JP3137160B2 - ウエハの位置ズレ補正方法 - Google Patents

ウエハの位置ズレ補正方法

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JP3137160B2 JP8738294A JP8738294A JP3137160B2 JP 3137160 B2 JP3137160 B2 JP 3137160B2 JP 8738294 A JP8738294 A JP 8738294A JP 8738294 A JP8738294 A JP 8738294A JP 3137160 B2 JP3137160 B2 JP 3137160B2
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繁晴 飯塚
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ウエハの位置ズレを
補正する方法に関し、詳しくは、異物検査装置におい
て、スピンドルに装着されたウエハの回転中心と、真の
中心の位置ズレ量を検出して、異物データの座標値を補
正する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体のLSIはシリコンウエハを素材
として製作される。ウエハは、表面に異物が付着すると
品質が低下するので、表面検査装置により検査されてい
る。図6は表面検査装置10の基本構成を示し、これに
よる異物検査方法の概略を説明する。被検査のウエハ1
は回転移動部2のスピンドル21にエア吸着され、回転制
御回路(CONT)51に制御されたモータ(M)22によ
りθ回転し、その表面に対して検出光学系3よりレーザ
スポットSP が投射される。ウエハ1は、移動制御回路
(CONT)52に制御されたX移動機構23により、半径
Rの範囲を移動して表面がレーザスポットSP によりス
パイラル状に走査され、表面に異物があると散乱光を散
乱し、これが検出光学系3に受光されて異物が検出され
る。検出された異物信号と、CONT51が出力するスピ
ンドル21の角度信号[θ]、およびCONT52が出力す
る走査位置信号[R]が、データ処理部4のマイクロプ
ロセッサ(MPU)41に入力し、両信号[R],[θ]
により、異物の検出位置のRθ座標値が算出され、さら
にこれがXY座標に変換されて異物データに付加され、
メモリ(MEM)42に記憶される。また、異物データは
プリンタ(PRNT)43にマップ表示される。
【0003】図7はマップ表示された異物データの一例
を示し、XY座標系はウエハ1のオリエンテーションフ
ラット(以下、OFという。)をX方向、ウエハ1の中
心Oを原点(0,0)とし、検出された各異物i1,i2
………は、それぞれのXY座標( x1,y1),(x2,
2),………の位置に表示されている。
【0004】最近における集積度の向上した超LSIに
おいては、パターンの線幅が0.2〜0.3ミクロン程
度に微細化されており、これに対応して、0.1ミクロ
ン以下の微小異物を検出することが必要とされ、このた
めに検出光学系3は改良が重ねられ、微小異物まで検出
可能となっている。しかし、このような微小な段階にな
ると、S/N比が低下してノイズが誤って異物として検
出されることがあり、また異物以外に、ウエハの研磨仕
上げの際に生じた欠陥が検出される場合もある。そこ
で、走査型電子顕微鏡(SEM)を使用して、検出され
た異物などの微細構造を観察して真偽を調べ、その次第
によって、塵埃管理や研磨仕上げ加工にフィードバック
することが行われている。図8により、SEM6による
異物などの観察方法の概略を説明する。図において、ウ
エハ1はXY移動ステージ7に載置され、その上方にS
EM6が固定される。この場合、XY移動ステージ7の
座標系は、ウエハ1のOFをX’軸とし、ウエハ1の外
周の最左端を過ぎる切線をY’軸とし、両者の交点を原
点C(0,0)とするX’Y’座標系が使用されてい
る。前記したメモリ42に記憶されているXY座標の異物
データを、MPU41によりX’Y’座標系に変換してS
EMシステムのフロッピーディスクに記憶し、これによ
りXY移動ステージ7を駆動し、所望の異物iS(xS,y
S )をSEM6の視野内に導入して観察される。
【0005】さて、再び図6において、ウエハ1がスピ
ンドル21に装着されて吸着されるとき、ウエハ1の真の
中心Oとスピンドルの回転中心O’とが位置ズレするこ
とがあり、その場合はウエハは回転中心O’を中心とし
て回転する。図9はこのような中心間の位置ズレを示
し、位置ズレ量をΔx,Δyとすると、真の中心O
(0,0)に対して回転中心O’の座標は(Δx,Δ
y)となり、従って、上記の表面検査による異物データ
のXY座標値には、真の中心Oに対して(Δx,Δy)
の位置ズレ誤差が生ずる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記の位置ズレ誤差
は、表面検査の段階では格別な支障はないが、SEM6
の観察においては問題である。すなわち、SEM6は非
常な高倍率のために視野が非常に狭いので、異物データ
の座標値が極めて正確でないと、目的の異物を捕捉でき
ない。そこで、なんらかの手段により位置ズレ量(Δ
x,Δy)を検出して、異物データの座標値を補正する
ことが、SEM6に観察にとって是非とも必要である。
この発明は以上に鑑みてなされたもので、表面検査装置
におけるウエハの真の中心Oと回転中心O’の位置ズレ
量を検出し、異物データの座標値を補正する方法を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成した、ウエハの位置ズレ補正方法であって、前記の
表面検査装置において、X移動機構に対して直角なY方
向をなし、ウエハのOFの長さの範囲内に配列された3
個の光センサよりなる位置センサ部を設ける。スピンド
ルに装着された検査済みのウエハを回転して、そのOF
を位置センサ部に停止し、3個の光センサによりOFの
エッジを検出してY方向に正確に位置決めする。位置決
めされたウエハをスピンドルにより回転して、ウエハの
外周の適当な3測定点を位置センサ部に順次に停止し、
各測定点において、X移動機構によりウエハをX方向に
移動して、位置センサ部の中央の光センサにより各測定
点を検出し、それぞれのRθ座標値をメモリに記憶す
る。記憶された各Rθ座標値より、スピンドルに装着さ
れたウエハの回転中心O’のXY座標値を算出して、ウ
エハの真の中心Oとの位置ズレ量(Δx,Δy)を求
め、メモリに記憶されている異物データのXY座標値を
補正するものである。
【0008】
【作用】上記の位置ズレ補正方法においては、表面検査
装置に対して、X移動機構に直角なY方向をなし、ウエ
ハのOFの長さの範囲内に配列された3個の光センサよ
りなる位置センサ部が設けられる。スピンドルに装着さ
れた検査済みのウエハは、まずそのOFが位置決めされ
る。すなわち、このウエハを回転してOFを位置センサ
部に停止し、3個の光センサによりOFのエッジを検出
してY方向に正確に位置決めされる。しかる後、ウエハ
を回転して、その外周の適当な3測定点を位置センサ部
に順次に停止し、X移動機構によりウエハをX方向に移
動して、位置センサ部の中央の光センサにより各測定点
を検出し、それぞれのRθ座標値を、前記した走査位置
信号[R]と角度信号[θ]とにより求めて、メモリに
記憶される。これらの各Rθ座標値より、スピンドルに
装着されたウエハの回転中心O’のXY座標値が算出さ
れ、これとウエハの真の中心Oとの位置ズレ量(Δx,
Δy)が求められ、メモリに記憶されている異物データ
のXY座標値が補正される。なお、外周の3測定点の座
標値より、回転中心O’のXY座標値を算出する計算式
は公知であり、これにより容易に算出することができ
る。以上により座標値が補正された異物データは、SE
Mシステムのフロッピーディスクに収録され、この座標
値により所望の異物が容易に捕捉されて観察される。
【0009】
【実施例】図1〜図5はこの発明の一実施例を示し、図
1は、この発明による位置ズレ補正方法を適用した表面
検査装置10’の構成図、図2は位置ズレ補正方法の概
略の説明図、図3はOFの位置決め手順を示すフローチ
ャート、図4はウエハの外周測定手順を示すフローチャ
ート、図5は、位置ズレ補正手順を示すフローチャート
である。
【0010】図1に示す表面検査装置10’は、前記し
た図6の表面検査装置10に対して、位置センサ部8を
付加して構成され、また、SEMシステム用のフロッピ
ーディスク(FD)44がMPU41にバス接続される。位
置センサ部8は、光源81とホトセンサ82とを有する3個
の光センサSa,Sb,Sc よりなり、光センサSb を中央
として、3個がX移動機構の移動方向に対して直角なY
1 の方向をなして、ウエハ1のOFの長さの範囲内に、
適当な間隔で配列される。各光センサの光源81とホトセ
ンサ82の間にウエハ1の有無により、ホトセンサ82より
ON,OFFの信号が出力され、これによりウエハのエ
ッジを検出する。
【0011】以下図2〜図5により、この発明の位置ズ
レ補正方法を説明する。図2において、1’はスピンド
ル21に装着されて検査が終了したウエハを示す。ウエハ
1’の真の中心Oと回転中心O’は、図9の場合と同様
に、(Δx,Δy)だけ位置ズレしているとし、また勝
手な角度とX位置に停止しているとする。このために、
まずOFをY方向に位置決めし、ついでウエハ1’の外
周の適当な3測定点p1,p2,p3 の座標値を求め、これ
らにより位置ズレ量を算出する。なお、図示の矢印XD
は、ウエハ1’が位置センサ部8に接近する方向を示
し、矢印XU は離間する方向を示すものである。
【0012】まず図2と図3により、OFの位置決め手
順を説明する。予め、異物のマップデータにより、スピ
ンドル21の基準角度(0°)に対するOFの角度θOF
算出してMEM42に記憶しておく(図3のステップ
)。スピンドル21をホームポジション(HP)に復帰
し、角度θOFだけ回転してOFを位置センサ部8の位
置に停止する。ただしOFは、かならずしも正確にY
方向をなしていない。スピンドル21をXD 方向に移動し
、中央の光センサSb のOFF?を判定する。これ
がNO(すなわちON)の間は、さらにXD 方向に移動
してYES(OFF)となると、XU の方向に微小移動
して、Sb がONとなる位置に停止する。ここで、S
a のON?を判定し、これがNOのときは、ウエハ1’
をCW方向に1パルス分回転して、ステップに戻
り、上記と同様の手順を経て、YES(ON)となるま
で繰り返す。Sa がONとなると、Sc のON?を判定
し、これがNOのときはウエハ1’をCCW方向に1
パルス分回転し(10)、ステップに戻って、いままでの
手順を繰り返してSc をONさせると、OFがY方向に
正確に位置決めされて、このルーチンは終了する(11)。
【0013】次に図2と図4によりウエハ1’の外周測
定手順を説明する。上記により位置決めされたウエハ
1’を、スピンドル21によりCW方向に適当な角度θ1
回転し(図4のステップ)、測定点p1 を位置センサ
部8の位置に停止して、Sb のON?を判定する。こ
れがYESのときは、スピンドル21をXD 方向に微小移
動して、Sb がOFFとなる位置に停止し、ここで測
定点p1 の座標値(r11)をMEM42に記憶する。
このr1 とθ1 は、は前記した走査位置信号[R]と角
度信号[θ]よりえられる。これに対して、ステップ
の判定がNOのときは、ウエハ1’をXU 方向に微小移
動してSb ONの位置に停止し、測定点p1 の座標値
(r11)をMEM42に記憶する。以下同様に、ウエ
ハ1’を角度θ23 だけ順次に回転し、ステップ〜
(11)により、2測定点p2,p3 の座標値(r22),
(r33)を求めてMEM43に記憶すると、外周測定が
終了する(12)。
【0014】次に、図5により位置ズレ補正手順を説明
する。上記により、MEM42に記憶された3測定点の座
標値(r11),(r22),(r33)より、ウエハ
1’の回転中心O’のXY座標値を算出し(図5のステ
ップ)、これよりウエハ1’の真の中心Oの座標値を
差し引いて、位置ズレ量(Δx,Δy)を算出する。
ついで、MEM42に記憶されている各異物i1,i2………
のXY座標値(x1,y1), (x2,y2)………に対して、
この位置ズレ量(Δx,Δy)を補正し、さらにSE
MシステムのX’Y’座標値に変換して、異物データと
ともにFD44に収録される。
【0015】以上により、FD44に収録された各異物の
座標値により、SEMシステムのXY移動ステージ7が
駆動されて、所望の異物がSEM6の視野内に容易に捕
捉され、その微細構造が観察される。
【0016】
【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明の位置ズ
レ補正方法においては、ウエハのOFが位置センサ部の
3個の光センサにより検出されてY方向に正確に位置決
めされ、しかる後、外周の適当な3測定点を中央の光セ
ンサにより検出してそれぞれの座標値を求め、これらの
座標値より、ウエハの真の中心Oと回転中心O’の位置
ズレ量を算出し、表面検査によりえられた異物データの
座標値を補正するもので、この補正された座標値によ
り、観察する所望の異物がSEMの視野内に容易に捕捉
される効果には、大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明を適用した表面検査装置1
0’の一実施例における構成図である。
【図2】図2は位置ズレ補正方法の概略の説明図であ
る。
【図3】図3はOFの位置決め手順を示すフローチャー
トである。
【図4】図4はウエハの外周測定手順を示すフローチャ
ートである。
【図5】図5は位置ズレ補正手順を示すフローチャート
である。
【図6】図6は表面検査装置10の基本構成図である。
【図7】図7は異物データの一例のマップ表示図であ
る。
【図8】図8は、SEM6による異物などの観察方法の
概略説明図である。
【図9】図9は、ウエハ1の真の中心Oと回転中心O’
の位置ズレの説明図である。
【符号の説明】
1…ウエハ、1’…検査済みウエハ、2…回転移動部、
21…スピンドル、22…モータ(M)、23…X移動機構、
3…検出光学系、4…データ処理部、41…マイクロプロ
セッサ(MPU)、42…メモリ(MEM)、43…プリン
タ(PRNT)、51…回転制御回路(CONT)、52…
移動制御回路(CONT)、6…走査型電子顕微鏡(S
EM)、7…XY移動ステージ、10…表面検査装置、
10’…この発明を適用した表面検査装置、OF…ウエ
ハのオリエンテーションフラット、R…ウエハの半径、
O…ウエハの真の中心、O’…ウエハの回転中心、
[θ]…角度信号、[R]…走査位置信号、i…異物、
D,XU …ウエハの移動方向を示す矢印、(r,θ)…
異物のRθ座標値。HP…スピンドルのホームポジショ
ン、〜(12)…フローチャートのステップ番号。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 21/68 H01L 21/68 F (56)参考文献 特開 昭64−57104(JP,A) 特開 昭64−48443(JP,A) 特開 平3−112145(JP,A) 特開 平1−164047(JP,A) 特開 平5−226459(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/956 G01B 11/00 G01B 11/26 G01B 11/30 H01L 21/66 H01L 21/68

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検査のウエハを装着して回転するスピン
    ドルと、該スピンドルを該ウエハの半径Rの方向に移動
    するX移動機構、該ウエハの表面に対してレーザスポッ
    トを投射し、その散乱光を受光して該表面の付着異物を
    検出する検出光学系、および、該検出された異物データ
    を処理してメモリに記憶する表面検査装置において、前
    記X移動機構に対して直角なY方向をなし、該ウエハの
    オリエンテーションフラットの長さの範囲内に配列され
    た3個の光センサよりなる位置センサ部を設け、前記ス
    ピンドルに装着された前記検査済みのウエハを回転し
    て、そのオリエンテーションフラットを該位置センサ部
    に停止し、該3個の光センサにより該OFのエッジを検
    出してY方向に正確に位置決めし、該位置決めされたウ
    エハを該スピンドルにより回転して、該ウエハの外周の
    適当な3測定点を該位置センサ部に順次に停止し、該各
    測定点において、前記X移動機構により該ウエハをX方
    向に移動して、前記位置センサ部の中央の光センサによ
    り該各測定点を検出し、それぞれのRθ座標値をメモリ
    に記憶し、該記憶された各Rθ座標値より、前記スピン
    ドルに装着されたウエハの回転中心O’のXY座標値を
    算出して、該ウエハの真の中心Oとの位置ズレ量(Δ
    x,Δy)を求め、前記メモリに記憶されている異物デ
    ータのXY座標値を補正することを特徴とする、ウエハ
    の位置ズレ補正方法。
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