JP2008020371A - Inspection device - Google Patents

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Kazuhiko Fukazawa
Takeo Omori
健雄 大森
和彦 深澤
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株式会社ニコン
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection device capable of not only improving an inspection efficiency but also discriminating a defect content in a short time. <P>SOLUTION: This device comprises an illumination part (illumination optics) 41 illuminating the marginal portion 10a of an inspection object (a semiconductor wafer) 10 with light, a first photo detection part (a detection optical system of back scattering light) 42 detecting scattering light from the marginal portion traveling toward the arranged side of the illumination part and a second photo detection part (a front scattering light detection optical system) 43 detecting scattering light from the marginal portion traveling toward the opposite side of the illumination part. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば半導体ウエハ、液晶ガラス基板などの被検査物の周縁部位における、レジストの残渣、ひび、欠け、パーティクルの付着などの欠陥を検査する検査装置に関する。 The present invention is, for example, a semiconductor wafer, in the peripheral portion of the object such as a liquid crystal glass substrate, resist residues, cracked, chipped, an inspection apparatus for inspecting defects such as adhesion of particles.

半導体チップを製造するリソグラフィ工程では、レジスト塗布工程、露光工程、洗浄工程、エッチング工程、レジスト除去工程などがあり、通常、これら工程毎に欠陥検査を行う。 In a lithography process for manufacturing semiconductor chips, a resist coating step, an exposure step, a washing step, there is an etching process, a resist removing step, typically, performs defect inspection for each of these steps. この欠陥検査中には、半導体ウエハの周縁部位に生じる各種の欠陥、例えばレジストの残渣、ひび、欠け、パーティクルの付着などの検査がある。 This defect during inspection, various defects occurring in the peripheral portion of the semiconductor wafer, for example, a resist residue, cracks, chipping, there are tests such as adhesion of particles. この周縁部位の欠陥検査は欠陥がその付近にあるチップ領域に及んで、半導体チップの歩留まりに大きく影響するので、重要である。 Extend the defect inspection of the peripheral site defects in the chip region in the vicinity thereof, so greatly affects the yield of the semiconductor chip, it is important.

半導体ウエハの周縁部位の欠陥を検査する装置として、例えば、半導体ウエハのエッジ部をCCDカメラで撮影し、この撮影画像に画像処理を施し、エッジカット量を算出してエッジ部での欠陥を検出する装置が提案されている(特許文献1)。 As an apparatus for inspecting defects of the peripheral portion of the semiconductor wafer, for example, an edge portion of the semiconductor wafer taken with a CCD camera, an image processing on this captured image, detecting a defect at the edge portion calculates the edge cut amount an apparatus has been proposed (Patent Document 1). また、楕円鏡の第1焦点位置に半導体ウエハのエッジ部をおき、該エッジ部に平行光を照射し、発生した回折光のうち低次元の回折光を遮光して高次元の回折光を楕円鏡にて集光し、楕円鏡の第2焦点位置に配置したフォトダイオードにより該高次元の回折光を受光してエッジ部での欠陥を検出する装置が提案されている(特許文献2)。 Also, placing the edge portion of the semiconductor wafer to the first focal position of the ellipsoidal mirror, and irradiates the parallel light on the edge portion, the generated elliptical diffracted light of light for high-dimensional to low-dimensional diffracted light among diffracted light condensed with a mirror, a device for detecting a defect at the edge portion to receive the diffracted light of the high dimension has been proposed by the elliptical mirror second focal photodiode arranged at the position of (Patent Document 2).

WO03/028089号公報 WO03 / 028089 JP 特開平9−269298号公報 JP-9-269298 discloses

前者の検査装置ではCCDを使用しており、信号出力に時間を要し、検査の効率化を図る上で障害になっていた。 In the former testing device is using the CCD, it takes time to the signal output, has been an obstacle in reducing the efficiency of the inspection. また、後者の検査装置ではフォトダイオードを使用しており、CCDに比して信号出力の時間は短いが、楕円鏡で高次元の回折光を集光し、これをフォトダイオードで受光して欠陥を検出するために、欠陥の内容、例えばエッジ部に付着したパーティクルなどのゴミとエッジ部に生じたひびなどとの判別が困難であった。 Further, the latter of the inspection apparatus is comprised of a photo diode, but short time of the signal output compared to CCD, by a high-dimensional diffraction light elliptical mirror condensed, it receives this photodiode defect to detect, difficult to distinguish between such cracks occurring in the dust and the edge portion of such particles adhering contents of the defect, for example, the edge portion.

本発明は、検査の効率化を図ることが出来る上に、短時間で欠陥の内容が判別可能な検査装置を提供することを目的とする。 The present invention, on which it is possible to improve the efficiency of inspection, the content of the short time defects and to provide a possible discrimination inspection system.

上記目的を達成する本発明の請求項1に記載の検査装置は、被検査物の周縁部位に光を照射する照明部と、前記光が前記被検査物に照射する照射位置よりも前記照明部が配置された側に進行する前記周縁部位からの散乱光を受光する第1受光部と、前記照射位置に対して、前記照明部とは反対側に進行する前記周縁部位からの散乱光を受光する第2受光部とを備えてなることを特徴とする。 Inspection apparatus according to claim 1 of the present invention to achieve the above object, an illumination unit for irradiating light to the peripheral portion of the object, the illumination unit than the irradiation position of the light irradiating the object to be inspected receiving but a first light receiving section for receiving scattered light from the periphery portion of progression to arranged side with respect to the irradiation position, the light scattered from the peripheral edge portion that travels in the opposite side from the illumination unit characterized by comprising a second light receiving portion for.

前記被検査物としては、例えば、シリコンウエハなどの半導体ウエハや、液晶ガラス基板などが含まれる。 As the inspection object, for example, a semiconductor wafer such as a silicon wafer, and the like liquid crystal glass substrate.

前記照明部としては、例えば、被検査物の周縁部位にスリット光を照射するものがあるが(図4参照)、これに限定されるものではない。 As the lighting unit, such as but irradiates a slit light to the peripheral portion of the object (see FIG. 4), but is not limited thereto.

前記第1受光部、第2受光部としては、例えば、フォトダイオードが使用されるが、これに限定されるものではなく、散乱光を受光して信号を出力するものであればよい。 The first light receiving portion, the second light receiving portion, for example, although photodiode is used, it is not limited thereto, as long as it outputs a signal by receiving the scattered light.

本発明の請求項2に記載の検査装置は、前記被検査物を支持して回転させる回転支持部を備えてなることを特徴とする。 Inspection apparatus according to claim 2 of the present invention is characterized by including a rotation support portion for supporting and rotating the said object to be inspected.

本発明の請求項3に記載の検査装置は、前記第1受光部の出力と前記第2受光部の出力とから前記周縁部位の欠陥箇所の欠陥内容を判別する判別部を備えてなることを特徴とする。 Inspection apparatus according to claim 3 of the present invention, in that it comprises an discriminating unit for discriminating a defect content of the defective portion of the peripheral edge portion and an output of the second light receiving portion and an output of the first light receiving portion and features.

前記判別部としては、例えば電圧比較器(コンパレータ)があるが、これに限定されるものではない。 Examples determination unit, for example, there is a voltage comparator (comparator), but is not limited thereto.

本発明の請求項4に記載の検査装置は、前記被検査物に設けた指標部を検出する指標検出部と、前記指標部から前記第1受光部、前記第2受光部の出力に基づいて検出された前記被検査物の周縁部位の欠陥箇所までの位置情報を記憶する記憶部とを備えることを特徴とする。 Inspection apparatus according to claim 4 of the present invention, the a marker detecting section for detecting the indicator portion provided on the object to be inspected, said from the index portion first light receiving portion, based on an output of the second light receiving portion characterized in that it comprises a storage unit for storing positional information to the defective portion of the peripheral edge portion of said detected object to be inspected.

前記指標部としては、例えば、前記被検査物の周縁部位を略V字状に切り欠いた切欠部(ノッチ)、周縁部位の一部を平坦となるように切除したオリエンテーションフラットなどがあるが、これに限定されるものではない。 As the indicator portion, for example, the cut portion formed by cutting a substantially V-shaped peripheral edge portion of the object (notch), it is like excised orientation flat so that the flat part of the peripheral portion, the present invention is not limited to this.

前記位置情報は、例えば、前記回転支持部にエンコーダを装備し、前記指標部を検出した時点から前記第1受光部、第2受光部から検出信号が出力された時点まで前記回転支持部が回転するのに伴って該エンコーダから発せられるパルス信号の数をカウントすることにより得られるが、これに限定されるものではない。 The location information may, for example, the rotating support equipped with encoder, said from the time of detecting the index portion first light receiving portion, the rotation support portion is rotated to the point where the detection signal from the second light receiving portion is output obtained by counting the number of pulse signals generated from the encoder with for, but not limited thereto. 前記位置情報は、本発明の検査装置に使用される以外に、前記被検査物の検査後、別の検査装置に搬送されて検査する際などにも利用され得る。 The position information, in addition to being used in the inspection apparatus of the present invention, after the inspection of the inspection object can also be utilized, such as when testing is conveyed to another of the inspection apparatus.

本発明の請求項5に記載の検査装置は、前記判別部からの情報に基づいて前記欠陥箇所への照明の仕方を切り替えて該欠陥箇所での表面情報を取得する欠陥観察部を備えることを特徴とする。 Inspection apparatus according to claim 5 of the present invention, further comprising a defect observation unit for acquiring surface information in the defective portion by switching the way of illumination to the defect portion based on information from the determination unit and features.

前記欠陥箇所への照明の仕方としては、例えば、明視野照明と暗視野照明があるが、これに限定されるものではない。 As way of illumination to the defective portion, for example, there is a bright-field and dark-field illumination, but is not limited thereto.

本発明の検査装置によれば、検査の効率化を図ることが可能である上に、短時間で欠陥の内容が判別可能となる。 According to the inspection apparatus of the present invention, besides being possible to improve the efficiency of inspection, the content of the defect becomes possible to determine in a short time.

以下本発明の表面検査装置の一実施形態について図1乃至図7を参照して説明する。 Hereinafter an embodiment of the surface inspection apparatus of the present invention with reference to FIGS explained. 図1は本発明の検査装置の一実施形態を示す概略平面図、図2は同概略正面図である。 Figure 1 is a schematic plan view showing an embodiment of an inspection apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a schematic front view.

検査装置100は、図1に示すように、回転支持部としての回転テーブル20上の被検査物(半導体ウエハ)10の周辺に偏心状態検出部と指標検出部の機能を併せ持つ位置合わせ機構30と、欠陥検出部40と、欠陥観察部50が、半導体ウエハ10の回転方向に順に配置される。 Inspection apparatus 100, as shown in FIG. 1, the alignment mechanism 30 having both the function of the eccentric state detector and the index detection unit around the rotary table 20 on the object to be inspected (semiconductor wafer) 10 as a rotation support section a defect detection unit 40, a defect observation unit 50, are arranged in order in the rotational direction of the semiconductor wafer 10.

リソグラフィ工程のレジスト塗布工程、露光工程、洗浄工程などの各工程終了後、未検査ウエハ収納カセット70内に収納された、被検査物としての半導体ウエハ10は、搬送アーム60により取り出されて、回転テーブル20上に移送される。 Resist coating step of a lithography process, an exposure process, after each step is completed, such as washing steps, housed in the uninspected wafer storage cassette 70, the semiconductor wafer 10 as an object to be inspected is taken out by the transfer arm 60, the rotation It is transferred onto the table 20. そして、回転テーブルの回転に伴い、半導体ウエハ10を、先ず位置合わせ機構30に移動し、次いで欠陥検出部40に移動し、この後欠陥観察部50に移動する。 Then, with the rotation of the rotary table, the semiconductor wafer 10 is first moved to the alignment mechanism 30, then moves to the defect detector 40, it moves the later defect observation unit 50. 観察終了後、回転テーブル20を回転させて、半導体ウエハ10を、搬出位置まで移動し、搬送アーム60により回転テーブル10から取り出して検査済みウエハ収納カセット75内に収納する。 After the termination of the observation, by rotating the rotary table 20, the semiconductor wafer 10 moves to the unloading position, is housed in the inspected wafer storage cassette 75 is taken out from the rotary table 10 by the transfer arm 60. この検査済みウエハ収納カセット75は、リソグラフィ工程の別の工程に搬送されるか、あるいは別の検査装置に搬送される。 The inspected wafer storage cassette 75 is conveyed or is transported to another process of the lithography process or in a separate test device.

次に上述した位置合わせ機構30と、欠陥検出部40と、欠陥観察部50について詳細に説明する。 Then the alignment mechanism 30 described above, a defect detector 40 will be described in detail defect observation unit 50.

位置合わせ機構30は、上述したように偏心状態検出部と指標検出部の機能を併せ持つもので、図3、図5に示すように、半導体ウエハ10を載置する載置台21を昇降可能に構成した回転テーブル20と、この回転テーブル20を搭載したXYテーブル31(回転XYステージ)と、半導体ウエハ10の周縁部位において該半導体ウエハ10の裏面側から光を照射する発光ダイオード(LED)などからなる発光部32と、表面側で該発光部32の光を受光するCCDなどからなる受光部33と、載置台21を下降させた際に該載置台21に代わって半導体ウエハ10の周縁部位を一時的に支持する複数本(例えば3本)の支持ピン34と、回転テーブル20の回転に伴ってパルス信号を発するエンコーダ35などを備える。 Alignment mechanism 30, in which both the function of the eccentric state detector and the index detecting section as described above, as shown in FIGS. 3 and 5, vertically movable constituting the mounting table 21 for mounting a semiconductor wafer 10 and the turntable 20 that is an XY table 31 mounted with the rotary table 20 (rotation XY stage), consisting of such as a light emitting diode for irradiating light from the back side of the semiconductor wafer 10 (LED) at the periphery portion of the semiconductor wafer 10 one o'clock and the light emitting portion 32, a light receiving section 33 composed of a CCD for receiving light of the light emitting portion 32 on the surface side, a peripheral portion of the semiconductor wafer 10 in place of the mounting table 21 at the time of lowering the mounting table 21 to comprise the support pins 34 of the plurality of supporting (e.g., three), and an encoder 35 which emits a pulse signal in accordance with the rotation of the rotary table 20.

発光部32と受光部33は、偏心状態検出部と指標検出部として機能する。 Emitting portion 32 and the light receiving section 33 functions as an eccentric state detector and the index detecting section. すなわち、半導体ウエハ10の周縁部位10aが発光部32と受光部33との間の光路を横切るようにして、半導体ウエハ10は回転テーブル20の載置台21に載置され、この状態で回転テーブル20を駆動して半導体ウエハ10を回転させつつ、受光部33の出力変化をモニターすることにより偏心状態を検出することが出来、またノッチ11を検出することが出来る。 That is, the peripheral edge portion 10a of the semiconductor wafer 10 so as to cross the optical path between the light emitting portion 32 and the light receiving portion 33, the semiconductor wafer 10 is mounted on the mounting table 21 of the rotary table 20, the rotary table 20 in this state while rotating the semiconductor wafer 10 is driven and it is possible to detect the eccentricity state by monitoring the change in the output of the light receiving unit 33, also can be detected notch 11.

例えば、半導体ウエハ10の中心と回転テーブル20の回転中心とが一致せずにずれて(偏心して)いる場合には、半導体ウエハ10の回転に伴い、半導体ウエハ10の周縁部位10aによって遮断される、発光部32から受光部33への光量が変化して、受光部33の出力は、図6(a)の二点鎖線に示すように正弦波(余弦波)状に変化する。 For example, if you are displaced without coincides with the center of the semiconductor wafer 10 and the rotation center of the rotary table 20 (eccentrically) in accordance with the rotation of the semiconductor wafer 10, it is blocked by the peripheral edge portion 10a of the semiconductor wafer 10 , and the light amount change to the light receiving portion 33 from the light emitting unit 32, the output of the light receiving unit 33 is changed to form a sine wave (cosine wave) as shown in two-dot chain line in FIG. 6 (a). この受光部33の出力の最高値と最低値との差が偏心量に比例する。 The difference between the maximum value and the minimum value of the output of the light receiving portion 33 is proportional to the amount of eccentricity. これに対し、半導体ウエハ10の中心部と回転テーブル20の回転中心とが一致する(偏心しない)場合には、半導体ウエハ10の周縁部位10aにより遮断される、発光部32から受光部33への光量は一定で、受光部33の出力は図6の実線に示すように一定で直線状になる。 In contrast, the rotation center of the center and the turntable 20 of the semiconductor wafer 10 is coincident (not eccentric) if is blocked by the peripheral edge portion 10a of the semiconductor wafer 10, from the light emitting portion 32 to the light receiving portion 33 in the light amount constant, the output of the light receiving portion 33 is straight with a constant as shown in solid line in FIG. この偏心していない場合における受光部33の出力を基準として、これを越えるか又は下回るかで偏心方向が検出される。 Based on the output of the light receiving portion 33 when this is not eccentric, the eccentric direction is detected by either or below exceeds this.

また、半導体ウエハ10のノッチ11の部分が発光部32と受光部33との間の光路に移動してくると、該ノッチ11の部分で遮断される光量が他の部分に比して大きく変化するため、受光部33の出力変化からノッチ11を検出することができる(図6(a)の実線部分の出力変化があった部分を参照)。 Further, when the portion of the notch 11 of the semiconductor wafer 10 comes to move in the optical path between the light emitting portion 32 and the light receiving portion 33, larger changes than the amount of light is blocked by the portion of the notch 11 in the other portions to, it is possible to detect the notch 11 from the output change of the light receiving portion 33 (see the output change was the portion of the solid line portion in FIG. 6 (a)). なお、偏心している場合の受光部33の出力変化を示す、図6(a)の二点鎖線では図の複雑化を避けるためにノッチ11部分での受光部33の出力変化を省略してある。 Incidentally, showing the change in the output of the light receiving portion 33 when the eccentric, there is omitted the output change of the light receiving portion 33 of the notch 11 portion in order to avoid complication of the figure by a two-dot chain line in FIGS. 6 (a) .

受光部33の出力は、偏心状態(偏心量、偏心方向)の情報とノッチ11の検出情報とを含んでおり、不図示のAD変換器、インターフェース80を介して、検査装置100全体の制御を行うCPU82に入力される。 The output of the light receiving unit 33 eccentrically (eccentricity eccentric direction) includes a detection information of the information and the notch 11 of, AD converter (not shown), through the interface 80, the control of the entire inspection apparatus 100 is input to the CPU82 to perform. CPU82では、受光部33からの出力に基づいて、先ず載置台21を所定量下降させ、次いでXYテーブル31を所定方向に所定量駆動させ、この後載置台21を所定量上昇させる、駆動信号を、位置合わせ機構30に不図示のDA変換器、インターフェース80を介して出力する。 In CPU 82, based on the output from the light receiving portion 33, the first mounting table 21 by a predetermined amount lowered, then the XY table 31 is driven by a predetermined amount in a predetermined direction to the mounting table 21 after this raised a predetermined amount, the drive signal , DA converter not shown in the alignment mechanism 30, and outputs through the interface 80. また、ノッチ11の検出情報は記憶部84に記憶される。 The detection information of the notch 11 is stored in the storage unit 84.

位置合わせ機構30では、CPU82から出力される駆動信号により、先ず駆動台21を、半導体ウエハ10が支持ピン34上に支持されて載置台21が半導体ウエハ10から離れるまで下降させる。 In the alignment mechanism 30, the drive signal output from the CPU 82, first, the drive table 21, the mounting table 21 semiconductor wafer 10 is supported on the support pin 34 is lowered until the distance from the semiconductor wafer 10. 次いで、XYテーブル31を、偏心状態を無くす方向において回転テーブル20の回転中心が半導体ウエハ10の中心を通る垂直線上に位置するように駆動する。 Then, the XY table 31, the rotational center of the rotary table 20 is driven so as to be positioned on the vertical line passing through the center of the semiconductor wafer 10 in a direction to eliminate the eccentric state. この後、載置台21を、半導体ウエハ10を支持ピン34から外して持ち上げるように上昇させる。 Thereafter, the mounting table 21 is raised to lift and remove the semiconductor wafer 10 from the support pin 34.

半導体ウエハ10が支持ピン34から離れると、回転テーブル20が駆動して半導体ウエハ10の周縁部位10aを欠陥検出部40に移動させる。 When the semiconductor wafer 10 is separated from the support pins 34, it moves the perimeter portion 10a of the semiconductor wafer 10 to the defect detector 40 rotary table 20 is driven.

欠陥検出部40は、図4に示すように、半導体ウエハ10の周縁部位10aに該半導体ウエハ10の径方向に延びるスリット光を照射する照明部としての照明光学系41と、周縁部分10aからの散乱光を受光する第1受光部としての後方散乱光検出光学系42と、同様に周縁部分10aからの散乱光を受光する第2受光部としての前方散乱光検出光学系43と、これら後方散乱光検出光学系42,前方散乱光検出光学系43からの出力であって所定の閾値を越えた出力に基づいて欠陥の内容を判別する判別部44とを備える。 Defect detecting section 40, as shown in FIG. 4, an illumination optical system 41 as an illuminating unit which irradiates slit light extending in a radial direction of the semiconductor wafer 10 to the peripheral edge portion 10a of the semiconductor wafer 10, from the peripheral part 10a backscattered light detecting optical system 42 as a first light receiving portion for receiving the scattered light, the forward scattered light detecting optical system 43 as a second light receiving section for receiving scattered light from similarly peripheral portion 10a, these backscattered light detection optics 42, and a determination unit 44 for determining the content of the defect on the basis of the output exceeds a predetermined threshold an output from the forward scattered light detecting optical system 43.

照明光学系41は、光源41aと、スリット41bと、レンズ41cとを備え、回転テーブル20により半導体ウエハ10が回転している間に、光源41aの光を、スリット41bを通してレンズ41cにより集光しスリット光として周縁部位10aに照射する。 The illumination optical system 41 includes a light source 41a, a slit 41b, and a lens 41c, while the semiconductor wafer 10 is rotated by the rotary table 20, the light source 41a, the condenser Mr by the lens 41c through the slit 41b irradiating the peripheral portion 10a as a slit light.

後方散乱光検出光学系42は、シリコンフォトダイオード(SPD)42aと、レンズ42bを備え、照明光学系41による照射位置よりも該照明光学系41が配置された側に位置し、照明光が照射されている周縁部位10aから後方(図4の左側)に進行する散乱光を受光、検出する。 Backscattered light detecting optical system 42, and a silicon photodiode (SPD) 42a, comprises a lens 42b, located on the side to which the illumination optical system 41 is disposed than the irradiation position of the illumination optical system 41, illumination light irradiated receiving scattered light from the peripheral edge portion 10a which is to proceed to the rear (left side in FIG. 4), to detect.

前方散乱光検出光学系43は、シリコンフォトダイオード(SPD)43aと、レンズ43bを備え、照明光学系41による照射位置よりも該照明光学系41と反対側に位置し、照明光が照射されている周縁部位10aから前方(図4の右側)に進行する散乱光を受光、検出する。 Forward scattered light detecting optical system 43, and a silicon photodiode (SPD) 43a, provided with a lens 43 b, located on the opposite side of the illumination optical system 41 than the irradiation position of the illumination optical system 41, it is irradiated illumination light receiving scattered light traveling in front (right side in FIG. 4) from a peripheral edge portion 10a which are to detect.

SPD42a、43aは周縁部位10aから散乱光を受光したときに図6(b)に示すような瞬間的にピーク値となる信号を出力する。 SPD42a, 43a outputs instantaneously signal becomes the peak value as shown in FIG. 6 (b) upon receiving scattered light from the periphery portion 10a. なお、同図では複数の箇所からの散乱光を受光した場合を示す。 In the drawing shows a case where the receiving scattered light from a plurality of locations. 周縁部位10aが鏡面状態の場合、該周縁部分10aからは正反射光が発せられ、散乱光は発せられず、SPD42a、43aの出力は略ゼロレベルのままである。 If the peripheral portion 10a is in a mirror state, from peripheral edge portion 10a emitted is regularly reflected light, scattered light is not emitted, SPD42a, output 43a remains substantially zero level. 周縁部位10aに鏡面状態ではない箇所(非鏡面箇所)例えばレジストの残渣、パーティクルなどのゴミの付着、あるいはひび、欠けなどが存在する箇所からは散乱光が発せられる。 Portion to the peripheral portion 10a is not a mirror surface state (non-specular portion) for example, a resist residue, adhesion of dust such as particles, or cracks, scattered light emitted from the location where such chipping is present. 正反射光は法線に対する照明光の入射角と等しい反射角を有するので、この反射角以外の位置ならば、正反射光を受光せずに散乱光のみを受光することができる。 Since regular reflection light has a reflection angle equal to the incident angle of the illumination light with respect to the normal, if a position other than the reflection angle, it is possible to receive only the scattered light specularly reflected light without light.

SPD42a、43aは、上述したように周縁部位10aの非鏡面箇所からの散乱光を受光することにより信号を出力する。 SPD42a, 43a outputs a signal by receiving the scattered light from the non-specular portion of the peripheral portion 10a as described above. この非鏡面箇所のなかには、レジストの残渣、パーティクルなどのゴミの付着、あるいはひび、欠けなどの欠陥の外に実際には問題とならない曇りが生じた箇所も含まれる。 This Some of the non-specular portion, resist residue, adhesion of dust such as particles, or cracks, in fact, outside of the defects, such as chipping also include portions caused fogging no problem. この曇りが生じた箇所からの散乱光を受光した際のSPD42a、43aの出力信号レベルはゴミが付着した箇所などからの散乱光を受光した際のSPD42a、43aの出力信号レベルに比して低い。 The haze upon receiving scattered light from the portion where occurred SPD42a, 43a of the output signal level SPD42a at the time of receiving the scattered light from such locations dust adheres, lower than the output signal level of 43a . そこで、不図示のフィルタがSPD42a、43aの出力のうち所定の閾値を越えた出力のみを欠陥の検出信号として抽出して、不図示のAD変換器、インターフェース80を介してCPU82に送る。 Therefore, the filter (not shown) SPD42a, extracts only the output exceeds a predetermined threshold value among the outputs of 43a as a detection signal of a defect, AD converter (not shown), and sends the CPU82 through the interface 80. これによりCPU82はSPD42a、43aから欠陥の検出信号のみを入力することになる。 Thus CPU82 would enter SPD42a, only the detection signal of the defect from 43a.

閾値を越えたSPD42a、43aの出力は上述したように判別部44にも入力される。 SPD42a exceeding the threshold value, the output of 43a is also input to the determination unit 44 as described above. 判別部44は、電圧比較器(コンパレータ)を備え、SPD42aからの出力とSPD43aからの出力とを比較し、SPD42aの出力がSPD43aの出力よりも大きいとき(SPD42a>SPD43a)、ローレベルの信号(L)を出力し、SPD42aの出力がSPD43aの出力よりも小さいとき(SPD42a<SPD43a)、ハイレベルの信号(H)を出力する。 Discrimination unit 44 includes a voltage comparator (the comparator) compares the output from the output and SPD43a from SPD42a, when the output of SPD42a is greater than the output of SPD43a (SPD42a> SPD43a), a low level signal ( L) outputs, when the output of SPD42a is less than the output of SPD43a (SPD42a <SPD43a), it outputs a high level signal (H). 半導体ウエハ10の周縁部位10aにパーティクルなどのゴミが付着している場合、散乱光は後方(図4左側)に強く発するので、SPD42aの出力がSPD43aの出力よりも大きく、ローレベルの信号(L)を出力する。 If dust such as particles on the peripheral portion 10a of the semiconductor wafer 10 is attached, since scattered light is emitted strongly backwards (Fig. 4 left), greater than the output the output of SPD42a is SPD43a, low level signal (L ) to output. また、周縁部位10aにひび、欠けがある場合、散乱光は前方(図4の右側)に強く発するので、SPD42aの出力がSPD43aの出力よりも小さいく、ハイレベルの信号(H)を出力する。 Also, if there is a peripheral portion 10a Nihibi, chipping, since the scattered light emits strongly in front (right side in FIG. 4), Ku output SPD42a is less than the output of SPD43a, outputs a high level signal (H) . 判別部44のこれら出力はインターフェース80を介してCPU82に送られる。 These outputs of the discriminator 44 is sent to the CPU82 through the interface 80.

CPU82では、SPD42a、43aからの出力、エンコーダ35からの出力を入力しており、SPD42a、43aからの出力を入力したとき、ノッチ11からの距離(図6(b)の回転角度θ 、θ 、θ 参照)、すなわちSPD42a、43aで検出された欠陥箇所の位置情報を求める。 In CPU 82, SPD42a, output from 43a, which receives an output from the encoder 35, upon input SPD42a, the output from 43a, the rotation angle theta 1 of the distance from the notch 11 (FIG. 6 (b), theta 2, reference theta 3), i.e. SPD42a, obtains the position information of the detected defect portion at 43a. 例えば、ノッチ11を検出した時点からSPD42a、43aからの検出信号を入力した時点までの間にエンコーダ35から発せられるパルス信号の数をカウントすることにより、その間の回転テーブル20の回転角度を演算して欠陥箇所の位置情報を求める。 For example, by counting the number of pulse signals generated from the encoder 35 between the time of detecting the notch 11 SPD42a, until upon receiving a detection signal from the 43a, it calculates the rotation angle therebetween of the rotary table 20 obtaining the position information of the defective portion Te. この位置情報は記憶部84に記憶される。 The location information is stored in the storage unit 84.

CPU82は記憶部84に記憶された位置情報を読み出し、この位置情報に基づいて回転テーブル20の駆動を制御し、欠陥箇所を欠陥観察部50まで移動させて、回転テーブル20を停止させる。 CPU82 reads the position information stored in the storage unit 84, controls the driving of the rotary table 20 based on the positional information, it moves the defect portion to the defect observation unit 50 stops the rotary table 20.

欠陥観察部50は、図5に示すように、欠陥箇所を明視野照明あるいは暗視野照明する照明部51と、照明された欠陥箇所を撮影するCCDカメラ52と、このCCDカメラ52の撮影信号を処理する画像処理部53と、この画像処理部53によって処理された撮影画像を表示するディスプレイ54を備える。 The defect observation unit 50, as shown in FIG. 5, an illumination unit 51 for bright field illumination or dark field illumination the defective portion, a CCD camera 52 for photographing the illuminated defect portion, an imaging signal of the CCD camera 52 an image processing unit 53 for processing, a display 54 for displaying the captured image processed by the image processing unit 53.

CPU82は、判別部44からのローレベル信号(L)、ハイレベル信号(H)に基づき、欠陥内容に応じて最適な照明方法により欠陥箇所が照明されるように照明部51を暗視野照明あるいは明視野照明に切り替える。 CPU82 is a low level signal from the determination unit 44 (L), based on the high level signal (H), the illuminating unit 51 darkfield illumination or as defective portion is illuminated by the optimal illumination method in accordance with the defect content It switched to the bright-field illumination. 半導体ウエハ10の周縁部位10aのひび、欠けなどは例えば明視野照明により、またパーティクルなどゴミでは暗視野照明により照明することにより、欠陥箇所の鮮明な撮影画像を得ることが可能になる。 Peripheral portion 10a Nohibi the semiconductor wafer 10, such as by chipping, for example bright-field illumination, also by illuminated by the dark field illumination in dust particles and the like, it is possible to obtain a clear photographed image of the defective portion.

欠陥観察部50では、欠陥箇所がCCDカメラ52の撮影領域(観察領域)内に位置したとき、暗視野照明あるいは明視野照明により照明しつつ、CCDカメラ52により欠陥箇所を撮影する。 The defect observation unit 50, when the defective portion is located in the imaging area (observation area) of the CCD camera 52, while illuminated by dark field illumination or bright field illumination, to shoot the defective portion by the CCD camera 52. 欠陥箇所が複数ある場合には各箇所を撮影領域内に位置させ、欠陥の内容に応じて暗視野照明あるいは明視野照明に切り替えて順次撮影する。 It positions the respective locations in the imaging area in the case where defective portions have multiple, sequential shooting switch to dark-field illumination or bright field illumination in accordance with the content of the defect. CCDカメラ52の撮影信号は画像処理部53で画像処理され、欠陥の程度などが精査される。 Imaging signal of the CCD camera 52 is processed by the image processing unit 53, including the extent of the defect is probed. 画像処理された撮影画像はディスプレイ54に表示される。 Image-processed captured image is displayed on the display 54. また、欠陥の程度、種類、位置などの情報は記憶部84に記憶される。 The degree of defect, type, information such as the position is stored in the storage unit 84.

図7は本実施形態の検査装置100の動作のフローチャートを示している。 Figure 7 shows a flowchart of the operation of the inspection apparatus 100 of the present embodiment.

ステップ100でリソグラフィ工程のレジスト塗布工程、露光工程、洗浄工程などの各工程終了後、未検査ウエハ収納カセット70(図1参照)内に収納された半導体ウエハ10を、搬送アーム60(図1参照)により取り出して、回転テーブル20上に搬送する。 Resist coating step of a lithography process in step 100, exposure process, after each step is completed, such as cleaning process, the semiconductor wafer 10 housed in the uninspected wafer storage cassette 70 (see FIG. 1), the transport arm 60 (see FIG. 1 ) by removed, it is conveyed onto the rotary table 20.

ステップS101で、回転テーブル20を駆動し、半導体ウエハ10を位置合わせ機構30に移動する。 In step S101, by driving the rotary table 20 to move the semiconductor wafer 10 to the alignment mechanism 30. ステップS102で、半導体ウエハ10を回転させながら位置合わせ機構30において半導体ウエハ10の周縁部位10aとノッチ11を検出しつつ、半導体ウエハ10の中心部と回転テーブル20の回転中心との間の偏心状態を求め、この偏心状態に基づいてXYテーブル31により回転ステージ20を半導体ウエハ10に対して移動調整して偏心状態がゼロになるように位置合わせ(芯合わせ)を行う。 In step S102, while detecting a peripheral site 10a and the notch 11 of the semiconductor wafer 10 in the position alignment mechanism 30 while rotating the semiconductor wafer 10, eccentrically between the center portion of the semiconductor wafer 10 with the center of rotation of the rotary table 20 look, to move adjusted aligned such eccentric state is zero with respect to the semiconductor wafer 10 the rotary stage 20 (centering) by the XY table 31 based on the eccentricity state. この回転テーブル20の移動に際しては上述したように回転テーブル20から半導体ウエハ10を離しておく。 It separated the semiconductor wafer 10 from the rotary table 20 as described above during the movement of the rotary table 20. ステップS103で位置合わせ操作が終了したか否かを判断し、終了していない場合には位置合わせ操作を続行し、終了した場合にはステップS104に移行する。 Positioning operation in step S103, it is judged whether the finished and continue the alignment operation if not finished, when it is completed, the process proceeds to step S104.

ステップS104で半導体ウエハ10を欠陥検出部40に移動し、照明光学系41による照明で半導体ウエハ10の周縁部位10aから発せられる散乱光をSPD42a、43aで受光、検出する。 The semiconductor wafer 10 in step S104 to move to the defect detecting section 40, receive scattered light emitted from the peripheral edge portion 10a of the semiconductor wafer 10 with illumination by the illumination optical system 41 SPD42a, at 43a, is detected. 検出された欠陥箇所の位置情報は、記憶部84に記憶され、この位置情報に基づいて回転テーブル20を駆動して欠陥箇所を欠陥観察部50に移動する。 Position information of the detected defect location is stored in the storage unit 84, to move the defective portion on the defect observation unit 50 drives the rotary table 20 based on the positional information. また、SPD42a、43aの出力に基づいて判別部44で欠陥内容がゴミの付着による欠陥か、ひび、欠けによる欠陥かが判別される。 Further, SPD42a, defect content in the determination unit 44 based on the output of 43a is or defects due to adhesion of dust, cracks, or defects due to chipping is determined.

ステップS105で欠陥箇所が欠陥観察部50に到達したか否かが判断され、到達していない場合には回転テーブル20の駆動を続行し、到達した場合にはステップS106に移行し、回転テーブル20を停止させて欠陥箇所をCCDカメラ52による撮影領域内に位置させる。 Defective portions in the step S105 is determined whether reaches the defect observation unit 50, if not reach to continue the driving of the rotary table 20, if reached, the process proceeds to step S106, the rotary table 20 the is stopped to position the defective portion in the photographing region by the CCD camera 52. ステップS107で欠陥内容に応じて暗視野照明あるいは明視野照明に切り換え、ステップS108で欠陥内容に応じた最適な照明をしつつ欠陥箇所を撮影し、これを画像処理部53で画像処理を施して観察し欠陥の程度を判断する。 Step S107 is switched to the dark field illumination or bright field illumination in accordance with the defect content in the defect sites were photographed while the optimum illumination in accordance with the defect content in the step S108, which performs image processing by the image processing unit 53 observed to determine the extent of the defect. 欠陥箇所が複数ある場合には、欠陥箇所毎にステップS105,S106,107,108を実行する。 When the defective portion have more than one step S105, it executes the S106,107,108 each defective portion. ステップS109で欠陥観察部50での観察が終了したか否かが判断され、終了していない場合にはステップS105に戻り、ステップS106,107,108を繰り返す。 Step S109 whether observed in defect observation unit 50 is completed is determined by, if not completed the process returns to step S105, and repeats the steps S106,107,108. 終了した場合にはステップS110に移行する。 Proceeds to step S110 in the case has been completed. なお、ステップS102で偏心量が小さい場合は、欠陥検出・判別と欠陥観察との一方又は両方をステップS102で行ってもよい。 In step S102 if the amount of eccentricity is small, one or both of the defect detection and discrimination and defect observation may be performed in step S102.

ステップS110で回転テーブル20を駆動し、半導体ウエハ10を搬出位置まで移動する。 Drives the rotary table 20 in step S110, it moves the semiconductor wafer 10 to unloading position. ステップS111で搬送アーム60により半導体ウエハ10を回転テーブル20から取り出して検査済ウエハ収納カセット75内に収納する。 By the transfer arm 60 in a step S111 is taken out of the semiconductor wafer 10 from the rotary table 20 is accommodated in the inspected wafer storage cassette 75.

ステップS112で半導体ウエハ10の周縁部位10aの検査を続行するか否かを判断し、続行する場合にはステップS100に戻り、上述した操作を繰り返す。 Step S112 determines whether to continue the test of the peripheral region 10a of the semiconductor wafer 10 in the case of continuing returns to step S100, and repeats the operation described above. 続行しない場合には検査を終了する。 If you do not want to proceed to terminate the inspection. 検査を続行するか否かの判断は、例えば、予め未検査ウエハ収納カセット70内に収容されている、検査すべき半導体ウエハ10の枚数をCPU82にインプットしておき、検査終了毎に検査数をカウントすることにより行い、インプットした枚数に達した時点で検査を終了する。 Is continuing to determine whether or not a test, for example, is accommodated in advance uninspected wafer storage cassette 70, leave input the number of the semiconductor wafer 10 to be inspected in CPU 82, the number of tests for each inspection end performed by counting, the inspection is ended upon reaching input the number.

上述した本実施形態の検査装置100によれば、後方に進行する散乱光を受光、検出するSPD42aと、前方に進行する散乱光を受光、検出するSPD43aにより欠陥を検出するので、短時間で欠陥を検出し且つ欠陥の内容を判別することが可能となる。 According to the inspection apparatus 100 of the present embodiment described above, receives scattered light traveling backward, and detect SPD42a, receiving scattered light traveling forward, and detects a defect by detecting that SPD43a, defects in a short time it is possible to determine the nature of the detected and defect.

また、判別部44で判別した欠陥内容に応じて欠陥観察部50での照明の仕方を切り替えるようにしているので、最適な照明で欠陥箇所の撮影が行え、鮮明な撮影画像を得ることが可能となる。 Furthermore, since in accordance with the defect content is determined by the determination unit 44 to switch the manner of illumination of the defect observation unit 50, can be shot defective portion in an optimal illumination, you can obtain a clear captured image to become.

さらに、回転テーブル20上の半導体ウエハ10の周辺に位置合わせ機構30と、欠陥検出部40と、欠陥観察部50が、半導体ウエハ10の回転方向に順に配置されて、位置合わせ機構30で半導体ウエハ10の中心と回転テーブル20の回転中心とを位置合わせし、次いで欠陥検出部40で欠陥箇所を特定し、この後欠陥箇所を欠陥観察部50でCCDカメラ52により撮影し、画像処理部53で画像処理して、半導体ウエハ10の周縁部位10aにおける欠陥を検出、観察するようにしてあるので、検査時間を大幅に短縮することが出来る。 Further, the alignment mechanism 30 in the periphery of the semiconductor wafer 10 on the rotary table 20, the defect detecting section 40, the defect observation unit 50, are arranged in this order in the rotational direction of the semiconductor wafer 10, the semiconductor wafer in the alignment mechanism 30 10 centered in the rotation center of the rotary table 20 to align and then to identify the defective portion in the defect detection section 40, taken by the CCD camera 52 of this after defective portions in the defect observation unit 50, the image processing unit 53 and image processing, a defect in the peripheral region 10a of the semiconductor wafer 10 detected, so are as observation, it is possible to greatly shorten the inspection time.

すなわち、未検査ウエハカセット70から半導体ウエハ10を搬送アーム60で取り出して回転テーブル20上に移送してから、位置合わせをするので、カセットから取り出した半導体ウエハを一旦位置合わせ機構に移送して位置合わせをしてから検査装置の回転テーブル上に移送する(半導体ウエハの移送を2回行う)場合に比して、半導体ウエハ10の移送時間を短縮することができる。 That is, the semiconductor wafer 10 after the transfer onto the rotary table 20 is taken out by the transfer arm 60 from the uninspected wafer cassette 70, since the alignment, the position and transfer the semiconductor wafer taken out from the cassette once the alignment mechanism combined as compared with the case of transferring (two times the transfer of a semiconductor wafer) on a rotating table of the inspection apparatus after the, it is possible to shorten the transfer time of the semiconductor wafer 10. また、予め欠陥箇所を特定してから欠陥箇所を詳細に観察するので、欠陥の観察時間を短縮することができる。 Further, since the observation from the identified previously defective portion of the defective portion in detail, it is possible to shorten the observation time of the defect. さらに、位置合わせ機構から検査装置の回転テーブル上に移送する過程で半導体ウエハに位置ずれが生じて、再度位置合わせが必要となる事態が生じるおそれがない。 Further, occurs misalignment in the semiconductor wafer in the course of transferring onto a rotating table of the inspection apparatus from the alignment mechanism, there is no possibility of causing a situation needed alignment again.

本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above embodiment. 例えば、欠陥検出部40では散乱光を受光することにより、欠陥箇所を検出し、これを欠陥観察部50で精査して欠陥の程度を観察しているが、欠陥検出部40の受光部であるSPD42a、43aに替えてラインセンサを配置し、ラインセンサの出力に基づいて欠陥の検出と欠陥の内容、程度を観察するようにしてもよい。 For example, by receiving the scattered light in the defect detecting section 40 detects a defective portion, which is then probed with the defect observation unit 50 observes the degree of defects is the light receiving portion of the defect detector 40 SPD42a, the line sensor is arranged in place of 43a, the contents of the detection and of the defects based on the output of the line sensor, may be observed degree.

また、照明の仕方は特に暗視野照明、明視野照明に限定されるものではなく、SPD42a、43aの出力に基づいて欠陥内容に応じて最適な照明を選択して切り替えるようにすればよい。 The illumination manners, especially dark field illumination is not limited to bright field illumination, SPD42a, may be to switch to select the optimum illumination in accordance with the defect content based on the output of 43a.

また、欠陥観察部50にCCDカメラ52の代わりに顕微鏡を設置し、この顕微鏡により得られた観察画像をディスプレイ54で拡大表示するようにしてもよい。 We have also established the microscope instead of the CCD camera 52 in the defect observation unit 50 may be configured to enlarge an observation image obtained by the microscope with display 54.

本発明の検査装置の一実施形態を示す概略平面図である。 It is a schematic plan view showing an embodiment of an inspection apparatus of the present invention. 概略正面図である。 It is a schematic front view. 回転テーブルと位置合わせ機構の概略側面図である。 It is a schematic side view of the alignment mechanism and the turntable. 欠陥検出部の概略側面図である。 It is a schematic side view of a defect detecting unit. 図1に示す検査装置のブロック図である。 It is a block diagram of the inspection apparatus shown in FIG. 図6(a)は位置合わせ機構を構成する受光部の出力変化を示すグラフであり、図6(b)は欠陥検出部を構成するSPD42a、43aの出力変化を示すグラフである。 6 (a) is a graph showing the output change of the light receiving portion constituting a positioning mechanism, FIG. 6 (b) is a graph showing SPD42a, the output change of 43a constituting the defect detection unit. 図1に示す検査装置の動作を示すフローチャートである。 Is a flowchart showing the operation of the inspection apparatus shown in FIG.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10 半導体ウエハ10a 周縁部位11 ノッチ(指標部) 10 semiconductor wafer 10a peripheral portion 11 notch (indicator section)
20 回転テーブル32 発光部(指標検出部) 20 rotary table 32 emitting unit (index detecting unit)
33 受光部(指標検出部) 33 light-receiving unit (index detection unit)
40 欠陥検出部41 照明光学系(照明部) 40 defect detection unit 41 an illumination optical system (illumination unit)
42 後方散乱光検出光学系(第1受光部) 42 backscattered light detecting optical system (first light receiving unit)
43 前方散乱光検出光学系(第2受光部) 43 the forward scattered light detecting optical system (second light receiving unit)
44 判別部50 欠陥観察部51 照明部84 記憶部 44 determination unit 50 defect observation unit 51 the illumination unit 84 memory unit

Claims (5)

  1. 被検査物の周縁部位に光を照射する照明部と、 An illumination unit for irradiating light to the peripheral portion of the object,
    前記光が前記被検査物に照射する照射位置よりも前記照明部が配置された側に進行する前記周縁部位からの散乱光を受光する第1受光部と、 A first light receiving section for receiving scattered light from the periphery portion of the light travels to the side of the illumination portion is disposed than the irradiation position to be irradiated to the object to be inspected,
    前記照射位置に対して、前記照明部とは反対側に進行する前記周縁部位からの散乱光を受光する第2受光部と、 With respect to the irradiation position, and a second light receiving section for receiving scattered light from the periphery portion that travels in opposite to the illumination unit,
    を備えてなることを特徴とする検査装置。 Inspection apparatus characterized by comprising comprises a.
  2. 請求項1に記載の検査装置において、 The inspection apparatus according to claim 1,
    前記被検査物を支持して回転させる回転支持部を備えてなることを特徴とする検査装置。 Inspection apparatus characterized by comprising a rotary support portion for supporting and rotating the said object to be inspected.
  3. 請求項1又は2に記載の検査装置において、 In the testing apparatus according to claim 1 or 2,
    前記第1受光部の出力と前記第2受光部の出力とから前記周縁部位の欠陥箇所の欠陥内容を判別する判別部を備えてなることを特徴とする検査装置。 Inspection apparatus characterized by comprising comprises a discrimination unit for discriminating the defect content of the defective portion of the peripheral edge portion and an output of the second light receiving portion and an output of the first light receiving portion.
  4. 請求項1乃至3の何れか一項に記載の検査装置において、 In the testing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
    前記被検査物に設けた指標部を検出する指標検出部と、 A marker detecting section for detecting the indicator portion provided in the inspection object,
    前記指標部から前記第1受光部、前記第2受光部の出力に基づいて検出された前記被検査物の周縁部位の欠陥箇所までの位置情報を記憶する記憶部と、 A storage unit for storing positional information from the index portion to the defective portion of the peripheral edge portion of the first light receiving portion, said detected object to be inspected on the basis of the output of the second light receiving unit,
    を備えることを特徴とする検査装置。 Inspection device, characterized in that it comprises a.
  5. 請求項3又は4に記載の検査装置において、 The inspecting device according to claim 3 or 4,
    前記判別部からの情報に基づいて前記欠陥箇所への照明の仕方を切り替えて該欠陥箇所での表面情報を取得する欠陥観察部を備えることを特徴とする検査装置。 Inspection device characterized by comprising a defect observation unit for acquiring surface information in the defective portion by switching the way of illumination to the defect portion based on information from the determination unit.
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