JP6303190B2 - Line camera, inspection device, inspection method for substrate deflection inspection - Google Patents

Line camera, inspection device, inspection method for substrate deflection inspection Download PDF

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本発明は、基板のたわみ検査用ラインカメラに関し、より具体的には、回路パターン等が形成された基板のたわみを検査するためのラインカメラ、検査装置、検査方法に関する。   The present invention relates to a line camera for substrate deflection inspection, and more specifically to a line camera, an inspection apparatus, and an inspection method for inspecting the deflection of a substrate on which a circuit pattern or the like is formed.

半導体、液晶等の製造工程で行われる検査の一つにマクロ検査がある。マクロ検査は、基板上に設けられた膜等の表面状態(平坦度、凹凸、パターンの形状、欠陥の有無など)を基板全体を含む広い範囲で一度に視覚的に把握することができる点で有効な検査である。   One of inspections performed in the manufacturing process of semiconductors, liquid crystals, etc. is a macro inspection. Macro inspection means that the surface condition (flatness, unevenness, pattern shape, presence / absence of defects, etc.) of the film provided on the substrate can be visually grasped at once in a wide range including the entire substrate. It is an effective inspection.

シリコン等の半導体のウェハ(以下、単にウェハと呼ぶ)に形成される回路パターンの集積度が高くなってくると、基板となるウェハの反り、たわみがその回路パターンの微細化を進める上で障害になる。以下、本明細書では、「反り」、「たわみ」、あるいは「凹凸」等の総称として(同様な意味で)「たわみ」という用語を使用する。特に、今後さらにウェハの大口径化(450mm)、あるいは集積度を上げるために行われる3次元実装(ウェハの積層化等)では、垂直方向でのウェハのたわみの影響がより深刻になってくる。したがって、ウェハのたわみ、特に回路パターンが形成された後のウェハのたわみをウェハ全体に渡ってマクロ的に検査することの重要性が今後ますます高まることが予想される。   As the degree of integration of circuit patterns formed on a semiconductor wafer such as silicon (hereinafter simply referred to as a wafer) increases, warping and deflection of the wafer as a substrate are obstacles to further miniaturization of the circuit pattern. become. Hereinafter, in this specification, the term “deflection” is used as a general term (in a similar sense) such as “warping”, “deflection”, or “unevenness”. In particular, in the future, the influence of wafer deflection in the vertical direction will become more serious in wafers with larger diameters (450 mm) or three-dimensional mounting (wafer stacking, etc.) performed to increase the degree of integration. . Therefore, it is expected that the importance of inspecting the deflection of the wafer, particularly the deflection of the wafer after the circuit pattern has been formed, on a macro scale over the entire wafer will increase in the future.

公開特許公報2011-122935号公報は、ウェハ表面の膜の端部の高さを測定可能な検査方法を開示する。その検査方法では、オートフォーカスユニット32による合焦作動を行った状態と合焦作動を行わない状態で、ウェハ10における平面部11と上ベベル部12との境界部11aを撮像する。そして、ウェハ10の端部近傍の画像データより、合焦作動を行った場合と行わない場合とでの所定の基準点に対する境界部11aの高さ位置を検出し、ウェハ10の全周に亘り境界部11aの高さ位置を求めることにより、境界部11aの高さ変動からウェハ10の反りを求める。   Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2011-122935 discloses an inspection method capable of measuring the height of the film edge on the wafer surface. In the inspection method, an image of the boundary portion 11a between the planar portion 11 and the upper bevel portion 12 in the wafer 10 is picked up with the autofocus unit 32 performing the focusing operation and without performing the focusing operation. Then, the height position of the boundary portion 11a with respect to a predetermined reference point in the case where the focusing operation is performed and the case where the focusing operation is not performed is detected from the image data in the vicinity of the end portion of the wafer 10, and the entire circumference of the wafer 10 is detected. By obtaining the height position of the boundary portion 11a, the warpage of the wafer 10 is obtained from the height variation of the boundary portion 11a.

特開2011-122935号公報JP 2011-122935 JP

特許文献1の検査方法は、回路パターンが形成された後のウェハのたわみをウェハ全体に渡ってマクロ的に検査するものではなく、また、合焦作動を行わない状態をウェハを載せるステージの高さを変えることにより設定している。
本発明の目的は、比較的簡易でかつ、高速なやり方で、回路パターンが形成された後のウェハ全体のたわみをマクロ的に検査するためのラインカメラ、検査装置、または検査方法を提供することである。
The inspection method disclosed in Patent Document 1 does not macroscopically inspect the deflection of the wafer after the circuit pattern has been formed over the entire wafer, and does not perform the focusing operation. It is set by changing the size.
An object of the present invention is to provide a line camera, an inspection apparatus, or an inspection method for macroscopically inspecting deflection of an entire wafer after a circuit pattern is formed in a relatively simple and high-speed manner. It is.

本発明は、回路パターンが形成された基板のたわみを検査するためのラインカメラを提供する。そのラインカメラは、本発明の一態様では、基板の表面に光を照射するライン光源と、基板の表面の回路パターンのエッジを含む領域からの反射光をレンズを介して受光するラインセンサと、基板の表面とレンズとの間の距離を基板の予想されるたわみ量の最大値前後で所定値から変動させることができる距離可変機構と、を備えることができる。   The present invention provides a line camera for inspecting the deflection of a substrate on which a circuit pattern is formed. In one aspect of the present invention, the line camera includes a line light source that irradiates light on the surface of the substrate, a line sensor that receives reflected light from a region including the edge of the circuit pattern on the surface of the substrate via a lens, A distance variable mechanism that can vary the distance between the surface of the substrate and the lens from a predetermined value before and after the maximum value of the expected amount of deflection of the substrate can be provided.

本発明の他の一態様では、ラインカメラは、基板の表面に光を照射するライン光源と、基板の表面の回路パターンのエッジを含む領域からの反射光を第1のレンズを介して受光する第1のラインセンサと、第1のラインセンサに隣接し、基板の表面のその領域からの反射光を第2のレンズを介して受光する第2のラインセンサと、を備える。基板の表面と第1のレンズとの間の第1の距離と、基板の表面と第2のレンズとの間の第2の距離との差が、基板の予想されるたわみ量の最大値前後で所定値に設定される。   In another aspect of the present invention, the line camera receives, via the first lens, a line light source that irradiates light on the surface of the substrate and reflected light from a region including the edge of the circuit pattern on the surface of the substrate. A first line sensor; and a second line sensor that is adjacent to the first line sensor and receives reflected light from the region of the surface of the substrate via the second lens. The difference between the first distance between the surface of the substrate and the first lens and the second distance between the surface of the substrate and the second lens is around the maximum value of the expected deflection of the substrate. Is set to a predetermined value.

本発明の他の一態様では、ラインカメラは、基板の表面に光を照射するライン光源と、基板の表面の回路パターンのエッジを含む領域からの反射光を第1のレンズを介して受光する第1のラインセンサと、第1のラインセンサに隣接し、基板の表面のその領域からからの反射光を第2のレンズを介して受光する第2のラインセンサと、第2のラインセンサに隣接し、基板の表面のその領域からからの反射光を第3のレンズを介して受光する第3のラインセンサと、を備える。そして、基板の表面と第1のレンズとの間の第1の距離D1と、基板の表面と第2のレンズとの間の第2の距離D2と、基板の表面と第3のレンズとの間の第3の距離D3とが、D1>D2>D3またはD1<D2<D3の関係にあり、かつD1とD3の差分が基板の予想されるたわみ量の最大値前後である。   In another aspect of the present invention, the line camera receives, via the first lens, a line light source that irradiates light on the surface of the substrate and reflected light from a region including the edge of the circuit pattern on the surface of the substrate. A first line sensor, a second line sensor adjacent to the first line sensor and receiving reflected light from the region of the surface of the substrate via the second lens, and the second line sensor And a third line sensor that receives reflected light from the region of the surface of the substrate through the third lens. The first distance D1 between the surface of the substrate and the first lens, the second distance D2 between the surface of the substrate and the second lens, and the surface of the substrate and the third lens The third distance D3 between them has a relationship of D1> D2> D3 or D1 <D2 <D3, and the difference between D1 and D3 is around the maximum value of the expected deflection amount of the substrate.

本発明では、さらに、上述したいずれかの態様のラインカメラと、基板を載置して水平方向/垂直方向で基板を移動することができるステージと、ラインカメラからの信号を受けて、基板のたわみ量を算出するための処理装置と、を備える基板のたわみ検査装置が提供される。   In the present invention, the line camera according to any one of the above aspects, a stage on which the substrate can be placed and moved in the horizontal / vertical direction, and a signal from the line camera are received. There is provided a substrate deflection inspection apparatus including a processing apparatus for calculating a deflection amount.

本発明では、さらに、回路パターンが形成された基板のたわみを検査するための方法が提供される。その方法は、基板の表面に光を照射するステップと、基板の表面の回路パターンのエッジを含む領域からの反射光をレンズを介して受光するステップを含む。その受光するステップは、基板の表面とレンズとの間の距離を基板の予想されるたわみ量の最大値前後で変動させた少なくとも2つの異なる距離でその領域からの反射光を受光するステップを含むことができる。   The present invention further provides a method for inspecting the deflection of a substrate on which a circuit pattern is formed. The method includes irradiating light on a surface of the substrate and receiving reflected light from a region including an edge of a circuit pattern on the surface of the substrate through a lens. The step of receiving includes receiving reflected light from the region at at least two different distances where the distance between the surface of the substrate and the lens is fluctuated around a maximum value of the expected deflection of the substrate. be able to.

上記した本発明およびその各態様によれば、その詳細は後述する本発明に実施形態から明らかなように、比較的簡易で、高速に、かつ比較的省スペースな構成により、回路パターンが形成された後の基板(例えばウェハ)全体のたわみをマクロ的に検査することができる。   According to the above-described present invention and each aspect thereof, as will be apparent from embodiments of the present invention described later, the circuit pattern is formed with a relatively simple, high-speed, and relatively space-saving configuration. It is possible to macroscopically inspect the deflection of the entire substrate (for example, a wafer) after it is finished.

本発明の一実施形態の検査装置を示す図である。It is a figure which shows the inspection apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の光源を示す図である。It is a figure which shows the light source of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態のラインカメラを示す(a)断面図と(b)下面図である。It is (a) sectional drawing and (b) bottom view which show the line camera of one Embodiment of this invention. 本発明の他の一実施形態のラインカメラを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the line camera of other one Embodiment of this invention. 本発明の他の一実施形態のラインカメラを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the line camera of other one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態のたわみ検査でのたわみの識別方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the identification method of the bending in the bending test of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態のたわみ検査でのラインカメラの出力信号を示す図である。It is a figure which shows the output signal of the line camera in the deflection inspection of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態のたわみ検査フローを示す図である。It is a figure which shows the deflection inspection flow of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態のたわみ検査結果を示す図である。It is a figure which shows the bending test result of one Embodiment of this invention.

図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明では、基板としてウェハを用いた場合について説明するが、ウェハと同様に表面に形成されたパターンの影響あるいはベースとなる材料自体の影響により、たわみが発生する他の基板を用いた場合にも本発明を適用できることは言うまでもない。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the case where a wafer is used as the substrate will be described. However, as with the wafer, other substrates that cause deflection due to the influence of the pattern formed on the surface or the influence of the base material itself are used. Needless to say, the present invention can also be applied.

図1は、本発明の一実施形態の検査装置100を示す図である。図1において、円形のステージ10上に被検査対象であるウェハ20が載る。ステージ10は、ステージ・コントローラ40の制御下で、リニアモータ30によって、回転(α)、水平(X)あるいは垂直(Y)の方向に移動することができる。   FIG. 1 is a diagram showing an inspection apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a wafer 20 to be inspected is placed on a circular stage 10. The stage 10 can be moved in the direction of rotation (α), horizontal (X) or vertical (Y) by the linear motor 30 under the control of the stage controller 40.

ラインカメラ50は、距離可変機構60に支持され、ステージ10の上方に配置される。ラインカメラ50は、ステージ10上のウェハ20の表面からの反射光を受光できるように配置される。距離可変機構60は、ラインカメラ50の垂直方向での位置を所定単位で可変する機能を有する。その所定単位は、ウェハ20のたわみを識別できる値(範囲)に設定され、例えば10μm〜数十μm単位、あるいは100μmから数百μm単位で、ラインカメラ50の垂直方向の位置を変えることができる。距離可変機構60は、例えば、ハンドルでカム機構を回転させて上下方向での動きに代える手動式、あるいは小型のステッピングモータの回転を利用する電動式など、任意の形態によって、ラインカメラ50の垂直方向での位置を所定単位で可変することができる。   The line camera 50 is supported by the distance variable mechanism 60 and is disposed above the stage 10. The line camera 50 is disposed so as to receive reflected light from the surface of the wafer 20 on the stage 10. The distance variable mechanism 60 has a function of changing the position of the line camera 50 in the vertical direction by a predetermined unit. The predetermined unit is set to a value (range) by which the deflection of the wafer 20 can be identified. For example, the vertical position of the line camera 50 can be changed in units of 10 μm to several tens of μm, or 100 μm to several hundreds of μm. . The distance variable mechanism 60 is a vertical type of the line camera 50 according to an arbitrary form such as a manual type in which the cam mechanism is rotated by a handle to replace the movement in the vertical direction, or an electric type using the rotation of a small stepping motor. The position in the direction can be changed by a predetermined unit.

ライン光源70は、ラインカメラ50に隣接して配置され、ステージ10の表面に斜め上方から光を照射できるようにセットされる。ライン光源70は、ラインカメラ50と一体的に、あるいは別個にラインカメラ50に隣接して設けることができる。ライン光源70は、ラインカメラ50の長手方向に沿ってほぼ平行に配置される。ライン光源70は、ステージ10上のウェハ20の表面に対して所定の角度にセットされる。所定の角度は、測定状態等に応じて任意に設定可能である。所定の角度は、例えば20度〜80度の範囲であり、好ましくは30度〜70度の範囲である。ライン光源70の明るさは、光源用の電源によって調整される。   The line light source 70 is disposed adjacent to the line camera 50 and is set so that light can be irradiated on the surface of the stage 10 from obliquely above. The line light source 70 can be provided adjacent to the line camera 50 integrally with the line camera 50 or separately. The line light sources 70 are arranged substantially in parallel along the longitudinal direction of the line camera 50. The line light source 70 is set at a predetermined angle with respect to the surface of the wafer 20 on the stage 10. The predetermined angle can be arbitrarily set according to the measurement state or the like. The predetermined angle is, for example, in the range of 20 degrees to 80 degrees, and preferably in the range of 30 degrees to 70 degrees. The brightness of the line light source 70 is adjusted by a power source for the light source.

ラインカメラ50の出力は画像処理手段80に入力される。画像処理手段80は、ステージ・コントローラ40、ラインカメラ50およびライン光源70用の電源を制御することができる。なお、図1では、ライン光源70とラインカメラ50は各々1つしか記載されていないが、各々2以上配置することができる。ラインカメラ50が2つ以上ある場合についてはさらに後述する。以上が図1の概要である。次に、図1の各構成の詳細についてさらに説明する。   The output of the line camera 50 is input to the image processing means 80. The image processing means 80 can control the power supply for the stage controller 40, the line camera 50 and the line light source 70. In FIG. 1, only one line light source 70 and one line camera 50 are shown, but two or more line light sources 70 and two line cameras 50 can be arranged. The case where there are two or more line cameras 50 will be further described later. The above is the outline of FIG. Next, details of each component of FIG. 1 will be further described.

ステージ10は、載せられるウェハ20の大きさよりも大きいサイズを有し、図1の円形以外の任意の形状を有することができる。ステージ10は、できるだけ平坦な表面を有することが望ましい。ステージ10は、ウェハ20の表面以外からの反射光ができるだけ発生しにくい構造を有することが望ましい。ステージ10は、ウェハ20を載せた状態で、ステージが移動する際にウェハ20が動いて位置が変動してしまうことがないように、ウェハ20を固定できるように構成されている。例えば、ステージ10は、ウェハ20の外周の3、4点を外側から内側へ抑えることができる表面上に設けられた治具/機構(突起部、伸縮部、クリップ部、チャック等)を備える。   The stage 10 has a size larger than the size of the wafer 20 to be placed, and can have an arbitrary shape other than the circle of FIG. The stage 10 desirably has a surface that is as flat as possible. It is desirable that the stage 10 has a structure in which reflected light from other than the surface of the wafer 20 is hardly generated. The stage 10 is configured so that the wafer 20 can be fixed so that the position of the wafer 20 is not changed when the stage 20 moves with the wafer 20 placed thereon. For example, the stage 10 includes a jig / mechanism (protrusion part, expansion / contraction part, clip part, chuck, etc.) provided on the surface that can restrain the outer periphery 3 and 4 points of the wafer 20 from the outside to the inside.

検査対象のウェハ20としては、基本的に表面に従来からある半導体プロセスにより各種パターン(回路や配線(半導体、導体、絶縁体等))が形成されていれば、任意の構成(層構造)のウェハを選択することができる。ウェハ20は、ダイシング前のICチップが格子状に多数形成された状態、あるいはその途中段階の上記した各種パターンが形成された状態のいずれをも含むことができる。ウェハ20は、例えば、Si単体、SOI、SiGe、あるいはGaAs等の化合物半導体等の任意の材料からなることができる。ウェハのサイズ(口径)も例えば300mmあるいはそれ以上または以下等の任意のサイズを用いることができる。   As long as various patterns (circuits and wirings (semiconductors, conductors, insulators, etc.)) are basically formed on the surface by a conventional semiconductor process, the wafer 20 to be inspected can be of any configuration (layer structure). A wafer can be selected. The wafer 20 can include either a state in which a large number of IC chips before dicing are formed in a lattice shape or a state in which the above-described various patterns are formed in the middle stage. The wafer 20 can be made of any material such as, for example, Si alone, SOI, SiGe, or a compound semiconductor such as GaAs. The wafer size (diameter) can be any size such as 300 mm or more or less.

図2は、本発明の一実施形態のライン光源を示す図である。(a)はライン光源外形の上面図であり、(b)は発光源部の上面図であり、(c)は断面図である。(a)において、ライン光源70は、ラインカメラ50の側部に沿って隣接して配置される。(b)の上面図に示すように、ライン光源70は、例えば、長形の基板上に複数の発光素子72が所定のピッチL1で一列に配置される。その基板のサイズは、任意に選択できるが、長手方向の長さは、少なくともラインカメラ50の長手方向の長さとほぼ同じか、あるいはそれ以上の長さとする必要がある。ピッチL1は、発光素子72のサイズ等に応じて任意に選択できる。   FIG. 2 is a diagram showing a line light source according to an embodiment of the present invention. (A) is a top view of the external shape of the line light source, (b) is a top view of the light emitting source section, and (c) is a cross-sectional view. In (a), the line light source 70 is disposed adjacent to the side of the line camera 50. As shown in the top view of (b), in the line light source 70, for example, a plurality of light emitting elements 72 are arranged in a line at a predetermined pitch L1 on a long substrate. The size of the substrate can be arbitrarily selected, but the length in the longitudinal direction needs to be at least approximately the same as or longer than the length in the longitudinal direction of the line camera 50. The pitch L1 can be arbitrarily selected according to the size of the light emitting element 72 and the like.

図2(c)の断面図において、ライン光源70は、ライン上の発光源72とその上の拡散効果を得るための光学系(レンズ、拡散板など)74を含むことができる。発光素子は、現在利用可能な発光ダイオード(LED)やレーザダイオード(LD)等の半導体素子のみならず将来新たに出現する発光素子等、基本的に任意に選択可能である。ライン光源70は、例えばラインカメラ50の高さとほぼ同様な位置であって、ステージ10上のウェハ表面から所定の距離(例えば、5〜15mm)の位置に設定される。   In the cross-sectional view of FIG. 2C, the line light source 70 can include a light emitting source 72 on the line and an optical system (lens, diffuser plate, etc.) 74 for obtaining a diffusion effect thereon. The light emitting element can be basically arbitrarily selected from not only semiconductor elements such as currently available light emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LD) but also light emitting elements newly appearing in the future. The line light source 70 is set at a position substantially the same as the height of the line camera 50, for example, at a predetermined distance (for example, 5 to 15 mm) from the wafer surface on the stage 10.

拡散板等の拡散効果を得るための光学系(レンズ、拡散板など)74は、図2(c)に示すように発光源との一体型として、あるいは発光源72の出力部の外側に設置することができる。発光源72の波長は、広域波長あるいは所定の波長帯を選択することができる。その選択は、ウェハ20の状態、ラインカメラ50および光学系の光学特性(波長特性など)に応じておこなわれる。   An optical system (lens, diffusing plate, etc.) 74 for obtaining a diffusing effect such as a diffusing plate is installed integrally with the light emitting source as shown in FIG. can do. A wide wavelength or a predetermined wavelength band can be selected as the wavelength of the light emitting source 72. The selection is performed according to the state of the wafer 20, the optical characteristics (wavelength characteristics, etc.) of the line camera 50 and the optical system.

図3は、本発明の一実施形態のラインカメラ50を示す図である。(a)はラインカメラの断面図であり、(b)は下面図である。ラインカメラ50は、受光部52と、光を受光部52に導くためのレンズ54を含む。受光部52は、受光素子(画素)を一列に並べることによって、1次元毎に画像を取得できるものであれば良い。受光部52には、例えば1次元のCCDイメージセンサ、あるいはCMOSイメージセンサを用いることができる。その画素数は、検査対象のウェハ20のサイズ等に応じて選択される。   FIG. 3 is a diagram showing a line camera 50 according to an embodiment of the present invention. (A) is sectional drawing of a line camera, (b) is a bottom view. The line camera 50 includes a light receiving unit 52 and a lens 54 for guiding light to the light receiving unit 52. The light receiving unit 52 may be anything that can acquire an image for each dimension by arranging light receiving elements (pixels) in a line. For the light receiving part 52, for example, a one-dimensional CCD image sensor or a CMOS image sensor can be used. The number of pixels is selected according to the size of the wafer 20 to be inspected.

レンズ54は、一般にロッドレンズ、セルホックレンズ、あるいはGRINレンズと呼ばれる、半径方向に2次分布状の屈折率分布を有する円柱状のレンズある(以下、ロッドレンズと称す)。ロッドレンズは、レンズ端面より入射した光はサインカーブを描きながら進行するために、適切なレンズ長とすることで等倍正立像を得ることができる。複数のロッドレンズは、ラインカメラ50の長手方向で受光部52に沿って列状に(1次元に)配列される。なお、図3(b)では、複数のロッドレンズの集合として連続した1つのロッドレンズ54の底面が示されている。各ロッドレンズの下端部が受けた反射光は、上端部から出て対応する(その上部の)の各受光素子(画素)に集光されるようになっている。   The lens 54 is a cylindrical lens generally called a rod lens, a cell hook lens, or a GRIN lens having a refractive index distribution with a secondary distribution in the radial direction (hereinafter referred to as a rod lens). In the rod lens, since the light incident from the lens end face travels while drawing a sine curve, an equal-magnification erect image can be obtained by setting an appropriate lens length. The plurality of rod lenses are arranged in a row (one-dimensionally) along the light receiving unit 52 in the longitudinal direction of the line camera 50. FIG. 3B shows the bottom surface of one rod lens 54 that is continuous as a set of a plurality of rod lenses. The reflected light received by the lower end portion of each rod lens exits from the upper end portion and is condensed on each corresponding light receiving element (pixel).

図4と図5は、本発明の他の一実施形態のラインカメラを示す断面図である。図4は、ラインカメラが2つの場合であり、図5はラインカメラが3つの場合である。各ラインカメラは、例えば図3に例示したような同じ構成(仕様)を有している。図4において、2つのラインカメラ50Aと50Bは、ステージ10の表面(ウェハ20の表面)に垂直な方向で位置をずらして配置される。図4(a)は、水平方向で左側にあるラインカメラ50Aが下側にあり、50Bが上側にある場合であり、(b)は左側にあるラインカメラ50Bが上側にあり、50Aが下側にある場合での例である。   4 and 5 are sectional views showing a line camera according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 shows a case where there are two line cameras, and FIG. 5 shows a case where there are three line cameras. Each line camera has the same configuration (specification) as exemplified in FIG. In FIG. 4, the two line cameras 50 </ b> A and 50 </ b> B are arranged with their positions shifted in a direction perpendicular to the surface of the stage 10 (the surface of the wafer 20). 4A shows a case where the line camera 50A on the left side in the horizontal direction is on the lower side and 50B is on the upper side, and FIG. 4B shows the line camera 50B on the left side on the upper side and 50A on the lower side. This is an example of the case.

2つのラインカメラ50Aと50Bの位置ずれ量Dは、ウェハ20の予想されるたわみ量の最大値前後(例えば、最大値+/−5〜10%(最大値×0.9〜最大値×1.1、あるいは最大値×0.95〜最大値×1.05)、以下同様)で設定することができる。例えば、ウェハの予想されるたわみ量が+/−200μm(最大幅で400μm)である場合、位置ずれ量Dは400μm前後(例えば、400μm+/−5〜10%、以下同様)の所定値に設定することができる。この位置ずれ量Dは、ラインカメラ50Aと50Bが同じ構成(仕様)を有している場合、ステージ10上のウェハ20の表面から各ラインカメラ内のロッドレンズ54の下面までの距離(ワーキングディスタンス(WD))のずれ量に相当する(等しくなる)。   The positional deviation amount D between the two line cameras 50A and 50B is around the maximum value of the expected deflection amount of the wafer 20 (for example, maximum value +/− 5 to 10% (maximum value × 0.9 to maximum value × 1). .1 or maximum value × 0.95 to maximum value × 1.05), and so on. For example, when the expected deflection amount of the wafer is +/− 200 μm (maximum width is 400 μm), the positional deviation amount D is set to a predetermined value around 400 μm (for example, 400 μm +/− 5 to 10%, the same applies hereinafter). can do. When the line cameras 50A and 50B have the same configuration (specification), this positional deviation amount D is a distance (working distance) from the surface of the wafer 20 on the stage 10 to the lower surface of the rod lens 54 in each line camera. (WD)).

すなわち、本発明の一実施形態では、2つのラインカメラ50Aと50Bの垂直方向での位置を変えることにより、ワーキングディスタンス(WD)を変えるようにしている。なお、図4では、2つのラインカメラ50Aと50Bの垂直方向の位置をずらしているが、代わりに、2つのラインカメラの位置は同じにして、中に含まれるロッドレンズ54の位置を垂直方向で長さDだけずらすようにしてもよい。   That is, in one embodiment of the present invention, the working distance (WD) is changed by changing the positions of the two line cameras 50A and 50B in the vertical direction. In FIG. 4, the vertical positions of the two line cameras 50A and 50B are shifted, but instead, the positions of the two line cameras are the same, and the position of the rod lens 54 included therein is the vertical direction. In this case, the length D may be shifted.

図5において、3つのラインカメラ50A、50B、50Cは、ステージ10の表面(ウェハ20の表面)に垂直な方向で位置をずらして配置される。図5(a)は、水平方向で左側から右側に向けてラインカメラ50A、50B、50Cの順で位置が高くなる場合であり、(b)は左側から右側に向けてラインカメラ50C、50B、50Aの順で位置が低くなる場合の例である。ラインカメラ50Aと50Bの位置ずれ量D1と、ラインカメラ50Bと50Cの位置ずれ量D2は、基本的に同じ長さに設定することができる。すなわち、ラインカメラ50Bの位置を基準とした場合、上下に距離D1(=D2)ずらした位置に他のラインカメラ50Aと50Cがあることになる。なお、D1とD2を異なる長さに設定することも可能である。   In FIG. 5, the three line cameras 50 </ b> A, 50 </ b> B, and 50 </ b> C are arranged with their positions shifted in a direction perpendicular to the surface of the stage 10 (the surface of the wafer 20). FIG. 5A shows a case where the positions of the line cameras 50A, 50B, 50C increase in the order from the left side to the right side in the horizontal direction, and FIG. 5B shows the line cameras 50C, 50B, 50B, 50B, from the left side to the right side. This is an example where the position decreases in the order of 50A. The positional deviation amount D1 of the line cameras 50A and 50B and the positional deviation amount D2 of the line cameras 50B and 50C can be basically set to the same length. That is, when the position of the line camera 50B is used as a reference, the other line cameras 50A and 50C are located at positions shifted by a distance D1 (= D2) up and down. It is also possible to set D1 and D2 to different lengths.

位置ずれ量D1とD2は、ウェハ20の予想されるたわみ量の最大値(上下方向の各最大値)前後(例えば、上下方向の各最大値+/−5〜10%、(最大値×0.9〜最大値×1.1、あるいは最大値×0.95〜最大値×1.05)、以下同様)で設定することができる。例えば、ウェハの予想されるたわみ量が+/−200μmである場合、位置ずれ量D1とD2は、それぞれ200μm前後(例えば、200μm+/−5〜10%、以下同様)の所定値に設定することができる。言い換えれば、D1とD2の合計値(D1+D2)を上下方向でのたわみの合計の最大幅400μm前後の所定値に設定することができる。   The misregistration amounts D1 and D2 are about the maximum deflection amount (maximum value in the vertical direction) before and after the expected deflection amount of the wafer 20 (for example, each maximum value in the vertical direction +/− 5 to 10%, (maximum value × 0). .9 to maximum value × 1.1, or maximum value × 0.95 to maximum value × 1.05), and so on. For example, when the expected deflection amount of the wafer is +/− 200 μm, the misregistration amounts D1 and D2 are set to predetermined values of about 200 μm (for example, 200 μm +/− 5 to 10%, the same applies hereinafter). Can do. In other words, the total value (D1 + D2) of D1 and D2 can be set to a predetermined value around the maximum width of 400 μm of the total deflection in the vertical direction.

図4の場合と同様に、位置ずれ量D1、D2は、ラインカメラ50A、50B、50Cが同じ構成(仕様)を有している場合、ステージ10上のウェハ20の表面から各ラインカメラ内のロッドレンズ54の下面までの距離(ワーキングディスタンス(WD))のずれ量に相当する(等しくなる)。また、図5の構成に代えて、3つのラインカメラの垂直方向での位置は同じにそろえて、その内の2つのラインカメラ中のロッドレンズ54の位置をD1と(D1+D2)だけ垂直方向でずらすようにしてもよい。   As in the case of FIG. 4, when the line cameras 50 </ b> A, 50 </ b> B, and 50 </ b> C have the same configuration (specifications), the positional deviation amounts D <b> 1 and D <b> 2 are determined from the surface of the wafer 20 on the stage 10. This corresponds to (becomes equal to) the shift amount of the distance (working distance (WD)) to the lower surface of the rod lens 54. Further, in place of the configuration of FIG. 5, the positions of the three line cameras in the vertical direction are the same, and the position of the rod lens 54 in the two line cameras is the vertical direction by D1 and (D1 + D2). It may be shifted.

図1の画像処理手段80は、所定の測定プログラムに基づき、ラインカメラ50からの受信する検査信号(たわみ情報)を処理する。画像処理手段80は、コントローラ40および照明用電源を制御する。画像処理手段80は、ラインカメラ50の制御用のカード(回路基板)、コントローラ40、照明用電源を制御するための回路基板、画像データを格納するためのメモリ等を有する。画像処理手段80としては、例えば、画像処理結果などを表示する表示部、測定条件などを入力する入力部などを有するパーソナル・コンピュータ(PC)が該当する。   The image processing unit 80 in FIG. 1 processes an inspection signal (flexure information) received from the line camera 50 based on a predetermined measurement program. The image processing means 80 controls the controller 40 and the illumination power source. The image processing means 80 includes a control card (circuit board) for the line camera 50, a controller 40, a circuit board for controlling the illumination power supply, a memory for storing image data, and the like. As the image processing means 80, for example, a personal computer (PC) having a display unit for displaying image processing results, an input unit for inputting measurement conditions, and the like is applicable.

次に図6と図7を参照しながら、本発明の一実施形態のたわみ検査でのたわみの識別/検出方法(原理)を説明する。図6の(a)のラインカメラ50が1つの場合、最初にウェハ20の表面上の測定点(黒丸)においてたわみが無く符号Aで示す平坦な状態にあるとする。この状態で、測定点とラインカメラ50内の受光素子との間で焦点が合っているとする(フォーカス、ON)。ウェハ20の表面の位置が変わって、符号Bに示すようにウェハ20が上側にたわんでいる状態、あるいは符号Cに示すように下側にたわんでいる状態のいずれの場合も測定点(黒丸)とラインカメラ50内の受光素子との間で焦点が合わなくなる(デフォーカス、NG)。   Next, with reference to FIG. 6 and FIG. 7, a deflection identification / detection method (principle) in a deflection inspection according to an embodiment of the present invention will be described. When the number of the line camera 50 in FIG. 6A is one, it is assumed that there is no deflection at the measurement point (black circle) on the surface of the wafer 20 first, and is in a flat state indicated by symbol A. In this state, it is assumed that the measurement point and the light receiving element in the line camera 50 are in focus (focus, ON). When the position of the surface of the wafer 20 is changed and the wafer 20 is bent upward as indicated by symbol B, or when the wafer 20 is bent downward as indicated by symbol C, the measurement point (black circle) is measured. And the light receiving element in the line camera 50 become out of focus (defocus, NG).

図7は、上記したフォーカス(ON)とデフォーカス(NG)でのラインカメラ50からの出力信号の波形の例を示す図である。図7は、ステージ10上のウェハ20の表面の回路パターンのエッジ部分を含む領域が図の左から右へ移動する際の測定点(図6の黒丸)での出力信号を示した図である。図7の信号波形P1は、測定点とラインカメラ50内の受光素子との間で焦点が合っている(フォーカス、ON)場合の出力信号波形の例であり、信号波形P2はその焦点が合っていない(デフォーカス、NG)場合の信号波形の例である。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a waveform of an output signal from the line camera 50 in the above-described focus (ON) and defocus (NG). FIG. 7 is a diagram showing an output signal at a measurement point (black circle in FIG. 6) when the region including the edge portion of the circuit pattern on the surface of the wafer 20 on the stage 10 moves from the left to the right in the figure. . The signal waveform P1 in FIG. 7 is an example of the output signal waveform when the measurement point and the light receiving element in the line camera 50 are in focus (focus, ON), and the signal waveform P2 is in focus. It is an example of a signal waveform when not (defocused, NG).

図7の信号波形P1の場合は焦点が合っているので、受光素子への入射光量が多く、回路パターンのエッジ部分を含む領域の移動に応じて、出力信号が素早く立ち上がっている。一方、信号波形P2の場合は焦点が合っていないので、受光素子への入射光量が減り、上記の領域の移動に応じて出力信号が緩やかに立ち上がっている。その結果、予め設定したしきい値S1、S2の間の時間、すなわち信号波形P1、P2の立ち上がり時間(応答速度)において、図7に示すようにt1とt2とで差が生じている(t1<t2)。この信号の立ち上がり時間の差(大小)を利用して、ウェハ20のたわみの有無を検出することが本発明の基本的な考え方(原理)である。   In the case of the signal waveform P1 in FIG. 7, since the focus is achieved, the amount of light incident on the light receiving element is large, and the output signal quickly rises according to the movement of the region including the edge portion of the circuit pattern. On the other hand, in the case of the signal waveform P2, since the focus is not achieved, the amount of light incident on the light receiving element is reduced, and the output signal rises gently according to the movement of the region. As a result, there is a difference between t1 and t2 as shown in FIG. 7 in the time between the preset threshold values S1 and S2, that is, the rise times (response speeds) of the signal waveforms P1 and P2 (t1). <T2). The basic concept (principle) of the present invention is to detect the presence or absence of deflection of the wafer 20 by using the difference (large or small) in the rise time of the signal.

但し、図6の(a)のラインカメラ50が1つの場合では、図7の信号立ち上がりの時間差を利用してウェハ20のたわみの有無を検出することはできるが、そのたわみが垂直方向の上側へのたわみなのか、下側へのたわみなのかを判別することはできない。そのため、図5あるいは図6の(b)、(c)に示すように、垂直方向の位置をずらしたラインカメラが2つまたは3つ存在する必要がある。なお、図5の説明において既に述べたように、2つあるいは3つのラインカメラの垂直方向での位置は同じに揃えて、ラインカメラ中のロッドレンズの位置を垂直方向でずらすようにしてもよい。また、図6(a)の1つのラインカメラ50を用いて、1つの測定点でその垂直方向のラインカメラの位置をずらしながら測定を行うようにしてもよい。   However, in the case where there is one line camera 50 in FIG. 6A, it is possible to detect the presence or absence of deflection of the wafer 20 using the time difference between the signal rises in FIG. 7, but the deflection is the upper side in the vertical direction. It is not possible to determine whether or not it is a sneaking to the bottom. Therefore, as shown in FIGS. 5 and 6B and 6C, it is necessary that there are two or three line cameras whose vertical positions are shifted. As already described in the description of FIG. 5, the positions of the two or three line cameras in the vertical direction may be the same, and the position of the rod lens in the line camera may be shifted in the vertical direction. . Alternatively, the measurement may be performed using one line camera 50 of FIG. 6A while shifting the position of the line camera in the vertical direction at one measurement point.

図6(b)の2つのラインカメラ50A、50Bで測定する場合、最初にウェハ20の表面上の測定点(黒丸)においてたわみが無く符号Aで示す平坦な状態にあるとする。この状態で、測定点と下側のラインカメラ50A内の受光素子との間で焦点が合っているとする(OK)。ウェハ20の表面の位置が変わって、符号Bに示すようにウェハ20が上側にたわんでいる状態では、測定点(黒丸)とラインカメラ50A内の受光素子との間での焦点はずれるが(NG)、測定点(黒丸)と上側のラインカメラ50A内の受光素子との間で焦点が合うことになる(OK)。   When measurement is performed with the two line cameras 50A and 50B in FIG. 6B, it is assumed that there is no deflection at the measurement point (black circle) on the surface of the wafer 20 and that the measurement is in a flat state indicated by symbol A. In this state, it is assumed that the measurement point and the light receiving element in the lower line camera 50A are in focus (OK). In the state where the position of the surface of the wafer 20 is changed and the wafer 20 is bent upward as indicated by reference numeral B, the focus is defocused between the measurement point (black circle) and the light receiving element in the line camera 50A (NG). ), The measurement point (black circle) and the light receiving element in the upper line camera 50A are in focus (OK).

符号Cに示すようにウェハ20が下側にたわんでいる状態では、ラインカメラ50A、50Bのいずれにおいてもラインカメラ内の受光素子との間で焦点が合わなくなる(NG)。このように、ラインカメラの位置によって焦点が合ったり合わなくなったりするのは、既に図4を参照しながら説明したように、ラインカメラの位置ずれ量Dが、ウェハ20の予想されるたわみ量の最大値前後で設定しているからである。A(平坦)、B(上側たわみ)、C(下側たわみ)の状態でのラインカメラ50A、50Bの出力信号(図7の信号P1、P2)を比較することにより、ウェハが上側または下側のいずれかにたわんでいるかを識別することができる。   In the state where the wafer 20 is bent downward as indicated by reference numeral C, the focus is not achieved between the light receiving elements in the line camera (NG) in either of the line cameras 50A and 50B. As described above with reference to FIG. 4, the line camera position deviation amount D is the expected deflection amount of the wafer 20, as described above with reference to FIG. 4. This is because it is set around the maximum value. By comparing the output signals (signals P1 and P2 in FIG. 7) of the line cameras 50A and 50B in the state of A (flat), B (upper deflection), and C (lower deflection), the wafer is placed on the upper side or the lower side. Can be identified.

具体的には、図7に示した信号波形P1、P2の関係から、ラインカメラ50A、50Bの出力信号の立ち上がり時間ta、tbの差分(ta−tb)が、Aの平坦な状態ではマイナス(ta<tb)であり、Bの上側たわみの状態ではプラス(ta>tb)であり、Cの下側たわみの状態ではほぼゼロ(ta=tb)となることから、その時間差分(ta−tb)を検知することにより、ウェハが上側または下側のいずれかにたわんでいるかを識別することができる。図6(b)の2つのラインカメラ50A、50Bで測定する場合、図6(a)のラインカメラ50が1つの場合のようにラインカメラの位置を上下にずらす動作が不要なので、その分より高速に測定結果を得ることができるというメリットがある。   Specifically, from the relationship between the signal waveforms P1 and P2 shown in FIG. 7, the difference (ta−tb) between the rise times ta and tb of the output signals of the line cameras 50A and 50B is negative ( Since ta <tb), the upper deflection state of B is plus (ta> tb), and the lower deflection state of C is almost zero (ta = tb). Therefore, the time difference (ta−tb) ) Can be identified as to whether the wafer is deflected to the upper side or the lower side. When measuring with the two line cameras 50A and 50B in FIG. 6B, it is not necessary to shift the position of the line camera up and down as in the case of one line camera 50 in FIG. 6A. There is an advantage that measurement results can be obtained at high speed.

図6(c)の3つのラインカメラ50A、50B、50Cで測定する場合も、上述した各ラインカメラの出力信号の立ち上がり時間を利用してウェハのたわみの有無及びそのたわみの方向(上または下)を検知することができる。具体的には、図6(b)で示した時間差分を観る方法に代えて、ラインカメラ50A、50B、50Cの出力信号の立ち上がり時間ta、tb、tcの値を直接観ることにより検知することができる。すなわち、Aの平坦な状態ではラインカメラ50Bの立ち上がり時間tbが最小となり(tb<ta、tc)、Bの上側たわみの状態ではラインカメラ50Cの立ち上がり時間tcが最小となり(tc<ta、tb)、Cの下側たわみの状態ではラインカメラ50Aの立ち上がり時間taが最小となる(ta<tb、tc)ことから、各ラインカメラの立ち上がり時間の大小関係(最小値)を観ることにより、ウェハが上側または下側のいずれかにたわんでいるかを識別することができる。図6(c)の3つのラインカメラ50A、50Bで測定する場合、図6(a)のラインカメラ50が1つの場合のようにラインカメラの位置を上下にずらす動作が不要なので、その分より高速に測定結果を得ることができるというメリットがある。   Even when measuring with the three line cameras 50A, 50B, and 50C in FIG. 6C, the presence / absence of the deflection of the wafer and the direction of the deflection (up or down) using the rise time of the output signal of each line camera described above. ) Can be detected. Specifically, instead of the method of viewing the time difference shown in FIG. 6B, detection is performed by directly viewing the values of the rise times ta, tb, and tc of the output signals of the line cameras 50A, 50B, and 50C. Can do. That is, in the flat state of A, the rise time tb of the line camera 50B is minimum (tb <ta, tc), and in the state of deflection on the upper side of B, the rise time tc of the line camera 50C is minimum (tc <ta, tb). Since the rise time ta of the line camera 50A is minimized (ta <tb, tc) in the state of the lower side deflection of C, the wafer can be obtained by observing the magnitude relationship (minimum value) of the rise time of each line camera. It can be identified whether it bends up or down. When measuring with the three line cameras 50A and 50B in FIG. 6C, it is not necessary to shift the position of the line camera up and down as in the case of one line camera 50 in FIG. 6A. There is an advantage that measurement results can be obtained at high speed.

次に、図8を参照しながら本発明の一実施形態のたわみ検査フローについて説明する。図8は、本発明の一実施形態のたわみ検査フローを示す図である。図8のフローは、図1の一実施形態の検査装置100によって実行される。   Next, a deflection inspection flow according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing a deflection inspection flow according to an embodiment of the present invention. The flow of FIG. 8 is executed by the inspection apparatus 100 of the embodiment of FIG.

ステップS10において、ステージ10上に基板をセットする。基板としては既に述べたように回路パターン等が表面に形成されたウェハ20を含むことができる。以下、ウェハ20の場合について説明する。その際に、ステージが移動する際にウェハ20が動いて位置が変動してしまうことがないように、ステージ10の表面に設けられた治具/機構、例えばウェハ20の外周の3、4点を外側から内側へ抑えることができる突起部、伸縮部、クリップ部、チャック等により、ウェハ20はステージ10の表面に固定される。ステップS20において、ウェハ20の表面上の検査領域へライン光源70から光を照射する。検査領域としては、予め決められた基板上の所定のパターンのエッジを含む領域が選択される。例えば、ウェハ20全体において各ICチップ内の所定のパターンのエッジを含む領域が選択される。   In step S10, a substrate is set on the stage 10. As described above, the substrate may include the wafer 20 on which the circuit pattern or the like is formed on the surface. Hereinafter, the case of the wafer 20 will be described. At that time, a jig / mechanism provided on the surface of the stage 10, for example, three or four points on the outer periphery of the wafer 20, so that the position of the wafer 20 does not change when the stage moves. The wafer 20 is fixed to the surface of the stage 10 by a protrusion, an expansion / contraction part, a clip part, a chuck, and the like that can suppress the distance from the outside to the inside. In step S <b> 20, light is irradiated from the line light source 70 to the inspection area on the surface of the wafer 20. As the inspection area, an area including an edge of a predetermined pattern on a predetermined substrate is selected. For example, a region including an edge of a predetermined pattern in each IC chip in the entire wafer 20 is selected.

ステップS30において、ラインカメラ50がウェハ20の表面から第1の距離においてウェハ20の表面からの反射光を受光する。ステップS40において、ラインカメラ50がウェハ20の表面から第2の距離においてウェハ20の表面からの反射光を受光する。ステップS50において、ラインカメラ50がウェハ20の表面から第3の距離においてウェハ20の表面からの反射光を受光する。ステップS30〜S50までの3つのステップは、既に述べたように、1つのラインカメラ50を用いてその位置を変えること、3つの位置の異なるラインカメラ50A、50B、50Cを用いることのいずれもやり方でも実行することができる。また、図6(b)を参照しながら説明したように、ステップS50を省略して、2つのラインカメラ50A、50Bを用いることにより(2つの検出距離で)反射光を受光するようにしてもよい。   In step S <b> 30, the line camera 50 receives reflected light from the surface of the wafer 20 at a first distance from the surface of the wafer 20. In step S <b> 40, the line camera 50 receives reflected light from the surface of the wafer 20 at a second distance from the surface of the wafer 20. In step S <b> 50, the line camera 50 receives reflected light from the surface of the wafer 20 at a third distance from the surface of the wafer 20. As described above, each of the three steps S30 to S50 can be performed by changing the position using one line camera 50 or using the line cameras 50A, 50B, and 50C having three different positions. But you can do it. Further, as described with reference to FIG. 6B, the step S50 is omitted, and the reflected light is received (at two detection distances) by using the two line cameras 50A and 50B. Good.

ステップS60において、ウェハ20の表面の検査すべき全ての領域での検査(測定)が終了したか否かを判定する。その判定がNOの場合、ステップS70において、ウェハ20の表面の検査すべき次の所定のパターンを含む検査領域へステージ10が移動した後、ステップS20へ戻り、検査領域への光の照射以降のステップが繰り返される。ステップS60の判定がYESの場合、ステップS80において、ラインカメラによって測定された受光データが画像処理手段80によって処理され、ウェハ20の表面全体でのたわみの情報(状態分布)が得られる。   In step S60, it is determined whether or not the inspection (measurement) has been completed in all regions to be inspected on the surface of the wafer 20. If the determination is NO, in step S70, after the stage 10 has moved to the inspection area including the next predetermined pattern to be inspected on the surface of the wafer 20, the process returns to step S20, and after the irradiation of light to the inspection area The steps are repeated. If the determination in step S60 is YES, in step S80, the received light data measured by the line camera is processed by the image processing means 80, and information on the deflection (state distribution) on the entire surface of the wafer 20 is obtained.

得られたたわみ情報は、次のステップS90において、画像処理手段80が備える表示装置の画面上にマクロ画像(マップ)として表示される。図9にその検査結果の画像イメージの一例を示す。ウェハ20をイメージする円内の“+”は、上側へのたわみがあることを示し、”―“は下側へのたわみがあることを示す。たわみの大きさは、例えば“+”及び“−”の大きさを変えることにより表現する。なお、図9の表示はあくまで簡単な一例であって、たわみの分布を画像上の他の形状分布(↑↑↑:上側へのたわみ、↓↓↓:下側へのたわみ)や色分布(たわみの向きと大きさに対応させて色の種類及びその濃さを変える)として表したり、あるいは3次元画像として視覚上よりリアルにかつ鮮明にたわみ分布を表すことができる。   The obtained deflection information is displayed as a macro image (map) on the screen of the display device provided in the image processing means 80 in the next step S90. FIG. 9 shows an example of an image of the inspection result. A “+” in a circle that images the wafer 20 indicates that there is an upward deflection, and “−” indicates that there is a downward deflection. The magnitude of the deflection is expressed by changing the magnitude of “+” and “−”, for example. Note that the display in FIG. 9 is merely a simple example, and the deflection distribution is represented by other shape distributions on the image (↑↑↑: deflection on the upper side, ↓↓↓: deflection on the lower side) and color distribution ( The color type and the intensity thereof are changed corresponding to the direction and size of the deflection), or the deflection distribution can be represented more realistically and clearly as a three-dimensional image.

上述した本発明の検査方法、検査装置によりウェハの表面全体でのたわみの情報、すなわち表面内において上側あるいは下側へのたわみがどうように発せし分布しているのかをマクロ的に(相対的に)検出することができるが、さらに、以下に述べる方法により、そのたわみの絶対量を得ることもできる。   The above-described inspection method and inspection apparatus according to the present invention provides information on the deflection of the entire wafer surface, that is, how the deflection on the upper side or the lower side is generated and distributed on the surface in a macro (relative manner). In addition, the absolute amount of the deflection can be obtained by the method described below.

(1)ラインカメラによってウェハの表面全体の画像としてパターン画像を1枚取得する(画像1)。
(2)取得した画像パターン(画像1)の中からデフォーカス量を計算するパターンを選択する。その際、例えば、ある程度コントラスト差が得られるパターンの領域を選択する。
(3)ラインカメラの位置を変えて、すなわち例えば上方に200μmシフトさせて、その位置での画像を取得する(画像2)。さらに、下方に200μmシフトさせて、その位置での画像を取得する(画像3)。
(4)得られた画像1、2、3において、(2)で選択したパターンの領域でのデフォーカス量(フォーカスのボケ量)を比較する。
(5)上記(3)の結果より、高さ(ラインカメラの位置、言い換えれば、WD)が200μm異なると、その選択したパターンの領域のボケ量がどの程度差異が出るのかの検量線を求める。
(6)上記(5)をウェハ面内の複数個所で行うことにより、ウェハが持っているたわみ以外の欠陥(デフォーカス、CMPによるキズ等の欠陥)の影響を排除する。
(1) One pattern image is acquired as an image of the entire surface of the wafer by a line camera (image 1).
(2) A pattern for calculating the defocus amount is selected from the acquired image patterns (image 1). At this time, for example, a pattern area where a certain contrast difference is obtained is selected.
(3) The position of the line camera is changed, that is, for example, shifted upward by 200 μm, and an image at that position is acquired (image 2). Further, the image is shifted downward by 200 μm and an image at that position is acquired (image 3).
(4) In the obtained images 1, 2, and 3, the defocus amount (focus blur amount) in the pattern area selected in (2) is compared.
(5) From the result of (3) above, a calibration curve is calculated to determine how much the amount of blur in the selected pattern area differs when the height (position of the line camera, in other words, WD) differs by 200 μm. .
(6) By performing the above (5) at a plurality of locations within the wafer surface, the influence of defects (defocus, defects such as scratches caused by CMP) other than the deflection of the wafer is eliminated.

本発明の実施形態について、図1〜図9を例にとり説明をした。しかし、本発明はこれらの実施形態に限られるものではない。本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施できるものである。   The embodiment of the present invention has been described with reference to FIGS. However, the present invention is not limited to these embodiments. The present invention can be implemented in variously modified, modified, and modified embodiments based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.

10 ステージ
20 基板(ウェハ)
30 リニアモータ
40 コントローラ
50、50A、50B、50C ラインカメラ
60 距離可変機構
70 ライン光源
80 画像処理装置(コンピュータ)
100 検査装置
10 Stage 20 Substrate (wafer)
30 Linear motor 40 Controller 50, 50A, 50B, 50C Line camera 60 Distance variable mechanism 70 Line light source 80 Image processing apparatus (computer)
100 inspection equipment

Claims (5)

回路パターンが形成された基板のたわみを検査するためのラインカメラであって、
前記基板の表面に光を照射するライン光源と、
前記基板の表面の前記回路パターンのエッジを含む領域からの反射光をレンズを介して受光するラインセンサと、
前記基板の表面と前記レンズとの間の距離を前記基板の予想されるたわみ量の最大値前後で所定値から変動させることができる距離可変機構と、を備えるラインカメラ。
A line camera for inspecting the deflection of a substrate on which a circuit pattern is formed,
A line light source for irradiating light on the surface of the substrate;
A line sensor for receiving reflected light from a region including an edge of the circuit pattern on the surface of the substrate through a lens;
A line camera comprising: a distance variable mechanism capable of changing a distance between the surface of the substrate and the lens from a predetermined value around a maximum value of an expected deflection amount of the substrate.
回路パターンが形成された基板のたわみを検査するラインカメラであって、
前記基板の表面に光を照射するライン光源と、
前記基板の表面の前記回路パターンのエッジを含む領域からの反射光を第1のレンズを介して受光する第1のラインセンサと、
前記第1のラインセンサに隣接し、前記基板の表面の前記領域からの反射光を第2のレンズを介して受光する第2のラインセンサと、を備え、
前記基板の表面と前記第1のレンズとの間の第1の距離と、前記基板の表面と前記第2のレンズとの間の第2の距離との差が、前記基板の予想されるたわみ量の最大値前後の所定値に設定される、ラインカメラ。
A line camera for inspecting the deflection of a substrate on which a circuit pattern is formed,
A line light source for irradiating light on the surface of the substrate;
A first line sensor that receives reflected light from a region including an edge of the circuit pattern on the surface of the substrate through a first lens;
A second line sensor adjacent to the first line sensor and receiving reflected light from the region of the surface of the substrate through a second lens;
The difference between the first distance between the surface of the substrate and the first lens and the second distance between the surface of the substrate and the second lens is the expected deflection of the substrate. A line camera that is set to a predetermined value around the maximum amount.
回路パターンが形成された基板のたわみを検査するラインカメラであって、
前記基板の表面に光を照射するライン光源と、
前記基板の表面の前記回路パターンのエッジを含む領域からの反射光を第1のレンズを介して受光する第1のラインセンサと、
前記第1のラインセンサに隣接し、前記基板の表面の前記領域からからの反射光を第2のレンズを介して受光する第2のラインセンサと、
前記第2のラインセンサに隣接し、前記基板の表面の前記領域からからの反射光を第3のレンズを介して受光する第3のラインセンサと、を備え、
前記基板の表面と前記第1のレンズとの間の第1の距離D1と、前記基板の表面と前記第2のレンズとの間の第2の距離D2と、前記基板の表面と前記第3のレンズとの間の第3の距離D3とが、D1>D2>D3またはD1<D2<D3の関係にあり、かつD1とD3の差分が前記基板の予想されるたわみ量の最大値前後である、ラインカメラ。
A line camera for inspecting the deflection of a substrate on which a circuit pattern is formed,
A line light source for irradiating light on the surface of the substrate;
A first line sensor that receives reflected light from a region including an edge of the circuit pattern on the surface of the substrate through a first lens;
A second line sensor adjacent to the first line sensor and receiving reflected light from the region of the surface of the substrate through a second lens;
A third line sensor adjacent to the second line sensor and receiving reflected light from the region of the surface of the substrate through a third lens;
A first distance D1 between the surface of the substrate and the first lens; a second distance D2 between the surface of the substrate and the second lens; and a surface of the substrate and the third lens. The third distance D3 between the first lens and the third lens has a relationship of D1>D2> D3 or D1 <D2 <D3, and the difference between D1 and D3 is around the maximum value of the expected deflection of the substrate. There is a line camera.
請求項1〜3のいずれかのラインカメラと、
前記基板を載置して水平方向/垂直方向で前記基板を移動することができるステージと、
前記ラインカメラからの信号を受けて、前記基板のたわみ量を算出するための処理装置と、を備える基板のたわみ検査装置。
A line camera according to any one of claims 1 to 3,
A stage on which the substrate can be placed and moved in a horizontal / vertical direction;
A substrate deflection inspection apparatus comprising: a processing device that receives a signal from the line camera and calculates a deflection amount of the substrate.
回路パターンが形成された基板のたわみを検査するための方法であって、
前記基板の表面に光を照射するステップと、
前記基板の表面の前記回路パターンのエッジを含む領域からの反射光をレンズを介して受光するステップであって、前記基板の表面と前記レンズとの間の距離を前記基板の予想されるたわみ量の最大値前後で変動させた少なくとも2つの異なる前記距離で前記領域からの反射光を受光するステップと、を含む方法。
A method for inspecting the deflection of a substrate on which a circuit pattern is formed,
Irradiating the surface of the substrate with light;
Receiving reflected light from a region including an edge of the circuit pattern on the surface of the substrate through a lens, wherein a distance between the surface of the substrate and the lens is an expected amount of deflection of the substrate; Receiving reflected light from the region at at least two different distances varied around a maximum value of.
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