JP2014092489A - Inspection device and inspection method - Google Patents

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英男 三ツ井
Kazuo Takahashi
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection device and inspection method by which the amount of error of the mounting position of an inspection target that is mounted on a stage can be obtained in a short time.SOLUTION: For example, a plurality of distance measuring sensors (measuring instruments) LSENw1 to LSENw3, LSENn1, and LSENn2 are arranged at positions that are opposed to a side surface of a semiconductor wafer WF mounted on a stage and are different from each other. Each of the distance measuring sensors (measuring instruments) irradiates the side surface of the WF with an electromagnetic wave and detects a reflection wave therefrom, thereby measuring each of the distances from the corresponding side surfaces. According to measurement results from LSENw1 to LSENw3, the amount of eccentricity error of the mounting position of the WF is calculated, and according to measurement results from LSENn1 and LSENn2 targeting a notch NC for measurement, the amount of rotation error of the mounting position of the WF is calculated.

Description

本発明は、検査装置および検査方法に関し、例えば、半導体ウエハの表面に存在する異物・欠陥分布情報をレーザ光を用いて調べる表面検査装置および表面検査方法に関するものである。   The present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method, for example, a surface inspection apparatus and a surface inspection method for examining foreign matter / defect distribution information existing on the surface of a semiconductor wafer using a laser beam.

例えば、特許文献1には、半導体ウエハを回転台に搭載した際の搭載位置に関し、その搭載位置の回転方向の誤差量を検出し、当該誤差量を補正する位置決め装置が示されている。当該位置決め装置は、回転台に搭載された半導体ウエハの外周の垂直方向において、半導体ウエハの表面側および裏面側の一方に光源を他方に受光素子を備える。そして、当該位置決め装置は、半導体ウエハを回転させながら受光素子の光量を観測し、その変化量からオリフラやノッチの位置を検出することで回転方向の誤差量を検出し、この誤差量を相殺するように回転台を回転させる。   For example, Patent Document 1 discloses a positioning device that detects an error amount in a rotation direction of a mounting position when the semiconductor wafer is mounted on a turntable and corrects the error amount. The positioning device includes a light source on one of the front side and the back side of the semiconductor wafer and a light receiving element on the other side in the vertical direction of the outer periphery of the semiconductor wafer mounted on the turntable. Then, the positioning device observes the light amount of the light receiving element while rotating the semiconductor wafer, detects the position of the orientation flat or notch from the amount of change, detects the amount of error in the rotation direction, and cancels this amount of error. Rotate the turntable so that.

特開平4−204313号公報JP-A-4-204313

例えば、半導体デバイスの各製造工程で半導体ウエハの表面にある異物や欠陥のサイズと位置情報の分布を得る検査が必要とされている。このような検査で用いられるのが表面検査装置である。表面検査装置では、半導体ウエハにおける異物・欠陥の位置情報を正確に得るために、回転台に搭載された半導体ウエハの偏芯誤差量と回転誤差量を検出することが重要である。例えば、回転台および半導体ウエハの各面内において、中心点を原点とし、当該原点を起点として互いに直交するx軸とy軸を定めた場合、半導体ウエハは、回転台を基準として、理想的には、原点が一致し、x軸(又はy軸)が所定の角度(例えば0°)をなすように回転台上に搭載される。この場合、偏芯誤差量とは、回転台の原点と半導体ウエハの原点の誤差量を意味し、回転誤差量とは、回転台のx軸(又はy軸)と半導体ウエハのx軸(又はy軸)がなす角度の理想状態(例えば0°)からの誤差量(すなわち回転方向の誤差量)を意味する。   For example, in each manufacturing process of a semiconductor device, an inspection for obtaining the size and position information distribution of foreign matters and defects on the surface of a semiconductor wafer is required. A surface inspection apparatus is used in such inspection. In the surface inspection apparatus, it is important to detect the eccentricity error amount and the rotation error amount of the semiconductor wafer mounted on the turntable in order to accurately obtain the position information of the foreign matter / defect on the semiconductor wafer. For example, in each plane of the turntable and the semiconductor wafer, when the center point is the origin and the x axis and the y axis are defined orthogonally from the origin, the semiconductor wafer is ideally based on the turntable. Are mounted on the turntable so that the origins coincide and the x-axis (or y-axis) forms a predetermined angle (for example, 0 °). In this case, the eccentricity error amount means the error amount between the origin of the turntable and the origin of the semiconductor wafer, and the rotation error amount means the x-axis (or y-axis) of the turntable and the x-axis (or the semiconductor wafer). It means an error amount (that is, an error amount in the rotation direction) from an ideal state (for example, 0 °) of an angle formed by the y-axis.

こうした中、例えば、特許文献1には、回転誤差量を検出する技術が示されている。しかしながら、当該技術では、回転誤差量を検出するため、回転台を介して半導体ウエハを一回転させる必要がある。半導体ウエハを一回転させるためには、例えば、2〜3秒程度の時間が必要とされる。このように、当該技術では、ステージ(例えば回転台)に搭載された半導体ウエハの搭載位置に関する誤差量を取得するのに時間を要し、その結果、表面検査装置のスループットが低下する恐れがある。   Under such circumstances, for example, Patent Document 1 discloses a technique for detecting a rotation error amount. However, in this technique, it is necessary to rotate the semiconductor wafer once through the turntable in order to detect the rotation error amount. In order to rotate the semiconductor wafer once, for example, a time of about 2 to 3 seconds is required. As described above, in this technique, it takes time to acquire the error amount related to the mounting position of the semiconductor wafer mounted on the stage (for example, the turntable), and as a result, the throughput of the surface inspection apparatus may be reduced. .

本発明は、このようなことを鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、ステージに搭載される被検査対象物の搭載位置に関する誤差量を短時間で取得することが可能な検査装置および検査方法を提供することにある。本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。   The present invention has been made in view of the above, and one of its purposes is an inspection capable of acquiring in a short time an error amount related to the mounting position of an object to be inspected mounted on a stage. It is to provide an apparatus and an inspection method. The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of a typical embodiment will be briefly described as follows.

本実施の形態による検査装置は、被検査対象物の裏面が接触するように被検査対象物が搭載されるステージと、被検査対象物のステージ上での搭載位置を計測する複数の計測器と、当該複数の計測器の計測結果を用いて処理を行う情報処理部とを備える。被検査対象物は、ステージ上の予め定められた目標位置に搭載される。複数の計測器は、ステージ上に搭載された被検査対象物の側面と対向する位置かつそれぞれ異なる位置に配置され、被検査対象物の側面に向けて電磁波を照射し、その反射波を検出することで、被検査対象物の側面との間の距離をそれぞれ計測する。情報処理部は、複数の計測器からの計測結果に基づいて、ステージ上での被検査対象物の搭載位置を認識し、当該搭載位置の目標位置からの誤差量を算出する。   The inspection apparatus according to the present embodiment includes a stage on which the inspection object is mounted so that the back surface of the inspection object contacts, and a plurality of measuring devices that measure the mounting position of the inspection object on the stage. And an information processing unit that performs processing using the measurement results of the plurality of measuring instruments. The object to be inspected is mounted at a predetermined target position on the stage. The plurality of measuring instruments are arranged at positions that are opposite to the side surface of the object to be inspected mounted on the stage and at different positions, irradiate electromagnetic waves toward the side surface of the object to be inspected, and detect the reflected waves. Thus, the distance from the side surface of the object to be inspected is measured. The information processing unit recognizes the mounting position of the object to be inspected on the stage based on the measurement results from the plurality of measuring instruments, and calculates an error amount from the target position of the mounting position.

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すると、ステージに搭載される被検査対象物の搭載位置に関する誤差量を短時間で取得することが可能になる。   Of the inventions disclosed in the present application, the effects obtained by the representative embodiments will be briefly described. It is possible to obtain an error amount related to the mounting position of the inspection target mounted on the stage in a short time. Become.

本発明の実施の形態1による検査装置において、その概略構成例を示す上面図である。It is a top view which shows the schematic structural example in the inspection apparatus by Embodiment 1 of this invention. 図1の検査装置において、その検査部の検査原点周りの詳細な構成例を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing a detailed configuration example around the inspection origin of the inspection unit in the inspection apparatus of FIG. 1. 図1の検査装置において、その検査部のアライメント原点周りの詳細な構成例を示す上面図である。FIG. 2 is a top view showing a detailed configuration example around the alignment origin of the inspection unit in the inspection apparatus of FIG. 1. 図3における各距離計測センサ(計測器)と半導体ウエハとの配置関係の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of arrangement | positioning relationship between each distance measurement sensor (measuring instrument) in FIG. 3, and a semiconductor wafer. 図3において偏芯誤差量を計測する距離計測センサ(計測器)の測定原理の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the measurement principle of the distance measurement sensor (measurement device) which measures the eccentricity error amount in FIG. 図3において回転誤差量を計測する距離計測センサ(計測器)の測定原理の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the measurement principle of the distance measurement sensor (measurement device) which measures a rotation error amount in FIG. 図1の検査装置における主要な動作例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the main operation examples in the inspection apparatus of FIG. 図7における偏芯誤差量、回転誤差量の算出と検査結果の補正に伴う処理内容の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the processing content accompanying calculation of the eccentricity error amount and rotation error amount in FIG. 7, and correction | amendment of a test result. (a)および(b)は、図8に続く処理内容の一例を示す説明図である。(A) And (b) is explanatory drawing which shows an example of the processing content following FIG. 図9に続く処理内容の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the processing content following FIG. 本発明の実施の形態2による検査装置において、図1の検査部のアライメント原点周りの詳細な構成例を示す斜視図である。In the inspection apparatus by Embodiment 2 of this invention, it is a perspective view which shows the detailed structural example around the alignment origin of the test | inspection part of FIG.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。   In the following embodiment, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant, and one is the other. Some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like are related. Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

(実施の形態1)
《検査装置の概略構成》
図1は、本発明の実施の形態1による検査装置において、その概略構成例を示す上面図である。図1に示す検査装置は、例えば半導体ウエハWFの表面における異物・欠陥の有無を検査する表面検査装置であり、複数のローダ部LDと、搬送部(ハンドリング部)HDUと、検査部MESUを備える。ローダ部LDは、複数の半導体ウエハWFが格納されたウエハ格納容器(ウエハポッド)WFPを設置する。搬送部HDUは、アームを持つウエハ搬送ロボットHRと、プリアライメント部PALを備える。
(Embodiment 1)
<< Schematic configuration of inspection equipment >>
FIG. 1 is a top view showing a schematic configuration example of the inspection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The inspection apparatus shown in FIG. 1 is a surface inspection apparatus that inspects the presence or absence of foreign matter / defects on the surface of a semiconductor wafer WF, for example. . The loader unit LD installs a wafer storage container (wafer pod) WFP in which a plurality of semiconductor wafers WF are stored. The transfer unit HDU includes a wafer transfer robot HR having an arm and a pre-alignment unit PAL.

ウエハ搬送ロボットHRは、ローダ部LDのウエハ格納容器WFP内から半導体ウエハWFを取り出し、それをプリアライメント部PALに搬送し、PAL上に搭載する。プリアライメント部PALは、前述した半導体ウエハWFの偏芯誤差量と回転誤差量をゼロに近づけることを目的としてWFの位置を調整する。プリアライメント部PAL上で位置が調整された半導体ウエハWFは、再びウエハ搬送ロボットHRによって取り出され、検査部MESUの挿入口まで搬送される。   The wafer transfer robot HR takes out the semiconductor wafer WF from the wafer storage container WFP of the loader unit LD, transfers it to the pre-alignment unit PAL, and mounts it on the PAL. The pre-alignment unit PAL adjusts the position of the WF for the purpose of bringing the eccentricity error amount and rotation error amount of the semiconductor wafer WF described above close to zero. The semiconductor wafer WF whose position is adjusted on the pre-alignment unit PAL is taken out again by the wafer transfer robot HR and transferred to the insertion port of the inspection unit MESU.

検査部MESUは、搭載ステージSTGと、制御部CTLUを備える。ウエハ搬送ロボットHRは、前述したように、プリアライメント部PALからの半導体ウエハWFを検査部MESUの挿入口まで搬送したのち、搭載ステージSTG上に備わったウエハ保持機構HM上に搭載する。この際に、ウエハ保持機構HMは、その中心がアライメント原点APと一致する位置となるように予め搭載ステージSTG上を移動している。ウエハ搬送ロボットHRは、プリアライメント部PALで位置が調整された半導体ウエハWFを予め定まった一定の動作でウエハ保持機構HM上に搭載する。   The inspection unit MESU includes a mounting stage STG and a control unit CTLU. As described above, the wafer transfer robot HR transfers the semiconductor wafer WF from the pre-alignment unit PAL to the insertion port of the inspection unit MESU and then mounts it on the wafer holding mechanism HM provided on the mounting stage STG. At this time, the wafer holding mechanism HM moves in advance on the mounting stage STG so that the center thereof is a position that coincides with the alignment origin AP. The wafer transfer robot HR mounts the semiconductor wafer WF, whose position has been adjusted by the pre-alignment unit PAL, on the wafer holding mechanism HM by a predetermined operation.

したがって、仮に、プリアライメント部PALでの位置調整に誤差が無く、かつHRの動作にも誤差が無ければ、ウエハ保持機構HMに搭載された半導体ウエハWFの搭載ステージSTGに対する偏芯誤差量と回転誤差量はゼロとなる。ただし、現実的にはある程度の誤差が存在し、例えば、偏芯誤差量として数十μm程度、回転誤差量として0.5°程度が存在する場合がある。そこで、このアライメント原点APでは、偏芯誤差量と回転誤差量の計測が行われ、詳細は後述するが、この際の計測方式が本実施の形態の主要な特徴となっている。   Therefore, if there is no error in the position adjustment in the pre-alignment unit PAL and there is no error in the operation of HR, the eccentricity error amount and rotation with respect to the mounting stage STG of the semiconductor wafer WF mounted on the wafer holding mechanism HM. The amount of error is zero. However, in reality, there is a certain amount of error. For example, there may be an eccentricity error amount of about several tens of μm and a rotation error amount of about 0.5 °. Therefore, the alignment origin AP measures the eccentricity error amount and the rotation error amount. Although details will be described later, the measurement method at this time is the main feature of the present embodiment.

アライメント原点APにおいて偏芯誤差量と回転誤差量が計測された半導体ウエハWFは、ウエハ保持機構HMに搭載されたまま、搭載ステージSTG上の搬送機構を用いて検査原点MPに向けて所定の方向(ここではx軸方向とする)に搬送される。その後、検査部MESUは、検査原点MPを起点として、半導体ウエハWFを適宜回転させたり、x軸方向へ適宜移動させながらWFの表面全体を検査し、WFの表面に存在する異物・欠陥を検出する。表面検査が行われた半導体ウエハWFは、搭載ステージSTG上の搬送機構を用いて搬送部HDUに向けて搬送され、ウエハ搬送ロボットHRによって取り出されたのちウエハ格納容器WFP内に格納される。   The semiconductor wafer WF in which the eccentricity error amount and the rotation error amount are measured at the alignment origin AP is mounted in a predetermined direction toward the inspection origin MP using the transport mechanism on the mounting stage STG while being mounted on the wafer holding mechanism HM. (Here, the x-axis direction is assumed). Thereafter, the inspection unit MESU inspects the entire surface of the WF while appropriately rotating the semiconductor wafer WF from the inspection origin MP and moving it appropriately in the x-axis direction to detect foreign matter / defects existing on the surface of the WF. To do. The semiconductor wafer WF subjected to the surface inspection is transported toward the transport unit HDU by using a transport mechanism on the mounting stage STG, is taken out by the wafer transport robot HR, and is stored in the wafer storage container WFP.

制御部CTLUは、情報処理部IPUと、ステージ制御部SCTLUと、検査制御部MCTLUを備える。ステージ制御部SCTLUは、搭載ステージSTG上で半導体ウエハWFの移動や回転を制御する。検査制御部MCTLUは、アライメント原点APで誤差を計測する際の計測機構の制御や、検査原点MPで半導体ウエハWFの表面を検査する際の検査機構の制御を行う。情報処理部IPUは、この計測機構からの計測結果や検査機構からの検査結果を受けて所定の処理を行う。また、制御部CTLUは、例えばパーソナルコンピュータ等の端末TMと通信回線を介して接続される。端末TMは、例えば、制御部CTLUに対して検査の指示を与えたり、あるいは、CTLUから検査結果を取得し、その表示等を行う。   The control unit CTLU includes an information processing unit IPU, a stage control unit SCTLU, and an inspection control unit MCTLU. The stage controller SCTLU controls the movement and rotation of the semiconductor wafer WF on the mounting stage STG. The inspection control unit MCTLU controls the measurement mechanism when measuring the error at the alignment origin AP and controls the inspection mechanism when inspecting the surface of the semiconductor wafer WF at the inspection origin MP. The information processing unit IPU performs a predetermined process in response to the measurement result from the measurement mechanism and the inspection result from the inspection mechanism. The control unit CTLU is connected to a terminal TM such as a personal computer via a communication line. The terminal TM, for example, gives an inspection instruction to the control unit CTLU, or obtains an inspection result from the CTLU and displays it.

このように、表面検査装置では、アライメント原点APにおける偏芯誤差量と回転誤差量の計測と、検査原点MPにおける表面検査とが行われるため、表面検査装置のスループットを向上させるためには、表面検査の検査時間に加えて偏芯誤差量と回転誤差量の計測時間を短縮することが求められる。そこで、後述する本実施の形態の計測方式を用いることが有益となる。なお、本実施の形態では、半導体ウエハWFを被検査対象物とする表面検査装置を例として説明するが、必ずしもこれに限定されるものではなく、正確な座標の特定が必要な様々な検査装置に対して適用可能である。例えば、液晶パネルのガラス基板や太陽電池パネル等を被検査対象物とする検査装置に対しても同様に適用が可能である。   As described above, in the surface inspection apparatus, since the eccentricity error amount and the rotation error amount at the alignment origin AP and the surface inspection at the inspection origin MP are performed, in order to improve the throughput of the surface inspection apparatus, In addition to the inspection time of inspection, it is required to shorten the measurement time of the eccentricity error amount and the rotation error amount. Therefore, it is beneficial to use the measurement method of the present embodiment described later. In the present embodiment, a surface inspection apparatus using the semiconductor wafer WF as an object to be inspected will be described as an example. However, the present invention is not necessarily limited to this, and various inspection apparatuses that require accurate coordinate specification. Is applicable. For example, the present invention can be similarly applied to an inspection apparatus that uses a glass substrate of a liquid crystal panel, a solar battery panel, or the like as an object to be inspected.

《表面検査機構の詳細》
図2は、図1の検査装置において、その検査部の検査原点MP周りの詳細な構成例を示す側面図である。図2に示す検査部は、搭載ステージSTGと、STG上の搬送機構となるXステージXSTGと、STG上のウエハ回転機構となる回転ステージθSTGと、ウエハ保持機構HMと、レーザ光照射部LSOTと、複数の散乱光検出部LSDTと、制御部CTLUを備える。XステージXSTGは、図1でも述べたように、搭載ステージSTG上でx軸方向に移動する機構を持つ。回転ステージθSTGは、XステージXSTG上に設置され、z軸を軸としてxy平面上で回転する機構を持つ。ウエハ保持機構HMは、回転ステージθSTG上に設置され、半導体ウエハWFの裏面が接触するようにWFを搭載し、当該WFを保持する。制御部CTLU内のステージ制御部SCTLUは、予め定まったプログラム処理等に基づき、XステージXSTGや回転ステージθSTGの動作を適宜制御する。
<Details of surface inspection mechanism>
FIG. 2 is a side view showing a detailed configuration example around the inspection origin MP of the inspection unit in the inspection apparatus of FIG. The inspection unit shown in FIG. 2 includes a mounting stage STG, an X stage XSTG serving as a transport mechanism on the STG, a rotation stage θSTG serving as a wafer rotation mechanism on the STG, a wafer holding mechanism HM, and a laser beam irradiation unit LSOT. A plurality of scattered light detection units LSDT and a control unit CTLU are provided. As described in FIG. 1, the X stage XSTG has a mechanism that moves in the x-axis direction on the mounting stage STG. The rotary stage θSTG is installed on the X stage XSTG and has a mechanism that rotates on the xy plane with the z axis as an axis. Wafer holding mechanism HM is installed on rotary stage θSTG, mounts WF so that the back surface of semiconductor wafer WF contacts, and holds the WF. The stage control unit SCTLU in the control unit CTLU appropriately controls the operations of the X stage XSTG and the rotation stage θSTG based on predetermined program processing or the like.

搭載ステージSTG、XステージXSTG、回転ステージθSTG、およびウエハ保持機構HMは、全体として、半導体ウエハWFが搭載される1個のステージとみなすことができる。この場合、当該ステージは、図1からも判るように、搭載された半導体ウエハWFを、当該ステージ上の所定の(x,y)座標(図1のアライメント原点APや検査原点MP等)に移動させる機構や、xy平面上で回転させる機構などを持つ。   The mounting stage STG, the X stage XSTG, the rotation stage θSTG, and the wafer holding mechanism HM can be regarded as one stage on which the semiconductor wafer WF is mounted as a whole. In this case, the stage moves the mounted semiconductor wafer WF to predetermined (x, y) coordinates (alignment origin AP, inspection origin MP, etc. in FIG. 1) as can be seen from FIG. And a mechanism for rotating on the xy plane.

レーザ光照射部LSOTは、ウエハ保持機構HM上に搭載された半導体ウエハWFの表面に向けてレーザ光を照射する。各散乱光検出部LSDTは、レーザ光の照射によって生じる散乱光を観測する。制御部CTLU内の検査制御部MCTLUは、予め定まったプログラム処理等に基づき、レーザ光照射部LSOTや散乱光検出部LSDTの動作を適宜制御する。制御部CTLU内の情報処理部IPUは、ステージ制御部SCTLUを介して得られる半導体ウエハWFの(x,y)座標やxy平面上での回転座標(θ)と、各座標における散乱光検出部LSDTでの観測結果に基づいて、WFの表面に存在する異物又は欠陥の有無を検出し、当該異物又は欠陥の座標や大きさを算出する。このように、レーザ光照射部LSOT、散乱光検出部LSDT、および制御部CTLUは、異物・欠陥検出部として機能する。なお、レーザ光照射部LSOTや散乱光検出部LSDTの設置数や設置箇所は、勿論、図2に限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。   The laser beam irradiation unit LSOT irradiates a laser beam toward the surface of the semiconductor wafer WF mounted on the wafer holding mechanism HM. Each scattered light detection unit LSDT observes scattered light generated by laser light irradiation. The inspection control unit MCTLU in the control unit CTLU appropriately controls the operations of the laser beam irradiation unit LSOT and the scattered light detection unit LSDT based on a predetermined program process or the like. The information processing unit IPU in the control unit CTLU includes (x, y) coordinates of the semiconductor wafer WF obtained through the stage control unit SCTLU, rotational coordinates (θ) on the xy plane, and scattered light detection units at the respective coordinates. Based on the observation result by LSDT, the presence or absence of a foreign substance or a defect existing on the surface of the WF is detected, and the coordinates and size of the foreign substance or the defect are calculated. Thus, the laser beam irradiation unit LSOT, the scattered light detection unit LSDT, and the control unit CTLU function as a foreign matter / defect detection unit. Of course, the number and location of the laser light irradiation unit LSOT and the scattered light detection unit LSDT are not limited to those shown in FIG. 2 and can be changed as appropriate.

《ウエハ搭載位置の計測機構の詳細》
図3は、図1の検査装置において、その検査部のアライメント原点AP周りの詳細な構成例を示す上面図である。図3において、半導体ウエハWFは、座標の基準点を表すために形成されるノッチNCを備えている。ノッチNCは、半導体ウエハWFの外周の一部を扇型に加工したものであり、WFの外周から内側に向けて延びる2辺を備えている。そして、当該半導体ウエハWFは、搭載ステージSTG(図1)上に、アライメント原点APを中心点の目標位置とし、かつ、ノッチNCがy軸対象となる位置をNCの目標位置として搭載される。
<Details of wafer loading position measurement mechanism>
FIG. 3 is a top view showing a detailed configuration example around the alignment origin AP of the inspection unit in the inspection apparatus of FIG. 1. In FIG. 3, the semiconductor wafer WF includes a notch NC formed to represent a coordinate reference point. The notch NC is obtained by processing a part of the outer periphery of the semiconductor wafer WF into a fan shape, and has two sides extending inward from the outer periphery of the WF. Then, the semiconductor wafer WF is mounted on the mounting stage STG (FIG. 1) with the alignment origin AP as the target position of the center point and the position where the notch NC is the y-axis target as the NC target position.

図3に示す検査部は、このような半導体ウエハWFを計測対象として、その外周の外側に配置された複数の距離計測センサ(計測器)LSENw1〜LSENw3,LSENn1,LSENn2を備えている。距離計測センサLSENw1〜LSENw3は、例えば、当該半導体ウエハの回転方向(周回方向)において所定の角度刻み(ここでは120°刻み)で配置され、アライメント原点APまでの距離が等距離となるように配置される。LSENw1は、y軸上で半導体ウエハWFを挟んでノッチNCと対向する側に配置され、そこから反時計回りに120°刻みでLSENw2,LSENw3が順に配置される。LSENw1〜LSENw3は、それぞれ、半導体ウエハWFの外周までの距離(または基準の距離からの変位量)Lw1〜Lw3を計測することで、WFの中心点のアライメント原点APからの誤差(偏芯誤差量)を検出する。   The inspection unit shown in FIG. 3 includes a plurality of distance measurement sensors (measurement devices) LSENw1 to LSENw3, LSENn1, and LSENn2 arranged on the outer periphery of the semiconductor wafer WF as a measurement target. The distance measurement sensors LSENw1 to LSENw3 are arranged, for example, in predetermined angular increments (here, 120 ° increments) in the rotation direction (circumferential direction) of the semiconductor wafer, and are arranged so that the distances to the alignment origin AP are equal. Is done. LSENw1 is arranged on the side facing the notch NC across the semiconductor wafer WF on the y-axis, and LSENw2 and LSENw3 are arranged in order counterclockwise from there at 120 ° intervals. LSENw1 to LSENw3 measure the distance from the alignment origin AP at the center point of WF by measuring the distance to the outer periphery of the semiconductor wafer WF (or the amount of displacement from the reference distance) Lw1 to Lw3, respectively. ) Is detected.

距離計測センサLSENn1,LSENn2は、半導体ウエハWFが備えるノッチNC内の2辺を計測対象として設けられ、y軸を基準としたNCの回転誤差量(すなわちWFの回転方向(周回方向)の誤差量)を検出する。LSENn1は、ノッチNCの2辺中の一辺までの距離(または基準の距離からの変位量)Ln1を計測し、LSENn2は、NCの2辺中の他の一辺までの距離(または基準の距離からの変位量)Ln2を計測する。基準の距離からの変位量とは、半導体ウエハWFがアライメント原点APを中心とする座標軸(xy平面)上に誤差無く搭載された場合に得られる距離を基準とした変位量であり、実質的には距離と等価である。   The distance measurement sensors LSENn1 and LSENn2 are provided with two sides in the notch NC included in the semiconductor wafer WF as measurement targets, and an NC rotation error amount based on the y axis (that is, an error amount in the WF rotation direction (circulation direction)). ) Is detected. LSENn1 measures the distance to one side of the notch NC (or the displacement from the reference distance) Ln1, and LSENn2 determines the distance to the other one of the two sides of the NC (or the reference distance). Displacement amount) Ln2. The displacement amount from the reference distance is a displacement amount based on the distance obtained when the semiconductor wafer WF is mounted on the coordinate axis (xy plane) centered on the alignment origin AP without error. Is equivalent to distance.

図4は、図3における各距離計測センサ(計測器)と半導体ウエハとの配置関係の一例を示す断面図である。図4に示すように、各距離計測センサ(計測器)LSEN(LSENw1〜LSENw3,LSENn1,LSENn2)は、例えばxy平面上で、それぞれ、半導体ウエハWFの側面と対向する位置に配置される。各距離計測センサ(計測器)LSENは、半導体ウエハWFの側面に向けて電磁波を照射し当該側面からの反射波を検出することで、当該側面との間の距離Lを計測する。各距離計測センサ(計測器)LSENは、代表的には、レーザ光等の電磁波を用いて基準の距離からの変位量を計測する。特に限定はされないが、例えば、三角測量を応用した反射型のレーザ変位センサ等を用いれば、1μm以下の精度で基準の距離からの変位量を測定できる。なお、半導体ウエハWFの厚さHは、例えば、500μm〜1000μm等である。また、各距離計測センサ(計測器)は、距離を測定できるものであれば良く、場合によっては、超音波センサや、接触式センサなどであってもよい。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of an arrangement relationship between each distance measurement sensor (measuring instrument) and the semiconductor wafer in FIG. As shown in FIG. 4, each distance measurement sensor (measurement device) LSEN (LSENw1 to LSENw3, LSENn1, LSENn2) is arranged at a position facing the side surface of the semiconductor wafer WF, for example, on the xy plane. Each distance measurement sensor (measurement device) LSEN measures the distance L between the side surface by irradiating the electromagnetic wave toward the side surface of the semiconductor wafer WF and detecting the reflected wave from the side surface. Each distance measuring sensor (measuring instrument) LSEN typically measures the amount of displacement from a reference distance using electromagnetic waves such as laser light. Although not particularly limited, for example, if a reflective laser displacement sensor using triangulation is used, the amount of displacement from a reference distance can be measured with an accuracy of 1 μm or less. The thickness H of the semiconductor wafer WF is, for example, 500 μm to 1000 μm. Each distance measuring sensor (measuring instrument) may be any sensor that can measure a distance, and may be an ultrasonic sensor, a contact sensor, or the like depending on circumstances.

図5は、図3において偏芯誤差量を計測する距離計測センサ(計測器)の測定原理の一例を示す説明図である。図5に示すように、例えば、距離計測センサ(計測器)LSENw1〜LSENw3がアライメント原点APに対して等距離で配置され、かつ、半導体ウエハが誤差ゼロの位置(基準位置REFwf)に搭載されていた場合、LSENw1〜LSENw3によって計測される距離は全て同じとなる。この基準位置REFwfで得られる距離を基準として、例えば図5の例のように、半導体ウエハWFの中心点C1がアライメント原点APから(Δx,Δy)だけずれている場合、距離計測センサ(計測器)LSENw2によって計測される距離Lw2が伸び、LSENw1によって計測される距離Lw1が縮む。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the measurement principle of the distance measurement sensor (measuring instrument) that measures the eccentricity error amount in FIG. As shown in FIG. 5, for example, distance measurement sensors (measurement devices) LSENw1 to LSENw3 are arranged at an equal distance from the alignment origin AP, and the semiconductor wafer is mounted at a position with zero error (reference position REFwf). In this case, the distances measured by LSENw1 to LSENw3 are all the same. When the center point C1 of the semiconductor wafer WF is shifted from the alignment origin AP by (Δx, Δy), for example, as in the example of FIG. 5, using the distance obtained at the reference position REFwf as a reference, a distance measurement sensor (measurement device ) The distance Lw2 measured by LSENw2 increases and the distance Lw1 measured by LSENw1 decreases.

このように距離計測センサ(計測器)LSENw1〜LSENw3によって距離Lw1〜Lw3が計測されれば、LSENw1〜LSENw3からそれぞれLw1〜Lw3だけ離れた点を全て通る円が一義的に定まり、この円の中心点も一義的に定まることで偏芯誤差量(Δx,Δy)が算出できる。なお、半導体ウエハWFの直径は予め定まっているため、原理的には、WFの側面との間の異なる2箇所における距離が判明すれば偏芯誤差量を算出できる。したがって、場合によっては、LSENw1〜LSENw3の代わりに、半導体ウエハWFの側面の異なる2箇所を計測対象として2個の距離計測センサ(計測器)を配置したような構成であってもよい。また、LSENw1〜LSENw3は、アライメント原点APとの距離がそれぞれ異なるように配置されていてもよい。ただし、偏芯誤差量の算出精度をより高めるためには、3個以上の距離計測センサ(計測器)を等しい角度刻みで配置することが望ましく、装置コストの観点からは3個とすることが望ましい。   Thus, if the distances Lw1 to Lw3 are measured by the distance measuring sensors (measurement devices) LSENw1 to LSENw3, a circle passing through all points separated from the LSENw1 to LSENw3 by Lw1 to Lw3 is uniquely determined, and the center of this circle is determined. The eccentricity error amount (Δx, Δy) can be calculated by uniquely determining the point. Since the diameter of the semiconductor wafer WF is determined in advance, in principle, the eccentricity error amount can be calculated if the distances at two different locations from the side surface of the WF are known. Therefore, in some cases, instead of LSENw1 to LSENw3, a configuration in which two distance measuring sensors (measuring instruments) are arranged with two different sides of the semiconductor wafer WF as measurement targets may be used. Further, LSENw1 to LSENw3 may be arranged such that the distance from the alignment origin AP is different. However, in order to further increase the calculation accuracy of the eccentricity error amount, it is desirable to arrange three or more distance measurement sensors (measuring instruments) in equal angular increments, and from the viewpoint of apparatus cost, it is preferable to use three. desirable.

図6は、図3において回転誤差量を計測する距離計測センサ(計測器)の測定原理の一例を示す説明図である。図6に示すように、例えば、距離計測センサ(計測器)LSENn1,LSENn2がy軸対象に配置され、かつ、半導体ウエハが誤差ゼロの位置(基準位置REFwf)に搭載されていた場合、LSENn1,LSENn2によって計測される距離は共に同じとなる。この基準位置REFwfで得られる距離を基準として、図6の例のように、半導体ウエハWFのノッチNCがy軸に対してWFの回転方向(周回方向)にΔθだけずれている場合、距離計測センサ(計測器)LSENn1によって計測される距離Ln1が伸び、LSENn2によって計測される距離Ln2が縮む。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the measurement principle of the distance measurement sensor (measuring instrument) that measures the rotation error amount in FIG. As shown in FIG. 6, for example, when distance measuring sensors (measurement devices) LSENn1 and LSENn2 are arranged on the y-axis target and the semiconductor wafer is mounted at a position with zero error (reference position REFwf), LSENn1, Both distances measured by LSENn2 are the same. With reference to the distance obtained at the reference position REFwf, distance measurement is performed when the notch NC of the semiconductor wafer WF is shifted by Δθ in the rotation direction (circumferential direction) of the WF with respect to the y-axis as in the example of FIG. The distance Ln1 measured by the sensor (measurement device) LSENn1 is extended, and the distance Ln2 measured by LSENn2 is reduced.

ノッチNCは、半導体ウエハWFの外周上に予め定まった大きさ・形状で形成されるため、WFの外周の位置と、距離計測センサ(計測器)LSENn1,LSENn2による距離Ln1,Ln2とが判明すれば、NCの座標が一義的に定められる。半導体ウエハWFの外周の位置は、図5の計測によって定められるため、距離Ln1,Ln2の計測結果を用いてNCの座標が得られ、回転誤差量(Δθ)が算出できる。なお、図6では、半導体ウエハWFの中心点とアライメント原点APが等しい状態で回転誤差量(Δθ)が生じた場合の例が示されている。   Since the notch NC is formed in a predetermined size and shape on the outer periphery of the semiconductor wafer WF, the position of the outer periphery of the WF and the distances Ln1 and Ln2 by the distance measurement sensors (measurement devices) LSENn1 and LSENn2 are found. For example, the coordinates of NC are uniquely determined. Since the position of the outer periphery of the semiconductor wafer WF is determined by the measurement of FIG. 5, the NC coordinates can be obtained using the measurement results of the distances Ln1 and Ln2, and the rotation error amount (Δθ) can be calculated. FIG. 6 shows an example in which a rotation error amount (Δθ) occurs when the center point of the semiconductor wafer WF is equal to the alignment origin AP.

《検査装置を用いた検査方法》
図7は、図1の検査装置における主要な動作例を示すフロー図である。図7において、検査装置(表面検査装置)は、図1で述べたようにプリアライメント部PALを用いて半導体ウエハWFの位置合わせを行ったのち、当該WFを搭載ステージSTG上の目標位置に搭載する(ステップS701)。ここで、図3で述べたように、半導体ウエハWFの中心点の目標位置は、アライメント原点APとなり、WFのノッチNCの目標位置は、NCがy軸対象となる位置となる。次いで、表面検査装置は、図5および図6で述べたように、距離計測センサ(計測器)LSENw1〜LSENw3,LSENn1,LSENn2を用いて半導体ウエハWFの搭載位置(WFの外周の側面までの距離、ノッチNCの2辺の側面までの距離)を計測する(ステップS702)。
<< Inspection method using inspection equipment >>
FIG. 7 is a flowchart showing a main operation example in the inspection apparatus of FIG. In FIG. 7, the inspection apparatus (surface inspection apparatus) aligns the semiconductor wafer WF using the pre-alignment unit PAL as described in FIG. 1, and then mounts the WF at the target position on the mounting stage STG. (Step S701). Here, as described in FIG. 3, the target position of the center point of the semiconductor wafer WF is the alignment origin AP, and the target position of the notch NC of the WF is the position where NC is the y-axis target. Next, as described in FIGS. 5 and 6, the surface inspection apparatus uses the distance measurement sensors (measurement devices) LSENw <b> 1 to LSENw <b> 3, LSENn <b> 1, LSENn <b> 2 to mount the semiconductor wafer WF (distance to the outer peripheral side surface of WF). The distance to the side surfaces of the two sides of the notch NC is measured (step S702).

続いて、表面検査装置は、図5および図6で述べたように、ステップS702での計測結果から、図1の情報処理部IPUを用いて半導体ウエハWFの偏芯誤差量(Δx,Δy)と回転誤差量(Δθ)を算出する(ステップS703)。次いで、表面検査装置は、搭載ステージSTG上の検査原点MPに半導体ウエハWFを移動させ、図2に示したような異物・欠陥検出部を用いてWFの表面を検査する(ステップS704)。その後、表面検査装置は、図1の情報処理部IPUを用いて、ステップS704で得られた検査結果に、ステップS703で算出した偏芯誤差量(Δx,Δy)および回転誤差量(Δθ)に基づく補正を行い、その補正後の結果を図1の端末TM等に出力する(ステップS705)。   Subsequently, as described in FIGS. 5 and 6, the surface inspection apparatus uses the information processing unit IPU in FIG. 1 to determine the eccentric error amount (Δx, Δy) of the semiconductor wafer WF from the measurement result in step S702. And a rotation error amount (Δθ) is calculated (step S703). Next, the surface inspection apparatus moves the semiconductor wafer WF to the inspection origin MP on the mounting stage STG, and inspects the surface of the WF using the foreign matter / defect detection unit as shown in FIG. 2 (step S704). Thereafter, the surface inspection apparatus uses the information processing unit IPU of FIG. 1 to add the eccentricity error amount (Δx, Δy) and the rotation error amount (Δθ) calculated in step S703 to the inspection result obtained in step S704. Based on the correction, the corrected result is output to the terminal TM shown in FIG. 1 (step S705).

《表面検査結果の補正処理の詳細》
図8、図9(a)および図9(b)、ならびに図10は、図7における偏芯誤差量、回転誤差量の算出と検査結果の補正に伴う処理内容の一例を示す説明図である。まず、図8に示すように、情報処理部IPUは、距離計測センサ(計測器)LSENw1〜LSENw3,LSENn1,LSENn2による距離の計測結果に基づいて、ノッチNCを含めた半導体ウエハの外枠座標(CALwf)を算出することができる。情報処理部IPUは、この半導体ウエハの外枠座標(CALwf)から、図9(a)に示すように、回転誤差量がゼロの場合の半導体ウエハの外枠座標(CAL’wf)と、CAL’wfがなす円の中心点C1の座標(Δx,Δy)とを算出することができる。これによって、情報処理部IPUは、アライメント原点APの座標(0,0)からの偏芯誤差量(Δx,Δy)を算出することができる。
<Details of correction processing for surface inspection results>
8, FIG. 9 (a), FIG. 9 (b), and FIG. 10 are explanatory diagrams showing an example of the processing contents accompanying the calculation of the eccentricity error amount and the rotation error amount and the correction of the inspection result in FIG. . First, as shown in FIG. 8, the information processing unit IPU determines the outer frame coordinates of the semiconductor wafer including the notch NC (based on the distance measurement results by the distance measurement sensors (measurement devices) LSENw1 to LSENw3, LSENn1, and LSENn2). CALwf) can be calculated. From the outer frame coordinates (CALwf) of the semiconductor wafer, the information processing unit IPU, as shown in FIG. 9A, the outer frame coordinates (CAL'wf) of the semiconductor wafer when the rotation error amount is zero, and CAL The coordinates (Δx, Δy) of the center point C1 of the circle formed by 'wf can be calculated. As a result, the information processing unit IPU can calculate the eccentricity error amount (Δx, Δy) from the coordinates (0, 0) of the alignment origin AP.

また、情報処理部IPUは、図9(b)に示すように、図9(a)に示した回転誤差量がゼロの場合の半導体ウエハの外枠座標(CAL’wf)と、図8に示した半導体ウエハの外枠座標(CALwf)とを比較し、例えば、ノッチNC内の2辺が交差する先端部の座標の相違等から回転誤差量(Δθ)を算出することができる。一方、図7のステップS704において、前述した異物・欠陥検出部は、図10に示すように、半導体ウエハWFの搭載位置に誤差が無い場合を前提として(すなわちWF内にアライメント原点APを座標(0,0)とするxy座標軸を構築して)、WF内の異物・欠陥の座標(x1,y1)を出力する。   Further, as shown in FIG. 9B, the information processing unit IPU has the outer frame coordinates (CAL'wf) of the semiconductor wafer when the rotation error amount shown in FIG. The rotation error amount (Δθ) can be calculated from, for example, the difference in the coordinates of the front end portion where two sides in the notch NC intersect with each other by comparing with the outer frame coordinates (CALwf) of the semiconductor wafer shown. On the other hand, in step S704 in FIG. 7, the foreign matter / defect detection unit described above assumes that there is no error in the mounting position of the semiconductor wafer WF as shown in FIG. 0,0) is constructed), and the coordinates (x1, y1) of the foreign matter / defect in the WF are output.

ただし、実際には、半導体ウエハWFは偏芯誤差量(Δx,Δy)と回転誤差量(Δθ)を持つため、WF内の実際の異物・欠陥の座標は(x1,y1)とは異なる。そこで、情報処理部IPUは、図10に示すように、アライメント原点APに偏芯誤差量(Δx,Δy)を加えた点を原点C’とし、当該C’を座標(0,0)とするx’y’座標軸を構築し、このx’y’座標軸を半導体ウエハWF内の実際の座標軸として設定する。x’軸はx軸に対して回転誤差量(Δθ)の角度で交差し、y’軸もy軸に対して回転誤差量(Δθ)の角度で交差する。そして、情報処理部IPUは、前述したxy座標軸上の異物・欠陥の座標(x1,y1)をx’y’座標軸上での実際の異物・欠陥の座標(x2,y2)に補正(変換)し、当該補正(変換)後の座標(x2,y2)を端末TM等に出力する。具体的には、(x2,y2)は、(x1+Δx,y1+Δy)をΔθの三角関数で定められる所謂回転行列によって変換することで算出することができる。   However, since the semiconductor wafer WF actually has an eccentricity error amount (Δx, Δy) and a rotation error amount (Δθ), the actual coordinates of the foreign matter / defect in the WF are different from (x1, y1). Therefore, as shown in FIG. 10, the information processing unit IPU sets a point obtained by adding an eccentricity error amount (Δx, Δy) to the alignment origin AP as an origin C ′, and the C ′ as coordinates (0, 0). An x′y ′ coordinate axis is constructed, and this x′y ′ coordinate axis is set as an actual coordinate axis in the semiconductor wafer WF. The x ′ axis intersects the x axis at an angle of rotation error amount (Δθ), and the y ′ axis also intersects the y axis at an angle of rotation error amount (Δθ). Then, the information processing unit IPU corrects (converts) the foreign matter / defect coordinates (x1, y1) on the xy coordinate axis described above to the actual foreign matter / defect coordinates (x2, y2) on the x'y 'coordinate axis. Then, the coordinates (x2, y2) after the correction (conversion) are output to the terminal TM or the like. Specifically, (x2, y2) can be calculated by converting (x1 + Δx, y1 + Δy) by a so-called rotation matrix determined by a trigonometric function of Δθ.

以上、本実施の形態1の検査装置を用いることで、例えば、特許文献1に示されるような半導体ウエハWFの回転動作を行わずに搭載ステージSTGに搭載される被検査対象物(例えば半導体ウエハWF)の搭載位置に関する誤差量を取得することが可能になる。その結果、当該誤差量を短時間で取得することができ、これによって、例えば表面検査装置を代表とする検査装置のスループットを向上させることが可能になる。   As described above, by using the inspection apparatus according to the first embodiment, for example, an object to be inspected (for example, a semiconductor wafer) mounted on the mounting stage STG without rotating the semiconductor wafer WF as disclosed in Patent Document 1. It is possible to acquire an error amount related to the mounting position of (WF). As a result, the amount of error can be acquired in a short time, which makes it possible to improve the throughput of an inspection apparatus represented by a surface inspection apparatus, for example.

(実施の形態2)
《ウエハ搭載位置の計測機構の詳細(変形例)》
図11は、本発明の実施の形態2による検査装置において、図1の検査部のアライメント原点AP周りの詳細な構成例を示す斜視図である。図11に示す検査部は、前述した図3における距離計測センサ(計測器)LSENw1〜LSENw3,LSENn1,LSENn2の代わりに光学式カメラCM1〜CM4を備える。CM1〜CM4は、それぞれ、半導体ウエハWFの外周の90°刻みの位置において、そのz軸方向(WFの回転軸方向)に配置され、当該WFの外周を90°刻みで部分的に撮像する。なお、この内のCM4は、ノッチNCを撮像する。
(Embodiment 2)
<< Details of wafer mounting position measurement mechanism (variation) >>
FIG. 11 is a perspective view showing a detailed configuration example around the alignment origin AP of the inspection unit in FIG. 1 in the inspection apparatus according to the second embodiment of the present invention. The inspection unit illustrated in FIG. 11 includes optical cameras CM1 to CM4 instead of the distance measurement sensors (measurement devices) LSENw1 to LSENw3, LSENn1, and LSENn2 in FIG. Each of CM1 to CM4 is arranged in the z-axis direction (the WF rotation axis direction) at the position of the outer periphery of the semiconductor wafer WF in 90 ° increments, and partially images the outer periphery of the WF in 90 ° increments. Of these, the CM 4 images the notch NC.

この場合、例えば、図1の情報処理部IPUは、光学式カメラCM1〜CM3での撮像結果から外周を検出し、この検出した外周の座標と、予め定められた基準となる外周の座標(すなわち、半導体ウエハWFが図5の基準位置REFwfの場合に得られる筈の外周の座標)との相違に基づいて偏芯誤差量を算出する。また、図1の情報処理部IPUは、光学式カメラCM4での撮像結果からノッチNCの形状を検出し、この検出したNCの座標と、予め定められた基準となるNCの座標(すなわち、図5のREFwfの場合に得られる筈のNCの座標)との相違、ならびに前述した偏芯誤差量に基づいて回転誤差量を算出する。   In this case, for example, the information processing unit IPU in FIG. 1 detects the outer periphery from the imaging results of the optical cameras CM1 to CM3, and the detected outer peripheral coordinates and the predetermined reference outer peripheral coordinates (that is, The eccentricity error amount is calculated based on the difference from the outer peripheral coordinates of the ridge obtained when the semiconductor wafer WF is at the reference position REFwf in FIG. Further, the information processing unit IPU in FIG. 1 detects the shape of the notch NC from the imaging result of the optical camera CM4, and the coordinates of the detected NC and the coordinates of the NC serving as a predetermined reference (that is, FIG. The rotational error amount is calculated based on the difference from the NC coordinates of the heel obtained in the case of 5 REFwf and the above-described eccentric error amount.

このような構成例を用いることでも、実施の形態1の場合と同様に、被検査対象物(例えば半導体ウエハWF)の搭載位置に関する誤差量を短時間で取得することができ、例えば表面検査装置を代表とする検査装置のスループットを向上させることが可能になる。ただし、高い計測精度を低コストで得るためには、実施の形態1のような距離計測センサ(計測器)を用いた構成例の方が望ましい。   By using such a configuration example, as in the case of the first embodiment, it is possible to acquire an error amount related to the mounting position of the object to be inspected (for example, the semiconductor wafer WF) in a short time. It is possible to improve the throughput of the inspection apparatus represented by However, in order to obtain high measurement accuracy at a low cost, the configuration example using the distance measurement sensor (measurement device) as in the first embodiment is preferable.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、前述した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. . Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

例えば、図1では、搭載ステージSTG上にアライメント原点APと検査原点MPを個別に備える構成例を示したが、場合によっては、アライメント原点APと検査原点MPを一つの原点に統一した構成とすることも可能である。すなわち、半導体ウエハWFを当該一つの原点に配置して表面検査を行う際に、この表面検査を行う直前又は直後の短い時間で偏芯誤差量および回転誤差量を検出するようなことも可能である。   For example, FIG. 1 shows a configuration example in which the alignment origin AP and the inspection origin MP are individually provided on the mounting stage STG. However, in some cases, the alignment origin AP and the inspection origin MP are unified into one origin. It is also possible. That is, when the semiconductor wafer WF is placed at the one origin and the surface inspection is performed, it is possible to detect the eccentricity error amount and the rotation error amount in a short time immediately before or after the surface inspection. is there.

AP アライメント原点
C 中心点
CM 光学式カメラ
CTLU 制御部
HDU 搬送部(ハンドリング部)
HM ウエハ保持機構
HR ウエハ搬送ロボット
IPU 情報処理部
L 距離
LD ローダ部
LSDT 散乱光検出部
LSEN 距離計測センサ(計測器)
LSOT レーザ光照射部
MCTLU 検査制御部
MESU 検査部
MP 検査原点
NC ノッチ
PAL プリアライメント部
REFwf 基準位置
SCTLU ステージ制御部
STG 搭載ステージ
TM 端末
WF 半導体ウエハ
WFP ウエハ格納容器(ウエハポッド)
XSTG Xステージ
θSTG 回転ステージ
AP alignment origin C center point CM optical camera CTLU control unit HDU transport unit (handling unit)
HM Wafer holding mechanism HR Wafer transfer robot IPU Information processing unit L Distance LD Loader unit LSDT Scattered light detection unit LSEN Distance measurement sensor (measuring instrument)
LSOT laser beam irradiation unit MCTLU inspection control unit MESU inspection unit MP inspection origin NC notch PAL pre-alignment unit REFwf reference position SCTLU stage control unit STG mounting stage TM terminal WF semiconductor wafer WFP wafer storage container (wafer pod)
XSTG X stage θSTG Rotation stage

Claims (10)

被検査対象物の裏面が接触するように前記被検査対象物が搭載されるステージと、
前記被検査対象物の前記ステージ上での搭載位置を計測する複数の計測器と、
前記複数の計測器の計測結果を用いて処理を行う情報処理部とを備え、
前記被検査対象物は、前記ステージ上の予め定められた目標位置に搭載され、
前記複数の計測器は、前記ステージ上に搭載された前記被検査対象物の側面と対向する位置かつそれぞれ異なる位置に配置され、前記被検査対象物の側面に向けて電磁波を照射し、前記被検査対象物の側面からの反射波を検出することで、前記被検査対象物の側面との間の距離をそれぞれ計測し、
前記情報処理部は、前記複数の計測器からの計測結果に基づいて、前記ステージ上での前記被検査対象物の搭載位置を認識し、前記搭載位置の前記目標位置からの誤差量を算出する検査装置。
A stage on which the inspection object is mounted so that the back surface of the inspection object contacts;
A plurality of measuring instruments for measuring the mounting position of the inspection object on the stage;
An information processing unit that performs processing using measurement results of the plurality of measuring instruments,
The inspection object is mounted at a predetermined target position on the stage,
The plurality of measuring instruments are arranged at positions different from and different from the side surfaces of the object to be inspected mounted on the stage, irradiate electromagnetic waves toward the side surfaces of the object to be inspected, and By detecting a reflected wave from the side surface of the inspection object, each distance between the inspection object side surface is measured,
The information processing unit recognizes a mounting position of the inspection object on the stage based on measurement results from the plurality of measuring instruments, and calculates an error amount of the mounting position from the target position. Inspection device.
請求項1記載の検査装置において、
前記被検査対象物は、半導体ウエハであり、
前記複数の計測器は、前記半導体ウエハを表面から見た場合に、前記半導体ウエハの外周の外側の位置で、前記半導体ウエハの回転方向において所定の角度刻みで配置される第1〜第3計測器を含む検査装置。
The inspection apparatus according to claim 1,
The inspection object is a semiconductor wafer,
When the semiconductor wafer is viewed from the surface, the plurality of measuring instruments are arranged at predetermined angular intervals in the rotation direction of the semiconductor wafer at positions outside the outer periphery of the semiconductor wafer. Inspection device including a vessel.
請求項2記載の検査装置において、
前記複数の計測器は、さらに、前記半導体ウエハが備えるノッチ内の2辺を計測対象として設けられる第4および第5計測器を備え、
前記第4計測器は、前記2辺中の一辺の側面と対向する位置に配置され、当該一辺の側面との間の距離を計測し、
前記第5計測器は、前記2辺中の他の一辺の側面と対向する位置に配置され、当該他の一辺の側面との間の距離を計測する検査装置。
The inspection apparatus according to claim 2,
The plurality of measuring devices further include fourth and fifth measuring devices provided with two sides in a notch included in the semiconductor wafer as measurement targets,
The fourth measuring instrument is disposed at a position facing a side surface of one side of the two sides, and measures a distance between the side surface of the one side,
The fifth measuring instrument is an inspection apparatus that is disposed at a position facing a side surface of the other side of the two sides and measures a distance between the side surface of the other side.
請求項3記載の検査装置において、
前記情報処理部は、前記第1〜第3計測器の計測結果によって前記半導体ウエハの中心座標の誤差量を算出し、前記第4および第5計測器の計測結果によって前記半導体ウエハの回転方向の誤差量を算出する検査装置。
The inspection apparatus according to claim 3, wherein
The information processing unit calculates an error amount of the center coordinates of the semiconductor wafer based on the measurement results of the first to third measuring instruments, and determines the rotation direction of the semiconductor wafer based on the measurement results of the fourth and fifth measuring instruments. Inspection device that calculates the amount of error.
請求項4記載の検査装置において、さらに、
前記ステージ上に搭載された前記半導体ウエハの表面に向けてレーザ光を照射し、前記半導体ウエハの表面からの散乱光を観測することで前記半導体ウエハの表面に存在する異物又は欠陥の有無ならびに当該異物又は欠陥の座標を検出する異物検出部を備え、
前記情報処理部は、前記異物検出部からの前記異物又は欠陥の座標を前記算出した誤差量に基づいて補正し、当該補正後の座標を出力する検査装置。
The inspection apparatus according to claim 4, further comprising:
Irradiating a laser beam toward the surface of the semiconductor wafer mounted on the stage, and observing scattered light from the surface of the semiconductor wafer to detect the presence or absence of foreign matter or defects present on the surface of the semiconductor wafer Provided with a foreign matter detection unit that detects the coordinates of foreign matter or defects,
The said information processing part correct | amends the coordinate of the said foreign material or a defect from the said foreign material detection part based on the calculated error amount, and outputs the coordinate after the said correction | amendment.
被検査対象物の裏面が接触するように前記被検査対象物をステージ上に搭載する第1ステップと、
前記被検査対象物の前記ステージ上での搭載位置を計測する第2ステップと、
前記第2ステップでの計測結果を用いて処理を行う第3ステップとを備え、
前記第1ステップでは、前記被検査対象物が前記ステージ上の予め定められた目標位置に搭載され、
前記第2ステップでは、前記ステージ上に搭載された前記被検査対象物の側面に向けて電磁波が照射され、前記被検査対象物の側面からの反射波が検出されることで、前記被検査対象物の側面との間の距離がそれぞれ計測され、
前記第3ステップでは、前記第2ステップでの計測結果に基づいて前記ステージ上での前記被検査対象物の搭載位置が認識され、前記搭載位置の前記目標位置からの誤差量が算出される検査方法。
A first step of mounting the object to be inspected on a stage so that the back surface of the object to be inspected contacts;
A second step of measuring a mounting position of the inspection object on the stage;
A third step of performing processing using the measurement result in the second step,
In the first step, the inspection object is mounted at a predetermined target position on the stage,
In the second step, an electromagnetic wave is irradiated toward a side surface of the inspection object mounted on the stage, and a reflected wave from the side surface of the inspection object is detected, whereby the inspection object The distance between each side of the object is measured,
In the third step, an inspection in which the mounting position of the inspection object on the stage is recognized based on the measurement result in the second step, and an error amount of the mounting position from the target position is calculated. Method.
請求項6記載の検査方法において、
前記被検査対象物は、半導体ウエハであり、
前記第2ステップでは、前記半導体ウエハの側面のそれぞれ異なる3箇所以上に前記電磁波が照射される検査方法。
The inspection method according to claim 6,
The inspection object is a semiconductor wafer,
In the second step, the electromagnetic wave is irradiated to three or more different side surfaces of the semiconductor wafer.
請求項7記載の検査方法において、
前記第2ステップは、さらに、前記半導体ウエハが備えるノッチ内の2辺の側面にそれぞれ電磁波が照射される検査方法。
The inspection method according to claim 7,
The second step is an inspection method in which electromagnetic waves are further irradiated to the side surfaces of two sides in a notch provided in the semiconductor wafer.
請求項8記載の検査方法において、
前記第3ステップでは、前記半導体ウエハの中心座標の誤差量と、前記半導体ウエハの回転方向の誤差量とが算出される検査方法。
The inspection method according to claim 8, wherein
In the third step, the error amount of the center coordinate of the semiconductor wafer and the error amount of the rotation direction of the semiconductor wafer are calculated.
請求項9記載の検査方法において、さらに、
前記ステージ上に搭載された前記半導体ウエハの表面に向けてレーザ光が照射され、前記半導体ウエハの表面からの散乱光を観測することで前記半導体ウエハの表面に存在する異物又は欠陥の有無ならびに当該異物又は欠陥の座標が検出される第4ステップを備え、
前記第3ステップでは、前記第4ステップで検出された前記異物又は欠陥の座標が前記第3ステップで算出された誤差量に基づいて補正され、当該補正後の座標が出力される検査方法。
The inspection method according to claim 9, further comprising:
The surface of the semiconductor wafer mounted on the stage is irradiated with laser light, and the presence or absence of foreign matters or defects present on the surface of the semiconductor wafer by observing scattered light from the surface of the semiconductor wafer Comprising a fourth step in which the coordinates of the foreign object or defect are detected;
In the third step, the coordinates of the foreign matter or defect detected in the fourth step are corrected based on the error amount calculated in the third step, and the corrected coordinates are output.
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