JP2011085602A - Inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウェーハ等の被検査物の検査装置に関し、特にウェーハ等の被検査物の表面にレーザ光を照射して被検査物の表面の平坦な平面領域から外れたウエハエッジ部の範囲を得る被検査物の検査装置に関する。 The present invention relates to an inspection apparatus for an inspection object such as a wafer, and in particular, irradiates the surface of an inspection object such as a wafer with a laser beam to obtain a range of a wafer edge portion deviating from a flat planar region on the surface of the inspection object. The present invention relates to an inspection apparatus for an inspection object.
ウェーハ等の被検査物を検査する検査装置の例として、特開平9−304289号公報には被検査物のウェーハの表面を検査する被検査物の検査装置の技術が開示されている。 As an example of an inspection apparatus for inspecting an inspection object such as a wafer, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-304289 discloses a technique of an inspection object inspection apparatus for inspecting the surface of a wafer of the inspection object.
この特開平9−304289号公報に開示されたウェーハの表面の検査装置の技術では、レーザ光源から出力するレーザビームがレンズ系によりレーザスポットSp(以下スポットSpと称する)となって被検査物のウェーハの表面に垂直又は斜めに投射され、ウェーハの移動に応じてウェーハの表面をスパイラル状に走査してウェーハの全面を走査する。 In the technique of the wafer surface inspection apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-304289, a laser beam output from a laser light source becomes a laser spot Sp (hereinafter referred to as a spot Sp) by a lens system. The image is projected perpendicularly or obliquely onto the surface of the wafer, and the entire surface of the wafer is scanned by scanning the surface of the wafer in a spiral shape according to the movement of the wafer.
そしてウェーハの表面に異物eや、スクラッチ傷、結晶欠陥(COP)等の欠陥が存在すると、レーザ光源から出力されたスポットSpが異物eやCOP等の欠陥によって広範囲な角度(方向)に散乱光Seを発生し、その散乱光Seの一部が集光レンズによって集光されて光電変換器である受光器の光電子増倍管(以下PMTと称する)に受光される。 If there are foreign matter e, scratches, crystal defects (COP) or other defects on the surface of the wafer, the spot Sp output from the laser light source is scattered at a wide range of angles (directions) due to the foreign matter e or COP defects. Se is generated, and a part of the scattered light Se is collected by a condenser lens and received by a photomultiplier tube (hereinafter referred to as PMT) of a light receiver which is a photoelectric converter.
PMTに入射した散乱光Seはここで電気信号に変換され、変換された電気信号(受光信号)をデータ処理することによって異物eやCOP等の欠陥の個数と大きさ、異物eや前記欠陥の位置を示す異物データを生成して、プリンタあるいはディスプレイ(図示せず)等にこの異物eや欠陥の状態をマップ表示するように構成されている。 The scattered light Se incident on the PMT is converted into an electrical signal here, and the number and size of the defects such as the foreign matter e and COP are obtained by processing the converted electrical signal (light reception signal). Foreign matter data indicating the position is generated, and the foreign matter e and the state of the defect are displayed as a map on a printer or a display (not shown).
特開2006−201179号公報に開示されたウェーハの表面の検査装置では、ウェーハのエッジ近傍の欠陥を検出する技術として、ウェーハの表面にレーザービームを照射するとウェーハのエッジから発生した散乱光がエッジ法線方向に指向性が強く分布するが、欠陥部から発生した散乱光は顕著な指向性が無いことを利用して、ウェーハのエッジ接線方向に位置する検出器で検出した散乱光の指向性の強弱によってウェーハのエッジ部のみからの散乱光か、欠陥部を含む散乱光かを判定する技術が開示されている。 In the wafer surface inspection apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-201179, as a technique for detecting defects near the edge of the wafer, when a laser beam is irradiated on the surface of the wafer, scattered light generated from the edge of the wafer is edged. Directivity of scattered light detected by a detector located in the tangential direction of the edge of the wafer, taking advantage of the fact that the directivity is strongly distributed in the normal direction but the scattered light generated from the defect is not noticeable. A technique for determining whether the light is scattered only from the edge portion of the wafer or scattered light including a defect portion is disclosed.
しかしながら特開2006−201179号公報に記載された検査技術では、被検査物であるウェーハの表面の全面をレーザービームを照射して連続的に検査する場合に、レーザービームの照射によってウェーハのエッジ部から発生する強い回折光の影響を受けるため、ウェーハの表面の異物や傷から発生する散乱光を検出する受光器が比較的短期間で劣化してしまい、この結果、ウェーハのエッジ部に存在する異物やCOP等の欠陥から発生する散乱光を正確に検出できなくなるのでウェーハのエッジ部の異物やCOP等の欠陥を検出することが困難になるという問題がある。 However, in the inspection technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-201179, when the entire surface of the wafer, which is an inspection object, is continuously inspected by irradiating a laser beam, the edge portion of the wafer is irradiated by laser beam irradiation. Because of the influence of strong diffracted light generated from the wafer, the receiver that detects scattered light generated from foreign matter and scratches on the wafer surface deteriorates in a relatively short period of time, and as a result, exists at the edge of the wafer. There is a problem that it becomes difficult to detect foreign matter and defects such as COP at the edge of the wafer because scattered light generated from defects such as foreign matter and COP cannot be detected accurately.
同様に、特開平9−304289号公報に記載された検査技術では、被検査物であるウェーハの表面の全面をレーザービームを照射して連続的に検査する場合に、ウェーハの表面の異物や傷から発生する散乱光を検出する受光器で受光する受光信号がウェーハのエッジ部で発生する強い回折光の影響を受けてノイズ成分が高くなり、ウェーハの表面に存在する異物やCOP等の欠陥から発生する散乱光がこのノイズ成分に埋れてしまうために、ウェーハのエッジ部の異物やCOP等の欠陥の有無について正確に検出することは困難になるという問題があった。 Similarly, in the inspection technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-304289, when the entire surface of the wafer, which is an object to be inspected, is continuously inspected by irradiating a laser beam, foreign matter and scratches on the surface of the wafer are detected. The received light signal received by the light receiver that detects the scattered light generated from the light is affected by strong diffracted light generated at the edge of the wafer, and the noise component becomes high, and from the foreign matter and defects such as COP existing on the wafer surface. Since the generated scattered light is buried in this noise component, there is a problem that it is difficult to accurately detect the presence or absence of a foreign matter or a defect such as a COP at the edge portion of the wafer.
ところで、特開2006−201179号公報や特開平9−304289号公報に記載されたようなレーザービームを利用した検査技術では、レーザービームを照射して被検査物のウェーハの表面の異物や傷を検査する領域に該当する平面領域に隣接し、ウェーハのエッジ部の領域に該当する所定領域は、前述したように所定領域から発生する強い回折光が散乱光を検出する受光器(PMT)に入射して受光器の故障の原因になることから、異物や傷を走査するためのレーザービームを照射しない非検査領域として扱うことになる。 By the way, in the inspection technique using a laser beam as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-201179 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-304289, foreign matter and scratches on the surface of the wafer of the inspection object are irradiated by irradiating the laser beam. In the predetermined area adjacent to the planar area corresponding to the area to be inspected and corresponding to the edge area of the wafer, the strong diffracted light generated from the predetermined area is incident on the light receiver (PMT) that detects the scattered light as described above. As a result, the photoreceiver may be damaged, so that it is treated as a non-inspection area that is not irradiated with a laser beam for scanning a foreign object or a flaw.
被検査物における非検査領域となる前記所定領域は、被検査物をレーザビームを照射して測定する対象となる被検査物のウェーハ自身の偏心やウェーハの個体差による外径差によってウェーハの表面の所定領域の大きさに大小が生じる。 The predetermined area which is a non-inspection area in the inspection object is the surface of the wafer due to the eccentricity of the wafer itself to be measured by irradiating the inspection object with a laser beam or the outer diameter difference due to individual differences of the wafer. The size of the predetermined area is large or small.
この為、被検査物の表面をレーザービームを照射して検査する場合に、被検査物のウェーハの表面の検査対象となる平面領域の範囲を出来るだけ広く設定してこの平面領域をレーザービームで走査して検査する必要があるが、ウェーハの表面の前記平面領域を出来るだけ広く設定して検査するためにはウェーハのエッジ部に該当する前記所定領域の範囲を正確に判別し、即ち、前記平面領域と該平面領域に隣接した所定領域との境界位置を正確に判別して前記所定領域の範囲を可能な限り小さく設定し検査することが望ましい。 For this reason, when inspecting the surface of an object to be inspected by irradiating a laser beam, the area of the plane area to be inspected on the surface of the wafer of the object to be inspected is set as wide as possible, and this plane area is Although it is necessary to inspect by scanning, in order to inspect by setting the plane area of the wafer surface as wide as possible, the range of the predetermined area corresponding to the edge of the wafer is accurately determined, that is, It is desirable to accurately determine the boundary position between the planar area and a predetermined area adjacent to the planar area, and set the range of the predetermined area as small as possible for inspection.
本発明の目的は、被検査物の表面をレーザービームを照射して検査する場合に、被検査物の検査対象となる平面領域の範囲をできるだけ広く設定可能にするため、この平面領域と該平面領域に隣接した被検査物のエッジ部に該当する所定領域との境界位置を正確に判別して検査する被検査物の検査装置を提供することにある。 An object of the present invention is to make it possible to set the plane area to be inspected of the inspection object as wide as possible when inspecting the surface of the inspection object by irradiating a laser beam. An object of the present invention is to provide an inspection apparatus for an inspection object that accurately inspects and inspects a boundary position with a predetermined area corresponding to an edge portion of the inspection object adjacent to the area.
本発明の検査装置は、レーザービームを発信して被検査物の表面に照射するレーザー光源と、前記被検査物を載置して回転させる回転テーブルと、前記回転テーブルを被検査物の移送方向に移動させる移動機構と、被検査物の表面に照射されたレーザービームのレーザースポットの画像、及び前記レーザースポットの周辺の画像を撮影するカメラと、前記レーザースポットの画像、及び該レーザースポットの周辺の画像を使用して、前記レーザービームが照射する被検査物の表面の平坦な平面領域と該平面領域から外れたウエハエッジ部の範囲を得るデータ処理装置と、を有することを特徴とする。 The inspection apparatus of the present invention includes a laser light source that emits a laser beam to irradiate the surface of an object to be inspected, a rotary table that mounts and rotates the object to be inspected, and a direction in which the inspection table is transferred. A moving mechanism for moving the surface of the object to be inspected, a laser spot image of the laser beam irradiated on the surface of the object to be inspected, a camera for taking an image of the periphery of the laser spot, an image of the laser spot, and the periphery of the laser spot And a data processing device that obtains a flat plane area on the surface of the object to be inspected irradiated by the laser beam and a range of the wafer edge portion outside the plane area.
本発明によれば、被検査物の表面をレーザービームを照射して検査する場合に、被検査物の検査対象となる平面領域の範囲をできるだけ広く設定可能にするため、この平面領域と該平面領域に隣接した被検査物のエッジ部に該当する所定領域との境界位置を正確に判別して検査する被検査物の検査装置が実現できる。 According to the present invention, when inspecting the surface of an object to be inspected by irradiating a laser beam, in order to make it possible to set the range of the plane area to be inspected of the object to be inspected as wide as possible, It is possible to realize an inspection apparatus for an inspection object that accurately determines and inspects a boundary position with a predetermined area corresponding to an edge portion of the inspection object adjacent to the area.
本発明の実施例である被検査物の検査装置について、図面を参照して以下に説明する。 An inspection apparatus for an inspection object that is an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明の実施例である被検査物の検査装置が適用される被検査物とは、例えば半導体ウェーハやウェーハ状物体、絶縁体ウェーハ(例えば、サファイアガラスウェーハ、石英ガラスウェーハなど)である。 The inspection object to which the inspection apparatus for the inspection object according to the embodiment of the present invention is applied is, for example, a semiconductor wafer, a wafer-like object, or an insulator wafer (for example, a sapphire glass wafer, a quartz glass wafer, or the like).
そこで、被検査物として半導体ウェーハの表面検査に適用した本発明の一実施例である被検査物の検査方法及び検査装置について次に説明する。 Then, the inspection method and inspection apparatus of the inspection object which is one embodiment of the present invention applied to the surface inspection of the semiconductor wafer as the inspection object will be described below.
半導体ICの素材となるシリコンウェーハは、高純度の多結晶シリコンから造られる。このシリコンウェーハは、引き上げ方法により単結晶シリコンのインゴットを作り、この単結晶シリコンのインゴットをスライスして薄板とし、薄板となったシリコンウェーハの表面及びウェーハ外周端部を研磨して鏡面に仕上げる。 A silicon wafer as a material for a semiconductor IC is made of high-purity polycrystalline silicon. The silicon wafer is made into a single crystal silicon ingot by a pulling method, the single crystal silicon ingot is sliced into a thin plate, and the surface of the thin silicon wafer and the outer peripheral edge of the wafer are polished to a mirror finish.
さらに、この薄板のシリコンウェーハ表面に付着した異物を洗浄することによってシリコンウェーハが製作される。 Further, the silicon wafer is manufactured by cleaning the foreign matter adhering to the surface of the thin silicon wafer.
これらのシリコンウェーハの製作過程において、ウェーハ外周端部に異物の付着やクラックが発生する場合がある。 During the manufacturing process of these silicon wafers, there are cases where foreign matter adheres or cracks occur at the outer peripheral edge of the wafer.
ウェーハ外周端部の異物の付着や、クラックやスクラッチ、COP等の欠陥は、特に大口径化(300mm)したウェーハなどでは、致命的な欠陥となる可能性が高く、ウェーハ表面の異物や傷の検査の必要性が求められている。 The adhesion of foreign matter on the outer peripheral edge of the wafer, and defects such as cracks, scratches, and COPs are highly likely to be fatal defects, especially in wafers with a large diameter (300 mm). There is a need for inspection.
本発明の一実施例である被検査物の検査装置として、被検査物のウェーハの表面を検査する検査装置では、ウェーハ表面をウェーハの中心部から外周部までをレーザービームを照射し、ウェーハの表面で散乱した散乱光を受光して、この受光した散乱光に基づいて被検査物のウェーハの表面を検査する。 In an inspection apparatus for inspecting the surface of a wafer to be inspected, which is an inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, the wafer surface is irradiated with a laser beam from the center to the outer periphery of the wafer, Scattered light scattered on the surface is received, and the wafer surface of the inspection object is inspected based on the received scattered light.
ところでウェーハの検査装置では、ウェーハ表面の外周部でレーザービームの照射によってウェーハのエッジ部から発生する強い回折光の影響によってノイズの信号が高くなる領域を非検査領域としてウェーハ表面の検査領域から除外し、ノイズの影響を避けるようにしている。 By the way, in the wafer inspection system, the area where the noise signal is high due to the influence of strong diffracted light generated from the edge of the wafer due to laser beam irradiation at the outer periphery of the wafer surface is excluded from the inspection area on the wafer surface. The effect of noise is avoided.
しかしながら、前述のごとくウェーハ表面の外周部で回折光の影響によりノイズの信号が高くなる領域をウェーハ表面の検査領域から除外すると、回折光の影響を受けてノイズが高くなる領域のウェーハの表面で散乱した散乱光が受光できなくなるので、前記領域のウェーハ表面に付着した異物やウェーハ表面に生じた欠陥の情報を得ることができなくなる。 However, as described above, if the area where the noise signal is high due to the influence of diffracted light at the outer periphery of the wafer surface is excluded from the inspection area on the wafer surface, the area on the wafer surface where the noise is high due to the influence of diffracted light is removed. Since the scattered scattered light cannot be received, it becomes impossible to obtain information on the foreign matter adhering to the wafer surface in the region or the defect generated on the wafer surface.
そこで、本発明の一実施例である被検査物の検査装置では、ウェーハの表面に照射したレーザービームによってウェーハの表面で散乱した散乱光を検出する受光器を複数個設置しておき、レーザービームの照射でウェーハのエッジ部から発生する強い回折光の方向(方位)が常に同一方向(方位)へ放射される特性を生かして、複数の受光器の中からウェーハのエッジ部で発生する回折光の影響を受けない角度(方向)に配置した受光器を選択して散乱光を受光することで、ウェーハ表面に付着した異物やウェーハ表面に生じた欠陥の情報をウェーハ表面の全体に亘って得ることが可能なように構成したものである。 Therefore, in the inspection apparatus for an inspected object according to an embodiment of the present invention, a plurality of light receivers for detecting scattered light scattered on the wafer surface by the laser beam irradiated on the wafer surface are installed. Diffracted light generated at the edge of the wafer from multiple light receivers by taking advantage of the characteristic that the direction (azimuth) of the strong diffracted light generated from the edge of the wafer is always radiated in the same direction (direction). By selecting a light receiver placed at an angle (direction) that is not affected by light and receiving scattered light, information on foreign matter adhering to the wafer surface and defects generated on the wafer surface is obtained over the entire wafer surface. It is configured to be possible.
また本発明の一実施例である被検査物の検査装置では、ウェーハの表面に照射したレーザービームによってウェーハの表面で散乱した散乱光を検出する受光器を複数個設置しておき、複数の受光器で受光した散乱光の受光信号に基づいて演算処理することでレーザービームが照射する被検査物の表面の平坦な平面領域と該平面領域から外れたエッジ部に該当する所定領域との境界位置を判別することが可能なように構成したものである。 In the inspection object inspection apparatus according to one embodiment of the present invention, a plurality of light receivers for detecting scattered light scattered on the surface of the wafer by the laser beam irradiated on the surface of the wafer are installed. Boundary position between the flat plane area of the surface of the object to be inspected irradiated by the laser beam and the predetermined area corresponding to the edge portion deviated from the plane area by performing arithmetic processing based on the received light signal of the scattered light received by the instrument It is configured to be able to discriminate.
図1乃至図5を用いて本発明の一実施例である被検査物の検査装置を詳細に説明すると、まず、図1は被検査物として半導体ウェーハ1と、この半導体ウェーハ1に照射するレーザービームLtの状況と、レーザービームLtの照射によってウェーハ1のエッジ部dで生じる回折光aの強度と、レーザービームLtの照射によってウェーハ1の表面の異物から発生する散乱光Seを示した概念図である。
An inspection object inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5. First, FIG. 1 shows a
そして、図1(a)はウェーハ1のエッジ部dで生じる強い回折光aと弱い回折光bを上方から示した上面図、図1(b)はウェーハ1のエッジ部dで生じる強い回折光aを側面から示した側面図、図1(c)はウェーハ1の表面に存在する異物eから発生する散乱光Seの状態を示した説明図である。
1A is a top view showing strong diffracted light a and weak diffracted light b generated at the edge portion d of the
図1(a)に示すように、レーザービームLtを形成するレーザ光cは半径rのウェーハ1の表面上に照射されるが、ウェーハ1の半径rの外周端部となるエッジ部dにこのレーザ光cが照射されると、図1(b)に示すようにウェーハ1の直径方向に強い回折光aが生じ、ウェーハ1の接線方向には弱い(小さい)回折光bが生じる。
As shown in FIG. 1A, the laser beam c that forms the laser beam Lt is irradiated onto the surface of the
この強い回折光aは、ウェーハ1の表面に照射されるレーザービームLtであるレーザ光cの照射位置が一定に制御され、レーザービームLtの照射による走査でウェーハ1が矢印で示す円周方向に回転しながら所定の一定の方位へ直線移動するために、常にウェーハ1の直径方向に存在する。
This intense diffracted light a is controlled such that the irradiation position of the laser beam c which is the laser beam Lt irradiated on the surface of the
したがって、強い回折光aは後述する受光器に対して常に同じ方向に形成される。この回折光aの影響によって、ウェーハ1の表面に存在する異物e又は欠陥(COP,スクラッチ、クラック等)から発生する散乱光Seが回折光aによるノイズの中に埋れてしまうので、散乱光Seの望ましい検出信号を得ることが困難となる。
Therefore, the strong diffracted light a is always formed in the same direction with respect to the light receiver described later. Due to the influence of the diffracted light a, the scattered light Se generated from the foreign matter e or defect (COP, scratch, crack, etc.) existing on the surface of the
図1(b)に示すように、被検査物のウェーハ1にレーザ光cのレーザービームLtを照射した場合に、ウェーハ1のエッジ部dで生じる回折光aを側面からみると、レーザ光cがウェーハ1のエッジ部dであるウェーハの半径方向外周端部にて強い回折光aを生じさせる。
As shown in FIG. 1B, when the
また、図1(c)に示すように、レーザ光cのレーザビームLtがレーザスポットSpとなってウェーハ1の表面に照射されており、このウェーハ1の表面に異物eやCOP等の欠陥が存在すると、異物eやCOP等の欠陥から広範囲な角度(方向)に散乱光Seが発生する。
Further, as shown in FIG. 1C, the laser beam Lt of the laser beam c becomes a laser spot Sp and is irradiated on the surface of the
ウェーハ1の表面に照射されるレーザビームLtのレーザスポットSpの位置がウェーハ1の半径方向外径側の端部となるエッジ部dの場合には、このウェーハ1の表面のエッジ領域dに異物eやCOP等の欠陥が存在すると前述したようにウェーハ1のエッジ部dで生じる強い回折光aの影響で生じたノイズの中に異物eやCOP等の欠陥から発生した散乱光Seを検出した検出信号が埋れてしまい、望ましい散乱光Seの検出信号が得られないことになる。
When the position of the laser spot Sp of the laser beam Lt irradiated on the surface of the
そこで、本発明の実施例である被検査物の検査装置では、以下の構成によってウェーハ1のエッジ部dで生じる回折光aによるノイズの影響を排除或いは低減して、ウェーハ1の表面の異物eやCOP等の欠陥から発生した散乱光Seを効果的に検出できるようにしている。
Therefore, in the inspection object inspection apparatus according to the embodiment of the present invention, the influence of noise caused by the diffracted light a generated at the edge portion d of the
図3は本発明の一実施例である被検査物の検査装置を構成する検出光学系の簡略構成図であり、図2は図3に示した本発明の実施例の検査装置を構成する受光器の概略を示すものであって、図2(a)は受光器の配置状況を示した上面図、図2(b)はウェーハの表面で生じた散乱光を受光器で検出した場合の受光信号の処理の内容を示す概略図である。 FIG. 3 is a simplified configuration diagram of a detection optical system that constitutes an inspection apparatus for an inspection object that is an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a light receiving structure that constitutes the inspection apparatus of the embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 2 (a) is a top view showing the arrangement of the light receivers, and FIG. 2 (b) is a light reception when scattered light generated on the wafer surface is detected by the light receiver. It is the schematic which shows the content of the process of a signal.
図2及び図3を用いて本発明の一実施例である被検査物としてウェーハ1の表面を検査するウェーハの検査装置の構成を説明すると、図2(a)には、ウェーハ1の検査装置を構成する受光器となる散乱光を検出する光電子増倍管(PMT)等からなる高角度用の受光器371〜374、及び同じく散乱光を検出する低角度用の受光器381〜386をそれぞれ上方から見た配置の一例を示している。
The configuration of a wafer inspection apparatus for inspecting the surface of the
高角度用の受光器371〜374は、ウェーハ1の表面に照射したレーザビームLtがウェーハ1の表面に存在する異物eやCOP等の欠陥で散乱した散乱光Seとなって入射するウェーハ1の表面から約50〜70°の角度に沿って配置された受光器である。
The high-
同様に低角度用の受光器381〜386は、ウェーハ1の表面に照射したレーザビームLtがウェーハ1の表面に存在する異物eやCOP等の欠陥で散乱した散乱光Seとなって入射するウェーハ1の表面から約20〜40°の角度に沿って配置された受光器である。
Similarly, the
図2(b)は、図2(a)に示した高角度用の受光器371〜374及び低角度用の受光器381〜386を側方から見た受光器の配置の一例を示しており、高角度用の受光器371〜374は、上方から見た場合に円周方向に相互に90°ずつそれぞれの配置方向を異ならせて円周方向に4個配置している。
FIG. 2B shows an example of the arrangement of the light receivers when the high angle
また、低角度用の受光器381〜386は、上方から見た場合に円周方向に相互に60°ずつそれぞれの配置方向を異ならせて円周方向に6個配置している。
In addition, when viewed from above, the low-
そしてこれらの高角度用の受光器371〜374、及び低角度用の受光器381〜386のうち、レーザービームの照射によってウェーハ1のエッジ部dで生じたウェーハ1の直径方向の強い回折光aによる大きな影響を受ける受光器は、ウェーハ1の直径方向に沿って配置された高角度用の受光器372及び374であり、回折光aによる次に強い影響を受ける受光器は、低角度用の受光器382及び385、並びに低角度用の受光器381及び384である。
Among these high-
また、前記した強い回折光aによる影響が少ない受光器は、ウェーハ1の直径方向とは直角に配置された高角度用の受光器371及び373であり、回折光aによる次に影響が少ない受光器は、低角度用の受光器383及び386である。
The light receivers that are less affected by the strong diffracted light a are the high-
次に本実施例のウェーハ表面の検査装置の構成について説明すると、図3に示すようにウェーハ1を載置して回転させる回転テーブル21と、この回転テーブル21をウェーハ1の移送方向に移動させる直線移動機構22と、投光光学系と、データ処理装置52を備えており、検査対象となる被検査物のウェーハ1は、回転テーブル21に載置される。
Next, the configuration of the wafer surface inspection apparatus according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 3, as shown in FIG. 3, the rotary table 21 for mounting and rotating the
このウェーハ1の上部に配置された投光光学系は、レーザ発振器を備えたレーザ光源31を備えており、このレーザ光源31から出力されてウェーハ1の表面を走査のために照射するレーザビームLtは、レーザ光源31から出力されて第1の投光光学系を構成するミラー331によって反射し、鉛直方向下方にレーザスポットSp(以下スポットSpと称する)を形成してウェーハ1の表面に垂直に投射される(垂直照射)。
The light projecting optical system disposed on the upper portion of the
また、前記投光光学系を構成する第2の投光光学系では、レーザ光源31から出力されたレーザビームLtの光路から第1の投光光学系を構成するミラー331を二点鎖線で示した垂直方向の上方の位置に移動させてレーザ光源31から照射するレーザビームLtが進行する光路を空け、このレーザビームLtが進行する光路の延長線上に配置された該第2の投光光学系を構成するミラー332によってレーザビームLtを鉛直方向下方に反射し、この反射したレーザビームLtを第2の投光光学系を構成するもう1つのミラー35によってウェーハ1の方向に反射して、レーザスポットSpとしてウェーハ1の表面に斜めから投射する(斜方照射)。
In the second light projecting optical system constituting the light projecting optical system, the
上記の垂直照射されたレーザビームLtのレーザスポットSp、又は斜方照射されたレーザビームLtのレーザスポットSpは、回転テーブル21及び直線移動機構22の駆動によるウェーハ1の移動に応じてウェーハ1の表面を走査する。
The laser spot Sp of the vertically irradiated laser beam Lt or the laser spot Sp of obliquely irradiated laser beam Lt is applied to the
ウェーハ1は、回転テーブル21及び直線移動機構22の駆動によって回転テーブル21に載置された状態で回転するとともに、回転テーブル21の回転速度に応じて直線移動機構22の駆動によって該回転テーブル21の半径方向(X方向:図中の白抜きの矢印方向)に移動するように構成されている。
The
本実施例のウェーハ表面の検査装置として前記したように第1の投光光学系及び第2の投光光学系を構成することにより、ウェーハ1の表面に照射されるレーザスポットSpは、ウェーハ1の表面上をウェーハ1の中心から半径方向外周側にかけてスパイラル状に走査し、その結果、ウェーハ1の表面を全面に亘って走査することができる。
By configuring the first light projecting optical system and the second light projecting optical system as described above as the wafer surface inspection apparatus of this embodiment, the laser spot Sp irradiated on the surface of the
なお、回転テーブル21及び直線移動機構22の駆動は、駆動制御器51を介してデータ処理装置52によって制御される。
The driving of the rotary table 21 and the
本実施例によるウェーハ表面の検査装置では、前記の図1(c)に示すように、ウェーハ1の表面に異物eや欠陥が存在するとレーザビームLtのレーザスポットSpは異物eや欠陥によって広範囲の角度(方向)に散乱光Seを発生する。
In the wafer surface inspection apparatus according to the present embodiment, as shown in FIG. 1C, when a foreign object e or a defect exists on the surface of the
このウェーハ1の表面に存在する異物eや欠陥によって広範囲の角度(方向)に散乱した散乱光Seは、図2(b)に示すように、その散乱光Seの一部は集光されて光電変換器である光電子増倍管(以下PMTと称する)等から構成された高角度用の受光器371〜374、及び低角度用の受光器381〜386によってそれぞれ受光される。
As shown in FIG. 2B, the scattered light Se scattered at a wide range of angles (directions) due to foreign matter e and defects existing on the surface of the
この高角度用の受光器371〜374及び低角度用の受光器381〜386に入射したウェーハ1の表面に存在する異物e又はCOP等の欠陥から散乱した散乱光Seは、前記受光器371〜374及び受光器381〜386に入射してそこで受光信号にそれぞれ変換され、これらの変換された受光信号(電気信号)が異物検出器4に入力される。
Scattered light Se scattered from a defect such as foreign matter e or COP existing on the surface of the
そして異物検出器4に入力した受光信号は異物検出器4からデータ処理装置52に送られ、このデータ処理装置52にて、データ処理装置52に備えられたA/D変換回路(A/D)71によりデジタルデータに変換されてから該データ処理装置52に備えられたメモリ72に一旦、デジタルデータとして記憶される。
The received light signal input to the
更にデータ処理装置52に備えられた演算装置(MPU)73によって所定のプログラムを実行することにより、メモリ72に一旦記録された前記デジタルデータに変換された前記高角度用の受光器371〜374及び低角度用の受光器381〜386で受光した各受光信号の検出データは、直線移動機構22の移動量から入力された、ウェーハ1の表面を走査するレーザビームLtのレーザスポットSpの走査位置(検出位置)の位置データと共に該データ処理装置52の演算器(MPU)73で演算することによりデータ処理される。
Further, by executing a predetermined program by an arithmetic unit (MPU) 73 provided in the
データ処理装置52の演算器(MPU)73によって前記のデータ処理を行った結果、前記受光信号の検出データに応じてウェーハ1の表面に存在する異物eやCOP等の欠陥の大きさが判定され、さらに異物eやCOP等の欠陥の個数がカウントされる。
As a result of performing the data processing by the arithmetic unit (MPU) 73 of the
さらに、データ処理装置52の演算器(MPU)73が所定のプログラムを実行することで、ウェーハ1の表面に存在する異物eやCOP等の欠陥の個数と大きさと、異物eや前記欠陥の位置を示す異物データが生成され、プリンタあるいはディスプレイ75等に出力されて異物や欠陥の状態がマップ表示される。
Further, when the arithmetic unit (MPU) 73 of the
図2(a)及び図3には光電子増倍管(PMT)等からなる高角度用の受光器371〜374及び低角度用の受光器381〜386をウェーハ1の表面の上方に夫々配置した状況を示しているが、低角度用の受光器381〜386のグループを構成する6個の受光器381〜386は、それぞれの受光器が概略60度の角度をもって円周方向に配置されている。
2A and 3, high-
また、低角度用の受光器381〜386の上方に配置されている高角度用の受光器371〜374のグループを構成する4個の受光器371〜374は、それぞれの受光器が概略90度の角度をもって円周方向に配置されている。
The four
そして、高角度用の受光器371〜374のうち、受光器372と受光器374は、被検査物であるウェーハ1の直径方向(レーザービームLtを照射した場合にウェーハ1のエッジ部dに該当する所定領域において強い回折光aが生じる方向)に対して、ウェーハ1の表面を上方から見て同一線上又は平行線上となる位置に配置されている。
Among the high-
また、受光器371と受光器373は、被検査物であるウェーハ1の接線方向(所定領域において強い回折光aが生じない方向)に対して、ウェーハ1の表面を上方から見て同一線上又は平行線上となる位置、即ち前記受光器372及び受光器374の配置方向とは直交する方向に配置されている。
In addition, the
次に図4を用いて図3に示した本発明の実施例の検査装置によるウェーハ1のエッジ部dに該当する所定領域の検査状況を説明する。
Next, an inspection state of a predetermined area corresponding to the edge portion d of the
図4(a)はレーザービームLtを照射しているウェーハ1のエッジ部dの近傍の領域を示した概略図、図4(b)は、高角度用の受光器371〜374及び低角度用の受光器381〜386で検出した受光信号のノイズ成分の強度比を示した図、図4(c)は、装置画面上における閾値の設定画面例である。
4A is a schematic diagram showing a region near the edge portion d of the
まず、図4(a)を用いてウェーハ1の表面におけるエッジ部dに該当する所定領域の定義を説明すると、ウェーハ1の表面に照射されるレーザビームLtのレーザスポットSpの周縁部が、ウェーハ1の表面の大部分を形成する平面領域からウェーハ1の半径方向外側端に向かって傾斜が始まる部分Epに差し掛かると、レーザービームLtの照射によって発生するウェーハ1の直径方向の回折光aの強度が急に強くなり、ウェーハ1の表面の前記Epの部分に存在する異物eや欠陥で発生した散乱光Seの検出に大きな影響が出始める。
First, the definition of the predetermined region corresponding to the edge portion d on the surface of the
そこで、上記したようにウェーハ1の表面の回折光aが強まる前記した傾斜が始まる部分Epからウェーハ1の半径方向外側端部までをウェーハ1のエッジ部dに該当する所定領域10、あるいはベベルと定義する。
Therefore, as described above, the
この場合、ウェーハ1の表面の大部分を形成する平面領域と所定領域10との境となる前記の傾斜が始まる部分Epが平面領域と所定領域10との間の境界位置Epとなる。
In this case, a portion Ep at which the above-described inclination that becomes the boundary between the planar region that forms most of the surface of the
そして図1(a)に示したように、このウェーハ1の表面のエッジ部dに該当する所定領域10、あるいはベベルにレーザービームLtを照射することにより発生するウェーハ1の接線方向の弱い回折光bは、ウェーハ1の直径方向に発生する強い回折光aに較べると異物eや欠陥で発生した散乱光Seの検出に大きな影響は発生しない。
As shown in FIG. 1A, weak diffracted light in the tangential direction of the
ウェーハ1の表面に照射されるレーザビームLtのレーザスポットSpによるウェーハ1の表面の走査(スキャン)が被検査物であるウェーハ1の表面の大部分を形成する平面領域から境界位置Epを越えて前記所定領域10にかかる際に、回折光を受けない(又は回折光の影響の少ない)角度に配置された高角度用の受光器(371、373)及び低角度用の受光器(383、386)と、回折光を受ける(又は回折光の影響の大きい)角度に配置された高角度用の受光器(372、374)及び低角度用の受光器(381、382、384、385)との間では、ウェーハ1の表面に存在する異物eやCOP等の欠陥から発生した散乱光Seを検出する受光信号に混入する回折光によるノイズレベルに大きな差異が現れる。
Scanning of the surface of the
図4(b)は、回折光を受けない(又は回折光の影響の少ない)角度に配置された受光器と、回折光を受ける(又は回折光の影響の大きい)角度に配置された受光器とで、異物eやCOP等の欠陥から発生した散乱光Seをそれぞれ受光し、図2(b)及び図3に示した異物検出器4にて前記の回折光を受ける(又は回折光の影響の大きい)角度に配置された受光器から出力された出力電圧V1と、回折光を受けない(又は回折光の影響の少ない)角度に配置された受光器から出力された出力電圧V2の比を演算した出力電圧の比(V1/V2)を閾値Thと共に表したものである。
FIG. 4B shows a light receiver that is arranged at an angle that does not receive diffracted light (or that is less affected by diffracted light) and a light receiver that is arranged at an angle that receives diffracted light (or where the influence of diffracted light is large). Then, the scattered light Se generated from the defect such as the foreign matter e or COP is received, and the diffracted light is received by the
ここで、回折光を受けない(又は回折光の影響の少ない)角度に配置された受光器から出力する出力電圧はV2、回折光を受ける(又は回折光の影響の大きい)角度に配置された受光器から出力する出力電圧はV1である。 Here, the output voltage output from the light receiver arranged at an angle that does not receive the diffracted light (or is less influenced by the diffracted light) is V2, and is arranged at an angle that receives the diffracted light (or has a large influence on the diffracted light). The output voltage output from the light receiver is V1.
図4(b)では、前記受光器で検出したこれらの出力電圧V1及び出力電圧V2の比(V1/V2)を縦軸に、半径Rのウェーハ1の表面の中心から半径方向外方端部に至る距離Rを横軸として、異物検出器4にて演算した散乱光の受光信号におけるノイズ成分の強度比を前記出力電圧の比V1/V2の値として閾値Thと共に示している。
In FIG. 4B, the ratio of the output voltage V1 and the output voltage V2 detected by the light receiver (V1 / V2) is plotted on the vertical axis from the center of the surface of the
図4(b)に示した出力電圧の比V1/V2の値から、走査用のレーザビームLtのレーザスポットSpが照射されるウェーハ1の表面の位置が、前記平面領域からウェーハ1の半径方向の外方端部のエッジ部dに該当する所定領域10に到達すると、図1(a)に示したような強い回折光aが発生し、この強い回折光aの影響を受けて(又は回折光の影響が大きくなって)急に出力電圧の比の値が大きくなることから、この出力電圧の比V1/V2の値を閾値と比較することでウェーハ1の平面領域とウェーハ1の半径方向外方端部のエッジ部dに該当する所定領域10との間の境界位置Epを正確に判定することが可能となる。
From the value of the output voltage ratio V1 / V2 shown in FIG. 4B, the position of the surface of the
そこで、ウェーハ1の表面をレーザビームLtのレーザスポットSpを照射させて走査するウェーハ1の検査条件として、丁度、図4(c)に例示したように、出力電圧の比V1/V2の値を比較する閾値Thの値を任意に設定可能としておけば、データ処理装置52の演算器73で比較演算することによって図4(b)に示す前記受光器で検出された出力電圧の比V1/V2の値が急に大きくなって閾値Thを越える位置を平面領域と所定領域10との境界位置Epと判定し、また前記閾値Thを越えた領域全体をウェーハ1の表面のエッジ部dに該当する所定領域10と判定することが可能となる。
Therefore, as an inspection condition of the
上記したように前記検出器で受光した受光信号に基づいてデータ処理装置52の演算器73で比較演算することによってウェーハ1の表面の平面領域と所定領域10との間の境界位置Epを精度良く判定することが可能となる。
As described above, the
この結果、ウェーハ1の表面を走査する範囲はレーザビームLtのレーザスポットSpを照射して走査するウェーハ1の平面領域として有効な範囲を精度良く限界まで拡張した広い範囲に設定することが出来る。
As a result, the range over which the surface of the
また、上記したように前記検出器で受光した受光信号に基づいてデータ処理装置52の演算器73で比較演算することによってウェーハ1の表面の所定領域10の範囲を精度良く設定でき、この所定領域10にレーザビームLtのレーザスポットSpを照射して走査する際には回折光の影響を受けない又は影響の少ない位置に配置した受光器を選択して受光信号を選別できる。
Further, as described above, the range of the
この結果、所定領域10に存在する異物eやCOP等の欠陥の状況について回折光による影響を受けずに又は影響を少なくして測定することが可能となる。
As a result, it is possible to measure the state of defects such as foreign matter e and COP existing in the
即ち、ウェーハ1のエッジ部dに該当する所定領域10にレーザビームLtのレーザスポットSpを照射して前記所定領域10に存在する異物eやCOP等の欠陥の有無を測定する場合には、本実施例のウェーハ表面の検査装置に備えられたデータ処理装置52の演算器73での選別処理によって前記した高角度用の受光器371〜374及び低角度用の受光器381〜386の中から、ウェーハ1の表面のエッジ部dで発生する強い回折光aを受けない(又は回折光の影響の少ない)角度に配置された高角度用の受光器371、373及び低角度用の受光器383、386を選択し、この選択された各受光器で検出した受光信号に基づきウェーハ1の表面の所定領域10に存在する異物eやCOP等の欠陥から発生する散乱光eを測定することにより、ウェーハ1のエッジ領域dに生じる強い回折光aによるノイズの影響を受けずに(又は影響を小さくして)、ウェーハ1の表面の所定領域10に存在する異物eやCOP等の欠陥の状況を精度良く測定することを可能とするものである。
That is, when a
または、データ処理装置52の演算器73による選別処理及び感度修正処理によって高角度用の受光器371〜374及び低角度用の受光器381〜386の中から、エッジ領域dで発生する強い回折光aを受ける(又は回折光の影響の大きい)角度に配置した高角度用の受光器372、374(又は低角度用の受光器381、384及び受光器382、385)を選択して選択された受光器の受光感度を下げる感度修正処理の操作をさせるか、或いはウェーハ1の表面に照射されるレーザビームLtの強度を下げて照射するようにさせる。
Alternatively, strong diffracted light generated in the edge region d from the high angle
そして、更にこの選択され感度を下げる修正処理をした受光器で検出した受光信号、或いは強度を下げて照射したレーザビームLtによる散乱光を受光器で検出した受光信号に基づき、ウェーハ1の表面の所定領域10に存在する異物eやCOP等の欠陥から発生する散乱光eを測定することによって、ウェーハ1のエッジ部dに生じる強い回折光aによるノイズの影響を受けずに(又は影響を小さくして)、ウェーハ1の表面の所定領域10に存在する異物eやCOP等の欠陥の状況を精度良く測定することを可能とするものである。
Then, based on the light reception signal detected by the selected light receiver that has been modified to reduce the sensitivity, or the light reception signal detected by the light receiver by the scattered light from the laser beam Lt irradiated at a reduced intensity, the surface of the
次に図5に示したフローチャートを用いて、図3に示した本実施例におけるウェーハ表面の検査装置によってウェーハ1の表面に存在する異物eやCOP等の欠陥の有無をレーザビームLtのレーザスポットSpを照射してウェーハ1の表面を走査する測定の流れを説明する。
Next, by using the flowchart shown in FIG. 5, the presence of defects such as foreign matter e and COP existing on the surface of the
まず最初に、ウェーハ平面領域の検査条件を設定のステップ101では、図3に示した本実施例であるウェーハ表面の検査装置のデータ処理装置52によって、被測定物のウェーハ1のウェーハ平面領域の検査条件を設定する。
First, in
次に測定開始のステップ102では、本実施例であるウェーハ表面の検査装置の回転テーブル21の回転を駆動制御器51からの指令によって開始し、回転テーブル21に載置されたウェーハ1を回転させながらウェーハ1の表面に照射するレーザビームLtのレーザスポットSpの位置をウェーハ1の半径方向中心部より半径方向外側端部に向けて移動させながら測定(走査)を開始する。
Next, in
平面領域走査中のステップ104では、ウェーハ1の表面の平面領域をレーザビームLtのレーザスポットSpをウェーハ1の半径方向中心部より半径方向外側端部に向けて移動させながら照射してウェーハ1の表面を走査する。
In
次の各受光器で受光した検出信号を周回毎に平均化したレベルを算出するステップ105では、レーザスポットSpがウェーハ1の表面上を一周している間に前記受光器で検出した散乱光Seの検出信号を平均化したレベルを算出するものである。
In
レーザビームLtのレーザスポットSpをウェーハ1の表面に同心円状に連続的に照射し、ウェーハ1の表面に存在する異物e或いは傷から散乱した散乱光Seは、高角度用の受光器371〜374及び低角度用の受光器381〜386によって受光され、これらの受光信号である検出信号を前述したようにデータ処理装置52によって周回毎に平均化して検出信号の平均レベルを算出する。
A laser spot Sp of the laser beam Lt is continuously irradiated concentrically on the surface of the
次に、ウェーハ1の直径方向に配設されて回折光を受ける(又は回折光の影響の大きい)角度に配置された受光器から出力された出力電圧V1と、ウェーハ1の半径方向に配設されて回折光を受けない(又は回折光の影響の少ない)角度に配置された受光器から出力された出力電圧V2との出力電圧の比(V1/V2)を算出する、ウェーハ直径方向(V1)と半径方向(V2)にある受光器の信号比を算出するステップ106に進む。
Next, the output voltage V1 output from the light receiver disposed at the angle of the
そして前記データ処理装置52によってウェーハ1の直径方向に配設された受光器で検出した受光信号と半径方向に配設された受光器で検出した受光信号の出力電圧の比(V1/V2)を算出する。
The ratio (V1 / V2) of the output voltage (V1 / V2) of the light receiving signal detected by the light receiving device arranged in the diameter direction of the
ウェーハ1の表面にレーザビームLtのレーザスポットSpを照射させる位置は、ウェーハ1の表面の中心から半径方向外周端部に向かって移動するが、このレーザスポットSpの位置の移動は直線移動機構22を駆動することによるウェーハ1の位置の移動に伴なうものである。
The position at which the surface of the
よって図3に示した直線移動機構22の移動量の入力値と、ウェーハ1の中心からウェーハ1の表面の前記所定領域10までの距離の設定値とを比較しながらレーザビームLtのレーザスポットSpを移動させながら照射してウェーハ1の表面を走査させ、この照射位置が平面領域から所定領域10に近接したならばレーザビームLtのレーザスポットSpを移動させる送り速度を細かく設定してウェーハ1の表面を同心円状に走査できるようにする。
Therefore, the laser spot Sp of the laser beam Lt is compared while comparing the input value of the movement amount of the
そして、ウェーハ1の表面を走査するレーザビームLtのレーザスポットSpの走査位置(検出位置)の位置データと共に、受光器で受光したウェーハ1の表面に存在する異物e又はCOP等の欠陥から散乱した散乱光Seの検出信号を前記データ処理装置52の演算器(MPU)73で演算してデータ処理する。
Then, along with the position data of the scanning position (detection position) of the laser spot Sp of the laser beam Lt that scans the surface of the
そして次に、閾値(Th)<V1/V2を判断するステップ107に進み、前記データ処理装置52の演算器73によって演算した前記出力電圧の比V1/V2の算出値と、図4の(b)に示す予め設定した閾値Thとを比較して前記出力電圧の比V1/V2の算出値が閾値Thを超えた位置である、現在、レーザビームLtのレーザスポットSpをウェーハ1の表面に照射させている位置がウェーハ1の表面の平面領域とウェーハ1のエッジdに該当する所定領域10との境界位置Epであると判定する。
Then, the process proceeds to step 107 for determining the threshold value (Th) <V1 / V2, and the calculated value of the output voltage ratio V1 / V2 calculated by the
前記のウェーハ1の表面の平面領域と所定領域10との境界位置Epを正確に測定するために、ウェーハ1の表面に照射するレーザビームLtのレーザスポットSpが前記所定領域10の近傍に近付くと、レーザビームLtのレーザスポットSpの送りを細かくしてウェーハ1の表面に同心円状にレーザビームLtのレーザスポットSpを照射させる。
In order to accurately measure the boundary position Ep between the planar region of the surface of the
このようにレーザビームLtのレーザスポットSpを照射すれば、この同心円状に走査するウェーハ1の表面の照射位置に異物e又は欠陥が存在する場合であっても、この異物e又は欠陥から発生する散乱光Seを受光器で検出した検出信号から、ウェーハ1の表面を同心円状に走査した近接する複数の円周上の位置から異物e又は欠陥から発生する散乱光Seによる検出信号が検出されることから、この異物e又は欠陥から発生する散乱光Seによる検出信号を前記データ処理装置52の演算器73の演算によって削除すれば、ウェーハ1の表面の平面領域とウェーハ1のエッジ部dに該当する所定領域10との境界位置Epを精度良く判定することが可能となる。
When the laser spot Sp of the laser beam Lt is irradiated in this way, the foreign matter e or defect is generated even if the foreign matter e or the defect exists at the irradiation position on the surface of the
尚、前記所定領域10の近傍に近付いた場合のウェーハ1の表面に照射するレーザビームLtのレーザスポットSpの送り量は、通常の送り量の1/4〜1/2と細かく設定すれば良い。
It should be noted that the feed amount of the laser spot Sp of the laser beam Lt irradiated to the surface of the
次に、前記出力電圧の比V1/V2の算出値が閾値Thを越えた領域の全体をウェーハ1のエッジ部dに該当するウェーハ1の表面の所定領域10と判断する。
Next, the entire region where the calculated value of the output voltage ratio V1 / V2 exceeds the threshold Th is determined as the
そしてその後、ウェーハ1の表面の前記所定領域10にレーザビームLtを照射して走査する検査に対応するように、所定領域と判別し検査条件を変化させるステップ108に進んで、レーザビームLtのレーザスポットSpを照射して走査する位置が前記平面領域から境界位置Epを越えて前記所定領域に移行したと前記データ処理装置52の演算器73で判断した場合には、該データ処理装置52の演算器73にてウェーハ1の所定領域10にレーザビームLtのレーザスポットSpを照射して走査する所定領域用の検査条件を変化して設定する。
Then, the process proceeds to step 108 where the
即ち、ウェーハ1の表面の所定領域10を走査するレーザビームLtのレーザスポットSpを照射するレーザー光源31から照射されるレーザビームLtの強度を下げるように調節するか、或いは散乱光Seを受光する受光器の受光感度を調節してウェーハ1の表面の所定領域10に存在する異物e又は欠陥から発生する散乱光Seを受光する位置に配置された受光器の受光感度を下げるように設定する。
In other words, the intensity of the laser beam Lt irradiated from the
上記のように所定領域10における検査条件を変化させて設定すれば、ウェーハ1の表面のエッジ部dによって発生する強い回折光の影響を少なくしてウェーハ1の表面の所定領域10に存在する異物e又は欠陥から発生する散乱光Seを検出することが可能となり、この結果、前記所定領域10に存在する異物e又は欠陥を検出できるものである。
If the inspection conditions in the predetermined
そして、前記の所定領域と判別し検査条件を変化させるステップ108における検査が終了した場合、並びに、閾値(Th)<V1/V2を判断するステップ107で前記出力電圧の比V1/V2の算出値が閾値Thより小さな値にしかならない場合には、測定終了位置のステップ103に進み、そして、レーザビームLtのレーザスポットSpの位置がウェーハ1の表面の測定終了位置まで走査を完了していた場合には、測定終了のステップ109に進んでウェーハ1の表面の測定は終了する。
When the inspection in
前述した本実施例のウェーハ表面の検査装置では、回転テーブル21に載置したウェーハ1を回転させてレーザビームLtのレーザスポットSpをウェーハ1の表面に照射し、ウェーハ1の表面に存在する異物e又は欠陥から発生する散乱光Seを受光器によって受光して前記異物e又は欠陥の状況を検査するものであるが、この受光器の劣化や散乱光Seの検出精度の低下を下記した対応によって抑制している。
In the wafer surface inspection apparatus of this embodiment described above, the
即ち、本実施例のウェーハ表面の検査装置では、ウェーハ1のエッジ部dに該当するウェーハ1の表面の所定領域10の検査での前記散乱光Seの検出感度の低下をおさえるため、ウェーハ1の表面に存在する異物e又は欠陥から発生した散乱光を検出する複数個設置された受光器の中から、ウェーハ1のエッジ部dで発生する強い回折光ができるだけ入射しない配置方向の受光器を選定して、選定した受光器によって前記散乱光を検出した受光信号を用いてウェーハ1の表面に存在する異物eや、スクラッチ傷や結晶欠陥(COP)等の欠陥を高精度に検出している。
That is, in the wafer surface inspection apparatus of the present embodiment, the detection sensitivity of the scattered light Se in the inspection of the
また、ウェーハ1のエッジ部dから発生する強い回折光aの方向は、ウェーハ1の回転に対して常に同一の方向となるウェーハの直径方向に発生するため、この回折光aを受ける角度を外した位置に配置されて、ウェーハ1の表面に存在する異物e又は欠陥から発生する散乱光Seを検出する受光器を選択し、この選択した受光器による散乱光Seの受光信号に基づいてウェーハ1の表面に存在する異物eや欠陥を高精度に検出している。
Further, the direction of the strong diffracted light a generated from the edge portion d of the
即ち、本実施例のウェーハ表面の検査装置では、散乱光Seを検出する受光器が図1(a)に示すウェーハ1のエッジ部dで発生した強い回折光aによる影響を受けないように、ウェーハ1の表面に存在する異物eや欠陥から発生した散乱光を検出する受光器として、多数配置された受光器の中から高角度用の受光器371、373、及び低角度用の受光器383、386を選択し、これらの選定した受光器によってウェーハ1の表面に存在する異物e又は欠陥から発生する散乱光Seを効果的に検出することで、前記異物e又は欠陥の状況を高精度に測定(検査)している。
That is, in the wafer surface inspection apparatus of this embodiment, the light receiver that detects the scattered light Se is not affected by the strong diffracted light a generated at the edge portion d of the
また、受光器の数や配置する位置については、強い回折光aを避ける位置に適宜設定してもよい。 In addition, the number of light receivers and the positions where they are arranged may be set as appropriate so as to avoid strong diffracted light a.
本発明の実施例によれば、被検査物の表面をレーザービームを照射して検査する場合に、被検査物の検査対象となる平面領域の範囲をできるだけ広く設定可能にするため、この平面領域と該平面領域に隣接した被検査物のエッジ部に該当する所定領域との境界位置を正確に判別して検査する被検査物の検査装置が実現できる。 According to the embodiment of the present invention, when the surface of the inspection object is inspected by irradiating the laser beam, the flat area to be inspected of the inspection object can be set as wide as possible. And an inspection apparatus for inspecting an object by accurately determining the boundary position between the predetermined area corresponding to the edge portion of the inspection object adjacent to the planar area.
次に図6を用いて本発明の他の実施例である被検査物の検査装置を説明する。 Next, an inspection object inspection apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図6に示した本実施例の被検査物の検査装置は、図1乃至図5に示した先の実施例である被検査物の検査装置とその構成及び作用は大部分が共通しているので、両者に共通の構成については説明を省略し、相違する構成についてのみ以下に説明する。 The inspection object inspection apparatus of the present embodiment shown in FIG. 6 is largely the same in configuration and operation as the inspection object inspection apparatus of the previous embodiment shown in FIGS. Therefore, the description of the configuration common to both is omitted, and only the configuration that is different will be described below.
図6において、本実施例の被検査物の検査装置では、ウェーハ1の表面におけるエッジ部dに該当する所定領域10と平坦な平面領域との間の境界位置Epの判別は、ウェーハ1の表面に照射したレーザービームLtのレーザスポットSpの形状及びレーザスポットSpの形状の周辺を写すハーフミラー501と、このハーフミラー501で反射した前記レーザスポットSpの形状及びレーザスポットSpの形状の周辺を撮影する観察カメラ500とを設置し、観察カメラ500で撮影した前記レーザスポットSpの形状の画像データ及びレーザスポットSpの形状の周辺の画像データをデータ処理装置52における画像認識技術によって前記境界位置Epの判別及び所定領域10の範囲の判別を行うようにしたものである。
6, in the inspection apparatus for an inspection object according to the present embodiment, the boundary position Ep between the
即ち、前記被検査物であるウェーハ1の表面の上部から被検査物の表面に向かって垂直方向に前記レーザービームLtを照射する光路にハーフミラー501を配置し、このハーフミラー501を透過したレーザービームLt、又はミラー331を光路から外し、ミラー332、35を介してウェーハ1の表面に向かって斜方方向に照射したレーザービームLtのレーザスポットSpがウェーハ1の表面に照射されるレーザスポットSpの形状の画像及びレーザスポットSpの形状の周辺の画像について、前記ハーフミラー501を介して反射した前記のレーザスポットSpの形状の画像及びレーザスポットSpの形状の周辺の画像を撮影する観察カメラ500を備えたものである。
In other words, a
ハーフミラー501は、投光光学系におけるレーザ光源31から出力されたレーザビームLtをミラー331によって反射させてウェーハ1の表面に向かって鉛直方向下方に垂直投射させた場合のレーザビームLtと、ウェーハ1の表面に照射されたレーザビームLtのレーザスポットSpの位置を写す画像とが干渉しないようにするために、レーザビームLtは透過させ、且つウェーハ1の表面に照射されるレーザスポットSpの位置及びその周辺の画像は観察カメラ500の配置方向に反射させて撮影させる為に備えたものである。
The
この観察カメラ500は、投光光学系が照射するレーザービームLtのレーザスポットSpがウェーハ1の表面に照射されたレーザスポットSpの形状、並びにこのレーザスポットSpの周辺部の画像を撮像できる画素数と解像度を有する。
The
本実施例では、レーザビームLtのレーザスポットSpをウェーハ1の表面に照射して走査(スキャン)中に前記したウェーハ1の表面に照射されたレーザスポットSpの形状、並びにこのレーザスポットSpの周辺部の画像を観察カメラ500によって撮影し、逐次、画像データとして取得して、本実施例の検査装置に備えられたデータ処理装置52で画像認識技術によって前記画像データを解析してウェーハ1の表面の前記平面領域と所定領域との間の境界位置Ep、並びにウェーハ1のエッジ部に該当する前記所定領域10の範囲を判別するものである。
In the present embodiment, the surface of the
即ち、観察カメラ500によって撮影される前記レーザービームLtのレーザスポットSpの形状は、このレーザスポットSpが照射される位置がウェーハ1の表面の平面領域に在る場合には円形であるが、このレーザスポットSpの照射位置が前記平面領域からウェーハ1のエッジ部dに該当する所定領域10に変わる境界位置Epに入るとレーザスポットSpの形状が前記エッジ部dの傾斜した面によって楕円形に変化する。
That is, the shape of the laser spot Sp of the laser beam Lt photographed by the
このため、前記データ処理装置52にて観察カメラ500によって撮影されたレーザスポットSpの形状をパターンマッチングさせる画像認識技術を適用すれば、ウェーハ1の表面の前記平面領域と所定領域10との間の境界位置Epを高精度に判別することができる。
For this reason, if an image recognition technique for pattern matching the shape of the laser spot Sp photographed by the
また、上記と同様の手法によってウェーハ1のエッジ部dに該当する所定領域10の範囲も判別することができる。
Further, the range of the
また、ウェーハ1の表面に存在する異物eや、スクラッチ傷や結晶欠陥(COP)等の欠陥で散乱した散乱光Seは先の実施例と同様に高角度用の受光器371〜374及び低角度用の受光器381〜386によって検出され、前記受光器で検出された受光信号が異物検出器4及びデータ処理装置52に送られて演算処理され、前記異物eや欠陥の大きさや位置がディスプレイ75等に表示されるように構成されている。
Further, the scattered light Se scattered by the foreign matter e existing on the surface of the
尚、本実施例では前記境界位置Epの判別、並びにウェーハ1の表面に存在する異物eや欠陥の状況の判別は、図1乃至図5を用いて説明した先の実施例と同様であるので説明を省略したが、ウェーハ1の表面の前記平面領域と所定領域10との間の境界位置Epを高精度に判別すると共に、ウェーハ1の表面に存在する異物eや欠陥から発生する散乱光Seを受光器で効果的に検出して前記異物eや欠陥の状況を高精度に測定することが可能となる。
In this embodiment, the determination of the boundary position Ep and the determination of the state of the foreign matter e and defects present on the surface of the
本発明の実施例によれば、被検査物の表面をレーザービームを照射して検査する場合に、被検査物の検査対象となる平面領域の範囲をできるだけ広く設定可能にするため、この平面領域と該平面領域に隣接した被検査物のエッジ部に該当する所定領域との境界位置を正確に判別して検査する被検査物の検査装置が実現できる。 According to the embodiment of the present invention, when the surface of the inspection object is inspected by irradiating the laser beam, the flat area to be inspected of the inspection object can be set as wide as possible. And an inspection apparatus for inspecting an object by accurately determining the boundary position between the predetermined area corresponding to the edge portion of the inspection object adjacent to the planar area.
次に図7用いて本発明の更に他の実施例である被検査物の検査装置を説明する。 Next, an inspection object inspection apparatus according to still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図7に示した本実施例の被検査物の検査装置も、図1乃至図5に示した先の実施例である被検査物の検査装置とその構成及び作用は大部分が共通しているので、両者に共通の構成については説明を省略し、相違する構成についてのみ以下に説明する。 The inspection device inspection apparatus of the present embodiment shown in FIG. 7 is also mostly in common with the configuration and operation of the inspection object inspection apparatus of the previous embodiment shown in FIGS. Therefore, description of the configuration common to both is omitted, and only the configuration that is different will be described below.
図7において、本実施例の被検査物の検査装置では、ウェーハ1の表面における平坦な平面領域とエッジ部dに該当する所定領域との間の境界位置Epの判別、及び判別及び所定領域10の範囲の判別、並びにウェーハ1の表面に存在する異物eや欠陥の状況の判別は、ウェーハ1の表面にレーザービームLtのレーザスポットSpを照射してウェーハ1の表面で散乱した散乱光Seを受光するために、このウェーハ1の上方に設置されて該散乱光Seを反射させる複数個の集光ミラー601と、これら複数個の集光ミラー601で反射された散乱光Seを受光するために例えば円環状に多数のセンサを配列した構成のラインセンサ600とを設置し、前記集光ミラー601で反射させた散乱光Seを受光するラインセンサ600のセンサの位置によって、この受光したセンサの受光信号に基づいて異物検出器4及びデータ処理装置52に送られて演算処理され、前記異物eや欠陥の大きさや位置がディスプレイ75等に表示されるように構成されている。
In FIG. 7, in the inspection apparatus for an inspected object according to the present embodiment, the boundary position Ep between the flat planar region on the surface of the
そしてこの結果、ウェーハ1の表面における平坦な平面領域とエッジ部dに該当する所定領域10との間の境界位置Epの判別、及び所定領域10の範囲の判別、並びにウェーハ1の表面に存在する異物eや欠陥の状況の判別が実行されて、前記境界位置Epの位置及び、前記異物eや欠陥の大きさや位置がディスプレイ75等に表示されるように構成されている。
As a result, the boundary position Ep between the flat planar region on the surface of the
本実施例で散乱光Seを受光するラインセンサ600を用いる効果としては、光電子増倍管(PMT)を用いた先の実施例の受光器と比較して、強い回折光が入射した場合でも故障しにくい点が上げられる。
The effect of using the
また本実施例のラインセンサ600においても、先の実施例の受光器によって散乱光Seを受光する場合と同様に、ウェーハ1の直径方向に発生する強い回折光aの影響を受ける、又はこの回折光aの影響を受けやすい領域のウェーハ1の表面から散乱した散乱光Seの受光信号V1と、ウェーハ1のエッジ部の接線方向に発生する弱い回折光bの影響を受ける、又はこの回折光bの影響を受けやすい領域のウェーハ1の表面から散乱した散乱光Seの受光信号V2を夫々取得する。
Also in the
そして、図1乃至図5に示された先の実施例の場合の演算処理と同様に、ラインセンサ600の複数のセンサで検出した受光信号の出力電圧V1及び受光信号の出力電圧V2の比(V1/V2)の値と、任意に設定した閾値Thとを比較して、閾値Thを越えたウェーハ1の表面の位置を、ウェーハ1の平坦な表面領域とウェーハ1のエッジ部dに該当する所定領域との間の境界位置Ep正確に判断することが可能となる。
Then, similarly to the arithmetic processing in the previous embodiment shown in FIGS. 1 to 5, the ratio of the output voltage V1 of the received light signal and the output voltage V2 of the received light signal detected by the plurality of sensors of the line sensor 600 ( The value of V1 / V2) is compared with an arbitrarily set threshold Th, and the position of the surface of the
また本実施例のラインセンサ600では、ウェーハ1の表面に存在する異物eや欠陥で散乱した散乱光Seを前記した回折光の影響をあまり受けずに受光できるので、これらの異物eや欠陥の状況を高精度に検出することが可能となる。
Further, in the
更にエッジ部に該当する所定領域10に存在する異物eや欠陥の状況を測定する場合には、ラインセンサ600のうちノイズとなる強い回折光aの影響を受けない角度の範囲に位置するセンサの部分を選択することにより感度低下を最小限に抑えて、所定領域10に存在する異物eや欠陥の状況の検査を可能にできる。
Further, when measuring the state of the foreign matter e or defect existing in the
このようにウェーハ1の表面領域と所定領域との間の境界位置Epを正確に判別することにより、ウェーハ1の表面の平坦な平面領域を最大限に利用可能とするだけでなく、従来、測定ができなかったウェーハ1のエッジ部dに該当する所定領域における異物eや欠陥の状況の管理が可能となり、ウェーハ1の致的な欠陥の見落としがなくなる。
Thus, by accurately determining the boundary position Ep between the surface area of the
よって、本実施例を適用して検査したウェーハ1から製造された半導体ICの不良を大幅に低減することが可能となる。
Therefore, it is possible to greatly reduce the defects of the semiconductor IC manufactured from the
本発明の実施例によれば、被検査物の表面をレーザービームを照射して検査する場合に、被検査物の検査対象となる平面領域の範囲をできるだけ広く設定可能にするため、この平面領域と該平面領域に隣接した被検査物のエッジ部に該当する所定領域との境界位置を正確に判別して検査する被検査物の検査装置が実現できる。 According to the embodiment of the present invention, when the surface of the inspection object is inspected by irradiating the laser beam, the flat area to be inspected of the inspection object can be set as wide as possible. And an inspection apparatus for inspecting an object by accurately determining the boundary position between the predetermined area corresponding to the edge portion of the inspection object adjacent to the planar area.
本発明はウェーハ等の被検査物の表面の状況を検査する被検査物の検査装置に適用でき、特にレーザ光を照射してウェーハ等の被検査物の表面を検査する被検査物の検査装置に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to an inspection object inspection apparatus that inspects the surface state of an inspection object such as a wafer, and in particular, an inspection object inspection apparatus that inspects the surface of an inspection object such as a wafer by irradiating a laser beam. Is available.
1:ウェーハ、10:所定領域、21:回転テーブル、22:直線移動機構、31:レーザ光源、331、332、35:ミラー、371〜374:高角度用受光器、381〜386:低角度用受光器、4:異物検出器、51:駆動制御器、52:データ処理装置、500:観察カメラ、501:ハーフミラー、600:ラインセンサ、601:集光ミラー、75:ディスプレイ、a:強い回折光、b:弱い回折光、c:レーザ光、d:エッジ部、e:異物、Sp:レーザスポット、Lt:レーザビーム、Se:散乱光、Ep:境界位置、Th:閾値。 1: Wafer, 10: Predetermined area, 21: Rotary table, 22: Linear movement mechanism, 31: Laser light source, 331, 332, 35: Mirror, 371-374: High angle light receiver, 381-386: Low angle Light receiver, 4: Foreign object detector, 51: Drive controller, 52: Data processing device, 500: Observation camera, 501: Half mirror, 600: Line sensor, 601: Condensing mirror, 75: Display, a: Strong diffraction Light, b: weak diffracted light, c: laser light, d: edge, e: foreign material, Sp: laser spot, Lt: laser beam, Se: scattered light, Ep: boundary position, Th: threshold.
Claims (4)
前記被検査物を載置して回転させる回転テーブルと、
前記回転テーブルを被検査物の移送方向に移動させる移動機構と、
被検査物の表面に照射されたレーザービームのレーザースポットの画像、及び前記レーザースポットの周辺の画像を撮影するカメラと、
前記レーザースポットの画像、及び該レーザースポットの周辺の画像を使用して、前記レーザービームが照射する被検査物の表面の平坦な平面領域から外れたウエハエッジ部の範囲を得るデータ処理装置と、を有することを特徴とする検査装置。 A laser light source that emits a laser beam to irradiate the surface of the object to be inspected;
A rotary table for placing and rotating the inspection object;
A moving mechanism for moving the rotary table in the transfer direction of the inspection object;
A camera that captures an image of the laser spot of the laser beam irradiated on the surface of the object to be inspected, and an image around the laser spot;
A data processing apparatus that obtains a range of a wafer edge portion deviating from a flat planar region of the surface of the object to be inspected by the laser beam using the image of the laser spot and an image around the laser spot; An inspection apparatus comprising:
前記データ処理装置は、前記表面領域と前記ウエハエッジ部との境界位置を得ることを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 1,
The data processing apparatus obtains a boundary position between the surface region and the wafer edge portion.
前記データ処理装置は、前記レーザースポットの画像についてパターンマッチングを行うことを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 1,
The data processing device performs pattern matching on the image of the laser spot.
前記被検査物の表面に対して上部から鉛直方向に前記レーザービームを照射する光路の途中に設置された前記レーザービームを透過させるハーフミラーを有し、
前記カメラは、前記ハーフミラーに写った前記レーザービームのレーザースポットの画像、及び前記レーザースポットの周辺の画像を撮影することを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 1,
A half mirror that transmits the laser beam installed in the middle of an optical path that irradiates the laser beam in a vertical direction with respect to the surface of the inspection object;
The inspection apparatus, wherein the camera captures an image of a laser spot of the laser beam reflected on the half mirror and an image around the laser spot.
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