JP4172124B2 - Inspection device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定のデバイスパターンが形成された半導体ウェハ等の検査に用いられる検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスは、半導体ウェハ上に微細なデバイスパターンを形成することにより作製される。このようなデバイスパターンを形成するときに、半導体ウェハ上に塵埃等が付着したり、傷が付いたりして、欠陥が生じることがある。このような欠陥が生じた半導体デバイスは、不良デバイスとなり、歩留まりを低下させる。
【0003】
したがって、製造ラインの歩留まりを高い水準で安定させるためには、塵埃や傷等によって発生する欠陥を早期に発見し、その原因を突き止め、製造設備や製造プロセスに対して有効な対策を講じることが好ましい。
【0004】
そこで、欠陥が発見された場合には、検査装置を用いて、その欠陥が何であるかを調べて分類分けを行い、その欠陥の原因となった設備やプロセスを特定するようにしている。ここで、欠陥が何であるかを調べる検査装置は、いわば光学顕微鏡のようなものであり、欠陥を拡大して見ることで、その欠陥が何であるかを識別するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような検査を行う検査装置では、所定のデバイスパターンが形成された半導体ウェハをステージ上に載置し、この半導体ウェハが載置されたステージを移動操作することにより、半導体ウェハを所定の検査対象位置へと導いている。
【0006】
また、この検査装置では、半導体ウェハを所定の検査対象位置へと導くために、この半導体ウェハが載置されたステージの位置検出を行いながら、この検出された信号に基づいて、ステージを所定の検査対象位置へと移動させる、いわゆる位置決めサーボを行っている。この位置決めサーボでは、図16に示すように、ステージを所定の検査対象位置Pの位置する0カウントの範囲内に移動させてから、この0カウントの範囲内において、サーボのループをONすることにより、ステージを検査対象位置Pへと導いている。
【0007】
しかしながら、位置決めサーボでは、ステージが0カウントに隣接する±1カウントとの境界付近に位置する場合に、サーボのゲインが高くなっているために、例えば−1カウント側から進入すると、検査対象位置Pに近づくものの、加速されて検査対象位置Pを通り過ぎてしまい、反対側の+1カウント側に飛び込んでしまうことがある。このため、検査装置では、ステージが検査対象位置Pから数カウントずれた位置で停止したり、或いは検査対象位置Pに収束せずにステージに微振動が発生してしまうことがあった。
【0008】
したがって、従来の検査装置では、半導体ウェハが載置されたステージを所定の検査対象位置に正確に位置決めすることができず、検査能力の大幅な低下を招いてしまうことがあった。
【0009】
特に、半導体ウェハ上に形成されるデバイスパターンは、半導体デバイスの高集積化に伴って微細化しており、半導体ウェハを所定の検査対象位置に正確に位置決めすることが益々困難となってきている。なお、図16に示すように、位置決めサーボにおける各カウントの幅は、約50nm程度である。
【0010】
また、検査装置では、このような微細なデバイスパターンが形成された半導体ウェハの検査を行うことから、上述したステージの僅かな振動であっても検査の大きな障害となってしまう。
【0011】
そこで、本発明はこのような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、被検査物が載置されたステージを移動操作する際に、ステージを所定の検査対象位置に正確に位置決することを可能とした検査装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、ステージの駆動軸に対して摺動抵抗を付加し、この駆動軸に付加する摺動抵抗を調節することによって、被検査物が載置されたステージを所定の検査対象位置に正確に位置決めすることができることを見出した。
【0013】
すなわち、本発明に係る検査装置は、以上のような知見に基づいて創案されたものであり、被検査物が載置されるステージと、被検査物が載置されたステージを制御しながら所定の検査対象位置へと移動させるステージ移動手段と、ステージ移動手段の駆動軸に対して摺接抵抗を調節自在に付加する摺接抵抗付加手段とを備え、摺接抵抗付加手段は、駆動軸の周面に摺接する摺接部材と、この摺接部材の駆動軸の周面に対する接触圧を調節する摺接抵抗調節手段とを有し、摺接部材は、駆動軸の周面と略全周に亘って摺接する摺接面部と、この摺接面部の一部を切り欠いて設けられた開口部と、この摺接面部の全周を所定の間隔で分断する複数の溝部とを有するMCナイロン又はPOMからなり、摺接抵抗調節手段は、摺接部材の開口部の幅を変化させることにより、駆動軸の周面に対する接触圧を調節することを特徴とするものである。
【0014】
この検査装置では、摺接抵抗付加手段が、ステージ移動手段の駆動軸に対して所定の摺接抵抗を付加することから、このステージ移動手段により移動操作されるステージを所定の検査対象位置に正確に位置決めすることができる。また、駆動軸に付加する摺接抵抗を調節自在とすることにより、この駆動軸に付加する摺動抵抗の調整を容易に行うことができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0016】
本発明を適用した検査装置の外観を図1に示す。この検査装置1は、所定のデバイスパターンが形成された半導体ウェハの検査を行うためのものであり、半導体ウェハに形成されたデバイスパターンに欠陥が発見された場合に、その欠陥が何であるかを調べて分類分けを行うものである。
【0017】
図1に示すように、この検査装置1は、半導体ウェハの検査を行う環境をクリーンに保つためのクリーンユニット2を備えている。このクリーンユニット2は、ステンレス鋼板等が折り曲げ加工され、中空の箱状に形成されてなるクリーンボックス3と、このクリーンボックス3の上部に一体に設けられたクリーンエアユニット4とを備えている。
【0018】
クリーンボックス3には、所定の箇所に窓部3aが設けられており、検査者がこの窓部3aからクリーンボックス3の内部を視認できるようになされている。
【0019】
クリーンエアユニット4は、クリーンボックス3内に清浄な空気を供給するためのものであり、クリーンボックス3の上部の異なる位置にそれぞれ配設された2つの送風機5a,5bと、これら送風機5a,5bとクリーンボックス3との間に配設された図示しないエアフィルタとを備えている。エアフィルタは、例えば、HEPAフィルタ(High Efficiency Particulate Air Filter)やULPAフィルタ(Ultra Low Penetration Air Filter)等の高性能エアフィルタである。そして、このクリーンエアユニット4は、送風機5a,5bにより送風される空気中の塵埃等を高性能エアフィルタによって除去し、清浄な空気として、クリーンボックス3の内部に供給するようになされている。
【0020】
また、このクリーンユニット2では、クリーンエアユニット4からクリーンボックス3内に供給される清浄な空気の風量を、2つの送風機5a,5b毎に個別に制御することによって、クリーンボックス3内の気流を適切にコントロールすることが可能である。なお、ここでは、クリーンエアユニット4が2つの送風機5a,5bを備える例を説明するが、送風機の数はクリーンボックス3の大きさや形状に合わせて決定すればよく、3つ以上の送風機を備える構成とされていてもよい。この場合、検査装置1では、クリーンエアユニット4からクリーンボックス3内に供給される清浄な空気の風量が、各送風機毎に個別に制御されることになる。
【0021】
また、クリーンユニット2は、クリーンボックス3が支持脚6によって床板上に支持されており、その下端部が開放された構造となっている。そして、このクリーンユニット2では、クリーンエアユニット4からクリーンボックス3内に供給された空気が、主にクリーンボックス3の下端部からクリーンボックス3の外部に排出されるようになされている。また、クリーンボックス3の側面部には、所定の箇所に開口領域3bが設けられており、クリーンエアユニット4からクリーンボックス3内に供給された空気が、このクリーンボックス3の側面部に設けられた開口領域3bからも外部に排出されるようになされている。
【0022】
クリーンユニット2は、以上のように、クリーンボックス3内にクリーンエアユニット4からの清浄な空気を常時供給し、クリーンボックス3内を気流となって循環した空気をクリーンボックス3の外部へと排出させる。これによって、クリーンボックス3内にて発生した塵埃等をこの空気と共にクリーンボックス3の外部に排出させ、クリーンボックス3の内部環境を、例えばクラス1程度の非常に高いクリーン度に保つようにしている。また、クリーンボックス3は、外部から塵埃等を含んだ空気が内部に進入する事を防止するために、内部の気圧が常に陽圧に保たれている。
【0023】
そして、この検査装置1では、図2に示すように、クリーンボックス3の内部に装置本体10が収容され、クリーンボックス3の中で、この装置本体10によって、所定のデバイスパターンが形成された半導体ウェハの検査が行われるようになされている。ここで、被検査物となる半導体ウェハは、所定の密閉式の容器7に入れて搬送され、この容器7を介して、クリーンボックス3の内部に移送される。なお、図2は、クリーンボックス3の内部に配設された装置本体10を図1中矢印A1方向から見た様子を示す側面図である。
【0024】
容器7は、底部7aと、この底部7aに固定されたカセット7bと、底部7aに着脱可能に係合されてカセット7bを覆うカバー7cとを有している。被検査物となる半導体ウェハは、複数枚が所定間隔を存して重ね合わされるようにカセット7bに装着され、底部7aとカバー7cとで密閉されている。
【0025】
そして、半導体ウェハの検査を行う際は、先ず、半導体ウェハが入れられた容器7がクリーンボックス3の所定の位置に設けられた容器設置スペース8に設置される。この容器設置スペース8には、後述するエレベータ22の昇降台22a上面がクリーンボックス3の外部に臨むように配されており、容器7は、その底部7aがこのエレベータ22の昇降台22a上に位置するように、容器設置スペース8に設置される。
【0026】
容器7が容器設置スペース8に設置されると、容器7の底部7aとカバー7cとの係合が解除される。そして、エレベータ22の昇降台22aが図2中矢印B方向に下降操作されることによって、容器7の底部7a及びカセット7bが、カバー7cから分離してクリーンボックス3の内部に移動する。これにより、被検査物である半導体ウェハが、外気に晒されることなくクリーンボックス3の内部に移送されることになる。
【0027】
半導体ウェハがクリーンボックス3内に移送されると、後述する搬送用ロボット23により、検査対象の半導体ウェハがカセット7bから取り出されて検査が行われる。
【0028】
検査装置1は、以上のように、高いクリーン度に保たれたクリーンボックス3の内部で半導体ウェハの検査を行うようにしているので、検査時に半導体ウェハに塵埃等が付着して適切な検査が阻害されるといった不都合を有効に回避することができる。しかも、被検査物となる半導体ウェハを密閉式の容器7に入れて搬送し、この容器7を介して半導体ウェハをクリーンボックス3の内部に移送するようにしているので、クリーンボックス3の内部と容器7の内部だけを十分なクリーン度に保っておけば、検査装置1が設置される環境全体のクリーン度を高めなくても、半導体ウェハへの塵埃等の付着を有効に防止することができる。
【0029】
このように必要な場所のクリーン度だけを局所的に高めるようにすることで、高いクリーン度を実現しつつ、且つ、クリーン環境を実現するためのコストを大幅に抑えることができる。なお、密閉式の容器7とクリーンボックス3との機械的なインターフェースとしては、いわゆるSMIF(standard mechanical interface)が好適であり、その場合、密閉式の容器7としては、いわゆるSMIF−PODが用いられる。
【0030】
また、この検査装置1は、図1に示すように、装置本体10を操作するためのコンピュータ等が配される外部ユニット50を備えている。この外部ユニット50は、クリーンボックス3の外部に設置され、支持脚51によって床板上に支持されている。この外部ユニット50には、半導体ウェハを撮像した画像等を表示するための表示装置52や、検査時の各種条件等を表示するための表示装置53、装置本体10への指示入力等を行うための入力装置54等も配されている。そして、半導体ウェハの検査を行う検査者は、外部ユニット50に配された表示装置52,53を見ながら、外部ユニット50に配された入力装置54から必要な指示を入力して半導体ウェハの検査を行う。
【0031】
次に、クリーンボックス3の内部に配設された装置本体10について、詳細に説明する。
【0032】
装置本体10は、図2に示すように、支持台11を備えている。この支持台11は、装置本体10の各機構を支持するための台である。この支持台11の底部には支持脚12が取り付けられており、支持台11及び支持台11上に設けられた各機構は、この支持脚12によってクリーンボックス3とは独立に床板上に支持される構造となっている。
【0033】
支持台11上には、除振台13を介して、被検査物となる半導体ウェハが載置される検査用ステージ14が設けられている。
【0034】
除振台13は、床からの振動や、検査用ステージ14を移動操作した際に生じる振動等を抑制するためのものであり、検査用ステージ14が設置される石定盤13aと、この石定盤13aを支える複数の可動脚部13bとを備えている。そして、この除振台13は、振動が生じたときにその振動を検知して可動脚部13bを駆動し、石定盤13a及びこの石定盤13a上に設置された検査用ステージ14の振動を速やかに打ち消すようにしている。
【0035】
この検査装置1では、微細なデバイスパターンが形成された半導体ウェハの検査を行うため、僅かな振動でも検査の障害となる場合がある。特に、この検査装置1では、紫外光を用いて高分解能での検査を行うため、振動の影響が大きく現れやすい。そこで、この検査装置1では、除振台13上に検査用ステージ14を設置することによって、検査用ステージ14に僅かな振動が生じた場合であっても、この振動を速やかに打ち消し、振動の影響を抑えて、紫外光を用いて高分解能での検査を行う際の検査能力を向上させるようにしている。
【0036】
なお、除振台13上に検査用ステージ14を安定的に設置するには、除振台13の重心がある程度低い位置にあることが望ましい。そこで、この検査装置1においては、石定盤13aの下端部に切り欠き部13cを設け、可動脚部13bがこの切り欠き部13cにて石定盤13aを支えるようにして、除振台13の重心を下げるようにしている。
【0037】
なお、検査用ステージ14を移動操作した際に生じる振動等は、事前にある程度予測することができる。このような振動を事前に予測して除振台13を動作させるようにすれば、検査用ステージ14に生じる振動を未然に防止することが可能である。したがって、検査装置1は、検査用ステージ14を移動操作した際に生じる振動等を事前に予測して除振台13を動作させるようになされていることが望ましい。
【0038】
検査用ステージ14は、被検査物となる半導体ウェハを支持するためのステージである。この検査用ステージ14は、被検査物となる半導体ウェハを支持するとともに、この半導体ウェハを所定の検査対象位置へと移動させる機能も備えている。
【0039】
具体的には、検査用ステージ14は、除振台13上に設置されたXステージ15と、Xステージ15上に設置されたYステージ16と、Yステージ16上に設置されたθステージ17と、θステージ17上に設置されたZステージ18と、Zステージ18上に設置された吸着プレート19とを備えている。
【0040】
Xステージ15及びYステージ16は、水平方向に移動するステージであり、Xステージ15とYステージ16とで、被検査物となる半導体ウェハを互いに直交する方向に移動させ、検査対象のデバイスパターンを所定の検査位置へと導くようにしている。
【0041】
θステージ17は、いわゆる回転ステージであり、半導体ウェハを回転させるためのものである。半導体ウェハの検査時には、θステージ17により、例えば、半導体ウェハ上のデバイスパターンが画面に対して水平又は垂直となるように、半導体ウェハを回転させる。
【0042】
Zステージ18は、鉛直方向に移動するステージであり、ステージの高さを調整するためのものである。半導体ウェハの検査時には、Zステージ18により、半導体ウェハの検査面が適切な高さとなるように、ステージの高さを調整する。
【0043】
吸着プレート19は、検査対象の半導体ウェハを吸着して固定するためのものである。半導体ウェハの検査時に、検査対象の半導体ウェハは、この吸着プレート19上に載置され、この吸着プレート19により吸着されて、不要な動きが抑制される。
【0044】
また、除振台13上には、検査用ステージ14上に位置するように支持部材20によって支持された光学ユニット21が配されている。この光学ユニット21は、半導体ウェハの検査時に、半導体ウェハの画像を撮像するためのものである。そして、この光学ユニット21は、検査対象の半導体ウェハの画像の撮像を可視光を用いて低分解能にて行う機能と、検査対象の半導体ウェハの画像の撮像を紫外光を用いて高分解能にて行う機能とを兼ね備えている。
【0045】
また、支持台11上には、図2及び図3に示すように、被検査物となる半導体ウェハが装着されたカセット7bを容器7から取り出してクリーンボックス3内に移動させるエレベータ22が設けられている。さらに、支持台11上には、図3に示すように、半導体ウェハを搬送するための搬送用ロボット23と、半導体ウェハを検査用ステージ14上に載置する前にそのセンター出しと位相出しとを行うプリアライナ24とが設けられている。なお、図3はクリーンボックス3の内部に配設された装置本体10を模式的に示す平面図である。
【0046】
エレベータ22は、上昇及び下降動作される昇降台22aを有しており、容器7がクリーンボックス3の容器設置スペース8に設置されて容器7の底部7aとカバー7cとの係合が解除されたときに、昇降台22aが下降操作されることによって、容器7の底部7a及びこれに固定されたカセット7bをクリーンボックス3の内部に移動させる。
【0047】
搬送用ロボット23は、先端部に吸着機構23aが設けられた操作アーム23bを有しており、この操作アーム23bを移動操作して、その先端部に設けられた吸着機構23aにより半導体ウェハを吸着し、クリーンボックス3内における半導体ウェハの搬送を行うようになされている。
【0048】
プリアライナ24は、半導体ウェハに予め形成されているオリエンテーションフラット及びノッチを基準として、半導体ウェハの位相出し及びセンター出しを行うものである。検査装置1は、半導体ウェハを検査用ステージ14上に載置する前に、プリアライナ24によってその位相出し等を行うことにより、検査の効率を向上させるようになされている。
【0049】
半導体ウェハを検査用ステージ14上に設置する際は、先ず、エレベータ22により容器7の底部7a及びカセット7bがクリーンボックス3の内部に移動される。そして、カセット7bに装着された複数枚の半導体ウェハの中から検査対象の半導体ウェハが選択され、選択された半導体ウェハが搬送用ロボット23によりカセット7bから取り出される。
【0050】
カセット7bから取り出された半導体ウェハは、搬送用ロボット23によりプリアライナ24へと搬送される。プリアライナ24へ搬送された半導体ウェハは、このプリアライナ24によって位相出しやセンター出しが行われる。そして、位相出しやセンター出しが行われた半導体ウェハが、搬送用ロボット23により検査用ステージ14へと搬送され、吸着プレート19上に載置されて検査が行われる。
【0051】
検査対象の半導体ウェハが検査用ステージ14へと搬送されると、搬送用ロボット23によって次に検査する半導体ウェハがカセット7bから取り出され、プリアライナ24へと搬送される。そして、先に検査用ステージ14へと搬送された半導体ウェハの検査が行われている間に、次に検査する半導体ウェハの位相出しやセンター出しが行われる。そして、先に検査用ステージ14へと搬送された半導体ウェハの検査が終了すると、次に検査する半導体ウェハが検査用ステージ14へと速やかに搬送される。
【0052】
検査装置1では、以上のように、検査対象の半導体ウェハを検査用ステージ14へ搬送する前に、予めプリアライナ24により位相出しやセンター出しを行っておくことにより、検査用ステージ14による半導体ウェハの位置決めに要する時間を短縮することができる。また、検査装置1では、先に検査用ステージ14へと搬送された半導体ウェハの検査が行われている時間を利用して、次に検査する半導体ウェハをカセット7bから取り出し、プリアライナ24による位相出しやセンター出しを行うことにより、全体での時間の短縮を図ることができ、効率よく検査を行うことができる。
【0053】
ところで、この検査装置1において、エレベータ22と、搬送用ロボット23と、プリアライナ24とは、図3に示すように、それぞれが直線上に並ぶように支持台11上に設置されている。そして、エレベータ22と搬送用ロボット23との間の距離L1と、搬送用ロボット23とプリアライナ24との間の距離L2とが略等しい距離となるように、それぞれの設置位置が決定されている。さらに、搬送用ロボット23から見て、エレベータ22やプリアライナ24が並ぶ方向と略直交する方向に、検査用ステージ14が位置するような配置とされている。
【0054】
検査装置1は、各機構が以上のような配置とされていることにより、被検査物である半導体ウェハの搬送を迅速且つ正確に行うことができる。
【0055】
すなわち、この検査装置1では、エレベータ22と搬送用ロボット23との間の距離L1と、搬送用ロボット23とプリアライナ24との間の距離L2とが略等しい距離となっているので、搬送用ロボット23の操作アーム23bの長さを変えることなく、カセット7bから取り出した半導体ウェハをプリアライナ24に搬送することがでる。したがって、この検査装置1では、搬送用ロボット23の操作アーム23bの長さを変えたときに生じる誤差等が問題とならないので、半導体ウェハをプリアライナ24へと搬送する動作を正確に行うことができる。また、エレベータ22と搬送用ロボット23とプリアライナ24とが直線上に並んでいるので、搬送用ロボット23は直線的な動きのみにより、カセット7bから取り出した半導体ウェハをプリアライナ24に搬送することができる。したがって、この検査装置1では、半導体ウェハをプリアライナ24へと搬送する動作を極めて正確に且つ迅速に行うことができる。
【0056】
さらに、この検査装置1では、搬送用ロボット23から見て、エレベータ22やプリアライナ24が並ぶ方向と略直交する方向に、検査用ステージ14が位置するような配置とされているので、搬送用ロボット23が直線的な動きをすることで、半導体ウェハを検査用ステージ14へ搬送することができる。したがって、この検査装置1では、半導体ウェハを検査用ステージ14へと搬送する動作を極めて正確に且つ迅速に行うことができる。特に、この検査装置1では、微細なデバイスパターンが形成された半導体ウェハの検査を行うため、被検査物である半導体ウェハの搬送及び位置決めを極めて正確に行う必要があるので、以上のような配置が非常に有効である。
【0057】
なお、検査装置1には、クリーンボックス3、支持台11及び外部ユニット50の底部に、それぞれタイヤ25が配設されている。これにより、検査装置1ででは、クリーンユニット2、装置本体10及び外部ユニット50を容易に移動させることが可能となっている。なお、検査装置1を固定する際は、図1及び図2に示すように、支持脚6,12,51を床に着けて、タイヤ25は浮かせておく。
【0058】
次に、上記検査装置1について、図4のブロック図を参照して更に詳細に説明する。
【0059】
図4に示すように、検査装置1の外部ユニット50には、表示装置52及び入力装置54aが接続された画像処理用コンピュータ60と、表示装置53及び入力装置54bが接続された制御用コンピュータ61とが配されている。なお、前掲した図1では、画像処理用コンピュータ60に接続された入力装置54aと、制御用コンピュータ61に接続された入力装置54bとをまとめて、入力装置54として図示している。
【0060】
画像処理用コンピュータ60は、半導体ウェハを検査するときに、光学ユニット21の内部に設置されたCCD(charge-coupled device)カメラ30,31により半導体ウェハを撮像した画像を取り込んで処理するコンピュータである。すなわち、この検査装置1は、光学ユニット21の内部に設置されたCCDカメラ30,31により撮像した半導体ウェハの画像を、画像処理用コンピュータ60により処理して解析することにより、半導体ウェハの検査を行う。
【0061】
なお、画像処理用コンピュータ60に接続された入力装置54aは、CCDカメラ30,31から取り込んだ画像の解析等に必要な指示を、画像処理用コンピュータ60に対して入力するためのものであり、例えば、マウス等のポインティングデバイスやキーボード等からなる。また、画像処理用コンピュータ60に接続された表示装置52は、CCDカメラ30,31から取り込んだ画像の解析結果等を表示するためのものであり、例えば、CRTディスプレイや液晶ディスプレイ等からなる。
【0062】
制御用コンピュータ61は、半導体ウェハを検査するときに、検査用ステージ14、エレベータ22、搬送用ロボット23及びプリアライナ24、並びに光学ユニット21の内部の各機器等を制御するためのコンピュータである。すなわち、この検査装置1は、半導体ウェハの検査を行う際に、検査対象の半導体ウェハの画像が、光学ユニット21の内部に設置されたCCDカメラ30,31により撮像されるように、制御用コンピュータ61により、検査用ステージ14、エレベータ22、搬送用ロボット23及びプリアライナ24、並びに光学ユニット21の内部の各機器等を制御する。
【0063】
また、制御用コンピュータ61は、クリーンエアユニット4の送風機5a,5bを制御する機能を有する。すなわち、この検査装置1は、クリーンエアユニット4の送風機5a,5bを制御用コンピュータ61が制御することによって、半導体ウェハの検査を行う際に、クリーンボックス3内に清浄な空気を常時供給し、また、クリーンボックス3内の気流をコントロールできるようにしている。
【0064】
なお、制御用コンピュータ61に接続された入力装置54bは、検査用ステージ14、エレベータ22、搬送用ロボット23及びプリアライナ24、光学ユニット21の内部の各機器、並びにクリーンエアユニット4の送風機5a,5b等を制御するのに必要な指示を、制御用コンピュータ61に対して入力するためのものであり、例えば、マウス等のポインティングデバイスやキーボード等からなる。また、制御用コンピュータ61に接続された表示装置53は、半導体ウェハの検査時の各種条件等を表示するためのものであり、例えば、CRTディスプレイや液晶ディスプレイ等からなる。
【0065】
また、画像処理用コンピュータ60と制御用コンピュータ61とは、メモリリンク機構により、互いにデータのやり取りが可能とされている。すなわち、画像処理用コンピュータ60と制御用コンピュータ61は、それぞれに設けられたメモリリンクインターフェース60a,61aを介して互いに接続されており、画像処理用コンピュータ60と制御用コンピュータ61との間で、互いにデータのやり取りが可能となっている。
【0066】
一方、検査装置1のクリーンボックス3の内部には、密閉式の容器7に入れられて搬送されてきた半導体ウェハを、この容器7のカセット7bから取り出して検査用ステージ14に設置する機構として、上述したように、エレベータ22、搬送用ロボット23及びプリアライナ24が配されている。これらは、外部ユニット50に配された制御用コンピュータ61に、ロボット制御インターフェース61bを介して接続されている。そして、エレベータ22、搬送用ロボット23及びプリアライナ24には、制御用コンピュータ61からロボット制御インターフェース61bを介して、制御信号が送られる。
【0067】
すなわち、密閉式の容器7に入れられて搬送されてきた半導体ウェハを、この容器7のカセット7bから取り出して検査用ステージ14に設置する際は、制御用コンピュータ61からロボット制御インターフェース61bを介して、エレベータ22、搬送用ロボット23及びプリアライナ24に制御信号が送出される。そして、エレベータ22、搬送用ロボット23及びプリアライナ24がこの制御信号に基づいて動作し、上述したように、密閉式の容器7に入れられて搬送されてきた半導体ウェハを、この容器7のカセット7bから取り出して、プリアライナ24による位相出し及びセンター出しを行い、検査用ステージ14に設置する。
【0068】
また、検査装置1のクリーンボックス3の内部には除振台13が配されており、この除振台13上に、上述したように、Xステージ15、Yステージ16、θステージ17、Zステージ18及び吸着プレート19を備えた検査用ステージ14が設置されている。
【0069】
ここで、Xステージ15、Yステージ16、θステージ17、Zステージ18及び吸着プレート19は、外部ユニット50に配された制御用コンピュータ61に、ステージ制御インターフェース61cを介して接続されている。そして、Xステージ15、Yステージ16、θステージ17、Zステージ18及び吸着プレート19には、制御用コンピュータ61からステージ制御インターフェース61cを介して、制御信号が送られる。
【0070】
すなわち、半導体ウェハの検査を行う際は、制御用コンピュータ61からステージ制御インターフェース61cを介して、Xステージ15、Yステージ16、θステージ17、Zステージ18及び吸着プレート19に制御信号が送出される。そして、Xステージ15、Yステージ16、θステージ17、Zステージ18及び吸着プレート19が、この制御信号に基づいて動作し、吸着プレート19により検査対象の半導体ウェハを吸着して固定するとともに、Xステージ15、Yステージ16、θステージ17及びZステージ18により、半導体ウェハを所定の位置、角度及び高さとなるように移動する。
【0071】
また、除振台13上には、上述したように、光学ユニット21も設置されている。この光学ユニット21は、半導体ウェハの検査時に半導体ウェハの画像を撮像するためのものであり、上述したように、検査対象の半導体ウェハの画像の撮像を可視光を用いて低分解能にて行う機能と、検査対象の半導体ウェハの画像の撮像を紫外光を用いて高分解能にて行う機能とを兼ね備えている。
【0072】
この光学ユニット21は、可視光にて半導体ウェハの画像を撮像するための機構として、可視光用CCDカメラ30と、ハロゲンランプ32と、可視光用光学系33と、可視光用対物レンズ34と、可視光用オートフォーカス制御部35とを備えている。
【0073】
そして、可視光にて半導体ウェハの画像を撮像する際は、ハロゲンランプ32を点灯させる。ここで、ハロゲンランプ32の駆動源は、外部ユニット50に配された制御用コンピュータ61に、光源制御インターフェース61dを介して接続されている。そして、ハロゲンランプ32の駆動源には、制御用コンピュータ61から光源制御インターフェース61dを介して制御信号が送られる。ハロゲンランプ32の点灯/消灯は、この制御信号に基づいて行われる。
【0074】
そして、可視光にて半導体ウェハの画像を撮像する際は、ハロゲンランプ32を点灯させ、このハロゲンランプ32からの可視光を、可視光用光学系33及び可視光用対物レンズ34を介して半導体ウェハにあてて、半導体ウェハを照明する。そして、可視光により照明された半導体ウェハの像を可視光用対物レンズ34により拡大し、その拡大像を可視光用CCDカメラ30により撮像する。
【0075】
ここで、可視光用CCDカメラ30は、外部ユニット50に配された画像処理用コンピュータ60に、画像取込インターフェース60bを介して接続されている。そして、可視光用CCDカメラ30により撮像された半導体ウェハの画像は、画像取込インターフェース60bを介して画像処理用コンピュータ60に取り込まれる。
【0076】
また、上述のように可視光にて半導体ウェハの画像を撮像する際は、可視光用オートフォーカス制御部35により、自動焦点位置合わせを行う。すなわち、可視光用オートフォーカス制御部35により、可視光用対物レンズ34と半導体ウェハの間隔が可視光用対物レンズ34の焦点距離に一致しているか否かを検出し、一致していない場合には、可視光用対物レンズ34又はZステージ18を動かして、半導体ウェハの検査対象面が可視光用対物レンズ34の焦点面に一致するようにする。
【0077】
ここで、可視光用オートフォーカス制御部35は、外部ユニット50に配された制御用コンピュータ61に、オートフォーカス制御インターフェース61eを介して接続されている。そして、可視光用オートフォーカス制御部35には、制御用コンピュータ61からオートフォーカス制御インターフェース61eを介して制御信号が送られる。可視光用オートフォーカス制御部35による可視光用対物レンズ34の自動焦点位置合わせは、この制御信号に基づいて行われる。
【0078】
また、光学ユニット21は、紫外光にて半導体ウェハの画像を撮像するための機構として、紫外光用CCDカメラ31と、紫外光レーザ光源36と、紫外光用光学系37と、紫外光用対物レンズ38と、紫外光用オートフォーカス制御部39とを備えている。
【0079】
そして、紫外光にて半導体ウェハの画像を撮像する際は、紫外光レーザ光源36を点灯させる。ここで、紫外光レーザ光源36の駆動源は、外部ユニット50に配された制御用コンピュータ61に、光源制御インターフェース61dを介して接続されている。そして、紫外光レーザ光源36の駆動源には、制御用コンピュータ61から光源制御インターフェース61dを介して制御信号が送られる。紫外光レーザ光源36の点灯/消灯は、この制御信号に基づいて行われる。
【0080】
なお、紫外光レーザ光源36には、波長が266nm程度の紫外光レーザを出射するものを用いることが好ましい。波長が266nm程度の紫外光レーザは、YAGレーザの4倍波として得られる。また、レーザ光源としては、発振波長が166nm程度のものも開発されており、そのようなレーザ光源を上記紫外光レーザ光源36として用いてもよい。
【0081】
紫外光にて半導体ウェハの画像を撮像する際は、紫外光レーザ光源36を点灯させ、この紫外光レーザ光源36からの紫外光を、紫外光用光学系37及び紫外光用対物レンズ38を介して半導体ウェハにあてて、半導体ウェハを照明する。そして、紫外光により照明された半導体ウェハの像を紫外光用対物レンズ38により拡大し、その拡大像を紫外光用CCDカメラ31により撮像する。
【0082】
ここで、紫外光用CCDカメラ31は、外部ユニット50に配された画像処理用コンピュータ60に、画像取込インターフェース60cを介して接続されている。そして、紫外光用CCDカメラ31により撮像された半導体ウェハの画像は、画像取込インターフェース60cを介して画像処理用コンピュータ60に取り込まれる。
【0083】
また、上述のように紫外光にて半導体ウェハの画像を撮像する際は、紫外光用オートフォーカス制御部39により、自動焦点位置合わせを行う。すなわち、紫外光用オートフォーカス制御部39により、紫外光用対物レンズ38と半導体ウェハの間隔が紫外光用対物レンズ38の焦点距離に一致しているか否かを検出し、一致していない場合には、紫外光用対物レンズ38又はZステージ18を動かして、半導体ウェハの検査対象面が紫外光用対物レンズ38の焦点面に一致するようにする。
【0084】
ここで、紫外光用オートフォーカス制御部39は、外部ユニット50に配された制御用コンピュータ61に、オートフォーカス制御インターフェース61eを介して接続されている。そして、紫外光用オートフォーカス制御部39には、制御用コンピュータ61からオートフォーカス制御インターフェース61eを介して制御信号が送られる。紫外光用オートフォーカス制御部39による紫外光用対物レンズ38の自動焦点位置合わせは、この制御信号に基づいて行われる。
【0085】
また、クリーンエアユニット4には、上述したように、2つの送風機5a,5bが設けられている。これらの送風機5a,5bは、外部ユニット50に配された制御用コンピュータ61に、風量制御インターフェース61fを介して接続されている。そして、クリーンエアユニット4の送風機5a,5bには、制御用コンピュータ61から風量制御インターフェース61fを介して、制御信号が送られる。送風機5a,5bの回転数の制御やオン/オフの切り替え等は、この制御信号に基づいて行われる。
【0086】
次に、上記検査装置1の光学ユニット21の光学系について、図5を参照して更に詳細に説明する。なお、ここでは、オートフォーカス制御部35,39についての説明は省略し、検査対象の半導体ウェハを照明する光学系と、検査対象の半導体ウェハを撮像する光学系とについて説明する。
【0087】
図5に示すように、光学ユニット21は、可視光にて半導体ウェハの画像を撮像するための光学系として、ハロゲンランプ32と、可視光用光学系33と、可視光用対物レンズ34とを備えている。
【0088】
ハロゲンランプ32からの可視光は、光ファイバ40によって可視光用光学系33へと導かれる。可視光用光学系33へと導かれた可視光は、先ず、2つのレンズ41,42を透過してハーフミラー43に入射する。そして、ハーフミラー43に入射した可視光は、ハーフミラー43によって可視光用対物レンズ34へ向けて反射され、可視光用対物レンズ34を介して半導体ウェハに入射する。これにより、半導体ウェハが可視光により照明される。
【0089】
そして、可視光により照明された半導体ウェハの像は、可視光用対物レンズ34により拡大され、ハーフミラー43及び撮像用レンズ44を透過して、可視光用CCDカメラ30により撮像される。すなわち、可視光により照明された半導体ウェハからの反射光が、可視光用対物レンズ34、ハーフミラー43及び撮像用レンズ44を介して可視光用CCDカメラ30に入射し、これにより、半導体ウェハの拡大像が可視光用CCDカメラ30によって撮像される。そして、可視光用CCDカメラ30によって撮像された半導体ウェハの画像(以下、可視画像と称する。)は、画像処理用コンピュータ60へと送られる。
【0090】
また、光学ユニット21は、紫外光にて半導体ウェハの画像を撮像するための光学系として、紫外光レーザ光源36と、紫外光用光学系37と、紫外光用対物レンズ38とを備えている。
【0091】
紫外光レーザ光源36からの紫外光は、光ファイバ45によって紫外光用光学系37へ導かれる。紫外光用光学系37へと導かれた紫外光は、先ず、2つのレンズ46,47を透過してハーフミラー48に入射する。そして、ハーフミラー48に入射した可視光は、ハーフミラー48によって紫外光用対物レンズ38へ向けて反射され、紫外光用対物レンズ38を介して半導体ウェハに入射する。これにより、半導体ウェハが紫外光により照明される。
【0092】
そして、紫外光により照明された半導体ウェハの像は、紫外光用対物レンズ38により拡大され、ハーフミラー48及び撮像用レンズ49を透過して、紫外光用CCDカメラ31により撮像される。すなわち、紫外光により照明された半導体ウェハからの反射光が、紫外光用対物レンズ38、ハーフミラー48及び撮像用レンズ49を介して紫外光用CCDカメラ31に入射し、これにより、半導体ウェハの拡大像が紫外光用CCDカメラ31によって撮像される。そして、紫外光用CCDカメラ31によって撮像された半導体ウェハの画像(以下、紫外画像と称する。)は、画像処理用コンピュータ60へと送られる。
【0093】
以上のような検査装置1では、可視光よりも短波長の光である紫外光により、半導体ウェハの画像を撮像して検査することができるので、可視光を用いて欠陥の検出や分類分けを行う場合に比べて、より微細な欠陥の検出や分類分けを行うことができる。
【0094】
しかも、上記検査装置1では、可視光用の光学系と紫外光用の光学系とを兼ね備えており、可視光を用いた低分解能での半導体ウェハの検査と、紫外光を用いた高分解能での半導体ウェハの検査との両方を行うことができる。したがって、上記検査装置1では、可視光を用いた低分解能での半導体ウェハの検査により、大きい欠陥の検出や分類分けを行い、且つ、紫外光を用いた高分解能での半導体ウェハの検査により、小さい欠陥の検出や分類分けを行うといったことも可能である。
【0095】
なお、上記検査装置1において、紫外光用対物レンズ38の開口数NAは、大きい方が好ましく、例えば0.9以上とする。このように、紫外光用対物レンズ38として、開口数NAの大きなレンズを用いることで、より微細な欠陥の検出が可能となる。
【0096】
ところで、半導体ウェハの欠陥が、引っ掻き傷のように色情報が無く凹凸だけからなる場合、可干渉性を持たない光では、その欠陥を見ることは殆どできない。これに対して、レーザ光のように可干渉性に優れた光を用いた場合には、引っ掻き傷のように色情報が無く凹凸だけからなる欠陥であっても、凹凸の段差近辺で光が干渉することにより、当該欠陥をはっきりと見ることができる。そして、上記検査装置1では、紫外光の光源として紫外域のレーザ光を出射する紫外光レーザ光源36を用いている。したがって、上記検査装置1では、引っ掻き傷のように色情報が無く凹凸だけからなる欠陥であっても、当該欠陥をはっきりと検出することができる。すなわち、上記検査装置1では、ハロゲンランプ32からの可視光(インコヒーレント光)では検出が困難な位相情報を、紫外光レーザ光源36からの紫外光レーザ(コヒーレント光)を用いて、容易に検出することができる。
【0097】
次に、上記検査装置1で半導体ウェハを検査するときの手順の一例を、図6のフローチャートを参照して説明する。なお、図6のフローチャートでは、検査対象の半導体ウェハが検査用ステージ14に設置された状態以降の処理の手順を示している。また、図6に示すフローチャートは、半導体ウェハ上の欠陥の位置が予め分かっている場合に、その欠陥を上記検査装置1により検査して分類分けを行うときの手順の一例を示している。また、ここでは、半導体ウェハ上に同様なデバイスパターンが多数形成されているものとし、欠陥の検出や分類分けは、欠陥がある領域の画像(欠陥画像)と、その他の領域の画像(参照画像)とを撮像し、それらを比較することで行うものとする。
【0098】
先ず、ステップS1−1に示すように、制御用コンピュータ61に欠陥位置座標ファイルを読み込む。ここで、欠陥位置座標ファイルは、半導体ウェハ上の欠陥の位置に関する情報が記述されたファイルであり、欠陥検出装置等により、半導体ウェハ上の欠陥の位置を予め計測して作成しておく。そして、ここでは、その欠陥位置座標ファイルを制御用コンピュータ61に読み込む。
【0099】
次に、ステップS1−2において、制御用コンピュータ61によりXステージ15及びYステージ16を駆動させ、欠陥位置座標ファイルが示す欠陥位置座標へ半導体ウェハを移動させ、半導体ウェハの検査対象領域が可視光用対物レンズ34の視野内に入るようにする。
【0100】
次に、ステップS1−3において、制御用コンピュータ61により可視光用オートフォーカス制御部35を駆動させ、可視光用対物レンズ34の自動焦点位置合わせを行う。
【0101】
次に、ステップS1−4において、可視光用CCDカメラ30により半導体ウェハの画像を撮像し、撮像した可視画像を画像処理用コンピュータ60に送る。なお、ここで撮像される可視画像は、欠陥位置座標ファイルが示す欠陥位置座標における画像、すなわち、欠陥があるとされる領域の画像(以下、欠陥画像と称する。)である。
【0102】
次に、ステップS1−5において、制御用コンピュータ61によりXステージ15及びYステージ16を駆動させ、参照位置座標へ半導体ウェハを移動させて、半導体ウェハの参照領域が可視光用対物レンズ34の視野内に入るようにする。ここで、参照領域は、半導体ウェハの検査対象領域以外の領域であって、半導体ウェハの検査対象領域におけるデバイスパターンと同様なデバイスパターンが形成されている領域である。
【0103】
次に、ステップS1−6において、制御用コンピュータ61により可視光用オートフォーカス制御部35を駆動させ、可視光用対物レンズ34の自動焦点位置合わせを行う。
【0104】
次に、ステップS1−7において、可視光用CCDカメラ30により半導体ウェハの画像を撮像し、撮像した可視画像を画像処理用コンピュータ60に送る。なお、ここで撮像される可視画像は、半導体ウェハの検査対象領域におけるデバイスパターンと同様なデバイスパターンが形成されている領域の画像(以下、参照画像と称する。)である。
【0105】
次に、ステップS1−8において、画像処理用コンピュータ60により、ステップS1−4で取り込んだ欠陥画像と、ステップS1−7で取り込んだ参照画像とを比較し、欠陥画像から欠陥を検出する。そして、欠陥が検出できた場合には、ステップS1−9へ進み、欠陥が検出できなかった場合には、ステップS1−11へ進む。
【0106】
ステップS1−9では、画像処理用コンピュータ60により、検出された欠陥が何であるかを調べて分類分けを行う。そして、欠陥の分類分けができた場合には、ステップS1−10へ進み、欠陥の分類分けができなかった場合には、ステップS1−11へ進む。
【0107】
ステップS1−10では、欠陥の分類結果を保存する。ここで、欠陥の分類結果は、例えば、画像処理用コンピュータ60や制御用コンピュータ61に接続された記憶装置に保存する。なお、欠陥の分類結果は、画像処理用コンピュータ60や制御用コンピュータ61にネットワークを介して接続された他のコンピュータに転送して保存するようにしてもよい。
【0108】
ステップS1−10での処理が完了したら、半導体ウェハの欠陥の分類分けが完了したこととなるので、これで処理を終了する。ただし、半導体ウェハ上に複数の欠陥がある場合には、ステップS1−2へ戻って、他の欠陥の検出及び分類分けを行うようにしてもよい。
【0109】
一方、ステップS1−8で欠陥検出ができなかった場合や、ステップS1−9で欠陥の分類分けができなかった場合には、ステップS1−11以降へ進み、紫外光を用いて高分解能での撮像を行って欠陥の検出や分類分けを行う。
【0110】
その場合は、先ず、ステップS1−11において、制御用コンピュータ61によりXステージ15及びYステージ16を駆動させ、欠陥位置座標ファイルが示す欠陥位置座標へ半導体ウェハを移動させて、半導体ウェハの検査対象領域が紫外光用対物レンズ38の視野内に入るようにする。
【0111】
次に、ステップS1−12において、制御用コンピュータ61により紫外光用オートフォーカス制御部39を駆動させ、紫外光用対物レンズ38の自動焦点位置合わせを行う。
【0112】
次に、ステップS1−13において、紫外光用CCDカメラ31により半導体ウェハの画像を撮像し、撮像した紫外画像を画像処理用コンピュータ60に送る。なお、ここで撮像される紫外画像は、欠陥位置座標ファイルが示す欠陥位置座標における画像、すなわち欠陥画像である。また、ここでの欠陥画像の撮像は、可視光よりも短波長の光である紫外光を用いて、可視光を用いた場合の撮像よりも高分解能にて行う。
【0113】
次に、ステップS1−14において、制御用コンピュータ61によりXステージ15及びYステージ16を駆動させ、参照位置座標へ半導体ウェハを移動させて、半導体ウェハの参照領域が紫外光用対物レンズ38の視野内に入るようにする。ここで、参照領域は、半導体ウェハの検査対象領域以外の領域であって、半導体ウェハの検査対象領域におけるデバイスパターンと同様なデバイスパターンが形成されている領域である。
【0114】
次に、ステップS1−15において、制御用コンピュータ61により紫外光用オートフォーカス制御部39を駆動させ、紫外光用対物レンズ38の自動焦点位置合わせを行う。
【0115】
次に、ステップS1−16において、紫外光用CCDカメラ31により半導体ウェハの画像を撮像し、撮像した紫外画像を画像処理用コンピュータ60に送る。なお、ここで撮像される紫外画像は、半導体ウェハの検査対象領域におけるデバイスパターンと同様なデバイスパターンが形成されている領域の画像、すなわち参照画像である。また、ここでの参照画像の撮像は、可視光よりも短波長の光である紫外光を用いて、可視光を用いた場合よりも高分解能にて行う。
【0116】
次に、ステップS1−17において、画像処理用コンピュータ60により、ステップS1−13で取り込んだ欠陥画像と、ステップS1−16で取り込んだ参照画像とを比較し、欠陥画像から欠陥を検出する。そして、欠陥が検出できた場合には、ステップS1−18へ進み、欠陥が検出できなかった場合には、ステップS1−19へ進む。
【0117】
ステップS1−18では、画像処理用コンピュータ60により、検出された欠陥が何であるかを調べて分類分けを行う。そして、欠陥の分類分けができた場合には、ステップS1−10へ進み、上述したように、欠陥の分類結果を保存する。一方、欠陥の分類分けができなかった場合には、ステップS1−19へ進む。
【0118】
ステップS1−19では、欠陥の分類分けができなかったことを示す情報を保存する。ここで、欠陥の分類分けができなかったことを示す情報は、例えば、画像処理用コンピュータ60や制御用コンピュータ61に接続された記憶装置に保存する。なお、この情報は、画像処理用コンピュータ60や制御用コンピュータ61にネットワークを介して接続された他のコンピュータに転送して保存するようにしてもよい。
【0119】
以上のような手順により、先ず、可視光用CCDカメラ30により撮像された画像を処理して解析することで低分解能にて半導体ウェハの検査を行い、可視光での欠陥の検出や分類分けができなかった場合に、次に、紫外光用CCDカメラ31により撮像された画像を処理して解析することで高分解能にて半導体ウェハの検査を行う。
【0120】
ここで、CCDカメラ30,31によって撮像された参照画像及び欠陥画像から欠陥を検出する手法について、図7を参照して説明する。
【0121】
図7(a)は、検査対象領域におけるデバイスパターンと同様なデバイスパターンが形成されている参照領域の画像、すなわち参照画像の一例を示している。また、図7(b)は、欠陥があるとされる検査対象領域の画像、すなわち欠陥画像の一例を示している。
【0122】
このような参照画像及び欠陥画像から欠陥を検出する際は、参照画像から色情報や濃淡情報などに基づいて、図7(c)に示すようにデバイスパターンを抽出する。また、参照画像と欠陥画像から差の画像を求め、差の大きな部分を図7(d)に示すように欠陥として抽出する。
【0123】
そして、図7(e)に示すように、図7(c)に示したデバイスパターン抽出結果の画像と、図7(d)に示した欠陥抽出結果の画像とを重ね合わせた画像を得て、欠陥がデバイスパターンに存在する割合などを、欠陥に関する特徴量として抽出する。
【0124】
以上のような手法により、CCDカメラ30,31によって撮像された参照画像及び欠陥画像を画像処理用コンピュータ60で処理し解析することで欠陥を検出し、半導体ウェハの検査を行うことができる。
【0125】
検査装置1は、上述したように、先ず、可視光用CCDカメラ30により撮像された画像を処理して解析することで低分解能にて半導体ウェハの検査を行い、可視光での欠陥の検出や分類分けができなかった場合に、次に、紫外光用CCDカメラ31により撮像された画像を処理して解析することで高分解能にて半導体ウェハの検査を行うようにしているので、可視光だけを用いて欠陥の検出や分類分けを行う場合に比べて、より微細な欠陥の検出や分類分けを行うことができる。
【0126】
ただし、可視光を用いて低分解能にて撮像した方が、一度に撮像できる領域が広いので、欠陥が十分に大きい場合には、可視光を用いて低分解能にて半導体ウェハの検査を行った方が効率が良い。したがって、最初から紫外光を用いて欠陥の検査や分類分けを行うのではなく、上述のように、最初に可視光を用いて欠陥の検査や分類分けを行うようにすることで、より効率良く半導体ウェハの検査を行うことができる。
【0127】
ところで、この検査装置1では、上述したように、互いに直交する方向に移動するXステージ15とYステージ16とにより、被検査物となる半導体ウェハを水平方向に移動させ、検査対象のデバイスパターンを所定の検査位置へと導くようにしている。
【0128】
ここで、Xステージ15及びYステージ16を装置本体10の上側から模式的に見た平面図を図8に示す。
【0129】
Xステージ15及びYステージ16には、図8に示すように、これらXステージ15及びYステージ16を互いに直交する方向に移動操作するためのXステージ移動手段及びYステージ移動手段が設けられており、半導体ウェハ70が所定の位置へと移動されるようになされている。
【0130】
詳述すると、Xステージ15は、図8及び図9に示すように、Xステージ移動手段として、除振台13の石定盤13a上に配設された一対の第1のレール機構71,72と、これら一対の第1のレール機構71,72の間に並設された第1の駆動機構73とを備えている。なお、図9は、装置本体10を図8中矢印A1方向から模式的に見た要部側面図である。
【0131】
一対の第1のレール機構71,72は、図9に示すように、Xステージ15を支持しながら、図8中矢印C方向にスライドさせるためのものであり、石定盤13a上に支持された第1のレール部71a,72aと、Xステージ15側に固定された第1のスライダ部71b,72bとが互いに係合しながらスライドする構成とされている。
【0132】
一方、第1の駆動機構73は、第1のレール機構71,72により支持されたXステージ15を駆動操作するためのものであり、Xステージ15の下方に位置して、このXステージ15の下面に取り付けられた第1のボールねじ74と、この第1のボールねじ74と螺合すると共に、一対の第1の軸受部75a,75bにより回転自在に支持された第1の駆動軸76と、この第1の駆動軸76の一方端部に第1のカップリング77を介して連結された第1のサーボモータ78とを備えている。
【0133】
第1のボールねじ74は、Xステージ15の下面に、図8中矢印C方向の両端部に位置して取り付けられている。この第1のボールねじ74は、第1の駆動軸76とボールを介して螺合されるものであり、第1の駆動軸76が回転駆動されると、この第1の駆動軸76の軸方向(図8中矢印C方向)に沿って移動する構成とされる。
【0134】
一方、第1の駆動軸76は、その両端部が一対の第1の軸受部75a,75bにより回転自在に支持されると共に、この一対の第1の軸受部75a,75bの間を第1のボールねじ74が螺合しながら移動する構成とされる。なお、一対の第1の軸受部75a,75bは、例えば、一方端部側に設けられた第1の軸受部75aをアンギュラベアリングとし、他方端部側に設けられた第1の軸受部75bをラジアルベアリングとしている。
【0135】
第1のサーボモータ78は、第1の駆動軸76を回転駆動させるものであり、第1の駆動軸76の第1の軸受部75a側端部に第1のカップリング77を介して連結されている。また、第1のサーボモータ78は、上述したステージ制御インターフェース61cと接続されており、このステージ制御インターフェース61cからの制御信号に基づいて作動することになる。
【0136】
この第1の駆動機構73では、第1のサーボモータ78が第1の駆動軸76を回転駆動させると、第1のボールねじ74が第1の駆動軸76の軸方向(図8中矢印C方向)に沿って移動する。そして、この第1のボールねじ74に取り付けられたXステージ15が、第1のレール機構71,72に支持されながら、図8中矢印C方向に水平移動することになる。
【0137】
同様に、Yステージ16は、図8及び図10に示すように、Yステージ移動手段として、Xステージ15上に配設された一対の第2のレール機構79,80と、これら一対の第2のレール機構79,80の間に並設された第2の駆動機構81とを備えている。なお、図10は、装置本体10を図8中矢印A2方向から模式的に見た要部側面図である。
【0138】
一対の第2のレール機構79,80は、図10に示すように、Yステージ16を支持しながら、図8中矢印D方向にスライドさせるためのものであり、Xステージ15上に支持された第2のレール部79a,80aと、Yステージ16側に固定された第2のスライダ部79b,80bとが互いに係合しながらスライドする構成とされている。
【0139】
一方、第2の駆動機構81は、第2のレール機構79,80により支持されたYステージ16を駆動操作するためのものであり、Yステージ16の下方に位置して、このYステージ16の下面に取り付けられた第2のボールねじ82と、この第1のボールねじ82と螺合すると共に、一対の第2の軸受部83a,83bにより回転自在に支持された第2の駆動軸84と、この第2の駆動軸84の一方端部に第2のカップリング85を介して連結された第2のサーボモータ86とを備えている。
【0140】
第2のボールねじ82は、Yステージ16の下面に、図8中矢印D方向の両端部に位置して取り付けられている。この第2のボールねじ82は、第2の駆動軸82とボールを介して螺合されるものであり、第2の駆動軸84が回転駆動されると、この駆動軸84の軸方向(図8中矢印D方向)に沿って移動する構成とされる。
【0141】
一方、第2の駆動軸84は、その両端部が一対の第2の軸受部83a,83bにより回転自在に支持されると共に、この一対の第2の軸受部83a,83bの間を第2のボールねじ82が螺合しながら移動する構成とされる。なお、一対の第2の軸受部83a,83bは、例えば、一方端部側に設けられた第2の軸受部83aをアンギュラベアリングとし、他方端部側に設けられた第2の軸受部83bをラジアルベアリングとしている。
【0142】
第2のサーボモータ86は、第2の駆動軸84を回転駆動させるものであり、第2の駆動軸84の第2の軸受部83a側端部にカップリング85を介して連結されている。また、第2のサーボモータ86は、上述したステージ制御インターフェース61cと接続されており、このステージ制御インターフェース61cからの制御信号に基づいて作動することになる。
【0143】
この第2の駆動機構81では、第2のサーボモータ86が第2の駆動軸84を回転駆動させると、第2のボールねじ82が第2の駆動軸84の軸方向(図8中矢印D方向)に沿って移動する。そして、この第2のボールねじ82に取り付けられたYステージ16が、第2のレール機構79,80に支持されながら、図8中矢印D方向に水平移動することになる。
【0144】
ここで、Xステージ15及びYステージ16は、上述したように、外部ユニット50に配された制御用コンピュータ61に、ステージ制御インターフェース61cを介して接続されている。そして、Xステージ15及びYステージ16には、制御用コンピュータ61からステージ制御インターフェース61cを介して、制御信号が送られる。そして、Xステージ15及びYステージ16は、この制御信号に基づいて、半導体ウェハを所定の検査位置へと導いている。
【0145】
具体的には、ステージ制御インターフェース61cからの制御信号に基づいて、Xステージ15の第1の駆動機構73及びYステージ16の第2の駆動機構81を駆動操作することにより、第1のレール機構71,72及び第2のレール機構79,80により支持されたXステージ15及びYステージ16を所定の位置へと移動操作している。
【0146】
ところで、Xステージ15及びYステージ16では、半導体ウェハ70を所定の検査位置へと導くために、このXステージ15及びYステージ16の位置検出を行いながら、この検出された信号に基づいて、Xステージ15及びYステージ16を所定の位置へと移動させる、いわゆる位置決めサーボを行っている。
【0147】
しかしながら、従来の検査装置では、このような位置決めサーボを行った場合に、Xステージ15及びYステージ16を所定の位置に正確に位置決めさせることができず、検査能力の大幅な低下を招いてしまうことがあった。
【0148】
そこで、この検査装置1では、Xステージ15の第1の駆動軸76及びYステージ16の第2の駆動軸84に対して摺動抵抗を付加し、この第1の駆動機構73及び第2の駆動軸84に付加する摺動抵抗を調節することにより、Xステージ15及びYステージ16が所定の位置に正確に位置決めされるようになされている。
【0149】
詳述すると、この検査装置1には、図8乃至図10に示すように、第1の駆動軸76の第1の軸受部75b側端部に、この第1の駆動軸76に対して摺接抵抗を調節自在に付加する第1の摺接抵抗付加手段87と、第2の駆動軸84の第2の軸受部83b側端部に、この第2の駆動軸84に対して摺接抵抗を調節自在に付加する第2の摺接抵抗付加手段88とが設けられている。
【0150】
なお、以下の説明において、第1の摺接抵抗付加手段87及び第2の摺接抵抗付加手段88は、同様な構成であることから、第1の摺接抵抗付加手段87及び第2の摺接抵抗付加手段88を摺接抵抗付加手段90とし、第1の駆動軸76及び第2の駆動軸84を駆動軸91として説明するものとする。
【0151】
この摺接抵抗付加手段90は、図11に示すように、駆動軸91の外周面に摺接する摺接部材92と、この摺接部材92の駆動軸91の外周面に対する接触圧を調節する調節機構93と、この摺接部材92を支持する支持部材94とを備えている。
【0152】
摺接部材92は、駆動軸91の外周面と略全周に亘って摺接する摺接面部95と、この摺接面部95の一部を切り欠いて設けられた開口部96と、この摺接面部95の全周を所定の間隔で分断する複数の溝部97a,97bとを有する弾性部材からなる。この摺接部材92の材料としては、弾性を有すると共に、摩耗が少ない、切り粉が発生しにくい、安定した摩擦抵抗が得られるといった特性を有するものが好ましく、例えば、MCナイロン、POM等を挙げることができる。
【0153】
摺接面部95は、図12に示すように、摺接部材92を貫通する駆動軸91と摺接する面として、この摺接部材92を貫通する孔部98の周面の一部が駆動軸91側に突出形成されてなる。
【0154】
開口部96は、図11に示すように、摺接部材92の上面から摺接面部95に至るまで所定の幅で切り欠かれて形成されている。
【0155】
複数の溝部97a,97bは、摺接面部95を所定の間隔で分断することにより、この分断された摺接面部95が駆動軸91の外周面に均一に接触するようになされている。
【0156】
調節機構93は、図11及び図12に示すように、摺接部材92の開口部96により分割された上部が、両側面からバネ99を介して締結ボルト100により締結された構成とされる。
【0157】
この調節機構93では、バネ99が摺接部材92を押圧しており、締結ボルト100の調節ナット100aの締め込みを調節することにより、このバネ99の摺接部材92に対する押圧を変化させて、摺接部材92の開口部96の幅を変化させることができる。そして、摺接部材92では、開口部96の幅が変化することにより、摺接面部95の駆動軸91の外周面に対する接触圧を変化させることができる。したがって、この摺接抵抗付加手段90では、調節機構93により、摺接部材92の駆動軸91の外周面に対する接触圧を調節自在とすることができる。
【0158】
支持部材94は、長尺状の部材からなり、その略中央部に摺接部材92がねじ101により取り付けられている。そして、支持部材94は、この摺接部材92を支持しながら、その両端部がボルト102により石定盤13a又はXステージ15上に固定されている。
【0159】
以上のように構成される摺接抵抗付加手段90は、Xステージ15及びYステージ16を所定の位置へと移動操作させる際に、回転駆動される駆動軸91の外周面に対して、摺接部材92の摺接面部95が摺接しながら摺接抵抗を付加する。
【0160】
これにより、検査装置1では、Xステージ15及びYステージ16を所定の位置に正確に位置決めすることができる。
【0161】
ここで、このような摺接抵抗付加手段90が設けられた検査装置1と、従来のように摺接抵抗付加手段90が設けられていない検査装置との位置決めサーボについての測定を行った。以下、この測定結果を図13及び図14に示す。なお、図13及び図14において、横軸は、経過時間を示しており、縦軸は、検査ステージ14の移動量を示している。
【0162】
図13に示すように、従来の検査装置では、検査用ステージ14に微振動が発生してしまい、この検査用ステージ14が正確に位置決めされていないのがわかる。それに対して、この検査装置1では、図14に示すように、検査用ステージ14の移動がなく、この検査用ステージ14が正確に位置決めされているのがわかる。このように、検査装置1では、被検査物となる半導体ウェハ70が載置された検査用ステージ14を所定の位置に正確に位置決めすることができる。
【0163】
また、摺接抵抗付加手段90は、調節機構93により摺接部材92の駆動軸91の外周面に対する接触圧を任意に調節することができ、この駆動軸91に付加する摺接抵抗の調整を容易に行うことができる。
【0164】
したがって、この検査装置1では、Xステージ15及びYステージ16を所定の位置へと移動操作させる際に、回転駆動される駆動軸91に対して摺接部材92が摺接抵抗を付加し、この駆動軸91に付加する摺動抵抗を調節機構93により調節することで、半導体ウェハ70が載置された検査用ステージ14を所定の位置に正確に位置決めすることができ、検査能力の大幅な向上を図ることができる。
【0165】
特に、この検査装置1では、紫外光を用いた高分解能での半導体ウェハ70の検査を行うことから、このような摺接抵抗付加手段90を駆動軸91に設けることは、検査用ステージ14の正確な位置決めを行う際に大変有効である。
【0166】
また、上記検査装置1では、図15に示すように、摺接抵抗付加手段90により発生した摩擦熱を発散されるための放熱手段として、放熱フィン103が設けられた構成としてもよい。この放熱フィン103は、摺接部材92を挟み込む位置に、駆動軸91の外周面を覆うようにして設けられている。これにより、摺接部材92は、摺接面部95が駆動軸91と摺接することにより発生する摩擦熱を効率よく放熱することができ、この摩擦熱による摺接面部95の摺接抵抗が大きく変化してしまうのを防ぐことができる。したがって、この検査装置1では、駆動軸91に対して安定した摺接抵抗を付加することができる。
【0167】
また、摺接抵抗付加手段90において、調節機構93は、上述した構成に必ずしも限定されるものでなく、例えば、バネ99の代わりに、エアシリンダを設けて、空気圧により摺接部材92の開口部96の幅を変化させて、この摺接部材92の駆動軸91の外周面に対する接触圧を調節する構成としてもよい。
【0168】
また、摺接抵抗付加手段90では、調節機構93にアクチュエータを設けて、摺接部材92の駆動軸91の外周面に対する接触圧の調整を制御するような構成としてもよい。これにより、駆動軸91の駆動時には、位置決めサーボを行う前まで駆動軸91に対して摺接抵抗を無付加としたり、駆動軸91の停止時には、この駆動軸91に対して摺接抵抗を強固に付加するといった切替操作を行うことが可能となる。
【0169】
なお、以上の説明では、本発明を適用した検査装置1を、半導体ウェハの欠陥が何であるかを調べるために用いるものとしてきた。しかし、本発明に係る検査装置1の用途は、半導体ウェハの欠陥識別以外の用途にも使用可能である。すなわち、本発明に係る検査装置1は、例えば、半導体ウェハ上に形成したデバイスパターンが、所望するパターン通りに適切な形状に形成されているか否かを検査するのに用いることもできる。更に、本発明に係る検査装置1の用途は、半導体ウェハの検査に限定されるものでもなく、本発明に係る検査装置1は、微細パターンの検査に対して広く適用可能であり、例えば、微細なパターンが形成されたフラットパネルディスプレイの検査などにも有効である。
【0170】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る検査装置では、ステージの駆動軸に対して摺動抵抗を付加し、この駆動軸に付加する摺動抵抗を調節することによって、被検査物が載置されたステージを所定の検査対象位置に正確に位置決めすることができ、検査能力の大幅な向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を適用した検査装置の外観を示す斜視図である。
【図2】 上記検査装置のクリーンボックスの内部に配設された装置本体を図1中矢印A1方向から見た様子を示す図である。
【図3】 上記検査装置の装置本体を模式的に示す平面図である。
【図4】 上記検査装置の一構成例を示すブロック図である。
【図5】 上記検査装置の光学ユニットの光学系の一構成例を示す図である。
【図6】 上記検査装置で半導体ウェハの検査を行うときの手順の一例を示すフローチャートである。
【図7】 参照画像と欠陥画像とから欠陥を検出する手法を説明するための図である。
【図8】 上記検査装置のXステージ及びYステージを装置本体の上側から模式的に見た平面図である。
【図9】 上記検査装置の装置本体を図8中矢印A1方向から模式的に見た要部側面図である。
【図10】 上記検査装置の装置本体を図8中矢印A2方向から模式的に見た要部側面図である。
【図11】 摺接抵抗付加手段の構成を示す図である。
【図12】 摺接部材の構成を示す断面図である。
【図13】 上記検査装置の位置決めサーボについての測定を行った結果を示す特性図である。
【図14】 従来の検査装置の位置決めサーボについての測定を行った結果を示す特性図である。
【図15】 摺接抵抗付加手段に放熱フィンを設けた構成を示す平面図である。
【図16】 位置決めサーボについて説明するための図である。
【符号の説明】
1 検査装置、2 クリーンユニット、3 クリーンボックス、4 クリーンエアユニット、5a,5b 送風機、10 装置本体、14 検査用ステージ、21 光学ユニット、22 エレベータ、23 搬送用ロボット、24 プリアライナ、30 可視光用CCDカメラ、31 紫外光用CCDカメラ、32 ハロゲンランプ、33 可視光用光学系、34 可視光用対物レンズ、36 紫外光レーザ光源、37 紫外光用光学系、38 紫外光用対物レンズ、50 外部ユニット、52,53 表示装置、54 入力装置、60 画像処理用コンピュータ、61 制御用コンピュータ、70 半導体ウェハ、71,72 第1のレール機構、73 第1の駆動機構、74 第1のボールねじ、76 第1の駆動軸、78 第1のサーボモータ、79,80 第2のレール機構、81 第2の駆動機構、82 第2のボールねじ、84 第2の駆動軸、86 第2のサーボモータ、87 第1の摺接抵抗付加手段、88 第2の摺接抵抗付加手段、90 摺接抵抗付加手段、91 駆動軸、92 摺接部材、93 調節機構、94 支持部材、95 摺接面部、96 開口部、97a,97b 溝部、99 ばね、100 締結ボルト、100a 調節ナット、103 放熱フィン
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inspection apparatus used for inspecting a semiconductor wafer or the like on which a predetermined device pattern is formed.
[0002]
[Prior art]
A semiconductor device is manufactured by forming a fine device pattern on a semiconductor wafer. When such a device pattern is formed, dust or the like may adhere to the semiconductor wafer or may be damaged. A semiconductor device in which such a defect has occurred becomes a defective device and reduces the yield.
[0003]
Therefore, in order to stabilize the yield of the production line at a high level, it is necessary to detect defects caused by dust or scratches at an early stage, identify the cause, and take effective measures for the production equipment and production process. preferable.
[0004]
Therefore, when a defect is found, an inspection apparatus is used to investigate what the defect is and classify it to identify the facility or process that caused the defect. Here, the inspection apparatus that examines what the defect is is like an optical microscope, and the defect is magnified to identify what the defect is.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in an inspection apparatus that performs such an inspection, a semiconductor wafer on which a predetermined device pattern is formed is placed on a stage, and the stage on which the semiconductor wafer is placed is moved to operate the semiconductor wafer. To the inspection target position.
[0006]
Further, in this inspection apparatus, in order to guide the semiconductor wafer to a predetermined inspection target position, while detecting the position of the stage on which the semiconductor wafer is placed, the stage is moved to a predetermined position based on the detected signal. A so-called positioning servo is performed to move to the inspection target position. In this positioning servo, as shown in FIG. 16, the stage is moved into the 0 count range where the predetermined inspection target position P is located, and then the servo loop is turned on within this 0 count range. The stage is guided to the inspection target position P.
[0007]
However, in the positioning servo, when the stage is located near the boundary with ± 1 count adjacent to 0 count, the servo gain is high. However, it may be accelerated to pass the inspection target position P and jump into the +1 count side on the opposite side. For this reason, in the inspection apparatus, the stage may stop at a position shifted by several counts from the inspection target position P, or the stage may be slightly vibrated without converging on the inspection target position P.
[0008]
Therefore, in the conventional inspection apparatus, the stage on which the semiconductor wafer is placed cannot be accurately positioned at a predetermined inspection target position, which may cause a significant decrease in inspection capability.
[0009]
In particular, the device pattern formed on the semiconductor wafer is miniaturized as the semiconductor device is highly integrated, and it has become increasingly difficult to accurately position the semiconductor wafer at a predetermined inspection target position. As shown in FIG. 16, the width of each count in the positioning servo is about 50 nm.
[0010]
Further, since the inspection apparatus inspects the semiconductor wafer on which such a fine device pattern is formed, even the slight vibration of the stage described above becomes a serious obstacle to the inspection.
[0011]
Therefore, the present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and when a stage on which an inspection object is placed is moved, the stage is accurately positioned at a predetermined inspection target position. An object of the present invention is to provide an inspection apparatus capable of performing the above.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor adds a sliding resistance to the drive shaft of the stage, and adjusts the sliding resistance applied to the drive shaft, thereby inspecting the object to be inspected. It has been found that the stage on which can be placed can be accurately positioned at a predetermined inspection target position.
[0013]
That is, the inspection apparatus according to the present invention has been created based on the above knowledge, and is controlled while controlling the stage on which the inspection object is placed and the stage on which the inspection object is placed. Stage moving means for moving to the position to be inspected, and sliding contact resistance adding means for adjusting the sliding contact resistance to the drive shaft of the stage moving means in an adjustable manner. A sliding contact member that is in sliding contact with the peripheral surface; and a sliding contact resistance adjusting unit that adjusts a contact pressure of the sliding contact member with respect to the peripheral surface of the drive shaft. MC nylon having a slidable contact surface portion that slidably covers, an opening provided by cutting out a part of the slidable contact surface portion, and a plurality of grooves that divide the entire circumference of the slidable contact surface portion at a predetermined interval Or the sliding contact resistance adjusting means is the width of the opening of the sliding contact member. By changing, it is characterized in adjusting the contact pressure against the peripheral surface of the drive shaft.
[0014]
In this inspection apparatus, since the sliding contact resistance adding means adds a predetermined sliding contact resistance to the drive shaft of the stage moving means, the stage moved by the stage moving means is accurately placed at a predetermined inspection target position. Can be positioned. Further, by making the sliding resistance added to the drive shaft adjustable, the sliding resistance added to the drive shaft can be easily adjusted.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0016]
The appearance of an inspection apparatus to which the present invention is applied is shown in FIG. This inspection apparatus 1 is for inspecting a semiconductor wafer on which a predetermined device pattern is formed, and when a defect is found in a device pattern formed on a semiconductor wafer, what is the defect? It classifies by examining.
[0017]
As shown in FIG. 1, the inspection apparatus 1 includes a clean unit 2 for keeping the environment for inspecting a semiconductor wafer clean. The clean unit 2 includes a clean box 3 formed by bending a stainless steel plate or the like into a hollow box shape, and a clean air unit 4 integrally provided on the upper portion of the clean box 3.
[0018]
The clean box 3 is provided with a window portion 3a at a predetermined location so that an inspector can visually recognize the inside of the clean box 3 from the window portion 3a.
[0019]
The clean air unit 4 is for supplying clean air into the clean box 3, and includes two blowers 5a and 5b respectively disposed at different positions on the upper portion of the clean box 3, and these blowers 5a and 5b. And an air filter (not shown) disposed between the clean box 3 and the clean box 3. The air filter is, for example, a high-performance air filter such as a HEPA filter (High Efficiency Particulate Air Filter) or a ULPA filter (Ultra Low Penetration Air Filter). The clean air unit 4 is configured to remove dust and the like in the air blown by the blowers 5a and 5b with a high-performance air filter and supply the clean box 3 as clean air.
[0020]
Moreover, in this clean unit 2, the air flow in the clean box 3 is controlled by individually controlling the air volume of clean air supplied from the clean air unit 4 into the clean box 3 for each of the two blowers 5a and 5b. It is possible to control appropriately. Here, an example in which the clean air unit 4 includes two blowers 5a and 5b will be described. However, the number of blowers may be determined in accordance with the size and shape of the clean box 3, and includes three or more blowers. It may be configured. In this case, in the inspection apparatus 1, the air volume of clean air supplied from the clean air unit 4 into the clean box 3 is individually controlled for each blower.
[0021]
The clean unit 2 has a structure in which the clean box 3 is supported on the floor board by the support legs 6 and the lower end thereof is opened. In the clean unit 2, the air supplied from the clean air unit 4 into the clean box 3 is mainly discharged from the lower end of the clean box 3 to the outside of the clean box 3. In addition, an opening region 3 b is provided at a predetermined location on the side surface of the clean box 3, and air supplied from the clean air unit 4 into the clean box 3 is provided on the side surface of the clean box 3. Also, the air is discharged from the open area 3b.
[0022]
As described above, the clean unit 2 constantly supplies clean air from the clean air unit 4 into the clean box 3 and discharges air circulated in the clean box 3 as an air current to the outside of the clean box 3. Let As a result, dust or the like generated in the clean box 3 is discharged to the outside of the clean box 3 together with this air, and the internal environment of the clean box 3 is kept at a very high cleanness of, for example, about class 1. . Further, in the clean box 3, the internal atmospheric pressure is always kept at a positive pressure in order to prevent air including dust from entering the inside from the outside.
[0023]
In this inspection apparatus 1, as shown in FIG. 2, an apparatus main body 10 is accommodated in a clean box 3, and a semiconductor in which a predetermined device pattern is formed by the apparatus main body 10 in the clean box 3. The wafer is inspected. Here, the semiconductor wafer to be inspected is transferred into a predetermined sealed container 7 and transferred to the inside of the clean box 3 through the container 7. 2 is a side view showing a state in which the apparatus main body 10 disposed inside the clean box 3 is viewed from the direction of the arrow A1 in FIG.
[0024]
The container 7 includes a bottom portion 7a, a cassette 7b fixed to the bottom portion 7a, and a cover 7c that is detachably engaged with the bottom portion 7a and covers the cassette 7b. The semiconductor wafers to be inspected are mounted on the cassette 7b so that a plurality of semiconductor wafers are overlapped with each other at a predetermined interval, and are sealed by the bottom 7a and the cover 7c.
[0025]
When inspecting a semiconductor wafer, first, the container 7 in which the semiconductor wafer is placed is installed in a container installation space 8 provided at a predetermined position of the clean box 3. The container installation space 8 is arranged such that the upper surface of a lift 22a of an elevator 22 to be described later faces the outside of the clean box 3, and the bottom 7a of the container 7 is positioned on the lift 22a of the elevator 22. As shown, it is installed in the container installation space 8.
[0026]
When the container 7 is installed in the container installation space 8, the engagement between the bottom 7a of the container 7 and the cover 7c is released. 2 is moved down in the direction of arrow B in FIG. 2, the bottom 7a and the cassette 7b of the container 7 are separated from the cover 7c and moved into the clean box 3. As a result, the semiconductor wafer that is the object to be inspected is transferred into the clean box 3 without being exposed to the outside air.
[0027]
When the semiconductor wafer is transferred into the clean box 3, a semiconductor robot to be inspected is taken out from the cassette 7b and inspected by a transfer robot 23 described later.
[0028]
As described above, since the inspection apparatus 1 inspects the semiconductor wafer inside the clean box 3 maintained at a high degree of cleanness, dust or the like adheres to the semiconductor wafer at the time of inspection. Inconveniences such as inhibition can be effectively avoided. In addition, the semiconductor wafer to be inspected is placed in a sealed container 7 and transported, and the semiconductor wafer is transferred into the clean box 3 through the container 7. If only the inside of the container 7 is kept clean enough, it is possible to effectively prevent dust and the like from adhering to the semiconductor wafer without increasing the cleanliness of the entire environment in which the inspection apparatus 1 is installed. .
[0029]
Thus, by increasing only the degree of cleanliness at a necessary place locally, it is possible to achieve a high degree of cleanness and to significantly reduce the cost for realizing a clean environment. As a mechanical interface between the sealed container 7 and the clean box 3, a so-called SMIF (standard mechanical interface) is suitable. In this case, a so-called SMIF-POD is used as the sealed container 7. .
[0030]
In addition, as shown in FIG. 1, the inspection apparatus 1 includes an external unit 50 in which a computer for operating the apparatus main body 10 is arranged. The external unit 50 is installed outside the clean box 3 and is supported on the floor board by support legs 51. In the external unit 50, a display device 52 for displaying an image obtained by imaging a semiconductor wafer, a display device 53 for displaying various conditions at the time of inspection, an instruction input to the device main body 10 and the like are performed. The input device 54 and the like are also arranged. An inspector who inspects the semiconductor wafer inputs necessary instructions from the input device 54 disposed in the external unit 50 while looking at the display devices 52 and 53 disposed in the external unit 50, and inspects the semiconductor wafer. I do.
[0031]
Next, the apparatus main body 10 disposed in the clean box 3 will be described in detail.
[0032]
The apparatus main body 10 includes a support base 11 as shown in FIG. The support base 11 is a base for supporting each mechanism of the apparatus main body 10. A support leg 12 is attached to the bottom of the support base 11, and each mechanism provided on the support base 11 and the support base 11 is supported on the floor plate independently of the clean box 3 by the support leg 12. It has a structure.
[0033]
An inspection stage 14 on which a semiconductor wafer to be inspected is placed is provided on the support table 11 via a vibration isolation table 13.
[0034]
The vibration isolation table 13 is for suppressing vibration from the floor, vibration generated when the inspection stage 14 is moved, and the stone surface plate 13a on which the inspection stage 14 is installed. And a plurality of movable legs 13b that support the surface plate 13a. When the vibration is generated, the vibration isolation table 13 detects the vibration to drive the movable leg 13b, and the vibration of the stone surface plate 13a and the inspection stage 14 installed on the stone surface plate 13a. Will be canceled promptly.
[0035]
Since this inspection apparatus 1 inspects a semiconductor wafer on which a fine device pattern is formed, even a slight vibration may be an obstacle to the inspection. In particular, since this inspection apparatus 1 performs inspection with high resolution using ultraviolet light, the influence of vibration is likely to appear greatly. Therefore, in this inspection apparatus 1, by installing the inspection stage 14 on the vibration isolation table 13, even if a slight vibration occurs in the inspection stage 14, this vibration is quickly canceled out and the vibration is reduced. By suppressing the influence, the inspection capability when performing inspection with high resolution using ultraviolet light is improved.
[0036]
In order to stably install the inspection stage 14 on the vibration isolation table 13, it is desirable that the center of gravity of the vibration isolation table 13 is at a position that is somewhat low. Therefore, in the inspection apparatus 1, a notch 13c is provided at the lower end of the stone surface plate 13a, and the movable leg 13b supports the stone surface plate 13a at the notch 13c so that the vibration isolation table 13 is provided. The center of gravity is lowered.
[0037]
Note that vibrations and the like generated when the inspection stage 14 is moved can be predicted to some extent in advance. If such vibration is predicted in advance and the vibration isolation table 13 is operated, vibration generated in the inspection stage 14 can be prevented in advance. Therefore, it is desirable that the inspection apparatus 1 operate the vibration isolation table 13 by predicting in advance vibrations or the like generated when the inspection stage 14 is moved.
[0038]
The inspection stage 14 is a stage for supporting a semiconductor wafer to be inspected. The inspection stage 14 has a function of supporting a semiconductor wafer to be inspected and moving the semiconductor wafer to a predetermined inspection target position.
[0039]
Specifically, the inspection stage 14 includes an X stage 15 installed on the vibration isolation table 13, a Y stage 16 installed on the X stage 15, and a θ stage 17 installed on the Y stage 16. , A Z stage 18 installed on the θ stage 17, and a suction plate 19 installed on the Z stage 18.
[0040]
The X stage 15 and the Y stage 16 are stages that move in the horizontal direction, and the X stage 15 and the Y stage 16 move the semiconductor wafers to be inspected in directions orthogonal to each other, thereby changing the device pattern to be inspected. It leads to a predetermined inspection position.
[0041]
The θ stage 17 is a so-called rotation stage and is for rotating the semiconductor wafer. When inspecting the semiconductor wafer, the semiconductor wafer is rotated by the θ stage 17 so that, for example, the device pattern on the semiconductor wafer is horizontal or vertical with respect to the screen.
[0042]
The Z stage 18 is a stage that moves in the vertical direction, and is for adjusting the height of the stage. During the inspection of the semiconductor wafer, the stage height is adjusted by the Z stage 18 so that the inspection surface of the semiconductor wafer has an appropriate height.
[0043]
The suction plate 19 is for sucking and fixing a semiconductor wafer to be inspected. During the inspection of the semiconductor wafer, the semiconductor wafer to be inspected is placed on the suction plate 19, and this suction plate 19 By adsorbing, unnecessary movement is suppressed.
[0044]
Also, the vibration isolation table 13 Above, an optical unit 21 supported by a support member 20 so as to be positioned on the inspection stage 14 is disposed. The optical unit 21 is for capturing an image of a semiconductor wafer during inspection of the semiconductor wafer. The optical unit 21 has a function of capturing an image of the semiconductor wafer to be inspected with low resolution using visible light, and an image of the semiconductor wafer to be inspected with high resolution using ultraviolet light. It has the function to perform.
[0045]
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, an elevator 22 is provided on the support base 11 to take out a cassette 7 b mounted with a semiconductor wafer to be inspected from the container 7 and move it into the clean box 3. ing. Further, as shown in FIG. 3, on the support base 11, a transfer robot 23 for transferring the semiconductor wafer, and centering and phase out before placing the semiconductor wafer on the inspection stage 14. A pre-aligner 24 is provided. FIG. 3 is a plan view schematically showing the apparatus main body 10 disposed in the clean box 3.
[0046]
The elevator 22 has a lifting platform 22a that is moved up and down. The container 7 is installed in the container installation space 8 of the clean box 3, and the engagement between the bottom 7a of the container 7 and the cover 7c is released. When the lifting platform 22a is lowered, the bottom 7a of the container 7 and the cassette 7b fixed thereto are moved into the clean box 3.
[0047]
The transfer robot 23 has an operation arm 23b provided with a suction mechanism 23a at the tip, and moves the operation arm 23b to suck the semiconductor wafer by the suction mechanism 23a provided at the tip. However, the semiconductor wafer is transported in the clean box 3.
[0048]
The pre-aligner 24 performs phase alignment and center alignment of the semiconductor wafer with reference to an orientation flat and a notch formed in advance on the semiconductor wafer. The inspection apparatus 1 improves the inspection efficiency by performing phase alignment and the like by the pre-aligner 24 before placing the semiconductor wafer on the inspection stage 14.
[0049]
When installing the semiconductor wafer on the inspection stage 14, first, the bottom portion 7 a and the cassette 7 b of the container 7 are moved into the clean box 3 by the elevator 22. Then, a semiconductor wafer to be inspected is selected from a plurality of semiconductor wafers mounted on the cassette 7b, and the selected semiconductor wafer is taken out from the cassette 7b by the transfer robot 23.
[0050]
The semiconductor wafer taken out from the cassette 7 b is transferred to the pre-aligner 24 by the transfer robot 23. The semiconductor wafer transferred to the pre-aligner 24 is phased and centered by the pre-aligner 24. Then, the phase-adjusted and center-adjusted semiconductor wafer is transferred to the inspection stage 14 by the transfer robot 23 and placed on the suction plate 19 for inspection.
[0051]
When the semiconductor wafer to be inspected is transferred to the inspection stage 14, the next semiconductor wafer to be inspected is taken out from the cassette 7 b by the transfer robot 23 and transferred to the pre-aligner 24. Then, while the semiconductor wafer previously transported to the inspection stage 14 is being inspected, the semiconductor wafer to be inspected next is phased out and centered out. Then, when the inspection of the semiconductor wafer previously transferred to the inspection stage 14 is completed, the semiconductor wafer to be inspected next is quickly transferred to the inspection stage 14.
[0052]
In the inspection apparatus 1, as described above, before the semiconductor wafer to be inspected is transferred to the inspection stage 14, the phase alignment and centering are performed in advance by the pre-aligner 24, so that the semiconductor wafer of the inspection stage 14 is aligned. The time required for positioning can be shortened. In the inspection apparatus 1, the semiconductor wafer to be inspected next is taken out from the cassette 7 b using the time during which the semiconductor wafer previously transferred to the inspection stage 14 is inspected, and the phase alignment by the pre-aligner 24 is performed. By performing the centering operation, the overall time can be shortened and the inspection can be performed efficiently.
[0053]
By the way, in this inspection apparatus 1, as shown in FIG. 3, the elevator 22, the transfer robot 23, and the pre-aligner 24 are installed on the support base 11 so as to be aligned on a straight line. The respective installation positions are determined such that the distance L1 between the elevator 22 and the transport robot 23 and the distance L2 between the transport robot 23 and the pre-aligner 24 are substantially equal. Further, the inspection stage 14 is arranged in a direction substantially orthogonal to the direction in which the elevator 22 and the pre-aligner 24 are arranged as viewed from the transfer robot 23.
[0054]
Since the inspection apparatus 1 is arranged as described above, the inspection apparatus 1 can quickly and accurately carry a semiconductor wafer as an inspection object.
[0055]
That is, in this inspection apparatus 1, since the distance L1 between the elevator 22 and the transfer robot 23 and the distance L2 between the transfer robot 23 and the pre-aligner 24 are substantially equal, the transfer robot 23 Operation arm The semiconductor wafer taken out from the cassette 7b can be transferred to the pre-aligner 24 without changing the length of 23b. Therefore, in this inspection apparatus 1, the transfer robot 23 is Operation arm Since an error or the like generated when the length of 23b is changed does not become a problem, the operation of transporting the semiconductor wafer to the pre-aligner 24 can be performed accurately. Further, since the elevator 22, the transfer robot 23 and the pre-aligner 24 are arranged in a straight line, the transfer robot 23 can transfer the semiconductor wafer taken out from the cassette 7b to the pre-aligner 24 only by a linear movement. it can . Therefore, in this inspection apparatus 1, the operation of transporting the semiconductor wafer to the pre-aligner 24 can be performed very accurately and quickly.
[0056]
Furthermore, in this inspection apparatus 1, since the inspection stage 14 is positioned in a direction substantially orthogonal to the direction in which the elevators 22 and the pre-aligner 24 are arranged as viewed from the transfer robot 23, the transfer robot The semiconductor wafer 23 can be transported to the inspection stage 14 by the 23 moving linearly. Therefore, in this inspection apparatus 1, the operation of transporting the semiconductor wafer to the inspection stage 14 can be performed very accurately and quickly. In particular, since the inspection apparatus 1 inspects a semiconductor wafer on which a fine device pattern is formed, it is necessary to carry and position the semiconductor wafer as an inspection object very accurately. Is very effective.
[0057]
In the inspection apparatus 1, tires 25 are provided at the bottoms of the clean box 3, the support 11 and the external unit 50, respectively. Thereby, in the inspection apparatus 1, the clean unit 2, the apparatus main body 10, and the external unit 50 can be easily moved. When the inspection apparatus 1 is fixed, as shown in FIGS. 1 and 2, the support legs 6, 12, 51 are put on the floor and the tire 25 is left floating.
[0058]
Next, the inspection apparatus 1 will be described in more detail with reference to the block diagram of FIG.
[0059]
As shown in FIG. 4, the external unit 50 of the inspection apparatus 1 has an image processing computer 60 to which a display device 52 and an input device 54a are connected, and a control computer 61 to which a display device 53 and an input device 54b are connected. And are arranged. In FIG. 1 described above, the input device 54 a connected to the image processing computer 60 and the input device 54 b connected to the control computer 61 are collectively shown as the input device 54.
[0060]
The image processing computer 60 is a computer that captures and processes an image of a semiconductor wafer taken by CCD (charge-coupled device) cameras 30 and 31 installed inside the optical unit 21 when inspecting the semiconductor wafer. . That is, the inspection apparatus 1 inspects a semiconductor wafer by processing and analyzing an image of the semiconductor wafer taken by the CCD cameras 30 and 31 installed inside the optical unit 21 by the image processing computer 60. Do.
[0061]
The input device 54a connected to the image processing computer 60 is for inputting instructions necessary for analyzing the images taken from the CCD cameras 30 and 31 to the image processing computer 60. For example, it consists of a pointing device such as a mouse, a keyboard, and the like. The display device 52 connected to the image processing computer 60 is for displaying analysis results of images taken from the CCD cameras 30 and 31, and is composed of, for example, a CRT display or a liquid crystal display.
[0062]
The control computer 61 is a computer for controlling the inspection stage 14, the elevator 22, the transfer robot 23 and the pre-aligner 24, each device inside the optical unit 21, and the like when inspecting a semiconductor wafer. That is, the inspection apparatus 1 controls the control computer so that when the semiconductor wafer is inspected, an image of the semiconductor wafer to be inspected is taken by the CCD cameras 30 and 31 installed in the optical unit 21. 61 controls the inspection stage 14, the elevator 22, the transfer robot 23 and the pre-aligner 24, and the devices inside the optical unit 21.
[0063]
Further, the control computer 61 has a function of controlling the blowers 5 a and 5 b of the clean air unit 4. That is, the inspection device 1 always supplies clean air into the clean box 3 when the semiconductor computer is inspected by controlling the blowers 5a and 5b of the clean air unit 4 by the control computer 61. Further, the airflow in the clean box 3 can be controlled.
[0064]
The input device 54b connected to the control computer 61 includes the inspection stage 14, the elevator 22, the transfer robot 23 and the pre-aligner 24, the devices inside the optical unit 21, and the blowers 5a and 5b of the clean air unit 4. Are input to the control computer 61, and include, for example, a pointing device such as a mouse, a keyboard, and the like. The display device 53 connected to the control computer 61 is for displaying various conditions at the time of inspecting the semiconductor wafer, and is composed of, for example, a CRT display or a liquid crystal display.
[0065]
The image processing computer 60 and the control computer 61 can exchange data with each other by a memory link mechanism. In other words, the image processing computer 60 and the control computer 61 are connected to each other via the memory link interfaces 60a and 61a provided in each, and the image processing computer 60 and the control computer 61 are mutually connected. Data exchange is possible.
[0066]
On the other hand, inside the clean box 3 of the inspection apparatus 1, as a mechanism for taking out the semiconductor wafer that has been carried in a sealed container 7 from the cassette 7b of the container 7 and placing it on the inspection stage 14, As described above, the elevator 22, the transfer robot 23, and the pre-aligner 24 are arranged. These are connected to a control computer 61 arranged in the external unit 50 via a robot control interface 61b. A control signal is sent from the control computer 61 to the elevator 22, the transport robot 23, and the pre-aligner 24 via the robot control interface 61b.
[0067]
That is, when the semiconductor wafer that has been carried in the sealed container 7 is taken out from the cassette 7b of the container 7 and placed on the inspection stage 14, the control computer 61 through the robot control interface 61b. Control signals are sent to the elevator 22, the transport robot 23, and the pre-aligner 24. Then, the elevator 22, the transfer robot 23, and the pre-aligner 24 operate based on this control signal. As described above, the semiconductor wafer that has been transferred into the sealed container 7 is transferred to the cassette 7b of the container 7. Take out from the pre-aligner 24 Phase out and center out are performed and placed on the inspection stage 14.
[0068]
In addition, a vibration isolation table 13 is disposed inside the clean box 3 of the inspection apparatus 1, and the X stage 15, the Y stage 16, the θ stage 17, and the Z stage are arranged on the vibration isolation table 13 as described above. An inspection stage 14 provided with 18 and a suction plate 19 is installed.
[0069]
Here, the X stage 15, the Y stage 16, the θ stage 17, the Z stage 18, and the suction plate 19 are connected to a control computer 61 disposed in the external unit 50 via a stage control interface 61c. A control signal is sent from the control computer 61 to the X stage 15, Y stage 16, θ stage 17, Z stage 18 and suction plate 19 via the stage control interface 61c.
[0070]
That is, when a semiconductor wafer is inspected, control signals are sent from the control computer 61 to the X stage 15, the Y stage 16, the θ stage 17, the Z stage 18, and the suction plate 19 via the stage control interface 61c. . The X stage 15, Y stage 16, θ stage 17, Z stage 18, and suction plate 19 operate based on this control signal, and the suction plate 19 sucks and fixes the semiconductor wafer to be inspected. The stage 15, the Y stage 16, the θ stage 17, and the Z stage 18 move the semiconductor wafer to a predetermined position, angle, and height.
[0071]
Also, the vibration isolation table 13 On the top, as described above, the optical unit 21 is also installed. This optical unit 21 is for capturing an image of a semiconductor wafer at the time of inspection of a semiconductor wafer. As described above, the function of capturing an image of a semiconductor wafer to be inspected with low resolution using visible light. And a function of taking an image of a semiconductor wafer to be inspected with high resolution using ultraviolet light.
[0072]
The optical unit 21 has a visible light CCD camera 30, a halogen lamp 32, a visible light optical system 33, and a visible light objective lens 34 as a mechanism for capturing an image of a semiconductor wafer with visible light. And an autofocus control unit 35 for visible light.
[0073]
When an image of the semiconductor wafer is picked up with visible light, the halogen lamp 32 is turned on. Here, the drive source of the halogen lamp 32 is connected to a control computer 61 disposed in the external unit 50 via a light source control interface 61d. A control signal is sent from the control computer 61 to the drive source of the halogen lamp 32 via the light source control interface 61d. The halogen lamp 32 is turned on / off based on this control signal.
[0074]
When an image of the semiconductor wafer is picked up with visible light, the halogen lamp 32 is turned on, and the visible light from the halogen lamp 32 is transmitted through the visible light optical system 33 and the visible light objective lens 34 to the semiconductor. The semiconductor wafer is illuminated against the wafer. Then, the image of the semiconductor wafer illuminated with visible light is magnified by the visible light objective lens 34, and the magnified image is captured by the visible light CCD camera 30.
[0075]
Here, the visible light CCD camera 30 is connected to an image processing computer 60 disposed in the external unit 50 via an image capture interface 60b. The semiconductor wafer image captured by the visible light CCD camera 30 is captured by the image processing computer 60 via the image capture interface 60b.
[0076]
Further, when an image of a semiconductor wafer is picked up with visible light as described above, automatic focus position alignment is performed by the visible light autofocus control unit 35. That is, the visible light autofocus control unit 35 detects whether or not the distance between the visible light objective lens 34 and the semiconductor wafer matches the focal length of the visible light objective lens 34. Moves the visible light objective lens 34 or the Z stage 18 so that the inspection target surface of the semiconductor wafer coincides with the focal plane of the visible light objective lens 34.
[0077]
Here, the visible light autofocus control unit 35 is connected to a control computer 61 disposed in the external unit 50 via an autofocus control interface 61e. A control signal is sent from the control computer 61 to the visible light autofocus control unit 35 via the autofocus control interface 61e. The automatic focus position adjustment of the visible light objective lens 34 by the visible light autofocus control unit 35 is performed based on this control signal.
[0078]
The optical unit 21 has a CCD camera 31 for ultraviolet light, an ultraviolet light laser light source 36, an optical system 37 for ultraviolet light, and an objective for ultraviolet light as a mechanism for taking an image of a semiconductor wafer with ultraviolet light. A lens 38 and an ultraviolet autofocus control unit 39 are provided.
[0079]
Then, when an image of the semiconductor wafer is taken with ultraviolet light, the ultraviolet light source 36 is turned on. Here, the drive source of the ultraviolet laser light source 36 is connected to a control computer 61 disposed in the external unit 50 via a light source control interface 61d. A control signal is sent from the control computer 61 to the drive source of the ultraviolet laser light source 36 via the light source control interface 61d. The ultraviolet laser light source 36 is turned on / off based on this control signal.
[0080]
In addition, it is preferable to use the ultraviolet laser light source 36 that emits an ultraviolet laser having a wavelength of about 266 nm. An ultraviolet laser having a wavelength of about 266 nm is obtained as a fourth harmonic of a YAG laser. Laser light sources with an oscillation wavelength of about 166 nm have been developed. laser A light source may be used as the ultraviolet laser light source 36.
[0081]
When an image of a semiconductor wafer is taken with ultraviolet light, the ultraviolet laser light source 36 is turned on, and the ultraviolet light from the ultraviolet light laser light source 36 is passed through the ultraviolet light optical system 37 and the ultraviolet light objective lens 38. The semiconductor wafer is then illuminated and illuminated. Then, the image of the semiconductor wafer illuminated by the ultraviolet light is magnified by the ultraviolet light objective lens 38, and the magnified image is picked up by the ultraviolet light CCD camera 31.
[0082]
Here, the ultraviolet CCD camera 31 is connected to an image processing computer 60 disposed in the external unit 50 via an image capturing interface 60c. Then, the image of the semiconductor wafer captured by the ultraviolet CCD camera 31 is captured by the image processing computer 60 via the image capture interface 60c.
[0083]
Further, as described above, when an image of a semiconductor wafer is picked up with ultraviolet light, automatic focusing is performed by the ultraviolet light autofocus control unit 39. That is, the ultraviolet light autofocus control unit 39 detects whether or not the distance between the ultraviolet light objective lens 38 and the semiconductor wafer matches the focal length of the ultraviolet light objective lens 38. Moves the ultraviolet light objective lens 38 or the Z stage 18 so that the inspection target surface of the semiconductor wafer coincides with the focal plane of the ultraviolet light objective lens 38.
[0084]
Here, the ultraviolet autofocus control unit 39 is connected to a control computer 61 disposed in the external unit 50 via an autofocus control interface 61e. A control signal is sent from the control computer 61 to the ultraviolet light autofocus control unit 39 via the autofocus control interface 61e. The automatic focusing position adjustment of the ultraviolet light objective lens 38 by the ultraviolet light autofocus control unit 39 is performed based on this control signal.
[0085]
Further, the clean air unit 4 is provided with two blowers 5a and 5b as described above. These blowers 5a and 5b are connected to a control computer 61 disposed in the external unit 50 through an air volume control interface 61f. A control signal is sent from the control computer 61 to the blowers 5a and 5b of the clean air unit 4 via the air volume control interface 61f. Control of the rotational speed of the blowers 5a and 5b, switching between on / off, and the like are performed based on this control signal.
[0086]
Next, the optical system of the optical unit 21 of the inspection apparatus 1 will be described in more detail with reference to FIG. Here, description of the autofocus control units 35 and 39 is omitted, and an optical system for illuminating the semiconductor wafer to be inspected and an optical system for imaging the semiconductor wafer to be inspected will be described.
[0087]
As shown in FIG. 5, the optical unit 21 includes a halogen lamp 32, a visible light optical system 33, and a visible light objective lens 34 as an optical system for capturing an image of a semiconductor wafer with visible light. I have.
[0088]
Visible light from the halogen lamp 32 is guided to the visible light optical system 33 by the optical fiber 40. The visible light guided to the visible light optical system 33 first passes through the two lenses 41 and 42 and enters the half mirror 43. The visible light incident on the half mirror 43 is reflected by the half mirror 43 toward the visible light objective lens 34 and enters the semiconductor wafer via the visible light objective lens 34. Thereby, the semiconductor wafer is illuminated with visible light.
[0089]
The image of the semiconductor wafer illuminated with visible light is enlarged by the visible light objective lens 34, passes through the half mirror 43 and the imaging lens 44, and is imaged by the visible light CCD camera 30. That is, the reflected light from the semiconductor wafer illuminated by visible light is incident on the visible light CCD camera 30 via the visible light objective lens 34, the half mirror 43, and the imaging lens 44. An enlarged image is captured by the visible light CCD camera 30. Then, an image of the semiconductor wafer (hereinafter referred to as a visible image) picked up by the visible light CCD camera 30 is sent to the image processing computer 60.
[0090]
The optical unit 21 includes an ultraviolet laser light source 36, an ultraviolet light optical system 37, and an ultraviolet light objective lens 38 as an optical system for capturing an image of a semiconductor wafer with ultraviolet light. .
[0091]
Ultraviolet light from the ultraviolet laser light source 36 is guided to the ultraviolet light optical system 37 by the optical fiber 45. The ultraviolet light guided to the ultraviolet light optical system 37 first passes through the two lenses 46 and 47 and enters the half mirror 48. The visible light incident on the half mirror 48 is reflected by the half mirror 48 toward the ultraviolet light objective lens 38 and enters the semiconductor wafer via the ultraviolet light objective lens 38. Thereby, the semiconductor wafer is illuminated with ultraviolet light.
[0092]
The image of the semiconductor wafer illuminated with ultraviolet light is magnified by the ultraviolet light objective lens 38, passes through the half mirror 48 and the imaging lens 49, and is imaged by the ultraviolet light CCD camera 31. That is, the reflected light from the semiconductor wafer illuminated by the ultraviolet light is incident on the ultraviolet CCD camera 31 through the ultraviolet objective lens 38, the half mirror 48, and the imaging lens 49. An enlarged image is picked up by the CCD camera 31 for ultraviolet light. An image of the semiconductor wafer (hereinafter referred to as an ultraviolet image) captured by the ultraviolet CCD camera 31 is sent to the image processing computer 60.
[0093]
In the inspection apparatus 1 as described above, an image of a semiconductor wafer can be captured and inspected with ultraviolet light, which is light having a wavelength shorter than that of visible light. Therefore, detection and classification of defects are performed using visible light. Compared with the case where it carries out, a finer defect detection and classification can be performed.
[0094]
In addition, the inspection apparatus 1 has both an optical system for visible light and an optical system for ultraviolet light, so that inspection of a semiconductor wafer with low resolution using visible light and high resolution using ultraviolet light are possible. Both of the semiconductor wafer inspection and the semiconductor wafer inspection can be performed. Therefore, in the inspection apparatus 1, large defects are detected and classified by inspection of the semiconductor wafer at low resolution using visible light, and inspection of the semiconductor wafer at high resolution using ultraviolet light is performed. It is also possible to detect and classify small defects.
[0095]
In the inspection apparatus 1, the objective lens for ultraviolet light 38 The numerical aperture NA is preferably larger, for example 0.9 or more. Thus, the objective lens for ultraviolet light 38 As a result, a finer defect can be detected by using a lens having a large numerical aperture NA.
[0096]
By the way, when the defect of the semiconductor wafer is composed only of irregularities without color information like a scratch, the defect can hardly be seen with light having no coherence. On the other hand, when light with excellent coherence such as laser light is used, even if the defect has no color information and has only irregularities, such as scratches, light is emitted near the irregularities. By interfering, the defect can be clearly seen. The inspection apparatus 1 uses an ultraviolet laser light source 36 that emits ultraviolet laser light as an ultraviolet light source. Therefore, the inspection apparatus 1 can clearly detect the defect even if the defect has no color information and has only unevenness, such as a scratch. That is, in the inspection apparatus 1, phase information that is difficult to detect with visible light (incoherent light) from the halogen lamp 32 is easily detected using the ultraviolet light laser (coherent light) from the ultraviolet light source 36. can do.
[0097]
Next, an example of a procedure when the semiconductor wafer is inspected by the inspection apparatus 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. In the flowchart of FIG. 6, the processing procedure after the state in which the semiconductor wafer to be inspected is placed on the inspection stage 14 is shown. Further, the flowchart shown in FIG. 6 shows an example of a procedure for performing classification by inspecting the defect by the inspection apparatus 1 when the position of the defect on the semiconductor wafer is known in advance. Also, here, it is assumed that many similar device patterns are formed on a semiconductor wafer, and defect detection and classification are performed by using an image of a defect area (defect image) and an image of other areas (reference image). ), And comparing them.
[0098]
First, as shown in step S1-1, the defect position coordinate file is read into the control computer 61. Here, the defect position coordinate file is a file in which information on the position of the defect on the semiconductor wafer is described, and is created by measuring the position of the defect on the semiconductor wafer in advance by a defect detection device or the like. Here, the defect position coordinate file is read into the control computer 61.
[0099]
Next, in step S1-2, the X stage 15 and the Y stage 16 are driven by the control computer 61, the semiconductor wafer is moved to the defect position coordinates indicated by the defect position coordinate file, and the inspection target area of the semiconductor wafer is visible light. The objective lens 34 is within the field of view.
[0100]
Next, in step S <b> 1-3, the visible light autofocus control unit 35 is driven by the control computer 61 to perform automatic focus alignment of the visible light objective lens 34.
[0101]
Next, in step S <b> 1-4, an image of the semiconductor wafer is captured by the visible light CCD camera 30, and the captured visible image is sent to the image processing computer 60. Note that the visible image captured here is an image at the defect position coordinates indicated by the defect position coordinate file, that is, an image of an area where there is a defect (hereinafter referred to as a defect image).
[0102]
Next, in step S1-5, the X stage 15 and the Y stage 16 are driven by the control computer 61, the semiconductor wafer is moved to the reference position coordinates, and the reference area of the semiconductor wafer is the visual field of the visible light objective lens 34. Get inside. Here, the reference region is a region other than the inspection target region of the semiconductor wafer, and is a region where a device pattern similar to the device pattern in the inspection target region of the semiconductor wafer is formed.
[0103]
Next, in step S1-6, the control computer 61 drives the visible light autofocus control unit 35 to perform automatic focus alignment of the visible light objective lens.
[0104]
Next, in step S1-7, an image of the semiconductor wafer is picked up by the visible light CCD camera 30, and the picked-up visible image is sent to the image processing computer 60. The visible image captured here is an image of an area where a device pattern similar to the device pattern in the inspection target area of the semiconductor wafer is formed (hereinafter referred to as a reference image).
[0105]
Next, in step S1-8, the image processing computer 60 compares the defect image captured in step S1-4 with the reference image captured in step S1-7, and detects a defect from the defect image. If a defect can be detected, the process proceeds to step S1-9. If a defect cannot be detected, the process proceeds to step S1-11.
[0106]
In step S1-9, the image processing computer 60 examines what the detected defect is and classifies it. If the defect classification is completed, the process proceeds to step S1-10. If the defect classification cannot be performed, the process proceeds to step S1-11.
[0107]
In step S1-10, the defect classification result is stored. Here, the defect classification result is stored in, for example, a storage device connected to the image processing computer 60 or the control computer 61. The defect classification result may be transferred to and stored in another computer connected to the image processing computer 60 or the control computer 61 via a network.
[0108]
When the process in step S1-10 is completed, the classification of defects of the semiconductor wafer is completed, and thus the process ends. However, when there are a plurality of defects on the semiconductor wafer, the process may return to step S1-2 to detect and classify other defects.
[0109]
On the other hand, if the defect cannot be detected in step S1-8, or if the defect cannot be classified in step S1-9, the process proceeds to step S1-11 and thereafter, and high resolution is obtained using ultraviolet light. Defect detection and classification are performed by imaging.
[0110]
In that case, first, in step S1-11, the X stage 15 and the Y stage 16 are driven by the control computer 61, and the semiconductor wafer is moved to the defect position coordinates indicated by the defect position coordinate file. The region is set within the field of view of the objective lens 38 for ultraviolet light.
[0111]
Next, in step S1-12, the control computer 61 drives the ultraviolet light autofocus control unit 39 to perform automatic focus alignment of the ultraviolet light objective lens 38.
[0112]
Next, in step S1-13, an image of the semiconductor wafer is taken by the ultraviolet CCD camera 31, and the taken ultraviolet image is sent to the image processing computer 60. The ultraviolet image captured here is an image at the defect position coordinates indicated by the defect position coordinate file, that is, a defect image. In addition, the imaging of the defect image here is performed with higher resolution than that in the case of using visible light by using ultraviolet light, which is light having a shorter wavelength than visible light.
[0113]
Next, in step S1-14, the control computer 61 drives the X stage 15 and the Y stage 16 to move the semiconductor wafer to the reference position coordinates, so that the reference region of the semiconductor wafer is the field of view of the ultraviolet objective lens 38. Get inside. Here, the reference region is a region other than the inspection target region of the semiconductor wafer, and is a region where a device pattern similar to the device pattern in the inspection target region of the semiconductor wafer is formed.
[0114]
In step S1-15, the control computer 61 drives the ultraviolet light autofocus control unit 39 to perform automatic focus alignment of the ultraviolet light objective lens 38.
[0115]
In step S1-16, an image of the semiconductor wafer is picked up by the ultraviolet CCD camera 31, and the picked-up ultraviolet image is sent to the image processing computer 60. The ultraviolet image captured here is an image of a region where a device pattern similar to the device pattern in the inspection target region of the semiconductor wafer is formed, that is, a reference image. Further, the reference image is captured here using ultraviolet light having a shorter wavelength than visible light with higher resolution than when visible light is used.
[0116]
Next, in step S1-17, the image processing computer 60 compares the defect image captured in step S1-13 with the reference image captured in step S1-16, and detects a defect from the defect image. If a defect can be detected, the process proceeds to step S1-18. If a defect cannot be detected, the process proceeds to step S1-19.
[0117]
In step S1-18, the image processing computer 60 examines what the detected defect is and classifies it. If the defect classification is completed, the process proceeds to step S1-10, and the defect classification result is stored as described above. On the other hand, if the defect cannot be classified, the process proceeds to step S1-19.
[0118]
In step S1-19, information indicating that the defect cannot be classified is stored. Here, the information indicating that the defect classification could not be performed is stored in, for example, a storage device connected to the image processing computer 60 or the control computer 61. This information may be transferred to and stored in another computer connected to the image processing computer 60 or the control computer 61 via a network.
[0119]
According to the above procedure, first, a semiconductor wafer is inspected at a low resolution by processing and analyzing an image captured by the visible light CCD camera 30 to detect and classify defects with visible light. If not, next, the semiconductor wafer is inspected with high resolution by processing and analyzing the image captured by the ultraviolet CCD camera 31.
[0120]
Here, a method for detecting a defect from a reference image and a defect image captured by the CCD cameras 30 and 31 will be described with reference to FIG.
[0121]
FIG. 7A shows an example of an image of a reference area on which a device pattern similar to the device pattern in the inspection target area is formed, that is, a reference image. FIG. 7B shows an example of an image of a region to be inspected that has a defect, that is, a defect image.
[0122]
When a defect is detected from such a reference image and a defect image, a device pattern is extracted from the reference image based on color information and shading information as shown in FIG. Further, a difference image is obtained from the reference image and the defect image, and a portion having a large difference is extracted as a defect as shown in FIG.
[0123]
Then, as shown in FIG. 7E, an image obtained by superimposing the device pattern extraction result image shown in FIG. 7C and the defect extraction result image shown in FIG. 7D is obtained. The ratio of the defect existing in the device pattern is extracted as a feature amount related to the defect.
[0124]
By the above-described method, the reference image and the defect image captured by the CCD cameras 30 and 31 are processed and analyzed by the image processing computer 60, so that the defect can be detected and the semiconductor wafer can be inspected.
[0125]
As described above, the inspection apparatus 1 first inspects a semiconductor wafer with low resolution by processing and analyzing an image captured by the visible light CCD camera 30 to detect defects in visible light. When the classification cannot be performed, the semiconductor wafer is inspected at high resolution by processing and analyzing the image captured by the ultraviolet CCD camera 31. Compared with the case of detecting and classifying defects using the, it is possible to detect and classify finer defects.
[0126]
However, since the area that can be imaged at once is wider when imaging with low resolution using visible light, if the defect is sufficiently large, the semiconductor wafer was inspected with low resolution using visible light. Is more efficient. Therefore, rather than using ultraviolet light from the beginning to inspect and classify defects, as described above, by first inspecting and classifying defects using visible light, it is more efficient. A semiconductor wafer can be inspected.
[0127]
By the way, in this inspection apparatus 1, as described above, the X-stage 15 and the Y-stage 16 that move in directions orthogonal to each other move the semiconductor wafer that is the inspection object in the horizontal direction, and the device pattern to be inspected It leads to a predetermined inspection position.
[0128]
Here, FIG. 8 is a plan view schematically showing the X stage 15 and the Y stage 16 from above the apparatus main body 10.
[0129]
As shown in FIG. 8, the X stage 15 and the Y stage 16 are provided with an X stage moving means and a Y stage moving means for moving the X stage 15 and the Y stage 16 in directions orthogonal to each other. The semiconductor wafer 70 is moved to a predetermined position.
[0130]
Specifically, as shown in FIGS. 8 and 9, the X stage 15 is a pair of first rail mechanisms 71 and 72 disposed on the stone surface plate 13 a of the vibration isolation table 13 as X stage moving means. And a first drive mechanism 73 arranged in parallel between the pair of first rail mechanisms 71, 72. FIG. 9 is a side view of the main part of the apparatus main body 10 as seen schematically from the direction of arrow A1 in FIG.
[0131]
As shown in FIG. 9, the pair of first rail mechanisms 71 and 72 is for sliding in the direction of arrow C in FIG. 8 while supporting the X stage 15, and is supported on the stone surface plate 13a. Further, the first rail portions 71a and 72a and the first slider portions 71b and 72b fixed to the X stage 15 side slide while engaging with each other.
[0132]
On the other hand, the first drive mechanism 73 is for driving the X stage 15 supported by the first rail mechanisms 71 and 72, and is positioned below the X stage 15. A first ball screw 74 attached to the lower surface, and a first drive shaft 76 screwed into the first ball screw 74 and rotatably supported by a pair of first bearing portions 75a and 75b. The first drive shaft 76 is provided with a first servo motor 78 connected to one end of the first drive shaft 76 via a first coupling 77.
[0133]
The first ball screw 74 is attached to the lower surface of the X stage 15 so as to be positioned at both ends in the direction of arrow C in FIG. The first ball screw 74 is screwed to the first drive shaft 76 via a ball. When the first drive shaft 76 is rotationally driven, the shaft of the first drive shaft 76 is rotated. It is set as the structure which moves along a direction (arrow C direction in FIG. 8).
[0134]
On the other hand, both ends of the first drive shaft 76 are rotatably supported by the pair of first bearing portions 75a and 75b, and the first drive shaft 76 is interposed between the pair of first bearing portions 75a and 75b. The ball screw 74 is configured to move while being screwed. The pair of first bearing portions 75a and 75b includes, for example, the first bearing portion 75a provided on one end side as an angular bearing and the first bearing portion 75b provided on the other end side. Radial bearings are used.
[0135]
The first servo motor 78 drives the first drive shaft 76 to rotate, and is connected to the end of the first drive shaft 76 on the first bearing portion 75 a side via the first coupling 77. ing. The first servo motor 78 is connected to the stage control interface 61c described above, and operates based on a control signal from the stage control interface 61c.
[0136]
In the first drive mechanism 73, when the first servo motor 78 rotates and drives the first drive shaft 76, the first ball screw 74 moves in the axial direction of the first drive shaft 76 (arrow C in FIG. 8). Direction). Then, the X stage 15 attached to the first ball screw 74 is horizontally moved in the direction of arrow C in FIG. 8 while being supported by the first rail mechanisms 71 and 72.
[0137]
Similarly, as shown in FIGS. 8 and 10, the Y stage 16 includes a pair of second rail mechanisms 79 and 80 disposed on the X stage 15 as a Y stage moving unit, and a pair of second rails. And a second drive mechanism 81 arranged in parallel between the rail mechanisms 79 and 80. FIG. 10 is a side view of the main part of the apparatus main body 10 viewed from the direction of arrow A2 in FIG.
[0138]
As shown in FIG. 10, the pair of second rail mechanisms 79 and 80 are for sliding in the direction of arrow D in FIG. 8 while supporting the Y stage 16, and are supported on the X stage 15. The second rail portions 79a and 80a and the second slider portions 79b and 80b fixed on the Y stage 16 side slide while engaging with each other.
[0139]
On the other hand, the second drive mechanism 81 is for driving the Y stage 16 supported by the second rail mechanisms 79 and 80, and is positioned below the Y stage 16. A second ball screw 82 attached to the lower surface, and a second drive shaft 84 screwed to the first ball screw 82 and rotatably supported by a pair of second bearing portions 83a and 83b. The second drive shaft 84 is provided with a second servo motor 86 connected to one end of the second drive shaft 84 via a second coupling 85.
[0140]
The second ball screw 82 is attached to the lower surface of the Y stage 16 so as to be positioned at both ends in the direction of arrow D in FIG. The second ball screw 82 is screwed to the second drive shaft 82 via a ball. When the second drive shaft 84 is driven to rotate, the axial direction of the drive shaft 84 (see FIG. 8 in the direction of arrow D).
[0141]
On the other hand, both ends of the second drive shaft 84 are rotatably supported by a pair of second bearing portions 83a and 83b, and the second drive shaft 84 is interposed between the pair of second bearing portions 83a and 83b. The ball screw 82 is configured to move while being screwed. The pair of second bearing portions 83a and 83b includes, for example, the second bearing portion 83a provided on one end side as an angular bearing and the second bearing portion 83b provided on the other end side. Radial bearings are used.
[0142]
The second servo motor 86 rotates the second drive shaft 84, and is coupled to the end of the second drive shaft 84 on the second bearing portion 83 a side via a coupling 85. The second servo motor 86 is connected to the stage control interface 61c described above, and operates based on a control signal from the stage control interface 61c.
[0143]
In the second drive mechanism 81, when the second servomotor 86 rotates the second drive shaft 84, the second ball screw 82 moves in the axial direction of the second drive shaft 84 (arrow D in FIG. 8). Direction). Then, the Y stage 16 attached to the second ball screw 82 moves horizontally in the direction of arrow D in FIG. 8 while being supported by the second rail mechanisms 79 and 80.
[0144]
Here, as described above, the X stage 15 and the Y stage 16 are connected to the control computer 61 disposed in the external unit 50 via the stage control interface 61c. A control signal is sent from the control computer 61 to the X stage 15 and the Y stage 16 via the stage control interface 61c. Then, the X stage 15 and the Y stage 16 guide the semiconductor wafer to a predetermined inspection position based on this control signal.
[0145]
Specifically, the first rail mechanism is driven by driving the first drive mechanism 73 of the X stage 15 and the second drive mechanism 81 of the Y stage 16 based on a control signal from the stage control interface 61c. The X stage 15 and the Y stage 16 supported by 71 and 72 and the second rail mechanisms 79 and 80 are moved to predetermined positions.
[0146]
By the way, in the X stage 15 and the Y stage 16, in order to guide the semiconductor wafer 70 to a predetermined inspection position, the X stage 15 and the Y stage 16 are detected and the X stage 15 and the Y stage 16 are detected based on the detected signals. So-called positioning servo is performed to move the stage 15 and the Y stage 16 to predetermined positions.
[0147]
However, in the conventional inspection apparatus, when such positioning servo is performed, the X stage 15 and the Y stage 16 cannot be accurately positioned at predetermined positions, resulting in a significant decrease in inspection capability. There was a thing.
[0148]
Therefore, in this inspection apparatus 1, sliding resistance is added to the first drive shaft 76 of the X stage 15 and the second drive shaft 84 of the Y stage 16, and the first drive mechanism 73 and the second drive shaft 84 are added. By adjusting the sliding resistance applied to the drive shaft 84, the X stage 15 and the Y stage 16 are accurately positioned at predetermined positions.
[0149]
More specifically, as shown in FIGS. 8 to 10, the inspection apparatus 1 is slid with respect to the first drive shaft 76 at the end on the first bearing portion 75 b side of the first drive shaft 76. A first sliding contact resistance adding means 87 for adding contact resistance in an adjustable manner; Bearing part A second sliding contact resistance adding means 88 is provided at the 83b side end to adjust the sliding contact resistance to the second drive shaft 84 in an adjustable manner.
[0150]
In the following description, the first sliding contact resistance adding unit 87 and the second sliding contact resistance adding unit 88 have the same configuration, and thus the first sliding contact resistance adding unit 87 and the second sliding contact adding unit 88 have the same configuration. The contact resistance adding means 88 will be described as the sliding contact resistance adding means 90, and the first drive shaft 76 and the second drive shaft 84 will be described as the drive shaft 91.
[0151]
As shown in FIG. 11, the sliding contact resistance adding means 90 adjusts the sliding contact member 92 that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the drive shaft 91 and the contact pressure of the sliding contact member 92 with respect to the outer peripheral surface of the drive shaft 91. A mechanism 93 and a support member 94 that supports the sliding contact member 92 are provided.
[0152]
The slidable contact member 92 includes a slidable contact surface portion 95 that is in slidable contact with the outer peripheral surface of the drive shaft 91, an opening 96 provided by cutting out a part of the slidable contact surface portion 95, and the slidable contact portion. It consists of an elastic member which has several groove part 97a, 97b which divides the perimeter of the surface part 95 by predetermined spacing. As the material of the sliding contact member 92, a material having elasticity, low wear, less generation of swarf, and stable friction resistance is preferable. Examples thereof include MC nylon and POM. be able to.
[0153]
As shown in FIG. 12, the sliding contact surface portion 95 is a surface in sliding contact with the drive shaft 91 that passes through the sliding contact member 92, and a part of the peripheral surface of the hole 98 that passes through the sliding contact member 92 is the drive shaft 91. Projected to the side.
[0154]
As shown in FIG. 11, the opening 96 is formed by cutting out with a predetermined width from the upper surface of the sliding contact member 92 to the sliding contact surface portion 95.
[0155]
The plurality of groove portions 97 a and 97 b are configured so that the slidable contact surface portion 95 is divided at a predetermined interval so that the divided slidable contact surface portion 95 contacts the outer peripheral surface of the drive shaft 91 uniformly.
[0156]
As shown in FIGS. 11 and 12, the adjustment mechanism 93 is configured such that the upper part divided by the opening 96 of the sliding contact member 92 is fastened by the fastening bolt 100 from both sides via springs 99.
[0157]
In this adjustment mechanism 93, the spring 99 presses the sliding contact member 92. By adjusting the tightening of the adjustment nut 100a of the fastening bolt 100, the pressing of the spring 99 against the sliding contact member 92 is changed, The width of the opening 96 of the sliding contact member 92 can be changed. In the sliding contact member 92, the contact pressure of the sliding contact surface portion 95 with respect to the outer peripheral surface of the drive shaft 91 can be changed by changing the width of the opening 96. Therefore, in this sliding contact resistance adding means 90, the contact mechanism with respect to the outer peripheral surface of the drive shaft 91 of the sliding contact member 92 can be adjusted by the adjusting mechanism 93.
[0158]
The support member 94 is formed of a long member, and a sliding contact member 92 is attached to the substantially central portion thereof with a screw 101. The supporting member 94 is fixed to the stone surface plate 13 a or the X stage 15 with bolts 102 while supporting the sliding member 92.
[0159]
The sliding contact resistance adding means 90 configured as described above is in sliding contact with the outer peripheral surface of the drive shaft 91 that is rotationally driven when the X stage 15 and the Y stage 16 are moved to predetermined positions. The sliding contact surface portion 95 of the member 92 adds sliding resistance while sliding.
[0160]
Thereby, in the inspection apparatus 1, the X stage 15 and the Y stage 16 can be accurately positioned at predetermined positions.
[0161]
Here, the positioning servo between the inspection apparatus 1 provided with the sliding contact resistance adding means 90 and the inspection apparatus not provided with the sliding contact resistance adding means 90 as in the prior art was measured. Hereinafter, the measurement results are shown in FIGS. In FIGS. 13 and 14, the horizontal axis indicates the elapsed time, and the vertical axis indicates the amount of movement of the inspection stage 14.
[0162]
As shown in FIG. 13, in the conventional inspection apparatus, it can be seen that the inspection stage 14 is slightly vibrated, and the inspection stage 14 is not accurately positioned. On the other hand, in this inspection apparatus 1, as shown in FIG. 14, it can be seen that the inspection stage 14 is not moved and the inspection stage 14 is accurately positioned. As described above, in the inspection apparatus 1, the inspection stage 14 on which the semiconductor wafer 70 to be inspected is placed can be accurately positioned at a predetermined position.
[0163]
Further, the sliding contact resistance adding means 90 can arbitrarily adjust the contact pressure with respect to the outer peripheral surface of the drive shaft 91 of the sliding contact member 92 by the adjusting mechanism 93, and adjust the sliding contact resistance applied to the drive shaft 91. It can be done easily.
[0164]
Therefore, in this inspection apparatus 1, when the X stage 15 and the Y stage 16 are moved to predetermined positions, the sliding contact member 92 adds a sliding contact resistance to the rotationally driven drive shaft 91. By adjusting the sliding resistance applied to the drive shaft 91 by the adjusting mechanism 93, the inspection stage 14 on which the semiconductor wafer 70 is placed can be accurately positioned at a predetermined position, and the inspection capability is greatly improved. Can be achieved.
[0165]
In particular, since this inspection apparatus 1 inspects the semiconductor wafer 70 with high resolution using ultraviolet light, such sliding contact resistance adding means 90 is provided as a drive shaft. 91 It is very effective when the inspection stage 14 is accurately positioned.
[0166]
Moreover, in the said inspection apparatus 1, as shown in FIG. 15, it is good also as a structure by which the radiation fin 103 was provided as a thermal radiation means for radiating the frictional heat which the sliding contact resistance addition means 90 dissipated. The radiating fin 103 has a drive shaft at a position where the sliding contact member 92 is sandwiched. 91 It is provided so as to cover the outer peripheral surface of. As a result, the sliding contact member 92 has a sliding contact surface portion 95 with a drive shaft. 91 It is possible to efficiently dissipate the frictional heat generated by the sliding contact, and to prevent the sliding contact resistance of the sliding contact surface portion 95 from being greatly changed by the frictional heat. Therefore, in this inspection apparatus 1, the drive shaft 91 Therefore, a stable sliding contact resistance can be added.
[0167]
Further, in the sliding contact resistance adding means 90, the adjusting mechanism 93 is not necessarily limited to the above-described configuration. For example, an air cylinder is provided instead of the spring 99, and the opening portion of the sliding contact member 92 is formed by air pressure. It is good also as a structure which changes the width | variety of 96 and adjusts the contact pressure with respect to the outer peripheral surface of the drive shaft 91 of this sliding contact member 92. FIG.
[0168]
Further, the sliding contact resistance adding means 90 may be configured such that an actuator is provided in the adjusting mechanism 93 to control the adjustment of the contact pressure with respect to the outer peripheral surface of the drive shaft 91 of the sliding contact member 92. Thereby, when the drive shaft 91 is driven, no sliding contact resistance is added to the drive shaft 91 until the positioning servo is performed, or when the drive shaft 91 is stopped, the sliding contact resistance is strengthened against the drive shaft 91. It is possible to perform a switching operation such as adding to the.
[0169]
In the above description, the inspection apparatus 1 to which the present invention is applied has been used for examining what a defect of a semiconductor wafer is. However, the application of the inspection apparatus 1 according to the present invention can be used for applications other than defect identification of semiconductor wafers. That is, the inspection apparatus 1 according to the present invention can be used, for example, to inspect whether or not a device pattern formed on a semiconductor wafer is formed in an appropriate shape according to a desired pattern. Furthermore, the use of the inspection apparatus 1 according to the present invention is not limited to the inspection of semiconductor wafers, and the inspection apparatus 1 according to the present invention can be widely applied to inspection of fine patterns. It is also effective for inspection of flat panel displays on which various patterns are formed.
[0170]
【The invention's effect】
As described above in detail, in the inspection apparatus according to the present invention, a sliding resistance is added to the drive shaft of the stage, and the inspection object is loaded by adjusting the sliding resistance applied to the drive shaft. The placed stage can be accurately positioned at a predetermined inspection target position, and the inspection capability can be greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of an inspection apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a view showing a state in which an apparatus main body disposed in a clean box of the inspection apparatus is viewed from the direction of an arrow A1 in FIG.
FIG. 3 is a plan view schematically showing an apparatus main body of the inspection apparatus.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the inspection apparatus.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of an optical system of an optical unit of the inspection apparatus.
FIG. 6 is a flowchart showing an example of a procedure when a semiconductor wafer is inspected by the inspection apparatus.
FIG. 7 is a diagram for explaining a technique for detecting a defect from a reference image and a defect image.
FIG. 8 is a plan view schematically showing the X stage and the Y stage of the inspection apparatus as viewed from the upper side of the apparatus main body.
FIG. 9 is a side view of the main part of the apparatus main body of the inspection apparatus as viewed typically from the direction of arrow A1 in FIG.
10 is a side view of an essential part of the apparatus main body of the inspection apparatus as viewed schematically from the direction of arrow A2 in FIG. 8. FIG.
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of sliding contact resistance adding means.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a configuration of a sliding contact member.
FIG. 13 is a characteristic diagram showing a result of measurement of a positioning servo of the inspection apparatus.
FIG. 14 is a characteristic diagram showing a result of measurement of a positioning servo of a conventional inspection apparatus.
FIG. 15 is a plan view showing a configuration in which a radiating fin is provided in the sliding contact resistance adding means.
FIG. 16 is a diagram for explaining a positioning servo.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inspection apparatus, 2 Clean unit, 3 Clean box, 4 Clean air unit, 5a, 5b Blower, 10 Main body, 14 Inspection stage, 21 Optical unit, 22 Elevator, 23 Transport robot, 24 Pre-aligner, 30 For visible light CCD camera, 31 Ultraviolet light CCD camera, 32 Halogen lamp, 33 Visible light optical system, 34 Visible light objective lens, 36 Ultraviolet light source, 37 Ultraviolet light optical system, 38 Ultraviolet light objective lens, 50 External Unit, 52, 53 display device, 54 input device, 60 image processing computer, 61 control computer, 70 semiconductor wafer, 71, 72 first rail mechanism, 73 first drive mechanism, 74 first ball screw, 76 1st drive shaft, 78 1st servo motor, 79, 80 2nd rail mechanism, 8 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 2nd drive mechanism, 82 2nd ball screw, 84 2nd drive shaft, 86 2nd servomotor, 87 1st sliding contact resistance addition means, 88 2nd sliding contact resistance addition means, 90 slide Contact resistance adding means, 91 drive shaft, 92 sliding member, 93 adjusting mechanism, 94 support member, 95 sliding contact surface portion, 96 opening, 97a, 97b groove portion, 99 spring, 100 fastening bolt, 100a adjusting nut, 103 heat radiating fin

Claims (5)

被検査物が載置されるステージと、
上記被検査物が載置されたステージを制御しながら所定の検査対象位置へと移動させるステージ移動手段と、
上記ステージ移動手段の駆動軸に対して摺接抵抗を調節自在に付加する摺接抵抗付加手段とを備え、
上記摺接抵抗付加手段は、上記駆動軸の周面に摺接する摺接部材と、この摺接部材の上記駆動軸の周面に対する接触圧を調節する摺接抵抗調節手段とを有し、
上記摺接部材は、上記駆動軸の周面と略全周に亘って摺接する摺接面部と、この摺接面部の一部を切り欠いて設けられた開口部と、この摺接面部の全周を所定の間隔で分断する複数の溝部とを有するMCナイロン又はPOMからなり、
上記摺接抵抗調節手段は、上記摺接部材の開口部の幅を変化させることにより、上記駆動軸の周面に対する接触圧を調節することを特徴とする検査装置。
A stage on which the object to be inspected is placed;
Stage moving means for moving to a predetermined inspection target position while controlling the stage on which the inspection object is placed;
Slidable resistance adding means for adjusting slidable resistance to the drive shaft of the stage moving means in an adjustable manner,
The slidable contact resistance adding means includes a slidable contact member slidably contacting the peripheral surface of the drive shaft, and a slidable contact resistance adjusting means for adjusting a contact pressure of the slidable contact member with respect to the peripheral surface of the drive shaft,
The slidable contact member includes a slidable contact surface portion that is slidably contacted with the peripheral surface of the drive shaft, an opening provided by cutting out a part of the slidable contact surface portion, and the entire slidable contact surface portion. It consists of MC nylon or POM having a plurality of grooves that divide the circumference at predetermined intervals,
The said sliding contact resistance adjustment means adjusts the contact pressure with respect to the surrounding surface of the said drive shaft by changing the width | variety of the opening part of the said sliding contact member, The inspection apparatus characterized by the above-mentioned.
上記摺接抵抗調節手段は、上記摺動部材の上記開口部の幅をバネ圧により変化させることを特徴とする請求項記載の検査装置。The sliding resistance adjusting means, inspection apparatus according to claim 1, characterized in that the width of the opening of the sliding member is changed by the spring pressure. 上記摺接抵抗調節手段を制御する摺接抵抗制御手段を備えることを特徴とする請求項記載の検査装置。Inspection apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a sliding resistance control means for controlling the sliding resistance adjusting means. 上記摺接抵抗付加手段により発生した熱を発散されるための放熱手段を備えることを特徴とする請求項1記載の検査装置。  2. The inspection apparatus according to claim 1, further comprising a heat dissipating means for dissipating heat generated by the sliding contact resistance adding means. 上記被検査物に対して紫外光を照射し、その反射光又は透過光を検出することにより、当該被検査物の検査を行うことを特徴とする請求項1記載の検査装置。  The inspection apparatus according to claim 1, wherein the inspection object is inspected by irradiating the inspection object with ultraviolet light and detecting reflected light or transmitted light.
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