JPH0754820B2 - 異物検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、集積回路のウエハの表面の異物検査を行う
異物検査装置に関する。

［従来の技術］ 従来の異物検査装置においては、異物検査データを異物
マップとしてディスプレイ画面に表示したり、プロッタ
で印刷出力するようになっている。

また、ウエハの識別、異物検査データの管理のために、
異物マップと一緒に、個々のウエハに固有のウエハ識別
情報も表示または印刷させることができるが、ウエハ識
別情報はキーボードなどの入力手段を通じて作業者によ
り入力させるようになっている。

［解決しようとする問題点］ しかし、ウエハ識別情報の入力作業が煩わしく、または
ウエハ識別情報の誤入力によるエラーが起こりやすいと
いう問題があった。

この発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、人手
によるウエハ識別情報の入力作業が不要で、ウエハ識別
情報の誤りによるエラーの発生を防止した異物検査装置
を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 集積回路のウエハには、そのオリエンテーションフラッ
ト（この明細書においてはオリフラと略記する）の部分
に、ウエハ識別情報（数字、英文字、その他の記号）が
刻印などの方法で記録されている。

この点に鑑み、この発明は、ウエハの異物検査装置にお
いて、ウエハを撮像するイメージセンサと、ウエハのオ
リフラの角度を検出する手段と、この手段により検出さ
れたオリフラの角度を基準として、前記イメージセンサ
により得られたウエハの画像情報からウエハのウエハ識
別情報記録部の画像情報を切り出す手段とを有し、この
手段により切り出されたウエハ識別情報記録部の画像情
報が表示または印刷される構成を備えるものである。

［作用］ この発明は上述の構成により、ウエハに記録されている
ウエハ識別情報の画像が読み取られて画像として表示ま
たは印刷されるため、人手によるウエハ識別情報の入力
作業を不要にすることができ、またウエハ識別情報の誤
入力によるエラーも防止できる。

［実施例］ 以下、図面を参照し、この発明の一実施例について説明
する。

第１図は、この発明による異物検査装置の一実施例の概
要図であり、この発明の要旨に直接的に関連する部分だ
けを示している。

この図において、10はウエハであり、10aはそのオリフ
ラである。10bはウエハ識別情報が文字、数字、記号な
どの組合せとして刻印などによって記録されているウエ
ハ識別情報記録部である。このウエハ識別情報記録部10
bに記録される文字などとオリフラ10aとの相対的位置は
予め決められている。

12はウエハ10を負圧吸着により固定して回転する回転チ
ャックである。本実施例にあっては、この回転チャック
12はプリアラインメントステージに設けられているもの
で、図示されていないが、その近傍に半導体ウエハ10を
掴んで検査ステージへ運ぶ機構がある。なお、この回転
チャック12は、検査ステージの回転チャックであっても
よい。

14は回転チャック12を駆動するためのモータであり、16
はそれを駆動するモータ駆動回路である。18は回転チャ
ック12の回転角度を検出するロータリエンコーダであ
る。この実施例では、このロータリエンコーダ18はアブ
ソリュート型のものであり、検出した回転角度をデジタ
ルデータとして出力する。

20はウエハ10の外周部分を撮像するための１次元のCCD
イメージセンサであり、その視野内にウエハ10の外周部
が入るように配設されている。ウエハ識別情報記録部10
bも、この視野に入る。またCCDイメージセンサ20の視野
は、その長手方向が回転チャック12の半径方向に一致し
ており、ウエハ10の外周エッジ部分をほぼ直角に横切る
ようになっている。

なお、ウエハ10の表面を照明する手段や、ウエハ10の表
面からの反射光をCCDイメージセンサ20に結像させるた
めの対物レンズがあるが、図中省略されている。

22はCCDイメージセンサ20を駆動するイメージセンサ駆
動回路であり、CCDイメージセンサ20の駆動パルス（ス
タートパルス、シフトクロックパルス）を発生する。な
お、CCDイメージセンサ20は、回転チャック12の半径方
向に一致した矢線Ｘの向きにスキャンされる。

24はCCDイメージセンサ20の出力画信号（画像情報）を
所定の閾値レベルTHaで２値化する２値化回路である。
この閾値レベルは、ウエハ表面に対応する画信号レベル
よりも低く、ウエハ識別情報記録部10bに記録されてい
る数字、英文字、その他の記号などの文字線部分に対応
する画信号レベルよりも高くなるように設定される。

26は２値化回路24からシリアルに出力されるビットパタ
ーン（ウエハの２値画像情報）をパラレルのビットパタ
ーンに変換するシリアル／パラレル変換回路である。

28はCPU、30はそのバス、32はプログラムやデータを格
納するためのメモリである。34は入出力インタフェース
回路である。この入出力インタフェース回路34を介し
て、CPU28はイメージセンサ駆動回路22、レジスタ26お
よびモータ駆動回路16をアクセスすることができる。

31はディスプレイ、33はその制御を行うディスプレイコ
ントローラである。35はプロッタ、37は制御を行うプロ
ッタコントローラである。39はディスプレイ31に表示す
る画像情報またはプロッタ35により印刷する画像情報を
格納するための画像メモリである。

なお、この異物検査装置においても、従来装置と同様に
ウエハの異物マップを画像メモリ39上に作成するが、そ
の為の手段およびデータ処理は従来装置と同様であるか
ら、その説明は省略する。

第２図は、この実施例におけるウエハ識別情報読取り表
示動作の概略フローチャートである。この図を参照し、
以下動作を説明する。

回転チャック12にウエハ10が負圧吸着により固定される
と、CPU28によりモータ駆動回路16が起動され、モータ1
4が一定速度で駆動され、回転チャック12は定速回転を
始める。

その後、第２図に示すウエハ識別情報読取り動作のプロ
グラムがCPU28により実行される。

まずステップ１において、一定時間毎にCPU28からイメ
ージセンサ駆動回路22に起動がかけられ、CCDイメージ
センサ20がスキャンされ、画信号（ウエハの画像情報）
がシリアルに出力される。この画信号は２値化回路24に
より２値化され、シリアル／パラレル変換回路26により
パラレルのビットパターンに変換される。

このビットパターンは、ウエハ12の外周エッジより外側
の位置に対応するビットとウエハ識別情報記録部10の記
録文字の文字線部に対応するビットが“0"で、その他の
ビットは“1"である。

さて、CPU28は、CCDイメージセンサ22のスキャンが終了
した後、シリアル／パラレル変換器26から出力されるビ
ットパターンと、エンコーダ18の出力データθを読み込
み、ペアにしてメモリ32上の入力テーブル36に順次格納
する。

同様の動作が繰り返されることにより、様々な回転角度
θと、その角度における画信号のビットパターン（２値
画像情報）が入力テーブル36に収集される。回転チェッ
ク10の１回転分以上のデータが収集されると、このステ
ップが終わり、次のステップ２以降の処理に進む。

ステップ２からステップ６は、入力テーブル36に収集さ
れたデータに基づき、ウエハ10のオリフラ10aの角度を
検出する処理ステップである。

まず、ステップ２において、入力テーブル36に記憶され
ている各ビットパターンが参照され、その最も上位側
（CCDイメージセンサ20から早く出力された側）の“1"
のビット位置をウエハの外周エッジ位置ｘ（回転チャッ
クの半径方向の位置）として検出し、その外周エッジ位
置を示す数値データを、対応する回転角度θのデータと
ペアにしてメモリ32上のエッジテーブル38に格納する。

このようにして、エッジテーブル38が作成されると、ス
テップ３に進む。ここで、第３図を参照して説明する。

回転チャック12の回転角度θを横軸にとり、エッジテー
ブル38に記録された外周エッジ位置ｘをプロットする
と、例えば第２図の曲線L₁のようになる。この外周エッ
ジ位置の曲線L₁の山の部分は、ウエハのオリフラの部分
に対応する。

ところで、ウエハはオリフラ部分以外は真円とみなすこ
とができるので、ウエハと回転チャックとの偏心がなけ
れば、ウエハのオリフラ部以外の部分では外周エッジ位
置ｘが一定になるはずで、外周エッジ位置のプロットは
曲線L₂のようになる。しかし実際には、曲線L₁に見られ
るように、オリフラ部分以外でも外周エッジ位置ｘが変
動する。この変動はウエハと回転チャックの偏心による
影響であり、この偏心による変動分の重畳により、オリ
フラ部分に対応する曲線L₁の山が、本来の位置からずれ
てしまう。したがって、偏心による変動分を除去しない
で、曲線L₁からオリフラの角度を検出したのでは、検出
誤差が大きくなってしまう。

なお、偏心による変動成分は、第３図に曲線L₃で示すよ
うに、正弦波状に現れる。

そこで、この実施例あっては、そのような偏心の影響に
よる外周エッジ位置の変動成分を抽出し、その変動成分
を外周エッジ位置のデータから排除する処理を行う。そ
して、その処理後の外周エッジ位置のデータ（曲線L₂に
対応する）に基づき、オリフラ角度の検出を行う。

さて、ステップ３において、エッジテーブル38の記憶デ
ータのフーリエ解析処理が行われ、前記のような偏心の
影響による正弦波状の変動成分（曲線L₃に対応する成
分）が抽出される。

次のステップ４において、ステップ３により抽出された
偏心成分を除去するための処理が、エッジテーブル38に
記憶されている外周エッジ位置のデータに施される。こ
れで、偏心の影響を排除した曲線L₂に対応した外周エッ
ジ位置データがエッジテーブル38に得られる。

次のステップ５において、エッジテーブル38のデータを
参照し、偏心の影響を排除した外周エッジ位置のプロッ
ト曲線L₂と特定の閾値レベルTHbとの交差する角度θa,
θｂを検出する処理が行われる。

次のステップ６で、角度θa,θｂの中間の角度θｃがオ
リフラ角度として算出される。

このように、本実施例によれば、ウエハと回転チャック
との偏心の影響による外周エッジ位置の変動を排除する
処理を施した後のエッジテーブルの記憶データに基づ
き、オリフラ角度検出が行われるから、ウエハと回転チ
ャックとの偏心量が大きい場合でも、オリフラ角度を高
精度に検出することができる。

なお、このようなオリフラ角度の検出は後述のウエハ識
別情報記録部の画像切出しのためだけではなく、回転チ
ャック12の停止角度を制御することによりウエハ10の角
度のアラインメントを行うためでもある。本実施例によ
れば、ウエハと回転チャックの偏心が大きくても、従来
より高精度にオリフラ角度を検出することができので、
ウエハの角度アラインメントの精度が向上する。

さて、オリフラ角度が検出されると、これを基準とし
て、ウエハ識別情報記録部の領域を決定する。次のステ
ップ８において、この領域内の画像情報を入力テーブル
36内のビットパターンの集合（ウエハ外周部分の画像情
報）から切り出し、画像メモリ39の所定の領域に転送す
る。

これで、ウエハ識別情報は異物マップと一緒にディスプ
レイ31の画面に表示されることになる。なお、画像メモ
リ39の画像情報は、プロッタ35により印刷させることも
できる。

第４図は、この発明の他の実施例の概要図である。この
図において、第１図と同等部分には同一符号が付されて
いる。

前記実施例との構成の違いは、CCDイメージセンサ20の
出力画信号（画像情報）が特定の閾値レベルTHcを越え
た時にエッジ検出信号を出力するエッジ検出回路44と、
このエッジ検出信号が発生した時に、イメージセンサ駆
動回路22内のスキャンアドレスカウンタ22aの出力デー
タ（スキャンアドレス）をラッチするレジスタ46が追加
され、このレジスタ46の保持データ（スキャンアドレ
ス）が外周エッジ位置ｘのデータとしてCPU28に入力さ
れる点である。

閾値レベルTHcは、ウエハの外側に対応した画信号レベ
ルより高く、ウエハの内側に対応した画信号レベルより
低くなるように設定されている。したがって、レジスタ
46にラッチされるスキャンアドレスは、ウエハの外周エ
ッジ位置ｘに対応することになる。

第４図は、この実施例におけるウエハ識別情報読取り動
作の概略フローチャートである。

ステップ11は前記実施例におけるステップ１と同様の処
理ステップである。ただし、シリアル／パラレル変換器
46の出力ビットパターンおよび角度θのデータが入力テ
ーブル36に書き込まれるだけでなく、レジスタ46の保持
データ（スキャンアドレス）および角度θのデータがエ
ッジテーブル38に書き込まれる。したがって、この実施
例においては、前記実施例におけるエッジテーブル作成
処理のステップ２は必要でない。

次のステップ12からステップ17は前記実施例におけるス
テップ３からステップ８と同様の処理ステップである。

以上、二つの実施例について説明したが、この発明はそ
れだけに限定されるものではない。

例えば、プログラム処理により行われた機能をハードウ
エアまたはファームウエアによって実現してもよい。

また、イメージセンサの出力画信号をアナログ／デジタ
ル変換器を通し多階調画像情報としてメモリに格納し、
この画像情報から前記各実施例と同様の処理を行うこと
もできる。

偏心の影響による外周エッジ位置の揺らぎ成分の抽出方
法は、適宜変更してよい。また、偏心量が充分に小さい
場合は、その変動成分の抽出とエッジデータの補正を省
くこともできる。

オリフラ角度の検出方式は変更可能である。例えばウエ
ハの外周部に対向させた静電容量変位計の検出信号が所
定の閾値レベルと交差する２点の角度を検出し、その２
点の中間の角度をオリフラ角度として検出してもよい。

また、前記実施例では、１次元のCCDイメージセンサが
用いられたが、他の１次元イメージセンサまたは２次元
イメージセンサを用いることもできる。

その他、この発明はその要旨を逸脱しない範囲内で適宜
変形して実施し得るものである。

［発明の効果］ 以上の実施例に関連した説明から明らかなように、この
発明は、ウエハに記録されているウエハ識別情報の画像
情報を自動的に読み取り表示または印刷する構成である
から、人手によりウエハ識別情報の入力作業が不要とな
り、異物検査装置の操作性が向上するとともに、ウエハ
識別情報の誤入力の心配がなくなり、ウエハ識別情報の
誤りによる異物検査データの管理エラーなどを防止する
ことができる効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例の概要図、第２図はウエ
ハ識別情報読取り表示動作の概略フローチャート、第３
図は外周エッジ位置、偏心による変動成分、その変動成
分を排除した外周エッジ位置のそれぞれのプロット曲線
を示す図、第４図は、この発明の他の実施例の概要図、
第５図は同他の実施例におけるウエハ識別情報読取り表
示動作の概略フローチャートである。 10……ウエハ、10a……オリフラ、10b……ウエハ識別情
報記録部、12……回転チャック、18……ロータリエンコ
ーダ、20……１次元CCDイメージセンサ、22……イメー
ジセンサ駆動回路、22a……スキャンアドレスカウン
タ、24……２値化回路、26……シリアル／パラレル変換
回路、28……CPU、31……ディスプレイ、32……メモ
リ、35……プロッタ、39……画像メモリ、44……エッジ
検出回路、46……レジスタ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウエハの異物検査を行う異物検査装置にお
   いて、ウエハを撮像するイメージセンサと、ウエハのオ
   リフラの角度を検出する手段と、この手段により検出さ
   れたオリフラの角度を基準として、前記イメージセンサ
   により得られたウエハの画像情報からウエハのウエハ識
   別情報記録部の画像を切り出す手段とを有し、この手段
   により切り出されたウエハ識別情報記録部の画像情報が
   表示または印刷されることを特徴とする異物検査装置。
2. 【請求項２】ウエハ識別情報記録部の画像情報は異物マ
   ップと一緒に表示または出力されることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の異物検査装置。