JP6598737B2 - Wafer inspection equipment - Google Patents
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Description
本発明はウエハ検査装置に関する。 The present invention relates to a wafer inspection apparatus.
従来のウエハ検査装置は、ウエハの裏面を吸着して保持するステージと、ステージを移動させる駆動機構とを備える。ウエハ検査装置は、ウエハの裏面をステージに吸着し、ステージを移動させてウエハの被検査面内の検査位置を決定し上方から検査する。その際、ウエハの裏面はステージに接触して固定されるため、その裏面にはキズや異物付着が発生する。よって、そのようなキズや異物の発生が、半導体装置の性能に影響を与えない製造工程で、上記のウエハ検査装置は使用される。 A conventional wafer inspection apparatus includes a stage that sucks and holds the back surface of a wafer and a drive mechanism that moves the stage. The wafer inspection apparatus sucks the back surface of the wafer onto the stage, moves the stage, determines the inspection position within the inspection surface of the wafer, and inspects from above. At this time, since the back surface of the wafer is fixed in contact with the stage, scratches and foreign matter adhere to the back surface. Therefore, the above wafer inspection apparatus is used in a manufacturing process in which generation of such scratches and foreign matters does not affect the performance of the semiconductor device.
特許文献1に記載されたウエハ検査装置が備えるステージは、中央が中空形状を有し、外周にウエハを支持する支持部を含む。ウエハの被検査面の面内および裏面の面内のうち、支持部に支持された外周よりも内側に位置する領域はステージに接触しないため、前述したキズや異物付着の頻度が低減できる。しかし、通常よりも厚さの薄いウエハを検査する場合、従来のウエハ検査装置よりもウエハの支持面積が狭いため、ステージの移動によってウエハが振動し、検査画像にブレが生じる。例えば、ウエハ面内のマッピング測定を行う場合など、スキャン方向の転換が伴う際に、過度な加速度がウエハに加わり振動が発生する。そのような振動を抑制するためには、ステージの駆動速度を低下させるなど、ステージ駆動時の振動低減策が必要となる。よって、ウエハの外周を支持して被検査面を検査するウエハ検査装置は、被検査面の裏面全面を支持して被検査面を検査するウエハ検査装置に比べて、検査のスループットが下がる問題があった。 The stage included in the wafer inspection apparatus described in Patent Document 1 has a hollow shape at the center and includes a support portion that supports the wafer on the outer periphery. Of the surface to be inspected and the back surface of the wafer, the region located inside the outer periphery supported by the support portion does not come into contact with the stage, so that the frequency of the above-described scratches and foreign matter adhesion can be reduced. However, when inspecting a wafer thinner than usual, the wafer support area is narrower than that of a conventional wafer inspection apparatus, so that the wafer vibrates due to the movement of the stage, and the inspection image is blurred. For example, when performing a mapping measurement in the wafer surface, when the scan direction is changed, excessive acceleration is applied to the wafer to generate vibration. In order to suppress such vibration, it is necessary to take measures to reduce vibration during stage driving, such as reducing the stage driving speed. Therefore, the wafer inspection apparatus that supports the outer periphery of the wafer and inspects the surface to be inspected has a problem that the inspection throughput is lower than the wafer inspection apparatus that supports the entire back surface of the surface to be inspected and inspects the inspected surface. there were.
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、ウエハの被検査面および裏面にキズの形成や異物付着等が発生する頻度を低減し、またウエハの検査速度が向上可能なウエハ検査装置の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can reduce the frequency of occurrence of flaws and adhesion of foreign substances on the inspected surface and back surface of the wafer, and can increase the inspection speed of the wafer. An object of the present invention is to provide a simple wafer inspection apparatus.
本発明に係るウエハ検査装置は、ウエハの少なくとも一部の外周を支持してウエハをウエハ設置位置に静止可能な支持部を含む支持手段と、ウエハ設置位置に対向して設けられ、支持手段に設置されるウエハを光学的に検査する光学検査手段と、光学検査手段に接続し光学検査手段を移動させる駆動手段とを備える。支持部は、ウエハを水平方向に載置可能なようにウエハの少なくとも一部の外周を支持する水平面を含む。支持部は、ウエハ設置位置が水平方向に移動しないように固定されている。
The wafer inspection apparatus according to the present invention includes a support unit including a support unit that supports the outer periphery of at least a part of the wafer and can hold the wafer at the wafer installation position, and is provided to face the wafer installation position. Optical inspection means for optically inspecting a wafer to be installed, and drive means for connecting the optical inspection means and moving the optical inspection means. The support portion includes a horizontal plane that supports the outer periphery of at least a part of the wafer so that the wafer can be placed in the horizontal direction. The support portion is fixed so that the wafer installation position does not move in the horizontal direction.
本発明に係るウエハ検査装置によれば、ウエハの被検査面および裏面にキズの形成や異物付着等が発生する頻度を低減し、またウエハの検査速度を向上させるウエハ検査装置の提供が可能である。 According to the wafer inspection apparatus of the present invention, it is possible to provide a wafer inspection apparatus that reduces the frequency of occurrence of flaws and foreign matter adhesion on the inspected surface and the back surface of the wafer, and improves the wafer inspection speed. is there.
本発明に係るウエハ検査装置の実施の形態を説明する。なお、ウエハ検査装置は、主に検査部およびウエハ搬送部、画像処理部、制御部で構成されるが、本発明に係るウエハ検査装置は検査部に関するものである。 An embodiment of a wafer inspection apparatus according to the present invention will be described. The wafer inspection apparatus mainly includes an inspection unit, a wafer transfer unit, an image processing unit, and a control unit. The wafer inspection apparatus according to the present invention relates to an inspection unit.
<実施の形態1>
(ウエハ検査装置の構成)
図1は、本実施の形態1におけるウエハ検査装置100の構成を示す断面図である。ウエハ検査装置100は、筐体1と、筐体1に固定されたウエハホルダー2とを備える。ウエハホルダー2は検査対象のウエハを支持する支持手段の一例である。図2はウエハホルダー2の拡大図である。図1に示すウエハ検査装置100は、図2に示すウエハホルダーのウエハ設置位置2cにウエハ3を設置した状態を示し、図1におけるウエハ設置位置2cはウエハ3の被検査面3aに相当する。ウエハホルダー2は、ウエハ3の外周を支持してウエハ3をウエハ設置位置2cに静止可能な支持部2aと、ホルダー本体2bとを含む。支持部2aは、ウエハ3の外周の全てを支持する構成であっても良いし、少なくとも一部の外周を支持する構成であっても良い。また、本実施の形態1においては、ウエハホルダー2は、図2に示すように、支持部2aよりも内側に中空構造2dを含む。
<Embodiment 1>
(Configuration of wafer inspection equipment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of
ウエハ検査装置100は、ウエハ設置位置2cに対向して設けられる光学検査装置4をさらに備える。本実施の形態1において光学検査装置4はウエハ設置位置2cの下方に設けられ、前述した中空構造2dを介してウエハ3の被検査面3aを光学的に検査する。光学検査装置4の詳細な構成の図示は省略するが、本実施の形態1において、光学検査装置4は、光学顕微鏡、照明、カメラおよびzセンサー等を含む。なお、zセンサーは光学検査装置4のz軸方向すなわち高さ方向の位置を検出するセンサーである。
The
また、ウエハ検査装置100は、光学検査装置4に接続し光学検査装置4を移動させる駆動装置5をさらに備える。本実施の形態1において、駆動装置5は光学検査装置4の検査位置を機械的に移動させる駆動手段であり、駆動装置5はθ・z軸駆動ユニット6とy軸駆動ユニット7とx軸駆動ユニット8とを含む。なおθ方向はxy面内における回転方向である。各駆動ユニットは、図示は省略するが駆動モータとレールとを含み、各駆動モータの駆動により各駆動ユニットは各レール上を移動する。それにより光学検査装置4が移動する。また、駆動装置5の駆動による振動がウエハホルダー2に伝達することを避けるため、ウエハ検査装置100は、ウエハホルダー2と駆動装置5との間を接続する振動伝達経路上に振動低減板9をさらに備える。本実施の形態1においては、振動伝達経路は筐体1であり、振動低減板9は図1に示すように駆動装置5と筐体1との間に設けられる。なお、本実施の形態1においては、振動伝達経路は筐体1であるが、振動伝達経路が駆動装置5とウエハホルダー2との両方を支持する支持構造物であってもよく、その場合は、その支持構造物に振動低減手段が設けられる。
The
(ウエハ検査動作)
本実施の形態1において、ウエハ3は、図1に示すように、被検査面3aを下方すなわち−z方向側に向けて、裏面3bを上方すなわち+z方向側に向けて、図2に示したウエハ設置位置2cに設置される。これにより、光学検査装置4はウエハ3の被検査面3aと対向し、被検査面3aを検査することが可能となる。また、ウエハ3は外周が支持部2aに支持され、ウエハホルダー2に静止して設置される。被検査面3aおよび裏面3bにおいて、支持部2aよりも内側の領域は他に接するものがなく非接触状態である。
(Wafer inspection operation)
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the wafer 3 is shown in FIG. 2 with the surface to be inspected 3a facing downward, ie, the −z direction, and the
なお、裏面3bは被検査面3aの裏側のことであり、被検査面3aと裏面3bとの関係は、ウエハ3に形成される半導体デバイスの有無に依らない。また、検査対象のウエハ3はウエハに限らず、基板状の被検査物や、薄板状のトレーに載置した被検査物であっても良い。
The
ウエハ検査装置100は、被検査面3aの面内の検査位置を変更する際、光学検査装置4を駆動装置5によって移動させる。この際、ウエハホルダー2は駆動せず、ウエハ3の位置は固定されたままである。また、光学検査装置4の移動による振動は振動低減板9によりウエハ3への伝達が低減される。
The
(効果)
ウエハ検査装置100は、支持部2aよりも内側の被検査面3aおよび裏面3bを非接触の状態で検査できる。よって、ウエハ検査装置100は、被検査面3aおよび裏面3bにキズの形成や異物付着等が発生する頻度を低減することができる。また、ウエハ検査装置100は、検査位置の移動の際、従来のウエハ検査装置よりも、ウエハ3の振動を抑えることができ、ウエハ3を静止した状態に保つことができる。ウエハ検査装置100は、通常よりもウエハの厚さが薄いウエハを検査する際にも、搬送による振動がウエハに伝達されることを低減できる。その結果、ウエハを含むホルダーやステージを駆動させる従来のウエハ検査装置よりも、本実施の形態1のウエハ検査装置100はウエハ3の検査速度を向上させることができる。
(effect)
The
以上をまとめると、本実施の形態1のウエハ検査装置100は、ウエハ3の少なくとも一部の外周を支持してウエハ3をウエハ設置位置2cに静止可能な支持部2aを含む支持手段(ウエハホルダー2)と、ウエハ設置位置2cに対向して設けられ、ウエハホルダー2に設置されるウエハ3を光学的に検査する光学検査手段(光学検査装置4)と、光学検査装置4に接続し光学検査装置4を移動させる駆動手段(駆動装置5)とを備える。以上のような構成により、ウエハ検査装置100は、キズの形成や異物付着等がウエハ3の被検査面3aおよび裏面3bに発生する頻度を低減することが可能である。またウエハ検査装置100は、スキャン方向の転換時においても振動を低減できるため、その動作において検査速度を低速化する必要がない。その結果、ウエハ検査装置100は、ウエハ3の検査速度を向上させることができる。
In summary, the
また、本実施の形態1のウエハ検査装置100が備える支持手段(ウエハホルダー2)は、支持部2aよりも内側に中空構造2dを含み、光学検査装置4は、ウエハ設置位置2cの下方に設けられる。以上のような構成により、ウエハ検査装置100は、光学検査装置4によって、ウエハ設置位置2cの下方より被検査面3aを検査できる。その結果、ウエハ検査装置100は、ウエハ設置位置2cの上方に光学検査装置4を設置した場合と比較して、検査中の被検査面3aへの異物付着の発生頻度、例えば、光学検査装置4の駆動に起因する被検査面3aへの異物付着の発生頻度を低減できる。
Further, the support means (wafer holder 2) provided in the
なお、本実施の形態1では、光学検査装置4がウエハ設置位置2cの下方に設けられたウエハ検査装置100の構成例を示したが、光学検査装置4がウエハ設置位置2cの上方に設けられるウエハ検査装置であってもよく、そのようなウエハ検査装置も駆動装置5によるウエハ3の振動を低減できる。また、光学検査装置4がウエハ設置位置2cの上方に設置される場合、ウエハホルダー2は上記のような中空構造2dに変えてザグリ構造を含む構成であっても良い。
In the first embodiment, the configuration example of the
また、本実施の形態1のウエハ検査装置100は、支持部2aと駆動装置5との間を接続する振動伝達経路上に設けられ、駆動装置5による振動がウエハホルダー2に伝達することを低減する振動低減手段(振動低減板9)をさらに備える。以上のような構成により、ウエハ検査装置100は、駆動装置5の振動によって、キズの形成や異物付着等が被検査面3aまたは裏面3bに発生する頻度を低減することができ、また、ウエハ3の検査速度を向上させることができる。
Further, the
<実施の形態2>
本実施の形態2におけるウエハ検査装置について説明する。なお、実施の形態1と同様の構成および動作については説明を省略する。本実施の形態2におけるウエハ検査装置は、光学検査装置4の構成が、実施の形態1に記載したウエハ検査装置とは異なる。その他の構成は実施の形態1と同様である。本実施の形態2におけるウエハ検査装置が備える光学検査装置4は光学顕微鏡(図示せず)を含む。図3は、その光学顕微鏡が含む対物レンズ13を示す図である。光学検査装置4は、ウエハ設置位置2cに対し垂直な方向に光軸を含む対物レンズ13と、対物レンズ13のウエハ設置位置2c側にレンズ保護カバー11とを含む。レンズ保護カバー11は固定具12により対物レンズ13に固定される。レンズ保護カバーは、例えば光学素子を含む。また、レンズ保護カバー11は、例えばガラスである。また、レンズ保護カバー11の透過率は、光学検査装置がウエハ3の検査に用いる検査波長域において透明である。また、例えば、レンズ保護カバー11の検査波長域における透過率は、検査波長域外における透過率よりも高透過率である。
<
A wafer inspection apparatus according to the second embodiment will be described. Note that the description of the same configuration and operation as in the first embodiment will be omitted. The wafer inspection apparatus according to the second embodiment is different from the wafer inspection apparatus described in the first embodiment in the configuration of the optical inspection apparatus 4. Other configurations are the same as those of the first embodiment. The optical inspection apparatus 4 included in the wafer inspection apparatus according to the second embodiment includes an optical microscope (not shown). FIG. 3 is a diagram showing the
なお、本実施の形態2において、光学検査装置4が含むレンズ保護カバー11は、光学検査装置4が含む光学顕微鏡の対物レンズを保護する例を示した。その例にかぎらず、例えば、光学検査装置4がカメラを含み、そのカメラが含むレンズを保護するレンズ保護カバー11を光学検査装置4が備える構成であっても良い。
In the second embodiment, the
(効果)
このように構成された対物レンズ13は、レンズ保護カバー11の表面に微小な付着物が発生しても、対物レンズ13が有する焦点深度に付着物が含まれないため、ウエハ検査装置100が取得する検査画像への異物の映り込みを低減することができる。また、レンズ保護カバー11は、対物レンズ13にキズや汚れが発生することを防ぐ。また、レンズ保護カバー11は、検査波長域において透明であるため、検査画像へ悪影響を及ぼさない。
(effect)
The
以上をまとめると、本実施の形態2のウエハ検査装置が備える光学検査手段(光学検査装置4)は、ウエハ設置位置2cに対し垂直な方向に光軸を含む光学レンズ(対物レンズ13)と、光学レンズのウエハ設置位置側にレンズ保護カバー11とを含み、レンズ保護カバー11は、光学検査装置4がウエハ3の検査に用いる検査波長域に対して透明である。以上のような構成により、ウエハ検査装置100は、光学レンズ表面に付着する微小な異物による検査画像の品質低下を抑制し、また検査感度を維持することができる。
In summary, the optical inspection means (optical inspection apparatus 4) included in the wafer inspection apparatus of the second embodiment includes an optical lens (objective lens 13) including an optical axis in a direction perpendicular to the
<実施の形態3>
本実施の形態3におけるウエハ検査装置について説明する。なお、実施の形態1または実施の形態2と同様の構成および動作については説明を省略する。本実施の形態3におけるウエハ検査装置は、光学検査装置4が含む光学レンズまたは実施の形態3に示したレンズ保護カバーに気体を噴射するブロー装置14をさらに備える。図4は、光学検査装置4が含む対物レンズ13とブロー装置14との配置を示す図である。ブロー装置14は、実施の形態1に示したウエハ設置位置2cより離れた位置に配置される。そのブロー装置14は、対物レンズ13またはレンズ保護カバー11の表面に気体15を噴射する。なお、気体15とは例えば空気である。また、図4に示す対物レンズ13は一例であり、ブロー装置14は光学検査装置4が含む光学レンズに気体を噴射しても良い。
<Embodiment 3>
A wafer inspection apparatus according to the third embodiment will be described. Note that the description of the same configuration and operation as those in Embodiment 1 or
ブロー装置14は、対物レンズ13の表面もしくはレンズ保護カバー11の表面に対し、図4に示すように角度をつけて気体15を噴射する。これにより、ブロー装置14は、対物レンズ13またはレンズ保護カバー11の表面に付着した異物を取り除く。また、ブロー装置14はウエハ設置位置2cから離れて設置されることにより、対物レンズ13またはレンズ保護カバー11の表面に付着した異物の巻き上がりによるウエハへの再付着を防止することができる。
The
(効果)
以上をまとめると、本実施の形態3のウエハ検査装置は、光学検査手段が含む光学レンズ(対物レンズ13)またはレンズ保護カバー11に気体15を噴射するブロー装置14をさらに備える。以上のような構成により、ウエハ検査装置は、対物レンズ13またはレンズ保護カバー11の表面に付着した付着物を取り除くことができ、検査感度を維持することができる。
(effect)
In summary, the wafer inspection apparatus according to the third embodiment further includes a
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
2 ウエハホルダー、2a 支持部、2b ホルダー本体、2c ウエハ設置位置、2d 中空構造、3 ウエハ、3a 被検査面、3b 裏面、4 光学検査装置、5 駆動装置、9 振動低減板、11 レンズ保護カバー、13 対物レンズ、14 ブロー装置、15 気体、100 ウエハ検査装置。 2 Wafer holder, 2a support part, 2b Holder body, 2c Wafer installation position, 2d Hollow structure, 3 Wafer, 3a Surface to be inspected, 3b Back surface, 4 Optical inspection device, 5 Drive device, 9 Vibration reduction plate, 11 Lens protective cover , 13 Objective lens, 14 Blow device, 15 Gas, 100 Wafer inspection device.
Claims (5)
前記ウエハ設置位置に対向して設けられ、前記支持手段に設置される前記ウエハを光学的に検査する光学検査手段と、
前記光学検査手段に接続し前記光学検査手段を移動させる駆動手段と、を備え、
前記支持部は、前記ウエハを水平方向に載置可能なように前記ウエハの前記少なくとも一部の前記外周を支持する水平面を含み、
前記支持部は、前記ウエハ設置位置が前記水平方向に移動しないように固定されているウエハ検査装置。 A support means including a support portion that supports an outer periphery of at least a part of the wafer and is capable of stopping the wafer at a wafer installation position;
An optical inspection means for optically inspecting the wafer provided on the support means and provided facing the wafer installation position;
And a driving means for moving the optical inspection means connected to said optical inspection means,
The support portion includes a horizontal plane that supports the outer periphery of the at least part of the wafer so that the wafer can be placed in a horizontal direction.
Said support portion, a wafer inspection apparatus wherein the wafer installation position is that is fixed so as not to move in the horizontal direction.
前記光学検査手段は、前記ウエハ設置位置の下方に設けられる請求項1に記載のウエハ検査装置。 The support means includes a hollow structure inside the support part,
The wafer inspection apparatus according to claim 1, wherein the optical inspection unit is provided below the wafer installation position.
前記レンズ保護カバーは、前記光学検査手段が前記ウエハの検査に用いる検査波長域に対して透明である請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のウエハ検査装置。 The optical inspection means includes an optical lens including an optical axis in a direction perpendicular to the wafer installation position, and a lens protection cover on the wafer installation position side of the optical lens,
4. The wafer inspection apparatus according to claim 1, wherein the lens protection cover is transparent with respect to an inspection wavelength region used by the optical inspection unit for inspection of the wafer. 5.
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