DE69832225T2 - Vorrichtung und Verfahren für Oberflächeninspektionen - Google Patents

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Masahiro Hirakata-shi Nakajo
Ken Kadoma-shi Tatsuta
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    • G01MEASURING; TESTING
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Inspektion eines Oberflächenzustandes eines zu inspizierenden Objektes durch Abtasten. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Inspektion von Oberflächenzuständen von Substraten mit darauf aufgebrachten Bauteilen, Flüssigkristallpanelelementen, Halbleiterwafern, elektronischen Bauteilen usw., durch Abtasten der Oberflächen mit Licht. Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Inspektion von Positionsveränderungen der aufgebrachten Bauteile, von dem Fehlen von Bauteilen, von Lötfehlern, von einem Abheben von Bauteilen vor einem Löten, von Formfehlern der Bauteile usw.
  • Als eine Möglichkeit zum Inspizieren eines Oberflächenzustandes von Substraten mit darauf aufgebrachten Bauteilen wurde in letzter Zeit oft eine Oberflächeninspektionsvorrichtung verwendet, die ein Abtasten mit Laserlicht verwendet und die wie in 8 gezeigt aufgebaut ist. Ein von einer Halbleiterlaserdiode 1 ausgesandtes Laserlicht wird durch eine Kollimatorlinse 2 in einen Projektionsstrahl 3 umgewandelt. Der Projektionsstrahl 3 wird auf einen Polygonspiegel 4 mit polygonalem Querschnitt gerichtet, der um eine zentrale Welle 10 in umlaufender Richtung rotiert. Jede Randfläche des Polygonspiegels 4 ist eine Spiegelfläche 4a, die parallel zu einer axialen Richtung der zentralen Welle 10 angeordnet ist. Der Laserstrahl wird an der Spiegelfläche 4a reflektiert und wird zu einem reflektierten Licht 5. Der Projektionsstrahl 3 trifft aus einer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung der zentralen Welle 10 auf die Spiegelfläche 4a. Da der Polygonspiegel 4 in Pfeilrichtung um die zentrale Welle 10 rotiert, während er den Projektionsstrahl an der Spiegelfläche 4a aufnimmt, wird das reflektierte Licht 5 in eine Richtung abgelenkt, die durch einen Pfeil I in 3 angezeigt wird. Das abgelenkte reflektierte Licht 5 gelangt in ein fθ-Linsensystem 6 mit einer Vielzahl von koaxial angeordneten Linsen, wird durch das System 6 abgelenkt und gebündelt und formt ein Bild an einer Oberfläche 7a eines zu inspizierenden Sub strats 7. Ein derart auf der Oberfläche 7a fokussiertes Abtastlicht tastet die Oberfläche 7a entsprechend der Rotation des Polygonspiegels 4 ab. Ein resultiertes, an der Oberfläche 7a des Substrats gestreutes reflektiertes Licht wird wie in 9 gezeigt, die eine Seitenansicht von 8 darstellt, durch eine Linse 11 an jeweilige fotodetektierende Flächen zweier Fotodetektoren 9 geleitet, die um 180° über eine optische Achse des Abtastlichtes getrennt sind, d.h. die zueinander symmetrisch gegenüber der optischen Achse angeordnet sind. Der Fotodetektor 9 wandelt das gestreute reflektierte Licht 8, das auf dessen fotodetektierender Fläche gesammelt wurde, fotoelektrisch um und gibt elektrische Signale entsprechend einer Position des gestreuten reflektierten Lichtes auf der fotodetektierende Fläche an eine Arithmetikeinheit 13. Die Arithmetikeinheit 13 berechnet basierend auf den von den Fotodetektoren 9 bereitgestellten elektrischen Signalen entsprechend dem bekannten Triangulationsverfahren eine Höhe eines zu messenden Objektes 12 auf der Oberfläche 7a.
  • Wie in 9 gezeigt, sind die Fotodetektoren 9 in zwei Richtungen orientiert. Es kann vorkommen, dass ein gestreutes reflektiertes Licht 8 bei einer Stufendifferenz, die von den zu messenden Objekten 12 gebildet wird, die auf dem Substrat 7 aufgebracht sind, blockiert wird und daher einen der Fotodetektoren nicht erreichen kann. Das andere gestreute reflektierte Licht 8 kann jedoch den anderen Fotodetektor 9 erreichen. So wird der andere Fotodetektor 9 verwendet, um das andere gestreute reflektierte Licht zu detektieren.
  • Im Fall einer wie oben aufgebauten herkömmlichen Oberflächeninspektionsvorrichtung 20 kann es bei einer fotoelektrischen Inspektion eines Oberflächenzustandes des Substrates 7 oder ähnlichem vorkommen, dass die Beleuchtungsposition auf der fotodetektierenden Fläche eines der Fotodetektoren 9 mit der Beleuchtungsposition auf dem anderen Fotodetektor nicht übereinstimmt, da die Fotodetektoren in zwei Richtungen angeordnet sind, und daher ein Unterschied zwischen den von den jeweiligen Fotodetektoren ausgegebenen Signalen verursacht wird, der zu einem Messfehler führt. Insbesondere wenn das reflektierte Licht 8 wie oben diskutiert ausgeblendet wird und der Fotodetektor zu einem anderen umgeschaltet wird, wird der Messfehler groß.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die obigen, der herkömmlichen Technik inhärenten Probleme zu lösen, und zählt zu ihren Aufgaben, eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine Oberflächeninspektion bereitzustellen, wobei die Messgenauigkeit der Oberflächeninspektion verbessert wird.
  • Eine Oberflächeninspektionsvorrichtung entsprechend eines ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 1 definiert.
  • Ein Oberflächeninspektionsverfahren der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 5 definiert.
  • Entsprechend der Oberflächeninspektionsvorrichtung der vorliegenden Erfindung und dem Oberflächeninspektionsverfahren der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Element vorgesehen, das die optische Achse des von dem Ablenkungsspiegel reflektierten Lichts bewegen kann. Die von zwei Fotodetektoren ausgegebenen Oberflächeninformationssignale können daher miteinander in Übereinstimmung gebracht oder ein Unterschied zwischen den Signalen kann minimiert werden, indem die optische Achse des reflektierten Lichts bewegt wird. Auf diese Art wird die Messgenauigkeit der Oberflächeninspektion verbessert.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden, im Zusammenhang mit deren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen gemachten Beschreibung klar. Es zeigen hierbei:
  • 1 eine Seitenansicht des Aufbaus einer Oberflächeninspektionsvorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 2 eine Draufsicht der Oberflächeninspektionsvorrichtung aus 1,
  • 3 ein Diagramm einer Rotationsrichtung eines Polygonspiegels und einer Abtastrichtung von Licht auf einem Substrat in 1,
  • 4 eine perspektivische Ansicht eines optischen Elements aus 1,
  • 5 eine Schnittansicht des optischen Elements aus 4,
  • 6 ein Diagramm des optischen Elements aus 1 in einer anderen Ausführungsform,
  • 7 eine perspektivische Ansicht eines anderen Zustandes eines zum Andrücken eines reflektierenden Körpers des optischen Elements aus 1 auf einen Sockel angebrachten Halteelements,
  • 8 ein Diagramm des Aufbaus einer herkömmlichen Oberflächeninspektionsvorrichtung und
  • 9 eine Seitenansicht der Oberflächeninspektionsvorrichtung von 8.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Eine Oberflächeninspektionsvorrichtung und ein Oberflächeninspektionsverfahren einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist zu bemerken, dass ähnliche Teile in den beiliegenden Zeichnungen durchweg mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Das Oberflächeninspektionsverfahren wird von der Oberflächeninspektionsvorrichtung ausgeführt. Ein Polygonspiegel 4 führt eine Funktion des Ablenkungsabtastspiegels aus. Obwohl ein Substrat mit einem darauf angebrachten elektronischen Bauteil in der vorliegenden Ausführungsform als ein zu inspizierendes Objekt dargestellt wird, ist das zu inspizierende Objekt nicht hierauf beschränkt.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst eine Oberflächeninspektionsvorrichtung 50 entsprechend der Ausführungsform eine Halbleiterlaserdiode 1, eine Kol limatorlinse 2, einen Polygonspiegel 4 und ein fθ-Linsensystem 6, zwei Fotodetektoren 9 und Linsen 11, ähnlich zu der herkömmlichen Oberflächeninspektionsvorrichtung 20. Diese die Vorrichtung bildenden Teile sind die gleichen wie die der Oberflächeninspektionsvorrichtung 20 und daher wird hier auf deren Beschreibung verzichtet. Die Oberflächeninspektionsvorrichtung 50 unterscheidet sich von der Oberflächeninspektionsvorrichtung 20 darin, dass ein optisches Element 25 zwischen dem fθ-Linsensystem 6 und dem Substrat 7 vorgesehen ist, um ein reflektiertes Licht 31, das von dem fθ-Linsensystem 6 projiziert wird, als ein Abtastlicht 32 auf eine Oberfläche 7a des Substrats 7 zu reflektieren. Das optische Element 25 bewegt eine optische Achse des Abtastlichts 32 durch Ändern eines Neigungswinkels einer Reflektionsfläche des Elements 25, wodurch von den zwei Fotodetektoren 9 ausgegebene Oberflächeninformationssignale miteinander in Übereinstimmung gebracht werden oder ein Unterschied zwischen den Signalen minimiert wird. Das optische Element 25 ist wie in den 4 und 5 gezeigt aufgebaut.
  • Genauer umfasst das optische Element 25 einen reflektierenden Körper 252 mit der Reflektionsfläche 251 und ein Reflektionswinkeländerungselement 253 zum Ändern des Neigungswinkels der Reflektionsfläche 251. Der reflektierende Körper 252 ist aus streifenförmigem Glas mit einer Breite von etwa 10 bis 20 mm und einer Länge von etwa 50 bis 60 mm gebildet. Die Reflektionsfläche 251 ist eine Spiegelfläche. Der reflektierende Körper 252 wird an beiden Endteilen seiner Längsrichtung durch Haltelemente 256 angedrückt und entsprechend an einer V-förmigen, in einem Sockel 254 gebildeten Kerbe 255 gehalten. Jedes der Halteelemente 256 weist ein Druckteil 256a, ein ortsfestes Teil 256b und ein Kupplungsteil 256c auf, das ein Endteil des Druckteils 256a und des ortsfesten Teils 256b verbindet. Der Druckteil 256a und der ortsfeste Teil 256b sind jeweils aus einer dünnen metallischen Platte gebildet und erstrecken sich parallel zueinander in der gleichen Richtung mit einer Stufendifferenz. Der Druckteil 256a, der ortsfeste Teil 256b und der Kupplungsteil 256c sind in das Halteelement 256 als ein Körper integriert. Bei solchen Halteelementen 256 ist jeder ortsfeste Teil 256b bei der Kerbe 255 mit einer Befestigungsschraube 257 eingepasst, wobei der reflektierende Körper 252 zwischen dem Druckteil 256a und der Kerbe 255 gehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Längsrichtung des reflektierenden Körpers 252 mit einer Ausrichtungsrichtung des Druckteils 256a zum ortsfesten Teil 256 in Übereinstimmung gebracht. Die Halteelemente 256 pressen elastisch beide Endteile in der Längsrichtung des reflektierenden Körpers 252 an einem Hebelpunkt („fulcrum") der Befestigungsschrauben 257 an den Sockel 254. Der reflektierende Körper 252 wird daher von dem Sockel 254 getragen. Aufgrund dieser Anordnung kann der reflektierende Körper 252 derart schwingen, dass der Neigungswinkel der Reflektionsfläche 251 mittels des Reflektionswinkeländerungselementes 253 wie später beschrieben änderbar ist. Die Kerbe 255 ist in einer solchen Form ausgebildet, um dem reflektierenden Körper 252 ein Schwingen zu erlauben.
  • Die Art der Anpassung des Halteelements 256 an den reflektierenden Körper 252 ist nicht auf die obige Weise beschränkt. Beispielsweise kann wie in 7 gezeigt ein Halteelement 258 so an dem Sockel 254 angebracht werden, dass ein Druckteil 258a auf ein ortsfestes Teil 258b des Halteelements 258 in einer Richtung senkrecht zu der Längsrichtung des reflektierenden Körpers 252 gerichtet ist. Da jedoch in dem Beispiel von 7 die Längsrichtung des reflektierenden Körpers 252 nicht mit einer Ausrichtungsrichtung des Druckteils 258a zum ortsfesten Teil 258b übereinstimmt, verursacht ein Unterschied der Wärmeausdehnungskoeffizienten des gläsernen reflektierenden Körpers 252 und des metallischen Halteelements 258 einen Unterschied im Ausmaß der Ausdehnung zwischen dem reflektierenden Körper 252 und dem Halteelement 258, wenn die Raumtemperatur erhöht wird. Als ein Ergebnis kann möglicherweise der Neigungswinkel der Reflektionsfläche 251 geändert werden. Andererseits wird, wenn der Druckteil 256a und der ortsfeste Teil 256b in der gleichen Richtung wie die Längsrichtung des reflektierenden Körpers 252b wie in 4 ausgerichtet sind, der zuvor erwähnte Nachteil eliminiert. Daher wird die Ausführungsform dem Beispiel von 7 vorgezogen.
  • Das Reflektionswinkeländerungselement 253 ist eine Schraube, die in einem in dem Sockel 254 gebildeten, durchgehenden Loch 259 aufgenommen ist, das sich zu der Kerbe 255 öffnet. Das Änderungselement 253 bewegt sich in einem spitzen Winkel zu einer rückwärtigen Fläche 252a vor und zurück, die der Reflektionsfläche 251 des in die Kerbe 255 gesetzten reflektierenden Körpers 252 gegenüberliegt. Wenn sich das Änderungselement 253 bezüglich der rückwärtigen Fläche 252a vor und zurückbewegt, kann der reflektierende Körper 252 in der Kerbe 255 mit einem exakten Winkel um die Hebelpunkt 257 schwingen, wobei der Neigungswinkel der Reflektionsfläche 251 geändert wird. Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform kann der reflektierende Körper 252 gleichförmig über die gesamte Reflektionsfläche 251 schwingen, obwohl nur ein Reflektionswinkeländerungselement 253 vorgesehen ist, um einen zentralen Teil in der Längsrichtung des reflektierenden Körpers zu berühren, um die Anpassung des Winkels der Reflektionsfläche 251 zu ermöglichen.
  • Das wie oben beschrieben aufgebaute optische Element 25 wird auf der Projektionsseite des fθ-Linsensystems 6, wie in den 1 und 2 gezeigt, eingebaut. Im optischen Element 25 wird das reflektierte, von dem fθ-Linsensystem 6 projizierte Licht 31 an der Reflektionsfläche 251 reflektiert und auf die Oberfläche 7a des Substrats 7 als Abtastlicht 32 geworfen, wie in den 4 und 5 gezeigt. Die Anordnung des optischen Elements 25 ist nicht auf die des Ausführungsbeispiels beschränkt, es kann auch zwischen dem Polygonspiegel 4 und dem fθ-Linsensystem 6 angeordnet sein. Es ist jedoch nicht zu bevorzugen, das optische Element 25 zwischen der Halbleiterlaserdiode 1 und dem Polygonspiegel 4 anzuordnen, da eine Abtastlinie des Abtastlichtes 32 auf der Oberfläche 7a des Substrats 7 gebogen wäre.
  • Die Betriebsweise des wie oben beschrieben angeordneten optischen Elements 25 wird hier beschrieben werden. Wenn der reflektierende Körper 252 durch das Änderungselement 253 in eine in 1 gezeigte Schwenkposition 26a aus einer Ruheposition 26 des reflektierenden Körpers 252 geneigt ist, die durch eine durchgezogene Linie in 1 gezeigt wird, um dadurch den Neigungswinkel der Reflektionsfläche 251 zu ändern, wird die optische Achse des Abtastlichtes 32 aus der Ruheposition 26 bewegt und das Licht wird zu einem Abtastlicht 32a. Andererseits, wenn der Neigungswinkel der Reflektionsfläche 251 zu einer Schwenkposition 26b geändert wird, wird das Abtastlicht 32 mit der geänderten optischen Achse zu einem Abtastlicht 32b. Ebenso wie die optische Achse des Abtastlichtes 32 bewegt wird, wird die optische Achse des gestreuten reflektierten Lichtes 8, das an der Oberfläche 7a des Substrates reflektiert wird, ebenso bewegt, und folglich wird die Beleuchtungsposition auf der fotodetektierenden Fläche 91 jedes Fotodetektors 9 in einer mit einem Pfeil 33 bezeichneten Richtung bewegt. Wenn das gestreute reflektierte Licht 8 von dem Abtastlicht 32 ent sprechend der Ruheposition 26 die fotodetektierende Fläche 91 jedes Fotodetektors 9 trifft, falls die Beleuchtungsposition unterschiedlich zwischen den zwei fotodetektierenden Flächen 91 ist, mit anderen Worten unterschiedliche Informationssignale von den Fotodetektoren 9 ausgegeben werden, wird der Winkel der Reflektionsfläche 251 des reflektierenden Körpers 252 mittels des Änderungselementes 253 geändert, so dass die Beleuchtungspositionen der fotodetektierenden Flächen der Fotodetektoren miteinander übereinstimmen oder nahezu miteinander übereinstimmen. Daher wird die optische Achse des Abtastlichtes 32 so bewegt, dass die optische Achse von jedem gestreuten reflektierten Licht 8 bewegt wird. Mit dieser Betriebsweise werden Beleuchtungspositionen an den fotodetektierenden Flächen 91 der zwei Fotodetektoren 9 miteinander in Übereinstimmung gebracht oder nahezu in Übereinstimmung gebracht, was die Informationssignale aus den zwei Fotodetektoren miteinander in Übereinstimmung bringt oder eine minimale Differenz annehmen lässt.
  • Die Betriebsweise der Oberflächeninspektionsvorrichtung 50 in der Bauweise des Ausführungsbeispiels wird nun beschrieben werden. Da die Vorrichtung 50 grundsätzlich in der gleichen Weise wie die herkömmliche Oberflächeninspektionsvorrichtung 20 arbeitet, wird die Beschreibung der grundlegenden Betriebsweise ausgelassen.
  • Nachdem die Vorrichtung 50 provisorisch aufgebaut ist, wird eine flache keramische Platte mit einem gleichförmigen Oberflächenzustand als ein temporäres Substrat 7 an eine Grundposition eines Substrates gesetzt und Laserstrahlen werden versuchsweise auf die keramische Platte projiziert. Vorzugsweise wird die Vorrichtung 50 so eingestellt, dass eine von der versuchsweisen Projektion auf die flache Keramikplatte erhaltene Höheninformation eine Information ist, die einem Nahbereich um die Mitte eines Inspektionsbereiches entspricht. Die versuchsweise Projektion wird ausgeführt, um zu überprüfen, ob die von den Fotodetektoren 9 ausgegebenen Oberflächeninformationssignale übereinstimmen oder eine Differenz der Signale minimal ist. Bis die Informationssignale übereinstimmen oder der Unterschied minimal ist, wird das Reflektionswinkeländerungselement 253 vor oder zurückgeschoben, um dadurch den Neigungswinkel der Reflektionsfläche 251 des reflektierenden Körpers 252 zu ändern und die optische Achse des Abtastlichtes 32 und schließlich die optische Achse jedes ge streuten reflektierten Lichtes 8 zu bewegen. Entsprechend werden die Beleuchtungspositionen an den fotodetektierenden Flächen 91 der Fotodetektoren miteinander in Übereinstimmung oder nahezu in Übereinstimmung gebracht und die Informationssignale der Fotodetektoren 9 stimmen überein oder die Differenz der Informationssignale ist minimiert. Der Aufbau der Oberflächeninspektionsvorrichtung 50 ist in dieser Phase abgeschlossen. Nachdem das keramische Substrat entfernt wurde, wird die Vorrichtung 50 verwendet, um wie folgt eine Oberflächeninspektion durchzuführen.
  • Das Laserlicht von der Halbleiterlaserdiode 1 wird der Projektionsstrahl 3 durch die Kollimatorlinse 2, trifft die Spiegelfläche 4a des Polygonspiegels 4 und wird zum reflektierten Licht 5. Da der Polygonspiegel 4 um die zentrale Welle 10 rotiert, wird das reflektierte Licht 5 in eine Richtung abgelenkt und erreicht das fθ-Linsensystem 6. Das fθ-Linsensystem 6 wirkt wie eine Kondensorlinse auf das reflektierte Licht 5, wie in 3 gezeigt. Obwohl das fθ-Linsensystem 6 der Einfachheit halber in 3 mit einer Linse dargestellt ist, ist das fθ-Linsensystem 6 tatsächlich aus einer Vielzahl von koaxial angeordneten Linsen aufgebaut, wie in 2 gezeigt. Das reflektierte, von dem fθ-Linsensystem 6 projizierte Licht 31 wird an dem optischen Element 25 mit dem wie zuvor wie oben beschrieben eingestellten Neigungswinkel der Reflektionsfläche 251 reflektiert, trifft immer im rechten Winkel auf die Oberfläche 7a des Substrates 7 und tastet die Oberfläche 7a ab. Damit ergibt sich kein toter Winkel für das einfallende Abtastlicht 32, auch wenn das zu messende Objekt 12 sich an der Oberfläche 7a des Substrates 7 befindet.
  • Die gestreuten reflektierten Lichter 8, die an der Oberfläche 7a des Substrates 7 erzeugt wurden, werden über die fotodetektierenden Linsen 11 auf die fotodetektierenden Flächen 91 der Fotodetektoren 9 gebracht. Jede fotodetektierende Linse 11 besitzt einen Feldwinkel, der eine Abtastweite des jeweiligen Fotodetektors 9 abdeckt, und fokussiert das jeweilige gestreute reflektierte Licht, so dass die Beleuchtungsposition auf jeder fotodetektierenden Fläche 91 der Fotodetektoren in die Pfeilrichtung 33 entsprechend einer Höhe des zu messenden Objektes 12 auf dem Substrat bewegt wird. In Antwort auf die Projektionen auf die jeweiligen fotodetektierenden Flächen 91 gibt jeder Fotodetektor 9 synchron mit dem Abtasten des Lichtes eine Zeitreihe von Oberflächeninformationssignalen aus, die pro portional zu dem Bewegungsausmaß der Beleuchtungsposition in Pfeilrichtung 33 sind. Die Informationssignale werden an die Arithmetikeinheit 13 übergeben, wodurch eine dreidimensionale Form des zu messenden Objektes 12 auf dem Substrat 7 inspiziert wird.
  • Zum Auswählen der Signale der Fotodetektoren 9 an der Arithmetikeinheit 13 wird jeweils ein Schwellwert für die jeweilige fotodetektierte Lichtsumme der übermittelten Oberflächeninformationssignale gesetzt, und das auszuwählende Signal wird basierend darauf ausgesucht, ob die fotodetektierte Lichtsumme der bereitgestellten Oberflächeninformationssignale nicht kleiner als der Schwellenwert ist. Wenn jede fotodetektierte Lichtsumme beider Fotodetektoren 9 den Schwellenwert oder mehr aufweist, wird ein Mittelwert der beiden Oberflächeninformationssignale verwendet. Wenn beide fotodetektierte Lichtsummen kleiner als der Schwellenwert sind, wird die Inspektion als ein Fehler beurteilt.
  • Die Oberflächeninspektionsvorrichtung 50 der vorliegenden Ausführungsform ist mit dem optischen Element 25 versehen, das die optische Achse des Abtastlichtes 32 exakt einstellen kann, so dass von zwei Fotodetektoren 9 ausgegebene Oberflächeninformationssignale miteinander in Übereinstimmung gebracht werden können oder eine Differenz der Signale minimiert werden kann. Entsprechend ist die Inspektionsgenauigkeit der Oberflächeninspektion verbessert.
  • Abweichend von dem reflektierenden Körper 252, der in der Ausführungsform eingesetzt wird, kann ein keilförmiges Prisma 35, wie in 6 gezeigt, als das optische Element zur Bewegung der optischen Achse des Abtastlichtes 32 verwendet werden. Es ist darauf zu achten, das Prisma 35 in einen Lichtstrom von parallelen Strahlen einzubringen. Wenn das Prisma 35 nicht in parallele Strahlen eingebracht wird, wird eine Aberration erzeugt, die eine Form eines Flecks des Abtastlichtes 32 auf dem zu messenden Objekt 12 verschlechtert.
  • Wenn eine gesamte Oberfläche des Substrates 7 inspiziert wird, wird diese Inspektion alternativ durch eine Bewegung des Substrates 7 und ein Abtasten des Lichtes durchgeführt. In diesem Fall wird das Substrat mittels einer Substratbewegungseinheit wie einem Linearmotor oder einer Kombination eines Motors und einer Kugelspindel, usw., im rechten Winkel zu der Abtastrichtung des Lichtes bewegt. Es ist unnötig zu sagen, dass die Inspektionsvorrichtung bewegt werden kann, während das Substrat ortsfest gehalten wird.
  • Entsprechend der oben beschriebenen Ausführungsform ist das zu inspizierende Objekt das Substrat 7. Die Oberflächeninspektionsvorrichtung und das Verfahren der Ausführungsform können verwendet werden, um Oberflächenzustände nicht nur des Substrates zu inspizieren, sondern ebenso Schaltplatten, bevor Bauteile darauf angebracht werden, elektronische Bauteile, Flüssigkristallpanels oder Objekte, die einer dreidimensionalen Messung bedürfen, usw.
  • Es wird Bezug genommen auf die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 9-33506, eingereicht am 18. Februar 1997, einschließlich Beschreibung, Ansprüchen, Zeichnungen und Zusammenfassung.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung umfassend in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben wurde, ist zu bemerken, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann offensichtlich sind.

Claims (5)

  1. Oberflächeninspektionsvorrichtung mit: einem Laserelement (1) zum Aussenden von Laserlicht, einem Ablenkungsabtastspiegel (4) mit einem polygonalen Randbereich, wobei jede Randfläche des Randbereichs eine Spiegelfläche ist und der Ablenkungsabtastspiegel ausgelegt ist, um um eine eigene zentrale Welle in einer peripheren Richtung zu rotieren, um das von dem Laserelement ausgesendete Laserlicht zu reflektieren, wobei das Laserelement angeordnet ist, um Licht auf die Spiegelflächen in einer zu der axialen Richtung der zentralen Welle senkrechten Richtung auszusenden, zwei Photodetektoren (9), die jeweils zum Detektieren von gestreutem, an einer Oberfläche eines zu inspizierenden Objekts reflektierten Lichts ausgelegt sind, wenn ein von dem Ablenkungsabtastspiegel reflektiertes Licht des Laserlichts die Oberfläche des Objekts abtastet, und die symmetrisch um die optische Achse des auf die Oberfläche des zu inspizierenden Objektes auftreffenden abtastenden Lichts angeordnet sind, einem zwischen dem Ablenkungsabtastspiegel und der Position eines zu inspizierenden Objekts angeordneten optischen Elements (25, 35), dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element ausgelegt ist, um die optische Achse des von dem Ablenkungsabtastspiegel reflektierten Lichts zu bewegen, so dass von den Photodetektoren (9) ausgegebene Informationssignale miteinander übereinstimmen oder die Differenz zwischen den Informationssignalen minimiert ist, wenn eine gleichförmige Oberfläche durch die Vorrichtung inspiziert wird.
  2. Oberflächeninspektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das optische Element (25) eine Reflektionsfläche (251) zum Reflektieren des von dem Ablenkungsabtastspiegel reflektierten Lichts und ein Reflektionswinkeländerungselement (253) zum Ändern des Reflektionswinkels des an der Reflektionsfläche reflektierten Lichts aufweist, um dadurch die optische Achse des von dem Ablenkungsabtastspiegel reflektierten Lichts zu bewegen.
  3. Oberflächeninspektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das optische Element (25) ein streifenförmiger, plattenähnlicher Körper ist, dessen beide Endbereiche durch ein Halteelement (256) an einen Sockel (254) gedrückt und gehalten werden, wobei das Halteelement (256) mit einem Druckteil (256a) an einem seiner Enden zum Drücken des optischen Elements und mit einem ortsfesten Teil (256b), der an dem Sockel an seinem anderen Ende befestigt ist, versehen ist und sich in einer axialen Richtung des optischen Elements erstreckt, wobei der Druckteil (256a) und der ortsfeste Teil (256b) als eine dünne Platte ausgebildet sind.
  4. Oberflächeninspektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das optische Element (35) ein Prisma mit einem keilförmigen Querschnitt ist.
  5. Oberflächeninspektionsverfahren mit den Schritten: Aussenden eines Laserlichts zu einem Ablenkungsabtastspiegel (4) mit einem polygonalen Randbereich, wobei jede Randfläche des Randbereichs eine Spiegelfläche ist und der Ablenkungsabtastspiegel ausgelegt ist, um eine eigene zentrale Welle in einer peripheren Richtung zu rotieren, um das ausgesendete Laserlicht zu reflektieren, wobei das Laserelement angeordnet ist, um Licht auf die Spiegelflächen in einer zu der axialen Richtung der zentralen Welle senkrechten Richtung auszusenden, Abtasten einer Oberfläche eines zu inspizierenden Objekts mit einem Abtastlicht, das das an den Spiegelflächen reflektierte Licht ist, Detektieren von gestreutem, an der Oberfläche des Objekts reflektiertem Lichts durch zwei Photodetektoren (9), die symmetrisch um die optische Achse des Abtastlichts angeordnet sind, das auf die Oberfläche des zu inspizierenden Lichts auftrifft, wodurch die Oberfläche des Objekts inspiziert wird, gekennzeichnet durch Bewegen der optischen Achse des abtastenden Lichts auf die Oberfläche des Objekts unter Verwendung eines optischen Elements (25, 35), wenn das Abtastlicht projiziert wird, so dass von den Photodetektoren (9) ausgegebene Informationssignale miteinander übereinstimmen oder die Differenz zwischen den Informationssignalen minimiert ist, wenn eine gleichförmige Oberfläche inspiziert wird.
DE69832225T 1997-02-18 1998-02-05 Vorrichtung und Verfahren für Oberflächeninspektionen Expired - Fee Related DE69832225T2 (de)

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