JP4914761B2 - 外観検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウェハなどの基板の表面及び裏面を検査する検査装置に関する。

従来より半導体の製造工程においては、ウェハなどの基板の表面に付着した異物やレジスト塗布時の膜むら、露光装置による露光不良等を確認するために目視又は撮像装置による撮像で外観検査を行うことが知られている。外観検査としては、巨視的な検査を行うマクロ検査や、顕微鏡を用いて拡大観察を行うミクロ検査があげられる。
ここで、マクロ検査を行う外観検査装置としては、例えば、特許文献１に開示されているものがある。この外観検査装置は、基板保持手段を有しており、基板保持手段には基板の回転と揺動を行う機構が設けられている。基板保持手段の上方には基板を照明する照明装置が設けられている。照明装置で照明された基板表面は、観察者が目視で、又は撮像装置で観察する。この外観検査装置は、目視検査の様子を記録に残したり、観察者が複数いる場合に欠陥の情報等を共有化したりする目的で用いられ、観察者の観察位置とほぼ等しくなるように撮像装置の光軸が配置されている。このため、観察者が見たとおりの観察及び記録が行えるようになっている。

さらに、近年では、基板の裏面も検査できるようにすることが望まれている。基板の裏面も観察可能な外観検査装置としては、例えば、特許文献２に開示されているものがある。基板の周縁部を保持する保持アームを有し、保持アームの基端部に回動軸が設けられている。保持アームを略水平に配置したときには、観察者が基板の表面を目視で検査できる。基板の裏面を観察するときは、基板の裏面が観察者に向くまで保持アームを回転軸回りに起き上がらせる。
特開２００６−１７０６２２号公報 特開平１０−９２８８７号公報

しかしながら、特許文献２に開示されている装置構成では、裏面の観察時に保持アームを起き上がらせたときの基板位置が表面観察時の基板の位置と大きく異なっていた。このため、基板位置の移動に伴って視線を大きく動かさなければならず、観察者に負担がかかっていた。また、基板位置が大きく移動しても基板を照明できるようにするには、大型の照明装置が必要であった。
さらに、特許文献２に開示されている装置構成に撮像装置を加えて表面画像及び裏面画像を取得可能にする場合、表面観察時と裏面観察時の基板位置の変化に伴って撮像装置の光軸方向を変更し、かつ焦点合わせをする機構を設けたり、基板位置に合わせて２台の撮像装置を設けたりする必要があり、コストを増大させる原因になっていた。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、表面観察及び裏面観察を行う際の視線の移動を抑えることを第１の目的とする。また、基板表面や裏面の画像を撮像装置で記録可能な構成を安価に提供することを第２の目的とする。

上記の課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、基板の表面を観察可能に保持する第１の基板保持部と、基板の裏面を観察可能に保持する第２の基板保持部と、前記第１の基板保持部を移動させる第１の基板保持部移動機構と、前記第２の基板保持部を移動させる第２の基板保持部移動機構と、前記第１の基板保持部で基板の表面を観察するときの基板の位置と、前記第２の基板保持部で基板の裏面を観察するときの基板の位置とが略一致するように前記第１の基板保持部移動機構及び前記第２の基板保持部移動機構を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする外観検査装置とした。
この外観検査装置では、表面検査をするときは第１の基板保持部に基板を保持させて第１の基板保持部移動機構を駆動させて基板を検査位置まで移動させる。裏面検査をするときは第２の基板保持部に基板を保持させて第２の基板保持部移動機構を駆動させ、表面検査時の検査位置と略等しい位置まで基板を移動させる。裏面検査を先に実施するときは、第１の基板保持部移動機構が裏面検査時の検査位置と略等しい位置まで基板を移動させる。

本発明によれば、表面検査時の基板位置と裏面検査時の基板位置が略一致するように制御されるので、基板の表面及び裏面を目視検査するときに、視線の移動量を減らすことができ、観察者の負担が低減される。また、１つの撮像装置で基板の検査結果を記録できるようになるので、装置構成を簡略化でき、安価にすることができる。

本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の各実施の形態において同じ構成要素には同一の符号を付してある。また、重複する説明は省略する。

（第１の実施の形態）
図１に示すように、外観検査装置１は、装置本体２の背面部にウェハキャリア３を取り付けるロードポート４が２つ設けられている。ロードポート４の内側には、ウェハである基板Ｗをウェハキャリア３から搬出する搬送ロボット５が配置されている。搬送ロボット５は、アームの先端に１枚の基板Ｗを下側から吸着保持するハンド５Ａが設けられている。搬送ロボット５が初期状態で待機する位置には、基板Ｗの有無を検知するウェハ検出センサ６が設けられている。ウェハ検出センサ６には、例えば、光学式の透過型センサや反射型センサが用いられている。
搬送ロボット５より前面側には、基板Ｗの外観を目視によって巨視的に観察するためのマクロ検査部１１と、基板Ｗを顕微鏡で拡大観察するためのミクロ検査部１２とが左右に並んで配置されている。

マクロ検査部１１は、基板Ｗを搬送ロボット５から受け取って所定位置に移動させる回転式搬送装置２１を有する。回転式搬送装置２１は、鉛直上向きに延びる回転軸２２を有し、回転軸２２の先端にアーム部２３が設けられている。アーム部２３は、周方向に１２０°の間隔で放射状に配置されており、各々が同時に昇降するように一体に形成されている。各アーム部２３の先端には、基板Ｗの外縁を下側から吸着保持する支持部２４が設けられている。回転式搬送装置２１は、各アーム部２３を第一の位置Ｐ１、第二の位置Ｐ２、第三の位置Ｐ３に循環して配置するように回転制御される。第一の位置Ｐ１は、搬送ロボット５との間で基板Ｗの受け渡しを行う位置である。第二の位置Ｐ２は、基板Ｗをマクロ観察して検査を行う位置である。第三の位置Ｐ３は、ミクロ検査部１２との間で基板Ｗを受け渡しする位置である。第一の位置Ｐ１、第二の位置Ｐ２、及び第三の位置Ｐ３には、それぞれの位置で基板Ｗの有無又は位置を検知するセンサ２５，２６，２７が設けられている。これらセンサ２５〜２７には、例えば、光学式の透過型センサや反射型センサが用いられている。第一の位置Ｐ１にある２つのセンサ２５は、プリアライメントを行うため、基板Ｗをアーム部２３に載置する際、搬送ロボット５がアーム部２３の上方の基準位置に移動したときに、基準となる基板中心からのずれ量を検出する。すなわち、２つのセンサ２５の光量の出力値と基板Ｗの位置ずれの座標を対応させたテーブルにより、基準となる基板中心からのずれ量を検出できる。第三の位置Ｐ３にあるセンサ２７は、精密なアライメントを行うためのもであって、後述するステージ７２の回転によってノッチの検出と位置合わせを行うために使用される。

さらに、第二の位置Ｐ２には、前面側に居る観察者に基板Ｗの表面を様々な角度で観察、検査できるように、揺動及び回転させて基板Ｗの姿勢を制御する表面検査装置３１と、観察者に基板Ｗの裏面が向くように姿勢制御する裏面検査装置３２とが配設されている。さらに、図２に示すように、第二の位置Ｐ２の上方には、基板Ｗを照明するためのマクロ観察用照明装置６１が設けられている。なお、図２は、観察者側みたＡ矢視の図になっている。

図１及び図２に示すように、表面検査装置３１は、基板Ｗを保持する第１の基板保持部４１と、第１の基板保持部４１を昇降自在に支持する第１の基板保持部移動機構４２を備える。第１の基板保持部移動機構４２は、鉛直上向きに延びる支柱部４３を有し、支柱部４３にはスライダ４４が支柱部４３の長さ方向に昇降自在に取り付けられている。なお、図では模式的に描かれているが、スライダ４４を昇降させる機構としては、ボールネジ、リニアモータ等を適宜使用することができる。スライダ４４には、第１の基板保持部４１が取り付けられている。第１の基板保持部４１は、スライダ４４から延びるアーム４５を有する。アーム４５は、鉛直上向きに略Ｌ字状に屈曲しており、その先端部に揺動回転機構４６が設けられている。揺動回転機構４６は、アーム４５に対して回転自在に支持された回転バー４７と、回転バー４７を回転させる不図示の機構から構成されている。回転バー４７の軸線は、略水平、かつ観察者と基板Ｗ中心を結ぶ線分Ｌ１と略直交する向きに配置されている。回転バー４７の先端には、回転部４８が設けられている。回転部４８の回転軸４９は、略水平、かつ回転バー４７と略直交する方向（平面視で観察者と基板Ｗ中心を結ぶ線分Ｌ１と平行）に配置されている。回転部４８のすぐ上には、支持部５０が基板Ｗの略中央の裏面側を吸着保持するように取り付けられている。支持部５０は基板Ｗをその中心回りに面内回転させる機構を有する。このため、表面検査装置３１は、基板Ｗの傾斜と、直交する２軸を中心軸とする揺動と、回転及び昇降をさせることができる。なお、アーム４５は、基板Ｗを昇降させる過程で回転式搬送装置２１及び裏面検査装置３２に干渉しない形状になっている。

裏面検査装置３２は、基板Ｗを保持する第２の基板保持部５１と、第２の基板保持部５１を昇降自在に支持する第２の基板保持部移動機構５２を備える。第２の基板保持部移動機構５２は、第１の基板保持部移動機構４２と同様に鉛直上向きに、つまり基板保持部４１と平行に延びる支柱部５３を有し、支柱部５３にはスライダ５４が支柱部５３の長さ方向に昇降自在に取り付けられている。スライダ５４には、第２の基板保持部５１が取り付けられている。第２の基板保持部５１は、スライダ５４から延びるアーム５５を有する。アーム５５には、回動機構５６が取り付けられている。回動機構５６は、回転バー５７と、回転バー５７を回転させる不図示のステッピングモータ等の機構から構成されている。回転バー５７の回転軸は、略水平、かつ観察者と基板Ｗ中心を結ぶ線分Ｌ１と略直交する向きに配置されている。回転バー５７の先端には、ハンド５８が基板Ｗの外縁の裏面側を吸着保持するように設けられている。ハンド５８は、平面視で略円弧形状を有し、円弧の内側に３つの突出部５８Ａが円弧の中心に向かって延びるように設けられている。これらの突出部５８Ａのそれぞれの上面には、基板Ｗを吸着する吸着孔が形成されている。このような裏面検査装置３２では、基板Ｗを昇降及び傾斜させることができる。なお、ハンド５８の原点位置（初期位置）の高さは、支持部２４の原点位置と略等しく、表面検査装置３１の支持部５０の原点位置（初期位置）よりも低い。裏面検査装置３２は、回転式搬送装置２１及び表面検査装置３１に干渉しないようになっている。表面検査装置３１、裏面検査装置３２、回転式搬送装置２１は、共に動作時以外は初期位置にあるものとする。

表面検査装置３１及び裏面検査装置３２の上方に配置されているマクロ観察用照明装置６１は、光源と、基板Ｗを上方から照明する光を拡散光や収束光にするための不図示のランプと、フレネルレンズと電源のＯＮ／ＯＦＦにより透過と半透過の拡散板の状態を切り替える液晶板を組み合わせた光学系とを有する。さらに、観察者からみて裏面検査装置３２の後ろ側には、ミラー６２が配置されている。平面視でミラー６２は、観察者と基板Ｗを結ぶ線分Ｌ１に対して少しだけ傾斜している。基板Ｗの中心を通り、ミラー６２で折り返される軸上には、マクロキャプチャ装置である撮像装置６３が１つ設置されている。ミラー６２及び撮像装置６３は、各装置の動作及び目視による観察の邪魔にならない位置にある。

ミクロ検査部１２は、基板Ｗ表面を拡大観察するための顕微鏡７１と、基板Ｗを保持するステージ７２とを有する。ステージ７２は、ＸＹθステージであり、顕微鏡７１の対物レンズの下方と、第三の位置Ｐ３との間で基板Ｗを搬送可能で、かつ基板Ｗの回転が可能に構成されている。顕微鏡７１は、複数の対物レンズが切り替え可能に取り付けられており、接眼レンズ７１Ａを装置本体２の前面に突出させた構成を有する。接眼レンズ７１Ａの代わりに、又は接眼レンズ７１Ａと併用する撮像装置を設け、拡大画像をディスプレイ７３等に表示させても良い。さらに、顕微鏡７１で観察するときに基板Ｗが配置される領域内には、基板Ｗの有無を検知するためのミクロ部位置センサ７５が設けられている。ミクロ部位置センサ７５には、例えば、光学式の透過型センサや反射型センサが用いられている。なお、ミクロ検査部１２に基板Ｗの外縁の検査を行う外縁検査装置（不図示）を設けても良い。

外観検査装置１は、制御部８１（制御部）によって制御されている。制御部８１は、ＣＰＵ（中央処理装置）やメモリなどから構成されており、観察者の操作を受け付けるインターフェイス部８２や、搬送ロボット５の制御部、回転式搬送装置２１の制御部、表面検査装置３１の制御部、裏面検査装置３２の制御部、ミクロ検査部１２の制御部が接続されている。さらに、各種のセンサ６，２５〜２７，７５が接続されており、基板Ｗの位置を検出可能になっている。

次に、この実施の形態の作用について説明する。
基板Ｗの検査を行う際には、制御部８１の制御によって搬送ロボット５がウェハキャリア３から未検査の基板Ｗを一枚吸着保持して取り出す。ウェハ検出センサ６で基板Ｗの有無を確認した後に、センサ２５を用いて基板受け渡し位置である第一の位置Ｐ１でプリアライメントを実施する。その後、待機している支持部２４に基板Ｗを受け渡す。すなわち、搬送ロボット５による吸着保持を解除し、支持部２４で基板Ｗを吸着保持させ、搬送ロボット５を初期位置に戻す。このとき、位置センサ２５で第一の位置Ｐ１にある支持部２４上に基板Ｗがあることを確認する。

制御部８１は、回転式搬送装置２１を駆動させて、第一の位置Ｐ１にある基板Ｗを第二の位置Ｐ２に移動させる。基板Ｗが第二の位置Ｐ２に到達したことの確認には、位置センサ２６を用いる。
表面検査を行う場合には、支持部２４の吸着保持を解除し、支持部２４を下降させて表面検査装置３１の支持部５０に基板Ｗを移載する。図２に示すように支持部５０に基板Ｗを吸着保持させたら、スライダ４４を支柱部４３に沿って移動させて基板Ｗを水平姿勢のままで検査位置まで上昇させる。さらに、図３及び図４に示すように、回転バー４７を回転させて検査位置で基板Ｗの表面が観察者に向くように傾斜させる等、検査手順がティーチングにより記憶されたレシピ等により、傾斜した姿勢にする。このとき、マクロ観察用照明装置６１で基板Ｗ表面が照明された状態で、観察者が目視で基板Ｗの表面の観察検査を行う。必要により、支持部５０で基板Ｗを保持したまま、裏面が観察者に向かうように大きく傾け、裏面の周辺部の検査を行う。観察者による表面検査装置３１を用いたマクロ検査が終了したら、制御部８１の指令によって基板Ｗを略水平な姿勢に戻す。

続いて裏面検査を実施するときには、裏面検査装置３１での検査時、干渉しない下方位置に待機していた裏面検査装置３２をスライダ５４を支柱部５３に沿って移動させることで上昇させ、表面検査装置３１と略同じ高さまで上昇させる。そして、表面検査装置３１は、支持部５０の吸着を解除してから下降することにより裏面検査装置３２のアーム５５に基板Ｗを受け渡す。裏面検査装置３２は、アーム５５に基板Ｗの外縁を吸着保持する。このときの検査位置は、制御部８１によって制御され、表面検査装置３１における検査位置に略一致した位置である。
なお、裏面検査装置３２ではハンド５８の軸線と回転バー５７の軸線が一致しているのに対し、表面検査装置３１では支持部５０と回転バー４７の位置がずれている。このため、基板Ｗを傾斜させたときの中心位置が裏面検査装置３２と表面検査装置３１とでずれるが、両者の差はできるだけ小さいことが望ましく、制御部８１の制御によって例えば表面検査時の基板中心位置と、裏面検査時の基板中心位置を一致させるなど、最小限に略一致した位置にしている。従来では、基板の径外に回転軸があることで観察者に裏面をみせるためには基板を９０°に起こす必要があったので、基板中心の位置が基板の半径以上ずれていた。これに対して、この外観検査装置１では、表面検査時と裏面検査時における基板中心の位置ずれが基板Ｗの半径以内になるので、観察者の視線の移動量が少なくて済み、観察者の負担が軽減されている。

図５及び図６に示すように、回転バー５７を回転させて基板Ｗの裏面が観察者に向かう傾斜姿勢にすると共に、マクロ観察用照明装置６１で基板Ｗ裏面を照明する。観察者が目視で基板Ｗ裏面の観察検査を行う。観察者による裏面検査装置３２を用いたマクロ検査を終えた後、制御部８１の指令によって基板Ｗを略水平な姿勢に戻してから下降させる。

マクロ検査が終了したら、アーム５５を下降させる一方で支持部２４を上昇させて基板Ｗを支持部２４に移載する。基板Ｗを吸着保持したら回転式搬送装置２１を駆動させ、基板Ｗを第三の位置Ｐ３に搬送する。第三の位置Ｐ３に基板Ｗが搬送されたことは位置センサ２７で確認できる。第三の位置Ｐ３では、基板Ｗがミクロ検査部１２のステージ７２に受け渡される。受け渡しが行われたとき、ステージ７２は基板Ｗを回転させてセンサ２７でノッチ位置の検出と基板Ｗの中心位置のずれ量の検出を行う。ステージ７２は、基板Ｗを吸着保持すると共に、ノッチ位置を基準方向に合わせ、センサ２７で検出したずれ量を打ち消すように補正の座標変換を行って基板Ｗを顕微鏡７１の観察領域に移動させる。基板Ｗの存在をミクロ部位置センサ７５で検出してから顕微鏡７１によるミクロ観察を実施する。観察者がミクロ検査を終了したら、ステージ７２を移動させて基板Ｗを第三の位置Ｐ３に戻す。第三の位置Ｐ３では、ステージ７２から回転式搬送装置２１に基板Ｗが移載される。基板Ｗの移載は、位置センサ２７で確認される。回転式搬送装置２１を駆動させると、基板Ｗが第一の位置Ｐ１に搬送されるので、第一の位置Ｐ１から搬送ロボット５で基板Ｗを取り出し、ウェハキャリア３に回収する。

なお、一枚の基板Ｗが第一の位置Ｐ１から第二の位置Ｐ２に搬送されたときには、第一の位置Ｐ１に新しく移動した支持部２４が空いているので、ここに次の基板Ｗを搬送する。回転式搬送装置２１には、３つの支持部２４があるので、最大で３枚の基板Ｗを同時に取り扱うことができる。したがって、複数の基板Ｗを順次送り込むことで、多数の基板Ｗを連続して検査することができる。マクロ検査部１１やミクロ検査部１２における検査の順番や組み合わせは、任意に変更することができる。

ここで、目視による検査に加えて、又は目視による検査の代わりに撮像装置を使用する場合について説明する。
制御部８１は、表面検査装置３１の揺動回転機構４６を駆動させ、前記した検査位置において基板Ｗ表面をミラー６２に向けさせる。図７に示すように、基板Ｗの表面が、ミラー６２で折り返された撮像装置６３の光軸上に配置されるので、撮像装置６３で基板Ｗの表面画像を取得できる。特に、観察者の視線方向と、基板Ｗの主面に対する法線方向と、マクロ観察用照明装置６１の光軸方向の３つの角度の関係を維持したまま、観察者の視線方向のみを撮像装置６３の光軸方向へ変更するように２つの検査装置３１，３２を制御する。これにより、観察時と同様な画像を取得することができる。また、観察者と基板Ｗの間の光路長と、撮像装置６３から基板Ｗまでの光路長ができる限り同じになるように撮像装置６３を配置することが望ましい。より望ましくは、２つの光路量が略一致する位置に撮像装置６３を配置する。
基板Ｗの裏面画像を取得するときは、基板Ｗを裏面検査装置３２に移載し、前記した略一致した検査位置において回動機構５６を駆動させ、基板Ｗ裏面をミラー６２に向けさせる。図８に示すように、基板Ｗの裏面が、ミラー６２で折り返された撮像装置６３の光軸上に配置されるので、撮像装置６３で基板Ｗの裏面画像を取得できる。
撮像装置６３で取得した表面画像や裏面画像は、モニタに表示したり、不図示の記録装置に記録させたりできる。表面検査及び裏面検査のそれぞれにおいて基板Ｗの傾斜角度は、目視による観察時のそれぞれの傾斜角度と同じでも良いし、観察者と撮像装置６３の配置の差を打ち消すように傾斜角度に修正を加えても良い。傾斜角度の修正は、制御部８１の制御によって行われる。ミラー６２で折り返された画像は、実物に対して反転した画像になっている。したがって、制御部８１は、画像処理によって撮像画像を反転させた正しい配置にした画像を表示させたり、記録したりする。

なお、裏面検査装置３２は、基板Ｗの周縁部を突出部５８Ａで支持する構成になっているので、突出部５８Ａと一致する部分の基板Ｗの裏面画像は撮影できない。このため、裏面画像を撮像した後で、基板Ｗを表面検査装置３１に受け渡し、基板Ｗを所定角度だけ回転させた後、再び裏面検査装置３２で保持して撮像を行っても良い。このときの回転角度は、１回目の撮像時に突出部５８Ａで隠れた部分が露出し、既に撮像された部分が突出部５８Ａに吸着保持されるような角度である。制御部８１は、基板Ｗを回転させた角度を記憶しておき、１回目の裏面画像と、２回目の裏面画像を画像処理によって合成し、抜けのない裏面画像を作成する。

この実施の形態によれば、制御部８１の制御によって表面検査装置３１と裏面検査装置３２のそれぞれに検査位置が略一致するように配置されるので、観察者が視線を大きく動かすことなく検査を行え、観察者の負担を軽減できる。表面検査装置３１と裏面検査装置３２の装置構成の差によって、基板Ｗの位置が若干ずれることがあるが、検査位置の差を基板Ｗの半径以下にすることで、観察者の負担は十分に軽減される。検査位置の差を基板Ｗの半径以下にする構成として、支持部５０とハンド５８の中心を鉛直方向で略一致させたり、回転軸を平行に設定したりすることがあげられる。
撮像装置６３の光軸方向をミラー６２で折り返すようにしたので、撮像装置６３を観察者の観察位置に極めて近接させなくても、観察者が見たとおりの観察を撮像装置６３を使って行ったり、記録に残したりすることが可能になる。撮像装置６３のレイアウトの自由度を増大できるので、外観検査装置１の小型化が図れる。従来のように撮像装置の光軸を変更する機構や、焦点調整の機構を設けたり、複数のカメラを搭載させたりする場合に比べ、装置のコストを低減できる。

なお、装置のレイアウトに制約がない場合には、平面視で観察者と基板の中心を結ぶ線分の延長線上であって、外観検査装置１の背面側に撮像装置を配置しても良い。この場合には、ミラー６２を設ける必要がなくなる。

（第２の実施の形態）
図９に裏面検査装置の構成を示す。他の構成は第１の実施の形態と同様である。
裏面検査装置９１は、基板Ｗを保持する第２の基板保持部９２と、第２の基板保持部９２を昇降自在に支持する第２の基板保持部移動機構９３を備える。
第２の基板保持部９２は、基板Ｗを保持するハンド５８とオフセットアーム９４を有し、ハンド５８はオフセットアーム９４の一端部に、不図示の機構によって回転可能に支持されている。初期状態において、ハンド５８を回転させる第１の回転軸５８Ｂは、略水平、かつミクロ検査時にミクロ検査を行う所定の位置にいる観察者と基板Ｗ中心を結ぶ線分Ｌ１と略直交する向きに配置されている。オフセットアーム９４は、基板Ｗの外周に略沿って円弧状に延び、モータなどの回動機構５６に回転自在に支持されている。オフセットアーム９４を回転させる第２の回転軸９４Ａは、略水平、かつ平面視で線分Ｌ１と線分Ｌ２（撮像装置６３の基板中心に向かう光軸方向）とがなす角を２等分する平面内に、基板Ｗの略中心を通るように設定されている。この実施の形態では、第２の回転軸９４Ａは、第１の回転軸５８Ｂに対して基板Ｗの中心を基準にして４５°傾斜している。回動機構５６は、第２の基板保持部移動機構９３のスライダ５４に固定されている。なお、第２の基板保持部移動機構９３は、支柱部５３の配置スペースが制限され、上記の撮像装置６３の基板中心に向かう光軸方向と観察者と基板中心を結ぶ線分の方向のなす角度を基板中心で２等分する平面上に支柱部５３を配置できない場合、回動機構５６にさらに別のオフセット部材を介してスライダ５４に連結させても良い。

また、この外観検査装置１では、撮像装置６３が線分Ｌ１と略直交する線分Ｌ２の方向に配置されている。初期状態では、撮像装置６３の光軸方向でもあるＬ２方向と第１の回転軸５８Ｂが平面視で略同一線上に配置されている。
なお、側面方向からみた図においても、第１の実施形態と同様に観察者が視線を基板中心に向けときの視線方向が水平方向に対して傾く角度と、撮像装置６３の基板中心に向かう光軸方向が水平方向に対して傾く角度は、略同じになるように撮像装置６３が配置されているものとする。

裏面検査を行う際には、第１の回転軸５８Ｂを略水平、かつ線分Ｌ２と略直交する向きに配置し、基板Ｗの裏面の周縁部を吸着保持する。基板Ｗを上昇させて表面検査と略同一の検査位置まで移動させ、第１の回転軸５８Ｂ回りにハンド５８を回転させて基板Ｗ裏面を観察者に向ける。
目視検査が終了したら、制御部８１が第１の回転軸５８Ｂを固定して第２の回転軸９４Ａを１８０°回転させ第２の基板保持部９２を回転させる。図１０に示すように、この実施の形態では、第１の回転軸５８Ｂが平面視で線分Ｌ１の延長線上に配置される。さらに第１の回転軸５８Ｂを回転させ、基板Ｗの裏面を撮像装置６３に向けて傾斜させる。第１の回転軸５８Ｂは、目視検査時の観察方向と撮像装置６３の光軸方向が略一致するように回転させる。撮像装置６３で裏面画像を取得し、モニタに表示させたり、記録したりする。なお、最初に第１の回転軸５８Ｂを回転させ、基板Ｗを水平姿勢やその他の角度にしてから第２の回転軸９４Ａを１８０°回転させても良い。また、第２の回転軸９４Ａと第１の回転軸５８Ｂを同時に回転させても良い。
これにより、目視観察時のマクロ観察用照明装置６１の光軸方向、基板Ｗの主面に対する法線方向、観察者の視線方向の３つの角度の関係が、撮像装置６３による撮像時のマクロ観察用照明装置６１の光軸方向、基板Ｗの主面に対する法線方向、撮像装置６３の光軸方向の３つの角度の関係と同じになるようにでき、目視観察とほぼ同様な検査画面を得ることができる。

この実施の形態では、裏面検査装置９１が２つの回転軸５８Ｂ，９４Ａを持つので、基板Ｗの裏面を鉛直軸回りに９０°変更させることができる。したがって、観察者から略９０°ずれた位置に撮像装置６３を配置すれば、裏面画像として目視と略同様の画像を簡単に得られる。撮像装置６３を外観検査装置１内で空いているスペースに配置し易くなるので装置を小型化し易い。表面検査装置３１に２軸に傾斜させる機構を有するので、基板Ｗの表面を撮像装置６３に向けることができる。したがって、検査位置が略同一になるように制御すれば、１つの撮像装置６３で表面画像及び裏面画像を取得できる。

なお、本発明は、前記の実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、外観検査装置１は、ミクロ検査部１２を有しない構成であっても良い。

外観検査装置の構成を示す平面図である。 図１のＡ矢視であって、表面検査装置と裏面検査装置の配置を示す図である。 表面検査装置で基板を検査位置まで移動させ、観察者に向けて傾斜させた図である。 図３のＢ矢視図である。 裏面検査装置で基板を検査位置まで移動させ、観察者に向けて傾斜させた図である。 図５のＣ矢視図である。 表面検査装置で基板を検査位置まで移動させ、ミラーに向けて傾斜させた図である。 裏面検査装置で基板を検査位置まで移動させ、ミラーに向けて傾斜させた図である。 第２の実施の形態に係る裏面検査装置の平面図であって、基板を観察者に向けて傾斜させた図である。 裏面検査装置の平面図であって、基板を撮像装置に向けて傾斜させた図である。

符号の説明

１ 外観検査装置
３１ 表面検査装置
３２，９１ 裏面検査装置
４１ 第１の基板保持部
４２ 第１の基板保持部移動機構
４３，５３ 支柱部
４６ 揺動回転機構
５１，９２ 第２の基板保持部
５２，９３ 第２の基板保持部移動機構
５６ 回動機構
５８ ハンド
５８Ｂ 回転軸
６３ 撮像装置
６１ マクロ観察用照明装置
６２ ミラー
８１ 制御部
９４Ａ 回転軸
Ｌ１ 線分
Ｌ２ 線分
Ｗ 基板

Claims (10)

1. 基板の表面を観察可能に保持する第１の基板保持部と、
   基板の裏面を観察可能に保持する第２の基板保持部と、
   前記第１の基板保持部を移動させる第１の基板保持部移動機構と、
   前記第２の基板保持部を移動させる第２の基板保持部移動機構と、
   前記第１の基板保持部で基板の表面を観察するときの基板の位置と、前記第２の基板保持部で基板の裏面を観察するときの基板の位置とが略一致するように前記第１の基板保持部移動機構及び前記第２の基板保持部移動機構を制御する制御装置と、
   を備えることを特徴とする外観検査装置。
2. 前記第１の基板保持部は、基板の裏面を吸着すると共に、基板の回転と揺動が可能な揺動回転機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
3. 前記第２の基板保持部は、基板の周縁部を保持するハンドを有し、前記ハンドごと基板を回動させる回動機構を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の外観検査装置。
4. 前記ハンドの回転軸が基板の略中心を通る線上に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の外観検査装置。
5. 前記ハンドの回転軸が基板と観察者を結ぶ線分に略直交する向きに設けられていることを特徴とする請求項４に記載の外観検査装置。
6. 基板の表面と裏面を撮像可能な撮像装置の光軸方向と、基板中心と前記観察者を結ぶ線分の方向のなす角度を基板中心位置で２分割する平面内に、前記第２の基板保持部を回転させる第２の回転軸を設けたことを特徴とする請求項５に記載の外観検査装置。
7. 前記第１の基板保持部移動機構と、前記第２の基板保持部移動機構とが独立に構成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の外観検査装置。
8. 前記第１の基板保持部移動機構及び前記第２の基板保持部移動機構は、前記第１の基板保持部及び前記第２の基板保持部の移動方向に平行に延びる支柱部を備えることを特徴とする請求項７に記載の外観検査装置。
9. 前記第１の基板保持部で基板の表面を観察するとき基板の中心位置と、前記第２の基板保持部で基板の裏面を観察するとき基板の中心位置が基板の半径以内にあることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の外観検査装置。
10. 基板の表面と裏面を撮像可能な撮像装置を１つ備えることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の外観検査装置。

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