JP5305795B2 - 表面検査装置 - Google Patents
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Description
本発明の第1の実施の形態に係る表面検査装置を図1に示す。図1は、本実施形態に係る表面検査装置100の構成を示すブロック図である。表面検査装置100は、焦点調整部101と記憶部102と表面検査判定部103とを備えている。また、焦点調整部101は、受発光手段110と焦点ずれ検出手段120と焦点駆動制御手段130と焦点駆動手段140とを備えている。
本発明の第2の実施の形態に係る表面検査装置を図5に示す。図5は、第2の実施形態に係る表面検査装置200の構成を示す概略構成図である。本実施形態の表面検査装置200では、焦点調整部101を複数配列して光学測定アレイ部201を形成している。複数の焦点調整部101は、それぞれに設けられた対物レンズ115の光軸が互いに平行でかつ一定間隔Dとなるように配置されている。焦点調整部101のそれぞれの焦点駆動制御手段130で算出された焦点制御量は記憶部102に保存され、表面検査判定部103がこれを入力して表面検査を行う。ここでも、表面変形相当量として焦点制御量を用いた場合を説明するが、焦点ずれ量を用いても同様に構成することができる。以下、第3の実施形態以降でも同様である。
本発明の第3の実施の形態に係る表面検査装置を図6に示す。図6は、第3の実施形態に係る表面検査装置210の構成を示す概略構成図である。本実施形態の表面検査装置210は、第2の実施の形態に係る表面検査装置200と同様に焦点調整部101を一定間隔Dで複数配列して光学測定アレイ部211を形成しているが、それぞれの対物レンズ115の光軸は回転軸の方向に向けられている。表面検査装置210は、ウェハ10の外周面13の検査に好適であり、光軸がウェハ10の外周面13に対し垂直となるように各焦点調整部101が配置されている。本実施形態でも、複数の焦点調整部101を同時に動作させることで、検査対象表面全体の検査に要する時間を短縮することができる。
本発明の第4の実施の形態に係る表面検査装置を図7に示す。図7は、第4の実施形態に係る表面検査装置300の構成を示す概略構成図である。本実施形態の表面検査装置300では、裏面12を除くウェハ10の各検査対象表面毎に光学測定アレイ部201または211が配置されている。主面11には光学測定アレイ部201が配置され、外周面13a、13b、13cのそれぞれには光学測定アレイ部211が配置されている。それぞれの光学測定アレイ部201または211は、それぞれの検査対象表面に対し光軸が垂直となるように配置されている。
本発明の第5の実施の形態に係る表面検査装置を図8に示す。図8は、第5の実施形態に係る表面検査装置400の構成を示す概略構成図である。本実施形態の表面検査装置400は、ウェハ10の外周面13を検査するのに用いられるものである。表面検査装置400には、スピンドル20を直線移動させる直線移動手段401と、これを制御する直線移動制御手段402が設けられている。直線移動手段401は、スピンドル20の回転に同期させてその半径方向にスピンドル20を直線移動させるものである。直線移動手段401として、たとえばリニアモータを用いることができる。
本発明の第6の実施の形態に係る表面検査装置を図9に示す。図9は、第6の実施形態に係る表面検査装置410の構成を示す概略構成図である。本実施形態の表面検査装置410も、ウェハ10の外周面13を検査するのに用いられるものである。表面検査装置410には、焦点調整部101を直線移動させるための直線移動手段411および直線移動制御手段412が設けられている。
本発明の第7の実施の形態に係る表面検査装置を図10に示す。図10は、第7の実施形態に係る表面検査装置420の構成を示す概略構成図である。本実施形態の表面検査装置420でも、焦点調整部101を直線移動させる直線移動手段421及び直線移動制御手段422が設けられている。第6の実施形態では、あらかじめ測定されたウェハ10の偏心量に基づいて直線移動手段411の動作が制御されていたが、本実施形態では直線移動手段422が焦点駆動制御手段130から焦点制御量を入力し、これが所定の範囲を逸脱するとき、直線移動手段421を駆動して焦点制御量が所定範囲内の大きさとなるように制御する。
20 スピンドル
21 回転制御部
100、200、210、300、400、410、420 表面検査装置
101 焦点調整部
102 記憶部
103 表面検査判定部
110 受発光手段
111 光源
112 カップリング・レンズ
113 ビーム・スプリッタ
114 1/4波長板
115 対物レンズ
120 焦点ずれ検出手段
121 集光レンズ
122 ナイフ・エッジ・プリズム
123 2分割フォト・ダイオード
124 比較器
130 焦点駆動制御手段
140 焦点駆動手段
150、202、212 焦点調整部移動手段
201、211 光学測定アレイ部
401、411 直線移動手段
402、412 直線移動制御手段
Claims (11)
- 円板状の被検査物を回転させながら該被検査物のエッジのプロファイルを取得するとともに異物及び傷を検出する表面検査装置であって、
対物レンズ及び光源を有して該光源から出射した照射光を前記対物レンズを介して前記被検査物に照射するとともに、前記被検査物からの反射光を前記対物レンズを介して入射する受発光手段と、
前記受発光手段から前記反射光を取り込んで前記被検査物に対する焦点ずれ量を検出する焦点ずれ検出手段と、
前記焦点ずれ検出手段から前記焦点ずれ量を入力してこれを補正するための焦点制御量を算出する焦点駆動制御手段と、
前記焦点駆動制御手段から前記焦点制御量を入力して前記対物レンズを光軸方向に移動させて前記被検査物表面に焦点合わせを行う焦点駆動手段と、を有する焦点調整部と、
前記被検査物の表面変形相当量として焦点ずれ検出手段から出力された前記焦点ずれ量または前記焦点駆動制御手段から出力された前記焦点制御量を保存する記憶部と、
前記記憶部から前記表面変形相当量を入力して前記被検査物のエッジのプロファイル及び傷・異物の有無を判定する表面検査判定部と、を備え、
前記表面検査判定部は、前記表面変形相当量が所定のしきい値を超えた位置に前記被検査物のエッジまたは傷・異物があると判定し、さらに前記表面変形相当量を順次積算することで前記被検査物のエッジのプロファイルを求める
ことを特徴とする表面検査装置。 - 前記対物レンズの光軸が前記被検査物の回転軸の方向に向きかつ回転軸方向に一定間隔となるように2以上の前記焦点調整部を配列して光学測定アレイ部が形成され、前記記憶部は前記2以上の焦点調整部のそれぞれから出力される前記表面変形相当量を保存している
ことを特徴とする請求項1に記載の表面検査装置。 - 前記対物レンズの光軸が回転軸に平行でかつ回転軸と垂直の方向に一定間隔となるように前記焦点調整部を2以上配列して光学測定アレイ部を形成し、前記記憶部は前記2以上の焦点調整部のそれぞれから出力される前記表面変形相当量を保存している
ことを特徴とする請求項1に記載の表面検査装置。 - 前記光学測定アレイ部を2以上備え、それぞれの前記光学測定アレイ部に内蔵される前記対物レンズの光軸が前記被検査物の異なる面に垂直となる方向に配置されている
ことを特徴とする請求項2または3に記載の表面検査装置。 - 前記被検査物を載置して所定の回転軸を中心に回転するスピンドルと、該スピンドルを前記対物レンズの光軸方向に直線移動させる直線移動手段と、事前に設定された前記被検査物の前記回転軸に対する偏心量に基づき前記スピンドルの回転角に同期させて前記直線移動手段を制御する直線移動制御手段と、をさらに備える
ことを特徴とする請求項1または2に記載の表面検査装置。 - 前記被検査物を載置して所定の回転軸を中心に回転するスピンドルと、前記焦点調整部を前記対物レンズの光軸方向に直線移動させる直線移動手段と、事前に設定された前記被検査物の前記回転軸に対する偏心量に基づき前記スピンドルの回転角に同期させて前記直線移動手段を制御する直線移動制御手段と、をさらに備える
ことを特徴とする請求項1または2に記載の表面検査装置。 - 前記被検査物を載置して所定の回転軸を中心に回転するスピンドルと、前記焦点調整部を前記対物レンズの光軸方向に直線移動させる直線移動手段と、前記焦点駆動制御手段から前記焦点制御量を入力してこれが所定の焦点調整許容範囲内となるように前記直線移動手段を制御する直線移動制御手段と、をさらに備える
ことを特徴とする請求項1または2に記載の表面検査装置。 - 前記直線移動手段により移動された前記焦点調整部の直線移動距離が前記記憶部に保存され、前記表面検査判定部は、前記記憶部から前記表面変形相当量と前記直線移動距離とを入力して前記被検査物のエッジのプロファイル及び傷・異物の有無を判定している
ことを特徴とする請求項7に記載の表面検査装置。 - 前記焦点ずれ検出手段は、前記被検査物からの反射光の強度が所定の閾値以下のときには前記焦点駆動制御手段に検出不可信号を出力し、
前記焦点駆動制御手段は、前記検出不可信号を入力すると前記焦点駆動手段への前記焦点制御量の出力を停止し、
前記記憶部は前記表面変形相当量として前記検出不可信号を保存し、
前記表面検査判定部は、前記記憶部から前記検出不可信号を入力して前記被検査物のエッジのプロファイルを求める
ことを特徴とする請求項1または5または6に記載の表面検査装置。 - 前記表面検査判定部は、前記被検査物のエッジのプロファイルから前記検査物の前記回転軸に対する偏心量を算出して前記記憶部に保存する
ことを特徴とする請求項9に記載の表面検査装置。 - 前記光学測定アレイ部は、前記焦点調整部間の間隔が所定の大きさまで実質的に小さくなるように、前記焦点調整部の配列方向が前記被検査物の回転軸の方向から所定の角度だけ傾けて配置されている
ことを特徴とする請求項3に記載の表面検査装置。
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