構作說明。又，以下說明中，係以在與作為試樣之晶圓主面相同方向上與端面接線垂直之方向為X方向，以與主面垂直之方向為Z方向。

本裝置中，底部101係鋼、鋁或不鏽鋼等金屬材料之板狀構件。又，該底部101之縱向配置於與作為試樣之晶圓114主面垂直之方向。

在該底部101之上端安裝有伸展成L字型之電動機安裝板101a，且於該電動機安裝板101a上設有電動機102。電動機102之旋轉軸(圖未示)係依圖未示控制器朝X方向旋轉者。又，電動機102之旋轉軸與滾珠螺桿103a連接。滾珠螺桿103a係可自由旋轉地插入滾珠螺桿導件103b者，而前述滾珠螺桿導件103b係安裝於從固定於底部101之Z移動台105伸出的臂105a者。滾珠螺桿組103係由該等滾珠螺桿103a與滾珠螺桿導件103b所構成。藉由該結構，滾珠螺桿103a可旋轉電動機102之旋轉軸，而使滾珠螺桿導件103b推上或推下地移動。

又，Z方向移動線性導件104係由固定於Z方向移動台105之軌道104a、及可滑動地與軌道104a接合並固定於底部101之盒體104b所構成。

再者，在底部101之上側透過多數支柱固定有形成有彎曲成凹形之凸輪面的凸輪108。在前述底部101之下側透過多數支柱固定有形成有彎曲成與凸輪面108a不同之凹形之凸輪面118a的鏡式凸輪118。

再者，X方向移動線性導件106係由固定於Z方向移動台105之軌道106a、及可滑動地與軌道106a接合並固定於X移動板107之盒體106b所構成。藉由該結構，X方向移動線性導件106之Z方向移動台105及Z方向移動線性導件104之X方向移動板可對於X－Z移動於二度空間。

又，X移動板107上固定有沿著凸輪108之凸輪面108a一面旋轉一面移動之凸輪滾子109。X移動板107上設有可旋動之旋轉軸116。又，旋轉臂119係可從前述旋轉軸116伸出地固定成一體，且於旋轉臂119上安裝有可沿著具有旋動引導部功能之鏡式凸輪118的凸輪面118a移動且可旋轉之凸輪滾子117。旋轉軸116係依照沿著凸輪滾子117之凸輪面118a的移動進行旋轉者。

底部101之凸輪108側上端設有柱狀彈簧釘121a，並在X移動板107上端之彈簧釘121a的相反側設有彈簧釘121b。又，拉伸彈簧111勾掛在該等彈簧釘121a、121b上。藉由該等拉伸彈簧111所賦與之勢能，凸輪滾子109可產生按壓於凸輪108的作用。如第9B所示，係將拉伸彈簧120勾掛於旋轉臂119之孔與設於X移動板107之彈簧釘122a之間。截由拉伸彈簧120所賦與之勢能，凸輪滾子117可產生將鏡式凸輪118按壓於凸輪面118a的作用。

再者，在X移動板107上設有朝與安裝於旋轉桌之晶圓主面垂直的方向具有光軸且作為觀察光學系統之攝影部123。該攝影部123係由成像透鏡122、及可接收成像於成像透鏡122之光像且以光電轉換形成畫像信號之CCD相機所構成。當然，成像透鏡122亦可由如顯微鏡之物鏡、及可成像從物鏡射出之無線遠光束的透鏡構成，亦可使用可變焦距透鏡單體。又，使焦點一致或變焦之裝置亦可為電動。成像透鏡之WD內具有使成像透鏡122之光軸偏向的旋轉鏡115，且該旋轉鏡115黏著於安裝在X移動板107之旋轉軸116。

以下，針對安裝於具有前述結構之顯微鏡裝置的可變視野方向觀察裝置200之動作作說明。

本裝置係針對即使利用以下步驟改變對於晶圓端面之方向，仍可經常使焦點一致的情況作說明。

首先參照第8圖，隨著檢查者(觀察者)之指示並藉由控制未圖示之控制器旋轉電動機102，並依前述旋轉旋轉滾珠螺桿103a，使移動滾珠螺桿導件103b朝上或下移動。當朝下移動時，Z驅動板105隨著Z方向移動線性導件104之引導方向移動，而可靠近晶圓114。

在前述下降時，Z驅動板105係藉由拉伸彈簧111所賦與之勢能將凸輪滾子109按壓於凸輪108，而沿著凸輪面108a朝右方移動。同時，旋轉臂119亦藉由拉伸彈簧120將凸輪滾子117按壓於鏡式凸輪118之凸輪面118a而移動。當凸輪滾子117沿著凸輪面118a移動時，旋轉臂119會朝順時鐘方向旋動。

即，成像透鏡122係沿著Z方向(光軸方向)下降以靠近晶圓114，並在晶圓114的主面方向朝X方向移動以離開端部。實際上，如第8圖所示，晶圓114之端部與旋轉軸116係以同一距離(WD)下降。此時，隨著旋轉臂119朝順時鐘方向旋動，旋轉鏡115亦朝順時鐘方向旋動。即，凸輪面118a之形狀係設計成成像透鏡122之光軸偏向於旋轉鏡115，且光軸經常與晶圓114端面一致，並透過旋轉鏡將該端面與成像透鏡之距離WD維持一定。

結果，即使改變觀察晶圓114端面之角度(θ)，亦可作出成像透鏡112之焦點經常與該端面一致之狀況。但，在本實施型態中，最好是相對於晶圓114主面，將可觀察之視野方向±45度左右。該原因是因為當旋轉鏡115之反射角度平行地靠近成像透鏡122之光軸時，必須極端地擴大旋轉鏡115之反射面(鏡面)，並且實際上鏡之反射面的面積具有限制的緣故。

針對前述理由，一面參照第10A、10B圖作簡單地說明。

如第10A圖所示，係以實線表示從與晶圓114主面相同的方向(θ＝0)開始觀察時，成像透鏡122與旋轉鏡115(θ₂ ＝45°)之位置關係，而虛線是表示從上方觀察端面時，成像透鏡122與旋轉鏡115之位置關係。

當θ為θ₁ 時，θ₂ ＝(1/2)＊ θ₁ 。因此，當θ變大時，θ₂ 也會變大，且反射面會如點虛線所示與光軸一致，而妨礙觀察。相同地如第10B圖所示，當從晶圓114下方進行觀察時，晶圓114之一部份會進入成像透鏡112與旋轉鏡115之間，而妨礙觀察。

再補充一點，成像透鏡122之光軸係在θ＝0時離晶圓端面最遠。再著，隨著擴大θ，光軸則越靠近晶圓114。因此，可考慮上述情況來設計鏡式凸輪118。

如前述說明，根據本變形例之第1型態的可變視野方向觀察裝置200，可相對於具有晶圓等兩個主面之試樣114外圍端面，一面朝與主面垂直之方向(Z方向)移動旋轉鏡115一面保持與試樣114外圍端面大略一定的距離，因此外圍端面與觀察光學系統之距離WD(工作距離)為一定，而可在觀察(成像)端面時使焦點與試樣端面一致。

又，由於用以支持攝影部123之X移動板只以維持距離WD之程度朝晶圓114的主面方向移動，因此可將本實施型態之可變視野方向觀察裝置小型化。又，檢查裝置未必一定由單體構成，亦可使用配設於用以固持試樣並可朝互相垂直之3軸方向移動及旋轉之習知顯微鏡裝置的載物台附近者。當然，檢查裝置並不限定於用於晶圓之顯微鏡裝置，亦可搭載於具有其他載物台之裝置上。

再者，藉由使凸輪108、118之凸輪面108a、118a的彎曲狀態與所觀察之試樣外圍端面的形狀一致，而可利用適當地焦點對種種試樣進行觀察。例如，亦可使凸輪108、118具有可自由裝卸之結構，而可配合適當試樣進行交換。藉此，即使試樣端面之截面形狀形成圓狀或角成略圓之形狀，亦可輕易進行攝影部之對焦。

前述實施型態之外觀檢查裝置1的周圍部檢查部12具有前述可變視野方向觀察裝置200，藉此周圍部檢查部12之顯微鏡可引導晶圓114端面及連接該端面之表裡面的觀察影像，因此可檢出產生於晶圓端面之缺口或裂痕。又，當進行模擬圖案之檢查時，亦可檢查抗蝕膜之去邊狀態或朝晶圓背面之捲曲等。

接著，一面參照第11圖一面針對本實施型態之第2型態(以下簡稱為第2型態)作說明。又，對於第11圖所示之結構部位，係將相同的參照符號標示於與前述第8及第9A、9B圖所示之結構部位相同處，並將其說明省略。

本型態係在前述第1型態之觀察角度上有限制(±45度左右)，且實現從試樣之正上方或正下方之觀察的例子。在本型態中，藉由再設置兩個如第11圖所示之表裡觀察鏡，而可觀察試樣外圍部的表裡。

在前述可變視野方向觀察裝置201中係將缺口部B1形成於底部130，且構成為晶圓114端部可嵌入的結構。再者，當將晶圓114端部插入缺口部B1時，係將分別固定於光軸(與晶圓114主面垂直之方向)上之上方與下方的表裡觀察鏡131、132配置在從端部稍微進入內側之位置處。

例如，當觀察晶圓114上主面時，若是成像透鏡122之光軸係旋轉鏡115與表裡觀察鏡131之斜度相同者的話，則可與在表裡觀察鏡131偏向之光軸相同。即，由於在該等表裡觀察鏡131、132彎曲的光軸係分別與晶圓114主面垂直，因此可觀察晶圓114外圍部的表面與裡面。

在前述配置中，凸輪135係相對前述第1型態之凸輪形狀設有為了使從表裡觀察鏡射出的光軸與成像光軸一致而延長的凸輪面135a。藉由設置凸輪面135a，可決定與表裡觀察鏡角度相關之旋轉鏡的角度，使光軸與成像透鏡之光軸一致。當然，凸輪134也相同地增加有凸輪面134a之形狀，使L10、L11及L12之和與WD一致。又，當WD因晶圓114之個體差等無法完全一致時，可藉由使光圈具有充分視野深度地介於觀察光學系統中，並設置AF(自動對焦)裝置進行對應。

又，作為本變形例可變視野方向觀察裝置之觀察對象的試樣係以晶圓為例作說明，當然並不限定於此。例如，亦可藉由搭載在使用於液晶顯示螢幕之玻璃基板的檢查裝置上，觀察玻璃基板的端面。另外，亦可藉由安裝在金屬切削裝置上，觀察業經切割之製品的端面。

如以上說明，根據前述第1、第2型態，可從所要的角度觀察作為試樣之晶圓外圍端面，且不需每次都進行調整焦點之作業，而可簡單地觀察產生於其全部外圍端面及表裡面之缺口或裂痕等傷痕或黏著的異物。又，前述第2型態亦安裝於與前述第1型態相同的顯微鏡裝置，故可輕易裝載於晶圓外觀裝置或晶圓檢查裝置等。又，亦可設於具有露光裝置、塗裝機、顯像劑等旋轉載物台之基板處理裝置。

接著，針對本變形例之第3型態(以下簡稱為第3型態)的可變視野方向觀察裝置作說明。

在前述第2型態中，表裡觀察鏡131、132係與旋轉鏡之角度無關的固定於一定方向。因此，當以旋轉鏡115觀察晶圓114端面時，若是設定於低倍率觀察的話，表裡觀察鏡131、132會進到旋轉鏡115之觀察視野內。本型態係設有可動型表裡觀察鏡，而可在觀察試樣端面時從旋轉鏡115之觀察視野退避的結構例。

第12A圖係顯示從正面看第3型態之可變視野方向觀察裝置之構成例的圖，第12B圖係顯示從裡面看第3型態之可變視野方向觀察裝置之構成例的圖，第12C圖係顯示從第12B圖之箭頭C1側所見之可動型表裡觀察鏡部之截面構成例的圖。又，對於第12A、12B、12C圖所示之結構部位，係將相同的參照符號標示於與前述第8及9圖所示之結構部位相同處，並將其說明省略。

如第12A所示，可變視野方向觀察裝置202係在旋轉鏡115觀察晶圓114端面時，以晶圓114主面為基準，並相對於旋轉鏡115設有可動型表裡觀察鏡171、172，使鏡面位於具有任意角度θ₃ 、θ₄ 之俯角(以成像透鏡122之光軸方向為基準而會聚於旋轉鏡115之方向)的規定位置。任意角度θ₃ 、θ₄ 係為了防止在晶圓114反射之外來光(照明光等)在可動型表裡觀察鏡171、172再度反射而設入旋轉鏡115所設置的角度。任意角度θ₃ 、θ₄ 係設置成相對於晶圓114表裡主面稍微傾斜，相對於旋轉鏡115具有俯角(相對於晶圓主面之仰角)者。

該等可動型表裡觀察鏡171、172係具有相同結構，且如第12B圖所示，相對於晶圓114(光軸方向)對稱地配置。在該等可動型表裡觀察鏡171、172之間設有固定於第9圖所示之X移動板107，且隨著上下移動旋動可動型表裡觀察鏡171、172中任一者的驅動板173。

接著，針對以可動型表裡觀察鏡171為一例之結構作說明。

如第12C圖所示，可動型表裡觀察鏡171之結構包含有：鏡主體182，係使軸承108嵌入底部101且安裝成可旋轉者；鏡台183，係安裝於鏡主體182並可交換者；鏡部184，係固定於鏡台183前端部(此圖之下側)者；停止器185，係設於底部101以規定前述規定位置者；桿部186，係透過承軸181連接固定於鏡主體182者；凸輪188，係設於桿部186之前端部且隨著驅動板173上下移動旋動鏡主體182者；及螺旋彈簧187，係賦與勢能使鏡主體182回到規定位置者。

安裝鏡台183於鏡主體182之結構係於鏡主體182之安裝面m設置至少兩根之銷189a、189b與螺絲孔190，並在鏡台183上分別鑿開與該等銷189a、189b嵌合之孔191a、191b及螺絲用孔191c。前述安裝係在鏡主體182之銷189a、189b與鏡台183之孔191a、191b嵌合之後，再通過螺絲用孔191c將螺絲192扭轉進螺絲孔190進行固定。由於鏡台具有可裝卸之結構，因此即使鏡部髒了亦可簡單地洗淨。

停止器部185係由固定於底部101之停止柱193、及用以卡合桿部186並設定規定位置之停止器194所構成。線圈彈簧187係安裝成一端掛於桿部186，另一端掛於底部101，且其賦與勢能之力可使停止器194經常按壓桿部186者。

接著，一面參照第13A圖至第13G圖，一面針對具有前述結構之可變型表裡觀察鏡171、172的動作作說明。該觀察例係從晶圓上面經過端面，再觀察晶圓下面。

第13A圖係顯示觀察從裝置正面所見之晶圓114上面的狀態，第13B圖係顯示從其裡面側所見之可動型表裡觀察鏡171、172之旋動狀態。在前述觀察狀態中，旋轉鏡115係位於可動型表裡觀察鏡172之上方。又，可動型表裡觀察鏡172之凸輪188可提高驅動板173。接著，映出於可動型表裡觀察鏡172之晶圓表面(主面上面)係透過旋轉鏡115，而沿著成像透鏡122之光軸進行投影。此時，可動型表裡觀察鏡171成為自由狀態，且賦與螺旋彈簧187勢能，以固持鏡面於可為前述定位置之任意角度θ₃ 。

再者，從第13A、13B圖所示之狀態中，當從對於晶圓114面之法線略垂直之方向觀察外圍端面時，旋轉鏡115係一面旋轉一面下降，以到達晶圓114端面之觀察(參照第13C、13D圖)。在觀察該端面之狀態中，可動型表裡觀察鏡171、172之各凸輪188、195係在不接觸驅動板173之情況下成為自由狀態。因此，可動型表裡觀察鏡171、172皆成為自由狀態，且分別賦與螺旋彈簧187勢能，以分別固持鏡面於可為前述定位置之任意角度θ₃ 、θ₄ 。

此時，如第13E圖所示，可變型表裡觀察鏡171、172之鏡部成旋動的狀態，而不會進入旋轉鏡115之觀察視野中。

再者，為了觀察晶圓114裡面，旋轉鏡115係一面旋轉一面下降，而位於可變型表裡觀察鏡171之下方位置處。又，可變型表裡觀察鏡171之凸輪195可押下驅動板173。接著，映出於可動型表裡觀察鏡171之晶圓表面(主面下面)係透過旋轉鏡115，沿著成像透鏡122之光軸進行投影。此時，可動型表裡觀察鏡172成為自由狀態，且賦與螺旋彈簧187勢能，以固持鏡面於可為前述定位置之任意角度θ₃ 。(參照第13F圖、第13G圖)

如以上說明，根據本發明，兩個配置於上下之可動型表裡觀察鏡之其中一者可隨著旋轉鏡的移動旋動，而可利用業經旋動之可動型表裡觀察鏡與旋轉鏡，將試樣表面或裡面之觀察影像引導至成像透鏡之光軸。又，當觀察試樣端面時，可動型表裡觀察鏡可一起從觀察視野退避。因此，可提供只有作為觀察對象之試樣存在觀察視野範圍且容易觀察的觀察影像。又，在前述第3型態中，亦可與前述第1型態相同的安裝於顯微鏡裝置，而可輕易裝載於晶圓外觀檢查裝置或晶圓檢查裝置等。

又，本型態之可變視野方向觀察裝置202係考慮藉觀察者直視之目視觀察與使用有攝影元件之監測器等兩者者，但，並不限定於前述第3型態，例如，若是構成只觀察監測器畫像之結構的話，亦可藉由去除從業經攝影之觀察畫像進入之表裡觀察鏡的畫像，或在不從攝影元件取入相當於表裡觀察鏡之畫像信號的情況下形成畫像而實現。

在前述第2變形例之說明中，係針對各型態之可變視野方向觀察裝置安裝於本發明外觀檢查裝置之周圍部檢查部時的結構作說明，而前述各型態之可變視野方向觀察裝置係搭載於顯微鏡等檢查裝置時之例子。但前述各型態之可變視野方向觀察裝置不論是可改變試樣之視野方向的觀察裝置或單體皆可使用。

接著，針對前述情形之背景技術作說明。

例如，在特開平9－269298號公報(特許文獻A)及特開2003－344307公報(特許文獻B)揭示有一種端部缺陷檢查裝置，係專門檢查晶圓端面以檢出產生於晶圓端面之缺口或裂痕等者。

前述背景技術具有以下問題。

前述晶圓邊緣檢查係藉由目視經過所有外圍而攝影之晶圓邊緣的畫像，或藉由業經光電變化之檢出直的變化進行檢出，以檢出一般位於晶圓端面之缺口或裂痕。

由於特許文獻A之端部缺陷檢查裝置係從晶圓端面之繞射光的一部份檢出缺口或裂痕等的結構，因此無法對晶圓端面之表面側或裡面側進行觀察。相同的，特許文線2所揭示之缺陷檢查裝置亦是無法對於晶圓端面之表面側或反面側觀察缺口或裂痕的結構。又，特許文獻A、B係無法觀察一起去除表面側邊緣部之抗蝕劑後的切邊線之結構。

又，就使用於液晶顯示裝置之玻璃基板而沿亦是相同的，必須在確認發生於玻璃基板端部之缺口或裂痕等損傷或不要的膜等之後執行最適當地處理。

在此，係要求一種可從所要角度觀察試樣外圍端面(一端面與另一端面相連之外周圍表裡面)之可變視野方向觀察裝置。

前述可變視野方向觀察裝置係由以下結構所提供。

(1)一種可變視野方向觀察裝置，包含有：用以觀察前述平板狀試樣之外周端面的觀察光學系統；及使前述觀察光學系統中之光軸偏向以到達前述試樣之外周端面的鏡部；又，該可變視野方向觀察裝置係根據前述鏡部之旋動變更視野方向，並使前述觀察光學系統與前述試樣之外周端面的距離保持大致一定，以觀察前述試樣之外周端面者。

(2)一種可變視野方向觀察裝置，包含有：固定前述平板狀試樣之外周端面於可觀察之位置的底部；具有與前述試樣之面垂直之光軸的觀察光學系統；用以支持前述觀察光學系統並可朝前述試樣之前述面的垂直方向及平行方向移動之二軸載物台；可支持前述二軸載物台使其可自由旋動，並使前述觀察光學系統中之光軸偏向以到達前述試樣之外周端面的鏡部；及設於前述底部，且一面賦與勢能一面進行抵接使前述鏡部滑動，並在朝前述二軸載物台之垂直方向移動時旋動前述鏡部，使前述觀察光學系統中之光軸偏向以到達前述試樣之外周端面的旋動引導部，又，該可變視野方向觀察裝置係根據前述鏡部之旋動變更視野方向，並使前述觀察光學系統與前述試樣之外周端面的距離保持大致一定，以觀察前述試樣之外周端面者。

(3)如(2)之可變視野方向觀察裝置，其中前述可變視野方向觀察裝置之前述底部係配設於用以固持前述試樣並可朝互相垂直之三軸方向移動及旋轉之顯微鏡裝置的載物台附近。

(4)如(2)之可變視野方向觀察裝置，其中前述旋動引導部係構造成包含有：第一凸輪，係設於前述底部且具有凸輪面，而該凸輪面係彎曲成在朝前述二軸載物台之垂直方向移動時，使前述鏡部相對前述試樣之外周端面形成大略一定間隔者；及第一凸輪滾子，係在朝前述二軸載物台之垂直方向移動時，沿著前述凸輪面之彎曲滑動且旋動前述鏡部，使前述觀察光學系統之光軸到達前述試樣之外周端面者。

(5)如(2)之可變視野方向觀察裝置，其中前述可變視野方向觀察裝置更具有載物台引導部，而該載物台引導部係構造成包含有：第二凸輪，係設於前述底部，且具有彎曲之凸輪面，而該凸輪面係用以在朝前述二軸載物台之垂直方向移動時，隨著前述旋動引導部之平行方向的移動，維持前述光學系統之光軸垂直於前述試樣之面的方向者；及第二凸輪滾子，係設於前述二軸載物台，並在朝前述垂直方向移動時沿著前述凸輪面之彎曲滑動者。

(6)如(2)之可變視野方向觀察裝置，其中前述可變視野方向觀察裝置更具有兩個固定鏡，係固定於前述底部，以配置於前述試樣之上方及下方，並使前述觀察光學系統之光軸朝前述試樣之外周端面方向彎折者。

(7)如(2)之可變視野方向觀察裝置，其中前述可變視野方向觀察裝置更具有兩個旋動鏡，前述旋動鏡係設置於前述試樣面之上方及下方，且將前述觀察光學系統之光軸朝前述試樣之外周端面方向折彎，並在從上方或下方進行觀察時設定成預定角度者。

(8)如(2)之可變視野方向觀察裝置，其中前述可變視野方向觀察裝置更具有兩個旋動鏡，前述旋動鏡係可旋動地配置於前述底部，以配置於前述試樣面之上方及下方者。又，前述旋動鏡係在觀察前述試樣之上面或下面時，旋動前述旋動鏡中任一者，以透過前述鏡部將該試樣之觀察像射入前述觀察光學系統，並在觀察前述試樣之外周端面時，相對前述旋動鏡將前述旋動鏡之鏡面設定成俯角，並退避至前述觀察光學系統之觀察視野外者。

(9)一種可變視野方向觀察裝置，係安裝於用以觀察前述平板狀試樣表面之顯微鏡裝置的觀察裝置，包含有：二軸載物台，係可朝垂直於前述試樣面之Z方向及X方向移動者；底部，係具有使前述二軸載物台朝Z方向移動之驅動部者；載物台之平行方向移動部，包括固定於前述底部之第一凸輪、安裝於前述二軸載物台之X方向移動板且沿著該第一凸輪移動之滾子、及朝鄰近前述底部與前述X方向移動板之方向產生作用之拉伸彈簧；顯微鏡裝置之觀察光學系統，係在前述二軸載物台上，其光軸與前述試樣之面垂直者；鏡部，係配置於前述觀察光學系統內之物鏡與該物鏡之焦點位置之間，且可將前述光軸任意偏向者；第二凸輪，係固定於前述底部者；第二滾子，係安裝於從前述鏡部之旋轉軸伸出之旋轉臂，且沿著前述第二凸輪移動者；及拉伸彈簧，係附著於前述旋轉臂與前述二軸載物台之間，且朝前述第二滾子按壓於前述第二凸輪之方向產生作用者。又，該可變視野方向觀察裝置係隨著朝前述二軸載物台之Z方向的移動，使前述觀察光學系統之位置與前述旋轉鏡之角度由於前述第一、第二凸輪而變動，並且即使任意改變視野方向，亦可相對於前述試樣之外周端面及連接該外周端面之表裡面，變更視野方向，並使前述物鏡與前述試樣之外周端面間的距離保持一定者。

在前述(1)~(9)之可變視野方向觀察裝置中，觀察光學系統之位置與旋轉鏡之角度由於旋轉引導部而變動，並且即使改變視野方向，亦可對於一般試樣之外周端面及與其連接之主面(上下面)進行對焦並觀察。

因此，可提供一種藉由從所要角度進行攝影或目視，可觀察試樣外周端面之可變視野方向觀察裝置。

1,51,71．．．外觀檢查裝置

2．．．檢查部

3．．．裝載部

4A,AB．．．晶片拖架

5．．．運送機器人

5A．．．手部

6．．．吸附孔

10．．．巨觀檢查裝置(外觀檢查裝置)

11．．．微觀檢查裝置(外觀檢查裝置)

12,61．．．周圍部檢查裝置(周圍部檢查單元)

15,30,72．．．裝載板

16．．．旋轉臂

17,36A,79,90,116．．．旋轉軸

18,19,20．．．運送臂

21．．．吸附孔

22．．．巨觀檢查單元(固持單元)

23,42．．．底部

24．．．固持部

30．．．螺絲孔

31,74,95．．．檢查載物台(固持單元)

32．．．顯微鏡

33．．．X軸滑件

34．．．Y軸滑件

35．．．Z軸滑件

36．．．旋轉載物台

36B．．．固持部

32A．．．物鏡

40．．．螺栓

41,62．．．固定部

43．．．凹部

44,44A,44B,44C．．．放大影像取得部

45,96．．．控制裝置

50．．．位置檢出感測器

60．．．顯示部

63．．．一軸載物台

70．．．操作部

73．．．自動巨觀檢查部(外觀檢查部)

75．．．照明部

76,123．．．攝影部

77．．．X軸載物台

78．．．Z軸載物台

80．．．固持板

91,92．．．構件

97．．．點座標

101．．．底部

102．．．電動機

103．．．滾珠螺桿組

103a．．．滾珠螺桿

103b．．．滾珠螺桿導件

104．．．Z方向移動線性導件

104a,106a．．．軌道

104b,106b．．．盒體

105．．．Z移動台

105a．．．臂

106．．．X方向移動線性導件

107．．．X移動板

108,134,135,195．．．凸輪

108a,134a,135a,118a．．．凸輪面

109,117．．．凸輪滾子

111,120．．．拉伸彈簧

112．．．CCD相機

115．．．旋轉鏡

118．．．鏡式凸輪

119．．．旋轉臂

121a,121b．．．彈簧釘

122．．．成像透鏡

131,132．．．表裡觀察鏡

171,172．．．可動型表裡觀察鏡

173．．．驅動板

181．．．軸承

182．．．鏡主體

183．．．鏡台

184．．．鏡部

185．．．停止器

186．．．桿部

187．．．螺旋彈簧

188．．．凸輪

189a,b．．．銷

190．．．螺絲孔

191a,b．．．孔

191c．．．螺絲用孔

192．．．螺絲

193．．．停止柱

194．．．停止器

200,201,202．．．可變視野方向觀察裝置(周圍部檢查部)

P1,P2,P3．．．位置

W,114．．．晶圓(工作件)