基板検査装置
【課題】ウェハを基板検査装置に取り付ける際の偏心等に影響されることなく、ウェハの外周端部が検査できる基板検査装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る基板検査装置１は、ウェハ２を保持するウェハ支持部１０と、ウェハ２の端部を観察するラインセンサカメラ２１、２次元カメラ２２、２３、２４と、ウェハ支持部１０とラインセンサカメラ２１、２次元カメラ２２、２３、２４とを相対移動させる移動部と、相対移動中にラインセンサカメラ２１、２次元カメラ２２、２３、２４がウェハ２の端部を観察できるように移動部を制御する制御部とを備えて構成されている。
【解決手段】本発明に係る基板検査装置１は、ウェハ２を保持するウェハ支持部１０と、ウェハ２の端部を観察するラインセンサカメラ２１、２次元カメラ２２、２３、２４と、ウェハ支持部１０とラインセンサカメラ２１、２次元カメラ２２、２３、２４とを相対移動させる移動部と、相対移動中にラインセンサカメラ２１、２次元カメラ２２、２３、２４がウェハ２の端部を観察できるように移動部を制御する制御部とを備えて構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検基板の端部を検査する基板検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体装置に用いられる半導体ウェハ（以下、単にウェハと称する）は、例えば厚みが１ｍｍ未満の円盤状に形成されており、そのため半導体装置の製造過程において外周端部が欠け、割れ等（以下、単に欠陥と呼ぶ）が発生することがあり、それらの欠陥を防ぐために、切り出されたウェハの外周端部に面取りを施している。また、上記のように面取りを施した場合においても、搬送装置の不具合等によりウェハの外周端部に欠陥が生じることがある。この欠陥は、ウェハに回路を焼き付ける際に不良発生の原因ともなるために、例えば特許文献１に示すような基板検査装置を用いて、ウェハを回転させながら欠陥の有無を検査することが知られている。また、特許文献１には、外周端部の欠陥部分をＣＣＤカメラで撮像することにより、欠陥部分を検査する手法が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３２５３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の基板検査装置では、ウェハを基板検査装置に取り付ける際の偏心等により、検査対象であるウェハの外周端部が検査しにくいという課題があった。
【０００５】
以上のような課題に鑑みて、本発明では、ウェハを基板検査装置に取り付ける際の偏心等に影響されることなく、ウェハの外周端部が検査できる基板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】
【０００６】
上記の課題に鑑みて、本発明に係る基板検査装置は、被検基板を保持する保持部と、前記被検基板の端部を観察する観察部と、前記保持部と前記観察部とを相対移動させる移動部と、前記相対移動中に前記観察部が前記端部を観察できるように前記移動部を制御する制御部とを備えて構成されている。上記構成の基板検査装置において、前記移動部は、円盤状の前記被検基板の中心を回転中心として前記被検基板を回転させる回転移動部と、前記被検基板の径方向に沿って前記観察部を相対移動させる駆動部とを有する構成が好ましい。
【０００７】
上記構成の基板検査装置において、前記観察部は、前記被検基板に観察光を照射しその反射光を受光する平面状の受光部を備えた２次元撮像部により構成され、前記２次元撮像部が、前記被検基板の回転平面に対して上面側、下面側あるいは前記被検基板の外周端面と対向する位置との少なくとも１ヶ所に配置されている構成が好ましい。また、上記構成の基板検査装置において、さらに前記観察部は、前記被検基板に観察光を照射しその反射光を受光するライン状の受光部を備えた１次元撮像部を有して構成され、また前記１次元撮像部が、前記被検基板の回転平面に対して上面側または下面側に配置されている構成が好ましい。
【０００８】
また、上記構成の基板検査装置において、前記観察部は前記端部の位置情報を基に、前記被検基板の端部形状を算出する演算部を備えている構成が好ましい。さらに、上記構成の基板検査装置において、前記演算部は、全周に満たない所定角度の前記被検基板の前記端部形状に基づいて前記被検基板の全周の前記端部形状を算出する構成が好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る端部検査装置によれば、ウェハを基板検査装置に取り付ける際の偏心等に影響を低減し、ウェハの外周端部を検査しやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について、実施例１から実施例４を挙げて説明する。説明の便宜上、図１に示す矢印の方向をＸＹＺ方向として定義する。ここで、まず被検対象であるウェハ２について説明する。ウェハ２は、薄い円盤状に形成されており、その直径は規格（ＳＥＭＩ）管理されているため略円形とみなすことが可能であり、また表面にはウェハ２から取り出される複数の半導体チップ（チップ領域）に対応した回路パターン（図示せず）が形成される。図４に示すように、ウェハ２の上平面２ｅにおける外周端部内側には、回路パターンが形成されていない上ベベル部２ｃがリング状に形成され、この上ベベル部２ｃの径方向内側に回路パターンが形成される。
【００１１】
また、ウェハ２の下平面２ｈにおける外周端部内側には、下ベベル部２ｄが上ベベル部２ｃと表裏対称に形成される。そして、上ベベル部２ｃと下ベベル部２ｄとに繋がるウェハ端面には、アペックス部２ｉが形成される。ここで、上平面２ｅと上ベベル部２ｃとによって形成されるエッジ部を境界２ｆとし、また、アペックス部２ｉと上ベベル部２ｃとによって形成されるエッジ部を境界２ｇとする。なお、図２に示すように、ウェハ２の外周端部には、位置決めとして使用する所定形状に切り欠かれたノッチ２ａが１つ形成されている。
【実施例１】
【００１２】
以下において、本発明の第１実施例について説明する。まず図１には、本発明に係る基板検査装置の一例としての基板検査装置１を示しており、ウェハ２の端部近傍を撮像することにより、端部近傍において欠陥発生の有無を検査するように構成されている。基板検査装置１は、ウェハ支持部１０、観察部２０および画像処理部３０を主体に構成されている。まず、ウェハ支持部１０は、ＸＹステージ１１、θステージ１２、回転軸１３、ウェハホルダ１４から構成されている。ＸＹステージ１１は、その内部にＸＹ駆動機構（図示せず）を有しており、ＸＹ駆動機構が駆動することによって、ウェハ支持部１０がベース平面３に沿ってＸＹ方向に移動自在となっている。θステージ１２は、ＸＹステージ１１の上面に設置されて内部にθ駆動機構（図示せず）を有しており、θ駆動機構が駆動することにより、回転軸１３が回転中心軸Ａを中心として矢印Ｂの方向に回転する構成となっている。
【００１３】
ウェハホルダ１４は、略円盤状に形成されてその下面で回転軸１３と連結しており、さらに内部に設けられた真空吸着機構（図示せず）により、ウェハホルダ１４上に載置されたウェハ２の下平面２ｈを吸着保持する構成となっている。回転軸１３は、θステージ１２からＺ軸正方向に延びており、θ駆動機構が駆動することによって回転し、これによりウェハホルダ１４およびウェハホルダ１４に吸着保持されたウェハ２を回転させることが可能となっている。なお、ウェハ２はウェハホルダ１４より大きな径を有しているため、ウェハホルダ１４上に吸着保持された状態において、上ベベル部２ｃ、下ベベル部２ｄおよびアペックス部２ｉが、ウェハホルダ１４の外周端部から径方向側方にはみ出るようになっている。
【００１４】
観察部２０は、図２に示すように、ラインセンサカメラ２１、２次元カメラ２２、２３、２４から構成されている。ラインセンサカメラ２１は、その内部に対物レンズ（図示せず）、落射照明（図示せず）およびラインセンサ２１ａを備えて構成され、ラインセンサ２１ａにおいて１次元の像（１次元の画像データ）が連続して検出されて、後述する画像処理部３０に出力される。ここで、ラインセンサカメラ２１は、ウェハ２の上平面２ｅのＺ軸正方向に設置されるとともに、ラインセンサ２１ａがウェハ２の径方向と一致するように向けられている。さらにこのとき、ラインセンサカメラ２１の光軸はＺ軸負方向に向けられている。よって、ラインセンサカメラ２１により、ウェハ２の端部近傍における上平面２ｅおよび上ベベル部２ｃの明視野像を得ることが可能である。なお、照明は対物レンズの光軸方向からの落射照明及び斜方照明により行われている。
【００１５】
２次元カメラ２２は、その内部に対物レンズ（図示せず）、落射照明（図示せず）およびイメージセンサ２２ａを備えて構成され、イメージセンサ２２ａにおいて２次元の像（２次元の画像データ）が検出されて、基板検査装置１の外部に設けられたディスプレイ１００に出力される。ここで、２次元カメラ２３、２４も２次元カメラ２２と同様の構成となっている。つまり、２次元カメラ２３は内部にイメージセンサ２３ａ、２次元カメラ２４は内部にイメージセンサ２４ａを備えて構成され、各イメージセンサ２３ａ、２４ａにおいて２次元の像（２次元の画像データ）が検出されて、これらがディスプレイ１００に出力される。また、２次元カメラ２２は、ウェハ２の上平面２ｅのＺ軸正方向に設置されて、その光軸がＺ軸負方向に向けられている。よって、２次元カメラ２２は、ウェハ２の観察領域２ｂにおける上平面２ｅおよび上ベベル部２ｃの明視野像を得ることが可能となっている。
【００１６】
さらに、２次元カメラ２４は、ウェハ２の下平面２ｈのＺ軸負方向に設置されており、その光軸がＺ軸正方向に向けられており、ここで２次元カメラ２２と２４との光軸は一致して２次元カメラ２２と２４とは対向して、ウェハ２に関して上下対称となるように設置されている。よって、２次元カメラ２４は、ウェハ２の観察領域２ｂにおける下平面２ｈおよび下ベベル部２ｄの明視野像を得ることが可能となっている。
【００１７】
２次元カメラ２３は、ウェハ２の観察領域２ｂの径方向側方に設置されており、その光軸は回転中心軸Ａと直交している。つまり、２次元カメラ２２、２３、２４のそれぞれの対物レンズの光軸は、観察領域２ｂを含む同一平面上に設置されている。ここで、２次元カメラ２３は、ウェハ２の観察領域２ｂにおける上ベベル部２ｃ、下ベベル部２ｄおよびアペックス部２ｉの明視野像を得ることが可能となっている。なお、ラインセンサカメラ２１は、２次元カメラ２２、２３、２４の設置平面に対して矢印Ｂとは反対方向に設置角度Ｃを有して設置されている（図２を参照）。
【００１８】
画像処理部３０は、ラインセンサカメラ２１から出力された１次元画像データを入力して、その１次元画像データを基にウェハ２の径方向に関して、上ベベル部２ｃの中点位置を算出するとともに、ＸＹ駆動機構に対して駆動信号を出力する構成となっている。なお、上ベベル部２ｃの中点位置の算出方法および駆動信号の詳細については後述する。
【００１９】
以上、ここまでは基板検査装置１の各構成部材について説明したが、以下においては、ウェハ２の端部を検査する際の各構成部材の動作について説明する。
【００２０】
まず、ウェハ２がウェハホルダ１４上に吸着保持された状態において、θ駆動機構を駆動させることでウェハ２を高速で矢印Ｂの方向に１回転させる。このとき、２次元カメラ２２、２３、２４による撮像は行わず、ラインセンサカメラ２１によりウェハ２の端部近傍における、全周分の端部近傍の明視野像を得て、これを画像処理部３０に出力する。そして、画像処理部３０に入力された明視野像は、例えばノッチ２ａの位置を基準（０度）として、端部近傍の上平面２ｅ、上ベベル部２ｃの各明視野像と各回転角度とが１対１に対応している。
【００２１】
そして、画像処理部３０において、図５（ａ）に示すように、各回転角度における明視野像を演算処理することにより、光強度とウェハ２の径方向位置との関係を求める。ここで、例えば図３（ａ）に示す領域を撮像して得られた明視野像について説明する。ラインセンサカメラ２１は、上平面２ｅに対して光軸が垂直となるように設置されているので、上平面２ｅ部分では多くの反射光が受光されて光強度は高くなる。一方、上ベベル部２ｃ部分では、斜方照明により上平面２ｅほど多くの反射光が受光されず、さらに上ベベル部２ｃの径方向外側では、反射光が受光されず光強度はほぼ０となり、よって、上平面２ｅ、上ベベル部２ｃおよび上ベベル部２ｃの径方向外側において、光強度に明確な違いが現れる。なお、上ベベル部２ｃの径方向外側で光強度がほぼ０となる所は、アペックス部２ｉのウェハ径方向の端とみなすことができる。
【００２２】
上記のようにして得られた図５（ａ）に示すグラフを、微分演算することで図５（ｂ）に示すグラフが得られる。このとき、図５（ｂ）から、図５（ａ）において光強度が大きく変化する点（変極点）の径方向位置が求まるが、この位置が図３および図４に示す境界２ｆおよび境界２ｇと対応している。また、境界２ｆおよび境界２ｇの位置から、上ベベル部２ｃの径方向におけるベベル幅Ｄを求め、さらに、境界２ｆと境界２ｇとの中間点に相当するベベル中点２ｍの位置を算出する（図５（ｂ）を参照）。なお、このベベル中点２ｍは、ウェハ２の回転中心軸Ａから距離Ｒの位置にある。そして、算出されたベベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍは、その回転角度情報とともに画像処理部３０の内部に設けられたメモリ（図示せず）に記憶される。
【００２３】
一方で、ウェハ２とウェハホルダ１４との間に偏心がある場合、回転中心軸Ａから上ベベル部２ｃ部までの距離Ｒが回転角度ごとに異なる。例えば図３（ｂ）に示すような、上記とは異なる回転角度の端部近傍を、上述と同様にラインセンサカメラ２１によって撮像し、光強度とウェハ２の径方向位置との関係を求めて、さらにそれを微分演算することにより、図５（ｃ）に示すグラフが得られる。そして、図５（ｃ）より境界２ｆ’、境界２ｇ’を求め、さらにベベル幅Ｄ’およびベベル中点２ｍ’が求められる。なおこのとき、ベベル中点２ｍ’は、ウェハ２の回転中心軸Ａから距離Ｒ’の位置にあり、距離Ｒ＞距離Ｒ’の大小関係であるとする。そして、算出されたベベル幅Ｄ’およびベベル中点２ｍ’は、その回転角度情報とともに画像処理部３０の内部に設けられたメモリに記憶される。
【００２４】
ここで、ベベル中点２ｍ’はベベル中点２ｍよりδｍだけ径方向内側に位置している。このようにして、各回転角度それぞれについてベベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍの算出を行い、算出されたウェハ２の全周分のベベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍが、その回転角度情報とともにメモリに記憶されている。
【００２５】
そして、回転角度が０度（ノッチ２ａ）の位置のベベル幅Ｄを基準として、各回転角度ごとのベベル幅Ｄをグラフに表示することにより、例えば図６のようになる。図６は、ウェハ２とウェハホルダ１４との間の偏心により、ベベル幅Ｄが一定周期間隔で変化していることを示すとともに、また、端部近傍に欠陥が存在することにより、ベベル幅Ｄが急激に変化する位置（回転角度）を検出することが可能である。また、ラインセンサカメラ２１によって撮像する前に、画像処理部３０に既知であるノッチ２ａの大きさおよび形状を入力しておくことで、ＸＹ駆動機構を駆動させつつラインセンサカメラ２１によってノッチ２ａの端部形状に追従しながら撮像することも可能となる。
【００２６】
次に、θ駆動機構を駆動させてウェハ２を矢印Ｂの方向に回転さながら、２次元カメラ２２、２３、２４によってウェハ２の端部近傍を撮像し、得られた２次元の画像データをディスプレイ１００に出力する。そうすることで、ディスプレイ１００にはウェハ２の端部近傍における、上平面２ｅ、上ベベル部２ｃ、アペックス部２ｉおよび下ベベル部２ｈの画像が表示されて欠陥の有無を目視で検査可能となる。このとき、２次元カメラ２２の撮像範囲（例えば図３において、２点破線で囲んだ領域２２ｂ、２２ｃ）における径方向中心と、上記撮像範囲に位置している上ベベル部２ｃのベベル中点２ｍとが、常に一致するように画像処理部３０は、メモリに記憶されている情報を基にＸＹ駆動機構に対して駆動信号を出力しながらウェハ２を回転させる。
【００２７】
具体的には、２次元カメラ２２、２３、２４によって撮像される観察領域２ｂに位置しているウェハ２のベベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍを回転角度情報を基に読み出す。そして、画像処理部３０は、上ベベル部２ｃにおける回転速度等を考慮した上で、２次元カメラ２２の撮像範囲における径方向中心と、撮像範囲に位置している上ベベル部２ｃのベベル中点２ｍとが一致するように、ＸＹ駆動機構に対して駆動信号を出力することで、ウェハ支持部１０およびウェハ２をＸＹ方向に移動させる。例えば、図３（ｂ）に示す領域を撮像する時には、図３（ａ）に示す領域を撮像する場合と比較して、ＸＹ駆動機構によってウェハ支持部１０およびウェハ２が、δｍだけ径方向外側に移動する。こうすることによって、上ベベル部２ｃ全体が撮像されてウェハ２の端部を検査可能となる。
【００２８】
上記のように、θ駆動機構を駆動させてウェハ２を矢印Ｂの方向に回転させるとともに、ＸＹ駆動機構によってウェハ支持部１０およびウェハ２を移動させながら、２次元カメラ２２、２３、２４によってウェハ２の端部近傍を撮像することで、ウェハ２の端部の全周分の画像がディスプレイ１００に表示されて検査可能となる。なお、２次元カメラ２２の撮像範囲における径方向中心と、ベベル中心２ｍとを一致させるように制御することで、ウェハ２とウェハホルダ１４との偏心の影響が打ち消され、２次元カメラ２４においても撮像範囲を良好に保て、２次元カメラ２３においても合焦状態を良好に保つことができる。
【実施例２】
【００２９】
以下において、本発明の第２実施例について説明する。第２実施例では、上記の基板検査装置１を用いる構成となっており、よって、ここでは基板検査装置１の構成説明は省略し、ウェハ２の端部を検査する際の各構成部材の動作を中心に説明する。
【００３０】
まず、図２に示すように、矢印Ｂの方向に回転するウェハ２の端部近傍を、ラインセンサカメラ２１および２次元カメラ２２、２３、２４によって撮像し、２次元カメラ２２、２３、２４において得られた２次元の画像データがディスプレイ１００に出力されることで、ウェハ２の端部近傍が検査可能となる。このとき、各２次元カメラによる撮像と同時に、ラインセンサカメラ２１においては、実施例１の場合と同様に、回転角度情報とともにベベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍが順次算出され、画像処理部３０のメモリに記憶されている。
【００３１】
ここで、上述のようにラインセンサカメラ２１において撮像されたウェハ２の端部近傍が、設置角度Ｃだけ回転した後に２次元カメラ２２、２３、２４によって撮像される構成となっている。よって、画像処理部３０は、２次元カメラ２２の撮像範囲に位置している、ウェハ２の端部近傍のベベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍをメモリから読み出すことが可能である。そして、上ベベル部２ｃにおける回転速度等および設置角度Ｃを考慮した上で、２次元カメラ２２の撮像範囲の径方向中心と、その撮像範囲に位置している上ベベル部２ｃのベベル中点２ｍとが一致するように、画像処理部３０は、ＸＹ駆動機構に対して駆動信号を出力してウェハ支持部１０およびウェハ２を移動させる。
【００３２】
このようにして、ウェハ２を回転させることで、ラインセンサカメラ２１によりウェハ２の各回転角度におけるベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍを算出しつつ、同時にその算出結果に基づいて、ＸＹ駆動機構によってウェハ支持部１０およびウェハ２を移動させる。そうすることで、２次元カメラ２２、２３、２４によって、ウェハ２の端部の全周分の画像がディスプレイ１００に表示されて検査可能となる。
【実施例３】
【００３３】
以下において、本発明の第３実施例について説明する。第３実施例では、上記の基板検査装置１を用いる構成となっており、よって、ここでは基板検査装置１装置の構成説明は省略し、ウェハ２の端部を検査する際の各構成部材の動作を中心に説明する。
【００３４】
まず、実施例１と同様に、ラインセンサカメラ２１のみによりウェハ２の端部近傍における上平面２ｅおよび上ベベル部２ｃの明視野像を得て、これを画像処理部３０に出力する。このとき、上述のようにウェハ２の直径は、規格（ＳＥＭＩ）管理されているため略円形とみなすことが可能である。また、ベベル幅Ｄの変動はウェハ２とウェハホルダ１４との偏心量に比べてはるかに小さいため、略一定とみなすことが可能である。そのため、例えばウェハ２を回転させて、ラインセンサカメラ２１によりウェハ２の端部近傍を半周分（１８０度分）だけ撮像する。こうすることで、画像処理部３０は、撮像された半周分の明視野像を基に撮像されていない残り半周分の明視野像を予測し、結果としてウェハ２の全周分のベベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍを演算して求めて、回転角度情報とともにメモリに記憶させる。
【００３５】
次に、上述の実施例１と同様に、θ駆動機構を駆動させてウェハ２を矢印Ｂの方向に回転させるとともに、メモリに記憶されているベベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍを参照しながら、ＸＹ駆動機構によってウェハ２を移動させる。そして、そのウェハ２の端部近傍を、２次元カメラ２２、２３、２４によって撮像することで、ウェハ２の端部の全周分の画像がディスプレイ１００に表示されて検査可能となる。
【００３６】
以下において、本発明の第４実施例について説明する。この第４実施例においては、図７に示す基板検査装置５０を用いることにより、ウェハ２の端部を検査する構成となっている。
【００３７】
まず、基板検査装置５０の構成について説明する。基本構成は、上述の基板検査装置１と同様となっており、基板検査装置１と同一番号が付された部材は、実施例１で説明したとおりであり、ここでの説明は省略する。基板検査装置５０の観察部２５は、２次元カメラ２２、２３、２４から構成されており、基板検査装置１の観察部２０において用いられていた、ラインセンサカメラ２１を有していない。また、２次元カメラ２２は、その内部のイメージセンサ２２ａにより２次元の像（２次元の画像データ）が検出されるが、この画像データはディスプレイ１００に対して出力されると同時に、画像処理部３０に対しても出力される構成となっている。
【００３８】
次に、基板検査装置５０を用いてウェハ２の端部を検査する際における、各構成部材の動作を説明する。まず、回転するウェハ２の端部近傍を、２次元カメラ２２、２３、２４によって逐次撮像し、２次元カメラ２２、２３、２４において得られた各２次元の画像データが、ディスプレイ１００に出力されて検査可能となる。このとき、２次元カメラ２２は、得られた２次元の画像データを画像処理部３０に対しても出力する。そして、画像処理部３０は、上述の実施例１と同様に、入力された２次元の画像データを基に、各回転角度における明視野像を演算処理することにより、境界２ｆおよび境界２ｇの位置から上ベベル部２ｃの径方向におけるベベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍが求められる。
【００３９】
そして、２次元カメラ２２の撮像範囲における径方向中心と、撮像範囲に位置している上ベベル部２ｃのベベル中点２ｍとが一致するように、画像処理部３０はＸＹ駆動機構に対して駆動信号を逐次出力してウェハ２を移動させる。このようにして、回転するウェハ２の端部近傍を、２次元カメラ２２、２３、２４によって逐次撮像するとともに、同時に画像処理部３０はＸＹ駆動機構に対して駆動信号を逐次出力することで、ウェハ２の端部の全周分の画像がディスプレイ１００に逐次出力されて検査可能となる。
【００４０】
ここで、本発明の効果を簡潔にまとめると、第１に、ウェハ２とウェハホルダ１４との間に偏心があり、ベベル幅が変動する場合であっても、常に２次元カメラ２２、２３および２４の撮像状態を良好に保って、境界２ｆおよび境界２ｇを含む外周端部が撮像可能となり、よって、欠陥検出の精度を高めることが可能となるとともに、検査の作業効率を高めることが可能となる。第２に、ウェハ２の端部に例えば欠陥、レジストの回り込みおよび塗装ムラ等の不良が生じている場合、図５（ｂ）に示すグラフにおいて、境界２ｆまたは境界２ｇの位置が急激に変化したり、または、ベベル幅Ｄが急激に変化することにより、確実に欠陥を検出することが可能となり、よって欠陥検出の精度を高めることが可能となる。
【００４１】
上述の実施例において、ベース平面３に対してウェハ支持部１０およびウェハ２をＸＹ方向に移動させる構成に限られず、観察部２０、２５をＸＹ方向に移動させる構成でも良い。
【００４２】
上述の実施例において、ベベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍを得るための装置はラインセンサカメラ２１に限られず、ウェハ２の偏芯量と回転角度の関係が明らかになれば良く、例えばプリアライメントセンサを流用する構成でも良い。
【００４３】
上述の実施例において、ＸＹ駆動機構の駆動に関して、２次元カメラ２２の撮像範囲における径方向中心とベベル中点２ｍとを一致させる駆動に限られず、例えば、境界２ｆと境界２ｇとの間の任意点と一致させるように駆動させる構成でも良い。
【００４４】
上述の実施例において、ラインセンサカメラ２１の設置場所は、ウェハ２のＺ軸正方向に限られず、例えばウェハ２のＺ軸負方向に設置して、２次元カメラ２４の撮像範囲の径方向中心に、下ベベル部２ｄのベベル中点２ｍを一致させる構成でも良い。
【００４５】
上述の第３実施例において、ラインセンサカメラ２１によって撮像する領域は、ウェハ２の半周分（１８０度分）に限られず、例えば９０度分の領域でも良く、さらには全周分の端部状態が予測できれば撮像する角度領域に制限はない。
【００４６】
上述の実施例において、２次元カメラ２２、２３、２４を、それぞれウェハ２の観察領域２ｂから同じ距離だけ離れて位置に配置することにより、２次元カメラ２２の焦点を合わせることで、同時に２次元カメラ２３、２４の焦点も合うので、下ベベル部２ｈおよびアペックス部２ｉの画像のデフォーカスを防止可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１実施例に係る基板検査装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る基板検査装置の構成を示す斜視図である。
【図３】ベベル部の撮像を説明するための説明図である。
【図４】図３中のＩＶ−ＩＶ部分を示す断面図である。
【図５】（ａ）は図３（ａ）部の光強度を示すグラフで、（ｂ）は（ａ）を微分処理したグラフで、（ｃ）は図３（ｂ）部の光強度グラフを微分処理したグラフである。
【図６】ウェハのベベル幅と回転角度との関係を示したグラフである。
【図７】本発明の第４実施例に係る基板検査装置の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 基板検査装置 ２ 被検基板
１０ ウェハ支持部（ステージ） ２０ 観察部
２１ ラインセンサカメラ（１次元撮像部）
２１ａ ラインセンサ（ライン状の受光部）
２２、２３、２４ ２次元カメラ（２次元撮像部）
２２ａ、２３ａ、２４ａ イメージセンサ（平面状の受光部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検基板の端部を検査する基板検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体装置に用いられる半導体ウェハ（以下、単にウェハと称する）は、例えば厚みが１ｍｍ未満の円盤状に形成されており、そのため半導体装置の製造過程において外周端部が欠け、割れ等（以下、単に欠陥と呼ぶ）が発生することがあり、それらの欠陥を防ぐために、切り出されたウェハの外周端部に面取りを施している。また、上記のように面取りを施した場合においても、搬送装置の不具合等によりウェハの外周端部に欠陥が生じることがある。この欠陥は、ウェハに回路を焼き付ける際に不良発生の原因ともなるために、例えば特許文献１に示すような基板検査装置を用いて、ウェハを回転させながら欠陥の有無を検査することが知られている。また、特許文献１には、外周端部の欠陥部分をＣＣＤカメラで撮像することにより、欠陥部分を検査する手法が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３２５３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の基板検査装置では、ウェハを基板検査装置に取り付ける際の偏心等により、検査対象であるウェハの外周端部が検査しにくいという課題があった。
【０００５】
以上のような課題に鑑みて、本発明では、ウェハを基板検査装置に取り付ける際の偏心等に影響されることなく、ウェハの外周端部が検査できる基板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】
【０００６】
上記の課題に鑑みて、本発明に係る基板検査装置は、被検基板を保持する保持部と、前記被検基板の端部を観察する観察部と、前記保持部と前記観察部とを相対移動させる移動部と、前記相対移動中に前記観察部が前記端部を観察できるように前記移動部を制御する制御部とを備えて構成されている。上記構成の基板検査装置において、前記移動部は、円盤状の前記被検基板の中心を回転中心として前記被検基板を回転させる回転移動部と、前記被検基板の径方向に沿って前記観察部を相対移動させる駆動部とを有する構成が好ましい。
【０００７】
上記構成の基板検査装置において、前記観察部は、前記被検基板に観察光を照射しその反射光を受光する平面状の受光部を備えた２次元撮像部により構成され、前記２次元撮像部が、前記被検基板の回転平面に対して上面側、下面側あるいは前記被検基板の外周端面と対向する位置との少なくとも１ヶ所に配置されている構成が好ましい。また、上記構成の基板検査装置において、さらに前記観察部は、前記被検基板に観察光を照射しその反射光を受光するライン状の受光部を備えた１次元撮像部を有して構成され、また前記１次元撮像部が、前記被検基板の回転平面に対して上面側または下面側に配置されている構成が好ましい。
【０００８】
また、上記構成の基板検査装置において、前記観察部は前記端部の位置情報を基に、前記被検基板の端部形状を算出する演算部を備えている構成が好ましい。さらに、上記構成の基板検査装置において、前記演算部は、全周に満たない所定角度の前記被検基板の前記端部形状に基づいて前記被検基板の全周の前記端部形状を算出する構成が好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る端部検査装置によれば、ウェハを基板検査装置に取り付ける際の偏心等に影響を低減し、ウェハの外周端部を検査しやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について、実施例１から実施例４を挙げて説明する。説明の便宜上、図１に示す矢印の方向をＸＹＺ方向として定義する。ここで、まず被検対象であるウェハ２について説明する。ウェハ２は、薄い円盤状に形成されており、その直径は規格（ＳＥＭＩ）管理されているため略円形とみなすことが可能であり、また表面にはウェハ２から取り出される複数の半導体チップ（チップ領域）に対応した回路パターン（図示せず）が形成される。図４に示すように、ウェハ２の上平面２ｅにおける外周端部内側には、回路パターンが形成されていない上ベベル部２ｃがリング状に形成され、この上ベベル部２ｃの径方向内側に回路パターンが形成される。
【００１１】
また、ウェハ２の下平面２ｈにおける外周端部内側には、下ベベル部２ｄが上ベベル部２ｃと表裏対称に形成される。そして、上ベベル部２ｃと下ベベル部２ｄとに繋がるウェハ端面には、アペックス部２ｉが形成される。ここで、上平面２ｅと上ベベル部２ｃとによって形成されるエッジ部を境界２ｆとし、また、アペックス部２ｉと上ベベル部２ｃとによって形成されるエッジ部を境界２ｇとする。なお、図２に示すように、ウェハ２の外周端部には、位置決めとして使用する所定形状に切り欠かれたノッチ２ａが１つ形成されている。
【実施例１】
【００１２】
以下において、本発明の第１実施例について説明する。まず図１には、本発明に係る基板検査装置の一例としての基板検査装置１を示しており、ウェハ２の端部近傍を撮像することにより、端部近傍において欠陥発生の有無を検査するように構成されている。基板検査装置１は、ウェハ支持部１０、観察部２０および画像処理部３０を主体に構成されている。まず、ウェハ支持部１０は、ＸＹステージ１１、θステージ１２、回転軸１３、ウェハホルダ１４から構成されている。ＸＹステージ１１は、その内部にＸＹ駆動機構（図示せず）を有しており、ＸＹ駆動機構が駆動することによって、ウェハ支持部１０がベース平面３に沿ってＸＹ方向に移動自在となっている。θステージ１２は、ＸＹステージ１１の上面に設置されて内部にθ駆動機構（図示せず）を有しており、θ駆動機構が駆動することにより、回転軸１３が回転中心軸Ａを中心として矢印Ｂの方向に回転する構成となっている。
【００１３】
ウェハホルダ１４は、略円盤状に形成されてその下面で回転軸１３と連結しており、さらに内部に設けられた真空吸着機構（図示せず）により、ウェハホルダ１４上に載置されたウェハ２の下平面２ｈを吸着保持する構成となっている。回転軸１３は、θステージ１２からＺ軸正方向に延びており、θ駆動機構が駆動することによって回転し、これによりウェハホルダ１４およびウェハホルダ１４に吸着保持されたウェハ２を回転させることが可能となっている。なお、ウェハ２はウェハホルダ１４より大きな径を有しているため、ウェハホルダ１４上に吸着保持された状態において、上ベベル部２ｃ、下ベベル部２ｄおよびアペックス部２ｉが、ウェハホルダ１４の外周端部から径方向側方にはみ出るようになっている。
【００１４】
観察部２０は、図２に示すように、ラインセンサカメラ２１、２次元カメラ２２、２３、２４から構成されている。ラインセンサカメラ２１は、その内部に対物レンズ（図示せず）、落射照明（図示せず）およびラインセンサ２１ａを備えて構成され、ラインセンサ２１ａにおいて１次元の像（１次元の画像データ）が連続して検出されて、後述する画像処理部３０に出力される。ここで、ラインセンサカメラ２１は、ウェハ２の上平面２ｅのＺ軸正方向に設置されるとともに、ラインセンサ２１ａがウェハ２の径方向と一致するように向けられている。さらにこのとき、ラインセンサカメラ２１の光軸はＺ軸負方向に向けられている。よって、ラインセンサカメラ２１により、ウェハ２の端部近傍における上平面２ｅおよび上ベベル部２ｃの明視野像を得ることが可能である。なお、照明は対物レンズの光軸方向からの落射照明及び斜方照明により行われている。
【００１５】
２次元カメラ２２は、その内部に対物レンズ（図示せず）、落射照明（図示せず）およびイメージセンサ２２ａを備えて構成され、イメージセンサ２２ａにおいて２次元の像（２次元の画像データ）が検出されて、基板検査装置１の外部に設けられたディスプレイ１００に出力される。ここで、２次元カメラ２３、２４も２次元カメラ２２と同様の構成となっている。つまり、２次元カメラ２３は内部にイメージセンサ２３ａ、２次元カメラ２４は内部にイメージセンサ２４ａを備えて構成され、各イメージセンサ２３ａ、２４ａにおいて２次元の像（２次元の画像データ）が検出されて、これらがディスプレイ１００に出力される。また、２次元カメラ２２は、ウェハ２の上平面２ｅのＺ軸正方向に設置されて、その光軸がＺ軸負方向に向けられている。よって、２次元カメラ２２は、ウェハ２の観察領域２ｂにおける上平面２ｅおよび上ベベル部２ｃの明視野像を得ることが可能となっている。
【００１６】
さらに、２次元カメラ２４は、ウェハ２の下平面２ｈのＺ軸負方向に設置されており、その光軸がＺ軸正方向に向けられており、ここで２次元カメラ２２と２４との光軸は一致して２次元カメラ２２と２４とは対向して、ウェハ２に関して上下対称となるように設置されている。よって、２次元カメラ２４は、ウェハ２の観察領域２ｂにおける下平面２ｈおよび下ベベル部２ｄの明視野像を得ることが可能となっている。
【００１７】
２次元カメラ２３は、ウェハ２の観察領域２ｂの径方向側方に設置されており、その光軸は回転中心軸Ａと直交している。つまり、２次元カメラ２２、２３、２４のそれぞれの対物レンズの光軸は、観察領域２ｂを含む同一平面上に設置されている。ここで、２次元カメラ２３は、ウェハ２の観察領域２ｂにおける上ベベル部２ｃ、下ベベル部２ｄおよびアペックス部２ｉの明視野像を得ることが可能となっている。なお、ラインセンサカメラ２１は、２次元カメラ２２、２３、２４の設置平面に対して矢印Ｂとは反対方向に設置角度Ｃを有して設置されている（図２を参照）。
【００１８】
画像処理部３０は、ラインセンサカメラ２１から出力された１次元画像データを入力して、その１次元画像データを基にウェハ２の径方向に関して、上ベベル部２ｃの中点位置を算出するとともに、ＸＹ駆動機構に対して駆動信号を出力する構成となっている。なお、上ベベル部２ｃの中点位置の算出方法および駆動信号の詳細については後述する。
【００１９】
以上、ここまでは基板検査装置１の各構成部材について説明したが、以下においては、ウェハ２の端部を検査する際の各構成部材の動作について説明する。
【００２０】
まず、ウェハ２がウェハホルダ１４上に吸着保持された状態において、θ駆動機構を駆動させることでウェハ２を高速で矢印Ｂの方向に１回転させる。このとき、２次元カメラ２２、２３、２４による撮像は行わず、ラインセンサカメラ２１によりウェハ２の端部近傍における、全周分の端部近傍の明視野像を得て、これを画像処理部３０に出力する。そして、画像処理部３０に入力された明視野像は、例えばノッチ２ａの位置を基準（０度）として、端部近傍の上平面２ｅ、上ベベル部２ｃの各明視野像と各回転角度とが１対１に対応している。
【００２１】
そして、画像処理部３０において、図５（ａ）に示すように、各回転角度における明視野像を演算処理することにより、光強度とウェハ２の径方向位置との関係を求める。ここで、例えば図３（ａ）に示す領域を撮像して得られた明視野像について説明する。ラインセンサカメラ２１は、上平面２ｅに対して光軸が垂直となるように設置されているので、上平面２ｅ部分では多くの反射光が受光されて光強度は高くなる。一方、上ベベル部２ｃ部分では、斜方照明により上平面２ｅほど多くの反射光が受光されず、さらに上ベベル部２ｃの径方向外側では、反射光が受光されず光強度はほぼ０となり、よって、上平面２ｅ、上ベベル部２ｃおよび上ベベル部２ｃの径方向外側において、光強度に明確な違いが現れる。なお、上ベベル部２ｃの径方向外側で光強度がほぼ０となる所は、アペックス部２ｉのウェハ径方向の端とみなすことができる。
【００２２】
上記のようにして得られた図５（ａ）に示すグラフを、微分演算することで図５（ｂ）に示すグラフが得られる。このとき、図５（ｂ）から、図５（ａ）において光強度が大きく変化する点（変極点）の径方向位置が求まるが、この位置が図３および図４に示す境界２ｆおよび境界２ｇと対応している。また、境界２ｆおよび境界２ｇの位置から、上ベベル部２ｃの径方向におけるベベル幅Ｄを求め、さらに、境界２ｆと境界２ｇとの中間点に相当するベベル中点２ｍの位置を算出する（図５（ｂ）を参照）。なお、このベベル中点２ｍは、ウェハ２の回転中心軸Ａから距離Ｒの位置にある。そして、算出されたベベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍは、その回転角度情報とともに画像処理部３０の内部に設けられたメモリ（図示せず）に記憶される。
【００２３】
一方で、ウェハ２とウェハホルダ１４との間に偏心がある場合、回転中心軸Ａから上ベベル部２ｃ部までの距離Ｒが回転角度ごとに異なる。例えば図３（ｂ）に示すような、上記とは異なる回転角度の端部近傍を、上述と同様にラインセンサカメラ２１によって撮像し、光強度とウェハ２の径方向位置との関係を求めて、さらにそれを微分演算することにより、図５（ｃ）に示すグラフが得られる。そして、図５（ｃ）より境界２ｆ’、境界２ｇ’を求め、さらにベベル幅Ｄ’およびベベル中点２ｍ’が求められる。なおこのとき、ベベル中点２ｍ’は、ウェハ２の回転中心軸Ａから距離Ｒ’の位置にあり、距離Ｒ＞距離Ｒ’の大小関係であるとする。そして、算出されたベベル幅Ｄ’およびベベル中点２ｍ’は、その回転角度情報とともに画像処理部３０の内部に設けられたメモリに記憶される。
【００２４】
ここで、ベベル中点２ｍ’はベベル中点２ｍよりδｍだけ径方向内側に位置している。このようにして、各回転角度それぞれについてベベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍの算出を行い、算出されたウェハ２の全周分のベベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍが、その回転角度情報とともにメモリに記憶されている。
【００２５】
そして、回転角度が０度（ノッチ２ａ）の位置のベベル幅Ｄを基準として、各回転角度ごとのベベル幅Ｄをグラフに表示することにより、例えば図６のようになる。図６は、ウェハ２とウェハホルダ１４との間の偏心により、ベベル幅Ｄが一定周期間隔で変化していることを示すとともに、また、端部近傍に欠陥が存在することにより、ベベル幅Ｄが急激に変化する位置（回転角度）を検出することが可能である。また、ラインセンサカメラ２１によって撮像する前に、画像処理部３０に既知であるノッチ２ａの大きさおよび形状を入力しておくことで、ＸＹ駆動機構を駆動させつつラインセンサカメラ２１によってノッチ２ａの端部形状に追従しながら撮像することも可能となる。
【００２６】
次に、θ駆動機構を駆動させてウェハ２を矢印Ｂの方向に回転さながら、２次元カメラ２２、２３、２４によってウェハ２の端部近傍を撮像し、得られた２次元の画像データをディスプレイ１００に出力する。そうすることで、ディスプレイ１００にはウェハ２の端部近傍における、上平面２ｅ、上ベベル部２ｃ、アペックス部２ｉおよび下ベベル部２ｈの画像が表示されて欠陥の有無を目視で検査可能となる。このとき、２次元カメラ２２の撮像範囲（例えば図３において、２点破線で囲んだ領域２２ｂ、２２ｃ）における径方向中心と、上記撮像範囲に位置している上ベベル部２ｃのベベル中点２ｍとが、常に一致するように画像処理部３０は、メモリに記憶されている情報を基にＸＹ駆動機構に対して駆動信号を出力しながらウェハ２を回転させる。
【００２７】
具体的には、２次元カメラ２２、２３、２４によって撮像される観察領域２ｂに位置しているウェハ２のベベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍを回転角度情報を基に読み出す。そして、画像処理部３０は、上ベベル部２ｃにおける回転速度等を考慮した上で、２次元カメラ２２の撮像範囲における径方向中心と、撮像範囲に位置している上ベベル部２ｃのベベル中点２ｍとが一致するように、ＸＹ駆動機構に対して駆動信号を出力することで、ウェハ支持部１０およびウェハ２をＸＹ方向に移動させる。例えば、図３（ｂ）に示す領域を撮像する時には、図３（ａ）に示す領域を撮像する場合と比較して、ＸＹ駆動機構によってウェハ支持部１０およびウェハ２が、δｍだけ径方向外側に移動する。こうすることによって、上ベベル部２ｃ全体が撮像されてウェハ２の端部を検査可能となる。
【００２８】
上記のように、θ駆動機構を駆動させてウェハ２を矢印Ｂの方向に回転させるとともに、ＸＹ駆動機構によってウェハ支持部１０およびウェハ２を移動させながら、２次元カメラ２２、２３、２４によってウェハ２の端部近傍を撮像することで、ウェハ２の端部の全周分の画像がディスプレイ１００に表示されて検査可能となる。なお、２次元カメラ２２の撮像範囲における径方向中心と、ベベル中心２ｍとを一致させるように制御することで、ウェハ２とウェハホルダ１４との偏心の影響が打ち消され、２次元カメラ２４においても撮像範囲を良好に保て、２次元カメラ２３においても合焦状態を良好に保つことができる。
【実施例２】
【００２９】
以下において、本発明の第２実施例について説明する。第２実施例では、上記の基板検査装置１を用いる構成となっており、よって、ここでは基板検査装置１の構成説明は省略し、ウェハ２の端部を検査する際の各構成部材の動作を中心に説明する。
【００３０】
まず、図２に示すように、矢印Ｂの方向に回転するウェハ２の端部近傍を、ラインセンサカメラ２１および２次元カメラ２２、２３、２４によって撮像し、２次元カメラ２２、２３、２４において得られた２次元の画像データがディスプレイ１００に出力されることで、ウェハ２の端部近傍が検査可能となる。このとき、各２次元カメラによる撮像と同時に、ラインセンサカメラ２１においては、実施例１の場合と同様に、回転角度情報とともにベベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍが順次算出され、画像処理部３０のメモリに記憶されている。
【００３１】
ここで、上述のようにラインセンサカメラ２１において撮像されたウェハ２の端部近傍が、設置角度Ｃだけ回転した後に２次元カメラ２２、２３、２４によって撮像される構成となっている。よって、画像処理部３０は、２次元カメラ２２の撮像範囲に位置している、ウェハ２の端部近傍のベベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍをメモリから読み出すことが可能である。そして、上ベベル部２ｃにおける回転速度等および設置角度Ｃを考慮した上で、２次元カメラ２２の撮像範囲の径方向中心と、その撮像範囲に位置している上ベベル部２ｃのベベル中点２ｍとが一致するように、画像処理部３０は、ＸＹ駆動機構に対して駆動信号を出力してウェハ支持部１０およびウェハ２を移動させる。
【００３２】
このようにして、ウェハ２を回転させることで、ラインセンサカメラ２１によりウェハ２の各回転角度におけるベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍを算出しつつ、同時にその算出結果に基づいて、ＸＹ駆動機構によってウェハ支持部１０およびウェハ２を移動させる。そうすることで、２次元カメラ２２、２３、２４によって、ウェハ２の端部の全周分の画像がディスプレイ１００に表示されて検査可能となる。
【実施例３】
【００３３】
以下において、本発明の第３実施例について説明する。第３実施例では、上記の基板検査装置１を用いる構成となっており、よって、ここでは基板検査装置１装置の構成説明は省略し、ウェハ２の端部を検査する際の各構成部材の動作を中心に説明する。
【００３４】
まず、実施例１と同様に、ラインセンサカメラ２１のみによりウェハ２の端部近傍における上平面２ｅおよび上ベベル部２ｃの明視野像を得て、これを画像処理部３０に出力する。このとき、上述のようにウェハ２の直径は、規格（ＳＥＭＩ）管理されているため略円形とみなすことが可能である。また、ベベル幅Ｄの変動はウェハ２とウェハホルダ１４との偏心量に比べてはるかに小さいため、略一定とみなすことが可能である。そのため、例えばウェハ２を回転させて、ラインセンサカメラ２１によりウェハ２の端部近傍を半周分（１８０度分）だけ撮像する。こうすることで、画像処理部３０は、撮像された半周分の明視野像を基に撮像されていない残り半周分の明視野像を予測し、結果としてウェハ２の全周分のベベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍを演算して求めて、回転角度情報とともにメモリに記憶させる。
【００３５】
次に、上述の実施例１と同様に、θ駆動機構を駆動させてウェハ２を矢印Ｂの方向に回転させるとともに、メモリに記憶されているベベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍを参照しながら、ＸＹ駆動機構によってウェハ２を移動させる。そして、そのウェハ２の端部近傍を、２次元カメラ２２、２３、２４によって撮像することで、ウェハ２の端部の全周分の画像がディスプレイ１００に表示されて検査可能となる。
【００３６】
以下において、本発明の第４実施例について説明する。この第４実施例においては、図７に示す基板検査装置５０を用いることにより、ウェハ２の端部を検査する構成となっている。
【００３７】
まず、基板検査装置５０の構成について説明する。基本構成は、上述の基板検査装置１と同様となっており、基板検査装置１と同一番号が付された部材は、実施例１で説明したとおりであり、ここでの説明は省略する。基板検査装置５０の観察部２５は、２次元カメラ２２、２３、２４から構成されており、基板検査装置１の観察部２０において用いられていた、ラインセンサカメラ２１を有していない。また、２次元カメラ２２は、その内部のイメージセンサ２２ａにより２次元の像（２次元の画像データ）が検出されるが、この画像データはディスプレイ１００に対して出力されると同時に、画像処理部３０に対しても出力される構成となっている。
【００３８】
次に、基板検査装置５０を用いてウェハ２の端部を検査する際における、各構成部材の動作を説明する。まず、回転するウェハ２の端部近傍を、２次元カメラ２２、２３、２４によって逐次撮像し、２次元カメラ２２、２３、２４において得られた各２次元の画像データが、ディスプレイ１００に出力されて検査可能となる。このとき、２次元カメラ２２は、得られた２次元の画像データを画像処理部３０に対しても出力する。そして、画像処理部３０は、上述の実施例１と同様に、入力された２次元の画像データを基に、各回転角度における明視野像を演算処理することにより、境界２ｆおよび境界２ｇの位置から上ベベル部２ｃの径方向におけるベベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍが求められる。
【００３９】
そして、２次元カメラ２２の撮像範囲における径方向中心と、撮像範囲に位置している上ベベル部２ｃのベベル中点２ｍとが一致するように、画像処理部３０はＸＹ駆動機構に対して駆動信号を逐次出力してウェハ２を移動させる。このようにして、回転するウェハ２の端部近傍を、２次元カメラ２２、２３、２４によって逐次撮像するとともに、同時に画像処理部３０はＸＹ駆動機構に対して駆動信号を逐次出力することで、ウェハ２の端部の全周分の画像がディスプレイ１００に逐次出力されて検査可能となる。
【００４０】
ここで、本発明の効果を簡潔にまとめると、第１に、ウェハ２とウェハホルダ１４との間に偏心があり、ベベル幅が変動する場合であっても、常に２次元カメラ２２、２３および２４の撮像状態を良好に保って、境界２ｆおよび境界２ｇを含む外周端部が撮像可能となり、よって、欠陥検出の精度を高めることが可能となるとともに、検査の作業効率を高めることが可能となる。第２に、ウェハ２の端部に例えば欠陥、レジストの回り込みおよび塗装ムラ等の不良が生じている場合、図５（ｂ）に示すグラフにおいて、境界２ｆまたは境界２ｇの位置が急激に変化したり、または、ベベル幅Ｄが急激に変化することにより、確実に欠陥を検出することが可能となり、よって欠陥検出の精度を高めることが可能となる。
【００４１】
上述の実施例において、ベース平面３に対してウェハ支持部１０およびウェハ２をＸＹ方向に移動させる構成に限られず、観察部２０、２５をＸＹ方向に移動させる構成でも良い。
【００４２】
上述の実施例において、ベベル幅Ｄおよびベベル中点２ｍを得るための装置はラインセンサカメラ２１に限られず、ウェハ２の偏芯量と回転角度の関係が明らかになれば良く、例えばプリアライメントセンサを流用する構成でも良い。
【００４３】
上述の実施例において、ＸＹ駆動機構の駆動に関して、２次元カメラ２２の撮像範囲における径方向中心とベベル中点２ｍとを一致させる駆動に限られず、例えば、境界２ｆと境界２ｇとの間の任意点と一致させるように駆動させる構成でも良い。
【００４４】
上述の実施例において、ラインセンサカメラ２１の設置場所は、ウェハ２のＺ軸正方向に限られず、例えばウェハ２のＺ軸負方向に設置して、２次元カメラ２４の撮像範囲の径方向中心に、下ベベル部２ｄのベベル中点２ｍを一致させる構成でも良い。
【００４５】
上述の第３実施例において、ラインセンサカメラ２１によって撮像する領域は、ウェハ２の半周分（１８０度分）に限られず、例えば９０度分の領域でも良く、さらには全周分の端部状態が予測できれば撮像する角度領域に制限はない。
【００４６】
上述の実施例において、２次元カメラ２２、２３、２４を、それぞれウェハ２の観察領域２ｂから同じ距離だけ離れて位置に配置することにより、２次元カメラ２２の焦点を合わせることで、同時に２次元カメラ２３、２４の焦点も合うので、下ベベル部２ｈおよびアペックス部２ｉの画像のデフォーカスを防止可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１実施例に係る基板検査装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る基板検査装置の構成を示す斜視図である。
【図３】ベベル部の撮像を説明するための説明図である。
【図４】図３中のＩＶ−ＩＶ部分を示す断面図である。
【図５】（ａ）は図３（ａ）部の光強度を示すグラフで、（ｂ）は（ａ）を微分処理したグラフで、（ｃ）は図３（ｂ）部の光強度グラフを微分処理したグラフである。
【図６】ウェハのベベル幅と回転角度との関係を示したグラフである。
【図７】本発明の第４実施例に係る基板検査装置の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 基板検査装置 ２ 被検基板
１０ ウェハ支持部（ステージ） ２０ 観察部
２１ ラインセンサカメラ（１次元撮像部）
２１ａ ラインセンサ（ライン状の受光部）
２２、２３、２４ ２次元カメラ（２次元撮像部）
２２ａ、２３ａ、２４ａ イメージセンサ（平面状の受光部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検基板を保持する保持部と、
前記被検基板の端部を観察する観察部と、
前記保持部と前記観察部とを相対移動させる移動部と、
前記相対移動中に前記観察部が前記端部を観察できるように前記移動部を制御する制御部とを備えていることを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】
前記移動部は、円盤状の前記被検基板の中心を回転中心として前記被検基板を回転させる回転移動部と、
前記被検基板の径方向に沿って前記観察部を相対移動させる駆動部とを有することを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
【請求項３】
前記観察部は、前記被検基板に観察光を照射しその反射光を受光する平面状の受光部を備えた２次元撮像部により構成され、
前記２次元撮像部が、前記被検基板の回転平面に対して上面側、下面側あるいは前記被検基板の外周端面と対向する位置との少なくとも１ヶ所に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板検査装置。
【請求項４】
さらに前記観察部は、前記被検基板に観察光を照射しその反射光を受光するライン状の受光部を備えた１次元撮像部を有して構成され、
前記１次元撮像部が、前記被検基板の回転平面に対して上面側または下面側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の基板検査装置。
【請求項５】
前記観察部は、前記端部の位置情報を基に前記被検基板の端部形状を算出する演算部を備えていることを特徴とする請求項１から４に記載の基板検査装置。
【請求項６】
前記演算部は、全周に満たない所定角度の前記被検基板の前記端部形状に基づいて前記被検基板の全周の前記端部形状を算出することを特徴とする請求項５に記載の基板検査装置。
【請求項１】
被検基板を保持する保持部と、
前記被検基板の端部を観察する観察部と、
前記保持部と前記観察部とを相対移動させる移動部と、
前記相対移動中に前記観察部が前記端部を観察できるように前記移動部を制御する制御部とを備えていることを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】
前記移動部は、円盤状の前記被検基板の中心を回転中心として前記被検基板を回転させる回転移動部と、
前記被検基板の径方向に沿って前記観察部を相対移動させる駆動部とを有することを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
【請求項３】
前記観察部は、前記被検基板に観察光を照射しその反射光を受光する平面状の受光部を備えた２次元撮像部により構成され、
前記２次元撮像部が、前記被検基板の回転平面に対して上面側、下面側あるいは前記被検基板の外周端面と対向する位置との少なくとも１ヶ所に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板検査装置。
【請求項４】
さらに前記観察部は、前記被検基板に観察光を照射しその反射光を受光するライン状の受光部を備えた１次元撮像部を有して構成され、
前記１次元撮像部が、前記被検基板の回転平面に対して上面側または下面側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の基板検査装置。
【請求項５】
前記観察部は、前記端部の位置情報を基に前記被検基板の端部形状を算出する演算部を備えていることを特徴とする請求項１から４に記載の基板検査装置。
【請求項６】
前記演算部は、全周に満たない所定角度の前記被検基板の前記端部形状に基づいて前記被検基板の全周の前記端部形状を算出することを特徴とする請求項５に記載の基板検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−５２９６６（Ｐ２００９−５２９６６Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１８６７６（Ｐ２００７−２１８６７６）
【出願日】平成１９年８月２４日（２００７．８．２４）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２４日（２００７．８．２４）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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