JP2007240264A - Observation device and flaw inspection device of edge face - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウエハ等の基板における端面や面取り部等の端面部を撮像し検査するための観察装置及び欠陥検査装置に関する。 The present invention relates to an observation apparatus and a defect inspection apparatus for imaging and inspecting an end face portion such as an end face or a chamfered portion of a substrate such as a wafer.
一般に、半導体デバイスの基板としてシリコンウエハやガラスウエハ等が用いられている。これらの基板は、製造工程の中で顕微鏡等により基板表面が観察され、欠けやクラックの有無及び、異物の付着等が検査されている。 In general, a silicon wafer, a glass wafer, or the like is used as a substrate of a semiconductor device. The substrate surface of these substrates is observed with a microscope or the like during the manufacturing process, and the presence or absence of chips and cracks, adhesion of foreign matters, and the like are inspected.
近年の半導体製造技術の進歩から、半導体デバイスの高集積度化や多機能化を満たしつつ、ウエハの大型化が実現され、300mm径までに大きくなっている。これに伴い、ウエハの管理がより重要になってきている。これは一枚当たりのウエハで製造されるチップ数が相当数に増大したため、完成時のウエハが高価となり、たとえ一枚のウエハ割れにおいても大きな損害が発生するためである。 Due to recent advances in semiconductor manufacturing technology, the size of a wafer has been increased and the diameter has increased to 300 mm while satisfying the high integration and multi-functionality of semiconductor devices. Along with this, wafer management has become more important. This is because the number of chips produced per wafer has increased considerably, so that the completed wafer becomes expensive, and even if one wafer is cracked, great damage occurs.
また半導体製造装置は、コンピュータ管理による自動搬送や自動処理が行われており、真空内処理が行われる工程も多い。そのため、ウエハ割れが発生した場合には、その割れウエハの除去に時間が掛かり、復旧させて再稼働に至るまでに時間を要することになる。さらにウエハ割れが発生した場所(装置)によっては、製造ラインが停止する場合がある。特に、クリーンルーム内でウエハ割れが発生すると、粉状のウエハ片がパーティクルとなり、他の製造ラインに入り込み、製造途中の製品に付着して悪い影響を与える。 In addition, the semiconductor manufacturing apparatus is automatically transported and automatically processed by computer management, and many processes are performed in vacuum. Therefore, when a wafer crack occurs, it takes time to remove the broken wafer, and it takes time to recover and restart the wafer. Furthermore, the production line may stop depending on the location (apparatus) where the wafer crack occurred. In particular, when wafer cracking occurs in a clean room, powdery wafer pieces become particles, enter into other production lines, and adhere to products in the middle of production, thus adversely affecting them.
このウエハ割れは、搬送時などに他のものとの衝突によりウエハの端面部または、外周縁部と呼ばれるウエハのエッジ部分にカケやクラック等が生じたところに、製造工程の熱処理による温度ストレスや裏面研削によるメカニカルなストレスが加えられることが原因と考えられている。 This wafer cracking is caused by temperature stress or heat treatment caused by heat treatment in the manufacturing process when a wafer edge surface portion or an edge portion of the wafer called an outer peripheral edge portion is caused by a collision with another object during transportation. The cause is considered to be mechanical stress applied by back grinding.
このようなウエハの端面部分のカケ、クラック、キズなどの欠陥やレジストの不必要な部分へ回り込み、異物の付着の欠陥を専門に検出するものが知られている。例えば、特許文献1には、ウエハの周縁端を撮像するために、ウエハの周縁端の厚さ方向の異なる部位を撮像する複数のカメラとノッチの厚さ方向の異なる部位を撮像する複数のカメラを備えた検査装置が開示されている。また、特許文献2には、ウエハの周辺部、側面、下部の内の少なくとも1個所の観察を精度よく、容易に行うため、ステージとウエハを観察する自動焦点機構付きの複数の光学系を備えた観察装装置が開示されている。
しかしながら、上記の従来の技術では以下のようなことが懸念される。特許文献1による検査装置は、円盤状のウエハを回転可能に支持する支持部には、回転の中心軸を中心とする円周上にウエハの周縁端を支承する複数の支承部を有し、これにより検査対象のウエハを支持するようになっている。このことは、ウエハの周縁端が支承部に接触することを示す。これにより、やはり周縁端に異物の付着やキズ等の欠陥を生じさせるおそれがある。さらに支承した部分を検査したい場合に持ち直しをする必要があり時間がかかるといった問題がある。
However, there are concerns about the following in the conventional technology described above. The inspection apparatus according to
また、特許文献2による観察装置では、アライメント機構を有し、このアライメント機構により概ねウエハ中心は駆動機構の回転中心に位置決めされており、更に厳密な外周部の観察を行う場合には、XYステージの駆動機構との連動動作を持って常にウエハ外周から所定距離内側を計測し得るような動作を行うことが開示されている。しかし、ウエハは必ずしも完全な平面ではなく、ウエハの反りなどにより外周部はウエハ面の法線方向にも上下動する。つまり、回転による端面部の偏心に対応できても、回転による端面部の法線方向への上下動(以下、面振れとする)に対応できない。そのため、特にウエハの端面部をウエハの法線方向に垂直な側方から撮像した場合に、表示部に表示された端面部の画像が上下動してしまい観察し難く、さらに高倍率の光学系を用いた撮像では、自動焦点機構により合焦していたとしても表示部の画面上から観察部位が外れ欠陥の観察、検査に支障をきたす場合がある。
The observation apparatus according to
そこで本発明は、基板の端面部に接触することが無いため端面部に影響を与えることがなく、ウエハの反りなどの形状による面振れ等にも適応した観察が可能な観察装置及び端面欠陥検査装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides an observation apparatus and an end face defect inspection that do not affect the end face portion of the substrate and that do not affect the end face portion, and that can be applied to surface deflection due to the shape of the wafer warp or the like. An object is to provide an apparatus.
本発明は上記目的を達成するために、基板の端面部を撮像する撮像装置と、前記基板を保持するとともに前記基板の法線を回転軸として回転可能な保持部と、前記保持部の回転によって発生する前記基板の端面部の位置の変動を検出する変位検出部と、前記撮像装置で撮像された画像を表示する表示部と、前記変位検出部からの信号をもとに前記撮像装置で撮像された前記基板の端面部の画像が前記表示部上の一定の位置に観察されるよう制御する制御部とを備えることを特徴とする観察装置及び端面欠陥検出装置を提供する。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an imaging device that images the end surface portion of a substrate, a holding portion that holds the substrate and is rotatable about the normal line of the substrate, and a rotation of the holding portion. A displacement detection unit that detects a change in the position of the end face of the substrate that occurs, a display unit that displays an image captured by the imaging device, and an image that is captured by the imaging device based on a signal from the displacement detection unit There is provided an observation device and an end surface defect detection device, comprising: a control unit configured to control an image of the end surface portion of the substrate that is observed at a certain position on the display unit.
以上のような構成の観察装置は、撮像装置で保持部に装着される基板の端面部を撮像し、表示部に撮像された基板の端面部を表示する。このとき保持部の回転によって発生する基板の端面部の位置の変動を検出する変位検出部からの信号をもとに表示部に表示された端面部の位置が一定の位置に留まって観察されるよう制御部で制御しながら撮像を行う。 The observation apparatus having the above configuration images the end surface portion of the substrate mounted on the holding unit with the imaging device, and displays the imaged end surface portion of the substrate on the display unit. At this time, the position of the end surface displayed on the display unit is observed at a fixed position based on the signal from the displacement detection unit that detects the change in the position of the end surface of the substrate caused by the rotation of the holding unit. The imaging is performed while being controlled by the control unit.
本発明によれば、基板の端面部に接触することが無いため端面部に影響を与えることがなく、ウエハの形状等による面振れ等にも適応した観察が可能な観察装置及び端面欠陥検査装置を提供することができる。 According to the present invention, an observation device and an end surface defect inspection device that do not affect the end surface portion of the substrate and that do not affect the end surface portion and can perform observation adapted to surface fluctuations due to the shape of the wafer and the like. Can be provided.
以下、本発明の第1の実施の形態について、図1と図2をもとに詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態の観察装置を基板の法線方向から見た概略構成を示す図である。また、図2は本実施の形態の観察装置をウエハ2の主面の法線方向に直交する方向から見た側面図である。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an observation apparatus according to a first embodiment of the present invention viewed from the normal direction of a substrate. FIG. 2 is a side view of the observation apparatus of the present embodiment as viewed from a direction orthogonal to the normal direction of the main surface of the
なお、以下に記載の端面部とは基板の端面(側面)と端面の周辺の表裏面部分や面取りがある場合は、面取り部分やその周辺の表裏面、さらにレジスト塗布後に周縁部の不要なレジストをリンス液により除去した部分でエッジカット部、またはリンスカット部と呼ばれる部分等も含むものとする。この観察装置は、撮像光学系1と、撮像光学系1で結像されたウエハ2(基板)の端面部の画像を光電変換して画像信号を生成する撮像部3を備えている。これら撮像光学系1と撮像部3で光学モジュール14(撮像装置)を構成している。そして生成された画像信号から画像データを生成する画像処理部4と、画像処理部4により生成された画像データを表示する表示部5を備えている。そして光学モジュール14を設置し、ウエハ2の端面部のある一点を中心に端面部の周囲を回動する移動や光軸に沿った前後方向の移動させる移動機構6(移動機構または撮像装置移動機構)とその移動機構6を駆動制御する移動機構制御部7を備えている。さらにウエハ2を搭載して回転可能な回転テーブル12と、回転テーブル12に載置されているウエハ2における端面部の回転時の光軸方向への偏心量を検出する位置センサ8(変位検出部)と、回転するウエハ2における端面部の面振れを検出する位置センサ9(変位検出部)と、移動機構6及び光学モジュール14を設置するベース10と、本装置の構成部位の全体を制御する制御部11とで構成される。
In addition, the end surface portion described below means that the end surface (side surface) of the substrate and the front and back surface portions and chamfers around the end surface are chamfered portions, the front and back surfaces around the end surface, and unnecessary resist at the peripheral portion after resist application. It is assumed that the portion removed with a rinse liquid also includes an edge cut portion or a portion called a rinse cut portion. This observation apparatus includes an imaging
撮像光学系1は、対物レンズ、結像レンズ等の光学レンズや照明光をウエハに導くためのハーフミラー等により構成される。この撮像光学系1における観察像は、実体顕微鏡レベルの倍率の必要はなく、5x(NA:0.15)、10x(NA:0.3)、20x(NA:0.35)相当の倍率を採用できる。
The imaging
撮像部3には、光電変換によりウエハ2の端面部の像の画像信号を生成する撮像素子28が設けられている。撮像素子28にはCCD等の固体撮像素子が採用される。この撮像素子は縦横2次元に配置されたエリアセンサでもよく、1次元に配置されたラインセンサでもよい。ラインセンサであるとき1次元の長手方向は、後述する回動する面内に一致している。
The
光学モジュール14(撮像装置)は撮像光学系1及び撮像部3から構成され、端面部の撮像を行う。この光学モジュール14には必要によりオートフォーカス機能やズーミング機能を持たせてもよい。画像処理部4は予め設定されたアプリケーションソフトウエアに基づき種々の画像処理を施して所望の画像データを生成する。表示部5は、モニタであり、光学モジュール14により撮像された画像を表示する。この表示部5の画面上にはタッチパネルが配設され、表示される指示ボタン像にタッチすることにより、指示等を入力することができる。
The optical module 14 (imaging device) is composed of the imaging
位置センサ8及び位置センサ9は、図1に示すXYテーブル12の下方で載置するウエハ2に近接した位置に配置されている。具体的には、これらの位置センサ8,9は、ウエハ2の主面の外周端部と、外周端部から僅かに内側の主面が検出点となるように架台部に設置された支持部材に配置されている。ただし、位置センサ8はウエハ2の偏心量を、位置センサ9はウエハ2の面振れ量を検出できれば、周縁端に並んで配置されていても良い。
The
位置センサ8は、周知のウエハ2の偏心量を検出するための透過型の検出器であり、ウエハ端面部を挟んで対向して発光素子と受光素子を備えている。回転テーブル12の回転軸13により回転されているウエハ2の端面部に光を照射し、端面部から遮られることなく受光される光量を検出する。
The
なお、位置センサ8は受光部と送光部が一体にウエアは端面部の同じ側に配置された反射型の検出器であってもよい。また、オートフォーカス機能を搭載していれば、これにより偏心による合焦ズレに対応してもよい。
また、位置センサ9は、周知の光学式の測長センサであり、回転するウエハ2における面振れ量(位置センサ9からウエハ2の主面までの距離の変動)を検出する。
The
The
移動機構6(移動機構または撮像装置移動機構)は、光学モジュール14を装着している。そして位置センサ8及び位置センサ9により検出された偏心量及び面振れ量に基づき補正するように移動させる駆動機構を備えている。つまり、光学モジュール14を光軸方向の前後に高速微小移動する第1の駆動機構と光学モジュール14をウエハ2の主面と垂直な軸方向(基板の法線方向)の前後(上下)に高速微小移動する第2の駆動機構とを備えている。なお、これらの偏心量及び面振れ量を補正する移動機構は、移動機構6と別体であってもよい。
The moving mechanism 6 (moving mechanism or imaging device moving mechanism) is equipped with an
回転テーブル12は、ウエハ2の裏面を吸着保持する円形のステージである。ウエハの載置部は外周緑に沿って壁部が形成され、その壁部がウエハ2の裏面に接触する。その内径側にはピンが多数配設され、ウエハの裏面が平面になるよう支える、回転テーブル12の直径は、基板の直径より小さくウエハ裏面の端面部の観察が可能となっている。裏面の端面部が最小限観察できる程度として、できるだけ大きな略ウエハの直径と同等とすることが望ましい。特にテーブル直径をウエハ直径の90%以上とし、テーブルの全面を吸着可能な構成とすれば、ウエハの反りによる観察位置のズレを防止できる。ロボットアームにてウエハを受け渡すために、テーブルの中央部に複数のピンやテーブルが昇降する機構が設けられていても良い。
The
そして、回転軸13は図示しないモータにより回転し、載置部が回転する。また、回転角度を検出するエンコーダが搭載されていて、角度を検出し制御部に伝送できるようになっていてもよい。この回転テーブル12は周知の外観検査装置の顕微鏡を用いたミクロ検査部の回転XYステージと共通のものであってもよい。
And the rotating
ベース10は、図示しない架台部に設置された板状部材であり、その平面上にガイドレールが配設される。そしてガイドレールを介して移動機構6が回動可能に設置される。
制御部11は、ウエハの回転時の偏心やウエハの反りによる面振れによる合焦ズレや位置ズレを補正したり、適正な角度観察できるように回動動作を行ったりなど観察装置全体の制御を行う。移動機構制御部7と画像処理部4とを一体に含み、それらはパーソナルコンピュータからなっていてもよい。また、制御部11には、ウエハ2の回転時の偏心量やノッチ位置を検出するための予め測定されたデータテーブル等が登録されている。
The
The control unit 11 controls the entire observation apparatus such as correcting the eccentricity and the positional deviation due to the surface deviation caused by the wafer rotation and the eccentricity when the wafer is rotated, and performing the rotation operation so that an appropriate angle can be observed. Do. The moving mechanism control unit 7 and the
次に移動機構6の回動移動について説明する。図2に示すように、ベース10は、円弧形状のガイドレール18を配設している。そして移動機構6は、このガイドレール18上をリニアモータ等のモータ駆動により回動移動するように構成されている。つまり、移動機構6は、第3の駆動機構として回動移動機構を備えている。ここで回動軸は、点Oを通り回転テーブル12の回転軸と撮像光学系の光軸を含む面に垂直となっている。つまり、ワイパーのように振られる(回動移動する)アーム機構を設けて、このアーム機構上に移動機構6を配置するようにしても良い。
Next, the rotational movement of the moving
他にも、撮像光学系1の光軸が回転テーブル12の回転の中心軸と光学モジュール14による光軸を含む平面内で点Oを中心に回動するならば、種々の機構により回動移動を実現することは可能である。
In addition, if the optical axis of the imaging
また回動軸の位置は撮像光学系1の光軸がウエハ2の端面に到達した位置よりややウエハの内側に入り込んだ位置にある。図2(b)に示すように、回動軸の位置は、この回動軸を中心に回動をしたときの撮像光学系1の光軸が端面、表面、裏面の面取り部に対して直交し、点O(回動軸)からの距離が等しくなるように設定されている。これにより回動移動を行っても、撮像光学系1の合焦位置を端面または面取り部に設定すれば端面部と撮像光学系1の距離がほぼ一定に保つことができる。
Further, the position of the rotation axis is a position where the optical axis of the imaging
面取りの形状によっては、端面部と撮像光学系1の距離がほぼ一定とならず、光学モジュールの被写界深度から外れる場合は、オートフォーカス機構により合焦距離を調整して対応しても良い。
Depending on the shape of the chamfer, the distance between the end face and the imaging
また、移動機構6は、ウエハの主面に直交する軸方向に所望するまたは設計に基づく回動振り角度で回動移動する。その回動角度範囲は、90°から180°程度あることが望ましく、特にウエハ表面のリンスカット量を観察するには主面に垂直方向から観察できる角度範囲であることが望ましい。
Further, the moving
以上により撮像光学系1の光軸がウエハ2の表面から端面を経て裏面に、または裏面から端面を経て表面に移動することとなる。これにより本実施の形態の観察装置の光学モジュール14は、点Oを通る回動軸を中心として、ウエハ2の端面とこの端面に繋がる表裏面を連続的に撮像光学系1の観察視野に入れることができる。
As described above, the optical axis of the imaging
次に光学モジュール14の構成例を示して説明する。図3は、ウエハ2の主面の法線方向から光学モジュール14を見た図である。光学モジュール14は、レンズマウント本体21に撮像光学系1及び撮像部3が搭載されて構成される。撮像光学系1及び撮像部3は、共にマウントネジ等を用いて容易に着脱自在できるようにレンズマウント本体21に取り付けられている。さらにレンズマウント本体21は、移動機構6上に取り付けられている。
Next, a configuration example of the
撮像光学系1としては、対物レンズ22と、ハーフミラー23と、結像レンズ24とで構成され、ハーフミラー23により対物レンズ22の光軸が90°偏向され、結像レンズ24に向かうように配置される。対物レンズ22は、ウエハ2の端面、表面裏面の斜め方向からの観察時、1つの対物レンズが用いられる。また、必要により、倍率の異なる複数の対物レンズを用いてもよい。
The imaging
また、対物レンズ22から見てハーフミラー23の後方には、照明光を集光するためのレンズ25及び照明光を出射する発光ダイオード(LED)26がレンズマウント本体21に着脱自在に取り付けられている。LED26は、ウエハ2の端面が十分な明るさで撮像できる光量と指向性を有している。
In addition, a
また、LED26が出射した照明光が検査に悪形響を与えないように外部への濡れを防止するための遮光カバー27がLED26を覆うように適宜設けられている。更に、照明は対物レンズ2の鏡体の周辺部に複数のLED照明29を設けている。またLED26の周りにはリング照明19を設けており、適宜観察し易い照明を選択できるようになっている。つまり、LED26による同軸落斜照明、LED照明29による観察光学系の側方から斜照明、リング照明19による暗視野照明を用いて個々の観察や複数の複合された照明下での観察を行うこともできる。
Further, a
次に、このように構成された観察装置の動作について説明する。まず、LED26から出射された照明光は、レンズ25で集光される。そしてハーフミラー23を透過し、さらに対物レンズ22から観察対象となるウエハ2に平行光束として照射される。ウエハ2で反射された光は、対物レンズ22へ入射する。対物レンズ22からの光束は、ハーフミラー23で偏向され、結像レンズ24に向かう。結像レンズ24では光束を撮像部3内の撮像素子(CCD)28の受光面に結像する。撮像素子28は、光電変換によりウエハ2の端面部の画像信号を生成する。画像処理部4は、生成された画像信号に対して予め設定されたアプリケーションソフトウエアに基づき種々の画像処理を施して画像データを生成して表示部5に後述する画面構成で画像データを表示する。
Next, the operation of the observation apparatus configured as described above will be described. First, the illumination light emitted from the
また、回転テーブル12に載置されたウエハ2の中心が、回転中心の軸に対し偏心し、さらにウエハ2に反りが発生していた場合についての補正動作を説明する。ここでは、図2の実線のように光学モジュール14は、端面を観察するよう回転テーブル12の回転の中心軸に垂直な方向に光軸が向くよう配置されているものとする。
A correction operation in the case where the center of the
まず、回転テーブル12が回転を開始したとき、位置センサ8は、その時点での検出光量の信号をリアルタイムに制御部11に伝達する。ウエハ2は偏心しているので、位置センサ8を遮る光量が変化する。センサを制御する制御部11は、位置センサ8から受け取った光量の信号をもとにデータテーブルからウエハ2の偏心量(変動量)を求める。そして制御部11は、求められた偏心量を補正するための移動機構の第1の駆動機構の移動量を算出して移動機構制御部7に指示を出す。移動機構制御部7は、受け取った補正のための移動量の信号をもとに移動機構6の第1の駆動機構を制御して常にウエハ端面と撮像光学系1の距離が一定となるようにする。つまり、合焦状態を保った状態の端面の画像が表示部に表示される。
First, when the
同様に位置センサ9は、その時点の位置センサ9とウエハ端面部(主面の周縁部)の距離の信号をリアルタイムに制御部11に伝達する。ウエハ2は反りを起こしているので、位置センサ9は検出する距離が変化する。制御部11は、位置センサ9から受け取った距離(面振れ量、変動量)の信号をもとにデータテーブルからウエハ2の端面との距離を求める。求められた距離の変化を補正するための移動機構の第2の駆動機構の移動量を算出して、移動機構制御部7に指示を出す。移動機構制御部7は、受け取った補正のための移動量の信号をもとに移動機構6の第2の駆動機構を制御して常に位置センサ9とウエハ端面部(主面の周縁部)の距離が一定となるようにする。つまり、端面部の画像が表示部上の一定な位置に表示される。
Similarly, the
なお、光学モジュール14の位置を図2(a)の実線の位置としたが、例えば、ウエハ2の主面に垂直な方向にある場合は、第1の駆動機構と第2の駆動機構の最終的な作用である「合焦状態を保った状態の端面の画像が表示部に表示される」と「端面部の画像が表示部上の一定な位置に表示される」が入れ替わる。また、斜めから観察する位置にある場合は、第1の駆動機構と第2の駆動機構とが同時に作用して合焦状態を保った状態の端面の画像が表示部に表示される」と「端面部の画像が表示部上の一定な位置に表示される」ことが同時に行われる。以上により、光学モジュール14がどの回動位置にあっても、ウエハ2の端面部と撮像光学系の相対的な位置が一定に保たれ、相対的な距離と観察光軸の角度がほぼ一定に保たれるので表示部の表示画面上に端面部が一定の位置を保ち合焦した状態で表示することができる。
The position of the
また、これらの動作は高速に行われるので、表示部を観察する限りでは認識されない。ノッチ部に関しては、位置センサ8では大きな光量の変化となるので、大きな光量変化をノッチ部と認織し、移動機構6を動作させないようにしても良い。また、ウエハ2が微小な反りであり、回動移動機構で対応できるならば、第2の駆動機構の代わりに回動移動機構により回動移動を行っても良い。また、本実施の形態の説明では、リアルタイムに、位置の変動を検出して補正するとしたが、回転テーブル12が回転角度を検出するエンコーダを備えていて予め360°回転、つまり一回転してノッチ位置、面振れ量と偏心量のデータを取得して補正量を記憶してから、回転テーブル12の回転角度毎に偏心、面振れを補正しながら撮像するようにしてもよい。
Further, since these operations are performed at high speed, they are not recognized as long as the display unit is observed. With respect to the notch portion, the
本第1の実施の形態では、光学モジュール14を設置する移動機構6が回転テーブル12の回転軸と撮像光学系の光軸を含む面内で移動させるようにしたので、構成が簡単な回転テーブルが設置されているだけで単独の端面欠陥検査装置として用いることができる。また、一般的な回転テーブルを備える装置の回転テーブル近傍に、本観察装置の回転テーブル12を除いて配設することで、専用の端面欠陥検査装置を導入しなくても端面欠陥検査装置として用いることができるので、容易で安価に端面欠陥検出装置を構築することができる。
In the first embodiment, the moving
次に本発明の第2の実施の形態について、図4を参照して詳細に説明する。
図4は、本発明の第2の実施の形態の観察装置を基板の法線方向から見た概略構成を示す図である。本第2の実施の形態の観察装置は、基板の外観検査装置に備えられている回転可能なXY回転ステージを回転テーブル12として共用したものとして説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of an observation apparatus according to the second embodiment of the present invention viewed from the normal direction of the substrate. The observation apparatus according to the second embodiment will be described on the assumption that the rotatable XY rotation stage provided in the substrate appearance inspection apparatus is shared as the rotary table 12.
ここでば、第1の実施の形態と異なる構成についてのみ説明し、共通な構成については省略する。第1の実施の形態からの変更点は、移動機構6の第1の駆動機構が省略されたこと、回転テーブル12の回転軸13がXYステージ部15(移動機構または保持部移動機構)に設置されること(これにより回転テーブル12は、XY平面内で移動可能となる)、移動機構であるXYステージ15のX方向の移動が端面部の観察時に移動機構制御部7を介して制御部11により制御されることである。
Here, only the configuration different from that of the first embodiment will be described, and the common configuration will be omitted. The changes from the first embodiment are that the first drive mechanism of the moving
これは第1の実施の形態における移動機構6の第1の駆動機構の移動をXYステージ15のX方向の移動へ置き換えたものと考えればよい。
This can be considered as the movement of the first drive mechanism of the
本第2の実施の形態では、XY回転ステージをもつ装置に本観察装置を追加装着することにより移動機構を省略でき、安価に端面欠陥検査装置を構築することができる。 In the second embodiment, the moving mechanism can be omitted by additionally mounting the present observation apparatus on an apparatus having an XY rotation stage, and an end face defect inspection apparatus can be constructed at a low cost.
変形例として、移動機構6の第1、第2の駆動機構が省略され、かつ、回転ステージ12の移動機構であるXYステージ15(移動機構または保持部移動機構)の移動方向がXY平面に加え、Z軸方向にも移動可能な機構を備え、移動機構制御部7を介して制御部11によりX、Z方向に移動制御されるように構成しても良い。
As a modification, the first and second driving mechanisms of the moving
第1の実施の形態の移動機構6の第1の駆動機構の移動をXYステージ15のX方向の移動へ移動機構6の第2の駆動機構の移動をXYステージ15のZ方向の移動へ置き換えたものとなる。第2の実施の形態と同様に、XYZ回転ステージをもつ装置に追加装着すれば、移動機構を省略でき、安価に端面欠陥検査装置を実現することができる。
The movement of the first driving mechanism of the moving
図5は、本発明における表示部に表示する画像データの画面構成例を示す。図5に示すように、処理された画像データやこの画像データに関する情報を表示部5の画面30に分けて表示する。この画面構成では、観察対象物であるウエハ2の外周端部における、表斜め面(主面表面)画像31、端面(側面)画像32、裏斜め面(主面裏面)画像33の3個所のそれぞれ画像が同時に並べて表示している。この複数同時画像表示は、例えば、多チャンネル対応の画像ボード等を用いることにより容易に実現できる。また、ウエハ斜め面の画像の上下部分は非合焦画像(ボケ画像)となるので、その部分をカットすることにより、SXGA(Super Extended Graphic Array)クラスの表示部5に3箇所の画像を同時表示することができる。
FIG. 5 shows a screen configuration example of image data displayed on the display unit in the present invention. As shown in FIG. 5, the processed image data and information related to the image data are displayed separately on the
これらの画像表示領域の横には、種々の動作を指示するための操作画像が表示される。この操作画像としては、例えば、照明切換指示画像(ボタン像)34、位置表示画像(ウエハ上の位置表示)35、ウエハ2の回転開始指示画像(ボタン像)36、画像保存指示画像(ボタン像)37及び画像の正転逆転指示画像(ボタン像)38がある。勿論、図示される指示操作だけに限定されるものではなく、所望する操作の指示画像を追加して表示するまたは、不要な指示画像を削除することができる。
Operation images for instructing various operations are displayed beside these image display areas. Examples of the operation image include an illumination switching instruction image (button image) 34, a position display image (position display on the wafer) 35, a rotation start instruction image (button image) 36 of the
この指示画像の例では、保存したい画像が表示されているときに、画像保存指示画像のボタン像37をタッチすることにより観察画像保存が行われる。また、回転開始指示画像のボタン像36をタッチすることにより、回転テーブル12に載置されるウエハ2を回転制御することができる。さらに、正転逆転指示画像のボタン像38にタッチすることにより、回転テーブル12の回転を正転または逆転させることができる。ウエハ2に設けられたノッチを基準位置として、外周端部の位置情報(角度、位置)を表示することができる。
In this example of the instruction image, the observation image is stored by touching the
上述したように本観察装置は、撮像光学系が変倍機構を持てば、低倍率から高倍率域の画像をリアルタイム表示や画像保存もできる。ウエハのノッチ基準を基準とした位置情報を検出された欠陥や異物等の画像情報と併せて保存することもでき、不良解析に役立つ。さらに、観察照明方向を切換えることにより、異物や欠陥を探す上で、観察性能を選択できるため、異物原因を特定し易い。また、位置センサにより観察対象物の変動を検出して位置補正することから、撮像された画像における観察位置が変動せず、合焦画像が得られるため観察しやすい。 As described above, this observation apparatus can also display an image from a low magnification to a high magnification in real time and store an image if the imaging optical system has a zooming mechanism. Position information based on the notch reference of the wafer can be stored together with image information of detected defects, foreign matters, etc., which is useful for failure analysis. Furthermore, by switching the observation illumination direction, the observation performance can be selected when searching for foreign objects and defects, so it is easy to identify the cause of the foreign objects. In addition, since the position sensor detects a change in the observation object and corrects the position, the observation position in the captured image does not change, and a focused image is obtained, so that observation is easy.
なお、本発明の観察装置は3つの光学モジュールを備え、それぞれに画像処理部を設けて、表示部に同時表示する構成とすれば、3方向からの画像を同時に撮像できる観察装置または端面欠陥検査装置とすることもできる。 Note that the observation apparatus of the present invention includes three optical modules, each having an image processing unit, and configured to simultaneously display on the display unit, an observation apparatus or end surface defect inspection capable of simultaneously capturing images from three directions. It can also be a device.
また、撮像部3により撮像された画像信号は、予め画像処理部4に格納されるアプリケーションソフトウエアにより表示部に表示される端面部の位置処理が一定になるよう画像処理が施されてもよい。例えば、図2の実線の位置に光学モジュール14を配置した場合に、端面部の表示部への表示位置が一定になるようにする。画像回転テーブル12よりウエハ2を回転させてもアライメント精度が出ていて偏心が少なく合焦された画像となっているとき、ウエハ2の反りによるが表示部5上の端面部の位置が回転に合わせて波打つなどの変動のみを抑える処理を行うときは、画像信号の端面部による輝度の境目が常に表示部5の一定になるように位置を再構築して表示してもよい。また、位置センサ8、9からの信号をもとに光学モジュール14とウエハ2の端面部との相対的な位置を検出し、その検出されたデータをもとに画面上の位置と検出された位置関係から端面部の画像が表示部の一定の位置に表示されるよう画像処理するようにしてもよい。このようにすれば、リアルタイムに位置ずれのない画像を観察することができる。
Further, the image signal captured by the
1…撮像光学系、2…観察対象物(シリコンウエハ)、3…撮像部、4…画像処理部、5…表示部、6…移動機構、7…移動機構制御部、8,9…位置センサ、10…ベース、11…制御部、12…回転テーブル、13…回転テーブルの回転軸、14…光学モジュール、21…レンズマウント本体、22…対物レンズ、23…ハーフミラー、24…結像レンズ、25…レンズ、26…発光ダイオード(LED)、27…遮光カバー、28…撮像素子(CCD)。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記基板を保持するとともに、該基板の法線方向を回転の中心軸として回転可能な保持部と、
前記保持部の回転によって発生する前記基板の端面部の位置の変動量を検出する変位検出部と、
前記撮像装置で撮像された画像を表示する表示部と、
前記変位検出部からの信号をもとに前記撮像装置で撮像された前記基板の端面部の画像が前記表示部上の一定の位置に観察されるように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする観察装置。 An imaging device for imaging the end face of the substrate;
A holding unit that holds the substrate and is rotatable with the normal direction of the substrate as a central axis of rotation;
A displacement detection unit for detecting a variation amount of the position of the end surface portion of the substrate generated by the rotation of the holding unit;
A display unit for displaying an image captured by the imaging device;
A control unit that controls the image of the end face of the substrate imaged by the imaging device based on a signal from the displacement detection unit to be observed at a certain position on the display unit;
An observation apparatus comprising:
前記制御部は、検出された前記基板の端面部の位置の変動量から前記撮像装置と前記基板の端面部との相対的な位置を一定に保つように前記移動機構の制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の観察装置。 A moving mechanism for maintaining a constant relative position between the end face of the substrate and the imaging device;
The control unit controls the moving mechanism so as to keep a relative position between the imaging device and the end surface portion of the substrate constant from a detected variation amount of the position of the end surface portion of the substrate. The observation device according to claim 1.
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