JP2010117323A - Surface inspection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウェハや液晶ガラス基板等といった基板の端部を表面検査する表面検査装置に関する。 The present invention relates to a surface inspection apparatus that inspects the surface of an end portion of a substrate such as a semiconductor wafer or a liquid crystal glass substrate.
検査対象物の表面状態を検査する表面検査装置は種々考案されているが(例えば、特許文献1を参照)、近年、半導体ウェハに形成される回路素子パターンの集積度が高くなるのに伴い、ウェハの端部の検査が重要となってきている。ウェハの端部もしくは端部近傍に異物等の異常があると、後の工程で異物等がウェハの表面側に回り込んで悪影響を及ぼし、ウェハから作り出される回路素子の歩留まりに影響する。 Various surface inspection apparatuses for inspecting the surface state of an inspection object have been devised (see, for example, Patent Document 1), but in recent years, as the degree of integration of circuit element patterns formed on a semiconductor wafer increases, Inspection of the edge of the wafer has become important. If there is an abnormality such as a foreign substance at the edge of the wafer or in the vicinity of the edge, the foreign substance or the like moves to the surface side of the wafer in a subsequent process and has an adverse effect, thereby affecting the yield of circuit elements created from the wafer.
そこで、半導体ウェハ等の円盤状に形成された基板の端部近傍(例えば、アペックスや上下のベベル)を複数の方向から観察(検出)して、異物や膜の剥離、膜内の気泡、膜の回り込み等といった異常の有無を検査する表面検査装置が考案されている。このような表面検査装置には、基板を回転させながら基板の端部近傍の画像を連続的に撮像して異物等を検出する構成のものや、レーザ光等の照射により生じる散乱光を利用して異物等を検出する構成のもの等がある。
このような表面検査装置では、基板を全数検査するために、どれだけ短時間で基板全周の情報を検出できるかが重要な課題となっていた。 In such a surface inspection apparatus, in order to inspect all substrates, it has been an important issue how much information on the entire circumference of the substrate can be detected.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、検査時間を短縮した表面検査装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a surface inspection apparatus that shortens the inspection time.
このような目的達成のため、本発明に係る表面検査装置は、略円盤状に形成された基板の端部近傍の状態を検出するエッジ検出器と、前記エッジ検出器からの出力に基づいて前記基板の端部近傍の検査を行う検査部と、前記基板の回転対称軸を回転軸として前記エッジ検査器に対し前記基板を相対回転させる相対回転部とを備え、前記相対回転部による前記相対回転を行いながら前記エッジ検出器が前記基板の端部近傍の状態を検出し、前記検査部が前記エッジ検出器からの出力に基づいて前記基板の端部近傍の検査を行う表面検査装置において、前記基板の端部を検出するプリアライメントセンサと、前記プリアライメントセンサからの出力に基づいて、前記エッジ検出器の作動または前記エッジ検出器から前記検査部への出力のうち少なくとも一方を補正する補正部とを備えて構成される。 In order to achieve such an object, the surface inspection apparatus according to the present invention includes an edge detector that detects a state in the vicinity of an end portion of a substrate formed in a substantially disc shape, and the output from the edge detector. An inspection unit for inspecting the vicinity of the edge of the substrate; and a relative rotation unit for rotating the substrate relative to the edge inspection device with a rotational symmetry axis of the substrate as a rotation axis, and the relative rotation by the relative rotation unit. In the surface inspection apparatus in which the edge detector detects a state in the vicinity of the end of the substrate while performing the inspection, and the inspection unit inspects in the vicinity of the end of the substrate based on an output from the edge detector. Based on the output from the pre-alignment sensor that detects the edge of the substrate and the pre-alignment sensor, the operation of the edge detector or the output from the edge detector to the inspection unit is small. And also configured and a correcting section for correcting one.
なお、上述の発明において、前記エッジ検出器は、前記基板の端部近傍に斜光を照明する照明部と、前記基板の端部を覆うように半球状に配置された複数の光検出器を用いて、前記斜光が照明された前記基板の端部近傍からの光の分布を検出する検出部とを有し、前記検査部は、前記検出部から前記検査部へ出力された前記光の分布に基づいて前記基板の端部近傍の検査を行うことが好ましい。 In the above-described invention, the edge detector uses an illumination unit that illuminates oblique light near the end of the substrate, and a plurality of photodetectors arranged in a hemisphere so as to cover the end of the substrate. A detection unit that detects a distribution of light from the vicinity of the edge of the substrate that is illuminated with the oblique light, and the inspection unit uses the distribution of the light output from the detection unit to the inspection unit. It is preferable to inspect the vicinity of the end of the substrate based on the above.
また、上述の発明において、前記エッジ検出器は、前記照明部が前記基板の表面または裏面における端部近傍に斜光を照明し、前記検出部が前記基板の表面または裏面における端部近傍からの光の分布を検出するように構成されており、前記照明部は、前記斜光の照明位置を変えることが可能な可変絞りを有し、前記補正部は、前記プリアライメントセンサからの出力に基づいて、前記基板の前記端部近傍に対する前記斜光の照明位置が一定となるように前記可変絞りを駆動制御する駆動制御部を有することが好ましい。 In the above-described invention, in the edge detector, the illuminating unit illuminates oblique light near the end portion on the front surface or the back surface of the substrate, and the detection unit emits light from the vicinity of the end portion on the front surface or the back surface of the substrate. The illumination unit has a variable diaphragm that can change the illumination position of the oblique light, and the correction unit is based on an output from the pre-alignment sensor, It is preferable to have a drive control unit that drives and controls the variable diaphragm so that the oblique illumination position with respect to the vicinity of the end of the substrate is constant.
また、上述の発明において、前記エッジ検出器は、前記照明部が前記基板の延在方向から前記基板の端部に斜光を照明し、前記検出部が前記基板の端部からの光の分布を検出するように構成されており、前記補正部は、前記プリアライメントセンサからの出力に基づいて、前記検出部により検出される前記光の分布の位置情報を補正する位置補正部を有することが好ましい。 In the above-described invention, in the edge detector, the illumination unit illuminates the edge of the substrate from the extending direction of the substrate, and the detection unit detects the light distribution from the end of the substrate. Preferably, the correction unit includes a position correction unit that corrects position information of the light distribution detected by the detection unit based on an output from the pre-alignment sensor. .
また、上述の発明において、前記エッジ検出器および前記プリアライメントセンサは、互いに前記基板の回転対称軸を回転軸として180度回転して離れた位置に配置されることが好ましい。 In the above-described invention, it is preferable that the edge detector and the pre-alignment sensor are disposed at positions separated from each other by 180 degrees with the rotational symmetry axis of the substrate as a rotation axis.
さらに、上述の発明において、前記エッジ検出器および前記プリアライメントセンサはそれぞれ3組設けられて、互いに前記基板の回転対称軸を中心に所定の角度間隔で配置されており、前記3組の前記エッジ検出器のうち第1のエッジ検出器は、前記基板の表面側から前記基板の端部近傍の状態を検出し、前記3組の前記エッジ検出器のうち第2のエッジ検出器は、前記基板の裏面側から前記基板の端部近傍の状態を検出し、前記3組の前記エッジ検出器のうち第3のエッジ検出器は、前記基板の延在方向から前記基板の端部近傍の状態を検出することが好ましい。 Furthermore, in the above-described invention, three sets of the edge detector and the pre-alignment sensor are provided, and are arranged at predetermined angular intervals around the rotational symmetry axis of the substrate, and the three sets of the edge The first edge detector of the detectors detects a state in the vicinity of the end of the substrate from the surface side of the substrate, and the second edge detector of the three sets of the edge detectors is the substrate. The state near the edge of the substrate is detected from the back side of the substrate, and the third edge detector of the three sets of edge detectors detects the state near the edge of the substrate from the extending direction of the substrate. It is preferable to detect.
また、上述の発明において、前記プリアライメントセンサは、前記基板の表面または裏面側から前記基板の端部を検出するラインセンサであることが好ましい。 Moreover, in the above-mentioned invention, it is preferable that the pre-alignment sensor is a line sensor that detects an end portion of the substrate from a front surface or a back surface side of the substrate.
本発明によれば、検査時間をより短縮することが可能になる。 According to the present invention, the inspection time can be further shortened.
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。本実施形態の表面検査装置を図1および図2に示しており、この表面検査装置1は、半導体ウェハ10(以下、ウェハ10と称する)の端部および端部近傍における異常(傷、異物の付着等)の有無を検査するためのものである。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. The surface inspection apparatus of this embodiment is shown in FIG. 1 and FIG. 2, and this
ウェハ10は薄い円盤状に形成されており、その表面には、ウェハ10から取り出される複数の半導体チップ(チップ領域)に対応した回路パターン(図示せず)を形成するために、絶縁膜、電極配線膜、半導体膜等の薄膜(図示せず)が多層にわたって形成される。図3に示すように、ウェハ10の表面(上面)における外周端部内側には、上ベベル部11がリング状に形成され、この上ベベル部11の内側に回路パターンが形成されることになる。また、ウェハ10の裏面(下面)における外周端部内側には、下ベベル部12がウェハ10を基準に上ベベル部11と表裏対称に形成される。そして、上ベベル部11と下ベベル部12とに繋がるウェハ端面がアペックス部13となる。
The
ところで、表面検査装置1は、図1および図2に示すように、ウェハ10を回転可能に保持するウェハ保持部20と、ウェハ10の端部近傍の状態を検出する3つのエッジ検出器30,40,50と、ウェハ10の端部を検出する3つのプリアライメントセンサ61〜63と、各エッジ検出器30,40,50から入力された光検出信号に基づいて所定の演算処理を行う演算処理部70と、演算処理部70による処理結果等を表示するモニター75とを主体に構成される。
By the way, as shown in FIGS. 1 and 2, the
ウェハ保持部20は、基台21と、基台21から上方へ垂直に延びて設けられた回転軸22と、回転軸22の上端部に略水平に取り付けられて上面側でウェハ10を支持するウェハホルダ23とを有して構成される。ウェハホルダ23の内部には真空吸着機構(図示せず)が設けられており、真空吸着機構による真空吸着を利用してウェハホルダ23上のウェハ10が吸着保持される。
The
基台21の内部には、回転軸22を回転駆動させる回転駆動機構(図示せず)が設けられており、回転駆動機構により回転軸22を例えば上方から見て反時計回りに回転させることで、回転軸22に取り付けられたウェハホルダ23とともに、ウェハホルダ23上に吸着保持されたウェハ10がウェハホルダ23の中心(回転対称軸AX)を回転軸として回転駆動される。また、回転駆動機構は、基台21の内部に設けられたXYテーブル(図示せず)によって水平移動可能に支持されており、回転駆動機構により回転駆動されるウェハホルダ23の水平方向位置を調整できるようになっている。なお、ウェハホルダ23はウェハ10より径の小さい略円盤状に形成されており、ウェハホルダ23上にウェハ10が吸着保持された状態で、上ベベル部11、下ベベル部12、およびアペックス部13を含むウェハ10の外周端部近傍がウェハホルダ23からはみ出るようになっている。
A rotation drive mechanism (not shown) for rotating the
第1エッジ検出器30は、ウェハ10の表面(上面)における端部近傍(すなわち、上ベベル部11)に斜光L1を照明する第1照明部31と、斜光L1が照明されたウェハ10の端部近傍(上ベベル部11)からの光の分布を検出する第1検出部36とを有して構成される。第1照明部31は、第1の光源32と、第1のコリメータレンズ33とを有し、その光軸がウェハ10の上ベベル部表面の法線に対して傾斜するように構成される。第1の光源32から射出された斜光L1は、第1のコリメータレンズ33により平行光となって第1検出部36に覆われたウェハ10の端部近傍(上ベベル部11)に照明される。また、第1の光源32と第1のコリメータレンズ33との間には、斜光L1の照明位置を変えることが可能な第1の可変絞り34が設けられている。
The
第1検出部36は、ウェハ10の端部近傍を覆う第1の筐体部37と、第1の筐体部37の内側に取り付けられた複数の光検出器(図示せず)とを有して構成される。第1の筐体部37は、半球形をなしたドーム型に形成され、ウェハ10の端部近傍(上ベベル部11の近傍)を上方から(非接触で)覆うように配置される。このとき、第1の筐体部37の中心(回転対象軸)がウェハ10の端部の上方に位置するようにする。なお、第1の筐体部37には、第1照明部31からの斜光L1を第1の筐体部37(第1検出部36)の内側に通過させる開口38が形成されている。この開口38は、なるべく多くの光検出器を配置できるように、できるだけ小さくすることが好ましい。
The
第2エッジ検出器40は、ウェハ10の裏面(下面)における端部近傍(すなわち、下ベベル部12)に斜光L2を照明する第2照明部41と、斜光L2が照明されたウェハ10の端部近傍(下ベベル部12)からの光の分布を検出する第2検出部46とを有して構成される。第2照明部41は、第2の光源42と、第2のコリメータレンズ43とを有し、その光軸がウェハ10の下ベベル部表面の法線に対して傾斜するように構成される。第2の光源42から射出された斜光L2は、第2のコリメータレンズ43により平行光となって第2検出部46に覆われたウェハ10の端部近傍(下ベベル部12)に照明される。また、第2の光源42と第2のコリメータレンズ43との間には、斜光L2の照明位置を変えることが可能な第2の可変絞り44が設けられている。
The
第2検出部46は、ウェハ10の端部近傍を覆う第2の筐体部47と、第2の筐体部47の内側に取り付けられた複数の光検出器(図示せず)とを有して構成され、第1検出部36に対しウェハ10の回転対称軸AXを回転軸として(上方から見て)時計回りに45度回転して離れた位置に配置される。第2の筐体部47は、半球形をなしたドーム型に形成され、ウェハ10の端部近傍(下ベベル部12の近傍)を下方から(非接触で)覆うように配置される。このとき、第2の筐体部47の中心(回転対象軸)がウェハ10の端部の下方に位置するようにする。なお、第2の筐体部47には、第2照明部41からの斜光L2を第2の筐体部47(第2検出部46)の内側に通過させる開口48が形成されている。この開口48は、なるべく多くの光検出器を配置できるように、できるだけ小さくすることが好ましい。
The
第3エッジ検出器50は、ウェハ10の延在方向からウェハ10の端部(すなわち、アペックス部13)に斜光L3を照明する第3照明部51と、斜光L3が照明されたウェハ10の端部近傍(アペックス部13)からの光の分布を検出する第3検出部56とを有して構成される。第3照明部51は、第3の光源52と、第3のコリメータレンズ53とを有し、その光軸が照明位置におけるウェハ10の外周端部の接線に対して傾斜するように構成される。第3の光源52から射出された斜光L3は、第3のコリメータレンズ53により平行光となって第3検出部56に覆われたウェハ10の端部近傍(アペックス部13)に照明される。
The
第3検出部56は、ウェハ10の端部近傍を覆う第3の筐体部57と、第3の筐体部57の内側に取り付けられた複数の光検出器59(図4を参照)とを有して構成され、第2検出部46に対しウェハ10の回転対称軸AXを回転軸として(上方から見て)時計回りに45度回転して離れた位置に配置される。第3の筐体部57は、半球形をなしたドーム型に形成され、ウェハ10の端部近傍(アペックス部13の近傍)を側方(ウェハ10の延在方向)から(非接触で)覆うように配置される。このとき、第3の筐体部57の中心(回転対象軸)がウェハ10の半径方向(外周部から回転対称軸への方向)を向くようにする。なお、第3の筐体部57には、第3照明部51からの斜光L3を第3の筐体部57(第3検出部56)の内側に通過させる開口58が形成されている。この開口58は、なるべく多くの光検出器を配置できるように、できるだけ小さくすることが好ましい。
The
第3の筐体部57の内側に取り付けられた複数の光検出器59は、例えば応答性の良いフォトダイオードが用いられ、図4(a)に示すように、第3の筐体部57の内周面を構成するように(すなわち、ドーム型に)連続的に並んで配置される。これにより、斜光L3が照明されたウェハ10の端部近傍(アペックス部13)で生じる正反射光、回折光、散乱光等の光の分布を検出することができる。光検出器59により検出された光検出信号は、それぞれ演算処理部70に出力される。なお、第1エッジ検出器30における第1の筐体部37の内側に取り付けられた複数の光検出器(図示せず)および、第2エッジ検出器40における第2の筐体部47の内側に取り付けられた複数の光検出器(図示せず)も、第3の筐体部57の内側に取り付けられた複数の光検出器59と同様の構成であり、各光検出器により検出された光検出信号は、それぞれ演算処理部70に出力される。
As the plurality of
図1および図2に示す第1プリアライメントセンサ61は、例えばCCDラインセンサを用いて構成され、ウェハ10の上方に配設されるとともに、ウェハ10の表面側からウェハ10の端部を検出する。また、第1プリアライメントセンサ61は、図1に示すように、第1エッジ検出器30の第1検出部36に対しウェハ10の回転対称軸AXを回転軸として180度回転して離れた位置に配置されるとともに、第1プリアライメントセンサ61の長手方向がウェハ10の半径方向を向くようになっている。
The first
第2プリアライメントセンサ62も、例えばCCDラインセンサを用いて構成され、ウェハ10の上方に配設されるとともに、ウェハ10の表面側からウェハ10の端部を検出する。また、第2プリアライメントセンサ62は、第2エッジ検出器40の第2検出部46に対しウェハ10の回転対称軸AXを回転軸として180度回転して離れた位置に配置されるとともに、第2プリアライメントセンサ62の長手方向がウェハ10の半径方向を向くようになっている。すなわち、第2プリアライメントセンサ62は、第1プリアライメントセンサ61に対しウェハ10の回転対称軸AXを回転軸として(上方から見て)時計回りに45度回転して離れた位置に配置される。なお、図2において、説明容易化のため、第2プリアライメントセンサ62の記載を省略している。
The second
第3プリアライメントセンサ63も、例えばCCDラインセンサを用いて構成され、ウェハ10の上方に配設されるとともに、ウェハ10の表面側からウェハ10の端部を検出する。また、第3プリアライメントセンサ63は、第3エッジ検出器50の第3検出部56に対しウェハ10の回転対称軸AXを回転軸として180度回転して離れた位置に配置されるとともに、第3プリアライメントセンサ63の長手方向がウェハ10の半径方向を向くようになっている。すなわち、第3プリアライメントセンサ63は、第2プリアライメントセンサ62に対しウェハ10の回転対称軸AXを回転軸として(上方から見て)時計回りに45度回転して離れた位置に配置される。なお、第1〜第3プリアライメントセンサ61〜63により検出された光検出信号は、それぞれ演算処理部70に出力される。
The third
演算処理部70は、第1〜第3エッジ検出器30,40,50の光検出器からそれぞれ入力された光検出信号に基づいて所定の演算処理を行い、ウェハ10の端部近傍、すなわち、上ベベル部11、下ベベル部12、およびアペックス部13における異常の有無をそれぞれ検査する。また、演算処理部70は、異常の種類に応じた光の分布の情報(後述の光強度分布の情報)を記憶したデータベース71を有している。
The
このように構成される表面検査装置1において、暗視野観察を利用してウェハ10の端部近傍(上ベベル部11、下ベベル部12、およびアペックス部13)における異常(傷や異物の付着等)の有無を検査するには、まず、図示しない搬送装置により検査対象となるウェハ10がウェハ保持部20のウェハホルダ23上に載置され、ウェハホルダ23は真空吸着を利用してウェハ10を吸着保持する。
In the
ウェハ保持部20がウェハ10を吸着保持すると、第1エッジ検出器30の第1照明部31がウェハ10の上ベベル部11近傍に斜光L1を照明し、第2エッジ検出器40の第2照明部41がウェハ10の下ベベル部12近傍に斜光L2を照明し、第3エッジ検出器50の第3照明部51がウェハ10のアペックス部13近傍に斜光L3を照明する。このとき、ドーム型の第3検出部56によってアペックス部13の近傍が覆われているため、アペックス部13の近傍に傷や異物(ゴミやほこり等)の付着がなければ、斜光L3が照明されたアペックス部13からの正反射光は、当該正反射光の到達位置に対応した第3検出部56の光検出器59によって検出される。
When the
同様に、ドーム型の第1検出部36によって上ベベル部11の近傍が覆われているため、上ベベル部11の近傍に傷や異物(ゴミやほこり等)の付着がなければ、斜光L1が照明された上ベベル部11からの正反射光は、当該正反射光の到達位置に対応した第1検出部36の光検出器(図示せず)によって検出される。また同様に、ドーム型の第2検出部46によって下ベベル部12の近傍が覆われているため、下ベベル部12の近傍に傷や異物(ゴミやほこり等)の付着がなければ、斜光L2が照明された下ベベル部12からの正反射光は、当該正反射光の到達位置に対応した第2検出部46の光検出器(図示せず)によって検出される。
Similarly, since the vicinity of the
一方、図4(a)に示すように、ウェハ10のアペックス部13に例えば異物Dが存在した場合には、異物Dが存在する部分に照明された斜光L3がここで反射(もしくは回折)され、その反射光である散乱光(もしくは回折光)が第3検出部56のいずれかの光検出器59によって検出される。なお、図4(a)の右側において、半球状の第3の筐体部57の内面に到達する光の分布を例示しており、例えば、アペックス部13の近傍に傷や異物の付着がなければ、アペックス部13から正反射光R1が検出される。また例えば、斜光L3の進行方向に沿った前方散乱が強く生じる場合には第1の散乱光R2のような光が検出され、広い範囲で散乱が生じる場合には第2の散乱光R3のような光が検出され、斜光L3の進行方向とは反対側の後方散乱が強く生じる場合には第3の散乱光R4のような光が検出される。
On the other hand, as shown in FIG. 4A, for example, when foreign matter D exists on the
同様に、ウェハ10の上ベベル部11に異物が存在した場合には、異物が存在する部分に照明された斜光L1がここで反射(もしくは回折)され、その反射光である散乱光(もしくは回折光)が第1検出部36のいずれかの光検出器(図示せず)によって検出される。また同様に、ウェハ10の下ベベル部12に異物が存在した場合には、異物が存在する部分に照明された斜光L2がここで反射(もしくは回折)され、その反射光である散乱光(もしくは回折光)が第2検出部46のいずれかの光検出器(図示せず)によって検出される。
Similarly, when a foreign matter exists on the
またこのとき、ウェハ保持部20によりウェハ10を回転させながら、第1照明部31がウェハ10の上ベベル部11近傍に斜光L1を照明し、第1検出部36のいずれかの光検出器(図示せず)が上ベベル部11で生じる正反射光、回折光、散乱光等の光の分布を連続的に検出する。同様に、ウェハ保持部20によりウェハ10を回転させながら、第2照明部41がウェハ10の下ベベル部12近傍に斜光L2を照明し、第2検出部46のいずれかの光検出器(図示せず)が下ベベル部12で生じる正反射光、回折光、散乱光等の光の分布を連続的に検出する。また同様に、ウェハ保持部20によりウェハ10を回転させながら、第3照明部31がウェハ10のアペックス部13近傍に斜光L3を照明し、第3検出部56のいずれかの光検出器59がアペックス部13で生じる正反射光、回折光、散乱光等の光の分布を連続的に検出する。なお、各検出部について光の分布が検出されるときのウェハ10の回転角度も検出する。
At this time, the
これにより、上ベベル部11、下ベベル部12、およびアペックス部13について、ウェハ10の全周にわたる検査を効率的に行うことができる。また、光検出器59として応答性の良いフォトダイオードを用いることで、光の検出時間が短縮されることから、ウェハ10を比較的高速に回転させることが可能になり、短時間で検査を行うことができる。
Accordingly, the
第3検出部56の光検出器59は、アペックス部13からの光を検出すると、光検出信号を演算処理部70に出力する。演算処理部70は、光検出器59から光検出信号が入力されると、入力された光検出信号に基づいて、積分処理等を行うことにより、斜光L3の照明方向(ウェハ10の外周端部における接線方向)に沿った1次元の光強度分布を生成する。なお、この光強度分布は正反射光が除かれており、光強度が強いほど異常(欠陥)の程度が大きくなる。
When the
また、この光強度分布は、異常の大きさ、形状、表面状態等によって異なる。そこで、データベース71には、異常の種類に応じた光強度分布の情報が記憶されており、演算処理部70は、光検出器59からの光検出信号に基づいて生成した光強度分布を、データベース71に記録されたアペックス部13の異常の種類に応じた光強度分布と比較して、生成した光強度分布がデータベース71に記録された光強度分布と同等である場合に異常があると判定し、該当する光強度分布の種類から検出した異常の種類を分類する。
In addition, the light intensity distribution varies depending on the size, shape, surface state, and the like of the abnormality. Therefore, the
同様に、第1検出部36の光検出器(図示せず)は、上ベベル部11からの光を検出すると、光検出信号を演算処理部70に出力し、演算処理部70は、入力された光検出信号に基づいて、斜光L1の照明方向(ウェハ10の外周端部における接線方向)に沿った1次元の光強度分布を生成する。そして、生成した光強度分布を、データベース71に記録された上ベベル部11の異常の種類に応じた光強度分布と比較して、生成した光強度分布がデータベース71に記録された光強度分布と同等である場合に異常があると判定し、該当する光強度分布の種類から検出した異常の種類を分類する。
Similarly, when a light detector (not shown) of the
また同様に、第2検出部46の光検出器(図示せず)は、下ベベル部12からの光を検出すると、光検出信号を演算処理部70に出力し、演算処理部70は、入力された光検出信号に基づいて、斜光L2の照明方向(ウェハ10の外周端部における接線方向)に沿った1次元の光強度分布を生成する。そして、生成した光強度分布を、データベース71に記録された下ベベル部12の異常の種類に応じた光強度分布と比較して、生成した光強度分布がデータベース71に記録された光強度分布と同等である場合に異常があると判定し、該当する光強度分布の種類から検出した異常の種類を分類する。
Similarly, when a light detector (not shown) of the
なお、演算処理部70は、ウェハ10の上ベベル部11、下ベベル部12、およびアペックス部13のいずれかにおいて異常があると判定すると、ウェハ10の端部近傍(上ベベル部11、下ベベル部12、およびアペックス部13のいずれか)において異常を検出した旨および、そのときのウェハ10の回転角度(すなわち、異常の存在位置)をモニター75に表示させる。
If the
ところで、ウェハ保持部20によりウェハ10を回転させる際、3つのプリアライメントセンサ61〜63がそれぞれウェハ10の端部を検出し、その検出信号を演算処理部70に出力している。このとき、演算処理部70は、3つのプリアライメントセンサ61〜63から入力された検出信号に基づいて、各プリアライメントセンサ61〜63で検出されるウェハ10の3か所の外周端部の位置をそれぞれ求める。円盤状に形成されたウェハ10の外周端部の位置が3か所で求まれば、ウェハ10の中心(回転対称軸AX)の位置を求めることができるので、演算処理部70は、先に求めたウェハ10の3か所の外周端部の位置に基づいて、ウェハ10の中心の位置を求める。そして、演算処理部70は、ウェハホルダ23の回転中心に対するウェハ10の中心の偏心(偏心量および偏心方向)を求め、以下に述べるような補正を行っている。
By the way, when the
上ベベル部11の状態を検出する第1エッジ検出器30において、ウェハホルダ23の回転中心に対するウェハ10の中心(回転対称軸AX)の偏心が生じた場合、ウェハ10が回転するとウェハ10の見かけの位置が動いてしまうため、第1照明部31による斜光L1の照明範囲S1は、図5に示すように、ウェハ10の回転に伴って上ベベル部11に対し相対移動してしまうことになる。そこで、演算処理部70は、第1の可変絞り34に駆動信号を出力し、3つのプリアライメントセンサ61〜63からの出力と同期して、すなわち、ウェハ10の中心の偏心に応じて、上ベベル部11に対する斜光L1の上ベベル部11に対して照明具合が一定となる(例えば、ベベルの幅方向の中央部が照明の中央部と一致する)ように第1の可変絞り34を駆動制御(フィードバック制御)している。具体的には、照明範囲S1の外周側端部を固定とし、照明範囲S1の内周側端部を移動させて、上ベベル部11における照明範囲が一定となるように第1の可変絞り34を駆動制御する。これにより、ウェハ10の中心の偏心に拘わらず、上ベベル部11における斜光L1の照明範囲(照明位置および光量)がベベルに対して一定となるため、ウェハ10の全周にわたって同様の条件で検査を行うことが可能になる。
In the
また、下ベベル部12の状態を検出する第2エッジ検出器40において、第1エッジ検出器30の場合と同様に、演算処理部70は、第2の可変絞り44に駆動信号を出力し、3つのプリアライメントセンサ61〜63からの出力と同期して、すなわち、ウェハ10の中心(回転対称軸AX)の偏心に応じて、下ベベル部12に対する斜光L2の下ベベル部12に対して照明具合が一定となる(例えば、ベベルの幅方向の中央部が照明の中央部と一致する)ように第2の可変絞り44を駆動制御(フィードバック制御)している。具体的には、照明範囲S2の外周側端部を固定とし、照明範囲S2の内周側端部を移動させて、下ベベル部12における照明範囲がベベルに対して一定となるように第2の可変絞り44を駆動制御する。これにより、ウェハ10の中心の偏心に拘わらず、下ベベル部12における斜光L2の照明範囲(照明位置および光量)が一定となるため、ウェハ10の全周にわたって同様の条件で検査を行うことが可能になる。
Further, in the
アペックス部13の状態を検出する第3エッジ検出器50において、ウェハホルダ23の回転中心に対するウェハ10の中心(回転対称軸AX)の偏心が生じた場合、ウェハ10が回転するとウェハ10の見かけの位置が動いてしまうため、第3照明部51による斜光L3の照明範囲S3は、図6に示すように、ウェハ10の回転に伴ってアペックス部13に対し相対移動してしまうことになる。特に、照明範囲S3が斜光L3の光軸方向に相対移動してしまうため、本来照明すべき位置とは別のウェハ10の周方向位置に斜光L3が照明されてしまう。このとき、図4(b)に示すように、正反射光R1を中心に第3検出部56で検出される光の分布も移動してしまう。
In the
そこで、演算処理部70は、3つのプリアライメントセンサ61〜63からの出力と同期して、すなわち、ウェハ10の中心の偏心に応じて、第3検出部56により検出される光の分布の位置情報を補正している。具体的には、ウェハ10の中心の偏心量および斜光L3の傾斜角度、並びに、第3検出部56により光の分布が検出されたときに実際に検出されたウェハ10の回転角度等から、斜光L3(照明範囲S3)が照明されたウェハ10の回転角度位置を算出する。これにより、アライメントを別途行わなくても、第3検出部56による検出データとそのときのウェハ10の回転角度位置との関係を正確に求めることが可能になる。
Therefore, the
なお、このようにして検査を行った後、同じウェハ10に対して他の種類の検査(例えば、ウェハ10の表面に対するマクロ検査等)を行う場合には、ウェハホルダ23の回転中心に対するウェハ10の中心の偏心(偏心量および偏心方向)に基づいて、ウェハ10の中心(回転対称軸AX)がウェハホルダ23の回転中心と一致するようにアライメントが行われる。
In addition, after performing the inspection in this manner, when performing another type of inspection on the same wafer 10 (for example, macro inspection on the surface of the
この結果、本実施形態に係る表面検査装置1によれば、演算処理部70が、プリアライメントセンサ61〜63からの出力に基づいて、第1および第2エッジ検出器30,40の作動状態(可変絞り34,44の状態)および、第3エッジ検出器50から演算処理部70への出力(光の分布の位置情報)を補正するため、ウェハ10のプリアライメントと検査を同時に行うことができることから、検査時間をより短縮することが可能になる。
As a result, according to the
また、複数の光検出器を有する検出部36,46,56によって検出された光の分布に基づいて、ウェハ10の端部近傍の検査を行うことで、各検出部36,46,56によって検出される光の情報が多いことから、検出した異常の分類が可能になる。また、光の検出範囲も広くなるので、ウェハ10の中心(回転対称軸AX)の偏心に伴う光の分布のずれに対応することができる。
Further, by detecting the vicinity of the edge of the
また、演算処理部70が、プリアライメントセンサ61〜63からの出力に基づいて、ウェハ10の上ベベル部11および下ベベル部12に対する斜光L1,L2の照明位置が一定となるように各可変絞り34,44を駆動制御することで、ウェハ10の中心(回転対称軸AX)の偏心に拘わらず、上ベベル部11および下ベベル部12における斜光L1,L2の照明範囲(照明位置および光量)が一定となるため、ウェハ10の全周にわたって同様の条件で検査を行うことが可能になる。
In addition, based on the outputs from the
また、演算処理部70が、プリアライメントセンサ61,62,63からの出力に基づいて、第3検出部56により検出される光の分布の位置情報を補正することで、アライメントを別途行わなくても、第3検出部56による検出データとそのときのウェハ10の回転角度位置との関係を正確に求めることが可能になる。
In addition, the
また、エッジ検出器およびプリアライメントセンサを3組設けて、ウェハ10の上ベベル部11、下ベベル部12、およびアペックス部13の状態をそれぞれ検出するようにすることで、ウェハ10の全周にわたる検査を効率的に行うことができる。
Further, three sets of edge detectors and pre-alignment sensors are provided to detect the states of the
また、プリアライメントセンサとしてラインセンサを用いることで、ウェハ10の端部の動きを高速かつ広範囲で検出することができる。
Further, by using a line sensor as the pre-alignment sensor, the movement of the end portion of the
なお、上述の実施形態において、各プリアライメントセンサ61〜63は、ウェハ10の上方に配設されて、ウェハ10の表面側からウェハ10の端部を検出しているが、これに限られるものではなく、ウェハ10の下方に配設されて、ウェハ10の裏面側からウェハ10の端部を検出するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, each of the
また、上述の実施形態において、エッジ検出器およびプリアライメントセンサを3組設けて、ウェハ10の上ベベル部11、下ベベル部12、およびアペックス部13の状態をそれぞれ検出しているが、これに限られるものではなく、エッジ検出器およびプリアライメントセンサを1組設けて、上ベベル部11、下ベベル部12、およびアペックス部13のうちいずれか1つの状態を検出するようにしてもよい。このとき、エッジ検出器およびプリアライメントセンサは、互いにウェハ10の回転対称軸AXを回転軸として180度回転して離れた位置に配置されることが好ましく、このようにすれば、ウェハ10の端部の位置を感度良く検出することができる。なお、エッジ検出器およびプリアライメントセンサを2組設けて、上ベベル部11、下ベベル部12、およびアペックス部13のうちいずれか2つの状態を検出するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, three sets of edge detectors and pre-alignment sensors are provided to detect the states of the
また、上述の実施形態において、プリアライメントセンサ61〜63によりウェハ10の端部を検出しながら、第1および第2エッジ検出器30,40の作動状態および、第3エッジ検出器50から演算処理部70への出力を補正しているが、これに限られるものではなく、ウェハ10の1回転目でプリアライメントセンサ61〜63による検出を行ってから、ウェハ10の2回転目で第1および第2エッジ検出器30,40の作動状態および、第3エッジ検出器50から演算処理部70への出力を補正して、ウェハ10の検査を行うようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the operation state of the first and
また、上述の実施形態において、プリアライメントセンサとしてラインセンサを用いているが、これに限られるものではなく、第1または第2検出部36,46を用いてウェハ10の端部を検出するようにしてもよい。例えば、複数の光検出器を有した第1検出部36を用いて、第1照明部31により斜光L1が照明された上ベベル部11からの正反射光の位置を検出することにより、ウェハ10の端部の位置を検出することが可能である。
In the above-described embodiment, the line sensor is used as the pre-alignment sensor. However, the present invention is not limited to this, and the end of the
また、上述の実施形態において、ウェハ10の端部近傍(上ベベル部11、下ベベル部12、およびアペックス部13)を検査しているが、これに限られるものではなく、例えば、ガラス基板の端部近傍を検査することも可能である。
Further, in the above-described embodiment, the vicinity of the end portion of the wafer 10 (the
1 表面検査装置 10 ウェハ
20 ウェハ保持部(相対回転部)
30 第1エッジ検出器
31 第1照明部 34 第1の可変絞り
36 第1検出部
40 第2エッジ検出器
41 第2照明部 44 第2の可変絞り
46 第2検出部
50 第3エッジ検出器
51 第3照明部
56 第3検出部 59 光検出器
61 第1プリアライメントセンサ 62 第2プリアライメントセンサ
63 第3プリアライメントセンサ
70 演算処理部(検査部および補正部)
L1 斜光 L2 斜光
L3 斜光 AX 回転対称軸
DESCRIPTION OF
30
L1 Oblique light L2 Oblique light L3 Oblique light AX Rotation symmetry axis
Claims (7)
前記基板の端部を検出するプリアライメントセンサと、
前記プリアライメントセンサからの出力に基づいて、前記エッジ検出器の作動または前記エッジ検出器から前記検査部への出力のうち少なくとも一方を補正する補正部とを備えて構成されることを特徴とする表面検査装置。 An edge detector that detects a state near the edge of the substrate formed in a substantially disk shape, an inspection unit that performs an inspection near the edge of the substrate based on an output from the edge detector, and rotation of the substrate A relative rotation unit that rotates the substrate relative to the edge inspection device with a symmetry axis as a rotation axis, and the edge detector is in a state near the end of the substrate while performing the relative rotation by the relative rotation unit. In the surface inspection apparatus for detecting and inspecting the vicinity of the edge of the substrate based on the output from the edge detector by the inspection unit,
A pre-alignment sensor for detecting an end of the substrate;
And a correction unit that corrects at least one of the operation of the edge detector or the output from the edge detector to the inspection unit based on the output from the pre-alignment sensor. Surface inspection device.
前記検査部は、前記検出部から前記検査部へ出力された前記光の分布に基づいて前記基板の端部近傍の検査を行うことを特徴とする請求項1に記載の表面検査装置。 The edge detector illuminates the oblique light using an illumination unit that illuminates oblique light near the edge of the substrate and a plurality of light detectors arranged in a hemispherical shape so as to cover the edge of the substrate. And a detector for detecting the distribution of light from the vicinity of the edge of the substrate,
The surface inspection apparatus according to claim 1, wherein the inspection unit performs an inspection in the vicinity of an end portion of the substrate based on a distribution of the light output from the detection unit to the inspection unit.
前記照明部は、前記斜光の照明位置を変えることが可能な可変絞りを有し、
前記補正部は、前記プリアライメントセンサからの出力に基づいて、前記基板の前記端部近傍に対する前記斜光の照明位置が一定となるように前記可変絞りを駆動制御する駆動制御部を有することを特徴とする請求項2に記載の表面検査装置。 The edge detector is configured so that the illumination unit illuminates oblique light near an end portion on the front surface or the back surface of the substrate, and the detection unit detects a light distribution from the vicinity of the end portion on the front surface or the back surface of the substrate. Configured,
The illumination unit has a variable diaphragm capable of changing the illumination position of the oblique light,
The correction unit includes a drive control unit that drives and controls the variable diaphragm based on an output from the pre-alignment sensor so that the illumination position of the oblique light with respect to the vicinity of the end portion of the substrate is constant. The surface inspection apparatus according to claim 2.
前記補正部は、前記プリアライメントセンサからの出力に基づいて、前記検出部により検出される前記光の分布の位置情報を補正する位置補正部を有することを特徴とする請求項2または3に記載の表面検査装置。 The edge detector is configured so that the illuminating unit illuminates oblique light on an end portion of the substrate from an extending direction of the substrate, and the detection unit detects a light distribution from the end portion of the substrate. And
The said correction | amendment part has a position correction | amendment part which correct | amends the positional information on the distribution of the said light detected by the said detection part based on the output from the said pre-alignment sensor. Surface inspection equipment.
前記3組の前記エッジ検出器のうち第1のエッジ検出器は、前記基板の表面側から前記基板の端部近傍の状態を検出し、
前記3組の前記エッジ検出器のうち第2のエッジ検出器は、前記基板の裏面側から前記基板の端部近傍の状態を検出し、
前記3組の前記エッジ検出器のうち第3のエッジ検出器は、前記基板の延在方向から前記基板の端部近傍の状態を検出することを特徴とする請求項5に記載の表面検査装置。 The edge detector and the pre-alignment sensor are provided in three sets, and are arranged at predetermined angular intervals around the rotational symmetry axis of the substrate,
The first edge detector of the three sets of the edge detectors detects a state near the edge of the substrate from the surface side of the substrate,
The second edge detector of the three sets of the edge detectors detects a state in the vicinity of the edge of the substrate from the back side of the substrate,
The surface inspection apparatus according to claim 5, wherein a third edge detector of the three sets of the edge detectors detects a state in the vicinity of an end portion of the substrate from an extending direction of the substrate. .
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KR20180068291A (en) * | 2016-12-13 | 2018-06-21 | 캐논 가부시끼가이샤 | Lithographic apparatus, method of manufacturing article, and measurement apparatus |
CN116246991A (en) * | 2023-05-12 | 2023-06-09 | 深圳市诺泰芯装备有限公司 | Method and device for positioning chip product by edge |
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