JP2008235892A - ウエハの縁部領域の欠陥の評価のための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエハ（６）縁部の上部表面（６ａ）、端面（６ｂ）及び下部表面（６ｃ）の欠陥を簡単な方法で検査できる装置及び欠陥画像撮像方法を提供すること。
【解決手段】本装置は、ウエハ（６）の縁部領域の欠陥をユーザが評価するか、自動で行うことができる。特に本装置は、３つのカメラ（２５、２６、２７）を含み、各カメラは対物レンズ（３０）を備え、第１のカメラ（２５）はウエハ（６）の上部縁部領域（６ａ）に相対するように配置され、第２のカメラ（２６）はウエハ（６）の端面（６ｂ）に相対するように配置され、第３のカメラ（２７）はウエハ（６）の下部縁部領域（６ｃ）に相対するように配置される。
【選択図】図３

Description

本発明は視覚的に（目視で）ウエハの縁部領域ないし周縁部の欠陥の視覚的に評価（ないし検査）のための装置に関する。特に、ウエハの縁部領域の欠陥を視覚的に評価する本装置は、ウエハの上部表面の縁部領域に相対（対向）するように配置される第１のカメラを含む。第２のカメラは、ウエハの端面に相対するように配置される。第３のカメラは、ウエハの下部表面の縁部領域（ないし周縁部）に相対するように配置される。各カメラは、欠陥の画像を撮像するための視野を有する。

本発明はさらに、ウエハの縁部領域の欠陥を視覚的に評価（ないし検査）する方法に関する。ウエハの縁部領域の欠陥を視覚的に評価する方法のため、ウエハの上部縁部領域に相対する第１のカメラと、ウエハの端面に相対する第２のカメラ及びウエハの下部縁部領域に相対する第３のカメラを用いてその領域の欠陥の検討が行われる。

本発明はまた、ウエハの検査システムにおける本装置の使用に関する。このウエハの検査システムは、１以上の微視的（ミクロ）検査手段、搬送手段及び配列（位置）調整（アライメント）手段を含む。そしてさらに、撮像及び／又は記憶した欠陥の画像をユーザに表示する１以上のディスプレイを備える。

米国特許出願公開第2005/0013474号にも、３つのカメラを用いてウエハの縁部領域の欠陥を検査又は評価する装置が開示されている。ウエハ縁部領域の検査のため、ウエハがカメラの前を２回以上通り過ぎるように回転される。ウエハの照明のため、明視野配置も採用されている。

米国特許出願公開第2003/0169916号には、ウエハ縁部領域の端面の画像及びウエハ縁部領域の２つの傾斜の画像をそれぞれ撮像する３つのカメラを持つ装置が開示されている。これらのカメラは、第１のカメラはウエハ縁部の上部傾斜に相対するように、第２のカメラはウエハの端面に相対するように、そして第３のカメラはウエハ縁部の下部傾斜に相対するように、それぞれ位置される。これらのカメラはそれぞれ対応する面に直角に相対するように配向される。
米国特許出願公開第２００５／００１３４７４号 米国特許出願公開第２００３／０１６９９１６号

以下の分析は本発明において与えられる。
特許文献１においては、複数のカメラは共通の支持台に配置されておらず、さらにこれらのカメラは、ウエハ縁部領域がカメラに対してより良い配置を取るためにウエハ縁部領域に接近できるようにはできていない。さらに、これに開示された装置が、カメラにより欠陥画像を撮像するために、複数の欠陥のうちの１つ１つに直接接近するということは示唆されていない。
特許文献２の装置は、複数のカメラが画像撮影に適した配置を取るように、ウエハ縁部に対して垂直の方向に移動できるように共通の支持台に配置されていることは開示していない。更に、第１のカメラと第３のカメラは、それぞれウエハ縁部の上部表面及び下部表面を撮像するようには配置されておらず、またそこに存在する欠陥を記憶しユーザに表示するということもない。
従って本発明の第１視点における目的は、ウエハ縁部の上部表面、端面及び下部表面の欠陥を簡単な方法で検査できる装置を提供することである。

本発明の第１の視点において、請求項１に記載の特徴を有する装置が提供される。即ち、第１のカメラはウエハの上部縁部領域に相対して配置され、第２のカメラは該ウエハの端面に相対して配置され、第３のカメラは該ウエハの下部縁部領域に相対して配置され、それぞれのカメラが画像撮像のための視野を有する、ウエハの縁部領域の欠陥を評価する装置であって、１以上の照明手段は、該第１〜第３のカメラが明視野配置となるように配置され、該欠陥の画像撮像のため各該カメラの視野内に該ウエハを位置決め可能である、ことを特徴とする。

本発明の第２の視点における目的は、ウエハ縁部領域に位置する欠陥の画像を撮像する方法を提供することである。本発明に係る方法は、選択した欠陥をユーザが検査するために表示することができる。

本発明の第２の視点において、請求項１１に記載の特徴を有する方法が提供される。即ち、ウエハの上部縁部領域に相対する第１のカメラと、該ウエハの端面に相対する第２のカメラと、該ウエハの下部縁部領域に相対する第３のカメラとを用いてウエハの縁部領域の欠陥を評価する方法であって、
・ロボットを用いてプレアライナの上にウエハを載置するステップと、
・少なくとも該第１のカメラ及び該第３のカメラを、該ウエハの縁部領域が各該カメラの視野内に入るように、該ウエハの縁部に対して半径方向に移動させるステップと、
・該ウエハの縁部の欠陥が、目視検査のために該第１及び／又は第２及び／又は第３のカメラの視野内に合わせられるように、記憶及び／又は測定された位置データに基づいて該ウエハを位置決めするステップと、
・各該欠陥が明視野条件で照明されており、該欠陥の位置が前記ウエハの該上部縁部領域に相対するか、又は該ウエハの該下部縁部領域に相対するか、又は該ウエハの該端面に相対するかによって、前記カメラのうちの少なくとも１つにより、画像撮像を開始するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明の第３の視点における目的は、ウエハの検査システムにおいて、ウエハの縁部領域の欠陥を目視的に評価するための装置の使用ないしシステムを提供することである。

本発明の第３の視点において、請求項１８に記載の特徴を有する装置ないしシステムが提供される。即ち、微視的検査のための１以上のユニット、搬送手段及びアライメント手段を含み、ユーザに対して撮像及び／又は記憶した欠陥画像を表示できるディスプレイを備える検査システムにおける、ウエハの縁部領域の欠陥の目視評価のための装置であって、該アライメント手段は、該ウエハの該縁部領域の欠陥を目視評価する該装置に関連付けられており、該装置は３つのカメラを備え、該第１のカメラは、該ウエハの上部縁部領域に相対し、該第２のカメラは、該ウエハの端面に相対し、該第３のカメラは、該ウエハの下部縁部領域に相対するように配置されている、ことを特徴とする。
このシステムは、３台のカメラを有してウエハの縁部領域の欠陥を目視的に評価する装置に、配列（位置）調整（アライメント）手段が関連付けられて（結合されて）いるという利点を有する。第１のカメラは、ウエハの上部表面の縁部領域に相対するように配置される。第２のカメラは、ウエハの端面に相対するように配置される。第３のカメラは、ウエハの下部表面の縁部領域に相対するように配置される。

ウエハの縁部領域の欠陥を目視的に評価する装置は、３台のカメラのうち２台以上が、ウエハ縁部の方向に向かって移動可能に設計されていることが特に有利である。それによって、ウエハ縁部の上部表面及びウエハ縁部の下部表面に対するカメラの最適な配置設定が達成される。また、ウエハ端面に相対（対向）するカメラが、他の２台のカメラとともに、ウエハ縁部に対して直角の方向に移動可能なように設計された共通の架台に配置される、ということも考えられる。カメラとともに明視野配置（モード）が達成されるように配置される照明装置もまた備えられる。第１、第２及び／又は第３のカメラは、ウエハ縁部領域の欠陥の画像を、規定された視野サイズで撮像（取得）する。ウエハ縁部領域の欠陥の位置座標はわかっているので、ウエハはこれらの座標に従ってカメラに対する位置に移動され、欠陥の位置により、ウエハ縁部の上部表面又はウエハ縁部の下部表面又はウエハ縁部の端面にある欠陥の画像のいずれかが撮像（取得）される。

有利な実施形態として、第１のカメラと第３のカメラが、ウエハ縁部に対して半径方向に配置された架台（ないし支持体：Traeger／Carrier）の上に配置されている。この架台は、第１のカメラがウエハ縁部の上部表面に相対し、第３のカメラがウエハ縁部の下部表面に相対するように、ウエハ縁部に対して位置決め（配置）することができる。第２のカメラは、ウエハ端面に対して静止している。

他の実施形態では、３台すべてのカメラが、ウエハ縁部に対して直角の方向に移動可能な架台の上に配置されている。

カメラとともに明視野配置（モード）を形成する照明手段は、例えば光を拡散（散乱）的に透過する笠ないし傘状体（ないしスクリーン）又は散光器を持つカロット（円筒形の形状を持つ構造体：Kalotte）として構成される。カロットは、実質的に円筒形の形状であり、ウエハ縁部を部分的に取り囲むような切欠きを１つ以上有する。いくつかの光源がカロット上に配置されうる。こうして、いくつかの光源と拡散（散乱）的に透過する笠（傘）状体ないしカロットとの連携（組み合わせ）により、ウエハ縁部領域の散乱された一様で均一な照明が達成される。

光源（複数）は白色ＬＥＤとして構成しうる。さらにそれぞれのカメラに専用の光源を配置することも可能である。カメラ及び光源を配置する際には、明視野照明条件（つまりカメラを光源からの反射光角度方向に配置すること）を満たすように注意する必要がある。カメラ用光源がＬＥＤから構成されることも有利である。

（複数のカメラのうちの）１つのカメラの視野範囲内にウエハを配置することができる、プレアライナ（検査前の予備的配置装置：prealigner）の上にウエハを載置することがさらに有利である。ウエハの厚さ及びＺ座標方向の位置を第２のカメラで測定できるように、プレアライナがＺ方向に移動可能なように構成されているとさらに有利である。

この方法においては、ウエハをロボットでプレアライナに載置することが有利である。さらに、ウエハ縁部領域がそれぞれのカメラの視野内に入るように、少なくとも第１のカメラ及び第３のカメラがウエハの端面に対して直交方向に移動可能であることが有利である。ウエハは、ウエハの縁部の欠陥が目視評価のために第１及び／又は第２及び／又は第３のカメラの視野内に配列位置調整されるように、記憶された及び／又は測定された位置データに基づいて配置（位置決め）される。欠陥の位置が、ウエハ縁部の上部表面か、ウエハ縁部の下部表面か、又はウエハ縁部の端面かにより、これらのカメラのうちの１以上のカメラによって欠陥の画像が撮像される。画像撮像は明視野で行われる。撮像された画像は、目視検査のためディスプレイ上にユーザに表示される。

ウエハをロボットによりプレアライナ上に載置する速度を上げるため、少なくとも第１のカメラ及び第３のカメラがウエハ縁部の方向に移動可能であるように構成することが有利である。カメラをウエハ縁部方向へ移動させることによって、ロボットによってウエハを載置する領域の障害物がなくなり、ウエハの破損又はプレアライナ上へのウエハ載置ミスが最大限に防止できる。第１のカメラ及び第３のカメラは、ウエハ縁部に対して直交方向に配置された移動可能な架台（ないしキャリア）上に搭載される。ここに示す実施形態においては、第２のカメラはウエハの端面に対して静止した状態で（不動に）配置される。３つ全てのカメラを共通の移動可能な架台上に配置することも考えられる。

３つのカメラは、１つの平面内に配置される。同様に、円筒状カロットのＬＥＤも他の１平面内に配置される。２つの平面は、明視野配置条件を満たすような角度で互いに配置される。

光源は、照明のためにいろいろな色の光を混合できるように、異なる波長の光を放射する複数のＬＥＤで構成される。

以下に、本発明の実施形態とその利点を、図面を用いて詳細に説明する。

図１は、基板供給モジュール１及びワークステーション３の典型例を立体的に示したものである。本手段の一般的な外観として、操作者入力装置１１を介したデータ入力をユーザがチェックするのを補助する、又はウエハ６の取り扱い状況をモニタするためのモニタ（ディスプレイ）７も示している。さらに、ウエハ６の縁部領域の欠陥の目視評価装置により撮像された画像はディスプレイ７にユーザに表示されうる。ウエハ検査システムには、ウエハ６の表面の欠陥を微視的に検査するための顕微鏡（図示せず）をさらに備えている。さらに、ユーザが基板の詳細な画像を観察できる、顕微鏡観察ユニット８がユーザに提供される。ウエハは２つの搬入ポート２ａ及び２ｂを介してウエハ検査装置に導入される（搬入ポートの数はいくらでも良く、図１はこれに限定するものではない）。

図２は、ウエハ６の検査システムの内部構造の概略図である。基板供給モジュール１はユニット３と側面で結合している。ウエハ検査のための装置（ユニット）３は、いくつかのワークステーション９、１０及び１２を含む。本実施例においては、基板供給モジュール１は、その正面２から１つ又はそれ以上の搬入ポート２ａ、２ｂを介して基板を搬入できるように、ユニット３に対して方向付けられている。開放式又は密閉式カートリッジ４が、ユーザによって手動で又は自動、例えばロボットにより、搬入ポート２ａ、２ｂに挿入される。カートリッジ（カセット）４は、所望のワークプロセスによりウエハ６で満たすか、又は何も入れなくともよい。例えば、全てのカートリッジ４にウエハ６を満たし、最初に１つのカートリッジからウエハ６を取り、カセット３に挿入し、そこでの処理及び検査が終了すると同じカートリッジ４に戻ってくる。

所定のウエハの試験、チェック及び検査がワークステーション９、１０及び１２で行われる。本実施例においては、検査装置３に３つのワークステーション９、１０及び１２を備えている。ワークステーション９、１０及び１２の中央には、それぞれのワークステーション９、１０及び１２にウエハ６を分配する分配（交換）器（Wechsler）１４が配置されている。交換器１４には３つのアーム１４ａ、１４ｂ及び１４ｃを備える。第１のワークステーション９は、基板供給モジュールからウエハ６を受け取る役割を持つ。ウエハ検査システムからのウエハ６もまた、第１のワークステーション９で基板供給モジュールに戻される。第２のワークステーション１０は、ウエハ６の配置を行うため、及び／又は目視検査を行うためのアライニング（位置調整）に用いられる。ウエハ６のアライメントを行うため、第２のワークステーション１０には、ウエハ６に適用されたマーカの検出及びウエハのコード識別を行う測定手段が結合されている。測定手段１５はさらに、第２のワークステーション１０の中でウエハ６の正確な載置位置からのずれを測定する。このワークステーションは以後の説明ではプレアライナ１０と称する。測定手段１５は、ウエハ６をプレアライナ１０上に３腕式取り扱い装置（交換器）１４で載置する際の不正確な載置によるウエハ６の横方向の位置ずれを測定する。ウエハ６の中心からのずれはプレアライナ１０で修正される。こうして測定された情報は、中央制御ユニット（図示せず）に送られる。第３のワークステーション１２は、ウエハ６の微視的検査のために用いられる。第３のワークステーション１２はＸ−Ｙテーブル１７を有し、それにはウエハ６の微視的検査を行う顕微鏡１６が配置されている。Ｚ方向の調整をＸ−Ｙテーブルで行ってもよい。第２のワークステーション１０にはウエハ６の縁部領域を検査するウエハ目視検査装置２２が結合されている。図２に示すように、ウエハ６の縁部領域を検査するウエハ目視検査装置２２は、ウエハ６の縁部８に向かって、又はウエハの縁部８から離れて二重（双方向）矢印２４の方向に移動しうる。

図３は、ウエハ６の縁部領域の欠陥の目視検査装置の概略図である。ウエハ６はプレアライナ(予備的配置装置)１０の上に載置される。図２において述べたように、プレアライナ１０はウエハ６の検査システムに装備されている。第１のカメラ２５、第２のカメラ２６及び第３のカメラ２７が共通の架台２３に配置されている。共通の架台２３はウエハ６に対して半径方向に移動できうる。各カメラ２５、２６及び２７にはそれぞれに対物レンズ３０を備える。移動方向は二重矢印２４で示す。共通の架台２３でカバーできる範囲は３０ｍｍから４０ｍｍの間である。

カメラ２５、２６及び２７はＣＣＤとして構成されている。光学的解像度は用いる開口のサイズによる。ウエハ６の上部縁部領域６ａ及びウエハ６の下部縁部領域６ｃは、数ミリメートルの幅９０を有する。検査すべきウエハの端面６ｂは、ウエハの厚さである約１ｍｍの幅である。本発明に係る装置は、ウエハ６の上部縁部領域６ａ、下部縁部領域６ｃ及び端面６ｂ上に位置する欠陥８８を発見、撮像するために用いられる。

図４は、３つのカメラ２５、２６及び２７の配置のための機械的移動を制御するコントローラ４０を備えた本発明に係る装置の１実施例を示す概略図である。コントローラ４０はプレアライナ１０の回転を制御する役割も持つ。図２の説明で述べたように、ウエハ６は３腕式取り扱い装置（交換器）１４でプレアライナ１０上に載置される。図２に示すように、プレアライナ１０は、ウエハ６の横方向の位置ずれを測定する１以上の測定装置１５に結合されている。ウエハ６の中心からのずれは、単純に３腕式取り扱い装置（交換器）１４を用いてウエハ６を持ち上げてその位置を修正することで行われる。本実施例では、ウエハ６の縁部領域６ａ、６ｂ及び６ｃの欠陥を目視観察する装置の３つのカメラ２５、２６及び２７は、共通の架台２３に配置されている。共通の架台２３は、移動ユニット４５を用いて、ウエハ６に対して半径方向である二重矢印２４の方向に移動できる。３つのカメラ２５、２６及び２７全てが共通の架台２３に配置されている場合、これらの３つのカメラはウエハ６に向かって、あるいはウエハ６から離れて、同時に移動する。プレアライナ１０及び移動ユニット４５は、共通のベースプレート４１に配置されている。プレアライナ１０はまた、二重矢印４３に示すように、Ｚ軸方向へも移動可能である。プレアライナ１０のこの移動により、３つのカメラ２５、２６及び２７の対物レンズ３０に対するウエハ６の位置が、こうしてセット及び／又は変更される。駆動アセンブリ（コントローラ）４０は、駆動ユニット４５、駆動用電子回路４２及びソフトドライバ４４から構成される。二重矢印４３に示すプレアライナ１０の昇降移動もまた、駆動用電子回路４２で制御される。画像処理を補助に用いて、プレアライナ１０を持ち上げることにより、ウエハ６の端面が第２のカメラ２６の画像中心に来るようにする。同時に、プレアライナ１０を回転させて、ウエハ６の縁部の規定されたゾーン（ウエハ縁部の例えば６ｍｍの幅）内の所定の位置に接近させる。こうして、検査すべき欠陥が第１、第２及び第３のカメラ２５、２６及び２７の視野内に移動される。接近した位置（ウエハ６の縁部の上部表面、ウエハ６の縁部の端面及び／又はウエハ６の縁部の下部表面）に位置する欠陥が、第１、第２及び／又は第３のカメラ２５、２６及び２７によって撮像される。撮像された各画像は、ディスプレイ７上に評価のため表示される。後で評価するために記憶することも考えられる。欠陥がある全ての位置を撮像すると、共通の架台２３は移動ユニット４５により二重矢印２４の方向に基準位置（ホームポジション）に移動する。次のウエハ６の検査のため、ウエハは、３腕式取り扱い装置（交換器）１４によってプレアライナ１０から取り除かれる。撮像した画像は、ユーザのネットワークにコピーすることも可能である。

図５は、ウエハ６の縁部領域に対する３つのカメラ２５、２６及び２７の配置の概略拡大図である。図示の実施例においては、３つのカメラ２５、２６及び２７は、図５の二重矢印２４に示すように、ウエハ６の縁部に対して半径方向に移動可能である共通の架台２３に取り付けられている。共通の架台２３を移動させることにより、各カメラ２５、２６及び２７はウエハ６に対して相対移動し、ウエハ６の縁部領域の特別な領域を、対物レンズ３０（詳細は図示は略す）により規定される視野で撮像する。第１のカメラ２５は、対物レンズ３０で上部縁部領域６ａを撮像する。第２のカメラ２６は、対物レンズ３０でウエハ６の端面６ｂを撮像するように構成される。第３のカメラ２７は、対物レンズ３０でウエハ６の下部表面の下部縁部領域６ｃを撮像するように構成される。既述のとおり、上部縁部領域６ａと下部縁部領域６ｃのための第１のカメラ２５と第３のカメラの視野範囲は（一例として）約６ｍｍである。ウエハ６の端面６ｂのための第２のカメラ２６の視野領域は、実質的にウエハ６の厚さに対応する（一例として）約１ｍｍである。

図６は、ウエハ６の縁部領域に対する３つのカメラ２５、２６及び２７の配置の他の実施例である。３つのカメラ２５、２６及び２７に加えて、ウエハ６の縁部領域６ａ、６ｂ及び６ｃ（図５参照）を照明するための複数の照明手段（ないし照明光源）５０を備えている。照明手段５０は、照明とカメラ２５、２６及び２７の配置との関係が明視野条件を満たすように配置される。

図７は、カメラ２５、２６及び２７並びに照明装置８０の配置の別な実施例である。照明装置８０は、複数の光源が取り付けられたカロット（即ち、照明要素群の保持機構）８１である。カロット８１には、拡散（散乱）的に透過する笠（傘）状体（ないしスクリーン）又は散光器（図示せず）を備え、より均一な照明を提供している。カロット８１は、（部分）円筒断面に相当する形状をしている（図７においては、略馬蹄形の欠円リング状に見える）。カメラ２５、２６及び２７とカロットとは別々の架台に配置されており、これらの架台は欠陥を撮像するためにウエハ縁部の縁部領域に向けて移動する。撮像位置では、カメラ２５、２６及び２７並びに必要な照明が、ウエハ６の上部表面、端面及び下部表面に相対して配置される。カロット８１は、カロット８１の内側においてウエハ６の縁部の画像を撮像するために切欠き８２を含む。カロット８１は、複数の照明要素８４又は光源を備える。照明要素８４は、白色光を放射するＬＥＤとして構成される。特定の異なる波長及び／又は波長混合光が、ウエハ６の縁部の照明に用いられうる。照明要素８４は、ウエハ６の明視野照明が達成されるようにカロット８１上に配置される。

１つの実施例では、カメラ２５、２６及び２７は、カメラ２５、２６及び２７の対物レンズ３０がカロット８１に装着されるようにカロット８１に取り付けられる。この実施例では、カロット８１はカメラ及びいくつかの照明要素８４の架台として機能する。しかしこの配置が、ウエハ６の縁部の１領域を撮像するための明視野条件に適合するように注意しなければならない。

図８−ａは、ウエハ６の照明の１実施例の概略側面図である。照明要素としてのＬＥＤを備えた（笠状散乱）スクリーン（カロット）８１がウエハ６の縁部の一部分を取り囲んでいる。ウエハ６の縁部の照明は、カメラに対して適切な明視野配置となるように、所定の条件を満たす必要がある。スクリーン８１の端部８０ａからの照明角度９１はできるだけ大きく保つ必要がある。同様に、照明により規定される光束９３の大部分が対物レンズ３０に入るように、カメラ２５、２６及び２７の対物レンズ３０はできるだけ細くする必要がある。光束９３は、明視野照明条件が満たされるように、例えばウエハ６の端面６ｂから（反射して）発して対物レンズ３０に到達する。

図８−ｂは、ウエハ６の上部縁部領域６ａ又は下部縁部領域６ｃの照明を、ウエハの端面６ｂの方向から見た概略図である。カロット８１ないし照明手段８０から、光の一部がウエハ６の上部縁部領域６ａに照射している。この図では、第１のカメラ２５及び第２のカメラ２６が模式的に円形で示されている。ウエハ６の上部縁部領域６ａへの落射光９５は、第１のカメラ２５が明視野配置になるように構成されている。明視野配置とは、照明光の入射角８５が反射角８６と等しくなることであると定義される。反射角８６は、カメラ２５、２６又は２７の光軸８７が欠陥の撮像用に配置される検出角と等しい。

図８−ｃは、ウエハ６の上部又は下部の縁部の照明の平面図であり、ウエハ６の上部縁部領域６ａ側から見た図である。この図では、第１のカメラ２５の位置は、第１のカメラのＣＣＤチップ１００の矩形で示している。また、第２のカメラ２６は模式的に円形で示している。スクリーン８１のＬＥＤの位置は平面９６で示している。カメラ２５、２６及び２７は平面９７に配置されており、平面９７はＬＥＤ（照明要素８４）の平面９６と対称角度を構成している。ＬＥＤの平面９６とカメラ２５、２６及び２７の平面９７とは、カメラ２５、２６及び２７に対して明視野条件を満たすように、中心線９９から等距離だけ離れている。カメラ２５、２６及び２７のＣＣＤチップ１００は、長辺である１０１と短辺である１０２を有する。この実施例では、長辺１０１は中心線９９と平行である。

図９は、ウエハ６の上部表面の平面図である。ウエハ６は、複数の欠陥があるであろう縁部領域９０を有する。ウエハ６は、上述の如くウエハ６の端面６ｂの欠陥を撮像するための第２のカメラ２６に相対する端面６ｂも有する。

カメラ２５、２６及び２７の配置の種々の実施例の説明で何度も述べたように、この配置はウエハ６の端面６ｂ、上部縁部領域６ａ及び下部縁部領域６ｃを観察することができる。ウエハは、上部表面及び下部表面の数ミリメートル範囲である規定された縁部領域６ａ及び６ｃの範囲内のいかなる円周上の位置をも、カメラ２５、２６及び２７を用いて視覚的に検査することができる。

ウエハ６は、検査システムに装備された３腕式取り扱い装置（交換器）１４によってプレアライナ１０上に載置される。３腕式取り扱い装置（交換器）１４の横方向のずれは、プレアライナ１０の測定装置によって測定される。ウエハ６の中心からのずれは、３腕式取り扱い装置（交換器）１４によって単純に持ち上げることにより修正される。最初の修正により充分位置ずれが修正されなかった場合は、第２の修正が例えばウエハ６を再度プレアライナ１０上に載置することにより行われる。３つのカメラ２５、２６及び２７を備えた装置は、ウエハ６の半径方向へ、ウエハ６の縁部を超えてウエハの端面６ｂに相対するカメラの焦点範囲内まで移動する。画像処理を補助的に用いて、ウエハ６は第２のカメラ２６の視野の画像中心内までプレアライナ１０を持ち上げ移動される。これにより、ウエハ６の上部縁部領域６ａ及び下部縁部領域６ｃの両方が、それぞれカメラ２５及び２７の焦点範囲内に確実に入ってくる。同時に、ウエハ６の縁部の、規定された範囲内にあるあらかじめ選択した位置を、プレアライナ１０を回転させることによりカメラの位置まで持って来ることができる。言い換えれば、プレアライナ１０を回転させることにより、１以上の欠陥が３つのカメラ２５、２６及び２７のうちの１台の視野に入って来るということである。例えばもし欠陥がウエハ６の上部縁部領域６ａから端面６ｂを通り下部縁部領域６ｃまで及んでいる場合、この欠陥は３台すべてのカメラ２５、２６及び２７によって同時に撮像されることになる。

本発明を特定の実施例に関して説明したが、当業者には特許請求の範囲に記載した内容の範囲内において、さまざまな改変や変形が可能であることが了解されるであろう。
上記の典型的な実施形態は単にクレームの内容を説明したものに過ぎず、本発明はこれらの典型的な実施形態に限定されるものではないことを特に注記する。即ち、本発明の特許請求の範囲を含む全記載に基づき、当業者における相応の修正、組み合わせ、置換等が本発明の枠内において可能である。

本発明のウエハ検査システムの１実施例の概略図である。 本発明のウエハ検査システムの１実施例の内部構造の概略図である。 本発明に係るウエハ縁部領域の欠陥の目視検査装置の１実施例の概略配置図である。 図３に制御要素を追加表示した、本発明に係るウエハ縁部領域の欠陥の目視検査装置の１実施例である。 ウエハ縁部領域の拡大図と、ウエハ縁部領域の各領域に対応する３つのカメラを示す概略図である。 ウエハ縁部領域と、ウエハ縁部領域に対応するカメラ及びカメラに対して明視野配置を構成する外部照明手段の配置の一例を示す概略図である。 ウエハ縁部領域の照明の、拡散的透過スクリーンを用いた他の実施形態である。 ウエハの照明の一例の概略側面図である。 ウエハ縁部の上部又は下部表面の照明の一例の概略図であり、ウエハの端面から見た図を示す。 ウエハ縁部の上部又は下部表面の照明の一例の概略平面図であり、ウエハの上部又は下部表面から見た図を示す。 ウエハ縁部の欠陥のいくつかをシンボリックに示した概略図である。

符号の説明

１ 基板供給モジュール
２ （基板供給モジュールの）正面
２ａ、２ｂ 搬入ポート
３ 検査装置／ワークステーション（ユニット）
４ カートリッジ（カセット）
６ ウエハ
７ モニタ（ディスプレイ）
８ 顕微鏡視ユニット
１０ プレアライナ
１１ 操作者入力装置
１４ 交換器
１５ 測定手段
２２ ウエハ目視検査装置
２３ 架台（キャリア）
２４ 二重矢印
２５、２６、２７ カメラ
３０ 対物レンズ
４０ コントローラ
４１ ベースプレート
４２ 駆動用電子回路
４４ ソフトドライバ
４５ 移動ユニット
５０、８０ 照明手段
８１ カロット
８２ 切欠き
８４ 照明要素
８５ 入射角
８６ 反射角
８７ 光軸
８８ 欠陥
９５ 落射光
９６、９７ 平面
９９ 中心線
１００ ＣＣＤチップ
１０１ 長辺
１０２ 短辺

Claims (21)

1. 第１のカメラ（２５）はウエハ（６）の上部縁部領域（６ａ）に相対して配置され、
   第２のカメラ（２６）は該ウエハ（６）の端面（６ｂ）に相対して配置され、
   第３のカメラ（２７）は該ウエハ（６）の下部縁部領域（６ｃ）に相対して配置され、
   それぞれのカメラ（２５、２６、２７）が画像撮像のための視野を有する、ウエハ（６）の縁部領域（６ａ、６ｂ、６ｃ）の欠陥を評価する装置であって、
   １以上の照明手段（５０、８０）は、該第１〜第３のカメラ（２５、２６、２７）が明視野配置となるように配置され、
   該欠陥の画像撮像のため各該カメラ（２５、２６、２７）の視野内に該ウエハ（６）を位置決め可能である、
   ことを特徴とする、装置。
2. 前記第１、第２及び／又は第３のカメラ（２５、２６、２７）は、前記ウエハ（６）の縁部領域（６ａ、６ｂ、６ｃ）の欠陥画像を、規定された視野サイズで撮像し、
   該画像撮像は、該ウエハ（６）の上部縁部領域（６ａ）、下部縁部領域（６ｃ）又は端面（６ｂ）のいずれの位置に欠陥があるかに基づいて行われることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 少なくとも前記第１のカメラ（２５）及び第３のカメラ（２７）が、前記ウエハ（６）に対して半径方向に移動可能な１つの架台（２３）に配置され、
   該架台（２３）は、該第１のカメラ（２５）が該ウエハ（６）の前記上部縁部領域（６ａ）に相対し、該第３のカメラ（２７）が該ウエハ（６）の前記下部縁部領域（６ｃ）に相対し、前記第２のカメラ（２６）が該ウエハ（６）の前記端面（６ｂ）に対して静止しているように、前記ウエハ（６）の縁部に対して位置決め可能であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
4. ３つ全ての該カメラ（２５、２６、２７）が、前記ウエハ（６）に対して半径方向に移動可能な１つの架台（２３）に配置され、
   該架台（２３）は、該第１のカメラ（２５）が該ウエハ（６）の前記上部縁部領域（６ａ）に相対し、前記第２のカメラ（２６）が該ウエハ（６）の前記端面（６ｂ）に相対し、該第３のカメラ（２７）が該ウエハ（６）の前記下部縁部領域（６ｃ）に相対するように、前記ウエハ（６）の縁部に対して位置決め可能であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
5. 前記照明手段（８０）は、カメラ（２５、２６、２７）が取り付けられた欠円リング状体（カロット）（８１）を含み、該カロット（８１）には、前記ウエハ（６）の照明をするための複数の照明要素（８４）も配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載の装置。
6. 前記照明要素（８４）は、前記カロット（８１）に関連付けられた白色光ＬＥＤであることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 前記照明要素（８４）は、どのような色の光も混合できるように異なる波長の光を放射する複数のＬＥＤから構成されることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
8. 前記カロット（８１）は、ウエハ（６）の縁部を取り囲むために切欠きを持つ円筒形状を有することを特徴とする、請求項５に記載の装置。
9. 前記３つのカメラ（２５、２６、２７）が１つの平面（９７）内に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
10. 前記３つのカメラ（２５、２６、２７）が配置される前記平面（９７）は、前記ＬＥＤが配置される平面（９６）に対して、明視野配置を形成するように、ある角度をなして（傾斜して）いることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. ウエハ（６）の上部縁部領域（６ａ）に相対する第１のカメラ（２５）と、該ウエハ（６）の端面（６ｂ）に相対する第２のカメラ（２６）と、該ウエハ（６）の下部縁部領域（６ｃ）に相対する第３のカメラ（２７）とを用いてウエハの縁部領域の欠陥を評価する方法であって、
    ・ロボット（５）を用いてプレアライナ（予備的配置装置）（１０）の上にウエハを載置するステップと、
    ・少なくとも該第１のカメラ（２５）及び該第３のカメラ（２７）を、該ウエハ（６）の縁部領域が各該カメラの視野内に入るように、該ウエハ（６）の縁部に対して半径方向に移動させるステップと、
    ・該ウエハ（６）の縁部の欠陥が、目視検査のために該第１及び／又は第２及び／又は第３のカメラ（２５、２６、２７）の視野内に合わせられるように、記憶及び／又は測定された位置データに基づいて該ウエハ（６）を位置決めするステップと、
    ・各該欠陥が明視野条件で照明されており、該欠陥の位置が前記ウエハ（６）の該上部縁部領域（６ａ）に相対するか、又は該ウエハ（６）の該下部縁部領域（６ｃ）に相対するか、又は該ウエハ（６）の該端面（６ｂ）に相対するかによって、前記カメラのうちの少なくとも１つにより、画像撮像を開始するステップと、
    を含む方法。
12. 前記撮像した画像が、ユーザの目視検査のためにディスプレイ（７）に表示されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
13. 前記撮像した欠陥の画像が、ユーザが後で画像評価するためにデータベースに記憶されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
14. 前記撮像した欠陥の画像がデータベースに記憶され、後で該欠陥が自動的に評価されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
15. 前記３つのカメラ（２５、２６、２７）が、前記ウエハ（６）の縁部に対して半径方向に移動可能な１つの架台（ないしキャリア)（２３）に配置され、
    該架台（２３）は、前記第１のカメラ（２５）が該ウエハ（６）の前記上部縁部領域（６ａ）に相対し、前記第２のカメラ（２６）が該ウエハ（６）の前記端面（６ｂ）に相対し、前記第３のカメラ（２７）が該ウエハ（６）の前記下部縁部領域（６ｃ）に相対するように、該ウエハ（６）の縁部に対して配置されることを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれか一に記載の方法。
16. 前記ウエハ（６）の厚さを測定するため、該ウエハ（６）の前記端面（６ｂ）が前記第２のカメラの視野内に合わせられるように、前記プレアライナ（１０）がＺ軸方向に移動されることを特徴とする、請求項１１〜１５のいずれか一に記載の方法。
17. 前記ウエハ（６）の前記上部縁部領域（６ａ）及び／又は前記ウエハ（６）の下部縁部領域（６ｃ）が、各カメラの焦点深度領域に移動されるように、前記プレアライナ（１０）がＺ軸方向に移動されることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
18. 微視的検査のための１以上のユニット（１２）、搬送手段（５）及びアライメント手段（１０）を含み、ユーザに対して撮像及び／又は記憶した欠陥画像を表示できるディスプレイ（７）を備える検査システムにおける、ウエハ（６）の縁部領域の欠陥の目視評価のための装置であって、
    該アライメント手段（１０）は、該ウエハの該縁部領域の欠陥を目視評価する該装置に関連付けられており、該装置は３つのカメラ（２５、２６、２７）を備え、該第１のカメラ（２５）は、該ウエハ（６）の上部縁部領域（６ａ）に相対し、該第２のカメラ（２６）は、該ウエハ（６）の端面（６ｂ）に相対し、該第３のカメラ（２７）は、該ウエハ（６）の下部縁部領域（６ｃ）に相対するように配置されている、
    ことを特徴とする装置。
19. １以上の照明手段（５０、８０）は、該１以上の照明手段（５０、８０）と該第１、第２及び第３のカメラ（２５、２６、２７）とが明視野配置となるように配置され、該第１、第２及び／又は第３のカメラは規定された視野サイズで該ウエハ（６）の縁部領域の欠陥を撮像し、
    該画像撮像は、該欠陥が該ウエハ（６）の上部縁部領域（６ａ）にあるか、該ウエハ（６）の下部縁部領域（６ｃ）にあるか、又は該ウエハ（６）の端面（６ｂ）にあるか、によって行われ、
    該ウエハ（６）は、該欠陥の画像を撮像するために各該カメラ（２５、２６、２７）の視野内に配置可能である、
    ことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
20. 前記検査システムは、複数のワークステーション及び１以上の基板供給モジュールから構成されることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の装置。
21. 前記複数のワークステーションは、それぞれがウエハの異なる検査を行い、中央制御ユニットの周囲に集められ、前記モジュールはそれらが互いに交換可能であるように構成されていることを特徴とする請求項２０に記載の装置。

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