CN107037058A - 检查装置 - Google Patents

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Abstract

提供检查装置，缩短被检查物检查所需的时间。检查装置(2)对板状的被检查物(11)进行检查，其具有：保持工作台(6)，其对被检查物进行保持；旋转机构(8)，其使保持工作台旋转；和检查单元(10)，其对保持在保持工作台上的被检查物进行检查，检查单元包含取得检查信息的第1检测单元(24)和第2检测单元(26)，该检查信息被用于检测被检查物的缺损、被检查物的表面的伤痕、附着于被检查物的附着物以及被检查物的厚度中的任意情况，一边使保持着被检查物的状态的保持工作台旋转，一边使检查单元按照包含被检查物的中心(11d)在内的直线状的区域(13)直线移动，从而利用第1检测单元和第2检测单元取得检查信息。

Description

检查装置
技术领域
本发明涉及用于对半导体晶片等被检查物进行检查的检查装置。
背景技术
在以IC、LSI等为代表的半导体器件的制造工序中，多数情况下使用不同的多个检查装置(例如，参照专利文献1、2等)对半导体晶片的正面背面等进行检查。例如，能够通过利用这些检查装置对半导体晶片的正面背面等进行拍摄，而适当地检测出混入到电路图案内的异物、因磨削/研磨等处理而产生的划痕等缺陷。
专利文献1：日本特开平7-281098号公报
专利文献2：日本特开平10-185535号公报
但是，当使用多个检查装置对半导体晶片等被检查物进行检查时，在利用某一检查装置的检查之后，将被检查物搬入其他的检查装置而实施检查。因此，在使用这样的多个检查装置的情况下，存在被检查物的检查所需要的时间容易变长这样的问题。
发明内容
本发明是鉴于该问题点而完成的，其目的在于提供一种检查装置，能够缩短被检查物的检查所需要的时间。
根据本发明的一个方式，提供一种检查装置，其对板状的被检查物进行检查，其特征在于，该检查装置具有：保持工作台，其对被检查物进行保持；旋转机构，其使该保持工作台旋转；以及检查单元，其对保持在该保持工作台上的被检查物进行检查，该检查单元包含取得检查信息的第1检测单元和第2检测单元，该检查信息被用于检测被检查物的缺损、被检查物的表面的伤痕、附着于被检查物的附着物以及被检查物的厚度中的任意情况，一边使保持着被检查物的状态的该保持工作台旋转，一边使该检查单元按照包含被检查物的中心在内的直线状的区域直线移动，从而利用该第1检测单元和该第2检测单元取得检查信息。
在本发明的一个方式中，优选所述第1检测单元和所述第2检测单元分别是如下的单元中的任意的单元：明视野拍摄单元，其利用明视野观察法对被检查物进行拍摄而取得检查信息；暗视野拍摄单元，其利用暗视野观察法对被检查物进行拍摄而取得检查信息；表面检查单元，其对因被检查物而散射的光进行检测而取得检查信息；以及厚度测量单元，其对被检查物的上表面的高度进行测量而取得检查信息。
并且，在本发明的一个方式中，优选该检查装置还具有：第1控制部，其对所述检查单元的直线移动进行控制，并存储该检查单元的坐标；以及第2控制部，其对所述保持工作台的旋转进行控制，并存储该保持工作台的旋转角度，该检查装置根据被检查物的任意的基准点的坐标、存储于该第1控制部的该检查单元的坐标以及存储于该第2控制部的该保持工作台的旋转角度而在被检查物上确定出取得了检查信息的位置。
并且，在本发明的一个方式中，优选该检查装置还具有：图像生成部，其根据被检查物的所述基准点的坐标、存储于所述第1控制部的所述检查单元的坐标、存储于所述第2控制部的所述保持工作台的旋转角度以及所述第1检测单元或者所述第2检测单元所取得的检查信息而生成图像；以及显示器，其对该图像生成部所生成的图像进行显示。
本发明的一个方式的检查装置具有：保持工作台，其对被检查物进行保持；旋转机构，其使保持工作台旋转；以及检查单元，其包含第1检测单元和第2检测单元，一边使保持着被检查物的状态下的保持工作台旋转，一边使检查单元按照包含被检查物的中心在内的直线状的区域直线移动，从而利用第1检测单元和第2检测单元取得2种检查信息，因此能够使检查单元的运动简单化并且一次性取得2种检查信息。
即，由于不需要取得检查信息时的搬送等工序，因此能够缩短被检查物的检查所需要的时间。并且，由于使包含第1检测单元和第2检测单元在内的检查单元直线运动而一次性取得2种检查信息，因此与使第1检测单元和第2检测单元单独地运动而取得2种检查信息的情况等相比，能够缩短被检查物的检查所需要的时间。
附图说明
图1是示意性示出检查装置的结构例的图。
图2是示意性示出明视野拍摄单元的结构例的图。
图3是示意性示出暗视野拍摄单元的结构例的图。
图4是示意性示出表面检查单元的结构例的图。
图5是示意性示出厚度测量单元的结构例的图。
图6的(A)是示意性示出检查工序的俯视图，图6的(B)是示意性示出检查单元相对于被检查物的轨迹的俯视图。
图7的(A)是示意性示出基于明视野拍摄单元所取得的检查信息的图像的例子的图，图7的(B)是示意性示出基于暗视野拍摄单元所取得的检查信息的图像的例子的图。
图8的(A)是示出表面检查单元所测量的散射光强度的例子的图表，图8的(B)是示出基于厚度测量单元所取得的检查信息的图像的例子的图。
标号说明
2：检查装置；4：基台；6：保持工作台；6a：保持面；8：旋转机构(旋转构件)；10：检查单元(检查构件)；12：支承构造；12a：前表面；14：移动机构；16：导轨；18：移动板；20：滚珠丝杠；22：脉冲电动机；24：检测单元(第1检测构件)；26：检测单元(第2检测构件)；28：检测单元(第3检测构件)；30：控制单元；30a：第1控制部；30b：第2控制部；30c：位置确定部；30d：图像生成部；32：显示器(显示构件)；42：明视野拍摄单元；44：明视野光源；46：透镜；48：半反射镜；50：物镜透镜；52：透镜；54：拍摄单元；62：暗视野拍摄单元；64：暗视野光源；66：反射镜；68：透镜；70：透镜；72：拍摄单元；82：表面检查单元；84：激光照射单元；86：聚光单元；86a：内壁面；86b：开口；88：检测单元；90：光电倍增管；102：厚度测量单元；104：光源；106：半反射镜；108：透镜；110：分光单元；112：线传感器；11：被检查物；11a：上表面；11b：下表面；11c：凹口；11d：中心；13：直线状的区域；15：轨迹；21：明视野光；23：暗视野光；25：激光光线；27：散射光；29：光。
具体实施方式
参照附图对本发明的一个方式的实施方式进行说明。图1是示意性示出检查装置的结构例的图。图1所示的检查装置2具有对各结构要素进行支承的基台4。
在基台4的中央设置有对板状的被检查物11(参照图2等)进行保持的保持工作台6。被检查物11例如是用于IC、LSI等的制造的圆盘状的半导体晶片。但是，被检查物11的种类、形状等不存在限制，例如也可以将封装基板、陶瓷基板、玻璃基板等作为被检查物11。
保持工作台6例如与包含电动机等在内的旋转机构(旋转构件)8连结，绕与铅垂方向(Z轴方向)大致平行的旋转轴旋转。保持工作台6的上表面成为对被检查物11进行保持的保持面6a。
该保持面6a例如通过形成于保持工作台6的内部的吸引路(未图示)等而与吸引源(未图示)连接。能够通过使吸引源的负压作用于保持面6a而利用保持工作台6对被检查物11进行保持。
对检查单元(检查构件)10进行支承的门型的支承构造12以横跨保持工作台6的方式配置于基台4的上表面上。在支承构造12的前表面12a的上部设置有使检查单元10在左右方向(Y轴方向)上移动的移动机构14。通过该移动机构14使检查单元10直线移动。
移动机构14配置于支承构造12的前表面12a上，具有在左右方向上延伸的一对导轨16。构成移动机构14的移动板18以能够滑动的方式安装于导轨16。在移动板18的背面侧(后表面侧)设置有螺母部(未图示)，与导轨16平行的滚珠丝杠20与该螺母部螺合。
脉冲电动机22与滚珠丝杠20的一端部连结。如果利用脉冲电动机22使滚珠丝杠20旋转，则移动板18沿着导轨16在左右方向上移动。在移动板18的正面侧(前表面侧)设置有检查单元10。
检查单元10包含分别取得不同的信息(检查信息)的检测单元(第1检测构件)24、检测单元(第2检测构件)26以及检测单元(第3检测构件)28。各检测单元24、26、28例如构成为能够取得对被检查物11的缺损、被检查物11的表面的伤痕、附着于被检查物11的附着物、被检查物11的厚度等的检测所需要的信息(检查信息)。
具体而言，例如，作为各检测单元24、26、28选择如下的单元中的任意单元：明视野拍摄单元，其利用明视野观察法对被检查物11的上表面11a进行拍摄而取得检查信息；暗视野拍摄单元，其利用暗视野观察法对被检查物11的上表面11a进行拍摄而取得检查信息；表面检查单元，其对在被检查物11的上表面11a发生散射的光进行检测而取得检查信息；以及厚度测量单元，其对上表面11a相对于被检查物11的下表面11b的高度进行测量而取得检查信息。
另外，在本实施方式中，示出了包含3种检测单元24、26、28在内的检查单元10，但本发明的检查单元(检查构件)只要至少包含2种检测单元(检测构件)即可。并且，检查单元也可以包含4种以上的检测单元(检测构件)。此外，多个(在本实施方式中为3种)检测单元可以不必须一体化。
保持工作台6、旋转机构8、检查单元10、移动机构14等各结构要素与控制单元30连接。控制单元30例如根据经由触板式的显示器(显示构件)32等而设定的检查条件等对各结构要素的动作进行控制。
控制单元30包含：第1控制部30a，其对移动机构14进行控制；以及第2控制部30b，其对旋转机构8进行控制。第1控制部30a通过移动机构14对检查单元10的直线运动进行控制，并且对相当于检查单元10的坐标(Y坐标)的移动板18的坐标(Y坐标)进行存储。另一方面，第2控制部30b通过旋转机构8对保持工作台6的旋转进行控制，并且对保持工作台6的旋转角度进行存储。
并且，控制单元30包含：位置确定部30c，其在被检查物11上确定出取得了检查信息的位置；以及图像生成部30d，其根据检查信息而生成图像。位置确定部30c根据被检查物11的任意的基准点(例如，凹口11c(参照图6的(A)等))的坐标、存储于第1控制部30a的检查单元10的坐标以及存储于第2控制部30b的保持工作台6的旋转角度，而在被检查物11上确定出取得了检查信息的位置(坐标)。
另一方面，图像生成部30d根据被检查物11的基准点(在本实施方式中为凹口11c)的坐标、存储于第1控制部30a的检查单元10的坐标、存储于第2控制部30b的保持工作台6的旋转角度、以及检测单元24、26、28的任意单元所取得的检查信息而生成图像。图像生成部30d所生成的图像根据需要而显示于显示器32。
图2是示意性示出用作检测单元24、26、28的明视野拍摄单元的结构例的图。图2所示的明视野拍摄单元42具有放射出明视野观察用的均质的光的明视野光源44。从明视野光源44放射出的明视野光21经由照明用的透镜46、半反射镜48、物镜透镜50等而成像于被检查物11的上表面11a。
在半反射镜48的上方设置有成像用的透镜52，该成像用的透镜52对在上表面11a发生了反射的反射光进行聚光而进行成像。在透镜52的更上方配置有包含CCD、CMOS等拍摄元件在内的拍摄单元54。拍摄单元54生成相当于透镜52等所形成的像的图像(检查信息)而发送给控制单元30。使用该明视野拍摄单元42而进行的明视野观察例如适合被用于对形成于被检查物11的电路图案等的式样、伤痕、轮廓的缺损等进行检测。
图3是示意性示出用作检测单元24、26、28的暗视野拍摄单元的结构例的图。图3所示的暗视野拍摄单元62具有暗视野观察用的暗视野光源64。从暗视野光源64放射的暗视野光23经由反射镜66等而向被检查物11的上表面11a照射。另外，反射镜66所反射的暗视野光23的光束成为相对于被检查物11的上表面11a倾斜的状态。
在上表面11a发生了反射的反射光经由成像用的透镜68、70等而向上方的拍摄单元72入射。拍摄单元72包含CCD、CMOS等拍摄元件，生成相当于透镜68、70等所形成的像的图像(检查信息)而发送给控制单元30。另外，使用该暗视野拍摄单元62的暗视野观察例如适合被用于对形成于被检查物11的伤痕或附着于上表面11a的附着物等进行检测。
图4是示意性示出用作检测单元24、26、28的表面检查单元的结构例的图。图4所示的表面检查单元82具有激光照射单元84，该激光照射单元84朝向配置于下方的被检查物11的上表面11a照射激光光线25。该激光照射单元84例如将激光振荡器振荡出的激光光线25聚光到被检查物11的上表面11a。
当在激光光线25的被照射区域中存在任何缺陷的情况下，激光光线25因该缺陷而散射。另一方面，当在被照射区域中不存在缺陷的情况下，激光光线25直接被反射。照射单元84的激光振荡器例如是半导体激光，振荡出适合缺陷处的散射的波长(405nm等)的激光光线25。其中，激光振荡器的种类或激光光线25的波长等不存在限制。
在照射单元84的周围配置有对激光光线25的散射光27进行聚光的筒状的聚光单元86。聚光单元86的内壁面86a的一部分或者全部成为对从2个焦点中的一方放射的光进行反射而聚光到另一方的椭圆镜(旋转椭圆镜)。由此，例如如果将被检查物11的上表面11a定位于一方的焦点，则能够对激光光线25的被照射区域所产生的散射光27进行反射而聚光到另一方的焦点。另外，在聚光单元86的下部形成有用于取入散射光27的开口86b。
在聚光单元86的上方配置有对聚光后的散射光27进行检测的检测单元88。检测单元88具有能够对微弱的光进行检测的光电倍增管90。光电倍增管90配置于上述的椭圆镜的另一方的焦点附近。由此，能够利用光电倍增管90适当地检测因缺陷引起的微弱的散射光27。
与光电倍增管90所检测的散射光27的光强度相关的信息(检查信息)被发送给控制单元30。另外，使用该表面检查单元82而进行的检查除了适合被用于对形成于被检查物11的伤痕、或附着于上表面11a的附着物等进行检测外，还适合被用于对被称为朦胧度(haze)等的微小的凹凸进行检测。
图5是示意性示出用作检测单元24、26、28的厚度测量单元的结构例的图。图5所示的厚度测量单元102具有放射出检查用的光29的光源104。该光源104例如是SLD(超发光二极管)、LED、卤素灯等，放射出在透过被检查物11的规定的波长范围中具有强度分布的光29。从光源104放射的光29通过半反射镜106、透镜108等向被检查物11照射。
如上所述，由于光29透过被检查物11，因此照射到被检查物11的光29的一部分在被检查物11的上表面11a发生反射，而照射到被检查物11的光29的另一部分在被检查物11的下表面11b发生反射。由此，上表面11a所反射的光29与下表面11b所反射的光29之间的干涉光因根据上表面11a和下表面11b之间的光路差(相当于被检查物11的厚度)等的多个波长而增强。
上述的干涉光经由半反射镜106等向由衍射光栅等构成的分光单元110入射。在分光单元110的附近配置有线传感器112，该线传感器112对分光单元110所分出的光29的强度分布进行检测。与线传感器112所取得的干涉光的强度分布相关的信息(检查信息)被发送给控制单元30。
如上所述，在线传感器112所取得的信息中包含有相当于由多个波长增强的干涉光的分光光谱的信息。由此，例如能够利用控制单元30对线传感器112所取得的信息(干涉光的分光光谱)进行傅里叶变换(代表性地，高速傅里叶变换)等而取得与上表面11a相对于下表面的高度(即，被检查物11的厚度)相关的信息。
接着，对该检查装置2所实施的被检查物11的检查方法的概况进行说明。在本实施方式的检查方法中，首先，实施保持工序，使被检查物11保持在检查装置2的保持工作台6上。具体而言，使被检查物11载置在保持面6a上以使得上表面11a向上方露出。如果在该状态下使吸引源的负压作用于保持面6a，则被检查物11由保持工作台6吸引、保持。
在保持工序之后，实施检查工序，取得各种检查信息。图6的(A)是示意性示出检查工序的俯视图。如图6的(A)所示，在该检查工序中，一边使保持工作台6绕Z轴旋转，一边使检查单元10在Y轴方向上移动。这里，保持工作台6和检查单元10被配置成检查单元10按照包含保持在保持工作台6上的被检查物11的中心11d在内的直线状的区域13而移动。
由此，当一边使保持工作台6以适当的速度旋转一边使检查单元10以适当的速度在Y轴方向上移动时，检查单元10(检测单元24、26、28)以相对于被检查物11描绘出螺旋的轨迹的方式移动。图6的(B)是示意性示出检查单元10(检测单元24、26、28)相对于被检查物11的轨迹的俯视图。
因此，如果一边使检查单元10相对于被检查物11像上述那样移动一边利用各检测单元24、26、28连续或者断续地取得检查信息，则能够沿着轨迹15在被检查物11的大致整体上取得检查信息。另外，第1控制部30a和第2控制部30b构成为能够与利用各检测单元24、26、28取得检查信息的时机同步地对检查单元10的坐标(移动板18的坐标)和保持工作台6的旋转角度进行存储。
由此，位置确定部30c例如能够根据被检查物11的凹口11c(基准点)的坐标、存储于第1控制部30a的检查单元10的坐标、以及存储于第2控制部30b的保持工作台6的旋转角度而在被检查物11上确定出取得了检查信息的位置(坐标)。与位置确定部30c所确定的位置(坐标)相关的信息以与所对应的检查信息相关联的状态存储于控制单元30。
另外，在该检查工序中，能够通过使一体地具有检测单元24、26、28的检查单元10像上述那样移动而一次性取得多种(在本实施方式中为3种)检查信息。由此，与使多个检测单元单独地运动而取得多个检查信息的情况等相比，能够缩短被检查物11的检查所需要的时间。
在检查工序之后，实施图像生成工序，根据需要对各检查信息进行图像化。如上所述，与位置确定部30c所确定的位置(坐标)相关的信息在与对应的检查信息相关联的状态下存储于控制单元30。由此，通过按照取得了多个检查信息的位置(坐标)进行排列(映射)，例如能够生成与被加工物11的整体对应的图像。
另外，该图像生成工序由图像生成部30d实施。所生成的图像存储于控制单元30，并根据需要显示于显示器32。其中，在检查信息的数量较少的情况下等不需要使检查信息视觉化的情况下，也可以省略该图像生成工序。
图7的(A)是示意性示出基于明视野拍摄单元42所取得的检查信息的图像的例子的图。能够根据图7的(A)所示的图像来确认轮廓的缺损。图7的(B)是示意性示出基于暗视野拍摄单元62所取得的检查信息的图像的例子的图。能够根据图7的(A)所示的图像来确认附着物的存在。
图8的(A)是示出表面检查单元82所测量的散射光强度的例子的图表。通常情况下，散射光的光强度在存在缺陷的区域中变大。由此，例如，当在某区域(位置、坐标)中测量出的散射光的光强度超过预先设定的阈值Ith的情况下等，能够判定出在该区域中存在缺陷。该判定例如由控制单元30等进行。
图8的(B)是示出基于厚度测量单元102所取得的检查信息的图像的例子的图。根据图8的(B)所示的图像，可知在被检查物11中形成有同心圆状的凹凸图案。
如上所述，本实施方式的检查装置2具有：保持工作台6，其对被检查物11进行保持；旋转机构(旋转构件)8，其使保持工作台6旋转；以及检查单元(检查构件)10，其包含多个检测单元(检测构件)24、26、28，该检查装置2一边使保持着被检查物11的状态下的保持工作台6旋转一边使检查单元10按照包含被检查物11的中心11d在内的直线状的区域13直线移动，由此利用多个检测单元24、26、28取得多个检查信息，因此能够使检查单元10的运动简单化并且一次性取得多个检查信息。
即，由于不再需要取得检查信息时的搬送等的工序，因此能够缩短被检查物11的检查所需要的时间。并且，由于使一体地具有多个检测单元24、26、28的检查单元10直线运动而一次性取得多个检查信息，因此与使多个检测单元单独地运动而取得多个检查信息的情况等相比，能够缩短被检查物11的检查所需要的时间。此外，由于检查单元10的运动简单，因此不需要复杂的移动机构或控制。
另外，本发明不限于上述实施方式的记载，可以进行各种变更而实施。例如，在上述实施方式中，例示出明视野拍摄单元42、暗视野拍摄单元62、表面检查单元82、厚度测量单元102，但也可以使用其他的检测单元。
除此之外，上述实施方式的构造、方法等在不脱离本发明的目的的范围中可以适当变更而实施。

Claims (4)

1.一种检查装置，其对板状的被检查物进行检查，其特征在于，
该检查装置具有：
保持工作台，其对被检查物进行保持；
旋转机构，其使该保持工作台旋转；以及
检查单元，其对保持在该保持工作台上的被检查物进行检查，
该检查单元包含取得检查信息的第1检测单元和第2检测单元，该检查信息被用于检测被检查物的缺损、被检查物的表面的伤痕、附着于被检查物的附着物以及被检查物的厚度中的任意情况，
一边使保持着被检查物的状态的该保持工作台旋转，一边使该检查单元按照包含被检查物的中心在内的直线状的区域直线移动，从而利用该第1检测单元和该第2检测单元取得检查信息。
2.根据权利要求1所述的检查装置，其特征在于，
所述第1检测单元和所述第2检测单元分别是如下的单元中的任意的单元：
明视野拍摄单元，其利用明视野观察法对被检查物进行拍摄而取得检查信息；
暗视野拍摄单元，其利用暗视野观察法对被检查物进行拍摄而取得检查信息；
表面检查单元，其对因被检查物而散射的光进行检测而取得检查信息；以及
厚度测量单元，其对被检查物的上表面的高度进行测量而取得检查信息。
3.根据权利要求1或2所述的检查装置，其特征在于，
该检查装置还具有：
第1控制部，其对所述检查单元的直线移动进行控制，并存储该检查单元的坐标；以及
第2控制部，其对所述保持工作台的旋转进行控制，并存储该保持工作台的旋转角度，
该检查装置根据被检查物的任意的基准点的坐标、存储于该第1控制部的该检查单元的坐标以及存储于该第2控制部的该保持工作台的旋转角度而在被检查物上确定出取得了检查信息的位置。
4.根据权利要求3所述的检查装置，其特征在于，该检查装置还具有：
图像生成部，其根据被检查物的所述基准点的坐标、存储于所述第1控制部的所述检查单元的坐标、存储于所述第2控制部的所述保持工作台的旋转角度以及所述第1检测单元或者所述第2检测单元所取得的检查信息而生成图像；以及
显示器，其对该图像生成部所生成的图像进行显示。
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