JP2008298696A - Inspection method and inspection device of foreign matter on wafer circumferential edge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウェハ等の被検査体に光を照射し、このときに被検査体に生じる散乱光の強度から被検査体の異常(ウェハに付着する微小な異物や欠陥)を検査する異物の検査方法及びその装置に関し、特に被検査体の周縁端の異物を検査する方法、及び装置に関する。 The present invention irradiates an inspection object such as a semiconductor wafer with light and inspects the inspection object for abnormalities (small foreign objects or defects adhering to the wafer) from the intensity of scattered light generated on the inspection object at this time In particular, the present invention relates to a method and apparatus for inspecting foreign matter at the peripheral edge of an object to be inspected.
半導体製造プロセスでは、ウェハ上に形成する全てのチップに対して、同じプロセス条件、化学環境下で処理を行い、集積回路を形成しているが、ウェハ周縁端(以下、ウェハエッジ)におけるチップの歩留まりは、ウェハ中心付近よりもかなり悪いことが知られている。ウェハエッジにおいて歩留まりが低下する要因は様々であるが、その大きな要因の一つとして、ウェハエッジにおける薄膜の剥離や欠け、及び微細な異物の付着が考えられる。 In the semiconductor manufacturing process, all chips formed on a wafer are processed under the same process conditions and chemical environment to form an integrated circuit. The yield of chips at the peripheral edge of the wafer (hereinafter referred to as the wafer edge) is formed. Is known to be considerably worse than near the wafer center. There are various factors that decrease the yield at the wafer edge. As one of the major factors, peeling or chipping of a thin film at the wafer edge and adhesion of fine foreign matters can be considered.
通常ウェハエッジは、図8(a)に示すようにウェハの表面から徐々に傾斜していき(面取りされていき)、切り落とされる形状となっている。ウェハエッジの面取りされた部分はベベルと称され、垂直な部分はアペックス(エーペックスともいう)と称されている。ウェハエッジは、図8(a)のような形状をブレット(弾丸)型といい、図8(b)のような形状はラウンド型と称されている。 As shown in FIG. 8A, the normal wafer edge is gradually inclined from the surface of the wafer (beveled) and cut off. The chamfered portion of the wafer edge is called a bevel, and the vertical portion is called an apex (also called apex). The shape of the wafer edge shown in FIG. 8A is called a bullet type, and the shape shown in FIG. 8B is called a round type.
ウェハエッジにクラックや欠け、あるいは傷などの端部欠陥が発生しているか否か、又はウェハエッジに微細な異物が付着しているかどうかを検査する方法としては、ペンライト等を用いた目視による検査の他、検査装置による方法として、(1)CCDカメラとコンピュータを用いた画像処理、(2)ラインスキャンレーザをウェハエッジに照射し、そこからの散乱光を光検出器により検出する、2つの検査方法が代表的である。 As a method of inspecting whether or not edge defects such as cracks, chips or scratches have occurred on the wafer edge, or whether fine foreign matter has adhered to the wafer edge, visual inspection using a penlight or the like is used. Other inspection methods include (1) image processing using a CCD camera and a computer, and (2) two inspection methods of irradiating a wafer edge with a line scan laser and detecting scattered light therefrom with a photodetector. Is representative.
CCDカメラとコンピュータを用いた画像処理による検査方法として、ウェハを回転可能な状態で支持する支持部を設け、支持されたウェハの周端縁を連続的に撮像する撮像カメラを複数台用いた方法がある(特許文献1)。この方法は、複数の撮像カメラによってウェハの周端縁を撮像し、それを画像処理することでウェハエッジに異常が有るか否かを検査するものである。しかし、この方法では複数台の撮像カメラを設けるため、ウェハ検査装置が大型化しウェハ検査装置自体の製造コストが嵩んでしまうという問題点がある。 As an inspection method by image processing using a CCD camera and a computer, a method using a plurality of imaging cameras provided with a support portion that supports the wafer in a rotatable state and continuously images the peripheral edge of the supported wafer. (Patent Document 1). In this method, a peripheral edge of a wafer is imaged by a plurality of imaging cameras, and image processing is performed to inspect whether there is an abnormality in the wafer edge. However, in this method, since a plurality of imaging cameras are provided, there is a problem that the wafer inspection apparatus becomes large and the manufacturing cost of the wafer inspection apparatus itself increases.
上述した問題点を解決するため、カメラで撮像するウェハエッジを中心として弧状にガイドレールを設け、撮像カメラをこの弧状に延びたガイドレールに沿って移動させてウェハエッジを撮像するウェハエッジの検査装置が開示されている(特許文献2)。しかし、CCDカメラを用いたウェハエッジの検査方法は、その性能がCCDカメラの撮像分解能と、ウェハエッジの曲率と形状に左右されることから、微細な異物の検出に限界がある。また、平らな表面では問題にならなくても、ウェハエッジのように曲がっているものは焦点外の部分がぼやけて、欠陥やそこに付着する異物の識別が難しいという問題がある。更に、全ての部分を撮像するには時間がかかるとともに大容量のメモリが必要である。 In order to solve the above-mentioned problems, a wafer edge inspection apparatus is disclosed in which a guide rail is provided in an arc shape around a wafer edge imaged by a camera, and the imaging camera is moved along the guide rail extending in the arc shape to image the wafer edge. (Patent Document 2). However, the wafer edge inspection method using a CCD camera is limited in detecting fine foreign substances because its performance depends on the imaging resolution of the CCD camera and the curvature and shape of the wafer edge. In addition, even if it is not a problem on a flat surface, there is a problem that a bent part such as a wafer edge blurs out of focus and it is difficult to identify a defect or a foreign substance attached thereto. Furthermore, it takes time to image all the parts and a large-capacity memory is required.
一方、半導体ウェハの表面にレーザ光を照射し、半導体ウェハ表面上に散乱光を発生させ、この散乱光を光検出器により検出する方法には、CCDカメラによる撮像方式のような焦点深度の問題が少ない。
ウェハエッジ部の異常をレーザ光の照射と散乱光により検査する方法として、レーザ光の焦点をウェハエッジとしてレーザ光を照射し、ウェハエッジ周囲を走査し、これにより生じた散乱光を楕円鏡を用いて集光し、集光した散乱光の強度、及び周波数分析によりウェハエッジの欠陥や異物の付着の状況を検査する方法及び装置が開示されている(特許文献3)。
On the other hand, the method of irradiating the surface of a semiconductor wafer with laser light, generating scattered light on the surface of the semiconductor wafer, and detecting this scattered light with a photodetector is a problem of the depth of focus like the imaging method using a CCD camera. Less is.
As a method of inspecting for abnormalities at the wafer edge using laser light irradiation and scattered light, the laser light is focused on the wafer edge, laser light is irradiated, the periphery of the wafer edge is scanned, and the resulting scattered light is collected using an elliptical mirror. A method and apparatus for inspecting wafer edge defects and foreign matter adherence by analyzing the intensity of scattered and scattered light and frequency analysis is disclosed (Patent Document 3).
しかし、特許文献3の開示する楕円鏡を用いた検査方法では、レーザ光源及び受光器が固定されているため、ウェハエッジ部の異常がアペックス部分にあるのか、ベベル部分にあるのかの識別ができないという問題がある。また、ウェハエッジに対してレーザ光が垂直に照射されないため、散乱光を集光するには楕円鏡を用いる必要があり、装置が大型化するという問題がある。また、ウェハエッジのアペックス部分に異常があるのか、ベベル部分に異常があるのかを識別するには、特許文献1のように装置を複数台設置するか、又は特許文献2のように回転機構を設ける必要がある。
しかし、そのようにしたとしても楕円鏡が一定の幅と体積をとるため、装置が大型化したり、複雑な回転機構が必要になるという問題がある。更に、楕円鏡を用いた方式は一般的に感度が悪い。これは楕円鏡の精度が直接測定精度となるためであり、そのため、測定精度を上げるのには楕円鏡の精度を上げる必要があり、コスト高になるという問題がある。
However, in the inspection method using the elliptical mirror disclosed in Patent Document 3, since the laser light source and the light receiver are fixed, it cannot be identified whether the wafer edge portion is abnormal in the apex portion or the bevel portion. There's a problem. In addition, since the laser beam is not irradiated perpendicularly to the wafer edge, it is necessary to use an elliptical mirror to collect the scattered light, and there is a problem that the apparatus becomes large. Further, in order to identify whether there is an abnormality in the apex portion of the wafer edge or the bevel portion, a plurality of apparatuses are installed as in
However, even if it does so, since an elliptical mirror takes fixed width and volume, there exists a problem that an apparatus enlarges or a complicated rotation mechanism is needed. Furthermore, the method using an elliptical mirror generally has poor sensitivity. This is because the accuracy of the elliptical mirror directly becomes the measurement accuracy. Therefore, in order to increase the measurement accuracy, it is necessary to increase the accuracy of the elliptical mirror and there is a problem that the cost increases.
上述したように、ウェハエッジの異常の有無を検査する場合、ウェハエッジのどの部分に、どの程度の大きさの欠陥があるのか、又どの程度の異物がどの部分に付着しているのかを正確に、かつ高い信頼性で定量化されたデータとして取得する必要がある。また、検査が短時間で終了できること、そして検査装置はシンプルで低コストであることが望ましい。 As described above, when inspecting the presence or absence of an abnormality of the wafer edge, it is accurately determined which part of the wafer edge has a size of a defect and how much foreign matter is attached to which part. Moreover, it is necessary to obtain the data as quantified with high reliability. Further, it is desirable that the inspection can be completed in a short time, and that the inspection apparatus is simple and low cost.
本発明者らの知見によれば、ウェハエッジのベベル部分、及びアペックス部分には、高ストレス領域が作り出され薄膜剥離が起きやすいこと、ウェハ搬送ロボットや他の機械的接触によってウェハエッジのベベル部分を覆っている薄膜が欠け、パーティクルが付着することが明らかとなっている。 According to the knowledge of the present inventors, a high stress region is created in the bevel portion and apex portion of the wafer edge, and thin film peeling is likely to occur, and the bevel portion of the wafer edge is covered by a wafer transfer robot or other mechanical contact. It is clear that the thin film is chipped and particles are attached.
また、このようにしてウェハエッジに生じた欠陥(欠損、亀裂等)や、そこに付着している切りくず等の異物は、レーザ光をウェハエッジ面に対して所定の角度により照射し、その散乱光を所定の受光系で受光すれば、極めて高感度にウェハエッジの異常を検出できることが明らかとなった。また、ウェハエッジのどの部分にどの程度の大きさの異常があるかは、ウェハエッジを構成するアペックス部分、ベベル部分毎に所定のスポット形状に成形したレーザ光を照射することにより容易に検出できることが知れた。 In addition, defects (defects, cracks, etc.) generated on the wafer edge in this way and foreign matters such as chips adhering to the wafer irradiate the laser beam at a predetermined angle with respect to the wafer edge surface, and the scattered light. It is clear that the wafer edge abnormality can be detected with extremely high sensitivity if the light is received by a predetermined light receiving system. In addition, it is known that how much anomaly is in which part of the wafer edge can be easily detected by irradiating laser light formed into a predetermined spot shape for each apex part and bevel part constituting the wafer edge. It was.
そこで本発明の課題は、ウェハエッジのどの部分に、どの程度の大きさの欠陥があるのか、又どの程度の異物がどの部分に付着しているのかを正確に、かつ定量的に検出可能なウェハエッジの異物検査方法、及びウェハエッジの異物検査装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to accurately and quantitatively detect which part of a wafer edge has a defect of which size and how much foreign matter is attached to which part. A foreign matter inspection method and a wafer edge foreign matter inspection apparatus are provided.
本発明は、投光系により光をウェハ周縁端に照射し、受光系によりウェハ周縁端からの散乱光を検出し、検出した散乱光の強度からウェハ周縁端に付着する異物、及び/又は欠陥を検査するウェハ周縁端の異物検査方法において、前記ウェハ周縁端における光のスポット形状が、前記ウェハ周縁端のアペックスの長さ方向に前記アペックスの長さよりも細長く成形されていることを特徴とする。 The present invention irradiates light to the peripheral edge of the wafer by the light projecting system, detects scattered light from the peripheral edge of the wafer by the light receiving system, and detects foreign matter and / or defects attached to the peripheral edge of the wafer from the intensity of the detected scattered light. In the foreign matter inspection method at the wafer peripheral edge, the light spot shape at the wafer peripheral edge is formed to be longer than the apex length in the length direction of the apex at the wafer peripheral edge. .
ウェハ周縁端に照射する光の形状をアペックスの長さよりも長くすることで、1回の光照射で所定のアペックス部分の検査を完了させることができる。これにより、従来、アペックス部分に対して光を走査し検査していたのに比較し、短時間でアペックス部分の検査を完了することができる。 By making the shape of the light irradiated to the peripheral edge of the wafer longer than the length of the apex, the inspection of a predetermined apex portion can be completed with one light irradiation. This makes it possible to complete the inspection of the apex portion in a short time compared to the conventional scanning and inspection of the apex portion.
また、前記光のスポット形状を前記ウェハ周縁端のベベルの長さよりも長く成形することは好ましい。これにより、所定のベベル部分の検査を1回の光照射で完了することができる。 It is preferable that the spot shape of the light is formed longer than the length of the bevel at the peripheral edge of the wafer. Thereby, the test | inspection of a predetermined bevel part can be completed by one light irradiation.
また、前記光のスポット形状を前記ウェハ周縁端のアペックスの長さよりも細長く、かつ前記ベベルの長さよりも細長く成形することは好ましい。これにより、アペックス部分もベベル部分も同一の光のスポット形状で検査することができる。 Further, it is preferable that the spot shape of the light is formed to be longer than the apex at the peripheral edge of the wafer and longer than the bevel. Thereby, the apex portion and the bevel portion can be inspected with the same spot shape of light.
本発明におけるウェハエッジの異物検査方法においては、ウェハを回転させながら、アペックスの長さよりも細長いスポット形状の光をアペックス部分に照射することで、ウェハエッジのアペックス部分の全周を短時間で検査することができる。 In the wafer edge foreign matter inspection method of the present invention, the entire periphery of the apex portion of the wafer edge is inspected in a short time by irradiating the apex portion with light having a spot shape that is longer than the apex length while rotating the wafer. Can do.
また、光のスポット形状をベベルの長さよりも細長い形状に成形し、ウェハを回転させながらベベル部分を検査することで、ウェハエッジのベベル部分の全周を短時間で検査することができる。 Further, by forming the light spot shape into a shape that is longer than the length of the bevel and inspecting the bevel portion while rotating the wafer, the entire circumference of the bevel portion of the wafer edge can be inspected in a short time.
また、光のスポット形状を前記アペックスの長さよりも細長く、かつ前記ベベルの長さよりも細長く成形することで、アペックス部分の検査における光のスポット形状とベベル部分の検査における光のスポット形状とを変えることなく、ウェハエッジの検査をすることができる。 Further, by forming the light spot shape to be longer than the apex length and longer than the bevel length, the light spot shape in the apex portion inspection and the light spot shape in the bevel portion inspection are changed. Therefore, the wafer edge can be inspected.
前記ウェハ周縁端に照射した光の散乱光のうち、前記異物、及び/又は欠陥によらない散乱光(ウェハからの直接散乱光)を遮光することは好ましい。ウェハ周縁端に光を照射した場合、ウェハ周縁端に付着している異物等による散乱光以外に、ウェハ周縁端から直接反射する反射光が受光系に入る。かかる光を遮光した上で散乱光の強度を測定することが好ましい。 Of the scattered light of the light irradiated to the peripheral edge of the wafer, it is preferable to block the scattered light (direct scattered light from the wafer) not due to the foreign matter and / or defects. When light is irradiated to the wafer peripheral edge, reflected light directly reflected from the wafer peripheral edge enters the light receiving system in addition to the scattered light caused by foreign matter or the like adhering to the wafer peripheral edge. It is preferable to measure the intensity of scattered light after shielding such light.
本発明のウェハエッジの異物検査方法では、光のスポット形状を上記のように構成しているため、例えば、ウェハが多少上下、左右に振れても、測定されない部分が生じることはない。一方、アペックスの測定時とベベルの測定時に重複して検査する部分が生じるが、実施例において説明される通り、閾値の設定により、測定部分以外の異物を無視することができる。例えば、アペックス測定時には、ベベル部分の異物は無視され、ベベル測定時には、アペックス部分の異物は無視される。
なお、ウェハ回転時のウェハの上下動等振動を防止することは好適である。
In the wafer edge foreign matter inspection method of the present invention, since the light spot shape is configured as described above, for example, even if the wafer is slightly swung up and down and left and right, a portion that is not measured does not occur. On the other hand, a portion to be inspected overlaps at the time of apex measurement and at the time of bevel measurement, but as described in the embodiment, foreign matters other than the measurement portion can be ignored by setting the threshold value. For example, when measuring an apex, foreign matter in the bevel portion is ignored, and when measuring the bevel, foreign matter in the apex portion is ignored.
It is preferable to prevent vibration such as vertical movement of the wafer when the wafer is rotated.
ウェハを回転させながら、例えば、ウェハ周縁端の表面側ベベル、アペックス、裏面側ベベルの順に光を照射し、前記ウェハ周縁端の全周を検査するとともに、前記ウェハ周縁端のアペックスの長さ、又はベベルの長さのいずれか長い方よりも細長く成形されている光のスポット形状によってウェハの表面、裏面の全域を走査することにより、ウェハ周縁端を含めたウェハ全面に付着する異物、及び/又は欠陥を検査することができる。 While rotating the wafer, for example, irradiate light in the order of the front surface bevel, apex, and back surface bevel at the wafer peripheral edge, inspect the entire periphery of the wafer peripheral edge, and the length of the apex at the wafer peripheral edge, Or foreign matter adhering to the entire surface of the wafer including the peripheral edge of the wafer by scanning the entire surface of the front and back surfaces of the wafer with a light spot shape that is formed to be longer than the longer one of the bevel lengths, and / or Or the defect can be inspected.
また、前記光がレーザ光であることは好適である。 The light is preferably a laser beam.
本第2の発明は、光をウェハ周縁端に対して照射する投光系と、ウェハ周縁端からの散乱光を受光する受光系と、受光した散乱光の強度から前記ウェハ周縁端の異物を検出する手段とを備えた異物検査装置において、前記照射する光の前記ウェハ周縁端におけるスポット形状を、前記ウェハ周縁端のアペックスの長さ、又はベベルの長さのいずれか長い方よりも細長く成形する光成形手段を備えたことを特徴とする。 According to the second aspect of the present invention, a light projecting system for irradiating light to the peripheral edge of the wafer, a light receiving system for receiving scattered light from the peripheral edge of the wafer, and foreign matter at the peripheral edge of the wafer from the intensity of the received scattered light. In the foreign matter inspection apparatus including the detecting means, the spot shape of the irradiated light at the peripheral edge of the wafer is formed to be longer than the apex length of the peripheral edge of the wafer or the length of the bevel. It is characterized by comprising a light shaping means.
ウェハ周縁端に照射する光の形状をアペックスの長さよりも細長く、かつ前記ウェハ周縁端のベベルの長さよりも細長く成形する光成形手段を備えることで、アペックス部分、及びベベル部分のいずれに対しても光を1回照射することで、所定のアペックス部分、及びベベル部分の検査を完了することができる。 By providing light shaping means for shaping the light irradiating the peripheral edge of the wafer to be longer than the apex length and longer than the bevel length of the wafer peripheral edge, any of the apex part and the bevel part is provided. In addition, the inspection of the predetermined apex portion and the bevel portion can be completed by irradiating light once.
前記投光系と受光系とが固設された基台と、前記ウェハに対して、前記基台を上下、左右、及び前後に移動させる基台移動手段と、前記ウェハの所定の点を中心点として、前記基台を回転させる基台回転手段とを備えることは好適である。 A base on which the light projecting system and the light receiving system are fixed, base moving means for moving the base up and down, left and right, and back and forth with respect to the wafer, and a predetermined point on the wafer As a point, it is preferable to include a base rotating means for rotating the base.
これにより、1組の投光系と受光系によりウェハ周縁端の表面側ベベルからアペックス、そして裏面側ベベルまでを検査することができる。ここでウェハの所定の点を中心点として基台を回転させるとは、例えば、アペックスの中心を中心点とする円弧状に基台を動かすことであり、これにより基台を所望の角度に傾けることができる。その結果、表側と裏側のベベルを検査可能ならしめるものである。 Thereby, it is possible to inspect from the front-side bevel to the apex and the back-side bevel at the peripheral edge of the wafer by a pair of light projecting system and light receiving system. Here, rotating the base around a predetermined point on the wafer means, for example, moving the base in an arc shape with the center of the apex as the center point, thereby tilting the base to a desired angle. be able to. As a result, it is possible to inspect the front and back bevels.
また、前記ウェハを回転する手段を更に備えることは好適である。 It is preferable that the apparatus further includes means for rotating the wafer.
前記受光系が受光する前記ウェハ周縁端に照射された光の散乱光のうち、前記ウェハ周縁端の異物、及び/又は欠陥に起因しない反射光を遮光する手段を備えることは好適である。これにより、ウェハ周縁端の欠陥や異物からの散乱光のみを受光でき、精度よくウェハエッジの異物の検査をすることができる。 It is preferable that the light receiving system includes means for shielding reflected light that does not originate from foreign matters and / or defects at the wafer peripheral edge out of the scattered light irradiated to the wafer peripheral edge. As a result, only the scattered light from the defect at the wafer peripheral edge or the foreign matter can be received, and the foreign matter at the wafer edge can be inspected with high accuracy.
本発明により、ウェハエッジ部のどの部分に、どの程度の大きさの欠陥があるのか、又どの程度の異物がどの部分に付着しているのかを高速かつ正確に検出することが可能となった。また、本発明によれば、低価格で高性能なウェハエッジの異物検査装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to detect at high speed and accurately which portion of the wafer edge portion has what size defect and how much foreign matter is attached to which portion. Further, according to the present invention, a low-cost and high-performance wafer edge foreign matter inspection apparatus can be provided.
以下、実施例に基づいて本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。図1は、本発明の実施例である異物検査装置の概念図である。図2は、投光系11からウェハエッジにレーザ光13を照射したときのレーザ光13のウェハエッジにおけるスポット形状を示した図である。図2において、レーザ光13のスポット形状は、アペックスの長さ(縦方向の長さ)、及びベベルの長さのいずれよりも細長く成形されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail based on examples. FIG. 1 is a conceptual diagram of a foreign substance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a spot shape at the wafer edge of the
図1に示すウェハ10は、図3に示すようにウェハ載置台50に載置されるが、ウェハ載置台50はウェハ10とともに支持台20に備えられた回転機構により所定の速度で回転する。かかる回転機構によりウェハ10を回転させながら、投光系11によりレーザ光13を照射する。本実施例では投光系として固体半導体レーザを用いているが、特にこれに限定されるものではなく、液体レーザ、気体レーザ、半導体レーザのいずれであっても良い。
The
本実施例における受光系12(散乱光14を受光するセンサ)には、シリコンフォトダイオードを用いたが、これに限定されるものではなく、例えば光電子増倍管、フォトトランジスタ、CCDデバイス、イメージ・センサ等のいずれであっても良い。 Although the silicon photodiode is used for the light receiving system 12 (sensor for receiving the scattered light 14) in this embodiment, the present invention is not limited to this. For example, a photomultiplier tube, a phototransistor, a CCD device, an image Any of a sensor etc. may be sufficient.
従来、レーザ光源を用いた異物検査装置においては、図9に示すようにレーザ光13の焦点をウェハエッジに絞り、ウェハエッジにおけるレーザ光のスポット形状を点にして照射し、ウェハエッジのベベル部分、及びアペックス部分を走査することで検査を行っている。即ち、ウェハ10を回転させて、例えばアペックスの上部から逐次下部方向に向けてレーザ光を走査し、これにより生じる散乱光14を受光系12により受光し、受光した散乱光14の強度からウェハエッジの異常を検査している。
Conventionally, in a foreign matter inspection apparatus using a laser light source, as shown in FIG. 9, the focus of the
これに対して、本発明は、図2に示すようにレーザ光13のスポット形状をアペックスの長さ(縦方向の長さ)、及びベベルの長さのいずれよりも細長く成形するところに特徴があり、投光系11は、ここから照射するレーザ光13のウェハエッジにおけるスポット形状を成形する手段を備えている。
On the other hand, the present invention is characterized in that the spot shape of the
図2に示すように、投光系11はその内部にレンズ1とレンズ2を備え、レーザ光13とレンズ1との距離、及びレンズ2とウェハ10との距離を制御することにより、所望のスポット形状にレーザ光を成形することができる機構(図示していない)を備えている。
As shown in FIG. 2, the
図2に示すように、投光系11から照射されるレーザ光13のウェハエッジにおけるスポット形状は、アペックスの縦方向の長さよりも細長い形状であることが好ましい。その長さは、例えば、アペックス長が0.3mmであれば、0.5mm程度が好ましい。即ち、アペックスの両端から0.1mm程度はみ出すようにすれば良い。かかるはみ出し長は片側0.1mmに限定されるものではなく、0.1〜0.2mm、又はアペックス長の10〜30%の範囲が好適であることが知見されている。なお、図8で示したように、ウェハエッジの形状は、ブレット(弾丸)型、ラウンド型等、様々であるため、アペックス長を厳密に規定することができない場合は、ウェハの厚みをレーザ光のスポット形状の長さとしても良い。
As shown in FIG. 2, the spot shape at the wafer edge of the
本発明の特徴とするところは、図2に示すように、アペックス部分に対してレーザ光13を走査しなくても、一回のレーザ光13の照射で所定のアペックス部分の検査を完了できるところにある。また、ベベル部分についても同様に、ベベル部分に対しレーザ光13を一回照射することで、所定のベベル部分の検査を完了できるところにある。
The feature of the present invention is that, as shown in FIG. 2, the inspection of a predetermined apex portion can be completed by one irradiation of the
レーザ光13のウェハエッジに対する照射角度は、特に限定されないが、例えば、ウェハエッジのレーザ光照射点における法線に対して60〜80度の角度で照射すれば良い。
The irradiation angle of the
図1において、受光系12は、ウェハエッジからの反射光(ウェハエッジの欠陥や異物による散乱光以外の光)を遮光するためのマスクを備えることが好ましい。例えば、反射光が受光系12の中心から入るように受光系12を設置した場合には、その中心部に所定のマスクを設ければ良い。もちろん、反射光が受光系12の端部に入射するように受光系12の位置を調整した場合には、受光系12の端部にマスクを設ければ良い。
In FIG. 1, the
受光系12は散乱光14を受光し、光電変換・増幅して、その散乱光信号を電気信号として出力する。散乱光電気信号は、アンプ回路100により増幅された後、コンパレータ101に送られ異物のサイズ等が特定され、更に解析装置102に送られて異物の場所等が特定された後、データとしてメモリに記憶される。
The
図3は、本発明の異物検査装置1の全体構成の概略図である。ウェハ10を載置する載置台50は、支持台20により支持されている。支持台20の中には載置台50を回転させるウェハ回転機構が内蔵されている。この機構により、ウェハ10は所定の速度で回転する。
FIG. 3 is a schematic diagram of the overall configuration of the foreign
ウェハ10の回転速度は、回転速度制御装置(図外)により所定の速度に調節される。ウェハエッジの検査時間は、ウェハ10の回転速度に依存するため、受光系12における散乱光14の検出、及び以降の処理との関係で最適な回転速度で回転を制御する必要がある。一般的には、直径が300mmのウェハにおいて1m/秒前後の速度が目安である。
The rotation speed of the
投光系11と受光系12とは基台15上に固設されている。基台15は回転アーム17に固設されており、回転アーム17により、16を中心として回転するように構成されている。また、基台15は、ガイド板30によりウェハ10に対して上下に移動するとともに、ガイド板制御機構40によりウェハ10に対して前後にも移動できるように構成されている。このように基台15を回転、上下・前後に移動するように構成することで、ウェハ10の表面、表面側ベベル、アペックス、裏面側ベベル、ウェハ裏面に付着する異物を検出することができる。
The light projecting
図4は、基台15の回転機構の詳細を示した図である。回転アーム17は、ガイド板30に固設されている。基台15には、投光系11と受光系12とが固設されている。基台15は、回転アーム17によって、ウェハエッジのアペックスの中央を中心点とする円弧状に移動する。基台15が円弧状に移動することにより、基台15は、ウェハ10を上方又は下方からのぞき込むように傾く。これにより、ウェハ10のエッジの表面側ベベル部分、裏面側ベベル部分の両方を検査することができる。
FIG. 4 is a diagram showing details of the rotation mechanism of the
ウェハ10のエッジ検査を開始するにあたっては、ウェハ10を回転させるとともに、ウェハ10の高さと基台15との高さ(Y軸方向)をガイド板制御機構40により調整し、次に、ウェハ10のエッジを臨むように基台15を近接させる。そして回転アーム17により基台15を移動させ、ウェハエッジの上方向からウェハ表面側のベベル部分を検査し、次に回転アーム17により基台15を水平にして、水平方向からアペックス部分を検査し、そして回転アーム17により再び基台15を移動させ、下方向からウェハ裏面側のベベル部分を検査し、これによりウェハエッジ全周の検査を完了する。
In starting the edge inspection of the
図5は、受光系12が受光した散乱光14の強度を電気信号に変換する光電変換回路図である。受光系12は、散乱光14を光電変換し、散乱光14の強度に対応した散乱光信号Qを出力する。散乱光信号Qはアンプ回路100で増幅される。ここから出力されたアナログ信号は、コンパレータ101により基準電圧と比較され、異物のサイズが特定される。異物サイズ毎にデジタル信号に変換された結果とウェハ10の回転速度、散乱光強度等のデータは解析装置102に送られ、解析装置102によりウェハエッジに付着している異物、欠損等の場所が特定される。
FIG. 5 is a photoelectric conversion circuit diagram for converting the intensity of the scattered
投光系11の光源として赤外半導体レーザ(発信波長は785nm、低閾電流は30mA)、受光系12としてはシリコンPINフォトダイオード(感度波長範囲:320nm〜1060nm)を用い、ウェハエッジの検査を行った。
試験体として、直径300mmのウェハを用いた。このウェハの周縁端の形状はブレット(弾丸)型であり、アペックス長は約0.3mm、ベベル長も約0.3mmである。レーザ光のウェハエッジにおけるスポット形状は、長さ32nm、最大幅0.8mmの細長い形状とした。ウェハを1m/秒の速度で回転させながら、アペックス部分にレーザ光を照射し、それにより得られた散乱光の強度を光電気変換した。その結果を示したグラフが図6である。
Infrared semiconductor laser (transmitting wavelength is 785 nm, low threshold current is 30 mA) is used as light source of light projecting
A wafer having a diameter of 300 mm was used as a test body. The shape of the peripheral edge of this wafer is a bullet type, the apex length is about 0.3 mm, and the bevel length is also about 0.3 mm. The spot shape at the wafer edge of the laser beam was an elongated shape having a length of 32 nm and a maximum width of 0.8 mm. While rotating the wafer at a speed of 1 m / sec, the apex portion was irradiated with laser light, and the intensity of the scattered light obtained thereby was photoelectrically converted. FIG. 6 is a graph showing the results.
図6の縦軸は電圧であり、これは散乱光の強度を表している。横軸はウェハエッジの位置(ウェハ全周のどの場所であるか)を示している。この位置はウェハの回転速度から割り出すことができる。 The vertical axis in FIG. 6 is voltage, which represents the intensity of scattered light. The horizontal axis indicates the position of the wafer edge (where it is on the entire circumference of the wafer). This position can be determined from the rotation speed of the wafer.
図6から明らかなように、アペックス部分に異常があった場合は、その異常箇所から強い散乱光が出る。一方、同じようなサイズの異常がベベル部分にあったとしても、ベベル部分の散乱光の強度は弱いものとなる。このため、例えば、受光系12の出力の閾値を2Vに設定すれば、ベベル部分からの散乱光の出力信号は消去されアペックス部分の異常のみのデータとなる。
As is apparent from FIG. 6, when there is an abnormality in the apex portion, strong scattered light is emitted from the abnormal portion. On the other hand, even if there is a similar size abnormality in the beveled portion, the intensity of the scattered light in the beveled portion is weak. For this reason, for example, if the threshold value of the output of the
図7は、本実施例における異物のサイズ(パーティクルサイズ)と出力電圧値との関係を示したグラフであり、いわゆる検量線といわれるものである。このデータとアンプ回路100からの出力値とをコンパレータ101により比較することで、パーティクルのサイズを推定することができる。例えば、出力電圧が1Vであれば約1μm程度のパーティクル、2Vであれば2μm程度のパーティクルと判別する。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the size of foreign matter (particle size) and the output voltage value in the present embodiment, and is a so-called calibration curve. By comparing this data with the output value from the
1 異物検査装置
10 ウェハ
11 投光系
12 受光系
13 レーザ光
14 散乱光
15 基台
16 中心点
17 回転アーム
20 支持台
30 ガイド板
40 ガイド板制御機構
50 載置台
60 ベース
100 アンプ回路
101 コンパレータ
102 解析装置
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記ウェハ周縁端における光のスポット形状が、前記ウェハ周縁端のアペックスの長さ方向に前記アペックスの長さよりも細長く成形されていることを特徴とするウェハ周縁端の異物検査方法。 A wafer that irradiates the peripheral edge of the wafer with a light projecting system, detects scattered light from the peripheral edge of the wafer with a light receiving system, and inspects foreign matter and / or defects adhering to the peripheral edge of the wafer from the intensity of the detected scattered light In the foreign matter inspection method at the peripheral edge,
A method for inspecting a foreign substance at a wafer peripheral edge, wherein a spot shape of light at the peripheral edge of the wafer is formed to be longer than a length of the apex in a length direction of the apex at the peripheral edge of the wafer.
前記ウェハ周縁端における光のスポット形状が、前記ウェハ周縁端のベベルの長さ方向に前記ベベルの長さよりも細長く成形されていることを特徴とするウェハ周縁端の異物検査方法。 A wafer that irradiates the peripheral edge of the wafer with a light projecting system, detects scattered light from the peripheral edge of the wafer with a light receiving system, and inspects foreign matter and / or defects adhering to the peripheral edge of the wafer from the intensity of the detected scattered light In the foreign matter inspection method at the peripheral edge,
A foreign matter inspection method for a wafer peripheral edge, wherein a spot shape of light at the peripheral edge of the wafer is formed to be longer than a length of the bevel in a length direction of the bevel at the peripheral edge of the wafer.
前記ウェハ周縁端における光のスポット形状が、前記ウェハ周縁端のアペックスの長さ、又はベベルの長さのいずれか長い方よりも細長く成形されていることを特徴とするウェハ周縁端の異物検査方法。 In a foreign matter inspection method for a wafer peripheral edge in which light is irradiated to the wafer peripheral edge, scattered light from the wafer peripheral edge is detected, and foreign matter adhering to the wafer peripheral edge and / or defect is inspected from the intensity of the detected scattered light ,
A method for inspecting a foreign substance at a wafer peripheral edge, characterized in that the spot shape of light at the wafer peripheral edge is formed to be longer than the apex length of the wafer peripheral edge or the bevel length, whichever is longer. .
ウェハ周縁端からの散乱光を受光する受光系と、
受光した散乱光の強度から前記ウェハ周縁端の異物を検出する手段と
を備えた異物検査装置において、
前記照射する光の前記ウェハ周縁端におけるスポット形状を、前記ウェハ周縁端のアペックスの長さ、又はベベルの長さのいずれか長い方よりも細長く成形する光成形手段を備えたことを特徴とする異物検査装置。 A light projecting system for irradiating light to the edge of the wafer;
A light receiving system for receiving scattered light from the peripheral edge of the wafer;
A foreign matter inspection apparatus comprising: means for detecting foreign matter at the peripheral edge of the wafer from the intensity of the scattered light received;
It comprises light shaping means for shaping the spot shape of the irradiated light at the peripheral edge of the wafer longer than the apex length of the wafer peripheral edge or the length of the bevel, whichever is longer. Foreign matter inspection device.
前記ウェハに対して、前記基台を上下、左右、及び前後に移動させる基台移動手段と、
前記ウェハの所定の点を中心点として、前記基台を回転させる基台回転手段と
を備えたことを特徴とする請求項8に記載の異物検査装置。 A base on which the light projecting system and the light receiving system are fixed;
A base moving means for moving the base up and down, left and right, and back and forth with respect to the wafer;
The foreign matter inspection apparatus according to claim 8, further comprising: a base rotating unit that rotates the base around a predetermined point of the wafer.
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