(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハの周端縁部に設けられたノッチを検査する検査装置であって、前記ノッチを撮像する１台の撮像手段と、前記ノッチの表面に様々な方向からの光を一様に照射する拡散光照明手段と、撮像手段と正対しない前記ノッチの上側テーパ面、下側テーパ面、側面左部分及び側面右部分を撮像するために光路を屈折させる光路屈折手段と、前記撮像手段の撮像データを演算処理する画像処理手段とを備え、
前記光路屈折手段は、２回の全反射を行う４つのプリズムを、透明部材の周囲に、かつ、前記ノッチの上側テーパ面、下側テーパ面、側面左部分及び側面右部分に対応して配置して構成され、
前記ノッチの上側テーパ面、下側テーパ面、側面底部、側面左部分及び側面右部分を１台の撮像手段で同時に撮像することを特徴とする表面欠陥検査装置。
【請求項２】
撮像する前記ノッチの上側テーパ面、下側テーパ面、側面底部、側面左部分及び側面右部分の画像が一つの撮像画面内に分離して配置されることを特徴とする請求項１に記載の表面欠陥検査装置。
【請求項３】
撮像する前記ノッチの上側テーパ面、下側テーパ面、側面底部、側面左部分及び側面右部分の画像が各々の隣接する画像と重複部分を有するように各々の画像の撮像範囲が定められていることを特徴とする請求項１に記載の表面欠陥検査装置。
【請求項４】
前記撮像手段は、テレセントリック光学系で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の表面欠陥検査装置。
【請求項５】
前記拡散光照明手段は、前記ノッチと前記光路屈折手段との間に配置することを特徴とする請求項１に記載の表面欠陥検査装置。
【請求項６】
前記拡散光照明手段は、面光源であって、前記ノッチからの反射光を前記撮像手段へ透過可能であることを特徴とする請求項１に記載の表面欠陥検査装置。
【請求項７】
前記拡散光照明手段は、ドーム状の形状に形成され、その略頂部に前記撮像手段の観測用窓を設けた第１の拡散光照明手段と、前記撮像手段の光学系の光軸と同軸に照射する第２の拡散光照明手段とで構成されることを特徴とする請求項１に記載の表面欠陥検査装置。
【請求項８】
前記第１の拡散光照明手段は、ドームの周辺部に発光部を備え、ドーム内面を反射面とすることを特徴する請求項７に記載の表面欠陥検査装置。
【請求項９】
前記第２の拡散光照明手段は、拡散光光源部とハーフミラーから構成するとともに、拡散光光源部からの拡散光がハーフミラーで反射して前記撮像手段の光学系の光軸と同軸で照明することを特徴とする請求項７に記載の表面欠陥検査装置。
【請求項１０】
前記第２の拡散光照明手段は、偏光フィルター又は減光フィルターを備えることを特徴とする請求項７に記載の表面欠陥検査装置。
【請求項１１】
前記光路屈折手段は、前記前記ノッチの上側テーパ面、下側テーパ面、側面底部、側面左部分及び側面右部分の光路長が等しくなるように前記４つのプリズム及び前記透明部材の形状を定めることを特徴とする請求項１に記載の表面欠陥検査装置。
【請求項１２】
上記画像処理手段は、上記撮像手段で撮像した前記ノッチの上側テーパ面、下側テーパ面、側面底部、側面左部分及び側面右部分の画像の重複する部分を削除し、展開図状に画像表示することを特徴とする請求項１に記載の表面欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、シリコンウエーハの周端縁部や周端縁部に設けられたノッチなどのように、鏡面状表面であってテーパやＲ部を含む三次元的な形状の検査対象物の複数の部位を、同時に観測することができる立体形状鏡面の表面欠陥検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製造に用いられるシリコンウエーハの表面平面部の欠陥検査の重要性は言うまでもなく表面欠陥の低減化を計るため、細心の注意で検査が行われる。一方、シリコンウエーハの周端縁部および周端縁部に設けられたノッチ部は最終製品には使用されない部位で、廃棄される部分であることから、その部分の検査についてはあまり重要と考えてはいなかった。近年になって、この部分の微細な欠陥が後工程への歩留まりに大きな影響があることが次第に明らかになってきた。即ち、周端縁部に微細なクラックがあれば、その部分のひずみがシリコンウエーハ全体に拡大し破損や周辺汚染に発展することや、あるいは周端縁部にある微細な凹凸欠陥が原因でパーティクルが飛散して不良品が発生することが問題視されてきている。
【０００３】
シリコンウエーハの周端縁部は強度の面を考慮してテーパが設けられており、上側テーパ部、側面部、下側テーパ部を備え、上下のテーパ部と側面部との間はアール部で接続されているために、観測する対象面は立体的な面となっている。
【０００４】
さらにシリコンウエーハの周端縁部に設けられたウエーハの結晶の方向を判別するためのＵ字状のノッチ部は、ノッチ部以外の周端縁部のテーパと同様なテーパが設けられているために、ノッチ部以外の周端縁部より一層複雑な立体形状となっている。
【０００５】
特開２００３−２４３４６５号公報に、上記のシリコンウエーハの周端縁部および周端縁部に設けられているノッチ部の画像を撮像し、この画像データからシリコンウエーハの周端縁部および周端縁部に設けられているノッチ部上に存在する欠陥を検出するための検査装置の構成およびその内容が開示されている。
【０００６】
上記検査装置においては、シリコンウエーハの周端縁部の側面部、テーパ部およびそれに続くロールオフ部を撮像するための手段として、シリコンウエーハの周端縁部の側面部、テーパ部およびそれに続くロールオフ部を拡散光で照明するためのＣ型照明装置と、側面部、上側テーパ部とそれに続くロールオフ部および下側テーパ部とそれに続くロールオフ部をそれぞれ撮像するための３台の撮像カメラが設けられている。
【０００７】
また、シリコンウエーハの周端縁部に設けられたウエーハの結晶の方向を判別するためのＵ字状のノッチ部を撮像する手段として、ノッチ部を拡散光で照明するドーム型の照明装置と、上記ノッチ部を異なる５つの方向から撮像する５台の撮像カメラが設けられている。
【０００８】  一方、シリコンウエーハなどの検査対象物の鏡面状平面の画像を用いた検査を行う場合、検査対象物を照明する照明手段が重要であることが知られている。ここで、シリコンウエーハなどの鏡面状表面を有する検査対象物の検査では、検査対象物の性能に影響を与える欠陥と、汚れあるいは欠陥と言えない程度のわずかな摩擦痕などを判別するには、できる限り広い範囲の方向から照射される拡散光照明手段が好適である。また、照明手段の照射方向は、撮像装置の光軸と同軸もしくは同方向である必要がある。【０００９】  上記の条件を満足させる拡散光照明手段が特開２００４−３１９４６６号に開示されている。その１つが、上記公報の従来技術として記載されているドーム型全天照明装置により拡散光照明し、ドーム型の装置の一部に設けた観察孔から検査対象物を撮像する方法である。特開２００３−２４３４６５号公報に開示されている検査装置は、ノッチの照明手段としてのやはりドーム型の照明装置を備えているが、５台のカメラを照明装置の配置する方向とほぼ同方向に配置する必要があるために、十分な大きさがとれず、広範囲な方向から入射する均一な照明光が得られるとは言い難い。【００１０】  特開２００４−３１９４６６号の発明として記載されている拡散光照明装置は、微細な隙間ができるように配列した微小な多数個の反射部とこれを支える透明体と光源とからなっている。光源から出射した光はこの反射部で反射して検査対象物を照明し、検査対象物で反射した光は、反射部間の微細な隙間から照明装置を通過するように構成されたものであり、検査対象物を均一な拡散光で照明するとともに、照明装置の同軸方向にある撮像手段で検査対象物の画像を撮像することができる。【００１１】
【特許文献１】  特開２００３−２４３４６５号
【特許文献２】  特開２００４−３１９４６６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特開２００３−２４３４６５号で開示されている検査装置において、シリコンウエーハの周端縁部を撮像するのに３台のカメラを必要とし、さらに周端縁部の一部に設けられるノッチ部を撮像するのに５台のカメラを必要とするために、合わせて８台のカメラをシリコンウエーハの周囲に配置しなければならず、装置が複雑化するとともに、その製作費用も高額とならざるを得ない。
【００１３】また、ノッチ部を撮影するためにノッチ部を照明する照明装置は、撮像手段として５台のカメラを配置するために、撮像に十分な大きさのドーム型照明を配置することが困難であり、ノッチの各部位に均一な拡散光で照明することが困難である。【００１４】
上記問題を鑑み、本発明は多数台の撮像カメラを配置することなく、シリコンウエーハの周端縁部あるいは周端縁部に設けられたノッチ部を撮像するとともに、様々な方向から入射する均一な拡散光照明を得ることが可能な装置であって、装置の構成が簡略化され、安定した拡散光照明が得られるとともに、費用の削減を図ることが可能なシリコンウエーハの周端縁部および周端縁部に設けられたノッチ部の表面欠陥を検査する表面欠陥検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１の発明によれば、ウエーハの周端縁部に設けられたノッチを検査する検査装置であって、前記ノッチを撮像する１台の撮像手段と、前記ノッチの表面に様々な方向からの光を一様に照射する拡散光照明手段と、撮像手段と正対しない前記ノッチの上側テーパ面、下側テーパ面、側面左部分及び側面右部分を撮像するために光路を屈折させる光路屈折手段と、前記撮像手段の撮像データを演算処理する画像処理手段とを備え、前記光路屈折手段は、２回の全反射を行う４つのプリズムを、透明部材の周囲に、かつ、前記ノッチの上側テーパ面、下側テーパ面、側面左部分及び側面右部分に対応して配置して構成され、前記ノッチの上側テーパ面、下側テーパ面、側面底部、側面左部分及び側面右部分を１台の撮像手段で同時に撮像することを特徴とする表面欠陥検査装置が提供される。
第２の発明によれば、撮像する前記ノッチの上側テーパ面、下側テーパ面、側面底部、側面左部分及び側面右部分の画像が一つの撮像画面内に分離して配置される。
第３の発明によれば、撮像する前記ノッチの上側テーパ面、下側テーパ面、側面底部、側面左部分及び側面右部分の画像が各々の隣接する画像と重複部分を有するように各々の画像の撮像範囲が定められている。
第４の発明によれば、前記撮像手段は、テレセントリック光学系で構成されている。
第５の発明によれば、前記拡散光照明手段は、前記ノッチと前記光路屈折手段との間に配置する。
第６の発明によれば、前記拡散光照明手段は、面光源であって、前記ノッチからの反射光を前記撮像手段へ透過可能である。
第７の発明によれば、前記拡散光照明手段は、ドーム状の形状に形成され、その略頂部に前記撮像手段の観測用窓を設けた第１の拡散光照明手段と、前記撮像手段の光学系の光軸と同軸に照射する第２の拡散光照明手段とで構成される。
第８の発明によれば、前記第１の拡散光照明手段は、ドームの周辺部に発光部を備え、ドーム内面を反射面とする。
第９の発明によれば、前記第２の拡散光照明手段は、拡散光光源部とハーフミラーから構成するとともに、拡散光光源部からの拡散光がハーフミラーで反射して前記撮像手段の光学系の光軸と同軸で照明する。
第１０の発明によれば、前記第２の拡散光照明手段は、偏光フィルター又は減光フィルターを備える。
第１１の発明によれば、前記光路屈折手段は、前記前記ノッチの上側テーパ面、下側テーパ面、側面底部、側面左部分及び側面右部分の光路長が等しくなるように前記４つのプリズム及び前記透明部材の形状を定める。
第１２の発明によれば、上記画像処理手段は、上記撮像手段で撮像した前記ノッチの上側テーパ面、下側テーパ面、側面底部、側面左部分及び側面右部分の画像の重複する部分を削除し、展開図状に画像表示する。
【発明の効果】
【００３１】  立体的な部位の表面を検査する場合、従来は複数の撮像手段を配置して立体的な形状の異なる部位を撮像することにより検査を行っていた。しかし、この方法では、複雑な形状になるほど多数の撮像手段が必要となり、装置が複雑でかつ高価になるという問題があった。【００３２】  本発明の表面欠陥検査装置は、１台の撮像手段を以って複数の立体形状の異なる部位を撮像することを可能にしたものであり、従来のように多数台のカメラを用意することなく、立体的な形状の複数の部位の撮像を可能にしている。その結果、装置の構成がシンプルになるとともに、製作費用の低減が可能となった。【００３３】  また、均一な拡散光照明手段を用いることにより、コーナー部にあるアール形状のような立体的な部分であっても、凹凸が無い場合には撮像手段に入射する照明光が存在する。そのために、立体的な部分であっても誤って欠陥と判定する恐れがなく、欠陥を正しく検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例】
【００３４】  図をもって本発明の方法および装置について詳細に説明する。なお、本発明は本実施例によって限定されるものではない。【００３５】  図１は本発明の第１の実施例の表面欠陥検査装置を説明する平面図であり、表面欠陥検査装置１は撮像カメラ２、拡散光照明手段３および光路屈折手段４とから構成される。【００３６】  図２は、図１において右方向から見た形態を一部断面でもって示す側面部であり、シリコンウエーハ５は図示しない回転テーブルによって回転可能にかつ、水平に支持されている。【００３７】  図３に検査対象物であるシリコンウエーハ５の周端縁部に設けられたノッチ６の形状を示す。図３（ａ）はノッチ６を上から見た図であり、図３（ｂ）はノッチ６を側面部の正面方向すなわち撮像カメラ２の光軸方向から見た図であり、図３（ｃ）はＡ矢視の断面図である。ノッチ６はシリコンウエーハ５の結晶方向の判別および位置決めのためにシリコンウエーハ５の周端縁部に設けられており、図３（ａ）に示すようにノッチ部６は、略Ｕ字上にエッジを切り欠いた形状である。シリコンウエーハ５の周端縁部には全周に亙って上面および下面にテーパ面が形成されており、図３（ｂ）に示すようにノッチの部分にもテーパ面が形成されている。【００３８】  撮像カメラ２としてはエリアセンサカメラなどの２次元撮像装置が適当であり、シリコンウエーハ５の中心に向けてノッチ６に正対する位置に配置されて、ノッチ６の各部分を撮像する。【００３９】  撮像カメラ２は、テレセントリック光学系７を備えた構成とするのが好ましい。図４は両側テレセントリック光学系を説明する説明図である。【００４０】  物体側レンズ７１とＣＣＤ側レンズ７３との間に絞り７２が配置されており、その位置は、物体側レンズ７１の後側焦点であって、かつＣＣＤ側レンズ７３の前側焦点である位置に置かれる。このように構成されている光学系では、主光線は物体側レンズ７１の光軸に平行な光線となり、さらにＣＣＤ側レンズ７３を通過した主光線はＣＣＤ側レンズ７３の光軸に平行になる。すなわち、ＣＣＤ素子７４には、テレセントリック光学系の光軸に平行な光線のみ入射することになる。その結果、撮像する対象の位置に関係なく、ＣＣＤ素子７４で撮像される像の大きさは一定となり、検査対象物にある欠陥の大きさを正確に測定することができる。ＣＣＤ素子７４は受光素子であり、エリアセンサカメラを用いる場合は、エリアセンサが用いられる。【００４１】  図６は扁平拡散光照明手段４を説明する説明図であり、図６（ａ）は、扁平拡散光照明手段４の一部を断面で示したものであり、図６（ｂ）はその部分を下方から見た平面図であり、図６（ｃ）は、図６（ａ）の一部を拡大した説明図である。【００４２】  扁平拡散光照明手段４は、図６（ａ）に示すように、扁平な透明部材３１にドーム形状のくぼみを多数設けて構成し、そのくぼみに光を反射する素材を塗布することにより反射部３２を形成する。反射部３２は、図６（ｃ）に示すようにドーム状の形状をしているので、光源３３からの光を広角に反射し、これらの反射部３２が透明部材３１の上に均一に設けることにより、均一な拡散光照明を得ることができる。また、その表面を細かく荒らすことで反射光をより散乱させるようにすることができる。透明部材３１のくぼみ部３２以外の部分は光が透過できるように保たれる。【００４３】  ここで、反射部３２のくぼみの大きさやその間隔は、撮像カメラ２の撮像用レンズの絞り値や撮像カメラ２と検査物であるシリコンウエーハ５との間隔により撮影に影響を与えないように構成すればよい。逆に、くぼみの大きさやその間隔が製造上等の制約で決定される場合は、撮像カメラ２の撮像レンズの絞り値や被検査部位と扁平拡散光照明手段３との距離を適切に選択することで、反射部３２の撮像への影響を適切化することができる。【００４４】  扁平拡散光照明手段３より様々な方向へ射出された光は、鏡面で立体的な部位の被検査物であるシリコンウエーハ５のエッジ部を様々な方向より照明し、シリコンウエーハ５の表面で反射する。この反射光は、反射部３２以外の透過部材３１の部分を透過して撮像手段２で観察される。【００４５】  上記の扁平拡散光照明手段３は、透明部材３１にくぼみを設けて反射部３２としたが、特開２００４−３１９４６６号に記載されているように、透明部材にドーム状の突起部を設けてこれを反射部とする構成としてもよい。【００４６】  光路屈折手段４は、図１および図２に示すように屈折部材となる複数のプリズム４１、４２，４３、４４と、透明部材４５とから構成され、それぞれ、撮像する画像に対応してプリズムの形状が定められる。ここでプリズム４１は、ノッチ６の側面の左部分を撮像するための光路屈折用部材であり、プリズム４２は、ノッチ６の側面の右部分を撮像するための光路屈折用部材であり、プリズム４３は、ノッチ６の上側テーパ面を撮像するための光路屈折用部材であり、プリズム４４は、ノッチ６の下側テーパ面を撮像するための光路屈折用部材である。透明部材４５はノッチ６の側面の底部を撮像する場合と、他のプリズム部材を使用した場合とで光路長が異なるので、光路長の調整のために用いるが、プリズム部材の長さで調整可能な場合には、不要である。【００４７】  次に本実施例の表面検査装置を用いて検査を行う手順および機能について説明する。検査対象物であるシリコンウエーハ５は図示しない回転テーブルに載置されており、ノッチ６が撮像カメラ２に正対する位置で停止し、撮像カメラ２によりノッチ６を撮像することで、ノッチ６の部分の表面欠陥検査を行う。【００４８】  このとき、ノッチの側面左部分、側面底部、側面右部分、上側テーパ面、下側テーパ面の５つの部分がそれぞれ光路屈折手段４を構成するプリズムおよび透明部材により導かれる光路を経て撮像カメラ２に届くことによりそれぞれの画像が撮像される。【００４９】  図５により、ノッチ側面左部分を撮像するために配置されているプリズム４１を例にとって光路屈折手段４の機能を説明する。広角な方向から扁平拡散光照明手段３により照明されているために、ノッチ６の表面には広角で様々な方向から照明光が達する。ノッチ６表面に傷がない場合、ノッチ表面は鏡面であるので、上記の広角に入射する照明光のうち、図５のＡ矢印方向に反射するような照明光が存在する。ここでＡ矢印方向とは、光路屈折手段４のプリズム４１の面４１ａと直交する方向である。Ａ矢印方向に進んだ反射光は光路屈折���段４の屈折部材の一つであるプリズム４１に入り、面４１ｂで全反射し、次いで面４１ｃで全反射して撮像カメラ２の光軸方向に進み、撮像カメラ２により、画像として撮像される。即ち、プリズム４１は、面４１ａと直交する方向に入射した光がプリズム４１の面で２回屈折して撮像手段２の光軸方向に進むようにプリズム４１の形状が形成されている。このプリズムによる像は全反射が２回起こるために正立の像として撮像カメラ２に捉えられる。他のプリズムについても同様に形成されており、それぞれ対応するノッチ６の部位の画像を得る。【００５０】  撮像カメラ２の光軸に対してプリズム４１と対称の位置にプリズム４２が配置されているが、プリズム４２はノッチ６の側面部の右部分を撮像するための光路屈折手段であり、プリズム４１と同様にノッチの側面部を正立画像として撮像カメラ２に入射させる役割を果たす。【００５１】  また、図２に示すように、プリズム４３はノッチ６の上側テーパ面を撮像するための光路屈折手段であり、プリズム４１、４２と同様にノッチの上側テーパ面部を正立画像として撮像カメラ２に入射させる役割を果たす。同様プリズム４４は、ノッチの下側テーパ面部を正立画像として撮像カメラ２に入射させる。透明部材４５を通る反射光によりノッチの側面底部を撮像する。【００５２】  本実施例の表面欠陥検査装置１に用いる撮像手段はテレセントリック光学系撮像手段であるために、扁平拡散光照明手段３による照明光のうち、撮像手段の光学系の光軸に平行となる反射光のみＣＣＤ素子７４に入射する。したがって、撮像している面に欠陥である傷や付着物がある箇所では光が散乱する結果、撮像手段に入射する光軸に平行な光線の光量が減少し、平坦である箇所とは明暗の差が生じる。即ち、欠陥である傷や付着物がある箇所に陰影が現われる。本発明の微少凹凸欠陥検査装置ではこの性質を利用して検査面の微少凹凸を明暗度の違いとして検出する。【００５３】  テレセントリック光学系は、鏡面欠陥の凹凸を濃淡画像に変換できるとともに、対象物の位置にかかわらず対象物が一定の大きさで撮像されるために、欠陥検査において欠陥の大きさおよび位置を精密に知ることができるという特徴を有する。テレセントリック光学系を備えない通常の光学系の撮像カメラを用いても欠陥の検出は可能であるが、検査対象物の距離が変わる場合には像の大きさが変化するために、欠陥の正確な位置及び大きさを知ることはできない。【００５４】  図１および図２に示すようにプリズム４１、４２を配置してあるために、ノッチ６の側面底部は、撮像カメラ２の視野の中央に配置され、ノッチ６の側面左部は撮像カメラ２の視野の右側に、またノッチ６の側面右部は撮像カメラ２の視野の左側に配置されるとともに、互いに重なり合うことなく撮像される。プリズム４３、４４による像も同様であり、図７に示すように撮像カメラの視野内に配置される。【００５５】  図８は図７に示す撮像カメラ２で撮像した画像を、図示しない画像処理手段により重複している部分は削除した上で、各々の画像の接点を一致させて展開図状に表示したものであり、ノッチ表面の状態を一目で確認することができる。【００５６】  本発明の表面欠陥検査装置の第２の実施例を図９��平面図および図１０の側面図でもって示す。第１の実施例の表面欠陥装置との違いは照明装置であり、それ以外の構成は同じである。照明装置は、ドーム型照明装置８と同軸照明装置９とから構成される。【００５７】  ドーム型照明装置８は、図１１に示すようにドームの開口部８３周りに配置されているメタルハライドランプ光源のライトガイド８１と、ドーム型の反射面８２と開口部８３とからなり、ドームの頂点部には後述する光路屈折手段を配置する撮像用の窓８４が設けられている。図１１から分かるようにドーム状の反射面８２に向かって配列されたライトガイド８１から射出された拡散光がドーム型の反射面で反射し、その反射光が検査対象物を照明するために検査対象物の表面に様々な角度で光が入射する。また反射面８２は極めて微細な凹凸のある面にしておくことが望ましく、その結果反射光が様々な角度で反射することになり、検査対象であるシリコンウエーハ５の表面に様々な角度で入射することで、対象物に広角で入射する照明光となる。【００５８】  ドーム型照明装置８には、頂部に撮像用の窓８４が設けられているために頂部付近からの反射光の光量が確保できず、均一な照明光が得られないという問題がある。そこで、第２の拡散光照明手段として同軸照明装置９を配置して頂部付近からの照明光を補強する。【００５９】  同軸照明装置９は、図１２に示すように撮像カメラ１の光軸とほぼ直交する方向に拡散光を射出する面光源９１を配置し、面光源９１から発せられた照明光が、撮像手段の光軸に対してほぼ４５°の角度に配置したハーフミラー９２で反射してノッチ６に対して撮像手段の光軸方向から照明する。また、面光源９１とハーフミラーの間に光量を調整するための光量調整フィルター９３を配置する。光量調整フィルター９３には偏向フィルターあるいは減光フィルターを用いることができる。【００６０】  ドーム型照明装置８と同軸照明装置９を同時に点灯した場合に、これらの照明光が合わさった照明光が均一な照明光になるとは限らない。そこで、面光源９１とハーフミラー９１の間に光量を調整するための光量調整フィルター９３を配置することによって同軸照明装置９の照明光の強度を調整して、検査対象物に対して均一な拡散光照明を実現する。光量調整フィルター９３としては偏向フィルターや減光フィルターを用いることができる。偏向フィルターは特定な偏向光のみ通すことにより光量を調整するフィルターであり、減光フィルター、所謂ＮＤフィルターは透過光量を減少させるフィルターである。【００６１】
図１３は本発明の参考例の表面欠陥検査装置を説明する側面図であり、検査対象はシリコンウエーハのノッチ部６を除いた周端縁部である。表面欠陥検査装置１１は撮像カメラ１２、扁平型拡散光照明手段３および光路屈折手段１３とから構成される。図１３には扁平型拡散光照明手段を用いた例で説明するが、ドーム型照明装置３、第２の照明手段である同軸照明装置４を組み合わせて一様な拡散光照明を得る構成としてもよい。
【００６２】
図１４は、シリコンウエーハ６の周端縁部の断面図であり、ノッチ部以外の周端縁部の形状を示すものである。図１５に示されているロールオフ部は、テーパ部から続く製品とならない平坦部のことを意味している。
【００６３】
参考例で用いる撮像カメラ１２は、ラインセンサカメラであり、撮像素子としてリニアセンサアレイの主スキャン方向をシリコンウエーハの厚さ方向に設定する。また、テレセントリック光学系を備えた撮像カメラを用いることにより、検査対象物までの距離に影響されずに測定物の大きさを確認することができる。
【００６４】  光路屈折手段１３は、図１３に示すように、プリズム４３、４４と透明部材４５を組み合わせた構成とする。第１の実施例および第２の実施例で用いたノッチ用の場合と異なり、側面の左右部位用のプリズム４１，４２は除いた構成となっている。【００６５】
参考例の表面欠陥検査装置は、シリコンウエーハ５を図示しない回転テーブルに載置し、一定速度で回転させながら撮像カメラ１２で撮像することにより表面欠陥検査を行う。撮像カメラ１２に搭載されているラインセンサアレイの主スキャン方向をシリコンウエーハ５の厚さ方向、即ち図１３の上下方向に設定し、シリコンウエーハ５を一定速度で回転することにより主スキャン方向と直交する方向にスキャンされることになりシリコンウエーハ５の周端縁部の２次元画像が周端縁部の全周に亙って撮像される。
【００６６】  光路屈折手段１３は、シリコンウエーハ５の上側テーパ面とそれに続くロールオフ部を撮像するためのプリズム４３と、下側テーパ面とそれに続くロールオフ部を撮像するためのプリズム４４を図１０のように配置してあるので、正対する位置に個別のカメラを配置したのと同様に精緻な画像を撮像することが可能となる。【００６７】
参考例の表面欠陥装置は、撮像カメラの形態および光路屈折手段の構成が第１の実施例および第２の実施例と異なるのみで、他の主要部分は共通である。また検査手順も第１の実施例および第２の実施例と同様であるが、撮像画像はシリコンウエーハ５の全周を撮像した後に２次元の画像が得られるところが異なる。
【００６８】  上述のように本実施例の表面欠陥装置はシリコンウエーハの周縁端部および周縁端部に設けられているノッチの表面欠陥検査について適用するものとして説明したが、これらの検査対象物に限るものではなく、鏡面状の表面を有し、かつ立体的な検査対象物であれば、適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】  立体的な部位の表面を検査する場合、従来は複数の撮像手段を配置して立体的な形状の異なる部位を撮像することにより検査を行うのが通常の方法であるが、形状が複雑になるほど多数の撮像手段が必要となり、装置が複雑でかつ高価になるという問題があった。【００７０】  本発明の表面欠陥検査装置は、検査対象物と撮像手段の間に光路屈折手段を配置することにより撮像手段と１台の撮像手段を以って複数の立体形状の異なる部位を撮像することを可能にしたものであり、従来のように複数のカメラを用意することなく、立体的な形状の複数の部位の撮像を可能にしている。【００７１】  さらに、扁平光源照明装置などの広い角度で入射する均一な拡散光照明を用いているために、複雑な立体的形状の表面に対しても欠陥検出に十分な様々な角度からの均一な拡散光照明を得ることができる。【００７２】  その結果、装置の製作に当たっては複数台の撮像カメラが不要となるために、製作費用が大幅に低減されるとともに、装置の構成が簡潔であるので、装置の組立および調整にかかる時間が短縮される。また、装置の構成が簡潔であるので、保守に要する時間も軽減される結果、高い生産性を確保することが可能となり産業への寄与が大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１の実施例を説明する平面図である。
【図２】本発明の第１の実施例を説明する側面図である。
【図３】ノッチの形状を示す説明図である。
【図４】テレセントリック光学系を説明する説明図である。
【図５】光路屈折手段の機能を説明する説明図である。
【図６】扁平光源照明装置を説明する説明図である。
【図７】撮像カメラの視野と対象撮像部位の関係を示す説明図である。
【図８】撮像した画像を合成する場合の説明図である。
【図９】本発明の第２の実施例を説明する側面図である。
【図１０】本発明の第２の実施例を説明する平面図である。
【図１１】ドーム状照明装置を説明する断面図である。
【図１２】同軸照明装置を説明する説明図である。
【図１３】本発明の参考例を説明する側面図である。
【図１４】シリコンウエーハの周端縁部を断面で示す説明図である。
【符号の説明】
【００７４】１  表面欠陥検査装置
２  撮像カメラ
３  扁平光源照明装置
４  光路屈折手段
５  シリコンウエーハ
６  ノッチ
７  テレセントリック光学系
８  ドーム型照明装置
９  同軸照明装置
１１  表面欠陥検査装置
１２  撮像カメラ
１３  光路屈折手段
２１  側面右部画像
２２  側面左部画像
２３  上側テーパ面画像
２４  下側テーパ面画像
２５  側面底部画像
４１、４２，４３、４４  プリズム
４５  透明部材
７１  物体側レンズ
７２  絞り
７３  ＣＣＤ側レンズ
７４  ＣＣＤ素子
８１  ライトガイド
８２  反射面
８３  開口部
８４  窓
９１  面光源
９２  ハーフミラー
９３  光量調整フィルター
【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】
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【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】
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【図１３】
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【図１４】
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