(57)【要約】【課題】ウエハと撮像部の位置を自動調整する。【解決手段】Ｚステージ１１は、上部水平面の高さを変更することができる。θステージ１２は、ウエハホルダ１３に吸着保持されたウエハ３１を所定の回転速度で回転させる。Ａｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、下ベベル撮像部１６は、ウエハ３１の端部を撮像し、図中αで示される端部側面の観察用画像を取得する。ラインＣＣＤ１７は、ウエハ３１の厚みよりも充分広い幅を有するように縦方向に並べられた、少なくとも１列のＣＣＤにより構成され、ウエハ３１の位置や状態の検出のために、ウエハ３１の側面を撮像し、撮像データを、後述するコントローラに供給する。ウエハ３１にそりや歪みが生じていた場合、撮像位置におけるウエハ３１の位置は変動する。検査装置１は、ラインＣＣＤ１７による撮像データを基に、ウエハ３１とＡｐｅｘ撮像部１４との相対位置を調整する。【選択図】図１
2010107195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板形状の被検査物の端部の位置を検出する検出手段と、
前記被検査物の端部の観察用画像を撮像する撮像手段と、
前記検出手段による前記被検査物の端部の位置の検出結果に基づいて、前記撮像手段による前記観察用画像の撮像時における前記被検査物と前記撮像手段との相対位置を調整する調整手段と
を備える検査装置。
【請求項２】
前記被検査物の平面の略中央となる位置を回転の中心とし、前記平面に対して垂直方向を回転軸の方向として、前記被検査物を所定の速度で回転駆動させる回転駆動手段を更に備え、
前記検出手段は、前記回転駆動手段により回転駆動される前記被検査物の端部の位置状態を検出可能な位置に備えられるとともに、前記被検査物がほぼ１回転される間に、前記被検査物の端部の複数の箇所の位置を検出し、
前記撮像手段は、前記回転駆動手段により回転駆動される前記被検査物の端部を撮像することが可能な位置であり、かつ、前記検出手段よりも、前記回転駆動手段により前記被検査物が回転される方向に対して下流側となる位置に備えられ、前記被検査物がほぼ１回転される間に、前記被検査物の複数の箇所を撮像する
請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記調整手段は、前記被検査物の平面に対して垂直方向に、前記被検査物と前記撮像手段との相対位置を調整する位置調整手段を更に備え、
前記検出手段による前記被検査物の端部の位置の検出結果に基づいて、前記位置調整手段を制御して、前記被検査物と前記撮像手段との、前記被検査物の平面に対して垂直方向の相対位置を調整する
請求項１に記載の検査装置。
【請求項４】
前記撮像手段は、前記被検査物の平面に対して水平方向から、前記被検査物の側面を撮像する側面撮像手段を含み、
前記位置調整手段は、前記側面撮像手段と前記被検査物との、前記被検査物の平面に対して垂直方向の相対位置を調整する
請求項３に記載の検査装置。
【請求項５】
前記撮像手段は、前記被検査物の平面に対して鉛直上方または鉛直下方のうちの少なくともいずれか一方から前記被検査物の平面の端部を撮像する平面撮像手段を更に含み、
前記位置調整手段は、前記側面撮像手段および前記平面撮像手段と前記被検査物との相対位置を調整する
請求項４に記載の検査装置。
【請求項６】
前記撮像手段は、
前記被検査物の平面に対して鉛直上方または鉛直下方のうちの少なくともいずれか一方から前記被検査物の平面の端部を撮像する平面撮像手段と、
前記平面撮像手段による前記被検査物の撮像の焦点の調整を制御する焦点調整手段と
を更に含み、
前記検出手段は、前記平面撮像手段により撮像される前記被検査物の前記平面の位置を検出し、
前記焦点調整手段は、前記検出手段により検出された前記平面の位置に基づいて、前記平面撮像手段による前記被検査物の撮像の焦点の調整を制御する
請求項４に記載の検査装置。
【請求項７】
前記検出手段は、第１の範囲における前記被検査物の端部の位置を検出する第１の範囲検出手段と、前記第１の範囲よりも広い第２の範囲における前記被検査物の端部の位置を検出する第２の範囲検出手段とにより構成され、
前記第１の範囲検出手段は、前記第１の範囲に前記被検査物の端部が含まれているか否かを判断し、
前記第１の範囲に前記被検査物の端部が含まれている場合、前記調整手段は、前記第１の範囲検出手段による検出結果に基づいて、前記被検査物と前記撮像手段との相対位置を調整し、
前記第１の範囲に前記被検査物の端部が含まれていない場合、前記調整手段は、前記第２の範囲検出手段による検出結果に基づいて、前記被検査物と前記撮像手段との相対位置を調整する
請求項１に記載の検査装置。
【請求項８】
前記検出手段は、前記被検査物の端部の位置および状態を検出する
請求項１に記載の検査装置。
【請求項９】
前記検出手段は、前記被検査物の平面に対して水平方向から前記被検査物を観察した場合の側面の境界部分の位置の急激な変動の検出に基づいて、前記被検査物の状態の異常箇所を検出し、
前記調整手段は、前記検出手段による前記被検査物の位置の検出結果のうち、検出された前記異常箇所の部分を除いた検出結果に基づいて、前記被検査物と前記撮像手段との相対位置を調整する
請求項８に記載の検査装置。
【請求項１０】
前記検出手段は、前記被検査物の平面に対して水平方向から前記被検査物を観察した場合の側面の境界部分の位置を検出することにより、前記被検査物の位置を検出する
請求項１に記載の検査装置。
【請求項１１】
前記検出手段は、前記被検査物の平面に対して水平方向から前記被検査物を観察した場合の側面の境界部分として、前記被検査物の両平面の位置を検出する
請求項１０に記載の検査装置。
【請求項１２】
前記検出手段により検出された前記被検査物の両平面の位置を示す情報を記録する記録手段を更に備える
請求項１１に記載の検査装置。
【請求項１３】
前記検出手段により検出された前記被検査物の両平面の位置を示す情報を外部の装置または伝送路に出力する出力手段を更に備える
請求項１１に記載の検査装置。
【請求項１４】
平板形状の被検査物の端部を検査する検査装置の検査方法において、
前記被検査物の端部の位置を検出する検出ステップと、
前記検出ステップの処理による前記被検査物の端部の位置の検出結果に基づいて、撮像部による観察用画像の撮像時における前記被検査物と前記撮像部との相対位置を調整する調整ステップと、
前記調整ステップの処理により前記被検査物との相対位置が調整された前記撮像部を用いて、前記被検査物の端部の前記観察用画像を撮像する撮像ステップと
を含む検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置および検査方法に関し、特に、平板形状の基板等の端部を検査する場合に用いて好適な、検査装置および検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体ウエハ上に形成される回路パターンの集積度が年々高くなっているとともに、生産過程のウエハの表面処理に用いられる物質の種類が増えてきている。ウエハの端部付近の欠陥管理は、ウエハから生産される回路の歩留まりに影響する。これに伴い、生産過程においてウエハ上の端部付近の観察が重要となっている。
【０００３】
そのため、例えば、半導体ウエハなどの平板上の基板の端部周辺を複数の方向から観察することによる、異物、膜の剥離、膜内の気泡、膜の回り込み、切削痕などの有無の検査が行われている。
【０００４】
従来、このような検査を行う検査装置として、半導体ウエハなどの平板状の基板の端部周辺を、例えば、レーザ光などを被検査物に照射し、その散乱光を用いて異物検知を行うものが用いられていた。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３５１８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、レーザ光などを被検査物に照射し、その散乱光を用いて異物を検査するのではなく、被検査物の端部の拡大画像により、被検査物の端部の状態を観察したいという要求があった。
【０００７】
そこで、被検査物の端部周辺に顕微鏡などを設置し、被検査物の端部の拡大画像を得ることが考えられる。しかしながら、ウエハなどの厚みのない被検査物の端部を観察するにあたって、被検査物にそりや歪みなどがあった場合、端面の位置（平板状の被検査物を水平においた場合における被検査物端部の高さ方向の位置）が大きくうねってしまう。このような場合、被検査物を側面から観察した場合に得られる拡大画像の視野中心から被検査物の側面の中央位置がずれたり、最悪の場合、被検査物が視野から外れてしまう恐れがある。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、そりや歪みがある被検査物の端部を、容易に確実に観察することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面の検査装置は、平板形状の被検査物（例えば、図１のウエハ３１）の端部の位置（例えば、端部の中央位置Ｃや、上下面の表面位置）を検出する検出手段（例えば、図１のラインＣＣＤ１７、ラインＣＣＤ２２１、または、変位計）と、前記被検査物の端部の観察用画像を撮像する撮像手段（例えば、図１のＡｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６）と、前記検出手段による前記被検査物の端部の位置の検出結果に基づいて、前記撮像手段による前記観察用画像の撮像時における前記被検査物と前記撮像手段との相対位置を調整する調整手段（例えば、図３のコントローラ５１、図３および図１４のＺステージ駆動部６３、図１２の撮像系駆動部１５１、図１４のコントローラ２４１）とを備える。
【００１０】
前記被検査物の平面の略中央となる位置を回転の中心とし、前記平面に対して垂直方向を回転軸の方向として、前記被検査物を所定の速度で回転駆動させる回転駆動手段（例えば、図１のθステージ１２）を更に備えることができ、前記検出手段は、前記回転駆動手段により回転駆動される前記被検査物の端部の位置を検出可能な位置に備えられるとともに、前記被検査物がほぼ１回転される間に、前記被検査物の端部の複数の箇所の位置を検出することができ、前記撮像手段は、前記回転駆動手段により回転駆動される前記被検査物の端部を撮像することが可能な位置であり、かつ、前記検出手段よりも、前記回転駆動手段により前記被検査物が回転される方向に対して下流側となる位置に備えられ、前記被検査物がほぼ１回転される間に、前記被検査物の複数の箇所を撮像することができる。
【００１１】
前記調整手段は、前記被検査物の平面に対して垂直方向に前記被検査物と前記撮像手段との相対位置を調整する位置調整手段（例えば、図１および図１３のＺステージ１１並びに図３および図１４のＺステージ駆動部６３）を更に備えることができ、前記検出手段による前記被検査物の端部の位置の検出結果に基づいて、前記位置調整手段を制御して、前記被検査物と前記側面撮像手段との、前記被検査物の平面に対して垂直方向の相対位置を調整することができる。
【００１２】
前記撮像手段は、前記被検査物の平面に対して水平方向から、前記被検査物の側面を撮像する側面撮像手段（例えば、図１および図１３のＡｐｅｘ撮像部１４）を含むものとすることができ、前記位置調整手段は、前記側面撮像手段と前記被検査物との、前記被検査物の平面に対して垂直方向の相対位置を調整することができる。
【００１３】
前記撮像手段は、前記被検査物の平面に対して鉛直上方または鉛直下方のうちの少なくともいずれか一方から前記被検査物の平面の端部を撮像する平面撮像手段（例えば、図１および図１３の上ベベル撮像部１５または下ベベル撮像部１６）を更に含むものとすることができ、前記位置調整手段は、前記側面撮像手段および前記平面撮像手段と前記被検査物との相対位置を調整することができる。
【００１４】
前記撮像手段は、前記被検査物の平面に対して鉛直上方または鉛直下方のうちの少なくともいずれか一方から前記被検査物の平面の端部を撮像する平面撮像手段（例えば、図１および図１３の上ベベル撮像部１５または下ベベル撮像部１６）と、前記平面撮像手段による前記被検査物の撮像の焦点の調整を制御する焦点調整手段（例えば、図３、図１２、および、図１４の上ベベル焦点制御部６５および下ベベル焦点制御部６６）とを更に含むものとすることができ、前記検出手段は、前記平面撮像手段により撮像される前記被検査物の前記平面の位置を検出することができ、前記焦点調整手段は、前記検出手段により検出された前記平面の位置に基づいて、前記平面撮像手段による前記被検査物の撮像の焦点の調整を制御することができる。
【００１５】
前記検出手段は、第１の範囲における前記被検査物の端部の位置を検出する第１の範囲検出手段（例えば、図１３のラインＣＣＤ１７）と、前記第１の範囲よりも広い第２の範囲における前記被検査物の端部の位置を検出する第２の範囲検出手段（例えば、図１３のラインＣＣＤ２２１）とにより構成されるものとすることができ、前記第１の範囲検出手段は、前記第１の範囲に前記被検査物の端部が含まれているか否かを判断することができ、前記第１の範囲に前記被検査物の端部が含まれている場合、前記調整手段は、前記第１の範囲検出手段による検出結果に基づいて、前記被検査物と前記撮像手段との相対位置を調整することができ、前記第１の範囲に前記被検査物の端部が含まれていない場合、前記調整手段は、前記第２の範囲検出手段による検出結果に基づいて、前記被検査物と前記撮像手段との相対位置を調整することができる。
【００１６】
前記検出手段は、前記被検査物の端部の位置および状態（例えば、ウエハ厚、割れや欠け、異物の付着、または、レジストのかぶりなど）を検出する
【００１７】
前記検出手段は、前記被検査物の平面に対して水平方向から前記被検査物を観察した場合の側面の境界部分の位置の急激な変動の検出に基づいて、前記被検査物の状態の異常箇所（例えば、欠けや割れ、異物の付着やレジストかぶりなど）を検出することができ、前記調整手段は、前記検出手段による前記被検査物の位置の検出結果のうち、検出された前記異常箇所の部分を除いた検出結果に基づいて、前記被検査物と前記撮像手段との相対位置を調整することができる。
【００１８】
前記検出手段は、前記被検査物の平面に対して水平方向から前記被検査物を観察した場合の側面の境界部分の位置（例えば、図６を用いて説明した微分波形の急峻な立ち上がりおよび立下りの位置）を検出することにより、前記被検査物の位置を検出することができる。
【００１９】
前記検出手段は、前記被検査物の平面に対して水平方向から前記被検査物を観察した場合の側面の境界部分として、前記被検査物の両平面の位置（例えば、図６を用いて説明した微分波形の急峻な立ち上がりおよび立下りの位置）を検出することができる。
【００２０】
前記検出手段により検出された前記被検査物の両平面の位置を示す情報を記録する記録手段（例えば、図３、図１２、および、図１４の記録部６８）を更に備えることができる。
【００２１】
前記検出手段により検出された前記被検査物の両平面の位置を示す情報を外部の装置または伝送路に出力する出力手段（例えば、図３、図１２、および、図１４の出力部６９）を更に備えることができる。
【００２２】
本発明の一側面の検査方法は、平板形状の被検査物（例えば、図１のウエハ３１）の端部を検査する検査装置の検査方法であって、前記被検査物の端部の位置（例えば、端部の中央位置Ｃや、上下面の表面位置）を検出する検出ステップ（例えば、図１０のステップＳ５乃至ステップＳ８、図１５のステップＳ４８乃至ステップＳ５１の処理）と、前記検出ステップの処理による前記被検査物の端部の位置の検出結果に基づいて、撮像部（例えば、図１のＡｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６）による観察用画像の撮像時における前記被検査物と前記撮像部との相対位置を調整する調整ステップ（例えば、図１１のステップＳ１１の処理）と、前記調整ステップの処理により前記被検査物との相対位置が調整された前記撮像部を用いて、前記被検査物の端部の前記観察用画像を撮像する撮像ステップ（例えば、図１１のステップＳ１２の処理）とを含む。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一側面によれば、平板形状の被検査物の端部を検査することができ、特に、被検査物の端部の位置が検出されるので、検出結果に基づいて被検査物の端部との相対位置が調整された状態で撮像された観察用画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００２５】
図１を参照して、検査装置１について説明する。
【００２６】
検査装置１は、Ｚステージ１１、θステージ１２、ウエハホルダ１３、Ａｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、下ベベル撮像部１６、および、ラインＣＣＤ１７を含んで構成されている。
【００２７】
Ｚステージ１１は、後述するコントローラの制御に基づいて、その上部水平面の高さを変更することができる。
【００２８】
θステージ１２は、Ｚステージ１１の上部水平面上に搭載され、その上部に搭載されているウエハホルダ１３を所定の回転速度で回転させるために、回転駆動する。θステージ１２の回転は、図１においては図示されていないエンコーダにより検出され、検出結果が、後述するコントローラに供給される。
【００２９】
ウエハホルダ１３は、θステージ１２上に搭載され、その上部水平面に、被検査物であるウエハ３１を吸着保持することができ、θステージ１２とともに、所定の速度で回転する。
【００３０】
Ａｐｅｘ（先端部分）撮像部１４は、ウエハホルダ１３に装着されたウエハ３１の端部を、ウエハ３１の水平面に対して、ほぼ同一の高さとなる位置から、例えば、数十倍程度の倍率で撮像し、図中αで示される端部側面の観察用画像を取得する。Ａｐｅｘ撮像部１４は、例えば、図２に示されるような、ウエハ３１の端部側面の観察用画像を撮像することができる。
【００３１】
上ベベル撮像部１５は、ウエハホルダ１３に装着されたウエハ３１の端部を、ウエハ３１の水平面に対して、所定の距離だけ乖離した上部から、例えば、数十倍程度の倍率で撮像し、図中αで示される端部上面（おもて面）の観察用画像を取得する。また、上ベベル撮像部１５は、後述する処理により求められるウエハ３１の上側の表面の位置の検出結果を基に、焦点位置（所謂、ピント）を調整することが可能である。
【００３２】
下ベベル撮像部１６は、ウエハホルダ１３に装着されたウエハ３１の端部を、ウエハ３１の水平面に対して、所定の距離だけ乖離した下部から、例えば、数十倍程度の倍率で撮像し、図中αで示される端部下面（裏面）の観察用画像を取得する。また、下ベベル撮像部１６は、後述する処理により求められるウエハ３１の下側の表面の位置の検出結果を基に、焦点位置を調整することが可能である。
【００３３】
Ａｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および下ベベル撮像部１６は、ともに、コラム２１ａに支持された撮像部支持部２１によって支持されている。コラム２１ａは、図示していない定盤の上に固定されている。
【００３４】
図１においては、検査装置１は、上ベベル撮像部１５および下ベベル撮像部１６により、ウエハ３１の水平面に対して、所定の距離だけ乖離した上部および下部から、ウエハ３１の端部の観察用画像を取得するものとして説明している。これに対して、検査装置１は、上ベベル撮像部１５または下ベベル撮像部１６のいずれか一方を有するものであっても良いし、あるいは、上ベベル撮像部１５または下ベベル撮像部１６を有さないものであっても良い。
【００３５】
Ａｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６は、ウエハ３１の端部の観察用画像を撮像するための照明機能を有している。その照明は、落射照明であってもよいし、それ以外であっても良い。また、照明光は、拡散光であっても良いし、指向性を有する光であっても良い。また、これらの照明の方法は、撮像の目的や観察用画像として必要な画像の種類により適宜選択可能なようにしても良い。
【００３６】
ラインＣＣＤ１７は、ウエハ３１の側面を撮像し、撮像データを、後述するコントローラに供給する。ウエハ３１にそりや歪みが生じていた場合、Ｚステージ１１の移動可能な方向にウエハ３１の端部の位置が変動する。また、ウエハ３１には、欠けや割れ、または、異物やレジストのかぶりなどの異常が発生している場合がある。後述するコントローラは、ラインＣＣＤ１７の撮像データにより、ウエハ３１の位置や状態を検出することができる。
【００３７】
ラインＣＣＤ１７の撮像範囲は、ウエハ３１の厚みよりも充分広い幅を有するようになされており、画素は、縦方向に並べられた、少なくとも１列のＣＣＤにより構成される。ラインＣＣＤ１７の撮像中心は、フラットなウエハ３１の側面における高さ方向の中央に対して、ほぼ同一の高さとなる。そして、ラインＣＣＤ１７は、図中αで示される、Ａｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６によるウエハ３１の撮像位置よりも、ウエハ３１の回転方向に対して上流方向、すなわち、θステージ１２が左回りであれば、ウエハ３１の中心部分から見て、Ａｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６によるウエハ３１の撮像位置よりも右側に設けられている。換言すれば、観察用画像の撮像位置は、ラインＣＣＤ１７による撮像位置よりウエハ３１の回転方向に対して下流方向となる。
【００３８】
ラインＣＣＤ１７は、ウエハ３１の厚みよりも充分広い幅を有するように少なくとも縦１列に配列されたＣＣＤにより構成されていれば充分である。また、ラインＣＣＤ１７に代わって、例えば、２次元に配列されたＣＣＤを備えるものとしても良い。
【００３９】
Ａｐｅｘ撮像部１４によりウエハ３１の側面を撮像するとき、図２において、画面の中央部を示すラインＬに、ウエハ３１の厚みの中央Ｃが来るように撮像されていることが望ましい。しかしながら、ウエハ３１などの厚みの薄い被検査物の端部を観察するにあたって、被検査物にそりや歪みなどがあった場合、端面の位置が大きくうねり、ウエハ３１の厚みの中央Ｃが画面の中央部を示すラインＬからずれたり、最悪の場合、ウエハ３１の側面の像の一部が視野から外れてしまう恐れがある。そこで、検査装置１においては、ラインＣＣＤ１７による撮像データを基に、ラインＬとウエハ３１の厚みの中央Ｃとの差分△Ｃを検出し、ウエハ３１とＡｐｅｘ撮像部１４との相対位置を調整することができるようになされている。
【００４０】
更に、検査装置１においては、ラインＣＣＤ１７による撮像データを基に、ウエハ３１の上下面の表面位置、換言すれば、側面からウエハ３１を観察したときのウエハ３１のエッジの位置を検出することができる。そして、検査装置１においては、ウエハ３１のエッジの位置や、ウエハ３１の厚みの中央Ｃなどの検出結果を基に、上ベベル撮像部１５および下ベベル撮像部１６のピントを調整することができるようになされている。
【００４１】
ラインＣＣＤ１７によるウエハ３１の撮像画像によって検出される差分△Ｃに基づいて、後述する図３に示すコントローラ１７が、図３に示すθステージ駆動部６１の回転情報に従ってタイミングを計り、図３に示すＺステージ駆動部６３に制御信号を送出する。Ｚステージ駆動部６３は、制御信号に基づいて、Ｚステージ１１の上面の高さを変更する。これにより、常に、Ａｐｅｘ撮像部１４の視野の略中心にウエハ３１の厚みの中央Ｃが位置するようにすることができる。また、検査装置１においては、フレームレートの高い動画像を観察用画像として得ることができる。
【００４２】
例えば、θステージ１２は、左右いずれかの回転方向に一定の角速度で回転されるようにしても良い。この場合、撮像処理時にウエハ３１は静止していないので、ラインＣＣＤ１７やＡｐｅｘ撮像部１４などのシャッタスピードはある程度早く設定されている必要がある。これに対して、例えば、θステージ１２は、左右いずれかの回転方向に所定角度だけ所定の角速度で回転されたのち一旦停止されるようにしても良い。この場合、ラインＣＣＤ１７によるウエハ３１の位置や状態の検出のための撮像、並びに、Ａｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５および下ベベル撮像部１６によるウエハ３１端部の撮像処理は、ウエハ３１の停止状態において実行することができる。
【００４３】
このような構成により、θステージ１２の回転によりウエハ３１を略１回転、厳密には、１回転に加えて、ラインＣＣＤ１７による撮像位置からＡｐｅｘ撮像部１４などによる撮像位置に対応する角度だけ回転させるだけで、ウエハ３１のそりやうねりなどの状態の検出と、その状態の検出結果に基づいて調整された位置におけるウエハ３１端部の撮像処理を並行して実行することができる。これにより、例えば、最初にウエハ３１を１回転させてウエハ３１のそりやうねりなどの状態を検出し、その後、更にもう１回転させてウエハ３１端部の撮像処理を実行するような場合と比較して、ウエハ３１の観察のための手間を削減することが可能となる。
【００４４】
図１を用いて説明したラインＣＣＤ１７による撮像処理や、Ｚステージ１１やθステージ１２の駆動の制御に加えて、Ａｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６における照明の駆動、焦点合わせの制御、並びに、撮像処理と、これらのデータに基づく検査結果の出力などは、所定のコントローラにより制御される。コントローラは、例えば、図１のＺステージ１１の内部に設けてもよいし、外部に設けるものとしても良い。
【００４５】
図３のブロック図を参照して、コントローラによる検査装置１の制御について説明する。
【００４６】
θステージ駆動部６１は、θステージ１２を回転駆動させるためのモータ等と、それらを駆動させるためのドライバなどを含んで構成される。コントローラ５１は、θステージ駆動部６１を制御して、θステージ１２を回転駆動させる。θステージ１２の回転駆動は、エンコーダ６２により検出され、検出結果がコントローラ５１に供給される。
【００４７】
コントローラ５１は、θステージ駆動部６１を制御して、θステージ１２を回転駆動させながら、ラインＣＣＤ１７により撮像された画像を取得し、それを基に、ラインＣＣＤ１７による撮像位置におけるウエハ３１の高さ方向の位置を検出する。
【００４８】
Ｚステージ駆動部６３は、Ｚステージ１１の上部水平面の高さを変更させるためのモータ等と、それらを駆動させるためのドライバなどを含んで構成される。
【００４９】
コントローラ５１は、また、θステージ１２の回転駆動に対して適宜決められる所定の間隔でＡｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６を制御して、ウエハ３１の端部の観察用画像を、それぞれの方向から撮像させる。
【００５０】
照明駆動部６４は、コントローラ５１の制御に基づいて、Ａｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６ウエハ３１の端部の撮像のための照明を駆動する。
【００５１】
コントローラ５１は、ラインＣＣＤ１７により撮像された画像に基づいて、上ベベル撮像部１５および下ベベル撮像部１６によるウエハ３１の撮像時の最適な焦点位置を演算し、上ベベル焦点制御部６５、および、下ベベル焦点制御部６６に演算結果を供給する。
【００５２】
上ベベル焦点制御部６５は、例えば、上ベベル撮像部１５が内部に有する光学系の位置を制御することなどによって、上ベベル撮像部１５がウエハ３１を撮像する場合の焦点合わせを制御する。また、下ベベル焦点制御部６６は、例えば、下ベベル撮像部１６が内部に有する光学系の位置を制御することなどによって、下ベベル撮像部１６がウエハ３１を撮像する場合の焦点合わせを制御する。
【００５３】
そして、コントローラ５１は、ラインＣＣＤ１７により得られたデータの処理結果や、Ａｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６により撮像された観察用画像を用いて、ウエハ３１の端部の検査結果を生成して出力する。
【００５４】
フレームメモリ６７は、Ａｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６により撮像された観察用画像データを一時保持する。
【００５５】
記録部６８は、ウエハ３１の端部の検査結果を取得して記録するものであり、例えば、ハードディスクや半導体メモリなどであっても良いし、装着されたリムーバブルメディアと情報を授受することが可能なドライブであっても良い。
【００５６】
出力部６９は、外部の機器または所定のネットワークと有線または無線で接続されており、コントローラ５１の制御に基づいて、情報を外部に出力する。出力部６９が、検査装置１の検査結果を出力する装置としては、例えば、ウエハ３１の製造工程やウエハ３１に対して施される処理工程を管理したり、製造されたウエハ３１を管理するための情報を記録する装置やサーバなどがある。このような装置やサーバに、検査装置１の検査結果を供給しておくことにより、ユーザは、例えば、不良チップが存在するウエハに関する情報を容易に入手し、不良チップ製造にいたる原因を容易に突き止めることができる。
【００５７】
表示部７０は、コントローラ５１の制御に基づいて、例えば、液晶ディスプレイやＣＲＴディスプレイなどに、ウエハ３１の端部の検査結果を表示させる。
【００５８】
図４は、コントローラ５１が有する機能について説明するための機能ブロック図である。すなわち、コントローラ５１に代わって、図４に示される各機能を実現可能な個別のハードウェアが備えられている場合であっても、検査装置１は、同様の機能を有するものである。
【００５９】
微分処理部１０１は、ラインＣＣＤ１７から、ラインＣＣＤによる撮像データの供給を受ける。図５に、ラインＣＣＤ１７から供給される１フレームのＣＣＤの各ピクセルの受光強度（供給される信号の電圧強度）のプロファイルの一例を示す。微分処理部１０１は、このプロファイルを微分処理する。微分処理結果を図６に示す。図６に示されるように、微分波形においては、ウエハ３１を端部側面から観察した場合のエッジ部分である図中ａおよびｂの位置で、微分波形が急峻に立ち下がるとともに立ち上がるか、または、立ち上がるとともに立ち下がる。また、エッジ部分以外の微分値は、ほぼ０となる。微分処理部１０１は、微分処理結果を、異常部分検出部１０２およびエッジ位置検出部１０３に供給する。
【００６０】
異常部分検出部１０２は、微分処理部１０１から供給されるウエハ３１端部の各位置における微分処理結果を監視し、微分波形において、θステージ１２の回転に対して急峻な立ち上がりおよび立下りの位置が瞬間的に変化した部分を抽出する。そして、異常部分検出部１０２は、急峻な立ち上がりおよび立下りの位置が瞬間的に変化した部分を、例えば、欠けや割れ、または、異物の付加やレジストのかぶりなどの異常部分であるとして検出する。
【００６１】
具体的には、異常部分検出部１０２は、複数個所の微分波形を内部に記録し、急峻な立ち上がりおよび立下りの位置が、所定範囲内にある閾値以上移動した場合、欠けや割れなどをはじめとした異常部分を検出することができる。この範囲および閾値の設定は、欠けや割れなどを検出するために適した値を経験的実験的に設定することができるようにしても良いし、ユーザにより範囲および閾値の設定を変更可能なようにしても良い。異常部分検出部１０２は、異常部分の検出結果を、相対位置誤差演算部１０６、上下ベベル焦点位置演算部１１０、フレームメモリ記録制御部１１４、グラフ生成部１１５、および、記録・表示・出力制御部１１６に供給する。
【００６２】
エッジ位置検出部１０３は、微分処理部１０１から供給された微分処理結果の急峻な立ち上がりおよび立下りの位置に基づいて、ウエハ３１端部を側面から観察した場合のエッジ位置、すなわち、ウエハ３１の上下表面位置を検出する。エッジ位置検出部１０３は、検出結果を、ウエハ厚算出部１０４、センター位置検出部１０５、上下ベベル焦点位置演算部１１０、グラフ生成部１１５、および、記録・表示・出力制御部１１６に供給する。
【００６３】
ウエハ厚算出部１０４は、エッジ位置検出部１０３から供給されたウエハ３１の表面位置の検出結果に基づいて、ウエハ３１の厚さを検出し、検出結果をグラフ生成部１１５に供給する。
【００６４】
センター位置検出部１０５は、エッジ位置検出部１０３から供給されたウエハ３１のエッジ位置の検出結果に基づいて、エッジ位置の中央を、ウエハ３１の厚さの中央部分、すなわち、図２に示されるウエハ３１の厚みの中央Ｃの位置として検出する。センター位置検出部１０５は、ウエハ３１の厚みの中央Ｃの位置の検出結果を、相対位置誤差演算部１０６、上下ベベル焦点位置演算部１１０、および、グラフ生成部１１５に供給する。
【００６５】
相対位置誤差演算部１０６は、センター位置検出部１０５から供給されたウエハ３１の厚さの中央部分の位置の検出結果に基づいて、図２を用いて説明した、Ａｐｅｘ撮像部１４の撮像画面の高さ方向の中央を示すラインＬとウエハ３１の厚みの中央Ｃとの差分△Ｃを検出し、検出結果を相対位置誤差記録部１０７に供給する。
【００６６】
相対位置誤差記録部１０７は、相対位置誤差演算部１０６から供給された、画面の中央部を示すラインＬとウエハ３１の厚みの中央Ｃとの差分△Ｃを記録する。
【００６７】
相対位置駆動制御部１０８は、相対位置誤差記録部１０７に記録されている差分△Ｃを読み出して、Ｚステージ駆動部６３に供給する。なお、差分△Ｃの算出の対象となった箇所が、ラインＣＣＤ１７による撮影位置からＡｐｅｘ撮像部１４等による撮影範囲内に到達するまでの間に、Ｚステージ１１の上面の位置が移動していた場合、相対位置駆動制御部１０８は、該当する箇所がラインＣＣＤ１７による撮影位置からＡｐｅｘ撮像部１４等による撮影位置に移動する間のＺステージ１１の上面の位置の移動履歴を参照して、相対位置誤差記録部１０７から読み出した該当する箇所の差分△Ｃを修正し、Ｚステージ駆動部６３に修正後の差分△Ｃを供給する。
【００６８】
エンコーダ出力取得部１０９は、エンコーダ６２によるθステージ１２の回転の検出結果を取得し、相対位置駆動制御部１０８、および、上下ベベル焦点位置情報供給部１１２に供給する。
【００６９】
上下ベベル焦点位置演算部１１０は、エッジ位置検出部１０３から供給されたウエハ３１の表面位置の検出結果、または、センター位置検出部１０５から供給されたウエハ３１の厚さの中央部分の位置の検出結果に基づいて、上ベベル焦点制御部６５により制御される上ベベル撮像部１５の焦点位置、および、下ベベル焦点制御部６６により制御される下の焦点位置を演算し、上下ベベル焦点位置記録部１１１に供給する。
【００７０】
すなわち、ラインＣＣＤ１７の各画素と、上ベベル撮像部１５および下ベベル撮像部１６との相対位置が固定で、予め分かっているとき、上下ベベル焦点位置演算部１１０は、エッジ位置検出部１０３から供給されたウエハ３１の表面位置の検出結果に基づいて、上ベベル撮像部１５の焦点位置、および、下の焦点位置を演算する。また、ラインＣＣＤ１７の各画素と、上ベベル撮像部１５および下ベベル撮像部１６との相対位置が固定ではないとき、上下ベベル焦点位置演算部１１０は、エッジ位置検出部１０３から供給されたウエハ３１の表面位置の検出結果を、ウエハ３１の厚さの中央部分の位置の検出結果の変動に基づいて補正することにより、上ベベル撮像部１５の焦点位置、および、下の焦点位置を演算する。なお、上下ベベル焦点位置演算部１１０は、相対位置誤差演算部１０６により演算された差分△Ｃを用いて、供給されたウエハ３１の表面位置の検出結果を補正するようにしても良い。
【００７１】
上下ベベル焦点位置記録部１１１は、上下ベベル焦点位置演算部１１０から供給された、撮像時のウエハ３１の上面および下面の位置の演算結果を記録する。
【００７２】
上下ベベル焦点位置情報供給部１１２は、上下ベベル焦点位置記録部１１１に記録されている撮像時のウエハ３１の上面および下面の位置の演算結果のうち、現在Ａｐｅｘ撮像部１４等により撮像されるウエハ３１の位置に対応するものを読み出して、上ベベル焦点制御部６５および下ベベル焦点制御部６６にそれぞれ供給する。なお、対象の箇所が、ラインＣＣＤ１７による撮影位置からＡｐｅｘ撮像部１４等による撮影範囲内に到達するまでの間に、Ｚステージ１１の上面の位置が移動していた場合、相対位置駆動制御部１０８は、該当する箇所がラインＣＣＤ１７による撮影位置からＡｐｅｘ撮像部１４等による撮影位置に移動する間のＺステージ１１の上面の位置の移動履歴を参照して補正処理を行い、補正後の値を上ベベル焦点制御部６５および下ベベル焦点制御部６６に供給する。
【００７３】
なお、相対位置誤差演算部１０６や上下ベベル焦点位置演算部１１０は、異常部分検出部１０２から、異常部分の検出結果の供給を受け、欠けや割れ、または、異物やレジストのかぶりなどの異常部分に関しては、相対位置誤差や上下ベベル焦点位置の演算を行わない、または、演算を行ってもその結果を無効とするようにしても良い。
【００７４】
例えば、欠けや割れ、または、異物やレジストのかぶりなどの異常部分に関して、Ａｐｅｘ撮像部１４の視野中心とウエハ３１の厚みの中央Ｃとを合わせたり、上ベベル撮像部１５および下ベベル撮像部１６のピントが合うように制御した場合、観察用画像を正確に撮影することができない。これに対して、欠けや割れなどの異常部分に関しては、相対位置誤差や上下ベベル焦点位置の演算を行わない、または、演算を行ってもその結果を無効とするようにすることにより、このような問題が発生することがなくなる。
【００７５】
撮像データ取得部１１３は、Ａｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６による撮像画像を取得し、フレームメモリ記録制御部１１４、および、記録・表示・出力制御部１１６に供給する。
【００７６】
フレームメモリ記録制御部１１４は、撮像データ取得部１１３から供給されたＡｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６による撮像画像のフレームメモリ６７への記録を制御する。また、フレームメモリ記録制御部１１４は、異常部分検出部１０２から、異常部分の検出結果の供給を受け、欠けや割れ、または、異物やレジストかぶりなどの異常部分に対応する画像を、フレームメモリ６７から読みだして、記録・表示・出力制御部１１６に供給する。
【００７７】
グラフ生成部１１５は、異常部分検出部１０２からの異常部分の検出結果、エッジ位置検出部１０３からのエッジ位置の検出結果、ウエハ厚算出部１０４からのウエハ厚の算出結果、および、センター位置検出部１０５からのセンター位置の検出結果と、各検出結果が得られたウエハ３１のノッチに対する外周位置に基づいて、観察されているウエハ３１のそりやうねり、または、ウエハ厚などを示すグラフを作成し、記録・表示・出力制御部１１６に供給する。
【００７８】
具体的には、グラフ生成部１１５は、ウエハ３１のノッチの位置が０度となるように初期化される。例えば、ウエハ３１を１回転させながらラインＣＣＤ１７を駆動させ、ノッチに対応するエッジ位置の変動を検出することにより、ノッチの位置を検出するものとしても良い。そして、グラフ生成部１１５は、ウエハ３１の各外周位置においてラインＣＣＤ１７による撮像が終了した後、ウエハ３１の１周分の各外周位置における状態を示すグラフを生成し、記録・表示・出力制御部１１６に供給する。
【００７９】
すなわち、グラフ生成部１１５は、センター位置検出部１０５からのセンター位置の検出結果に基づいて、図７に示されるように、ウエハ３１を３６０度回転させたときのウエハ３１のセンター位置の変位をグラフ化し、記録・表示・出力制御部１１６に供給する。また、グラフ生成部１１５は、ウエハ厚算出部１０４からのウエハ厚の算出結果に基づいて、図８に示されるように、ウエハ３１を３６０度回転させたときのウエハ３１の厚さの変移をグラフ化し、記録・表示・出力制御部１１６に供給する。また、グラフ生成部１１５は、エッジ位置検出部１０３からのエッジ位置の検出結果に基づいて、図９に示されるように、ウエハ３１を３６０度回転させたときのウエハ３１のエッジ位置の変位をグラフ化し、
【００８０】
また、グラフ生成部１１５は、図７、図８、および、図９に示されるグラフを生成するにあたって、欠けや割れなどの部分をそのまま表示しても良いし、異常部分検出部１０２からの異常部分の検出結果に基づいて、欠けや割れなどの異常部分を強調して表示したり、異常部分を無視して表示するようにしても良い。また、グラフ生成部１１５により生成されるグラフの異常部分に対する表示方法を、ユーザにより設定可能なようにしても良い。
【００８１】
記録・表示・出力制御部１１６は、エッジ位置検出部１０３により検出されたウエハ３１の側面における上下表面位置、撮像データ取得部１１３から供給されたＡｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６により撮像された観察用画像、フレームメモリ記録制御部１１４から供給された欠けや割れなどの異常部分に対応する観察用画像、並びに、グラフ生成部１１５から供給された、図７、図８、および、図９に示されるグラフなどを、記録部６８に記録したり、出力部６９から他の装置などに出力したり、表示部７０に表示させる。
【００８２】
検査装置１においては、θステージ１２を所定の速度で回転駆動させることにより、ラインＣＣＤ１７による撮像、エッジ位置の検出、検出されたエッジ位置に基づいた相対位置や上下ベベルの焦点位置の算出、算出結果に基づいた相対位置や上下ベベルの焦点位置の制御、並びに、各種検出結果の演算および出力などが、並行して実行されている。すなわち、ウエハ３１端部のある位置αがラインＣＣＤ１７により撮像された後、θステージ１２の回転駆動により、該当する位置αが、Ａｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６による撮像ポイントに移動するまでの間に、エッジ位置の検出、検出されたエッジ位置に基づいた相対位置や上下ベベルの焦点位置の演算が実行される。そして、該当する位置αが、Ａｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６による撮像ポイントに移動したとき、Ａｐｅｘ撮像部１４とウエハ３１との相対位置や上下ベベルの焦点が制御されて、ウエハ３１の端部が複数の方向から撮像される。そして、そのとき、並行して、該当する位置αとは異なる点、すなわち、位置αより回転方向に対して下流の点（例えば、θステージ１２が左回りであるとき、ウエハ３１の中央から見て右側の点）に対するラインＣＣＤ１７による撮像処理や、それに基づく演算処理が実行されている。
【００８３】
次に、図１０および図１１のフローチャートを参照して、検査装置１が実行するウエハ端部検査処理１について説明する。
【００８４】
上述したように、検査装置１においては、θステージ１２を所定の速度で回転駆動させることにより、撮像、検出、演算、結果の出力などが、並行して実行されているが、ここでは、分かりやすくするために、ウエハ３１端部のある点αに対する検査を行うための処理を、フローチャートを用いて順を追って説明する。
【００８５】
ステップＳ１において、コントローラ５１は、θステージ駆動部６１を制御して、θステージ１２の回転駆動を開始する。
【００８６】
ステップＳ２において、コントローラ５１は、ラインＣＣＤ１７を制御して、ウエハ３１の端部の所定位置αを撮像する。
【００８７】
ステップＳ３において、コントローラ５１の微分処理部１０１は、ラインＣＣＤ１７から供給された、点αにおける図５を用いて説明したような撮像画像の受光強度曲線に対して微分処理を実行し、図６を用いて説明したような微分波形を得る。微分処理部１０１は、微分処理結果を、異常部分検出部１０２およびエッジ位置検出部１０３に供給する。
【００８８】
ステップＳ４において、コントローラ５１の異常部分検出部１０２は、微分処理部１０１から供給される微分処理結果を監視し、急峻な立ち上がりおよび立下りの位置が所定範囲内にある閾値以上移動するような、微分波形の変動があったか否かを判断する。
【００８９】
ステップＳ４において、微分波形の変動があったと判断された場合、ステップＳ５において、コントローラ５１の異常部分検出部１０２は、対応する点αを異常部分として検出する。そして、異常部分検出部１０２は、異常部分の検出結果を、相対位置誤差演算部１０６、上下ベベル焦点位置演算部１１０、フレームメモリ記録制御部１１４、グラフ生成部１１５、および、記録・表示・出力制御部１１６に供給する。
【００９０】
ステップＳ４において、微分波形の変動がなかったと判断された場合、または、ステップＳ５の処理の終了後、処理は、ステップＳ６に進む。
【００９１】
ステップＳ６において、コントローラ５１のエッジ位置検出部１０３は、微分処理部１０１から供給された微分処理結果における微分波形の急峻な立ち上がりおよび立下りの位置に基づいて、ウエハ３１のエッジ位置を検出する。そして、エッジ位置検出部１０３は、検出結果を、ウエハ厚算出部１０４、センター位置検出部１０５、上下ベベル焦点位置演算部１１０、グラフ生成部１１５および、記録・表示・出力制御部１１６に供給する。
【００９２】
ステップＳ７において、コントローラ５１のウエハ厚算出部１０４は、エッジ位置検出部１０３から供給されたウエハ３１の表面位置の検出結果に基づいて、ウエハ厚を検出し、検出結果をグラフ生成部１１５に供給する。
【００９３】
ステップＳ８において、コントローラ５１のセンター位置検出部１０５は、エッジ位置検出部１０３から供給されたウエハ３１の表面位置の検出結果に基づいて、ウエハ３１の端部における厚さのセンター位置を検出する。厚さのセンター位置とは、すなわち、図２に示されるウエハ３１の厚みの中央Ｃの位置である。そして、センター位置検出部１０５は、検出結果を、相対位置誤差演算部１０６、上下ベベル焦点位置演算部１１０、および、グラフ生成部１１５に供給する。
【００９４】
ステップＳ９において、コントローラ５１の相対位置誤差演算部１０６は、ラインＬとウエハ３１の厚みの中央Ｃとの差分△Ｃを演算し、検出結果を相対位置誤差記録部１０７に供給して記録させる。また、コントローラ５１の上下ベベル焦点位置演算部１１０は、エッジ位置検出部１０３から供給されたウエハ３１の表面位置の検出結果に基づいて、ウエハ３１の端部の所定位置αにおける上ベベル撮像部１５の焦点位置、および、下ベベル撮像部１６の焦点位置を演算し、演算結果を、上下ベベル焦点位置記録部１１１に供給する。このとき、上下ベベル焦点位置演算部１１０は、ウエハ３１の厚さの中央部分の位置の検出結果や、差分△Ｃに基づいて、演算結果を補正するようにしても良い。
【００９５】
なお、ステップＳ２乃至ステップＳ９の処理にかかる時間は、ラインＣＣＤ１７により所定の位置αが撮像されてからＡｐｅｘ撮像部１４等により所定の位置αが撮像されるまでにかかる時間よりも短い。
【００９６】
ステップＳ１０において、コントローラ５１の相対位置駆動制御部１０８は、エンコーダ出力取得部１０９により取得されたエンコーダ６２の出力に基づいて、ウエハ３１の端部の所定位置αが、Ａｐｅｘ撮像部１４等により撮像される検査対象ポイントに移動されたか否かを判断する。ステップＳ１０において、ウエハ３１の端部の所定位置αが、Ａｐｅｘ撮像部１４等により撮像される検査対象ポイントに移動されていないと判断された場合、ウエハ３１の端部の所定位置αが検査対象ポイントに移動されたと判断されるまで、ステップＳ１０の処理が繰り返される。ステップＳ１０において、ウエハ３１の端部の所定位置αが検査対象ポイントに移動されたと判断された場合、処理はステップＳ１１に進む。
【００９７】
ステップＳ１１において、コントローラ５１の相対位置駆動制御部１０８は、相対位置誤差記録部１０７からウエハ３１の所定位置αに対応する差分△Ｃを読み出して、Ｚステージ駆動部６３に供給する。Ｚステージ駆動部６３は、コントローラ５１から供給される差分△Ｃに基づいて、Ｚステージ１１を、差分△Ｃが０となる方向に駆動し、ウエハ３１の高さを変更して、ウエハ３１の端部の所定位置αにおけるウエハ３１とＡｐｅｘ撮像部１４との相対位置を調整する。
【００９８】
また、ウエハ３１とＡｐｅｘ撮像部１４との相対位置の調整とともに、上ベベル撮像部１５および下ベベル撮像部１６の焦点も調整される。コントローラ５１の上下ベベル焦点位置情報供給部１１２は、上下ベベル焦点位置記録部１１１から所定位置αに対応するウエハ３１の上面および下面の位置の演算結果を読み出し、上ベベル焦点制御部６５および下ベベル焦点制御部６６にそれぞれ供給する。そして、上ベベル焦点制御部６５は、上ベベル撮像部１５の焦点を調整し、下ベベル焦点制御部６６は、下ベベル撮像部１６の焦点を調整する。
【００９９】
なお、対象の箇所がラインＣＣＤ１７による撮影位置からＡｐｅｘ撮像部１４等による撮影範囲内に到達するまでの間に、Ｚステージ１１の上面の位置が移動していた場合、相対位置駆動制御部１０８および相対位置駆動制御部１０８は、その間のＺステージ１１の上面の位置の移動履歴を参照して補正処理を行い、補正後の値を出力する。
【０１００】
ステップＳ１２において、Ａｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６は、ウエハ３１の端部の所定位置αをそれぞれの方向から撮像し、撮像結果をコントローラ５１に供給する。
【０１０１】
ステップＳ１３において、コントローラ５１の撮像データ取得部１１３は、Ａｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６による、ウエハ３１の端部の所定位置αの撮像画像を取得する。そして、撮像データ取得部１１３は、所定位置αの撮像画像をフレームメモリ記録制御部１１４、および、記録・表示・出力制御部１１６に供給する。フレームメモリ記録制御部１１４は、撮像データ取得部１１３から供給された撮像画像を、フレームメモリ６７に一時記録する。
【０１０２】
ステップＳ１４において、コントローラ５１のフレームメモリ記録制御部１１４は、異常部分検出部１０２から供給された異常部分の検出結果に基づいて、ウエハ３１の端部の所定位置αは、欠けや割れなどの異常部分であるか否かを判断する。
【０１０３】
ステップＳ１４において、ウエハ３１の端部の所定位置αは、欠けや割れなどの異常部分であると判断された場合、ステップＳ１５において、コントローラ５１のフレームメモリ記録制御部１１４は、異常部分の画像情報として、対応する画像をフレームメモリ６７から抽出して読み出し、記録・表示・出力制御部１１６に供給する。
【０１０４】
ステップＳ１４において、ウエハ３１の端部の所定位置αは、欠けや割れなどの異常部分ではないと判断された場合、または、ステップＳ１５の処理の終了後、処理はステップＳ１６に進む。
【０１０５】
ステップＳ１６において、コントローラ５１の記録・表示・出力制御部１１６は、エッジ位置検出部１０３により検出されたウエハ３１の側面における上下表面位置、並びに、撮像データ取得部１１３から供給されたＡｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６による撮像画像の、記録部６８への記録、表示部７０への表示、または、出力部６９からの出力を実行する。
【０１０６】
ステップＳ１７において、コントローラ５１のグラフ生成部１１５は、供給される情報に基づいて、ウエハ３１の１回転分の観察用画像の撮像が終了したか否かを判断する。ステップＳ１７において、ウエハ３１の１回転分の観察用画像の撮像が終了していないと判断された場合、処理は、ステップＳ２に戻り、それ以降の処理が繰り返される。ステップＳ１７において、ウエハ３１の１回転分の観察用画像の撮像が終了したと判断された場合、処理はステップＳ１８に進む。
【０１０７】
ステップＳ１８において、コントローラ５１のグラフ生成部１１５は、図７、図８、および、図９を用いて説明したようなグラフを生成し、記録・表示・出力制御部１１６に供給する。それぞれのグラフは、異常部分検出部１０２からの異常部分の検出結果、エッジ位置検出部１０３からのエッジ位置の検出結果、ウエハ厚算出部１０４からのウエハ厚の算出結果、および、センター位置検出部１０５からのセンター位置の検出結果に基づいて生成される。
【０１０８】
ステップＳ１８において、コントローラ５１の記録・表示・出力制御部１１６は、フレームメモリ記録制御部１１４から供給された欠けや割れなどの異常部分に対応する画像情報、および、グラフ生成部１１５から供給されたグラフなどの検査結果を記録部６８に記録したり、出力部６９から、他の装置などに出力したり、表示部７０に表示させて、処理が終了される。
【０１０９】
このような処理により、θステージ１２の回転駆動によりウエハホルダ１３に装着されたウエハ３１が回転され、まず、ウエハ３１の位置や状態を検出するために、ラインＣＣＤ１７による撮像処理が実行される。そして、検出されたウエハ３１の位置や状態に基づいてＺステージ１１の上面の高さが調整されることにより、Ａｐｅｘ撮像部１４に対するウエハ３１の位置が調整される。これにより、そりや歪みがある被検査物の端部を、容易に確実に観察することができる。
【０１１０】
また、検査装置１は、ラインＬとウエハ３１の厚みの中央Ｃとの差分△Ｃの演算結果に基づいて、Ｚステージ１１の上面の高さを調整する代わりに、Ｚステージ１１の上面の高さを固定し、Ａｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６の位置を調整するものとしても良い。
【０１１１】
次に、図１２のブロック図を参照して、コントローラ５１による検査装置１の制御の異なる例として、Ｚステージ１１の位置を固定し、差分△Ｃの演算結果に基づいて、Ａｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６の位置を調整する場合について説明する。
【０１１２】
なお、図３における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。すなわち、Ｚステージ駆動部６３に代わって、撮像系駆動部１５１が備えられている以外は、基本的に、図３における場合と同様の構成を有している。
【０１１３】
撮像系駆動部１５１は、コントローラ５１の制御に基づいて、撮像部支持部２１の位置を移動させることにより、撮像部支持部２１に支持されたＡｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６の位置を調整する。すなわち、図４を用いて説明した機能ブロック図において、相対位置駆動制御部１０８の処理により駆動が制御されるのは、Ｚステージ駆動部６３に代わって、撮像系駆動部１５１となる。この場合、Ｚステージ１１の上面の高さは固定され、差分△Ｃの演算結果に基づいて、Ａｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６の位置が、差分△Ｃの値が０となるように調整される。
【０１１４】
また、検査装置１においては、Ａｐｅｘ撮像部１４のみを撮像部支持部２１に支持させて、ラインＬとウエハ３１の厚みの中央Ｃとの差分△Ｃの演算結果に基づいて、撮像系駆動部１５１によりＡｐｅｘ撮像部１４の位置を調整させるようにしても良い。その場合、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６は、撮像部支持部２１とは異なる部材によりコラム２１ａに支持させて、位置を固定させる。また、この場合、Ｚステージ１１の上面の高さも固定されている。そして、ウエハ３１の上下表面位置の検出結果等に応じて、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６のそれぞれの光学系の焦点が調整される。
【０１１５】
ところで、図１を用いて説明した検査装置１においては、被検査物であるウエハ３１の厚みよりも充分に広い幅で縦に並べられたＣＣＤを含むラインＣＣＤ１７により、ウエハ３１の水平方向の位置やその状態などを検出するものとして説明したが、検査装置１においては、ウエハ３１のそりや歪みがラインＣＣＤ１７の幅よりも大きかった場合には、正しい位置調整を行うことができない。そこで、幅の異なるラインＣＣＤを複数用意することにより、そりやゆがみの大きなウエハ３１に対応するようにしても良い。
【０１１６】
図１３を参照して、幅の異なるラインＣＣＤが複数用意された検査装置２０１について説明する。
【０１１７】
なお、図１における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０１１８】
すなわち、図１３の検査装置２０１は、新たに、ラインＣＣＤ２２１が設けられている以外は、基本的に、図１を用いて説明した検査装置１と同様の外観構成を有している。
【０１１９】
ラインＣＣＤ２２１は、ラインＣＣＤ１７よりも充分広い撮影範囲を有するように縦方向に並べられた、少なくとも１列のＣＣＤにより構成される。ラインＣＣＤ２２１は、ラインＣＣＤ１７によるウエハ３１の撮像位置と、図中αで示される、Ａｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５、および、下ベベル撮像部１６によるウエハ３１の撮像位置との間に設けられている。ラインＣＣＤ２２１は、ラインＣＣＤ１７によりウエハ３１のエッジ部分の少なくともいずれか一方が撮像されなかった場合、ラインＣＣＤ１７と同様にして、ウエハ３１の位置や状態の観察のために、ウエハ３１の側面を撮像し、撮像データを、後述するコントローラに供給する。なお、ラインＣＣＤ１７の画素ピッチは、ラインＣＣＤ２２１の画素ピッチよりも細かい。すなわち、ラインＣＣＤ１７のほうが、ラインＣＣＤ２２１よりも、ウエハ３１の位置や状態を高い分解能で検出することができる。
【０１２０】
ラインＣＣＤ２２１は、ラインＣＣＤ１７の幅よりも充分広い幅を有するように少なくとも縦１列に配列されたＣＣＤにより構成されていればよい。また、ラインＣＣＤ２２１に代わって、２次元に配列されたＣＣＤを備えるものとしても良い。
【０１２１】
次に、図１４のブロック図を参照して、コントローラによる検査装置２０１の制御について説明する。
【０１２２】
なお、図３における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０１２３】
すなわち、検査装置２０１は、コントローラ５１に代わって、２つのラインＣＣＤを用いてウエハ３１の水平方向の位置やその状態などを検出するコントローラ２４１が備えられ、ラインＣＣＤ１７のみならず、ラインＣＣＤ２２１からの出力も取得するようになされている以外は、基本的に、図３を用いて説明した検査装置１と同様の機能を有している。
【０１２４】
コントローラ２４１は、図４を用いて説明したコントローラ５１における場合と同様の機能を有し、微分処理部１０１によるラインＣＣＤ１７による撮像データの微分結果を基に、ウエハ３１の端部がラインＣＣＤ１７の撮影範囲の外にもあるか否かを判断する。そして、ウエハ３１の端部がラインＣＣＤ１７の撮像範囲の外にもある場合にのみ、ラインＣＣＤ２２１を駆動して、ウエハ３１の側面を撮像させる。
【０１２５】
例えば、ウエハ３１のそりや歪みにより、ウエハ３１の位置が基準位置よりも高い位置または低い位置にあった場合、または、ウエハ３１が厚い場合、図２を用いて説明したラインＣＣＤ１７による撮像画像において、ウエハ３１の側面の像の一部が視野から外れてしまう恐れがある。このような場合、微分処理部１０１によって得られる微分波形の急峻な立ち上がりおよび立下りの発生が１箇所以下となってしまう。このような場合、コントローラ２４１は、ラインＣＣＤ２２１を駆動して、ウエハ３１の側面の対応する箇所を撮像させ、その撮像プロファイルを微分する。そして、コントローラ２４１は、この微分結果に基づいて、異常部分を検出したり、ウエハ３１とＡｐｅｘ撮像部１４との相対位置を調整したり、上ベベル撮像部１５およびベベル撮像部１６の焦点位置を演算したり、検査結果を生成して、記録、出力、または、表示する。
【０１２６】
次に、図１５のフローチャートを参照して、検査装置２０１が実行するウエハ端部検査処理２について説明する。なお、ステップＳ５２の処理の終了後、処理は、図１１を用いて説明したステップＳ１０の処理に続くので、その説明は省略する。
【０１２７】
検査装置２０１においても、検査装置１と同様に、θステージ１２を所定の速度で回転駆動させることにより、撮像、検出、演算、結果の出力などが、並行して実行されているが、ここでは、分かりやすくするために、ウエハ３１端部のある点αに対する検査を行うための処理を、順を追って示している。
【０１２８】
ステップＳ４１において、コントローラ２４１は、θステージ駆動部６１を制御して、θステージ１２の回転駆動を開始する。
【０１２９】
ステップＳ４２において、コントローラ２４１は、ラインＣＣＤ１７を制御して、ウエハ３１の端部の所定位置αを撮像する。
【０１３０】
ステップＳ４３において、コントローラ２４１の微分処理部１０１は、ラインＣＣＤ１７から供給された、点αにおける図５を用いて説明したような撮像画像の受光強度曲線に対して微分処理を実行し、図６を用いて説明したような微分波形を得る。
【０１３１】
ステップＳ４４において、コントローラ２４１の微分処理部１０１は、得られた微分波形の急峻な立ち上がりおよび立ち下がりが２箇所存在するか否かに基づいて、第１のラインＣＣＤであるラインＣＣＤ１７によりウエハ３１の所定位置αの端部は撮像できたか否かを判断する。
【０１３２】
ステップＳ４４において、ラインＣＣＤ１７によりウエハ３１の所定位置αの端部の少なくともいずれか一方は撮像できなかったと判断された場合、処理は、ステップＳ４５に進む。ステップＳ４５において、コントローラ２４１は、第２のラインＣＣＤであるラインＣＣＤ２２１を制御して、ウエハ３１の端部を撮像する。
【０１３３】
なお、ステップＳ４４において、ラインＣＣＤ１７により、ウエハ３１の所定位置αの端部は撮像できたと判断された場合、ウエハ３１の所定位置αに関して、ラインＣＣＤ２２１による撮像処理は実行されない。すなわち、ラインＣＣＤ２２１による撮像処理は、ラインＣＣＤ１７により端部全体が撮像できなかった箇所に対してのみ行われる。ラインＣＣＤ２２１が駆動された場合、分解能が低くても、ウエハ３１のエッジ位置を検出することができる。これによりウエハ３１のそりや歪みが大きい場合であっても、この後に行われるＡｐｅｘ撮像部１４、上ベベル撮像部１５およびベベル撮像部１６による、ウエハ３１の端部の撮像範囲やピントを最適に設定することができる。一方、ラインＣＣＤ１７によりウエハ３１のエッジ位置を検出することができた場合、ラインＣＣＤ１７は充分な分解能を有しているので、ウエハ３１のエッジ位置の検出の精度や、割れや欠けなどの異常の検出の精度が高くなる。
【０１３４】
ステップＳ４６において、コントローラ２４１の微分処理部１０１は、ラインＣＣＤ２２１から供給された、点αにおける図５を用いて説明したような撮像画像の受光強度曲線に対して微分処理を実行し、図６を用いて説明したような微分波形を得る。
【０１３５】
ステップＳ４４において、ラインＣＣＤ１７により、ウエハ３１の端部は撮像できたと判断された場合、コントローラ２４１の微分処理部１０１は、ラインＣＣＤ１７による撮像データのプロファイルの微分処理結果を、異常部分検出部１０２およびエッジ位置検出部１０３に供給する。また、ステップＳ４６の処理の終了後、コントローラ２４１の微分処理部１０１は、ラインＣＣＤ２２１による撮像データのプロファイルの微分処理結果を、異常部分検出部１０２およびエッジ位置検出部１０３に供給する。
【０１３６】
そして、ステップＳ４７乃至ステップＳ５２において、図１０のステップＳ４乃至ステップＳ９と同様の処理が実行される。そして、ステップＳ５２の処理の終了後、処理は、図１１のステップＳ１０に進む。
【０１３７】
以上説明したように、検査装置２０１においては、θステージ１２の回転駆動により装着されたウエハ３１が回転され、まず、ウエハ３１の位置や状態を検出するために、ラインＣＣＤ１７による撮像処理が実行される。そして、サインＣＣＤ１７によってウエハ３１の位置や状態が検出できなかったときには、ラインＣＣＤ２２１による撮像処理が実行され、検出されたウエハ３１の位置や状態に基づいて、Ｚステージ１１の上面の高さが調整される。このような処理により、Ａｐｅｘ撮像部１４に対するウエハ３１の位置が調整される。これにより、大きなそりや歪みがある被検査物であっても、その端部を、容易に確実に観察することができる。
【０１３８】
また、検査装置１および検査装置２０１のいずれにおいても、出力部６９により、エッジ位置検出部１０３によって検出されたウエハ３１のエッジ位置の検出結果が他の装置に出力可能なようになされている。したがって、検査装置１または検査装置２０１から出力されたウエハ３１のエッジ位置の情報を取得した他の装置が、ウエハ３１の端部とＡｐｅｘ撮像部１４との相対位置を検出し、ウエハ３１の端部とＡｐｅｘ撮像部１４との相対位置の調整のための各種駆動を制御したり、上下ベベルの焦点位置を検出し、上下ベベルの焦点合わせを制御するようにしても良い。
【０１３９】
なお、以上の説明においては、被検査物としてウエハ３１を例として説明したが、被検査物は、比較的薄い形状のものであれば、具体的には、ラインＣＣＤ１７の幅と比較して薄い形状のものであれば、検査装置１または検査装置２０１によってその端部の観察を行うことが可能であることはいうまでもない。
【０１４０】
上述した一連の処理は、ソフトウェアにより制御可能である。そのソフトウェアは、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされる。
【０１４１】
この記録媒体は、例えば、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM（Compact Disk-Read Only Memory），DVD（Digital Versatile Disk）を含む）、光磁気ディスク、または、半導体メモリなどよりなるパッケージメディアなどにより構成される。
【０１４２】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】検査装置について説明するための外観図である。
【図２】図１の検査装置のＡｐｅｘ撮像部による撮像画像の例を示す図である。
【図３】図１の検査装置について説明するためのブロック図である。
【図４】図３のコントローラの機能について説明するための機能ブロック図である。
【図５】ラインＣＣＤにより得られる受光強度のプロファイルを示す図である。
【図６】図５のプロファイルを微分して得られる波形を示す図である。
【図７】検査結果として生成されるグラフについて説明するための図である。
【図８】検査結果として生成されるグラフについて説明するための図である。
【図９】検査結果として生成されるグラフについて説明するための図である。
【図１０】ウエハ端部検査処理１について説明するためのフローチャートである。
【図１１】ウエハ端部検査処理１について説明するためのフローチャートである。
【図１２】検査装置の異なる機能構成例について説明するためのブロック図である。
【図１３】検査装置について説明するための外観図である。
【図１４】図１３の検査装置について説明するためのブロック図である。
【図１５】ウエハ端部検査処理２について説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１４４】
１  検査装置
１１  Ｚステージ
１２  θステージ
１４  Ａｐｅｘ撮像部
１５  上ベベル撮像部
１６  下ベベル撮像部
１７  ラインＣＣＤ
３１  ウエハ
５１  コントローラ
６３  Ｚステージ駆動部
６５  上ベベル焦点制御部
６６  下ベベル焦点制御部
６８  記録部
６９  出力部
７０  表示部
１５１  撮像系駆動部
２０１  検査装置
２２１  ラインＣＣＤ
２４１  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010107195.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2010107195.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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