缺陷检查装置的制作方法-山东亚星游戏官网机床有限公司

专利名称：缺陷检查装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及向例如半导体晶片或平面显示器(FPD)的玻璃基板等试料照射照明光，并对此时来自试料的光进行摄像后，根据其图像数据对试料进行缺陷检查的缺陷检查装置。
背景技术：
一般情况下，在半导体晶片或平面显示器的玻璃基板等的制造工序中，例如具有照相平版印刷流程的制造工序的途中，在由硅或玻璃板构成的基板上形成通过成膜层图案化后的抗蚀涂层。但是，在照相平版印刷流程中，涂敷在基板表面上的抗蚀涂层上一旦附着膜斑点或尘埃等，由于这些膜斑点或尘埃，就会产生蚀刻后的图案的线宽不好或图案内有气泡等缺陷。
由于上述原因，在基板蚀刻前的制造工序中，通常对所有基板进行有无上述缺陷的检查。该全部检查方法多采用操作人员对所有基板进行目视观察的方法。但是，由于根据操作人员经验的判断力的差异或在洁净室中由操作人员自身产生的尘埃的影响是无法忽视的，因而尽量采用操作人员与基板隔离进行观察的方法或者使装置具有判断功能的方法。
图16所示为日本专利特开平9-61365号公报所记载的现有的缺陷检查装置的结构。在试料1的上方设有照明部2和摄像部3。照明部2以入射角θ0向试料1照射照明光，其光路上配置有准直透镜4，使来自照明部2的照明光形成平行光束。
摄像部3设置在以法线n为基准与照明部2相对的位置，并相对试料1以角度θ0配置。摄像部3具有线路传感器摄像机5和成像透镜6。摄像部3和试料1之间配置有准直透镜7。
通过这样的结构，从照明部2发出并扩散的光束由准直透镜4形成平行光束后对试料1进行线状照明。在试料1表面反射的光通过准直透镜7入射到成像透镜6，并在线路传感器摄像机5的摄像面上成像，作为试料1表面的像。然后对通过线路传感器摄像机5的拍摄得到的图像数据进行图像处理，进行试料1表面的缺陷检查。
在上述具有照相平版印刷流程的制造工序中，在试料1的表面上涂敷抗蚀剂时，所涂敷的抗蚀剂蔓延到试料1的背面，使其背面的周边部分鼓起。但是，如果试料1的背面周边部分有鼓起，或者试料1的背面有伤痕、或者附着尘埃，由于上述公报记载的技术中没有检测试料背面的装置，因而难以应付。
本发明的目的是提供一种在试料表面缺陷检查的基础上也可以进行试料背面的缺陷检查的缺陷检查装置。
发明的技术方案本发明的缺陷检查装置，包括移动机构，使试料在检查位置上以一定的速度至少向一个方向直线移动；照明机构，对由该移动机构移动的所述试料的表面和背面进行照明；拍摄机构，在以所述一定的速度移动被该照明机构照明的所述试料的同时，对所述试料的整个的表面和背面进行拍摄；以及检查机构，对由所述拍摄机构取入的所述试料的整个的表面和背面的图像数据进行图像处理，对所述试料的表面和背面的缺陷进行检查。

图1是本发明第1实施例的缺陷检查装置的结构示意图。
图2A、图2B是本发明第1实施例的保持部件的结构示意图。
图3A、图3B是本发明第1实施例的保持部件的结构示意图。
图4是本发明第2实施例的缺陷检查装置的结构示意图。
图5是本发明第3实施例的缺陷检查装置的结构示意图。
图6A、图6B、图7是本发明第1～第3实施例的保持部件的结构示意图。
图8、图9、图10是本发明第1～第3实施例的检查光学系统的结构示意图。
图11是本发明第4实施例的缺陷检查装置的结构示意图。
图12是本发明第5实施例的缺陷检查装置的结构图示意图。
图13是本发明第5实施例的变形例的缺陷检查装置的结构示意图。
图14是本发明第6实施例的缺陷检查装置的结构示意图。
图15是本发明第4～第6实施例的运送臂的结构示意图。
图16是现有例的缺陷检查装置的结构示意图。
具体实施例方式
以下参照

本发明的实施例。
图1是本发明第1实施例的缺陷检查装置的结构示意图。在图1中，虚线箭头表示数据的走向，实线箭头表示试料1的走向。
该缺陷检查装置用于进行例如由半导体晶片或平面显示器的玻璃基板等构成的试料1的缺陷检查。该缺陷检查装置大致包括运送部10、对试料1的表面及背面进行缺陷检查的检查部11、控制全部缺陷检查动作的控制部12、由显示缺陷检查结果等、例如由带触摸传感器的液晶显示器构成的显示部13、由操作输入缺陷检查动作指示等、例如由键盘和鼠标构成的操作部14。
运送部10用于将试料1运送到检查部11，由盒式运进运出部15、对准器16和运送臂17构成。盒式运进运出部15用于由人(操作人员)或机器人将容纳有多个(例如20个)试料1的盒子运进运出该装置。
为了提高检查部11中缺陷检查的精度，对准器16具有进行试料1的对准的功能。运送臂17具有从被运进盒式运进运出部15的盒子中取出试料1、并分别运送到对准器16和检查部11的功能。
检查部11具有保持试料1的边缘部分且使试料1的表面背面露出的框状保持部件18。该保持部件18以试料1厚度的大致中心为轴，通过旋转轴19使试料1与保持部件18一起翻转，从而将试料1表面背面中的任何一面设定在用于缺陷检查的姿势位置上。
图2A、图2B是保持部件18的结构示意图。图2A所示为没保持作为试料1的半导体晶片的状态，图2B所示为保持作为试料1的半导体晶片(以下简单地称为晶片)的状态。
保持部件18设有成八角形环状的具有刚性的框架20，并且在该框架20的相对的2个边上分别设有旋转轴19、19。这2个旋转轴19、19的轴中心通过保持在框架20上的试料1的平面中心(重心位置)和试料1的厚度中心。旋转轴19、19通过180度旋转将保持在框架20上的试料1翻转为表面侧或背面侧。
另外，在框架20的各边中4个边的各内侧设有保持试料1边缘部分的保持部21。这些保持部21用于吸附试料1背面的边缘部分，通过例如真空吸附或者静电吸盘来吸附并保持试料1。
另外，如图1所示，为了取得试料1的整个表面的图像数据，保持部件18可以沿X轴方向来回移动。在保持部件18的上方，检查光学系统沿与保持部件18的移动方向(X轴方向)相交的Y轴方向对试料表面进行线状照明。另外，设有线光源22和线路传感器摄像机23。线光源22向试料1照射线状的平行光。线路传感器摄像机23设置在以法线n为基准与线光源22相对的位置，拍摄来自试料1的反射光。
线光源22被设定在拍摄试料1表面或背面的正反射(干涉光)图像的光照射角度θ0处，为了拍摄试料1表面或背面的正反射以外的图像，可在光照射角度θ1的范围内转动。线路传感器摄像机23被设定在拍摄试料1表面或背面的正反射图像的拍摄角度θ0处，为了拍摄试料1表面或背面的正反射以外的图像，可在拍摄角度θ2的范围内转动。
控制部12具有如下功能从操作部14输入操作人员的操作命令后，控制部12向该装置的各构成部件发出命令信号，接收线路传感器摄像机23输出的图像信号后做成图像数据，对该图像数据进行图像处理后抽出试料1表面及背面的各种缺陷，然后在显示部13上显示该缺陷抽出结果。
以下说明如上构成的缺陷检查装置的动作。以下动作在控制部12的控制下进行。操作人员或机器人将盒子设置在盒式运进运出部15中，操作人员从操作部14输入操作开始命令后，开始对试料1进行缺陷检查。
首先，运送臂17从盒子中真空吸附试料1后保持，并将该试料1运送到对准器16。对准器16完成对试料1的对准后，运送臂17真空吸附试料1并运送到检查部11，在该检查部11中被设置于提前等待在交接位置上的保持部件18上。
然后，在检查部11开始对试料1进行缺陷检查。在检查过程中，运送臂17从盒子内真空吸附下一个试料1后运送到对准器16。对准器16对试料1的对准，在检查部11中对前一试料1的缺陷检查结束之前结束。
如图2B所示将试料1设置在检查部11的保持部件18上之后，由各保持部21真空吸附并保持试料1的背面边缘部分。此时，线光源22被设定在为了拍摄试料1表面的正反射图像而预先设定的光照射角度θ0处。同时，线路传感器摄像机23被设定在为了拍摄试料1表面的正反射图像而预先设定的拍摄角度θ0处。
这些设定结束后，线光源22发出线状的照明光，该照明光相对试料1的表面以光照射角度θ0照射。同时，保持部件18开始匀速向X轴方向的去路方向移动。通过该保持部件18的移动，线光源22发出的线状照明光在试料1的表面上匀速扫描。
此时，来自试料1表面的反射光被线路传感器摄像机23接收。线路传感器摄像机23拍摄在摄像面上成像的来自试料1表面的线状正反射光，并输出该图像信号。
控制部12接收从线路传感器摄像机23依次输出的图像信号，并作成一张试料1的整个表面的正反射图像数据。控制部12对该正反射图像数据进行图像处理后，抽出(检测出)试料1表面上的缺陷，并将该缺陷抽出结果显示在显示部13上。
然后，为了拍摄试料1表面的正反射以外(例如散射光)的图像，线光源22被设定在从光照射角度θ0偏转规定角度的光照射角度θ1处。这种情况下，也可以不改变线光源22的光照射角度，而是将线路传感器摄像机23的拍摄角度设定在从θ0偏转规定角度的拍摄角度θ2处。
这些设定结束后，保持部件18开始匀速向X轴方向的归路方向移动，线光源22发出的线状照明光在试料1的表面上匀速扫描。
控制部12接收线路传感器摄像机23输出的图像信号，并作成一张试料1整个表面的正反射以外的图像数据。控制部12对该正反射以外的图像数据进行图像处理后，抽出(检出)试料1表面的缺陷，并将该缺陷抽出结果显示在显示部13上。
然后，保持部件18以旋转轴19为中心旋转180度，将所保持的试料1翻转后使其背面设置在检查光学系统一侧。与上述取得试料1表面的正反射图像的方法相同，线光源22和线路传感器摄像机23被设定在为了取得试料1背面的正反射图像而预先设定的角度θ0处。
这些设定结束后，保持部件18匀速向X轴方向的去路方向移动，线光源22发出的线状照明光在试料1的背面上匀速扫描。
线路传感器摄像机23拍摄在摄像面上成像的来自试料1背面的线状光，并输出该图像信号。
控制部12接收线路传感器摄像机23输出的图像信号，并作成一张试料1整个背面的图像数据。控制部12对该图像数据进行图像处理后，抽出(检测出)试料1背面的缺陷，并将该缺陷抽出结果在显示部13上显示。
然后，与上述取得试料表面的正反射以外的图像的方法相同，再将线光源22设定在光照射角度θ1处。
这些设定结束后，保持部件18匀速向X轴方向的归路方向移动，线光源22发出的线状照明光在试料1的背面上匀速扫描。
控制部12接收线路传感器摄像机23输出的图像信号，并作成一张试料1整个背面的正反射以外的图像数据。控制部12对该图像数据进行图像处理后，抽出(检测出)试料1背面上的缺陷，并将该缺陷抽出结果在显示部13上显示。
这样，在试料1背面的归路方向的拍摄结束后，保持部件18再次以旋转轴19为中心旋转180度将试料1翻转，与检查开始时同样使试料1的表面设置在检查光学系统一侧。
然后，保持部件18移动到与运送臂17交接的交接位置。同时，为了拍摄下一个试料1表面的正反射图像，线光源22和线路传感器摄像机23被设定在角度θ0处。
保持部件18移动到与运送臂17交接的交接位置后，运送臂17通过保持下一个要检查的试料1的一侧机械手和另一侧机械手交换并安置保持部件18上的检查完毕的试料1和下一个试料1。运送臂17移动到盒式运进运出部15，并将另一侧机械手上保持的检查完毕的试料1送回盒子里。
在此之后重复进行上述缺陷检查动作，对需要进行缺陷检查的全部试料1进行检查。
这样，在上述第1实施例中，在向试料1照射照明光并拍摄来自该试料1的反射光后、根据其图像数据进行试料1缺陷检查的检查部11，设置有以旋转轴19为中心使试料1翻转、并将试料1表面和背面中的任意一面设定在用于缺陷检查的姿势位置上的保持部件18。这样就可以对试料1的表面及背面进行缺陷检查。在具有照相平版印刷流程的制造工序中，在试料1的表面上涂敷抗蚀剂时，所涂敷的抗蚀剂蔓延到试料1的背面，使其背面的周边部分鼓起，但试料1背面周边部分的这种鼓起或者试料1背面的伤痕、尘埃的附着等都可以检查出来。
这样，因为通过保持部件18使试料1翻转，因而可以设置一个由线光源22和线路传感器摄像机23构成的光学检查系统，而不必扩大其设置空间。
而且，通过使线光源22或线路传感器摄像机23的光照射角度或拍摄角度可转动，可以利用不同的缺陷检查方式来进行试料1表面及背面的正反射图像和正反射以外图像的缺陷检测。这样，通过改变光照射角度，试料1表面及背面状态的视角不同，在一个光照射角度上观察不到的缺陷在另一光照射角度就可观察到。因此，通过利用检查方式不同的两张图像数据进行缺陷检查，减少了缺陷的遗漏，从而提高了试料1表面及背面的缺陷检查精度。
例如，可以将正反射图像和正反射以外的图像合成后，根据该合成图像数据进行缺陷检测，或者将根据正反射图像的缺陷检查结果和根据正反射以外图像的缺陷检查结果进行合计后得到缺陷检出结果。
在上述第1实施例中，可以用图3A、图3B所示的保持部件24代替保持部件18。图3A为仰视图，图3B为侧视图。该保持部件24由从试料1的相互对置的各端部(试料1的边缘)夹持试料1的各保持部25、26和设置在这些保持部25、26上的旋转轴27构成。如图3所示，各保持部25、26与试料1接触的部分(端部)形成为圆弧状而与试料1的圆形外形相一致，并且如图3B所示，其圆弧状的端部上形成有V形的槽28。这些保持部25、26设置成可沿Y轴方向移动，在各槽28、28之间夹持试料1的边缘。
使用这样的保持部件24可以保持试料1的边缘，因而不象图2A、图2B所示的保持部件18那样通过真空吸附保持而使试料1背面的一部分被各保持部21覆盖，而且不必在保持部25、26上形成吸附保持用的吸盘和真空槽，从而可使结构简单化。
另外，通过高精度地设定保持部件24的位置，可以常在规定位置上取出，并且可以使对准器16的对准只朝着定位槽口时的旋转方向，从而可实现检查速度的高速化并降低成本。
图4所示为本发明第2实施例的缺陷检查装置的结构图。在图4中，与图1相同的部分使用相同的标记，省略对其说明。
检查部30中设有由玻璃或透明陶瓷等透光材质构成的保持部件31。该保持部件31具有保持试料1整个表面或其边缘部的机构。保持部件31可以在如此保持试料1的状态下沿X轴方向来回移动。保持部件31的上方(试料1的表面一侧)设有线光源22和线路传感器摄像机23。保持部件31的下方(试料1的背面一侧)设有线光源32和线路传感器摄像机33。
线光源32被设定在取得试料1背面的正反射图像的光照射角度θ0处，为了取得试料1背面的正反射以外的图像，可在光照射角度θ3的范围内转动。线路传感器摄像机33被设定在取得试料1背面的正反射图像的拍摄角度θ0处，为了取得试料1背面的正反射以外的图像，可在拍摄角度θ4的范围内转动。
以下说明如上结构的缺陷检查装置的动作。在该装置中，运送部10中的动作与上述第1实施例相同，因而省略对其的说明，仅说明检查部30中的动作。以下的动作在控制部12的控制下进行。
如果将试料1设置在检查部30的保持部件31上，则与第1实施例的保持部件18同样地保持试料1的背面边缘部分。表面及背面两侧的线光源22、32被设定在拍摄试料1表面的正反射图像的光照射角度θ0处。同时，表面及背面两侧的线路传感器摄像机23、33被设定在拍摄试料1表面的正反射图像的拍摄角度θ0处。
这些设定结束后，在试料1的表面一侧，线光源22发出线状的照明光，该照明光相对于试料1的表面以光照射角度θ0照射。同时，保持部件31开始匀速向X轴方向的去路方向移动。通过该保持部件31的移动，线光源22发出的线状照明光在试料1的表面上匀速扫描。
此时，来自试料1表面的反射光被线路传感器摄像机23接收。线路传感器摄像机23拍摄在摄像面上成像的来自试料1表面的线状正反射光，并将该图像信号输出。
同时，在试料1的背面一侧，线光源32发出线状的照明光，该照明光相对于试料1的背面以光照射角度θ0照射。此时，照明光入射到透光材质的保持部件31内，折射后照射到试料1的背面。然后，来自试料1背面的反射光透过保持部件31内部，折射后从该保持部件31的背面射出。
保持部件31如上所述地开始匀速向X轴方向的去路方向移动，所以，通过该保持部件31的移动，线光源32发出的线状照明光在试料1的背面上匀速扫描。
然后，来自试料1背面的反射光被线路传感器摄像机33接收。线路传感器摄像机33拍摄在摄像面上成像的来自试料1背面的线状正反射光，并将该图像信号输出。
控制部12接收线路传感器摄像机23、33输出的图像信号，并作成2张试料1的整个表面及背面的正反射图像数据。控制部12对该正反射图像数据进行图像处理后，抽出(检测出)试料1的表面及背面上的缺陷，并将该缺陷抽出结果在显示部13上显示。
然后，试料1表面侧的线光源22被设定在拍摄试料1表面的正反射以外图像的光照射角度θ1处。同时，试料1背面侧的线光源32被设定在拍摄试料1背面的正反射以外图像的另一光照射角度θ3处。
这些设定结束后，在试料1的表面及背面两侧，线光源22、32发出线状的照明光，该照明光相对于试料1的表面及背面以光照射角度θ1照射。同时，保持部件31开始匀速向X轴方向的去路方向移动，线光源22、32发出的线状照明光在试料1的表面及背面上匀速扫描。此时，线路传感器摄像机23、33拍摄在摄像面上成像的来自试料1表面的线状光，并将该图像信号输出。
控制部12接收线路传感器摄像机23、33输出的图像信号，并在线状照明光对试料1的整个表面及背面的扫描结束后，作成2张试料1的整个表面及背面的正反射以外的图像数据。控制部12对该正反射以外的图像数据进行图像处理后，抽出(检测出)试料1表面及背面上的缺陷，并将该缺陷抽出结果在显示部13上显示。
如上所述对试料1的表面及背面的同时拍摄结束后，保持部件31移动到与运送臂17交接的交接位置。
这样，在上述第2实施例中，检查部30中设有由透光材质例如玻璃等构成的保持部件31，并且该保持部件31的两面分别设有表面用和背面用的各检查光学系统。从而仅使保持部件31来回移动一次就可同时进行试料1的表面及背面的缺陷检查，减少了两面检查的生产间隔时间。
另外，与上述第1实施例相同，在具有照相平版印刷流程的制造工序中，在试料1的表面上涂敷抗蚀剂时，所涂敷的抗蚀剂蔓延到试料1的背面，使其背面的周边部分鼓起，但试料1背面周边部分的这种鼓起或者试料1背面的伤痕、尘埃的附着等都可以检查出来。
而且，与上述第1实施例相同，利用不同的缺陷检查方式进行试料1表面及背面的正反射图像和正反射以外图像的缺陷检查，可以提高试料1的表面及背面的缺陷检查精度。
在上述第2实施例中，以透明材料构成保持部件31并全面保持试料1，从而可以提高试料1的水平度，提高检查精度。
图5所示为本发明第3实施例的缺陷检查装置的结构示意图。在图5中，与图1、图4相同的部分使用相同的标记。
检查部40上设有使试料1竖立来保持该试料1边缘的保持部件41。该保持部件41具有与例如上述图3A、图3B所示保持部件24相同的形状和功能。因而保持部件41可在竖立状态下沿Z轴方向(上下方向)来回移动。
因此，在竖立的保持部件41的一面(试料1的表面侧)设有线光源22和线路传感器摄像机23。保持部件41的另一面(试料1的背面侧)设有线光源32和线路传感器摄像机33。本第3实施例与图4所示第2实施例不同之处仅在于使检查部40竖立，缺陷检查装置的基本动作相同，因而省略对动作的说明。
在该第3实施例中，在上述第2实施例的效果的基础上，设有使试料1竖立来保持该试料1边缘的保持部件41，因而不会由于试料1自身的重量而向重力方向变形，从而也可以有效地对大型的液晶显示器的玻璃基板等大型试料1进行缺陷检查。
上述第1～3实施例的试料1的各保持部件也可以使用图6A、图6B所示的保持部件50。图6A所示为保持试料1的状态，图6B所示为未保持试料1的状态。该保持部件50具有形成为“コ”字形的框架51，在该框架51的至少3处、例如4处分别设有用于分别保持试料1的各导轮52。这些导轮52如图7的截面图所示，形成V形的槽53。另外，为了使该保持部件50翻转，可以在框架51上设置旋转轴54。而且，如果沿箭头a方向向框架51的开口部施加推压力，可以提高试料1的装载力。
另外，上述第1～3实施例的检查光学系统也可以使用图8～图10所示结构的检查光学系统。图8所示的检查光学系统包括向试料1的面照射线状照明光的线光源60，使该线光源60发出的线状照明光反射后照射到试料1的面上、并使来自试料1面的反射光透过的分光镜(半透半反镜)61，拍摄透过该分光镜(半透半反镜)61的来自试料1面的反射光的线路传感器摄像机(拍摄装置)62。
在利用该检查光学系统取得试料1的面的图像数据的情况下，使试料1向例如箭头b的方向移动，此时线光源60发出的线状照明光照射在试料1的面上，其反射光由线路传感器摄像机62拍摄。该检查光学系统也可以将线光源60和线路传感器摄像机62集成为一个单元。
图9所示检查光学系统包括发出照明光的光源63、使该光源63发出的照明光成为平行光后一并照射到试料1整个面上的第1透镜64、使来自试料1整个面上的光成像的第2透镜65、对通过该第2透镜65成像后的光进行拍摄的拍摄装置66。这样的光学检查系统不必移动试料1，就可以一并取得试料1的整个面的图像数据。
图10所示检查光学系统包括发出照明光的光源67，使该光源67发出的照明光成为平行光的第1透镜68，使来自该第1透镜68的照明光反射后照射到试料1的面上、并使来自试料1背面的反射光透过的分光镜(半透半反镜)69，使透过该分光镜69的、来自试料1整个面上的光成像的第2透镜70，对通过该第2透镜70成像后的光进行拍摄的拍摄装置71。这样的光学检查系统，也可以不必移动试料1就一并取得试料1的整个面的图像数据。
另外，上述第1～3实施例所述的“正反射图像”也可以是使用干涉滤光器拍摄的干涉图像。使照明光照射在试料1上时的、来自试料1表面的反射光和来自下层的反射光通过干涉滤光器后，拍摄得到干涉图像。另外，上述第1～3实施例所述的“正反射以外的图像”也可以是衍射图像或散射光观察图像。
图11是本发明第4实施例的缺陷检查装置的结构示意图。在图11中，与图1、图5相同的部分使用相同的标记，省略对其的说明。该第4实施例在图1所示第1实施例的运送臂17的运送路径上配置了本实施例的背面检查部100。
背面检查部100，设置在运送部10和表面检查部200之间的试料1的运送路径上，向试料1的背面照射照明光，具有对来自该试料1背面的光进行拍摄并取得其图像数据的功能。
背面检查部100中设有运送臂101，作为至少对试料1的背面进行开放性保持的保持部件。该运送臂101的前端形成有向下的固定部102，并且下面一侧设有可沿该运送臂101的本体方向自由滑动的可动保持部103。这样，运送臂101把从对准器16传送来的试料1夹持在固定部102和可动保持部103之间，并使其背面朝下方，在这种状态下以一定的运送速度(匀速)沿X方向运送到表面检查部200。
另外，在背面检查部100中运送臂101的运送路径下方，设有向试料1照射线状平行光的线光源32和线路传感器摄像机33。线光源32被设定在取得试料1背面的正反射图像的光照射角度θ0处，为了拍摄正反射以外的图像，可以在光照射角度θ1的范围内转动。线路传感器摄像机33被设定在取得试料1背面的正反射(干涉光)图像的拍摄角度θ0处，为了拍摄正反射以外的图像(散射光·衍射光)，可以在拍摄角度θ2的范围内转动。
背面检查部100，在运送臂101保持试料1向表面检查部200运送时和运送臂101保持试料1从表面检查部200返回运送部10时，分别切换到上述拍摄角度θ0和θ2，从而以另外的角度拍摄试料1的背面，取得例如干涉光和散射光的2张图像数据。即，通过改变对试料1背面的光照射角度，可使试料1背面状态的视角不同，从而，在一个光照射角度观察不到的缺陷可以由其它的光照射角度观察到。
表面检查部200具有保持试料1的保持部件(检查平台)201。为了取得试料1整个面的图像数据，该保持部件201可以沿X轴方向来回移动。在保持部件201的上方，作为检查光学系统设有线光源22和线路传感器摄像机23。线光源22向试料1照射线状的平行光。线路传感器摄像机23设置在以法线n为基准与线光源22相对的位置，拍摄来自试料1的反射光。
线光源22被设定在拍摄试料1表面的正反射图像的光照射角度θ0处，为了拍摄试料1表面的正反射以外的图像，可在光照射角度θ3的范围内转动。线路传感器摄像机23被设定在拍摄试料1表面的正反射(干涉光)图像的拍摄角度θ0处，为了拍摄试料1表面的正反射以外的图像，可在拍摄角度θ4的范围内转动。
在该上述第4实施例中，运送部10和表面检查部200之间设有背面检查部100，在该背面检查部100中对由运送臂101以一定的运送速度正在运送的试料1的背面进行拍摄。在表面检查部200对试料1进行表面缺陷检查的基础上，由该背面检查部100对试料1的背面进行缺陷检查。而且，对该试料1背面的缺陷检查是在运送部10和表面检查部200之间运送试料1的过程中取得图像数据后进行，因此不必设定对试料1的背面进行缺陷检查的时间，从而可缩短生产间隔时间。
另外，与上述各实施例相同，在具有照相平版印刷流程的制造工序中，在试料1的表面上涂敷抗蚀剂时，所涂敷的抗蚀剂蔓延到试料1的背面，使其背面的周边部分鼓起，但试料1背面周边部分的这种鼓起或试料1背面的伤痕、尘埃的附着等都可以检查出来。
而且，通过不同的缺陷检查方式进行试料1表面及背面的正反射图像和正反射以外图像的缺陷检出，可以提高试料1表面及背面的缺陷检查精度。
上述第4实施例中的运送臂101也可以使用图6A、图6B所示的保持部件50。
图12是本发明第5实施例的缺陷检查装置的结构示意图。在图12中，与图1、图11相同的部分使用相同的标记，省略对其的说明。该第5实施例中的运送部10与图1相同，表面检查部200与图11相同。与图11的不同之处在于背面检查部110。
在运送部10和表面检查部200之间设有背面摄像部110。运送部10的运送臂17接收由对准器16对准后的试料1，真空吸附该试料1后保持并运送到背面检查部110。另外，运送臂17具有从被运进盒式运进运出部15的盒子中取出试料1的功能和将试料1分别运送到盒式运进运出部15、对准器16及背面检查部110中的功能。
背面检查部110具有以一定的运送速度(匀速)运送试料1并交付给表面检查部200的2个气浮等方式的无接触(非接触)输送器111、112。这些输送器111、112承载试料1并以一定的运送速度运送到表面检查部200。与图11的背面检查部100相同，在这些输送器111、112之间设有线光源32和线路传感器摄像机33。
线光源32通过2个输送器111、112之间的间隙将照明光照射在试料1的背面上。与第4实施例相同，该线光源32被设定在取得试料1背面的正反射图像的光照射角度θ0处，为了拍摄正反射以外的图像，可在光照射角度θ1的范围内转动。线路传感器摄像机33通过2个输送器111、112之间的间隙拍摄试料1的背面。与第4实施例相同，该线路传感器摄像机33被设定在取得试料1背面的正反射图像的拍摄角度θ0处，为了拍摄正反射以外的图像，可在拍摄角度θ2的范围内转动。
以下说明如上构成的缺陷检查装置的动作。以下动作在控制部12的控制下进行。
首先，运送臂17从盒子中真空吸附试料1后保持，并将该试料1运送到对准器16。在对准器16的对准完成后，运送臂17保持试料1并把该试料1装载到背面摄像部110的输送器111上。
输送器111、112以一定的运送速度将试料1直接或是装载在运送卡盘上运送到表面检查部200。此时，试料1以一定的运送速度通过2个输送器111、112之间的间隙。此时线光源32被设定在取得试料1背面的正反射图像的光照射角度θ0处。同时线路传感器摄像机33也被设定在拍摄角度θ0处。
这些设定结束后，线光源32以光照射角度θ0向以一定的运送速度通过2个输送器111、112之间间隙的试料1的背面照射照明光。同时，线路传感器摄像机33接收来自试料1背面的正反射光，拍摄在摄像面上成像的来自试料1背面的线状光，并将该图像信号输出。
控制部12接收线路传感器摄像机33输出的图像信号，并作成一张试料1的整个背面的正反射图像数据。
通过了背面检查部110的试料1，被交付给在表面检查部200中预先等待在交接位置上的保持部件201。该试料1被设置在该保持部件201上后，进行与第4实施例相同的表面检查部200的检查。
表面检查部200中的检查结束后，保持部件201移动到与输送器112的交接位置，并把试料1装载到输送器112上。该试料1由输送器111、112以一定的运送速度运送到运送部10。此时，试料1以一定的运送速度通过2个输送器111、112之间的间隙。
此时，为了拍摄试料1背面的正反射以外(例如散射光)的图像，线光源32被设定在从光照射角度θ0偏移规定角度的光照射角度θ1处。线光源32发出线状的照明光，并以光照射角度θ1将该照明光照射到试料1的背面。同时，线路传感器摄像机33接收来自试料1背面的散射光，拍摄在摄像面上成像的来自试料1背面的线状光，并将该图像信号输出。
控制部12接收线路传感器摄像机33输出的图像信号，并作成一张试料1的整个背面的正反射以外的图像数据。控制部12对该正反射以外的图像数据进行图像处理后，抽出(检测出)试料1背面上的缺陷，并将该缺陷抽出结果在显示部13上显示。
在该上述第5实施例中，运送部10和表面检查部200之间设有背面检查部110，在该背面检查部110中，由2个输送器111、112以一定的运送速度运送试料1，同时对试料1的背面进行拍摄。不用说，这样可以取得与上述第4实施例相同的效果，并且在试料1通过2个输送器111、112之间的间隙时对试料1的背面进行拍摄，因而可以没有遗漏地检查试料1的整个背面。
上述第5实施例也可以作以下变形。例如也可以使用带式输送器或辊式输送器，或者从下方吹空气(压缩空气)或利用磁力使试料1浮在空中从而进行非接触式的运送。另外，作为试料1的运送机构，也可以利用超声波使试料1浮起来运送。
另外，作为拍摄机构，可以设置一组线光源和线路传感器摄像机，也可以设置光照射角度和拍摄角度分别不同的多组。这样，在将试料1向表面检查部200运送时进行背面检查和在表面检查部200中进行表面检查时，可以通过一个方向的移动取得缺陷检查方式不同的2张图像数据。
图13是本发明第5实施例的变形的缺陷检查装置的结构示意图。在图13中，与第4实施例的图12相同的部分使用相同的标记。第5实施例是在图12的背面摄像部110配置试料1的表面拍摄用的光源113和线路传感器摄像机114而成。从而可以取得由2个输送器111、112匀速运送的试料1表面的图像数据。
图14是本发明第6实施例的缺陷检查装置的结构示意图。在图14中，与第4实施例的图11相同的部分使用相同的标记。
运送部10和背面检查部100与上述第4实施例具有大致相同的结构。表面检查部200的保持部件202连接着旋转轴203并可在360度的方向上旋转。保持部件202最好在可单轴移动的载物台上设置载放试料(半导体晶片)1的旋转台，并使该旋转台旋转。该第6实施例的表面检查部200除了在第4实施例的保持部件201上附加了旋转功能外，其余结构与第4实施例大致相同。
以下说明如上构成的缺陷检查装置的动作。以下动作在控制部12的控制下进行。运送部10和背面摄像部100与上述第4实施例相同，因而在此仅说明表面检查部200的动作。
运送臂101将试料1设置在保持部件202上后，与上述第4实施例相同，线光源22和线路传感器摄像机23被设定在对试料1表面的正反射(干涉)图像进行拍摄的角度θ0处。
控制部12接收线路传感器摄像机23输出的图像信号，并作成一张试料1的整个表面的正反射(干涉)图像数据。控制部12对该正反射图像数据进行图像处理后，抽出(检测出)试料1表面上的缺陷，并将该缺陷抽出结果在显示部13上显示。
然后，与上述第4实施例相同，为了拍摄试料1表面的正反射以外(例如散射光、衍射光)的图像，线光源22被设定在从光照射角度θ0偏移规定角度的光照射角度θ3处。
控制部12接收线路传感器摄像机23输出的图像信号，并作成一张试料1整个表面的正反射以外的图像数据。控制部12对该正反射以外的图像数据进行图像处理后，抽出(检测出)试料1表面上的缺陷，并将该缺陷抽出结果在显示部13上显示。
表面检查部200的上述动作与第4实施例相同，而以下所述动作则不同于第4实施例。保持部件202，在承载试料1的状态下，向可以很好地接收散射光(或衍射光)的方向或很好地接收不受来自基底图案的衍射光影响的干涉光的方向转动，从而改变试料1相对于线光源22入射方向的朝向。
然后，保持部件202再次向X轴方向移动，线光源22如上所述被设定在光照射角度θ0或θ3处，并通过线路传感器摄像机23取得试料1表面的正反射图像或正反射光以外的图像。
这样，上述第6实施例在对试料1的表面进行缺陷检查时，保持部件202上的试料1可相对线光源22的入射方向改变为任意朝向。因此，相对于图案或缺陷的方向可以很好地接收正反射图像或正反射光以外的图像。这样，通过改变光照射方向，从而使试料1表面状态的视角不同，可以观察到以一个方向的光照射角度观察不到的缺陷，从而提高缺陷检查的可靠程度。
在上述第4或第6实施例中设置有多个运送臂，可通过任意一个运送臂将试料1载放在检查部的保持部件上，在表面检查部200检查试料1表面的过程中，其它运送臂接收下一个试料1并在背面检查部100中检查试料1的背面并待机。这样，通过设置多个运送臂，可以缩短检查时间。
上述第4或第6实施例中使用的运送臂也可以替换为图15所示的运送用机器人臂。在图15中，与图6A、图6B相同的部分使用相同的标记。该运送用机器人臂300，在多关节例如3个关节的臂301、302的前端连接有夹持试料1边缘的图6A所示的保持部件50，从而可通过臂301、302的动作使保持部件50朝箭头a方向直接移动。
也可以使用这样2个运送用机器人臂300的被称为双臂的部件，来代替上述运送臂101。通过使用该双臂，可以在表面检查部200中由一个运送用机器人臂300检查试料1表面的过程中，在背面摄像部100检查下一试料1，从而可以缩短检查时间。
本发明不限于上述第4到第6实施例，在实施阶段，可以在不脱离其主要思想的范围内进行种种变形。
例如，在背面检查部100、110中，用于保持试料1的保持部件也可以使用具有图2A、图2B所示结构的保持部件18。作为其它保持部件，也可以使用图3A、图3B所示的保持部件24。另一方面，上述第4到第6实施例中试料1的背面侧的光学检查系统也可以使用图8到图10所示结构的检查光学系统。
本发明不仅限于上述各实施例，可以在不改变主要思想的范围内适当变形后实施。
工业实用性本发明可以提供一种缺陷检查装置，不但可以进行试料表面的缺陷检查，还可以进行试料背面的缺陷检查。
另外，本发明可以提供另一种缺陷检查装置，根据试料表面及背面的正反射图像和正反射以外的缺陷检查方式不同的多个图像，提高缺陷检查结果的精度，并且通过缺陷检查方式不同的多个图像的合成图像，减少缺陷的遗漏，提高试料背面的缺陷检查精度。
此外，本发明可以提供又一种缺陷检查装置，可以同时进行试料表面和背面的缺陷检查，从而减少两面检查的生产节拍时间。
再者，本发明可以提供再一种缺陷检查装置，通过使试料竖立，避免由于试料自身的重量而向重力方向变形，从而有效地进行大型试料的缺陷检查。
(按照条约第19条的修改)1.(修改后)一种缺陷检查装置，其特征在于，包括检查部，对试料的表面和背面进行检查；控制部，对在该检查部得到的所述试料表面和背面的图像数据进行处理；移动机构，设置在所述检查部，可来回移动所述试料；照明机构，对由该移动机构移动的所述试料的表面和背面进行照明；以及拍摄机构，对由该照明机构照明的所述试料的表面和背面进行拍摄；其中，所述照明机构对所述试料的入射角度和所述拍摄机构对所述试料的拍摄角度中的至少一个可以变更。
2.(修改后)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述入射角度和所述拍摄角度，被设定为用于拍摄正反射图像的第1角度、和将所述入射角度及所述拍摄角度中的至少一个从所述第1角度变更的用于拍摄所述正反射以外的图像的第2角度。
3.(修改后)如权利要求2所述的缺陷检查装置，其特征在于，拍摄所述试料表面时的所述第1角度与拍摄所述试料背面时的所述第1角度相同。
4.(修改后)如权利要求2所述的缺陷检查装置，其特征在于，将所述试料向一个方向移动时，以所述第1角度拍摄正反射图像；将所述试料向所述一个方向的反方向移动时，以所述第2角度拍摄所述正反射图像以外的图像。
5.(修改后)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述照明机构和所述拍摄机构中的至少一个设置为可以转动。
6.(修改后)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述控制部对所述拍摄机构取入的所述试料的表面和背面的正反射图像的图像数据和所述正反射图像以外的图像数据进行图像处理，并在显示部显示其结果。
7.(修改后)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述移动机构由开放地保持所述试料的表面和背面的可翻转保持部件构成，在由该保持部件保持的所述试料的表面或背面中的一侧配置所述照明机构和所述拍摄机构，在检查所述试料的表面和背面时使所述保持部件翻转。
8.(修改后)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述保持部件保持所述试料的边缘，并以所述试料厚度的大致中心为旋转轴翻转。
9.(修改后)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述移动机构由以透明材料形成所述试料背面侧的载置部分的保持部件构成，在由该保持部件保持的所述试料的表面和背面的两侧分别配置所述照明机构和所述拍摄机构。
10.(追加)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述移动机构为通过夹持所述试料的边缘部分来进行保持的保持部件。
11.(追加)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述移动机构由开放所述试料的表面和背面或者使背面一侧透明地形成的保持部件构成，竖立设置该保持部件使其可沿Z轴方向移动，在该保持部件的两侧配置分别检查所述试料的表面和背面的所述照明机构和所述拍摄机构。
12.(追加)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述检查部由检查所述试料表面的第1检查部和检查所述试料背面的第2检查部构成，该第2检查部设置在运送所述试料的运送部和所述第1检查部之间。
13.(追加)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述移动机构由开放地保持所述试料背面的运送臂和从该运送臂接收所述试料并保持所述试料的保持部件构成，在该运送臂的运送路径的所述试料的背面侧，配置所述照明机构和所述拍摄机构，并且，在由所述保持部件保持的所述试料的表面侧，配置有所述照明机构和所述拍摄机构。
14.(追加)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述移动机构由运送所述试料的多个非接触式输送器构成，在该多个输送器的运送路径中，设有在与所述试料的运送方向相交的方向上拍摄所述试料背面的间隙。
15.(追加)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述移动机构由保持所述试料的保持部件构成，所述保持部件可在水平方向上转动，以便相对于所述试料改变所述照明机构的照射方向。
16.(追加)如权利要求1至15中的任一项所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述照明机构由以规定的入射角度向所述试料面照射线状平行光的线光源构成，所述拍摄机构由线路传感器摄像机构成，所述线路传感器摄像机拍摄被该线光源线状地照射的所述试料。
1.(修改后)一种缺陷检查装置，其特征在于，包括检查部，对试料的表面和背面进行检查；控制部，对在该检查部得到的所述试料表面和背面的图像数据进行处理；移动机构，设置在所述检查部，可来回移动所述试料；照明机构，对由该移动机构移动的所述试料的表面和背面进行照明；以及拍摄机构，对由该照明机构照明的所述试料的表面和背面进行拍摄；其中，所述照明机构对所述试料的入射角度和所述拍摄机构对所述试料的拍摄角度中的至少一个可以变更。
2.(修改后)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述入射角度和所述拍摄角度，被设定为用于拍摄正反射图像的第1角度、和将所述入射角度及所述拍摄角度中的至少一个从所述第1角度变更的用于拍摄所述正反射以外的图像的第2角度。
3.(修改后)如权利要求2所述的缺陷检查装置，其特征在于，拍摄所述试料表面时的所述第1角度与拍摄所述试料背面时的所述第1角度相同。
4.(修改后)如权利要求2所述的缺陷检查装置，其特征在于，将所述试料向一个方向移动时，以所述第1角度拍摄正反射图像；将所述试料向所述一个方向的反方向移动时，以所述第2角度拍摄所述正反射图像以外的图像。
5.(修改后)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述照明机构和所述拍摄机构中的至少一个设置为可以转动。
6.(修改后)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述控制部对所述拍摄机构取入的所述试料的表面和背面的正反射图像的图像数据和所述正反射图像以外的图像数据进行图像处理，并在显示部显示其结果。
7.(修改后)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述移动机构由开放地保持所述试料的表面和背面的可翻转保持部件构成，在由该保持部件保持的所述试料的表面或背面中的一侧配置所述照明机构和所述拍摄机构，在检查所述试料的表面和背面时使所述保持部件翻转。
8.(修改后)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述保持部件保持所述试料的边缘，并以所述试料厚度的大致中心为旋转轴翻转。
9.(修改后)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述移动机构由以透明材料形成所述试料背面侧的载置部分的保持部件构成，在由该保持部件保持的所述试料的表面和背面的两侧分别配置所述照明机构和所述拍摄机构。
10.(追加)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述移动机构为通过夹持所述试料的边缘部分来进行保持的保持部件。
11.(追加)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述移动机构由开放所述试料的表面和背面或者使背面一侧透明地形成的保持部件构成，竖立设置该保持部件使其可沿Z轴方向移动，在该保持部件的两侧配置分别检查所述试料的表面和背面的所述照明机构和所述拍摄机构。
12.(追加)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述检查部由检查所述试料表面的第1检查部和检查所述试料背面的第2检查部构成，该第2检查部设置在运送所述试料的运送部和所述第1检查部之间。
13.(追加)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述移动机构由开放地保持所述试料背面的运送臂和从该运送臂接收所述试料并保持所述试料的保持部件构成，在该运送臂的运送路径的所述试料的背面侧，配置所述照明机构和所述拍摄机构，并且，在由所述保持部件保持的所述试料的表面侧，配置有所述照明机构和所述拍摄机构。
14.(追加)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述移动机构由运送所述试料的多个非接触式输送器构成，在该多个输送器的运送路径中，设有在与所述试料的运送方向相交的方向上拍摄所述试料背面的间隙。
15.(追加)如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述移动机构由保持所述试料的保持部件构成，所述保持部件可在水平方向上转动，以便相对于所述试料改变所述照明机构的照射方向。
16.(追加)如权利要求1至15中的任一项所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述照明机构由以规定的入射角度向所述试料面照射线状平行光的线光源构成，所述拍摄机构由线路传感器摄像机构成，所述线路传感器摄像机拍摄被该线光源线状地照射的所述试料。
权利要求
1.一种缺陷检查装置，其特征在于，包括移动机构，使试料在检查位置上以一定的速度至少向一个方向直线移动；照明机构，对由该移动机构移动的所述试料的表面和背面进行照明；拍摄机构，在以所述一定的速度移动被该照明机构照明的所述试料的同时，对所述试料的整个的表面和背面进行拍摄；以及检查机构，对由所述拍摄机构取入的所述试料的整个的表面和背面的图像数据进行图像处理，对所述试料的表面和背面的缺陷进行检查。
2.如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述移动机构由开放地保持所述试料的表面和背面的可翻转保持部件构成，在由该保持部件保持的所述试料的表面或背面中的一侧，配置所述照明机构和所述拍摄机构，在检查所述试料的表面和背面时，使所述保持部件翻转。
3.如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述移动机构由以透明材料形成所述试料背面侧的载置部分的保持部件构成，在由该保持部件保持的所述试料的表面和背面的两侧，分别配置所述照明机构和所述拍摄机构。
4.如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述移动机构由开放所述试料的表面和背面或者使背面一侧透明地形成的保持部件构成，竖立设置该保持部件使其可沿Z轴方向移动，在该保持部件的两侧，配置分别检查所述试料的表面和背面的所述照明机构和所述拍摄机构。
5.如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述移动机构由开放地保持所述试料背面的运送臂和从该运送臂接收所述试料并保持所述试料的保持部件构成，在该运送臂的运送路径的所述试料的背面侧，配置所述照明机构和所述拍摄机构，并且，在由所述保持部件保持的所述试料的表面侧，配置所述照明机构和所述拍摄机构。
6.如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述移动机构由使所述试料悬浮在空中来进行运送的多个非接触式输送器构成，在该多个输送器的间隙，配置检查所述试料背面的所述照明机构和所述拍摄机构。
7.如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述移动机构由将所述试料的背面保持在下方的保持部件构成，在该保持部件的上方配置检查所述试料表面的所述照明机构和所述拍摄机构，所述保持部件可以转动，以便改变所述照明机构对所述试料的照射方向。
8.如权利要求1至7中的任一项所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述照明机构由以规定的入射角度向所述试料面照射线状平行光的线光源构成，所述拍摄机构由线路传感器摄像机构成，所述线路传感器摄像机拍摄被该线光源线状地照射的所述试料。
9.如权利要求8所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述线光源或所述线路传感器摄像机，将拍摄正反射图像的入射角度和反射角度设定为同一角度，为了拍摄所述正反射以外的图像，所述线光源和所述线路传感器摄像机中的至少一个可以转动，以便将入射角度和反射角度设定为不同的角度。
全文摘要
本发明提供一种缺陷检查装置，包括移动机构，使试料在检查位置上以一定的速度至少向一个方向直线移动；照明机构，对由该移动机构移动的所述试料的表面和背面进行照明；拍摄机构，在以所述一定的速度移动被该照明机构照明的所述试料的同时，对所述试料的整个的表面和背面进行拍摄；以及检查机构，对由所述拍摄机构取入的所述试料的整个的表面和背面的图像数据进行图像处理，对所述试料的表面和背面的缺陷进行检查。
文档编号G01N21/88GK1556920SQ0281845
公开日2004年12月22日申请日期2002年9月24日优先权日2001年9月21日
发明者内木裕, 田中利彦, 彦申请人:奥林巴斯株式会社

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缺陷检查装置的制作方法