(57)【要約】【課題】簡易な構成により高速で移動する被検査物の取得画像にブレが生じることを防止することができる画像ブレ防止装置を提供する。【解決手段】画像ブレ防止装置は、ウェハ１１を載置する載置面１７ａを有し移動可能とされた載置台１７と、ウェハ１１の画像を取得するための撮像手段１３と、ウェハ１１の像を撮像手段１３へと導く光学系１４と、載置台１７の移動および撮像手段１３による画像取得を制御する制御手段１８とを備える。光学系１４には、姿勢を変更することにより、光路導入部での光軸位置Ｌｉを変位させることなく光路導出部での光軸位置Ｌｏを変位させる光路変更部材２４が設けられ、制御手段１８は、載置台１７を移動させつつ撮像手段１３にウェハ１１の画像を取得させる際、光軸位置Ｌｏが載置台の移動に追従するように光路変更部材２４の姿勢を変更する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物を載置する載置面を有し当該載置面と平行な面に沿って移動可能とされた載置台と、前記載置面に載置された前記被検査物の画像を取得するための撮像手段と、所定の領域内に位置する前記載置面に載置された前記被検査物の像を前記撮像手段へと導く光学系と、前記載置台の移動および前記撮像手段による画像取得を制御する制御手段とを備え、
前記光学系には、姿勢を変更することにより、前記撮像手段に至る光路において、前記載置台側の光路導入部での光軸位置を変位させることなく前記撮像手段側の光路導出部での光軸位置を変位させる光路変更部材が設けられ、
前記制御手段は、前記載置台を移動させつつ前記撮像手段に前記被検査物の画像を取得させる際、前記光路導出部での光軸位置が前記載置台の移動に追従するように前記光路変更部材の姿勢を変更することを特徴とする画像ブレ防止装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記撮像手段における撮像面で見た前記載置台の移動方向と逆方向へ向けて前記撮像面で見た前記載置台の移動量に等しい移動量で、前記光路導出部での光軸中心を変位させることにより、当該光軸中心を前記載置台の移動に追従させることを特徴とする請求項１に記載の画像ブレ防止装置。
【請求項３】
前記光路変更部材は、前記撮像面と平行でありかつ該撮像面で見た前記載置台の移動方向に直交する軸線回りに回動可能とされたガラス板であることを特徴とする請求項２に記載の画像ブレ防止装置。
【請求項４】
前記光路変更部材は、前記撮像面と平行でありかつ該撮像面で見た前記載置台の移動方向に直交する軸線回りに回動可能とされたミラーであることを特徴とする請求項２に記載の画像ブレ防止装置。
【請求項５】
前記光路変更部材は、前記撮像面に平行な面と、前記載置台の移動方向および前記撮像面で見た前記載置台の移動方向を含む面との交差により規定される線と平行な方向に沿って平行移動可能とされたミラーであることを特徴とする請求項２に記載の画像ブレ防止装置。
【請求項６】
前記光路変更部材は、前記撮像手段に至る光路の光軸回りに回動可能とされた多面プリズムであることを特徴とする請求項２に記載の画像ブレ防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体製造工程においてウェハを移動させてウェハ上の半導体チップの外観を検査する外観検査装置のように、被検査物を移動させつつその画像を取得する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、ウェハを移動させてウェハ上の半導体チップの外観を検査する外観検査装置、光を照射することによりウェハの表面に成膜または塗布された光感光剤（フォトレジスト）に回路パターンを露光・転写する半導体露光装置等において、被検査物を移動させつつその画像を取得し、この画像を用いて検査、露光、転写等を行うものが知られている。
【０００３】
この一例である外観検査装置では、被検査物としてのウェハ上（被検面）に形成された微細な電子回路パターンの画像を取得し、この取得画像と適正な状態の電子回路パターンの画像（テンプレート）とを比較し、両画像の差異を抽出し、当該差異が設定された欠陥許容度を超えるか否かの判断をすることにより、被検査物であるウェハの良否を判定する。ところが、この外観検査装置では、例えば検査時間を短縮するためにウェハの移動速度を上げると、取得したウェハの被検面の画像（以下、取得画像ともいう）にブレが生じてしまい、テンプレートとの差異を適切に抽出することが困難となることから、検査物の良否の判定の精度に大きな影響を与えることとなる。
【０００４】
そこで、カメラに対する被検査物の移動に起因して検査物の判定の精度の低減を防止するために、被検査物の移動に合わせてカメラも移動させることにより、取得画像にブレが生じることを防止する装置が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３４０６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の画像ブレ防止装置のような構成では、カメラを被検査物の移動に合わせて高速に移動させる必要があることから、装置としての構成が非常に複雑となってしまう。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、簡易な構成により高速で移動する被検査物の取得画像にブレが生じることを防止することができる画像ブレ防止装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題を解決するために、請求項１に記載の画像ブレ防止装置は、被検査物を載置する載置面を有し当該載置面と平行な面に沿って移動可能とされた載置台と、前記載置面に載置された前記被検査物の画像を取得するための撮像手段と、所定の領域内に位置する前記載置面に載置された前記被検査物の像を前記撮像手段へと導く光学系と、前記載置台の移動および前記撮像手段による画像取得を制御する制御手段とを備え、前記光学系には、姿勢を変更することにより、前記撮像手段に至る光路において、前記載置台側の光路導入部での光軸位置を変位させることなく前記撮像手段側の光路導出部での光軸位置を変位させる光路変更部材が設けられ、前記制御手段は、前記載置台を移動させつつ前記撮像手段に前記被検査物の画像を取得させる際、前記光路導出部での光軸位置が前記載置台の移動に追従するように前記光路変更部材の姿勢を変更することを特徴とする。
【０００８】
上記した構成によれば、載置台の移動に応じて被検査物の存在位置が変化しても、光学系での撮像手段への光路における光路導出部での光軸位置が載置台の移動に追従されていることから、撮像手段には、同一の位置に存在する被検査物の像が導かれることとなるので、撮像手段による被検査物の取得画像にブレが生じることを防止することができる。
【０００９】
また、光学系の光路変更部材の姿勢を変更することにより、光路導出部での光軸位置を載置台の移動に追従させているので、簡易な構成とすることができ、載置台を高速で移動させた場合であっても容易に対応することができる。
【００１０】
請求項２の画像ブレ防止装置は、請求項１に記載の画像ブレ防止装置であって、前記制御手段は、前記撮像手段における撮像面で見た前記載置台の移動方向と逆方向へ向けて前記撮像面で見た前記載置台の移動量に等しい移動量で、前記光路導出部での光軸中心を変位させることにより、当該光軸中心を前記載置台の移動に追従させることを特徴とする。
【００１１】
上記した構成によれば、極めて簡単な構成で光路導出部での光軸位置を載置台の移動に追従させることができる。
【００１２】
請求項３の画像ブレ防止装置は、請求項２に記載の画像ブレ防止装置であって、前記光路変更部材は、前記撮像面と平行でありかつ該撮像面で見た前記載置台の移動方向に直交する軸線回りに回動可能とされたガラス板であることを特徴とする。
【００１３】
上記した構成によれば、載置台の移動に応じてガラス板を回動させればよいことから、光路導出部での光軸位置を極めて簡単な構成で確実に載置台の移動に追従させることができる。
【００１４】
請求項４の画像ブレ防止装置は、請求項２に記載の画像ブレ防止装置であって、前記光路変更部材は、前記撮像面と平行でありかつ該撮像面で見た前記載置台の移動方向に直交する軸線回りに回動可能とされたミラーであることを特徴とする。
【００１５】
上記した構成によれば、載置台の移動に応じてミラーを回動させればよいことから、光路導出部での光軸位置を極めて簡単な構成で確実に載置台の移動に追従させることができる。
【００１６】
請求項５の画像ブレ防止装置は、請求項２に記載の画像ブレ防止装置であって、前記光路変更部材は、前記撮像面に平行な面と、前記載置台の移動方向および前記撮像面で見た前記載置台の移動方向を含む面との交差により規定される線と平行な方向に沿って平行移動可能とされたミラーであることを特徴とする。
【００１７】
上記した構成によれば、載置台の移動に応じてミラーを平行移動させればよいことから、光路導出部での光軸位置を極めて簡単な構成で確実に載置台の移動に追従させることができる。
【００１８】
請求項６の画像ブレ防止装置は、請求項２に記載の画像ブレ防止装置であって、前記光路変更部材は、前記撮像手段に至る光路の光軸回りに回動可能とされた多面プリズムであることを特徴とする。
【００１９】
上記した構成によれば、載置台の移動に応じて多面プリズムを回動させればよいことから、光路導出部での光軸位置を極めて簡単な構成で確実に載置台の移動に追従させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の画像ブレ防止装置によれば、簡易な構成により高速で移動する被検査物の取得画像にブレが生じることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００２２】
図１は、本発明に係る画像ブレ防止装置としての外観検査装置１０を示す構成図であり、図２は、外観検査装置１０における走査の様子を説明するためにウェハ１１を上方からみた模式的な正面図である。また、図３は、ウェハ１１の被検面１２に対する撮像部１３および光学系１４の位置と、閃光光源１５から閃光Ｆが出射されるタイミングとの相関関係を説明するための説明図であり、上部に図２を部分的に拡大して示す部分正面図を示し、下部に閃光Ｆが出射されるタイミングを上部の部分正面図における走査線Ｓ１、Ｓ２上での位置および時間軸に対応させたグラフを示している。図４は、本発明に係る画像ブレ防止装置におけるブレ防止のための基本的な概念を説明するための説明図であり、図５は、本実施例の外観検査装置１０におけるブレ防止のための構成を説明するための模式的な構成図である。図６は、本実施例の外観検査装置１０における制御方法を時間に対する動作で示すグラフであり、図７は、外観検査装置１０での制御方法の具体的な一例を示すグラフである。以下の説明では、図１を正面視して上下方向をＺ軸方向とし、これに直交する面をＸ−Ｙ平面（図１を正面視して左右方向をＹ軸方向とする）とする。
【００２３】
本発明に係る画像ブレ防止装置としての外観検査装置１０は、被検査物としてのウェハ１１上に形成された微細な電子回路パターンの画像を取得し、この取得画像と適正な状態の電子回路パターンの画像（テンプレート）とを比較し、両画像の差異を抽出し、当該差異が設定された欠陥許容度を超えるか否かの判定をすることにより、被検査物であるウェハ１１の良否を判定するものである。外観検査装置１０は、基台１６と、ウェハ１１が載置される載置台１７と、被検査物（本実施例ではウェハ１１）の画像を取得するための撮像部１３と、被検査物（ウェハ１１）の像を撮像部１３へと導く光学系１４と、全体の動作を統括的に制御する制御部１８とを備える。
【００２４】
載置台１７は、基台１６上でＸ軸方向およびＹ軸方向に移動自在とされており、Ｘ−Ｙ平面に平行な載置面１７ａを有している。載置面１７ａは、載置されたウェハ１１をＸ−Ｙ平面に平行な状態で保持可能とされている。このように、載置台１７が、ウェハ１１をＸ−Ｙ平面に平行な状態で保持したまま適宜Ｘ−Ｙ平面内で移動可能とされていることから、外観検査装置１０では、ウェハ１１をＸ−Ｙ平面に沿って適宜移動させることができる。この移動されるウェハ１１の被検面１２（載置面１７ａに載置された際に上方に位置する面）に対向するように光学系１４が設けられている。
【００２５】
光学系１４は、図示は略すが撮像部１３とともにＸ−Ｙ平面で見た位置が固定されて基台１６に取り付けられており、像案内路１９に閃光案内路２０が接続されて構成されている。像案内路１９には、対物レンズ２１と、ビームスプリッター２２と、結像レンズ２３と、ガラス板２４とが設けられ、載置台１７の載置面１７ａに載置されたウェハ１１の被検面１２の像を撮像部１３へと導く構成とされている。ここで、ウェハ１１の被検面１２における電子回路パターンの細部に比較して当該ウェハ１１の被検面１２の大きさ寸法が極めて大きいことから、光学系１４の視野（撮像部１３において一つの画像として取得可能な領域である取得領域２５（図２参照））は、ウェハ１１の被検面１２よりも極めて小さいものとされている。この光学系１４の視野（２５）を閃光Ｆで照明するために像案内路１９に閃光案内路２０が接続されている。
【００２６】
閃光案内路２０は、閃光光源１５から出射された閃光Ｆがビームスプリッター２２および対物レンズ２１を経て、光学系１４の視野（２５）内でウェハ１１の被検面１２を照射するように、閃光Ｆを像案内路１９内に導く構成とされている。これにより、光学系１４では、閃光Ｆにより照明された状態の被検面１２の像を撮像部１３へと導くことができる。
【００２７】
撮像部１３は、撮像素子２６を有しており、光学系１４により案内された被検面１２の像を撮像素子２６で取得し、当該取得した像を画像データとして制御部１８に送信する。
【００２８】
制御部１８は、載置台１７、撮像部１３、閃光光源１５および光学系１４に電気的に接続されており、全体の動作を統括的に制御する。ここで、上述したように、光学系１４の視野（２５）がウェハ１１の被検面１２に比して小さな面積とされ、撮像部１３において一度に取得できる画像も被検面１２における一部分（取得領域２５（図２参照））に限られている。このため、制御部１８は、被検査物であるウェハ１１の被検面１２を網羅すべく当該被検面１２上に複数の取得領域２５を整列させるように、撮像部１３および光学系１４に対するウェハ１１の被検面１２の位置を移動させつつ当該移動に合わせて閃光光源１５から閃光Ｆを出射させ、かつこの閃光Ｆの出射のタイミングに合致させて撮像部１３から画像データを取得する（以下、走査という）。本実施例の外観検査装置１０では、図２に示すように、ウェハ１１の被検面１２をＸ軸方向に沿う走査線ＳでＹ軸方向に走査する、換言すると、光学系１４の視野（２５）を走査線Ｓ１に沿って移動させることにより、被検面１２のうち走査線Ｓ１上でＸ軸方向に直列する各取得領域２５の画像を取得し、その後、光学系１４の視野（２５）を走査線Ｓ２に沿って移動させることにより、被検面１２のうち走査線Ｓ２上でＸ軸方向に直列する各取得領域２５の画像を取得し、その後、走査線Ｓ３、走査線Ｓ４、走査線Ｓ５、走査線Ｓ６・・・と同様に走査することにより、取得した各取得領域２５の画像でウェハ１１の被検面１２を網羅する構成とされている。各走査線Ｓ上では、図３に示すように、各取得領域２５を基準として見ると、ウェハ１１の被検面１２に対して相対的に移動する撮像部１３および光学系１４が各取得領域２５の中央に位置した際に（符号ｄ参照）、閃光光源１５から閃光Ｆが出射されていることとなる。これにより、制御部１８は、ウェハ１１の被検面１２全体の画像を取得することができる。
【００２９】
この制御部１８には、図示は略すが、被検査物の被検面に設けられる回路パターンの適正な形状の画像（テンプレート）が、本実施例では、ウェハ１１の被検面１２に形成された微細な電子回路パターンの適正な形状の画像（テンプレート）が、予め格納されている。制御部１８は、当該テンプレートと取得画像との形状比較を行って両画像間の差異を抽出し、抽出された差異が欠陥許容度を超えるものであるか否かを判断することにより、各取得画像において形成された電子回路パターンの良否、すなわちウェハ１１の良否を判定する。
【００３０】
ここで、外観検査装置１０では、ウェハ１１の検査に要する時間を短縮する観点から、載置台１７の移動速度を高めることが考えられている。すると、図３に示すように、閃光Ｆが出射されている僅かな時間ｔｐであっても、撮像部１３および光学系１４に対するウェハ１１の被検面１２の位置が移動してしまう（符号ｄ参照）ことから、取得画像にブレが生じてしまい、取得画像に生じたブレがテンプレートに対する差異として抽出され、検査物の判定の精度を低減させてしまう虞がある。このように取得画像にブレが生じる要素としては、閃光光源１５から出射される閃光Ｆの発光時間におけるウェハ１１の被検面１２の移動量が大きい場合、撮像部１３におけるシャッタースピードに対してウェハ１１の被検面１２の移動量が大きい場合、被検査物としての電子回路パターンが極めて微細なものである場合等があげられる。本発明に係る画像ブレ防止装置としての外観検査装置１０では、このような取得画像のブレに起因する検査物の判定の精度の低減を防止するために以下の特徴を有する。なお、以下の説明では、図１に示すように、光学系１４が形成する被検面１２の像を撮像素子２６へと導く光路において、被検面１２に対向される対物レンズ２１の近傍を光路導入部としかつ撮像素子２６の近傍を光路導出部として、光学系１４の光軸Ｌのうち、光路導入部に位置する箇所を光軸導入部Ｌｉとしかつ光路導出部に位置する個所を光軸導出部Ｌｏとする。
【００３１】
本発明に係る画像ブレ防止装置では、図４に示す概念で取得した画像にブレが生じることを防止している。例えば、図４（ａ）に矢印Ａ１で示すように、ウェハ１１が右側へ移動する（２点鎖線で示す）ものとする。このとき、図４（ｂ）に示すように、光学系の光軸Ｌにおいて、光軸導入部Ｌｉの位置を変えることなく、光軸導出部Ｌｏを、ウェハ１１の移動方向の逆方向である左方向にウェハ１１の移動速度に適合する速度（ウェハ１１の移動量（図３の符号ｄ参照）に適合する量）で移動させて（矢印Ａ２参照）、光軸Ｌを光軸Ｌ´へと変化させる。ここで、ウェハ１１の移動方向とは、撮像部１３の撮像素子２６の撮像面で見たウェハ１１の移動方向を基準としている。また、ウェハ１１の移動速度に適合する速度（ウェハ１１の移動量に適合する量）とは、撮像素子２６の撮像面で見たウェハ１１の移動速度（移動量）、すなわちウェハ１１の実際の移動速度（移動量（図３の符号ｄ参照））に光学系における倍率を乗じたものである。
【００３２】
ここで、光学系１４の光路において、ウェハ１１の中心位置１１ａの像が撮像素子２６の撮像面に導かれる行程を仮想光軸ＩＬとし、この仮想光軸ＩＬのうち、光路導入部に位置する箇所を仮想導入部ＩＬｉとしかつ光路導出部に位置する個所を仮想導出部ＩＬｏとする。上述したように、光軸Ｌを光軸Ｌ´へと変化させると、図４（ｃ）に示すように、ウェハ１１が移動（矢印Ａ１および２点鎖線で示すウェハ１１参照）しても、この移動に追従するように光軸Ｌが光軸Ｌ´へと変化される（図４（ｂ）参照）ことから、仮想光軸ＩＬで見ると仮想導入部ＩＬｉがウェハ１１の中心位置１１ａの移動に追従している（矢印Ａ３参照）にも拘わらず仮想導出部ＩＬｏが撮像素子２６の撮像面における同一箇所に位置されることとなり、ウェハ１１の中心位置１１ａの像は常に撮像素子２６の撮像面における同一箇所に導かれることとなる。換言すると、撮像素子２６には、ウェハ１１の移動に拘わらず、常に同一の位置で静止しているウェハ１１の像が導かれることとなる。このため、本発明に係る画像ブレ防止装置（本実施例では外観検査装置１０）では、撮像素子２６（撮像部１３）に、ブレを生じさせることなくウェハ１１の画像を取得させることができる。このように、光学系の光軸Ｌにおいて、光軸導入部Ｌｉの位置を代えることなく、光軸導出部Ｌｏを、ウェハ１１の移動方向とは逆方向にウェハ１１の移動速度に適合する速度で移動させる（ウェハ１１の移動に追従させる）ために、本実施例の外観検査装置１０では、光学系１４にガラス板２４が設けられている（図１参照）。
【００３３】
外観検査装置１０では、図１に示すように、ガラス板２４の姿勢を変化させることにより、光学系１４における光軸Ｌにおいて光軸導出部Ｌｏのみを移動させる構成とされている。本実施例の外観検査装置１０では、ガラス板２４は、Ｙ軸方向に延在し回動可能（矢印Ａ４参照）とされた回動軸２４ａに固着されている。これは、上述したように、走査線Ｓ（図２参照）が形成される方向がＸ軸方向に沿う構成とされていることから、光学系１４の光軸Ｌに対してウェハ１１の被検面１２が相対的にＸ軸方向に移動し、取得した画像（取得領域２５）において生じ得るブレがＸ軸方向に形成されることによる。回動軸２４ａは、図示は略すが制御部１８に接続された回動駆動制御機構（例えばステッピングモータ）を介して制御部１８により回動姿勢の制御が可能とされている。このため、制御部１８は、ガラス板２４の回動軸２４ａ回りの回動姿勢を制御することができる（矢印Ａ４および図５参照）。
【００３４】
光学系１４では、図５に示すように、ガラス板２４がＸ−Ｙ平面に平行な状態（図５（ａ）参照）からガラス板２４を回動軸２４ａ回りに適宜回動させることにより、光軸導入部Ｌｉを代えることなく光軸導出部Ｌｏを移動させるように光軸Ｌを変化させることができる。詳細には、ウェハ１１の被検面１２が図５を正面視して右側すなわちＸ軸方向の正側に移動する場合（図２の走査線Ｓ１、走査線Ｓ３、走査線Ｓ５等参照）、図５（ｂ）に示すように、ガラス板２４を逆時計回りに回動させる（矢印Ａ５参照）。すると、光軸方向（Ｌａ参照）に対して傾斜されたガラス板２４により、光軸導入部Ｌｉに対して光軸導出部Ｌｏが左側（Ｘ軸方向の負側）に移動するように光軸Ｌが変化することとなる。
【００３５】
また、反対に、ウェハ１１の被検面１２が図５を正面視して左側すなわちＸ軸方向の負側に移動する場合（図２の走査線Ｓ２、走査線Ｓ４、走査線Ｓ６等参照）、図５（ｃ）に示すように、ガラス板２４を時計回りに回動させる（矢印Ａ６参照）。すると、光軸方向（Ｌａ参照）に対して傾斜されたガラス板２４により、光軸導入部Ｌｉに対して光軸導出部Ｌｏが右側（Ｘ軸方向の正側）に移動するように光軸Ｌが変化することとなる。このようなガラス板２４の回動姿勢の制御は、図６に示すグラフのように行うことで、ウェハ１１の被検面１２の走査（図２参照）に対応することができる。
【００３６】
図６は、横軸を時間軸とし、（ａ）における縦軸を閃光光源１５から閃光Ｆが出射された状態をＯＮ状態、出射されていない状態をＯＦＦ状態とし、（ｂ）および（ｃ）における縦軸をガラス板２４がＸ−Ｙ平面に平行な状態を基準としたガラス板２４の傾斜角（図５を正面視して反時計回り側を正とする）とする。また、図６では、閃光ＦがＯＮ状態である時間（撮像部１３におけるシャッタースピードでもよい）をｔｐとして、当該時間ｔｐでウェハ１１の被検面１２が移動する移動量（図３の符号ｄ参照）に適合する量だけ光軸導出部Ｌｏを移動させるのに必要なガラス板２４の傾斜角の絶対値をＤとする。
【００３７】
制御部１８は、図６のグラフにおいて（ａ）に示すように、閃光ＦがＯＮ状態である間（ｔｎからｔｎ´の間、ｔｎ＋１からｔｎ＋１´の間、ｔｎ＋２からｔｎ＋２´の間参照）に、Ｘ軸方向の正側に移動する場面（図２の走査線Ｓ１、走査線Ｓ３、走査線Ｓ５等参照）では、（ｂ）に示すようにガラス板２４の傾斜角が０°からＤ°の間で連続的に変化するようにガラス板２４を回動し、Ｘ軸方向の負側に移動する場面（走査線Ｓ２、走査線Ｓ４、走査線Ｓ６等参照）では、（ｃ）に示すようにガラス板２４の傾斜角が０°から−Ｄ°の間で連続的に変化するようにガラス板２４を回動する。換言すると、制御部１８は、予め設定されている載置台１７の移動に合わせてガラス板２４を適宜回動させている。このように、制御部１８は、撮像部１３によりウェハ１１の被検面１２の画像を取得させる場面では、光学系１４において光軸Ｌの光軸導出部Ｌｏが撮像部１３の撮像素子２６の撮像面上でのウェハ１１の被検面１２の移動に追従するように、光軸Ｌを変化させていることから、光学系１４から導かれたウェハ１１の被検面１２の像は、撮像素子２６（撮像部１３）で見ると静止していることとなり、取得した当該被検面１２の画像にブレが生じることを防止することができる。
【００３８】
上述した図６に示すような制御方法の具体的な一例を図７に示す。図７においては、横軸は時間を示しており、Ｘ軸方向の正側に移動する場面（図２の走査線Ｓ１、走査線Ｓ３、走査線Ｓ５等参照）では正面視右向きを時間の進行方向とし、Ｘ軸方向の負側に移動する場面（図２の走査線Ｓ２、走査線Ｓ４、走査線Ｓ６等参照）では正面視左向きを時間の進行方向とする。また、図７のグラフでは、上段に閃光ＦのＯＮ、ＯＦＦの状態を示しており、下段では、上段の閃光Ｆの状態を基準としてガラス板２４が傾斜される様子を折れ線Ｒで示している。
【００３９】
本実施例の外観検査装置１０では、図示は略すが、走査線Ｓに沿うウェハ１１の被検面１２の移動速度を一定とする。また、当該移動速度を基準として同一の走査線Ｓ上で各取得領域２５が等しい間隔で隣接するように、換言すると、当該移動速度で、走査線Ｓ上で見て各取得領域２５が出現する箇所の間隔ｌ（図３参照）を進行するのに要する時間を１周期とするように折れ線Ｒが設定されている、すなわち、傾斜角が折れ線Ｒを満たすようにガラス板２４が周期的に回動されている。この折れ線Ｒにおいて、時間軸を正面視右側へ向かう方向で見て、ガラス板２４の傾斜角が−Ｄ／２からＤ／２へと推移する時間位置に対応するように、閃光ＦのＯＮ状態が設定されている。すなわち、ウェハ１１の被検面１２が相対的にＸ軸方向の正側に移動する場面では、ガラス板２４の傾斜角が−Ｄ／２からＤ／２へと推移され、ウェハ１１の被検面１２が相対的にＸ軸方向の負側に移動する場面では、ガラス板２４の傾斜角がＤ／２から−Ｄ／２へと推移される。このような制御方法とすると、ガラス板２４の傾斜角（上記した例ではＤ／２および−Ｄ／２）が、閃光ＦのＯＮ状態と完全に一致していなくても、その前後において一定の傾きの直線となるようにガラス板２４の傾斜角が推移していることから、取得した当該被検面１２の画像にブレが生じることを防止することができる。また、図７の制御方法では、傾斜角が０°の状態を閃光ＦのＯＮ状態の中心位置（ＯＮ状態とされている時間の中間）とすることにより、ウェハ１１の被検面１２が相対的にＸ軸方向の正側に移動する場面と、ウェハ１１の被検面１２が相対的にＸ軸方向の負側に移動する場面とで、ガラス板２４の傾斜角が推移を同一の折れ線Ｒとする、換言するとガラス板２４の姿勢制御を同一のものとすることができる。なお、撮像部１３および光学系１４と、ウェハ１１の被検面１２との相対的な移動速度が完全に一定にではない場合は、当該移動速度の変化に合致するように折れ線Ｒの周期およびそれに対応された閃光ＦのＯＮ状態のタイミングを適宜変化させることで、取得画像にブレが生じることをより適切に防止することができる。
【００４０】
上記したように、外観検査装置１０では、載置台１７の移動に応じてウェハ１１の存在位置が変化しても、光軸導入部Ｌｉの位置を変化させることなく光軸導出部Ｌｏの位置が載置台１７の移動に追従するように、光学系１４の光軸Ｌが変化される、すなわち光学系１４の光路の光路導出部における光軸位置（光軸導出部Ｌｏ）が載置台１７の移動に追従されていることから、撮像部１３には、同一の位置に存在するウェハ１１の像が導かれることとなる。換言すると、移動する被検査物の中心位置（図４（ｃ）１１ａ参照）を基準とした仮想光軸ＩＬで見ると、撮像素子２６の撮像面における同一箇所に位置される仮想導出部ＩＬｏに対して仮想導入部ＩＬｉがウェハ１１の中心位置１１ａの移動に追従するように、光学系１４の光軸Ｌが変化されることから、撮像部１３には、同一の位置に存在するウェハ１１の像が導かれることとなる。このため、撮像部１３が取得するウェハ１１の被検面１２の取得画像（各取得領域２５）に、ブレが生じることを防止することができる。
【００４１】
また、外観検査装置１０では、光学系１４のガラス板２４（光路変更部材）の姿勢を変更することにより、光路の光路導出部における光軸位置（光軸導出部Ｌｏ）をウェハ１１の被検面１２（載置台１７）の移動に追従させていることから、簡易な構成であり、載置台１７を高速で移動させた場合であっても容易に対応することができる。これは、ガラス板２４の回動姿勢を制御することは、従来のように撮像部自体を被検査物の移動に追従させることと比較して、極めて容易であることによる。
【００４２】
さらに、外観検査装置１０では、光学系１４において、光軸導入部Ｌｉの位置を代えることなく、光軸導出部Ｌｏをウェハ１１の移動方向の逆方向にウェハ１１の被検面１２の移動速度に適合する速度（移動量に適合する量）で移動するように、光軸Ｌを光軸Ｌ´へと変化させるという極めて簡単な構成で取得画像（各取得領域２５）にブレが生じることを防止することができる。例えば、０．５ｍｍの厚さのガラス板２４を用いて構成した場合、光軸導出部Ｌｏの位置を変位させる量が１〜１０μｍであれば、ガラス板２４を約±１°傾ける（すなわち本実施例ではＤ＝２°）ことで、光軸Ｌから光軸Ｌ´へと変化させることができる。
【００４３】
外観検査装置１０では、予め設定されているウェハ１１の被検面１２の移動方向および移動速度に適合するようにガラス板２４の回動姿勢を制御することにより、撮像部１３が取得するウェハ１１の被検面１２の取得画像（各取得領域２５）にブレが生じることを防止していることから、上記した実施例のようなウェハを移動させてウェハ上の半導体チップの外観を検査する外観検査装置、または光を照射することによりウェハの表面に成膜または塗布された光感光剤（フォトレジスト）に回路パターンを露光・転写する半導体露光装置等に、好適である。これは、上記した外観検査装置または半導体露光装置等では、ウェハ１１の検査に要する時間を短縮する観点から高められた載置台１７の移動速度が極めて高速であることから、例えば、ウェハ１１の被検面１２の移動を検出し当該検出結果を取得画像に反映させることによりブレを補正する方法では対応することができないことによる。
【００４４】
外観検査装置１０では、光学系１４に設けられた光路変更部材（本実施例ではガラス板２４）の姿勢を撮像部１３での画像取得のタイミングに合わせて適宜制御することにより、光軸導出部Ｌｏがウェハ１１の被検面１２の移動に追従するように光学系１４における光軸Ｌを変化させることで光学的にブレを防止する構成であることから、画像処理フィルタ等を用いることと比較して、安価で簡易な構成とすることができる。
【００４５】
外観検査装置１０では、図７のような制御方法としていることから、光学系１４および撮像部１３に対するウェハ１１の被検面１２の相対的な移動方向に拘わらず、ガラス板２４の姿勢制御を同一なものとすることができる。
【００４６】
したがって、本発明に係る外観検査装置１０では、簡易な構成により高速で移動するウェハ１１（被検査物）の取得画像（各取得領域２５）にブレが生じることを防止することができる。
【００４７】
なお、上記した実施例では、光路変更部材としてガラス板２４が用いられていたが、その材質は透明（光の透過を許す。）で所望の屈折率を有するものであれば、例えばプラスチック（樹脂材料）等を用いてもよく、上記した実施例に限定されるものではない。
【００４８】
また、上記した実施例では、光路変更部材としてガラス板２４が用いられていたが、光学系１４において、光軸導入部Ｌｉの位置を代えることなく、光軸導出部Ｌｏを被検査物（上記した実施例ではウェハ１１）の移動に追従させて光軸Ｌから光軸Ｌ´へと変化させることができるものであればよく、上記した実施例に限定されるものではない。例えば、光路変更部材としてミラー２７（図８参照）を用いることができる。この一例としての光学系１４´について以下で説明する。
【００４９】
光学系１４´では、図８に示すように、像案内路１９´が光学系１４とは異なる構成とされている。像案内路１９´は、対物レンズ２１から結像レンズ２３に至る間の光路が、ミラー２７により直角に折り曲げられて構成されている。光学系１４´では、図９（ａ）に示すように、ミラー２７をＺ軸方向に沿って上下方向に平行移動させる（矢印Ａ７参照）ことにより、光軸Ｌを変化させる。詳細には、ミラー２７を、一点鎖線で示す位置から下方（Ｚ軸方向の負側）へ平行移動させることにより、光軸導入部Ｌｉの位置を代えることなく、光軸導出部Ｌｏを、撮像部１３の撮像素子２６の撮像面で見たウェハ１１の移動方向の逆方向である下方へと移動させる（矢印Ａ８および光軸導出部Ｌｏ´参照）ように、光軸Ｌを光軸Ｌ´へと変化させる。すると、図９（ｂ）に示すように、ウェハ１１の被検面１２が図９を正面視して右側すなわちＸ軸方向の正側に移動する場合（２点鎖線で示すウェハ１１参照）、ウェハ１１の被検面の中心位置１１ａを基準とする仮想軸線ＩＬで見ると仮想導入部ＩＬｉがウェハ１１の中心位置１１ａの移動に追従しながら（矢印Ａ９および仮想導入部ＩＬｉ´参照）仮想導出部ＩＬｏが撮像素子２６の撮像面における同一個所に位置することとなり、移動されたウェハ１１の像を撮像素子２６の撮像面における同一の位置に、すなわち撮像部１３から見ると同一の位置に存在するウェハ１１の像が導かれることとなる。ウェハ１１の被検面１２がＸ軸方向の負側に移動する場合は、図示は略すがミラー２７を上方へ平行移動させればよい。この光学系１４´の場合であっても、上記した実施例の光学系１４と同様にミラー２７の高さ位置を制御することにより、ウェハ１１（被検査物）の取得画像（各取得領域２５）にブレが生じることを防止することができる。なお、図９では、光軸Ｌが光軸Ｌ´に、仮想光軸ＩＬが仮想光軸ＩＬ´に変化されているが、これらの変化は理解容易のために概念的に示すものであり、実際の光軸の変化とは一致するとは限らない。
【００５０】
また、図８に示す光学系１４´と同様に、ミラー２７´を用いて光学系１４´´（図１０参照）を構成してもよい。光学系１４´´では、図１０に示すように、光学系１４´と同様の構成であるが、ミラー２７´がＺ軸方向に平行移動することに代えて、Ｙ軸方向に延在された回転軸回りに回動される構成とされている。この光学系１４´´の場合であっても、ミラー２７´の回動姿勢により、光軸導入部Ｌｉの位置を代えることなく、光軸導出部Ｌｏをウェハ１１の移動方向の逆方向に被検査物（上記した実施例ではウェハ１１）の移動速度に適合する速度（移動量に適合する量）で移動させて（矢印Ａ１０および光軸導出部Ｌｏ´参照）、光軸Ｌから光軸Ｌ´へと変位させる（図１０（ａ）参照）こと以外は、光学系１４´と同様である。この光学系１４´´の場合、図１０（ｂ）に示すように、ウェハ１１の被検面１２が図１０を正面視して右側すなわちＸ軸方向の正側に移動する場合（２点鎖線で示すウェハ１１参照）、ミラー２７´を時計回りに回動させて（２点鎖線で示すミラー２７´から実線で示すミラー２７´へと回動）、仮想光軸ＩＬが仮想光軸ＩＬ´に変化される（矢印Ａ１１参照）こととなる。なお、図１０では、光軸Ｌが光軸Ｌ´に、仮想光軸ＩＬが仮想光軸ＩＬ´に変化されているが、これらの変化は理解容易のために概念的に示すものであり、実際の光軸の変化とは一致するとは限らない。
【００５１】
さらに、上記したガラス板２４、ミラー２７、ミラー２７´の他にも、光路変更部材としては、図１の光学系１４において、対物レンズ２１と結像レンズ２３との間に、ウェッジプリズムを２枚重ね合わせて構成した光学部材を適宜回転させて角度を変更する構成であってもよく、図８の光学系１４´において、ミラー２７の代わりにポリゴンミラーを設けて適宜回転駆動する構成であってもよい。
【００５２】
上記した実施例では、図２に示すように、ウェハ１１の被検面１２をＸ軸方向に沿う走査線ＳでＹ軸方向に走査する構成とされていたが、被検査物であるウェハ１１の被検面１２を網羅すべく当該被検面１２上に複数の取得領域２５を整列させるように、撮像部１３および光学系１４に対するウェハ１１の被検面１２の位置を移動させつつ当該移動に合わせて閃光光源１５から閃光Ｆを出射させ、かつこの閃光Ｆの出射のタイミングに合致させて撮像部１３から画像データを取得するものであればよく、上記した実施例に限定されるものではない。例えば、図１１に示すように、ウェハ１１の被検面１２において、周縁部から中心へ向けて螺旋状に複数の取得領域２５を整列させるように走査する構成とすることができる。この場合には、光軸導出部Ｌｏを基準として見て、光軸導入部Ｌｉをウェハ１１の被検面１２の移動に追従させるようにＸ軸方向およびＹ軸方向に適宜移動させる必要があることから、光路変更部材もＸ軸方向およびＹ軸方向に姿勢変更可能な構成とする必要がある。例えば、光路変更部材として光学系１４のガラス板２４を用いた場合、Ｙ軸方向に延在する回動軸２４ａ（図１および図５参照）に加えて、図示は略すがＸ軸方向に延在する回動軸を設け、当該回動軸を回動軸２４ａと同様に制御部１８により駆動制御可能な構成とすることが考えられる。また、図１０（ａ）、（ｂ）のようにミラー２７´を用いた場合、Ｘ軸回りに回動可能でありかつＹ軸回りに回動可能な構成とする、例えば、Ｘ軸回りに回動可能なフレームに、ミラー２７´をＹ軸回りに回動可能に支持させて、ミラー２７´の姿勢を制御部１８により駆動制御可能な構成とすることが考えられる。
【００５３】
上記した実施例では、画像ブレ防止装置として外観検査装置が示されていたが、被検査物を移動させつつその画像を取得するものであれば、例えば、光を照射することによりウェハの表面に成膜または塗布された光感光剤（フォトレジスト）に回路パターンを露光・転写する半導体露光装置であってもよく、上記した実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る画像ブレ防止装置としての外観検査装置の構成を模式的に示す構成図である。
【図２】外観検査装置における走査の様子を説明するためにウェハを上方からみた模式的な正面図である。
【図３】ウェハの被検面に対する撮像部および光学系の位置と、閃光光源から閃光が出射されるタイミングとの相関関係を説明するための説明図であり、上部に図２を部分的に拡大して示す部分正面図を示し、下部に閃光が出射されるタイミングを上部の部分正面図および時間軸に対応させたグラフを示している。
【図４】本発明に係る画像ブレ防止装置におけるブレ防止のための基本的な概念を説明するための説明図であり、（ａ）は被検査物が移動する様子を示し、（ｂ）は光軸が変化される様子を示し、（ｃ）は仮想光軸が変化される様子を示している。
【図５】本実施例の外観検査装置１０におけるブレ防止のための構成を説明するための模式的な構成図であり、（ａ）はガラス板が回動されていない状態を示し、（ｂ）は被検査物が右側に移動した場面に対応すべく光軸導出部が左側に変位された状態を示し、（ｃ）は被検査物が左側に移動した場面に対応すべく光軸導出部が右側に変位された状態を示している。
【図６】本実施例の外観検査装置１０における制御方法を時間に対する動作で示すグラフであり、（ａ）は閃光のＯＮ、ＯＦＦ状態を示し、（ｂ）は被検査物がＸ軸方向で正側に移動する際のガラス板の傾斜角度の制御を示し、（ｃ）は被検査物がＸ軸方向で負側に移動する際のガラス板の傾斜角度の制御を示している。
【図７】外観検査装置１０での制御方法の具体例の一例を示すグラフである。
【図８】図１とは異なる例の外観検査装置の光学系を模式的に示す構成図である。
【図９】図８の光学系の動作を説明するための説明図であり、（ａ）は光軸が変化される様子を示し、（ｂ）は仮想光軸が変化される様子を示している。
【図１０】図８の光学系において、図９の例とは異なる動作を説明するための説明図であり、（ａ）は光軸が変化される様子を示し、（ｂ）は仮想光軸が変化される様子を示している。
【図１１】外観検査装置における図２とは異なる例の走査の様子を説明するためにウェハを上方からみた模式的な正面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  外観検査装置
１１  （被検査物としての）ウェハ
１３  （撮像手段としての）撮像部
１４  光学系
１７  載置台
１７ａ  載置面
１８  （制御手段としての）制御部
２４  （光路変更部材としての）ガラス板
２７  （光路変更部材としての）ミラー
Ｌ  光軸
【図１】
2008241662.tif 000003
【図２】
2008241662.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2008241662.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008241662.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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