WO2008001621A1

WO2008001621A1 - Calibration method for end portion inspecting device

Info

Publication number: WO2008001621A1
Application number: PCT/JP2007/062030
Authority: WO
Inventors: Kazuyuki Hiramoto; Tsuyoshi Iwasaki
Original assignee: Raytex Corp
Current assignee: Raytex Corp
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2007-06-14
Publication date: 2008-01-03
Anticipated expiration: 2008-12-27
Also published as: EP2051064A1; TW200806955A; KR20090029223A; JP2008008636A; US20090201495A1; TWI332076B

Description

明細書

端部検査装置の校正方法

技術分野

[0001] 本発明は、基板の端部を光学的に検査する端部検査装置の校正方法に関する。

本願 ίま、 2006年 6月 27曰〖こ、曰本【こ出願された特願 2006— 176298号【こ基づさ優先権を主張し、その内容をここに援用する。

背景技術

[0002] シリコンウェハなどの基板において、外周エッジ部に形成されてしまった狭く長い端部クラック、欠損、または研磨傷のような欠陥は、強度の低下など、基板の品質に影響を及ぼす。このため、基板の製造工程においては、基板に上記のような欠陥が形成されてヽな、かどうかの検査を行う。このような検査を行う端部検査装置としては、例えば、楕円鏡の鏡面に光吸収部材を配置して、正反射光である低次元の回折光を光吸収部材に吸収させるとともに、端部の欠陥で乱反射した高次元の回折光のみを第 2焦点位置に設けた光検出部で検出する装置が提案されている (例えば、特許文献 1参照)。このような端部検査装置では、基板の端部に欠陥が形成されている場合に、基板の端部に照射した検査光が乱反射し、光検出部で検出される。このため、光検出部で乱反射した高次元の回折光の強度によって基板の端部の欠陥の有無を検出することができる。

また、基板の端部を撮影する撮影手段を有し、取得された画像データ力ゝら端部に形成されて!、る欠陥を認識し、認識された欠陥の大きさ及び位置を評価する端部検查装置なども提案されて!ヽる。

特許文献 1：特開 2003 - 287412号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] し力しながら、特許文献 1の端部検査装置によれば、端部に形成された欠陥での乱反射により生じる回折光の強度は、欠陥の位置、形状、寸法のみならず、発光部から照射される検査光の強度、光軸の向き及び焦点位置によっても異なってくる。同様に、検出部の設置位置がずれてしまえば、検出される反射光の強度も異なつてしまう。このため、安定した検出結果を得るために、発光部や検出部などにおいて検出される強度に影響を及ぼす特性値となるものを定期的に校正し、検査条件を常に一定とする必要があった。

また、認識すべき欠陥の形状及び寸法は、基板の種類などによって異なるので、基板の種類が変更された場合には、対応する欠陥を正確に認識するために、発光部から照射する検査光の強度や検出部の感度などの特性値を校正して、最適な検査条件にする必要があった。

また、撮影手段を有し、画像データに基づいて端部に形成された傷を評価する端部検査装置においても同様であり、照明の強度、撮影手段の光軸の向き、設置位置及び焦点位置など画像データに影響を及ぼす特性値となるものを校正する必要があつた o

[0004] この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、基板の端部を光学的に検査する端部検査装置を、最適かつ一定の検査条件で検査することが可能な端部検査装置の校正方法の提供を課題とする。

課題を解決するための手段

[0005] 上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を採用している。

すなわち、本発明の端部検査装置の校正方法は、被検査基板の端部に検査光を照射する発光部と、前記被検査基板の前記端部で反射した反射光の光学的特性を検出する検出部とを備え、前記検出部で検出された前記反射光の前記光学的特性に基づいて前記被検査基板の前記端部に生じた欠陥を検出する端部検査装置の校正方法であって、基準となる校正用基板の端部に、厚さ方向の位置、形状、寸法のうちの少なくとも 1つがそれぞれ互いに異なるように設定された複数の擬似欠陥を周方向に形成する擬似欠陥形成工程と；前記各擬似欠陥のそれぞれに前記検査光を照射し、前記検出部によって前記反射光の前記光学的特性を検出する検出工程と;前記各擬似欠陥のそれぞれから検出された前記反射光の前記光学的特性に基づヽて、前記端部検査装置の校正を行う調整工程と；を備える。

[0006] 上記端部検査装置の校正方法によれば、検出工程において、複数の擬似欠陥のそれぞれに発光部から検査光を照射し、検出部でその反射光の光学的特性を検出する。その結果、擬似欠陥の厚さ方向の位置、形状、寸法の変化に対応した複数の検出結果が得られる。そして、調整工程では、これら擬似欠陥と対応する検出結果である反射光の光学的特性との関係を把握し、また前記検出結果と所定値とを比較することにより、端部検査装置の校正を行う。この際、各擬似欠陥は、擬似欠陥形成ェ程において、所定の厚さ方向の位置、形状、寸法となるように形成することで、常に一定条件で端部検査装置の校正を行うことができる。また、厚さ方向の位置、形状、寸法といった諸条件を変化させた擬似欠陥を用いて校正することで、実際に、被検查基板の端部に生じる前記諸条件が異なる様々な欠陥に対し、最適な検査条件を設定できる。その結果、安定した検出結果を得ることができる。

[0007] 前記擬似欠陥形成工程では、前記各擬似欠陥の前記形状及び前記寸法を一定にしてかつ、前記厚さ方向の位置を、前記校正用基板の厚さ方向の中心を基準としてその両側に一定の変位量で変位させることで、前記各擬似欠陥を形成してもよ、。

[0008] この場合、擬似欠陥形成工程において、厚さ方向に沿って位置が異なる複数の擬似欠陥を形成することで、調整工程において、各擬似欠陥の位置が厚さ方向に沿つて変化する場合でも、これらの検出結果を所定値と比較することにより校正を行うことができる。その結果、端部検査装置の厚さ方向の特性値、例えば、厚さ方向における発光部や検出部等の設置位置のずれや、光軸の向きのずれなどを調整することができる。この際、各擬似欠陥は、厚さ方向の中心を基準としてその両側に一定変位量で変位させる。このように配置することで、端部検査装置の厚さ方向の特性値を、その中心を基準として定量的に評価することができる。

[0009] 前記擬似欠陥形成工程では、前記各擬似欠陥の前記厚さ方向の位置及び前記形状を一定にしてかつ、前記寸法を一定の変化量または変化率で変化させることで、前記各擬似欠陥を形成してもよヽ。

[0010] この場合、擬似欠陥形成工程において、寸法が互いに異なる複数の擬似欠陥を形成することで、調整工程において、各擬似欠陥の寸法を変化させた場合の検出結果を所定値と比較することにより、校正を行うことができる。このため、所定寸法の擬似欠陥に対して一定の検出結果が得られるように端部検査装置を校正することができる。この際、各擬似欠陥は、一定の変化量または変化率で寸法が変化するように設定することで、端部検査装置の特性値と各擬似欠陥の寸法との関係を定量的に評価することができる。

[0011] 前記端部検査装置の前記検出部は、前記光学的特性として前記反射光の強度を検出する光センサであり、前記調整工程では、前記検出工程で検出された前記各擬似欠陥における前記反射光の強度を所定値と比較することにより、前記反射光の強度に影響を及ぼす前記発光部及び前記検出部の特性値を調整するようにしてもょ、

[0012] この場合、検出工程において、各擬似欠陥に検査光を照射して、その反射光の強度が検出部である光センサで検出される。そして、調整工程では、厚さ方向の位置、形状、寸法のうち少なくとも 1つが互いに異なる各擬似欠陥からの反射光の強度を、所定値と比較することで、検出される反射光の強度に影響を及ぼす発光部及び検出部の特性値 (例えば、発光部の設置位置、光軸の向き、照射される検査光の強度、あるいは焦点位置)、検出部の設置位置や感度などを調整して、端部検査装置の校正を行う。その結果、所定条件の擬似欠陥がある場合にこれに対応した一定の反射光強度が検出できるようになる。すなわち、検出される反射光の強度に基づいて被検查基板の端部に生ずる欠陥を正確に検出することができる。

[0013] 前記端部検査装置の前記検出部は、前記発光部から照射される前記検査光を照明光として前記基板の前記端部を撮影するカメラであり、前記調整工程では、前記検出工程で前記検出部によって撮影された画像データ中の、前記各擬似欠陥が形成された部分の画素数をそれぞれ互いに比較して、取得される前記画像データに影響を及ぼす前記発光部及び前記検出部の特性値を調整するようにしてもよ!ヽ。

[0014] この場合、検出工程では、各擬似欠陥に検査光を照明し、検出部であるカメラによつて擬似欠陥が形成された校正用基板の端部を撮影して画像データを取得する。そして、調整工程では、厚さ方向の位置、形状、寸法のうち少なくとも 1つが互いに異なる各擬似欠陥を含む画像データのうち、擬似欠陥と認識される部分の画素数を相互に比較し、取得される画像データに影響を及ぼす発光部及び検出部の特性値 (例えば発光部の検査光の強度)、検出部の光軸の向き、焦点位置、設置位置などを調整し、端部検査装置の校正を行う。その結果、所定条件の擬似欠陥において、対応する一定の画素数で擬似欠陥を検出できるようにすることができる。すなわち、欠陥と認識される部分の画素数に基づいて、被検査基板の端部に生ずる欠陥を正確に検出することができる。

[0015] 前記調整工程では、前記検出工程で検出された前記各擬似欠陥における前記反射光の前記光学的特性に基づ!、て、前記被検査基板の前記端部の合否の基準値を決定してもよい。

[0016] この場合、検出工程において、厚さ方向の位置、形状、寸法のうち少なくとも 1つが互いに異なる擬似欠陥からの反射光の光学的特性を検出し、調整工程では、各擬似欠陥の反射光の光学的特性を所定値と比較することで、各擬似欠陥の厚さ方向の位置、形状、寸法と、反射光の光学的特性との関係を定量的に評価することができる。その結果、これらの関係と要求される検出精度とに基づいて、合否の基準となる反射光の光学的特性の基準値を決定すれば、この基準値を元に、厚さ方向の位置、形状、寸法が一定基準を超える欠陥を正確に検出することができる。

発明の効果

[0017] 本発明によれば、擬似欠陥形成工程で様々な条件の擬似欠陥を複数形成し、これら擬似欠陥を検出工程で検出し、さらにはその検出結果に基づいて調整工程で端部検査装置の校正を行うことで、端部検査装置を常に最適かつ一定の検査条件で検査可能なように校正することができる。

図面の簡単な説明

[0018] [図 1]図 1は、本発明の端部検査装置の校正方法の第 1実施形態が適用される端部傷検査装置の側断面図である。

[図 2]図 2は、同端部傷検査装置の平断面図である。

[図 3]図 3は、同実施形態における校正方法を示すフローチャートである。

[図 4]図 4は、同実施形態における校正用基板の端部の拡大断面図である。

[図 5]図 5は、同校正用基板の一部を拡大した正面図である。

[図 6]図 6は、同校正用基板にコヒーレント光を照射した場合の説明図である。

[図 7]図 7は、同校正用基板にコヒーレント光を照射した場合の説明図である。 [図 8]図 8は、同校正用基板にコヒーレント光を照射した場合の説明図である。

[図 9]図 9は、同実施形態における擬似欠陥と、検出された反射光の強度との関係を示すグラフである。

[図 10]図 10は、本発明の端部検査装置の校正方法の第 2実施形態が適用される端部傷検査装置の側断面図である。

[図 11 A]図 11 Aは、同実施形態におヽて撮影された画像を示す説明図である。

[図 11B]図 11Bは、同実施形態において撮影された画像を示す説明図である。

[図 12A]図 12Aは、同実施形態において撮影された画像を示す説明図である。

[図 12B]図 12Bは、同実施形態において撮影された画像を示す説明図である。符号の説明

1, 20 端部検査装置

3 発光部

4 光センサ (検出部）

21、 22 カメラ (検出部）

23 照明光源 (発光部）

E 画像データ

F 擬似欠陥

M 校正用基板

Ml 端部

M10 中心

N 変位量

S 周方向

S1 擬似欠陥形成工程

S2 検出工程

S3 調整工程

T 厚さ方向

w 被検査基板

W1 端部 C コヒーレント光 (検査光）

発明を実施するための最良の形態

[0020] (第 1実施形態）

図 1から図 9は、本発明の端部検査装置の校正方法に係る第 1実施形態を示している。

まず、図 1及び図 2に基づいて、本実施形態の端部検査装置 1について説明する。図 1及び図 2に示すように、端部検査装置 1は、被検査基板 W (例えば、略円板状のシリコンウェハや半導体ウェハなど)の端部 W1に生じる欠陥の有無を検査する装置であり、楕円鏡 2と、発光部 3と、検出部である光センサ 4とを備えている。

楕円鏡 2は、内側 2aに鏡面 2bを有しており、頂点部 2cに被検査基板 Wを挿入可能な切欠き 2dが形成されている。被検査基板 Wは、図示しない支持台によって、被検査基板 Wの周方向 Sに回転可能に固定されているとともに、端部 W1が楕円鏡 2の第 1焦点位置 Aに位置するように配置されて、る。

[0021] 発光部 3は、検査光であるコヒーレント光 Cを発光する光源 5と、照射されたコヒーレント光 Cに対して光学的な作用を加える焦光手段 6とを備える。光源 5は、例えばレーザ一光であり、より詳しくは、 He— Neレーザーや半導体レーザーなどである。焦光手段 6は、コヒーレント光 Cの照射範囲を絞るレンズである。本実施形態の発光部 3は、第 1焦点位置 Aに配置された端部 W1を照射するように調整されており、特に、その光軸 C1が楕円鏡 2の長軸 Lと一致するように調整されている。焦光手段 6は、光源 5 力照射されたコヒーレント光 Cを絞り、その結果、被検査基板 Wの端部 W1に対し、厚さ方向 Tに沿って長くかつ周方向 Sに短く絞った照射範囲を付与するように設定されている。

[0022] 光センサ 4は、発光部 3から照射されたコヒーレント光 Cが被検査基板 Wの端部 W1 で反射した反射光 Dの光学的特性としてその強度を検出するものであり、例えばフォトダイオードで構成されている。本実施形態の光センサ 4は、反射光 Dのうち、楕円鏡 2で反射して楕円鏡 2の第 2焦点位置 Bに集光される反射光 Dを検出可能に調整されている。また、楕円鏡 2の内側 2aの、長軸 Lを含む被検査基板 Wの厚さ方向 Tに平行な面と楕円鏡 2とが交わる交線上には、所定幅を有して貼り付けられたマスキングテープである遮光手段 7が設けられてヽる。被検査基板 Wの端部 W1で反射した反射光 Dのうち、遮光手段 7に到達した反射光 Dは、反射して光センサ 4に到達することなぐ遮光手段 7に吸収されてしまう。

[0023] すなわち、図 1及び図 2に示す端部検査装置 1において、被検査基板 Wの端部 W1 に欠陥が存在せずに正常な状態であれば、発光部 3から照射されたコヒーレント光 C は、第 1焦点位置 Aに配置された端部 W1で正反射する。このため、その反射光 Dは低次元の回折光 D1として、その多くが遮光手段 7に吸収されてしまうため、光センサ 4では検出されない。一方、被検査基板 Wの端部 W1に欠陥が存在する場合には、欠陥によってコヒーレント光 Cは乱反射する。すなわち、その反射光 Dは、高次元の回折光 D2として楕円鏡 2の鏡面 2bで反射して第 2焦点位置 Bに到達し、光センサ 4 で検出される。したがって、本実施形態の端部検査装置 1によれば、光センサ 4で検出された反射光 Dの強度によって、欠陥の有無、さらには欠陥の特性値、すなわち被検査基板 Wにおける厚さ方向の位置、形状、寸法などを検出することが可能である。

[0024] ところで、光センサ 4で検出される反射光 Dの強度は、欠陥の特性値のみならず、端部検査装置 1を構成する発光部 3及び光センサ 4の特性値にも依存する。すなわち、発光部 3においては、光源 5の設置位置、光軸 C1の向き及び照射されるコヒーレント光 Cの強度、焦光手段 6による焦点位置が異なることによって、光センサ 4で検出される反射光 Dの強度が異なってくる。また、第 2焦点位置 Bに対する光センサ 4の設置位置のずれによっても、光センサ 4で検出される反射光 Dの強度が異なってくる。さらに、光センサ 4の感度によっても検出される反射光 Dの強度の上限値及び精度は異なり、正確に強度測定ができなくなってしまう。このため、端部検査装置 1においては、被検査基板 Wの端部 W1の欠陥の有無及びその特性値を正確に検出するために、構成要素である発光部 3及び光センサ 4の特性値が常に最適かつ一定条件となるように校正する必要がある。以下に、端部検査装置 1の発光部 3や光センサ 4の校正方法の詳細について説明する。

[0025] 図 3は、端部検査装置 1を校正する各工程のフローチャートを示している。同図に示すように、まず、擬似欠陥形成工程 S1において、予め用意した校正用基板 Mに所定の擬似欠陥 Fを形成する。

校正用基板 Mは、対象となる被検査基板 Wと同様の厚さを有する略円板状の部材であることが好ましぐ被検査基板 Wと同じ材質であることがより好ましい。また、被検查基板 Wの端部 W1と同様の端部処理が施されていることが好ましい。すなわち、図 4に示すように、端部処理が施された校正用基板 Mの端部 Mlは、その断面形状が、上面 M2及び下面 M3と略直交する端面 M4と、端面 M4から上下に上面 M2及び下面 M3のそれぞれに向って略円弧状に形成された上べベル M5及び下べベル M6とを有し、厚さ方向 Tに沿って略対称に形成されている。

[0026] 擬似欠陥 Fは、正面視した場合に略円形状を有する凹部であり、校正用基板 Mの端部 Mlに YAGレーザーや炭酸ガスレーザーを照射するレーザー加工によって形成される。図 5に示すように、本実施形態では、レーザー加工の出力を調整することによって、直径力 30 m、 50 m、 70 m、 90 mと、 20 μ mずつ直径を変ィ匕させた異なる寸法を有する擬似欠陥 Fl、 F2、 F3、 F4を形成した。さらに、これらの擬似欠陥 Fl、 F2、 F3、 F4を、校正用基板 Mの端部 Mlにおいて、厚さ方向 Tの中心と一致する位置 M7、及び、位置 M7から上下にそれぞれ変位量 Nだけ変位した位置 M8 、 M9ごとに、計 12個の擬似欠陥 Fを形成した。また、これらの擬似欠陥 Fは、端部 M 1に形成された図示しないノッチを基準として、周方向 Sに沿って互いに等角度間隔をなすように配列した。なお、擬似欠陥 Fを形成する方法は、上記のレーザー加工に限るものでは無ぐ例えば、超音波ドリルによって削孔しても良い。また、上記寸法は、一例であり適時選択可能である。

[0027] 次に、図 3に示す検出工程 S2を行う。まず、図 1に示すように、校正用基板 Mを図示しない支持台に固定し、それによつて端部 Mlを第 1焦点位置 Aに配置させる。次に、端部 Mlに形成されたいずれかの擬似欠陥 Fが第 1焦点位置 Aに位置するように、校正用基板 Mを周方向 Sに回転させる。そして、発光部 3からコヒーレント光 Cを第 1 焦点位置 Aに向力つて照射し (ステップ S21)、その反射光 Dの強度を光センサ 4で検出する（ステップ S22)。これを各位置 M7、 M8、 M9における各擬似欠陥 Fl、 F2 、 F3、 F4毎に行い、厚さ方向 Tの位置及び寸法が異なる擬似欠陥 Fごとに、対応する検出結果として反射光 Dの強度を取得する。 [0028] この時、図 6に示すように、発光部 3の光軸 C1が、楕円鏡 2の長軸 L、すなわち校正用基板 Mの中心 M10と一致し、また、端部 Mlに対して厚さ方向 T全体にコヒーレント光 Cを照射可能となっている。このような条件 (以下、基準条件）においては、擬似欠陥 Fの寸法及び形状が等しければ、擬似欠陥 Fが形成された位置が M7、 M8、 M 9と異なっていても、コヒーレント光 Cは、各擬似欠陥 Fにおいて略一定の強度で乱反射する。このため、図 9に示すように、厚さ方向 Tの位置に関わらず、擬似欠陥 Fの形状及び寸法が等しい場合には、光センサ 4で検出される反射光 Dの強度が略等しい値を示す。一方、発光部 3の光軸 C1の向きが厚さ方向 Tに沿ってずれている、あるいは、厚さ方向 Tに沿って発光部 3の設置位置がずれている場合には、校正用基板 M の端部 Mlの照射位置が厚さ方向 Tに沿ってずれてしまい、検出される強度が異なつてくる。

[0029] 以下の説明において、基準値とは、前記所定条件において得られる反射光の強度を指す。例えば、図 7に示すように光軸 C1の向きがずれており、コヒーレント光 Cが厚さ方向 Tの上方力も照射されている場合には、中心 M10より上方の位置 M8に形成された擬似欠陥 Fで基準値と比較して高強度の反射光 Dが検出される（図 9において、符号 F12)。一方、中心 M10よりも下方の位置 M9に形成された擬似欠陥 Fでは、基準値と比較して低強度の反射光 Dが検出される（図 9において、符号 F13)。また、図 8に示すように、コヒーレント光 Cが厚さ方向 Tの下方から照射されている場合も同様であり、中心 M10より上方の位置 M8に形成された擬似欠陥 Fで基準値と比較して低強度の反射光 Dが検出される一方、中心 M10より下方の位置 M9に形成された擬似欠陥 Fで基準値と比較して高強度の反射光 Dが検出される。さらに、発光部 3の焦光手段 6による焦点位置がずれてしまい、端部 Mlのうち、厚さ方向 Tの一部のみしか照射されていない場合にも、異なる検出結果が得られる。また、光センサ 4が第 2 焦点位置 Bからずれてしまっている場合にも、第 2焦点位置 Bから厚さ方向 Tの上方、下方のどちらに設置位置がずれているかによって検出結果が異なってくる。

[0030] すなわち、図 3に示すように、調整工程 S3として、まず、上記のように、各擬似欠陥 Fで検出された反射光 Dの強度の比較を行う。そして、図 9に示すように、例えば、各位置 M7、 M8、 M9において、形状及び寸法が略等しい擬似欠陥 F4で検出された反射光 Dの強度が所定値と異なり、検出された結果が Fl l、 F12、 F13であったとする。この場合には、これらの検出結果と所定値との比較を行い (ステップ S31)、略等しい結果が得られな力つたとして、発光部 3及び光センサ 4の厚さ方向 Tの特性値、すなわち、発光部 3においては、光源 5の厚さ方向 Tの設置位置及び光軸 C1の向き、焦光手段 6の焦点位置、また、光センサ 4においては、厚さ方向 Tの設置位置などを調整する。そして、再度、検出工程 S2及び調整工程 S3を繰り返す。すなわち、同様に、厚さ方向 Tの位置が異なってかつ形状及び寸法が略等しい擬似欠陥 Fにおける検出結果を所定値と比較して調整する。これを繰り返して、厚さ方向 Tの位置に関わらず略等しい形状及び寸法の各擬似欠陥 Fにおいて、所定値と略等しい検出結果が得られた場合には校正が完了したとして、被検査基板 Wの検査を開始する (ステツプ S4)。

[0031] このように、厚さ方向 Tの位置が異なる擬似欠陥 Fの検出結果を所定値と比較することで、発光部 3における光源 5の光軸 C1の向き及び設置位置、焦光手段 6の焦点位置、さらには光センサ 4の設置位置など、端部検査装置 1の厚さ方向 Tの特性を表わす値のずれを調整し、一定の検出結果が得られるように校正することができる。この際、擬似欠陥 Fは、厚さ方向 Tの中心 M10を基準として両側に一定の変位量 Nで変位するように設定されていることで、端部検査装置 1の厚さ方向 Tの特性値を、その中心 M10を基準として定量的に評価して、調整を行うことができる。なお、上記においては、中心 M10に一致する位置 M7と、その両側の位置 M8、 M9の 3パターンとしたが、擬似欠陥 Fの形成する位置を厚さ方向 Tに沿ってさらに細分ィ匕することで、検出結果をより正確に評価し、調整することができる。

[0032] また、上記においては、厚さ方向 Tに位置が異なる擬似欠陥 Fにおける検出結果を所定値と比較して、端部検査装置 1の厚さ方向 Tの特性値を調整する場合を説明した力これに限るものでは無い。例えば、図 5及び図 9に示すように、調整工程 S3のステップ S31において、厚さ方向 Tの位置及び形状が等しぐ寸法が異なる擬似欠陥 Fl、 F2、 F3、 F4の検出結果を所定値と比較しても良い。このような場合には、擬似欠陥 Fの寸法を変化させた場合の検出結果の所定値との差異を比較して、所定の寸法の擬似欠陥 Fで一定の検出結果が得られるように端部検査装置 1を校正することができる。この際、これらの擬似欠陥 Fは、一定の変化量 (例えば 20 m)で寸法が変化するように設定されていることで、端部検査装置 1の反射光 Dの強度に影響を及ぼす特性値と擬似欠陥 Fの寸法との関係を定量的に評価することが可能となる。また、このように、擬似欠陥 Fの寸法と検出される反射光 Dの強度との相関関係が得られることで、実際に被検査基板 Wを検査する際に、検出された反射光 Dの強度から被検査基板 Wの端部 W1に生じて、る欠陥の大きさを確認することが可能となる。また、検査の目的とする欠陥の大きさが予め定まっている場合には、対応する反射光 Dの強度を、好適に測定することが可能となるように光センサ 4の感度を調整し、また、発光部 3から照射されるコヒーレント光 Cの強度を調整することも可能である。なお、本実施形態においては、変化させる寸法として、直径を例に挙げたが、深さを変化させても良い。

[0033] また、上記において、擬似欠陥 Fは、正面視した場合に略円形の略等しい形状であるとしたが、これに限らず、例えば楕円形や細長いクラック状の形状など、様々な形状に設定しても良い。このように形状を変化させて、反射光 Dの強度との関係を比較することで、より詳細に端部検査装置 1を校正することが可能である。すなわち、厚さ方向 Tの位置、形状、寸法といった諸条件を変化させた様々な条件の擬似欠陥 Fを用いて校正することで、実際に被検査基板 Wの端部 W1に生じる前記諸条件が異なる様々な欠陥に対して、最適な検査条件を設定することができる。その結果、安定した検出結果を得ることができる。また、例えば、複数の端部検査装置 1で同時に大量の基板を検査する場合には、装置間における検査精度を統一して、効率良く検査を行うことができる。

[0034] また、擬似欠陥 Fの厚さ方向 Tの位置、形状、寸法と、反射光 Dの強度との関係を定量的に評価することができるので、これらの関係と要求される検出精度とに基づいて、合否の基準となる反射光 Dの強度の基準値を決定すれば、この基準値を元に厚さ方向 Tの位置、形状、または、寸法が一定の基準を超える欠陥を正確に検出することも可能となる。

[0035] (第 2実施形態）

図 10から図 13は、本発明の端部検査装置の校正方法に係る第 2実施形態を示している。この実施形態において、前述した第 1実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

[0036] 図 10に示すように、この実施形態の端部検査装置 20は、被検査基板 Wの端部 W1 の欠陥を検出する検出部として端部 W1を撮影する 2台のカメラ 21、 22と、カメラ 21、 22で撮影する端部 W1に対して発光部として照明光 (検査光)を照射する複数の照明光源 23 (23a、 23b、 23c, 23d、 23e)とを備える。 2台のカメラ 21、 22は、これらの光軸 21a、 22aが被検査基板 Wの厚さ方向 Tの中心軸 23に対して側方視それぞれ上下に略等しい傾斜角 Θで傾斜するようにして設けられている。傾斜角度 Θは適時選択可能であるが、本実施形態においては例えば 35度に設定されている。そして、端部 W1に対してその厚さ方向 Tに沿った全体を、また、周方向 Sに沿った欠陥等の全体像を拡大観察可能な程度に撮影範囲が設定されている。複数の照明光源 23は、より詳しくは、 LEDで形成された面発光源である。本実施形態では、照明光源 23 は、各カメラ 21、 22の前方において照射方向を各光軸 21a、 22aと一致させて設けられた第 1照明光源 23a、 23b、照射方向を被検査基板 Wの中心軸 23と一致させて端部 W1を正面照射する第 2照明光源 23c、被検査基板 Wの端部 W1の上下から照明する第 3照明光源 23d、 23e、の計 5基で構成されており、これにより被検査基板 Wの端部 W1の全体を均一な明るさで照明可能である。なお、照明光源 23の照明方式は LEDによる面発光方式に限るものでは無ぐまた、照明光源 23の設置基数及び位置も適時選択可能である。

[0037] カメラ 21、 22は、それぞれ制御部 24と接続されており、制御部 24に対して、撮影した画像を画像データとして入力することが可能である。図 11A, 11Bは、一例として、上方に位置するカメラ 21で校正用基板 Mの端部 M 1を撮影し、制御部 24に入力した画像データ Pである。図 11Aは、図 5に示す位置 M8における擬似欠陥 F4 (直径 9 O /z m)を撮影したものであり、図 11Bは、図 5に示す位置 7における擬似欠陥 F4 (直径 90 m)を撮影したものである。カメラ 21は、上方へ傾斜角 Θ (35度)だけ傾斜して撮影しているので、位置 M8、すなわち校正用基板 Mの厚さ方向 T上方に位置する擬似欠陥 Fは、画像の略中心に確認される。一方、位置 M7、すなわち校正用基板 Mの厚さ方向 Tの中心に位置する擬似欠陥 Fは画像の下側に確認される。また、位置 M9、すなわち校正用基板 Mの厚さ方向 Tに沿って下方に位置する擬似欠陥 Fは撮影されない。

[0038] 図 12A, 12Bは、一例として、下方に位置するカメラ 22で撮影し、制御部 24に入力された画像データ Pである。図 12Aは、図 5に示す位置 M7における擬似欠陥 F4 (直径 90 m)を撮影したものであり、図 12Bは、図 5に示す位置 9における擬似欠陥 F4 (直径 90 m)を撮影したものである。カメラ 22は、下方へ傾斜角 Θ (35度)だけ傾斜して撮影しているので、位置 M7、すなわち校正用基板 Mの厚さ方向 Tの中心に位置する擬似欠陥 Fは画像の上側に確認される。一方、位置 M9、すなわち校正用基板 Mの厚さ方向 T下方に位置する擬似欠陥 Fは、画像の略中心に確認される。また、位置 M7、すなわち校正用基板 Mの厚さ方向 Tに沿った上方に位置する擬似欠陥 Fは撮影されない。

[0039] この端部検査装置 20では、 2台のカメラ 21、 22を用いて上下力校正用基板 Mの端部 Mlを撮影するので、厚さ方向 Tの全体に亙って歪みを抑え、良好なコントラストを有する画像を取得して欠陥の形状を正確に把握することができる。本実施形態においては、複数の照明光源 23、特に照射方向がカメラ 21、 22の光軸 21a、 22aと一致した第 1照明光源 23a、 23bを備えることで、より良好なコントラストを得ることができる。また、カメラ 21、 22は、それぞれ傾斜角 Θで略等しく傾斜しているので、欠陥の形状、寸法が等しければ、位置 M7の擬似欠陥 Fはそれぞれ画像に映し出される位置は異なるものの、形状及び寸法が同じとなるように認識される。また、カメラ 21で撮影された位置 M8の擬似欠陥 Fと、カメラ 22で撮影された位置 M9の擬似欠陥 Fとは、画像の中心位置において形状及び寸法が同じになるように認識される。そして、図 11A〜図 12Bに示したように、制御部 24は、取得した画像データ Pから撮影された被検査基板 Wの端部 W1と異なるコントラストを有する部分を認識してその範囲 Rを確定し、範囲 Rの画素数を検出することで、欠陥の有無、さらには欠陥の厚さ方向 T の位置、形状、寸法を検出することが可能である。

[0040] このような端部検査装置 20では、カメラ 21、 22の各設定位置や各光軸 21a、 22a の向きがずれてしまうと、撮影された画像には実際とは異なる形状が出力されてしまう。また、カメラ 21、 22の感度や照明光源 23の照明光の強度によって、欠陥をその周囲とのコントラストとして検出することができなくなってしまう。しかしながら、この実施形態においても同様に、擬似欠陥形成工程 S1として図 5に示すような校正用基板 Mを作成し、検出工程 S2として擬似欠陥 Fごとに撮影を行い、取得された画像データ Pから擬似欠陥 Fと対応する画素数を検出する。そして、例えば、図 11及び図 12に示すように、調整工程 S3として、中心 M10から上下に一定の変位量 Nだけ変位した擬似欠陥 Fの画素数を互いに比較する。より詳しくは、上方に位置するカメラ 21によって位置 M7で撮影された擬似欠陥 F (図 11B)と、下方に位置するカメラ 22によって位置 M7で撮影された同形状、同寸法の擬似欠陥 F (図 12A)とを比較する。あるいは、上方に位置するカメラ 21によって位置 M8で撮影された擬似欠陥 F (図 11A)と、下方に位置するカメラ 22によって位置 M9で撮影された同形状、同寸法の擬似欠陥 F ( 図 12B)とを比較する。そして、これらの画素数が等しくなるように端部検査装置 20の厚さ方向 Tの特性値の調整を行うことで、正確な画像を撮影して、欠陥を検出することができるように端部検査装置 20を校正することができる。あるいは、カメラ 21の感度を調整し、また、照明光の強度を調整することで、最適なコントラストを有する画像を常に取得することが可能となる。また、擬似欠陥 Fの厚さ方向 Tの位置、形状、寸法と、検出される画素数との関係を定量的に評価することができ、これらの関係と要求される検出精度とに基づいて、合否の基準となる画素数の基準値を決定すれば、この基準値を元に厚さ方向 Tの位置、形状、または、寸法が一定の基準を超える欠陥を正確に検出することも可能となる。

[0041] 以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこれら実施形態に限られるものではなぐ本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

[0042] なお、調整工程において調整する対象として、第 1実施形態においては、端部検査装置 1の発光部 3及び光センサ 4を、第 2実施形態においては、カメラ 21及び照明光源 22を例に挙げた力これらに限るものでは無い。第 1実施形態においては、反射光 Dの強度に影響を及ぼす特性値となるものであれば、これ以外にも同様の校正方法によって校正可能である。第 2実施形態においても同様に、検出される画素数に影響を及ぼす特性値となるものであれば、校正可能である。また、端部検査装置として、第 1実施形態においては反射光 Dの強度を検出するものを、第 2実施形態にお V、ては端部を撮影し画像を取得するものを例に挙げたがこれらに限るものでは無!、。少なくとも、被検査基板 Wの端部 W1に検査光を照射して、端部 W1で反射した反射光の光学的特性を検出し、これに基づいて端部 W1の欠陥の有無などを検出可能なものであれば、同様の方法によって検出される反射光の光学的特性に影響を及ぼす特性値を調整し、校正することができる。

産業上の利用可能性

基板の端部を光学的に検査する端部検査装置を、最適かつ一定の検査条件で検查することが可能な、端部検査装置の校正方法を提供することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 被検査基板の端部に検査光を照射する発光部と、前記被検査基板の前記端部で反射した反射光の光学的特性を検出する検出部とを備え、前記検出部で検出された前記反射光の前記光学的特性に基づいて前記被検査基板の前記端部に生じた欠陥を検出する端部検査装置の校正方法であって、

基準となる校正用基板の端部に、厚さ方向の位置、形状、寸法のうちの少なくとも 1 つがそれぞれ互いに異なるように設定された複数の擬似欠陥を周方向に形成する擬似欠陥形成工程と；

前記各擬似欠陥のそれぞれに前記検査光を照射し、前記検出部によって前記反射光の前記光学的特性を検出する検出工程と；

前記各擬似欠陥のそれぞれから検出された前記反射光の前記光学的特性に基づいて、前記端部検査装置の校正を行う調整工程と；

を備えることを特徴とする端部検査装置の校正方法。

[2] 請求項 1に記載の端部検査装置の校正方法であって、

前記擬似欠陥形成工程では、前記各擬似欠陥の前記形状及び前記寸法を一定にしてかつ、前記厚さ方向の位置を、前記校正用基板の厚さ方向の中心を基準としてその両側に一定の変位量で変位させることで、前記各擬似欠陥を形成する。

[3] 請求項 1に記載の端部検査装置の校正方法であって、

前記擬似欠陥形成工程では、前記各擬似欠陥の前記厚さ方向の位置及び前記形状を一定にしてかつ、前記寸法を一定の変化量または変化率で変化させることで、前記各擬似欠陥を形成する。

[4] 請求項 1に記載の端部検査装置の校正方法であって、

前記端部検査装置の前記検出部は、前記光学的特性として前記反射光の強度を検出する光センサであり、

前記調整工程では、前記検出工程で検出された前記各擬似欠陥における前記反射光の強度を所定値と比較することにより、前記反射光の強度に影響を及ぼす前記発光部及び前記検出部の特性値を調整する。

[5] 請求項 1に記載の端部検査装置の校正方法であって、前記端部検査装置の前記検出部は、前記発光部から照射される前記検査光を照明光として前記基板の前記端部を撮影するカメラであり、

前記調整工程では、前記検出工程で前記検出部によって撮影された画像データ中の、前記各擬似欠陥が形成された部分の画素数をそれぞれ互いに比較して、取得される前記画像データに影響を及ぼす前記発光部及び前記検出部の特性値を調整する。

請求項 1に記載の端部検査装置の校正方法であって、

前記調整工程では、前記検出工程で検出された前記各擬似欠陥における前記反射光の前記光学的特性に基づ!/、て、前記被検査基板の前記端部の合否の基準値を決定する。