KR20030069836A

KR20030069836A - 웨이퍼용 검사장치

Info

Publication number: KR20030069836A
Application number: KR10-2003-0010033A
Authority: KR
Inventors: 하야시요시노리; 나라이다테히로유키; 유다히로아키; 다나베아쓰시; 이소가이히로미치; 이즈노메고지
Original assignee: 도시바세라믹스가부시키가이샤; 혼다 엘렉트론 가부시키가이샤
Priority date: 2002-02-19
Filing date: 2003-02-18
Publication date: 2003-08-27
Also published as: JP2003243465A; KR100719210B1; JP3629244B2; US20030169916A1; US7149341B2

Abstract

웨이퍼용 검사장치가 원반형상의 웨이퍼(W)를 회전 가능하게 지지하는 지지수단(10)과, 회전되는 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)를 연속적으로 촬상하는 둘레끝단가장자리 촬상수단(40)과, 둘레끝단가장자리(S)를 조명하는 둘레끝단가장자리 조명부(42)와, 노치(N)를 촬상하는 노치촬상수단(50)과, 노치(N)를 조명하는 노치조명부(52)와, 둘레끝단가장자리 촬상수단(40) 및 노치촬상수단(50)으로 촬상한 촬상데이터를 처리하는 제어수단(70)을 갖는다. 둘레끝단가장자리 촬상수단(40)이 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 두께방향의 복수가 다른 부위를 촬상하는 복수의 촬상카메라(41)를 갖는다. 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 다른 부위가 웨이퍼(W)의 면에 대하여 직각의 측면과, 그 측면에 대하여 경사진 상면 및 하면을 포함한다. 노치(N)를 갖는 웨이퍼(W)에 대한 노치촬상수단(50)이 노치(N)의 두께방향의 복수의 다른 부위를 촬상하는 복수의 촬상카메라(51)를 갖는다.

Description

웨이퍼용 검사장치{WAFER INSPECTION APPARATUS}

본 발명은 원반형상의 웨이퍼의 둘레끝단가장자리를 촬상하여, 이 촬상데이터에 따라서 웨이퍼의 검사를 비파괴로 할 수 있는 웨이퍼용 검사장치에 관한 것이다.

종래의 웨이퍼용 검사장치는 예를 들면, 일본국 특개평 8-136462호 공보에 게재되어 있다.

이 웨이퍼용 검사장치는 도 34에 나타내는 바와 같이, 원반형상의 웨이퍼(W)를 회전 가능하게 지지하는 지지부(1)와, 지지부(1)에 지지되어 회전되는 웨이퍼 (W)의 둘레끝단가장자리(S)를 연속적으로 촬상하는 1개의 촬상카메라(2)와, 촬상카메라(2)로 촬상한 촬상화상을 표시하는 CRT 등의 모니터(도시하지 않음)를 갖는다.

촬상카메라(2)는 웨이퍼(W)에 대하여 전후좌우로 이동 가능하게 설치되어 있는 동시에 웨이퍼(W)의 두께방향으로 회전운동 가능하게 설치되어 있다. 이들의 이동과 회전에 의해 촬상카메라의 작동방향과 거리가 조정된다.

웨이퍼(W)를 회전시켜 촬상카메라(2)를 전후좌우 혹은 두께방향으로 회전운동시켜서 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)를 모니터에 표시하여, 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)에 있는 결함의 유무를 관찰하도록 하고 있다.

상술한 웨이퍼용 검사장치에 있어서는, 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S) 내, 촬상카메라(2)의 촬상방향에 직각에 대면하는 부위의 화상은 명료하지만, 촬상카메라(2)의 촬상방향으로 경사져 버리는 부위의 화상은 선명하지 않게 되기 쉽다. 그 때문에, 결함의 추출정밀도가 뒤떨어지고 있다.

도 34에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)가 웨이퍼의 면에 대하여 직각인 측면(SS)과, 그 측면(SS)에 대하여 경사지고 있어 모떼기된 상면(SA) 및 하면(SB)을 갖고 있다. 촬상카메라(2)를 웨이퍼(W)의 두께방향으로 회동시켜, 그 촬상방향을, 예를 들면, 측면(SS)에 직각에 대면하게 하여 맞추면, 상면(SA) 및 하면(SB)이 촬상카메라(2)의 촬상방향으로 경사져서 촬상된다. 그 때문에, 화상이 선명하지 않게 된다. 그 결과, 촬상정밀도가 나쁘게 된다.

또한, 모니터로, 측면(SS), 상면(SA) 및 하면(SB)을 명료하게 하여 동시에 볼 수 없다고 하는 문제도 있었다.

본 발명의 목적은, 웨이퍼의 둘레끝단가장자리가 측면에 대하여 경사지도록 모떼기되어 있더라도, 두께방향의 복수의 다른 부위를 명료하게 촬상할 수 있도록 하여, 촬상정밀도를 향상시켜, 결함의 추출정밀도를 향상할 수 있는 웨이퍼용 검사장치를 제공하는 것이다.

이하, 도면에 따라서, 본 발명의 실시예에 의한 웨이퍼용 검사장치에 관해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 1개의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치를 나타내는 사시도,

도 2는 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치를 나타내는 주요부사시도,

도 3은 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치를 나타내는 정면도,

도 4는 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치를 나타내는 좌측면도,

도 5는 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치를 나타내는 평면도,

도 6은 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치를 나타내는 배면도,

도 7은 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치의 지지수단을 나타내는 정면도,

도 8은 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치의 지지수단을 나타내는 평면도,

도 9는 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치의 지지수단에 있어서 지지반의 지지핑거를 나타내는 확대도,

도 10(a)은 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치의 웨이퍼반송부를 나타내는 평면도, 도 10(b)은 그 정면도,

도 11은 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치의 웨이퍼반송부의 걸어맞춤수단을 나타내는 확대사시도,

도 12는 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치가 검사하는 웨이퍼의 둘레끝단가장자리의 구조를 나타내고,

도 13(a)은 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치가 검사하는 웨이퍼의 노치의 구조를 나타내는 평면도, 도 13(b)은 그 정면도,

도 14(a)는 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치의 웨이퍼에 대한 촬상카메라의 배치관계를 나타내는 평면도, 도 14(b)는 그 정면도,

도 15는 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치의 둘레끝단가장자리 촬상수단과 둘레끝단가장자리 조명부와의 관계를 나타내는 사시도,

도 16은 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치의 둘레끝단가장자리 촬상부와 둘레끝단가장자리 조명부와의 관계를 나타내는 측면도,

도 17은 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치에 있어서 제어수단의 촬상데이터 처리수단의 구성을 나타내는 블록도,

도 18은 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치의 표시부에서의 둘레끝단가장자리의 촬상데이터표시화면을 나타내고,

도 19는 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치의 표시부에서의 노치의 촬상데이터 표시화면을 나타내고,

도 20(a)은 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치에 있어서 노치의 촬상화상의 위치조정용의 기준웨이퍼를 나타내는 노치의 평면도, 도 20(b)은 그 노치의 정면도,

도 21은 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치에 있어서 노치의 촬상화상의 위치조정용의 기준웨이퍼에 첨부된 행렬형상의 점을 나타내고,

도 22(a)는 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치의 결함부 형상인식수단이 인식하는 결함의 형태로 점결함부, 도 22(b)는 그 선결함부, 도 22(c)는 그 면결함부를 나타내고,

도 23은 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치의 결함부 형상인식수단이 인식하는 선결함부의 판단수법을 나타내고,

도 24는 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치의 결함부 형상인식수단이 인식하는 점결함부 및 면결함부의 판단수법을 나타내고,

도 25는 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치의 결함랭킹수단의 수법을 나타내고,

도 26은 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치의 결함분포산출수단의 수법을 나타내고,

도 27은 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치의 결함랭킹수단 및 결함분포산출수단의 결과를 웨이퍼와의 관계로 표시하는 예를 나타내고,

도 28은 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치의 결함랭킹수단 및 결함분포산출수단의 결과를 웨이퍼와의 관계로 표시하는 별도의 표시예를 나타내고,

도 29는 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치의 지름계측부의 웨이퍼에 대한 계측수법을 나타내고,

도 30은 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치에 있어서 노치의 촬상화상의 위치조정시의 순서를 나타내는 플로우챠트,

도 31은 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치에 있어서 웨이퍼의 검사의 순서를 나타내는 플로우챠트,

도 32는 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치의 지지수단에서의 웨이퍼의 지지위치상태를 나타내고,

도 33은 본 발명의 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치의 지지수단에 있어서 웨이퍼의 지지위치를 가변으로 하는 상태를 나타내는 공정도,

도 34는 종래의 웨이퍼용 검사장치의 일례를 나타낸다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

W : 웨이퍼 S : 둘레끝단가장자리

SS : 측면 SA : 상면

SB : 하면 N : 노치

Nt : 바닥부 Na : 측부

Nb : 측부 10 : 지지부

11 : 기초대 12 : 지지핑거

13 : 지지반 13a : 중심축

14 : 모터 15 : 벨트전도기구

16 : 구동부 17 : 지지면

20 : 지지위치 가변기구 22 : 담지핑거

Xa : 담지위치 Xb : 주고받음위치

23 : 담지반 24 : 에어실린더장치

25 : 이동기구 26 : 지지면

30 : 웨이퍼반송부 31 : 저류부

32 : 걸어맞춤부 Ya : 파지위치

Yb : 파지해제위치 33 : 파지핸드

34 : 지지면부 35 : 규제면부

36 : 탄성접촉체 36a : 접촉부재

36b : 판스프링 37 : 에어실린더장치

40 : 둘레끝단가장자리 촬상부 41 : 촬상카메라

41(SS) : 측면용 촬상카메라 41(SA) : 상면용 촬상카메라

41(SB) : 하면용 촬상카메라 42 : 둘레끝단가장자리 조명부

43 : 광파이버 50 : 노치촬상부

51 : 촬상카메라

51(SS(Nt)) : 바닥부 측면촬상카메라

51(SA(Nt)) : 바닥부 상면촬상카메라

51(SB(Nt)) : 바닥부 하면촬상카메라

51(SS(Na)) : 한쪽 측부 측면촬상카메라

51(SS(Nb)) : 다른쪽 측부 측면촬상카메라

52 : 노치조명부 54 : 돔조사체

55 : 슬릿 56 : 평면조사체

60 : 지름측정부 61 : 광센서

70 : 제어부 71 : 촬상데이터처리부

72 : 표시부

73 : 둘레끝단가장자리 표시수단 74 : 스크롤수단

75 : 노치표시수단 76 : 화상범위설정수단

77 : 위치판별도장 80 : 결함부 인식수단

81 : 결함부 좌표표시수단 82 : 결함부 형상인식수단

83 : 결함부 형상표시수단 84 : 결함부 면적산출수단

85 : 결함부 면적표시수단

86 : 결함부 외접직사각형크기 산출수단

87 : 결함부 외접직사각형크기 표시수단

89 : 결함부 밀도산출수단

90 : 결함부 밀도표시수단 91 : 결함부 휘도산출수단

92 : 결함부 휘도표시수단 93 : 웨이퍼 양부판정수단

94 : 웨이퍼 양부표시수단 100 : 결함랭크 지정수단

101 : 결함분포 산출수단 103 : 데이터격납수단

104 : 지름표시수단 105 : 지름양부판정수단

111 : 스크롤바 112 : 각도위치표시란

120 : 결함위치 121 : 결함좌표

122 : 결함종류 123 : 면적

124 : 장축길이, 단축길이 125 : 결함휘도

126 : 결함밀도

본 발명의 1개의 실시예에 의하면, 웨이퍼용 검사장치는, 원반형상의 웨이퍼를 회전 가능하게 지지하는 지지수단과, 해당 지지수단에 지지되어 회전되는 웨이퍼의 둘레끝단가장자리를 연속적으로 촬상하는 둘레끝단가장자리 촬상수단과, 해당 둘레끝단가장자리 촬상수단으로 촬상한 촬상데이터를 처리하는 제어수단을 갖는다.

상기 둘레끝단가장자리 촬상수단은 상기 웨이퍼의 둘레끝단가장자리의 두께방향의 복수의 다른 부위를 각각 촬상하는 복수의 촬상카메라를 갖는다.

웨이퍼의 검사를 할 때, 웨이퍼를 지지수단에 지지하여 회전시켜, 이 상태로, 둘레끝단가장자리 촬상수단으로 둘레끝단가장자리의 화상을 얻는다. 이 경우, 둘레끝단가장자리 촬상수단은 웨이퍼의 둘레끝단가장자리의 두께방향의 복수의 다른 부위를 각각 촬상하는 복수의 촬상카메라를 구비하고 있으면, 웨이퍼의 둘레끝단가장자리가 경사진 상태로 모떼기되어 있더라도, 촬상카메라의 위치를 따라 이동시키는 일없이, 두께방향 전부를 명료하게 게다가 동시에 촬상할 수 있다. 조작성이 향상된다. 촬상정밀도가 향상된다.

얻은 촬상데이터는 제어수단에 송출되어 처리된다.

필요에 따라서, 복수의 촬상카메라는 웨이퍼의 둘레끝단가장자리의 두께방향을 따라서 대략 직선형상으로 촬상하는 라인센서로서 구성된다. 웨이퍼의 둘레끝단가장자리를 좁은 폭으로 촬상하여, 이것을 연속시키면, 해상도가 좋고, 촬상정밀도가 향상된다.

웨이퍼의 둘레끝단가장자리의 복수의 부위는 3가지의 면, 예를 들면, 웨이퍼의 면에 대하여 대략 직각인 측면, 해당 측면에 대하여 경사진 상면 및 하면(예를 들면, 모떼기에 의해 경사진 면)을 포함한다. 측면용 촬상카메라, 상면용 촬상카메라 및 하면용 촬상카메라는, 각각, 상기 측면, 상면 및 하면에 대응하고 각 면에 대하여 촬상방향을 대략 직각으로 대면하게 하여 배치한다. 이들 3가지의 카메라를 설치하면, 웨이퍼의 둘레끝단가장자리의 3가지의 각 면을 명료하게 게다가 동시에 촬상할 수 있다. 조작성이 향상된다. 촬상정밀도가 향상된다.

필요에 따라서, 상기 각 촬상카메라는 상기 웨이퍼의 둘레끝단가장자리의 같은 위상위치를 촬상할 수 있도록 배치한다. 이 경우, 촬상카메라를 집약할 수 있기 때문에, 장치가 콤팩트하게 된다.

바람직하게는, 상기 웨이퍼의 둘레끝단가장자리를 조명하는 둘레끝단가장자리 조명부를 설치한다. 해당 둘레끝단가장자리 조명부는 상기 웨이퍼의 둘레끝단가장자리의 두께방향을 따르는 소정의 원호를 따라 조사면을 형성하고 해당 원호의 중심을 향하여 수속(收束)하도록 조사광을 방광(放光)하는 광파이버의 집합체를 갖는다. 각 촬상카메라는 해당 둘레끝단가장자리 조명부로부터의 조명광이 반사한 반사광의 밝은 시야범위에 위치한다.

각 촬상카메라는 바람직하게는 C형의 둘레끝단가장자리 조명부로부터의 조명을 정반사로 받도록 배치되어 있다. 둘레끝단가장자리의 3가지의 각 면을 명료하게 촬상할 수 있다. 특히, 결함을 좋게 촬상할 수 있다. 이 점에서도 촬상정밀도가 향상된다.

또한, 필요에 따라서, 상기 제어수단은 촬상데이터 처리수단과, CRT 등의 표시부를 구비한다. 상기 촬상데이터 처리수단은 상기 둘레끝단가장자리 촬상수단의 복수의 촬상카메라로 촬상한 웨이퍼의 둘레끝단가장자리를 웨이퍼의 각도위치의 위상을 맞춰서 상기 표시부에 동시 표시하는 둘레끝단가장자리 표시수단을 갖는다.

이에 따라, 둘레끝단가장자리의 3가지의 면의 상황, 특히 결함부의 상황을 시인할 수 있다. 이 경우, 복수의 촬상카메라로 웨이퍼의 둘레끝단가장자리의 두께방향의 복수의 다른 부위(면)를 촬상하고 있기 때문에, 웨이퍼의 둘레끝단가장자리가 모떼기되어 경사져 있더라도, 3가지의 각 면을 명료하게 게다가 각 면 동시에 시인할 수가 있다. 그만큼, 검사정밀도가 향상된다.

필요에 따라서, 상기 촬상데이터 처리수단은 웨이퍼의 둘레끝단가장자리의 화상데이터로부터 기준으로 하는 기준휘도에 대하여 소정이상의 휘도차가 있는 에어리어를 결함부로서 인식하는 결함부 인식수단과, 해당 결함부 인식수단이 인식한 결함부를 상기 표시부에 좌표표시하는 결함부 좌표표시수단을 갖는다. 이 경우, 결함부의 위치를 특정할 수 있기 때문에, 그만큼, 검사정밀도가 향상된다.

필요에 따라서, 상기 결함부 좌표표시수단은, 웨이퍼의 둘레끝단가장자리의 둘레방향을 따르는 각도좌표를 표시하는 각도좌표 표시기능과, 웨이퍼의 둘레끝단가장자리의 두께방향을 따르는 상대위치를 표시하는 두께방향 좌표표시기능을 갖는다. 이 경우, 표시가 확실하게 된다.

또한, 필요에 따라서, 상기 촬상데이터 처리수단은 상기 결함부 인식수단이 인식한 결함부의 형상을 인식하는 결함부 형상인식수단과, 해당 결함부 형상인식수단이 인식한 형상을 상기 표시부에 표시하는 결함부 형상표시수단을 갖는다. 이경우, 결함의 형상을 알 수 있으므로, 그만큼 검사정밀도가 향상된다.

상기 결함부 형상인식수단은 미리 정해진 역치에 따라서 점결함부, 선결함부 및 면결함부 중 어느 하나로 구분하여 인식하는 기능을 갖는다. 이 경우, 결함의 종류가 분류되기 때문에, 인식이 용이하게 된다.

필요에 따라서, 상기 각 촬상카메라의 촬상면마다, 점결함부, 선결함부 및 면결함부의 분포를 소정의 각도단위로 산출하는 결함분포 산출수단을 구비한다. 이 경우, 둘레끝단가장자리의 결함의 분포상태를 알 수 있기 때문에, 결함의 발생원인구명 등에 이용할 수 있어, 그만큼, 검사정밀도가 향상된다.

필요에 따라서, 상기 각 촬상카메라의 촬상면마다, 점결함부, 선결함부 및 면결함부의 정도를 소정의 각도단위로 랭킹하는 결함랭킹수단을 구비한다. 이 경우, 둘레끝단가장자리의 결함의 정도를 알 수 있기 때문에, 결함의 발생원인구명 등에 이용할 수 있다. 그만큼 검사정밀도가 향상된다.

필요에 따라서, 상기 촬상데이터 처리수단은 상기 결함부 인식수단이 인식한 결함부의 면적을 산출하는 결함부 면적산출수단과, 해당 결함부 면적산출수단이 산출한 면적을 상기 표시부에 표시하는 결함부 면적표시수단과, 상기 결함부 인식수단이 인식한 결함부가 외접하는 외접직사각형의 크기를 산출하는 결함부 외접직사각형크기 산출수단과, 해당 결함부 외접직사각형크기 산출수단이 산출한 크기를 상기 표시부에 표시하는 결함부 외접직사각형크기 표시수단을 갖는다. 이 경우, 결함의 크기를 인식할 수 있고, 그만큼, 검사정밀도가 향상된다.

필요에 따라서, 상기 촬상데이터 처리수단은, 상기 결함부 면적산출수단이산출한 결함부의 면적과, 결함부 외접직사각형크기 산출수단이 산출한 외접직사각형의 크기로부터 결함부의 밀도를 산출하는 결함부 밀도산출수단과, 해당 결함부 밀도산출수단이 산출한 결함부의 밀도를 상기 표시부에 표시하는 결함부 밀도표시수단을 갖는다. 이 경우, 결함의 넓이를 인식할 수 있고, 그만큼 검사정밀도가 향상된다.

필요에 따라서, 상기 촬상데이터 처리수단은, 상기 결함부 인식수단이 인식한 결함부의 평균휘도를 산출하는 결함부 휘도산출수단과, 해당 결함부 휘도산출수단이 산출한 결함부의 평균휘도를 상기 표시부에 표시하는 결함부 휘도표시수단을 갖는다. 이 경우, 결함부의 휘도는 결함의 깊이에 대응하기 때문에, 결함의 깊이를 인식할 수 있고, 그만큼 검사정밀도가 향상된다.

상기 촬상데이터 처리수단은, 상기 결함부 인식수단이 인식한 결함부에 따라서, 해당 웨이퍼의 양부(良否)를 판정하는 양부판정수단과, 해당 양부판정수단이 판정한 해당 웨이퍼의 양부를 상기 표시부에 표시하는 웨이퍼양부표시수단을 갖는다. 웨이퍼의 양부를 자동적으로 판정할 수 있기 때문에, 검사가 용이하게 된다.

상기 웨이퍼의 둘레끝단가장자리가 노치(예를 들면 바닥부 및 양측부를 갖고, 대략 U자 형상으로 잘라진 노치)를 갖는 경우, 해당 노치를 촬상하는 노치촬상수단을 설치한다. 상기 노치가 웨이퍼의 면에 대하여 대략 직각인 측면, 해당 측면에 대하여 경사지도록 모떼기된 상면 및 하면을 갖는 경우, 5개의 카메라, 즉 상기 노치의 바닥부의 측면에 대응한 바닥부 측면촬상카메라, 해당 바닥부의 상면에 대응한 바닥부 상면촬상카메라, 해당 바닥부의 하면에 대응한 바닥부 하면촬상카메라, 상기 노치의 한쪽의 측부의 측면에 대응한 한쪽 측부 측면촬상카메라, 상기 노치의 다른쪽의 측부의 측면에 대응한 다른쪽 측부 측면촬상카메라를 설치한다. 노치의 3가지의 각 면을 명료하게 게다가 동시에 촬상할 수 있고, 조작성이 향상된다. 촬상정밀도가 향상된다.

필요에 따라서, 웨이퍼의 둘레끝단가장자리의 노치이외의 부분과 같이, 상기 노치를 조명하는 노치조명부나 제어수단을 설치한다.

필요에 따라서, 웨이퍼용의 지지수단은, 중심축을 회전중심으로 하여 회전 가능하게 설치되고, 해당 중심축을 중심으로 하는 원주상에 상기 웨이퍼의 둘레끝단가장자리를 지지하는 복수의 지지핑거를 구비한 지지반과, 해당 지지반을 회전시키는 구동부를 갖는다. 웨이퍼가 지지핑거에 지지되면, 웨이퍼의 면을 흠을 내는 등 악영향을 미치게 하는 사태가 방지된다. 상기 지지핑거는 상기 중심축측을 향하여 아래로 경사지는 상기 웨이퍼의 둘레끝단가장자리를 지지하는 지지면을 구비한다. 웨이퍼의 둘레끝단가장자리를 지지면에서 선(線)지지하도록 되기 때문에, 보다 한층 웨이퍼의 면을 흠을 내는 등 악영향을 미치게 하는 사태가 방지된다.

또한, 필요에 따라서, 상기 지지수단은, 상기 지지반의 지지핑거에 지지된 웨이퍼의 지지위치를 가변으로 하는 지지위치 가변기구를 구비하고 있다. 이 경우, 지지위치를 바꾸기 때문에, 지지핑거가 있는 촬상할 수 없는 웨이퍼의 부위를 노출시켜 촬상할 수 있도록 할 수 있다.

상기 지지위치 가변기구는, 바람직하게는, 상기 지지반과 동축의 중심축을 중심으로 상대회전 가능하게 설치되고, 해당 중심축을 중심으로 하는 원주상에 상기 웨이퍼의 둘레끝단가장자리를 담지(擔持) 가능한 복수의 담지핑거를 갖는다. 상기 지지위치 가변기구는 2개의 위치(즉 해당 담지핑거를 상기 지지반의 지지핑거보다 상위의 위치로서 해당 웨이퍼를 담지하여 들어 올리는 담지위치와, 해당 지지핑거보다 하위의 위치로서 해당 웨이퍼를 상기 지지핑거에 주고받는 주고받음위치)로 이동 가능한 담지반과, 해당 담지반을 상기 담지위치 및 주고받음위치의 2위치로 이동시키는 이동기구를 구비한다.

이에 따라, 웨이퍼의 지지위치를 바꿀 때는, 주고받음위치에 있는 담지반을 담지위치로 이동시키고, 지지반에 지지되어 있던 웨이퍼를 담지반의 담지핑거에 담지하여 들어 올려, 이 들어 올려지고 있는 동안에, 지지반을 회전시키는 지지반의 지지핑거가 별도의 각도위상위치에 위치시킨다. 그리고나서, 담지반을 주고받음위치에 위치시키는 웨이퍼를 지지핑거에 주고받는다. 이 경우, 지지위치를 바꾸기 때문에, 먼저 촬상할 수 없던 부위를 노출시켜 촬상할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 웨이퍼를 담지반의 담지핑거에 담지시켜 들어 올리기 때문에, 웨이퍼에 흠을 내는 등의 악영향을 미치게 하는 사태가 방지된다.

필요에 따라서, 웨이퍼의 저류부(貯留部)로부터 검사대상의 웨이퍼를 반송하여 상기 지지수단의 지지반의 지지핑거에 해당 웨이퍼를 센터 맞춤하여 지지시키는 웨이퍼반송부를 구비한다. 이에 따라, 지지반의 지지핑거에 대하여 웨이퍼가 센터 맞춤되어 지지되기 때문에, 지지반에 대한 웨이퍼의 위치 결정정밀도가 높아져서, 그 후의 검사정밀도가 향상된다.

필요에 따라서, 상기 웨이퍼반송부는, 해당 웨이퍼의 둘레끝단가장자리에 걸어맞춤하는 걸어맞춤수단을 구비함과 동시에 해당 걸어맞춤수단을 걸어맞춤시켜 해당 웨이퍼를 해당 웨이퍼의 면방향에 끼워지지하여 파지(把持)하는 파지위치 및 해당 파지를 해제하는 파지해제위치의 2위치로 상대이동 가능한 한 쌍의 파지핸드를 갖는다. 상기 걸어맞춤수단에 상기 파지위치에서 해당 웨이퍼에 탄성 접촉하는 탄성 접촉체가 설치되어 있다. 파지핸드는 파지위치에 있어서, 그 걸어맞춤수단을 웨이퍼의 둘레끝단가장자리에 걸어맞춤시키는 웨이퍼를 웨이퍼의 면방향에 끼워지지하여 파지한다. 이 파지에 의해, 걸어맞춤수단의 탄성접촉체가 웨이퍼에 탄성 접촉되기 때문에, 웨이퍼가 중앙에 구심되고, 지지수단의 지지반의 지지핑거에 대하여 웨이퍼가 용이하게 센터 맞춤된다.

필요에 따라서, 지름계측부는 상기 지지수단에 지지되어 회전되는 웨이퍼의 지름을 계측한다. 웨이퍼의 지름검사가 결함검사와 동시에 행하여진다.

[실시예]

도 1∼11에 나타내는 웨이퍼용 검사장치에 있어서는, 검사하는 웨이퍼(W)는 원반형상으로 형성되어 있다.

특히 도 12 및 13에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)는 웨이퍼(W)의 면에 대하여 대략 직각인 측면(SS), 이 측면(SS)에 대하여 경사진 상면(SA) 및 하면(SB)을 구비하고 있다. 둘레끝단가장자리(S)의 상하부가 모떼기되어, 상면(SA) 및 하면(SB)이 경사지도록 형성되어 있다.

또한, 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 원주방향의 소정위치에는, 노치[즉 바닥부(Nt), 한쪽의 측부(Na) 및 다른쪽의 측부(Nb)의 양측부를 갖고, 또한, 약U자형상으로 잘라진 노치(N)]가 형성되어 있다.

이 노치(N)에서도, 웨이퍼(W)의 면에 대하여 대략 직각인 측면(SS),측면(SS)에 대하여 모떼기되어 경사진 상면(SA) 및 하면(SB)이 형성되어 있다. 웨이퍼(W)의 지름은 예를 들면, 300mm로 설정되어 있다.

이 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치는 원반형상의 웨이퍼(W)를 회전 가능하게 지지하는 지지수단(10)과, 지지수단(10)에 지지되어 회전되는 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)를 연속적으로 촬상하는 둘레끝단가장자리 촬상수단(40)과, 노치 (N)를 촬상하는 노치촬상수단(50)과, 둘레끝단가장자리 촬상수단(40)으로 촬상한 촬상데이터 및 노치촬상수단(50)으로 촬상한 촬상데이터를 처리하는 제어수단(70)을 구비하고 있다.

노치촬상수단(50)은 둘레끝단가장자리 촬상수단(40)과 거의 구성이 같기 때문에, 노치촬상수단(50)에 있어서는 설명이 생략되어 있다.

지지수단(10)은 도 1 내지 도 9 및 도 33에 나타내는 바와 같이(주로 도 7 내지 도 9에 나타내는 바와 같이), 기초대(11)와, 기초대(11)에 중심축(13a)을 회전중심으로 하여 회전 가능하게 설치되어 이 중심축(13a)을 중심으로 하는 원주상에 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)를 지지하는 복수의 지지핑거(12)를 구비한 지지반(13)과, 이 지지반(13)을 회전시키는 모터(14) 및 벨트전도기구(15)로 이루어지는 구동부(16)를 구비하고 있다.

지지반(13)의 지지핑거(12)는, 같은 각도에 3개 설치되어 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 중심축(13a)측을 향하여 아래로 경사지는 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)를 지지하는 지지면(17)이 형성되어 있다.

또한, 지지수단(10)은 지지반(13)의 지지핑거(12)에 지지된 웨이퍼(W)의 지지위치를 가변으로 하는 지지위치 가변기구(20)를 구비하고 있다.

지지위치 가변기구(20)는 도 1 내지 도 9 및 도 33에 나타내는 바와 같이(주로, 도 7 내지 도 9에 나타내는 바와 같이), 지지반(13)과 중심축(13a)을 중심으로 상대회전 가능하게 설치되어 지지반(13)의 중심축(13a)을 중심으로 하는 원주상에 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)를 담지 가능한 복수(실시예에서는 3가지)의 담지핑거(22)를 구비한다. 또한, 지지위치 가변기구(20)는 담지핑거(22)를 지지반(13)의 지지핑거(12)보다 상위의 위치로서 웨이퍼(W)를 담지하여 들어 올리는 담지위치 (Xa)(도 33 중(b)(c)) 및 지지핑거(12)보다 하위의 위치로서 웨이퍼(W)를 지지핑거 (12)에 주고받는 주고받음위치(Xb)(도 33 중(a)(d))의 2위치로 이동가능한 담지반 (23)과, 담지반(23)을 담지위치(Xa) 및 주고받음위치(Xb)의 2위치로 이동시키는 모터구동기구(24)를 구비한 슬라이더식의 이동기구(25)로 구비하고 있다. 담지위치 (Xa)(도 3(b)의 위치)에 존재하고 있는 동안에, 지지반(13)을 회전시켜, 지지핑거 (12)가 별도의 각도위상위치에 위치하도록 한다(도 33(c)의 위치). 이 위치에서 다시 지지반(13)의 지지핑거(12)에 지지된다(도 33(d)의 위치). 담지핑거 (22)도, 중심축(13a) 측을 향하여 아래로 경사지는 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리 (S)를 지지하는 지지면(26)을 구비하고 있다.

또한, 도시한 실시예에 있어서는, 웨이퍼반송부(30)는, 도 1, 도 10및 도 11에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 저류부(31)로부터 검사대상의 웨이퍼(W)를 반송하여 지지수단(10)의 지지반(13)의 지지핑거(12)에 웨이퍼(W)를 센터맞춤하여 지지시킨다. 상세하게는, 웨이퍼반송부(30)는 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)에 걸어맞춤하는 각기 2개씩의 걸어맞춤수단(32)을 구비함과 동시에 이 걸어맞춤수단 (32)을 걸어맞춤시켜 웨이퍼(W)를 웨이퍼(W)의 면방향에 끼워지지하여 파지하는 파지위치(Ya) 및 해당 파지를 해제하는 파지해제위치(Yb)의 2위치로 상대이동 가능한 한 쌍의 파지핸드(33, 33)를 구비하고 있다. 에어실린더장치(37)는 파지핸드(33)를 구동한다.

걸어맞춤수단(32)은, 도 11에 나타내는 바와 같이 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리부를 지지하는 지지면부(34)와, 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 바깥쪽에의 이동을 규제하는 규제면부(35)와, 파지위치(Ya)에서 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)에 탄성 접촉하는 탄성접촉체(36)를 구비하고 있다.

탄성접촉체(36)는 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)에 접촉하는 접촉부재 (36a)와, 일끝단측에 접촉부재(36a)가 부착되고 다른 끝단측이 규제면부(35)에 고정되고, 이 접촉부재(36a)를 웨이퍼(W)에 탄성 접촉시키는 판 스프링(36b)으로 구성되어 있다.

둘레끝단가장자리 촬상수단(40)은 도 1 내지 도 6, 도 14 내지 도 16에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 두께방향이 다른 부위를 촬상하는 복수의 촬상카메라(41)를 갖는다. 이들의 촬상카메라(41)는 둘레끝단가장자리(S)의 두께방향을 따라서 대략 직선형상으로 촬상하는 라인센서로서 구성되어 있다. 여기서, 두께방향이란, 웨이퍼(W)의 원주방향에 직교하는 원주방향으로 대략따르는 방향이다. 라인센서는, 예를 들면, 1024 픽셀로 약 3300㎛ 폭의 화상을 얻는다.

둘레끝단가장자리 촬상수단(40)은 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 측면 (SS), 상면(SA) 및 하면(SB)에 대응하여 각 면에 대하여 촬상방향을 대략 직각으로 대면시키는 각기 배치한 측면용 촬상카메라(41)(SS), 상면용 촬상카메라 (41)(SA), 및 하면용 촬상카메라(41)(SB)를 구비하고 있다. 각 촬상카메라(41)의 촬상수단이 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 같은 회전위상위치를 촬상할 수 있도록 배치되어 장착대(44)에 부착되어 있다. 촬상카메라(41)가 집약되어 있기 때문에, 장치를 콤팩트하게 할 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 6, 도 15 및 도 16에 나타내는 실시예에서는, 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)를 조명하는 둘레끝단가장자리 조명부(42)가 설치되어 있다. 이 둘레끝단가장자리 조명부(42)는 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 두께방향을 따르는 소정의 원호를 따라 조사면을 형성하여 해당 원호의 중심을 향하여 수속하도록 조사광을 방광하는 광파이버(43)의 집합체를 갖고 있고, C형형상으로 구성되어 있다. 각 촬상카메라(41)는 둘레끝단가장자리 조명부(42)로부터의 조명광이 반사한 반사광의 밝은 시야범위에 위치하도록 장착대(44)에 장착되어 있다. 라인센서로 이루어지는 각 촬상카메라(41)는 C형의 둘레끝단가장자리 조명부(42)로부터의 조명을 정반사로 받도록 배치되어 있다.

보다 상세하게는, 예를 들면, 상면용 촬상카메라(41)(SA) 및 하면용 촬상카메라(41)(SB)는 웨이퍼(W)의 상하면이 수평방향에 대하여 20°∼30°의 각도를 가지는 것을 고려하여, 연직방향보다 25°의 방향에 장착되어 있다.

이러한 광학계에서 촬상이 행하여지기 때문에, 도 16에 나타내는 바와 같이, 피트, 혹은 돌기 등, 정반사광이 촬상카메라(41)에 입사되지 않은 부분은 어둡게 되어, 후술의 화상처리에서 결함으로서 추출된다.

노치촬상수단(50)은 도 1 내지 도 5, 도 6, 도 14에 나타내는 바와 같이, 노치(N)의 두께방향의 복수(5개)가 다른 부위를 각각 촬상하는 복수(5개)의 촬상카메라(51)를 갖는다. 이 촬상카메라(51)는 면형상으로 촬상하는 에어리어센서로서 구성되어 있다.

상세하게는, 노치촬상수단(50)은 5개의 촬상카메라(51)를 갖고, 그들은 노치 (N)의 측면(SS), 상면(SA) 및 하면(SB)에 대응하여 각 면에 대하여 촬상방향을 대략 직각으로 대면시켜 각각 배치되어 있다. 즉, 노치촬상수단(50)은 노치(N)의 바닥부(Nt)의 측면(SS)에 대응한 바닥부 측면촬상카메라(51)(SS(Nt)), 바닥부(Nt)의 상면(SA)에 대응한 바닥부 상면촬상카메라(51)(SA(Nt), 바닥부(Nt)의 하면(SB)에 대응한 바닥부 하면촬상카메라(51)(SB(Nt)), 노치(N)의 한쪽의 측부(Na)의 측면 (SS)에 대응한 한쪽 측부 측면촬상카메라(51)(SS(Na)), 노치(N)의 다른쪽의 측부 (Nb)의 측면(SS)에 대응한 다른쪽 측부 측면촬상카메라(51)(SS(Nb))를 구비하고 있다.

또한, 노치조명부(52)는 노치(N)를 조명한다. 이 노치조명부(52)는 노치(N)를 향하여 조사광을 방광하는 발광다이오드의 집합체를 구비하고 있다. 각 촬상카메라(51)는 노치조명부(52)로부터의 조명광이 반사한 반사광의 밝은 시야범위에 위치하도록 장착대(53)에 장착되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 노치조명부(52)는 바닥부 상면촬상카메라(51) (SA(Nt) 및 바닥부 하면촬상카메라(51)(SB(Nt)에 각각 설치되어 각 촬상카메라 (51)의 촬상면이 중앙을 향하는 돔형상의 조사면을 형성하여 노치(N)에 향하여 조사광을 방광하는 돔조사체(54)와, 바닥부 측면촬상카메라(51)(SS(Nt), 한쪽 측부 측면촬상카메라(51)(SS(Na)) 및 다른쪽 측부 측면촬상카메라(51)(SS(Nb))의 촬상면이 향하는 슬릿(55)을 형성하도록 설치된 대략 평면형상의 조사면을 한 쌍 갖고 상기 노치(N)를 향하여 조사광을 방광하는 평면조사체(56)를 구비하고 있다.

노치(N)를 촬상하는 광학계로서는, 확산조명 또는 에어리어 카메라를 사용하고 있다. 이것은 통상의 사진촬영과 같은 광학계가 된다.

웨이퍼(W)의 지름을 계측하는 지름측정수단(60)은 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 위치를 검지하는 한 쌍의 광 센서(61)를 180°위상을 어긋나게 하여 서로 대향하여 설치하고, 검지한 둘레끝단가장자리(S)의 위치로부터 지름을 계측한다. 도 29에 나타내는 바와 같이, 측정점은 노치(N)의 위치로부터 약 8°회전한 곳에서 측정을 시작하여, 15°단위로 측정을 한다. 그리고, 예를 들면, 웨이퍼(W)의 지름은 mm단위로 7자리수의 고정소수점치로 측정한다.

다음에, 제어수단(70)에 대해서 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 제어수단(70)은 촬상데이터 처리수단(71)과, CRT 등의 표시부(72)를 구비하고 있다.

촬상데이터 처리수단(71)은 도 17에 나타내는 바와 같이, 둘레끝단가장자리촬상수단(40)의 복수의 촬상카메라(41)로 촬상한 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)를 웨이퍼(W)의 각도위치의 위상을 맞춰서 표시부(72)에 동시표시하는 둘레끝단가장자리 표시수단(73)을 설치하고 있다. 도 18은 표시부(72)의 1개의 표시예를 나타낸다.

상세하게는, 촬상카메라(41)(라인센서)가 예를 들면, 1024픽셀로 약3300㎛ 폭의 화상을 얻는 경우, 이 얻은 화상으로부터, 304픽셀(폭 약1000㎛)의 화상을 잘라내어, 이 폭 만큼이 표시된다.

또한, 촬상데이터 처리수단(71)은 둘레끝단가장자리 표시수단(73)에 의해서 표시된 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 화상을 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리 (S)의 둘레방향을 따라 스크롤하는 스크롤수단(74)을 갖는다. 이에 따라, 도 18에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 화상이 스크롤한다.

또한, 촬상데이터 처리수단(71)은 노치촬상수단(50)내의 복수의 촬상카메라 (51)로 촬상한 노치(N)의 화상을 표시부(72)에 동시표시하는 노치표시수단(75)을 갖는다.

도 19는 그와 같은 표시화면의 일례를 나타낸다.

촬상데이터 처리수단(71)은 표시부(72)에 표시되는 각 촬상카메라(51)에 대응하는 노치(N)의 화상의 최적화상범위를, 기준위치를 기준으로 하여 설정하는 화상범위설정수단(76)을 구비하고 있다.

도 20 및 도 21에 나타내는 바와 같이, 기준위치는 기준웨이퍼(WK)를 사용하여 설정된다. 기준웨이퍼(WK)의 노치(N)의 상면(SA) 및 하면(SB)에는 위치판별도장(77)이 소정위치에 부착되어 있다. 이 위치판별도장(77)은 몇 미크론 같은 간격의 행렬형상의 점의 그룹으로 구성되고, 표시부(72)에 표시되는 표시화면에 대한 촬상수단의 위치를 판별하기 위한 것이다. 위치판별도장(77)은 눈으로 보아, 도면 중의 설정화면에 있어서 설정한다. 촬상카메라(51)(에어리어 센서)에 의한 노치 (N)의 화상에서는, 초점이 맞고 있는(핀트가 맞고 있는)개소가 한정되는 곳이 있기 때문에, 범위설정을 한다. 초점이 맞고 있지 않은 곳은 검출처리를 하지 않는다.

또한, 촬상데이터 처리수단(71)은 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 화상 데이터 및 노치(N)의 화상 데이터로부터 기준으로 하는 기준휘도에 대하여 소정이상의 휘도차가 있는 에어리어를 결함부로서 인식하는 결함부 인식수단(80)과, 결함부 인식수단(80)이 인식한 결함부를 표시부(72)에 좌표표시하는 결함부 좌표표시수단(81)을 구비하고 있다.

결함부 좌표표시수단(81)은 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)에 대해서는 그 둘레방향을 따르는 각도좌표를 표시하는 각도좌표표시기능과, 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 두께방향을 따르는 상대위치를 표시하는 두께 방향좌표표시기능을 구비하고 있다.

상세하게는, 라인센서는 예를 들면, 1024픽셀로 약 3300㎛ 폭의 화상을 얻는 경우, 예를 들면, 이 얻은 화상으로부터, 304픽셀(폭 약 1000㎛)의 화상을 잘라내어 결함추출의 처리를 행한다. 또한, 잘라낸 화상에 대하여 결함좌표의 기준위치 (0의 위치)를 설정한다.

또한, 결함부 좌표표시수단(81)은 노치(N)에 대해서는 화면마다 기준위치를설정하여, 그 기준위치로부터 결함위치를 나타낸다. 상세하게는, 기준위치는 화면좌측위로부터의 픽셀수로 설정하고, 결함좌표는 이 기준위치를 원점으로서 나타낸다.

또한, 촬상데이터 처리수단(71)은 결함부 인식수단(80)이 인식한 결함부의 형상을 인식하는 결함부 형상인식수단(82)과, 결함부 형상인식수단(82)이 인식한 형상을 표시부(72)에 표시하는 결함부 형상표시수단(83)을 구비하고 있다. 결함부 형상인식수단(82)은 도 22에 나타내는 바와 같이, 미리 정해진 역치에 따라서 점결함부, 선결함부 및 면결함부 중 어느 하나로 구분하고 인식하는 기능을 구비하고 있다.

도 23에 나타내는 바와 같이, 결함종류의 분별은 결함의 길이와 폭의 비를 보고, 설정치 이하이면, 선결함으로 한다. 도 24에 나타내는 바와 같이, 면적이 설정치 이상이면 면결함으로 하고, 설정치 이하이면 점결함으로 한다.

촬상데이터 처리수단(71)은 결함부 인식수단(80)이 인식한 결함부의 면적을 산출하는 결함부 면적산출수단(84)과, 결함부 면적산출수단(84)이 산출한 면적을 표시부(72)에 표시하는 결함부 면적표시수단(85)과, 결함부 인식수단(80)이 인식한 결함부가 외접하는 외접직사각형의 크기를 산출하는 결함부 외접직사각형크기 산출수단(86)과, 결함부 외접직사각형크기 산출수단(86)이 산출한 크기를 표시부(2)에 표시하는 결함부 외접직사각형크기 표시수단(87)을 구비하고 있다.

촬상데이터 처리수단(71)은 [결함부 면적산출수단(84)이 산출한 결함부의 면적과, 결함부 외접직사각형크기 산출수단(86)이 산출한 외접직사각형의 크기로부터]결함부의 밀도를 산출하는 결함부 밀도산출수단(89)과, 결함부 밀도산출수단 (89)이 산출한 결함부의 밀도를 표시부(72)에 표시하는 결함부 밀도표시수단(90)을 구비하고 있다.

촬상데이터 처리수단(71)은 결함부 인식수단(80)이 인식한 결함부의 평균휘도를 산출하는 결함부 휘도산출수단(91)과, 결함부 휘도산출수단(91)이 산출한 평균휘도를 표시부(72)에 표시하는 결함부 휘도표시수단(92)을 구비하고 있다.

표시부(72)에는 도 18 및 도 19에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 결함정보가 표시된다.

(1)결함위치(도 18 중 120)

결함형상의 중심위치가 표시된다.

(2)결함좌표(도 18 중 121)

(3)결함종류(도 18 중 122)

검출한 결함은 다음과 같이 분류한다.

선결함 : 세로와 가로의 길이가 크게 다른 것(판단을 위한 종횡비 설정)

면결함 : 면적이 큰 것

점결함 : 선결함, 면결함 이외

(4)면적결함의 화소수가 표시된다(도 18 중 123).

(5)장축길이, 단축길이(도 18 중 124)

결함형상의 길이와, 폭의 개략치가 표시된다. 이것은 결함형상의 주위길이 (P)와 면적(A)으로부터, 다음 식이 성립됨으로서 구해진다.

형상길이를 L, 폭을 W로 하면, 주위길이(P)는 P = 2* (L + W), 면적 (A)는 A = L * W가 된다.

(6)결함휘도(도 18 중 125)

결함의 휘도치를 나타낸다. 휘도치는 결함의 평균휘도가 된다.

(7)결함밀도(도 18 중 126)

검출한 결함의 외접직사각형의 면적과, 결함면적과의 비를 나타낸다.

또한, 촬상데이터 처리수단(71)은 결함부 인식수단(80)이 인식한 결함부에 따라서, 해당 웨이퍼(W)의 양부를 판정하는 웨이퍼 양부판정수단(93)과, 웨이퍼 양부판정수단(93)이 판정한 해당 웨이퍼(W)의 양부를 표시부(72)에 표시하는 웨이퍼 양부표시수단(94)을 구비하고 있다. 즉, 미리 정한 결함의 조건, 예를 들면, 결함의 수, 결함의 크기 등과 실제의 검사결과를 비교하여, 허용범위 내이면 양으로 하고, 허용범위 밖이면 부라고 판단하여, 표시화면의 판정표시란에 판정결과를 "OK" 또는 "NO"로 표시한다 (도 18).

또한, 촬상데이터 처리수단(71)은 상기 여러가지의 결함의 산출데이터에 근거하여, 웨이퍼(W)의 둘레끝단부의 각 촬상카메라(41)의 촬상면마다, 점결함부, 선결함부 및 면결함부의 정도를 소정의 각도단위로 랭킹하는 결함랭킹수단(100)을 구비하고 있다.

도 25에 나타내는 표와 같이, 예를 들면, 측정면마다, 랭크 나눈 각종결함의 개수를 구하여, 각 결함의 면적으로 랭크나눔한다. 각 랭크의 설정치는 미리 면적의 최대치를 설정해 둔다. 랭크는 예를 들면, 1부터 10까지의 범위로 임의로 설정할 수 있도록 해 둔다. 랭크 1이 큰 결함의 분포치를 나타내고, 랭크 10이 작은 결함의 분포를 나타내는 것으로 된다.

또한, 촬상데이터 처리수단(71)은 상기 여러가지의 결함의 산출데이터에 근거하여, 웨이퍼(W)의 둘레끝단부의 각 촬상카메라(41)의 촬상면마다, 점결함부, 선결함부 및 면결함부의 분포를 소정의 각도단위로 산출하는 결함분포 산출수단(101)을 구비하고 있다. 도 26에 나타내는 바와 같이, 랭크마다, 결함위치에 있어서의 개수의 분포를 설정각도단위에서 구한다. 설정각도는 예를 들면, 10°, 15°, 30°, 45°, 60°, 90°로 한다. 분포는 지정각도치까지의 개수를 나타낸다. 예를 들면, 10°단위의 지정으로 90°란에서는 80°∼90°의 범위의 개수를 나타낸다. 도 26은 10°단위지정시의 예이다.

그리고, 제어수단(70)에서는 이들의 결함랭킹수단(100) 및 결함분포 산출수단(101)의 결과에 따라서, 예를 들면, 상기의 표시부(72) 혹은 프린터 등으로 도 27 및 도 28에 나타내는 것과 같은 표를 출력할 수 있도록 하고 있다.

도 27은 측정면, 결함종류를 지정하여, 각 랭크에 있어서의 결함개수의 분포를 표시한 것이다.

도 28은 측정면, 랭크를 지정하여, 결함종류마다의 개수분포를 표시한 것이다. 이에 따라, 원주상에 그 때마다 분포를 표시함에 의해, 웨이퍼의 상태가 알기 쉽게 나타내어진다. 둘레끝단가장자리(S)의 결함의 분포상태나 결함의 정도를 알 수 있기 때문에, 결함의 발생원인구명 등에 이용할 수 있다. 그만큼, 검사정밀도가 향상된다.

촬상데이터 처리수단(71)에 있어서는, 도 32에 나타내는 바와 같이, 노치(N)와 지지반(13)의 지지핑거(12)가 있는 부위를 마스크설정하여, 이 부분은 결함추출처리를 하지 않도록 하고 있다. 그 때문에, 웨이퍼(W)를 지지위치 가변기구(20)에 의해 회복하여, 먼저 지지핑거(12)로 방해되어 촬상할 수 없었던 부위를 노출시키는 촬상할 수 있도록 하고 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 일주분의 촬상데이터를 2회 얻는 것으로 되고, 각 촬상데이터마다, 상기의 표시 및 결함정보처리 등을 하도록 하고 있다.

또한, 촬상데이터 처리수단(71)은 상기 각 촬상카메라(41, 51)로 촬상된 화상 데이터나 각 산출수단 등으로 산출된 결과를 검사한 웨이퍼(W)의 ID번호에 대응시켜 기억하여 격납하는 데이터격납수단(103)을 갖고 있다. 검사대상의 웨이퍼(W)에는 고유의 ID번호가 부착되어 있고, 판독센서(도시하지 않음)로 이 ID번호를 판독하여, 각 데이터를 이 ID번호에 대응시켜 기억해 둔다. 이 데이터격납수단(103)으로부터 필요에 따라서 데이터를 읽어 내어 상기 표시부(72)나 프린터 등에 출력 가능하게 되어 있다.

또한, 제어수단(70)은 지름측정수단(60)이 계측한 지름을 ID번호에 대응시켜 표시하는 지름표시수단(104)을 구비하고 있다. 도 29에 나타내는 바와 같이, 측정점은 노치(N)위치로부터 약 8°회전한 곳에서 측정을 시작하여, 15°단위로 측정을 한다. 예를 들면, 웨이퍼(W)의 지름은 mm 단위로 7자리수의 고정소수점치로 측정한다.

제어수단(70)은 지름양부판정수단(105)을 구비하고 있고, 공차(公差)내이면양으로 하고, 공차 밖이면 불량으로 한다. 이 양부판정결과는 표시부(72)에 표시한다(도시하지 않음).

표시부(72)의 화상표시에 있어서는, 표시를 확대할 수 있다.

이 실시예에 관한 웨이퍼용 검사장치에 의하면, 미리, 촬상카메라(51)의 화상조정을 해둔다. 특히, 도 19에 나타내는 노치화상의 화상조정을 한다.

도 30에 나타내는 플로우챠트를 사용하여 설명한다.

후술의 웨이퍼반송부(30)에 의해 지지수단(10)에 기준웨이퍼(WK)를 지지하고 (1-1), 지지반(13)을 회전시켜 노치촬상수단(50)으로 촬상하는 위치에 노치(N)를 이동시키고 노치(N)의 위치맞춤을 하고(1-2), 노치촬상수단(50)으로 노치(N)의 화상을 얻는다(1-3). 표시부(72)로 확대표시를 하여, 노치(N)의 화상의 초점이 맞고 있는(핀트가 맞고 있는)개소를, 도 20 및 도 21에 나타내는 기준웨이퍼(WK)에 부착된 위치판별도장(77)의 행렬형상의 점을 눈으로 봐, 이 점의 위치에 맞춰서, 도 19에 나타내는 바와 같이, 표시부(72)로 표시된 범위설정부(110)에 있어서, 최적범위설정을 한다(1-4). 이 경우, 행렬형상의 점에서 미세하게 범위맞춤을 할 수 있고, 범위설정이 확실히 행하여진다. 이에 따라, 화상 데이터의 데이터처리가 이 범위에 설정된 화상에 따라서 행하여진다. 그 때문에, 보다 정밀도가 좋은 결함인식을 할 수 있게 된다.

다음에, 이와 같이 조정된 웨이퍼용 검사장치를 사용하여 웨이퍼(W)의 검사를 할 때는 아래와 같이 된다.

도 31에 나타내는 플로우챠트를 사용하여 설명한다.

우선, 검사대상의 웨이퍼(W)를 지지수단(10)에 반송한다(2-1). 이 반송은 웨이퍼반송부(30)에 의해 웨이퍼(W)의 저류부(31)로부터 검사대상의 웨이퍼(W)를 파지핸드(33)로 꺼내어 행한다. 이 때, 저류부(31)의 꺼냄위치에서는, 도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 파지핸드(33)는 파지위치(Ya)에 위치되고, 그 걸어맞춤수단(32)을 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)에 걸어맞춤시키고, 웨이퍼(W)를 웨이퍼(W)의 면방향에 끼워지지하여 파지한다. 이 파지에 의해, 도 11에 나타내는 바와 같이, 걸어맞춤수단(32)의 접촉부재(36a)가 판 스프링(36b)의 탄성력에 의해서 웨이퍼(W)에 탄성접촉되기 때문에, 웨이퍼(W)가 중앙에 구심되고, 지지수단(10)의 지지반(13)의 지지핑거(12)에 대하여 웨이퍼(W)가 센터 맞춤된다.

웨이퍼(W)를 지지수단(10)의 지지반(13)에 반송하여, 도 1 및 도 2, 도 7 및 도 9, 도 33(a)에 나타내는 바와 같이, 소정위치로 파지핸드(33)를 파지해제위치 (Yb)에 위치시키고, 웨이퍼(W)의 파지를 해제하여 지지반(13)에 지지한다(2-2). 이 경우, 지지반(13)의 지지핑거(12)에 대하여 웨이퍼(W)가 센터 맞춤되어 있기 때문에, 지지반(13)에 대한 웨이퍼(W)의 위치결정 정밀도가 높아져서, 그 후의 검사정밀도가 향상된다. 또한, 웨이퍼(W)는 지지핑거(12)에 지지되고, 더구나, 지지핑거(12)의 기울어진 지지면(17)에 선 지지되기 때문에, 웨이퍼(W)의 면을 흠을 내는 등 악영향을 미치게 하는 사태가 방지된다.

다음에, 도 32에 나타내는 바와 같이, 지지반(13)을 회전시켜 노치촬상수단 (50)으로 촬상하는 위치에 노치(N)를 이동시키는 노치(N)의 위치맞춤을 한다(2-3). 이 상태로, 웨이퍼(W)의 ID번호를 판독센서(도시하지 않음)로 판독한다(2-4). 노치촬상수단(50)으로 노치(N)의 화상을 얻는다(2-5). 얻은 촬상데이터는 촬상데이터 처리수단(71)에 송출되어 처리된다(2-6).

노치촬상수단(50)은 도 1, 도 2 및 도 14에 나타내는 바와 같이, 노치(N)의 측면(SS), 상면(SA) 및 하면(SB)에 대응하여 각 면에 대하여 촬상방향을 대략 직각으로 대면시켜 각각 배치된 촬상카메라(51)를 구비한다. 즉, 노치(N)의 바닥부(Nt)의 측면(SS)에 대응한 바닥부 측면촬상카메라(51) (SS(Nt)), 바닥부(Nt)의 상면 (SA)에 대응한 바닥부 상면촬상카메라(51)(SA (Nt), 바닥부(Nt)의 하면(SB)에 대응한 바닥부 하면촬상카메라(51)(SB(Nt), 노치(N)의 한쪽의 측부(Na)의 측면(SS)에 대응한 한쪽 측부 측면촬상카메라(51)(SS(Na)), 노치(N)의 다른쪽의 측부(Nb)의 측면(SS)에 대응한 다른쪽 측부 측면촬상카메라(51)(SS(Nb))를 구비하고 있다. 그 때문에, 노치(N)가 모떼기되어 있더라도, 촬상카메라(51)의 위치를 따라 이동시키는 일없이, 두께방향 전부를 명료하게 게다가 동시에 촬상할 수 있다. 조작성이 향상된다. 촬상정밀도가 향상된다.

또한, 촬상카메라(51)는 에어리어 센서이기 때문에, 웨이퍼(W)를 회전시키는 일 없이 일시에 촬상할 수 있다.

노치(N)를 조명하는 노치조명부(52)가 돔조사체(54) 및 평면조사체(56)를 구비하여, 노치(N)를 좋게 조명하는 동시에, 각 촬상카메라(51)는 노치조명부(52)로부터의 조명광이 반사한 반사광의 밝은 시야범위에 위치하도록 배치되어 있기 때문에, 노치(N)의 각 면을 명료하게 촬상할 수 있고, 특히, 결함을 잘 촬상할 수 있어, 이 점에서도 촬상정밀도가 향상된다.

웨이퍼(W)의 노치(N)의 촬상이 종료하면, 다음에, 둘레끝단가장자리(S)의 촬상이 행하여진다. 우선, 웨이퍼(W)를 회전시켜(2-7), 둘레끝단가장자리 촬상수단 (40)으로 둘레끝단가장자리(S)의 화상을 얻는다(2-8). 얻은 촬상데이터는 촬상데이터 처리수단(71)에 송출되어 처리된다.

촬상데이터 처리수단(71)에 있어서는, 도 32에 나타내는 바와 같이, 노치(N)와 지지반(13)의 지지핑거(12)가 있는 부위를 마스크설정하여, 이 부분은 결함추출처리를 하지 않도록 하고 있다.

둘레끝단가장자리 촬상수단(40)은 도 1, 도 2, 도 14 내지 도 16에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 측면(SS), 상면(SA) 및 하면(SB)에 대응하여 각 면에 대하여 촬상방향을 대략 직각으로 대면시키는 각각 배치한 측면용 촬상카메라(41)(SS), 상면용 촬상카메라(41)(SA) 및 하면용 촬상카메라(41)(SB)를 구비하고 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)가 모떼기되어 있더라도, 촬상카메라(41)의 위치를 따라 이동시키는 일없이, 두께방향 전부를 명료하게 게다가 동시에 촬상할 수 있다. 조작성이 향상된다. 촬상정밀도가 향상된다.

또한, 촬상카메라(41)는 라인센서이기 때문에, 둘레끝단가장자리(S)를 좁은 폭으로 촬상하여 이것을 연속시키기 때문에, 해상도가 좋고, 이 점에서도 촬상정밀도가 향상된다.

둘레끝단가장자리(S)를 조명하는 둘레끝단가장자리 조명부(42)는 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 두께방향을 따르는 소정의 원호에 따라 조사면을 형성하여 원호의 중심을 향하여 수속하도록 조사광을 방광하여, 각 촬상카메라(41)는 둘레끝단가장자리 조명부(42)로부터의 조명광이 반사한 반사광의 밝은 시야범위에 위치하도록 배치되어 있기 때문에, 즉, 각 촬상카메라(41)는 C형의 둘레끝단가장자리 조명부(42)로부터의 조명을 정반사로 받도록 배치되어 있기 때문에, 둘레끝단가장자리(S)의 각 면을 명료하게 촬상할 수 있고, 특히, 결함을 좋게 촬상할 수 있고, 이 점에서도 촬상정밀도가 향상된다.

다음에, 각 촬상카메라(41)는 지지반(13)의 지지핑거(12)가 있는 부위를 촬상할 수 없기 때문에, 지지위치 가변기구(20)에 의해, 지지반(13)의 지지핑거(12)에 지지된 웨이퍼(W)의 지지위치를 바꾼다(2-10). 이것은 도 33(a)에 나타내는 바와 같이, 주고받음위치(Xb)에 있는 담지반(23)을, 도 33(b)에 나타내는 바와 같이, 담지위치(Xa)로 이동시킨다. 이에 따라, 지지반(13)에 지지되어 있던 웨이퍼(W)가 담지반(23)의 담지핑거(22)에 담지되어 들어 올려진다. 도 33(c)에 나타내는 바와 같이, 이 들어 올려지고 있는 동안에, 지지반(13)을 회전시키는 지지반(13)의 지지핑거(12)를 별도의 각도위상위치에 위치시킨다. 그리고 나서, 도 33(d)에 나타내는 바와 같이, 담지반(23)을 주고받음위치(Xb)에 위치시키는 웨이퍼(W)를 지지핑거 (12)에 주고받는다. 이 경우, 지지위치를 바꾸기 때문에, 먼저 촬상할 수 없었던 부위를 노출시키는 촬상할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)를 담지반(23)의 담지핑거(22)에 담지시켜 들어 올리기 때문에, 웨이퍼(W)에 흠을 내는 등의 악영향을 미치게 하는 사태가 방지된다.

이 상태에서, 다시, 웨이퍼(W)를 회전시켜(2-11), 둘레끝단가장자리 촬상수단(40)으로 둘레끝단가장자리(S)의 화상을 얻는다(2-12). 얻은 촬상데이터는 촬상데이터 처리수단(71)에 송출되어 처리된다(2-13).

촬상데이터 처리수단(71)에 있어서는, 도 32에 나타내는 바와 같이, 노치 (N)와 지지반(13)의 지지핑거(12)가 있는 부위를 마스크설정하고, 이 부분은 결함추출처리를 하지 않도록 하고 있다.

둘레끝단가장자리 촬상수단(40)은 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 측면 (SS), 상면(SA) 및 하면(SB)에 대응하여 각 면에 대하여 촬상방향을 대략 직각으로 대면시키는 각각 배치한 측면용 촬상카메라(41)(SS), 상면용 촬상카메라 (41)(SA) 및 하면용 촬상카메라(41)(SB)를 구비하고 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)가 모떼기되어 있더라도, 촬상카메라(41)의 위치를 따라 이동시키는 일없이, 두께방향 전부를 명료하게 게다가 동시에 촬상할 수 있고, 조작성이 향상되는 동시에 촬상정밀도가 향상된다.

둘레끝단가장자리(S)를 조명하는 둘레끝단가장자리 조명부(42)는 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 두께방향을 따르는 소정의 원호를 따라 조사면을 형성하여 원호의 중심을 향하여 수속하도록 조사광을 방광하여, 각 촬상카메라(41)는 둘레끝단가장자리 조명부(42)로부터의 조명광이 반사한 반사광의 밝은 시야범위에 위치하도록 배치되어 있기 때문에, 즉, 각 촬상카메라(41)는 C형의 둘레끝단가장자리 조명부(42)로부터의 조명을 정반사로 받도록 배치되어 있기 때문에, 둘레끝단가장자리(S)의 각 면을 명료하게 촬상할 수 있다. 특히, 결함을 잘 촬상할 수 있다. 이 점에서도 촬상정밀도가 향상된다.

웨이퍼(W)의 지름을 지름측정수단(60)으로 측정한다(2-15). 도 29에 나타내는 바와 같이, 지름측정수단(60)은 서로 대향하여 설치된 한 쌍의 광 센서가 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 위치를 검지하여, 검지한 둘레끝단가장자리(S)의 위치로부터 지름을 계측한다. 측정점은 노치(N)의 위치로부터 약 8°회전한 곳에서 측정을 시작하여, 15°단위로 측정을 한다. 예를 들면, 웨이퍼(W)의 지름은 mm단위로 7자리수의 고정소수점값으로 측정한다. 웨이퍼(W)의 지름검사가 결함검사와 동시에 행하여지기 때문에, 검사효율이 향상된다.

그 후, 웨이퍼(W)를 꺼내어 원래의 웨이퍼(W)의 저류부(31)에 반송한다. 이 반송은 웨이퍼반송부(30)에 의해 지지수단(10)의 지지반(13)상의 웨이퍼(W)를 파지핸드(33)로 파지하여 꺼내어, 저류부(31)에 반송한다.

다시, 웨이퍼반송부(30)에 의해 웨이퍼(W)의 저류부(31)로부터 다음 의 검사대상의 웨이퍼(W)를 파지핸드(33)로 꺼내어, 지지수단(10)에 반송하여, 상기와 같은 처리를 한다.

제어수단(70)의 데이터처리에 관해서 설명한다.

촬상데이터 처리수단(71)에 있어서는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 결함부 인식수단(80)이 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 화상 데이터 및 노치(N)의 화상데이터로부터 기준으로 하는 기준휘도에 대하여 소정이상의 휘도차가 있는 에어리어를 결함부로서 인식한다.

이에 따라, 결함부 형상인식수단(82)이 결함부 인식수단(80)이 인식한 결함부의 형상을 인식한다. 이 인식은 도 22 내지 도 24에 나타내는 바와 같이, 미리 정해진 역치에 따라서 점결함부, 선결함부 및 면결함부 중 어느 하나로 구분하여인식한다.

결함부 면적산출수단(84)이 결함부 인식수단(80)이 인식한 결함부의 면적을 산출하여, 결함부 외접직사각형크기 산출수단(86)이 결함부 인식수단(80)이 인식한 결함부가 외접하는 외접직사각형의 크기를 산출한다. 이에 따라서, 결함부 밀도산출수단(89)이 결함부 면적산출수단(84)이 산출한 결함부의 면적과 결함부 외접직사각형크기 산출수단(86)이 산출한 외접직사각형의 크기로부터 결함부의 밀도를 산출한다.

결함부 휘도산출수단(91)이 결함부 인식수단(80)이 인식한 결함부의 평균휘도를 산출한다.

촬상데이터 처리수단(71)은 웨이퍼 양부판정수단(93)이 결함부 인식수단(80)이 인식한 결함부에 따라서, 해당 웨이퍼(W)의 양부를 판정한다. 판정은 미리 정한 결함의 조건, 예를 들면, 결함의 수, 결함의 크기 등과 실제의 검사결과를 비교하여, 허용범위내이면 양으로 하고, 허용범위 밖이면 부라고 판단한다.

촬상데이터 처리수단(71)의 데이터 격납수단(103)에, 각 촬상카메라(41, 51)로 촬상된 화상데이터나 각 산출수단 등으로 산출된 결과를 검사한 웨이퍼(W)의 ID번호에 대응시키고 기억하여 격납한다.

지름양부판정수단(105)에 의해, 웨이퍼(W)의 지름이 공차내인지 아닌지를 판정하여, 이면 양으로 하고, 공차 밖이면 불량으로 한다.

결함랭킹수단(100)이 여러 가지의 결함의 산출데이터에 근거하여, 웨이퍼(W)의 둘레끝단부의 각 촬상카메라(41)의 촬상면마다, 점결함부, 선결함부 및 면결함부의 정도를 소정의 각도단위로 랭킹한다.

결함분포 산출수단(101)이 여러 가지의 결함의 산출데이터에 근거하여, 웨이퍼(W)의 둘레끝단부의 각 촬상카메라(41)의 촬상면마다, 점결함부, 선결함부 및 면결함부의 분포를 소정의 각도단위로 산출한다.

이들의 각 데이터에 대한 표시가 행하여진다(도 31(2-16)). 웨이퍼(W)의 ID번호를 지정하는 것에 의해, 도 18에 나타내는 바와 같이, 해당하는 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)에 관한 화면표시를 할 수 있다.

도 18에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)에 관한 표시화면에 있어서는, 1회째의 촬상에 관한 데이터와, 2회째의 촬상에 관한 데이터를 선택적으로 표시할 수 있다. 여기서는, 둘레끝단가장자리 표시수단(73)이 둘레끝단가장자리 촬상수단(40)의 복수의 촬상카메라(41)로 촬상한 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)를 웨이퍼(W)의 각도위치의 위상을 맞춰서 표시부(72)에 동시표시한다. 이 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 화상은 스크롤수단(74)에 의해서, 웨이퍼 (W)의 둘레끝단가장자리(S)의 둘레방향에 따라 스크롤 가능하게 되어 있다.

특히 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 측면(SS), 상면(SA) 및 하면(SB)에 대응한 화상이 3가지 갖추어지도록 모두 표시된다. 스크롤바(111)를 조작하면, 3가지의 화면이 갖추어져 이동한다. 또한, 각도위치표시란(112)에 오른쪽 끝단, 왼쪽끝단, 중앙의 각도위치가 표시된다.

이 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)의 촬상화면에 의해, 둘레끝단면의 상황, 특히 결함부의 상황을 시인할 수 있다. 이 경우, 각 면에 대하여 촬상방향을대략 직각으로 대면시키는 각각 배치한 측면용 촬상카메라(41) (SS), 상면용 촬상카메라(41)(SA) 및 하면용 촬상카메라(41)(SB)에 의해서 촬상하고 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)가 모떼기되어 있더라도 각 면을 명료하게 시인할 수가 있어, 그만큼 검사정밀도가 향상된다. 또한, 스크롤하여 화상을 볼 수 있기 때문에, 전체에 걸쳐 좋게 시인할 수가 있어, 그만큼 검사정밀도가 향상된다.

각 촬상카메라(41)는 C형의 둘레끝단가장자리 조명부(42)로부터의 조명을 정반사로 받도록 배치되어 있기 때문에, 둘레끝단가장자리(S)를 명료하게 촬상할 수 있고, 특히, 결함을 좋게 촬상할 수 있고, 이 점에서도 각 면을 명료히 시인할 수가 있어, 그만큼, 검사정밀도가 향상된다.

한편, 도 19에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 노치(N)에 관한 표시화면에 있어서는, 노치표시수단(75)이 노치촬상수단(50)의 복수의 촬상카메라(51)로 촬상한 웨이퍼(W)의 노치(N)의 화상을 표시부(72)에 동시표시한다. 상세하게는, 노치 (N)의 바닥부(Nt)의 측면(SS), 바닥부(Nt)의 상면(SA), 바닥부(Nt)의 하면 (SB), 노치(N)의 한쪽의 측부(Na, Nb)의 측면(SS), 노치(N)의 다른쪽의 측부(Na, Nb)의 측면(SS)에 대응한 화상이 표시된다. 이 경우, 각 촬상카메라(51)에 대응하는 노치 (N)의 화상을 얻을 수 있기 때문에, 각 화상의 상대위치관계를 용이하게 알 수 있다.

또, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5에 나타내는 바와 같이, 노치(N)의 바닥부(Nt)의 측면(SS)에 대응한 바닥부 측면촬상카메라(51)(SS(Nt)), 바닥부(Nt)의 상면(SA)에 대응한 바닥부 상면촬상카메라(51)(SA(Nt)), 바닥부(Nt)의 하면(SB)에 대응한 바닥부 하면촬상카메라(51)(SB(Nt)), 노치(N)의 한쪽의 측부(Na)의 측면(SS)에 대응한 한편 측부 측면촬상카메라(51)(SS(Na)), 노치(N)의 다른쪽의 측부(Nb)의 측면(SS)에 대응한 다른쪽 측부 측면촬상카메라(51)(SS(Nb))에 의해서 촬상되면, 노치(N)의 상하부가 모떼기되어 있더라도, 각 면을 명료하게 시인할 수가 있다. 그만큼, 검사정밀도가 향상된다.

각 촬상카메라(51)는 노치조명부(52)로부터의 조명광이 반사한 반사광의 밝은 시야범위에 위치하도록 배치되어 있기 때문에, 노치(N)를 명료하게 촬상할 수 있고, 특히, 결함을 좋게 촬상할 수 있고, 이 점에서도 각 면을 명료히 시인할 수가 있어, 그만큼 검사정밀도가 향상된다.

도 18에 나타내는 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)에 관한 화면표시 및 도 19에 나타내는 웨이퍼(W)의 노치(N)에 관한 화면표시에 공통하여, 각종 데이터란이 설치되어 있다.

결함부 좌표표시수단(81)이 결함부 인식수단(80)이 인식한 결함부를 표시부 (72)에 좌표표시한다. 결함부 좌표표시수단(81)은 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리 (S)에 대해서는 그 둘레방향을 따르는 각도좌표를 표시하는 동시에, 웨이퍼 (W)의 둘레끝단가장자리(S)의 두께방향을 따르는 상대위치를 표시한다. 결함의 위치를 특정할 수 있기 때문에, 그만큼 표시가 확실하게 되어, 검사정밀도도 향상된다.

결함부 좌표표시수단(81)은 노치(N)에 대해서는 화면마다 기준위치를 설정하여, 그 기준위치로부터 결함위치를 나타낸다. 기준위치는 화면왼쪽위로부터의 픽셀수로 설정되어, 결함좌표는 이 기준위치를 원점으로서 나타내어진다. 결함의 위치를 특정할 수 있기 때문에, 그만큼 표시가 확실하게 되어, 검사정밀도도 향상된다.

결함부 형상표시수단(83)이 결함부 형상인식수단(82)이 인식한 형상을 표시부(72)에 표시한다. 도 18 및 도 19에 나타내는 바와 같이, 점결함부, 선결함부 및 면결함부 중 어느 하나로 구분하여 표시한다. 결함의 형상을 알 수 있기 때문에, 그만큼 검사정밀도가 향상된다. 또한, 결함의 종류가 분류되기 때문에, 인식이 용이하게 된다.

결함부 면적표시수단(85)이 결함부 면적산출수단(84)이 산출한 면적을 표시부(72)에 표시한다. 결함의 크기를 인식할 수 있어, 그만큼 검사정밀도가 향상된다.

결함부 외접직사각형크기 표시수단(87)이 결함부 외접직사각형크기 산출수단 (86)이 산출한 크기를 표시부(72)에 표시한다. 구체적으로는, 결함형상의 길이(장축)와, 폭(단축)의 개략치가 표시된다. 결함의 크기를 인식할 수 있어, 그만큼 검사정밀도가 향상된다.

결함부 밀도표시수단(90)이 결함부 밀도산출수단(89)이 산출한 결함부의 밀도를 표시부(72)에 표시한다. 결함의 넓이를 인식할 수 있어, 그만큼 검사정밀도가 향상된다.

결함부 휘도표시수단(92)이 결함부 휘도산출수단(91)이 산출한 결함부의 평균휘도를 표시부(72)에 표시한다. 결함의 휘도는 결함의 깊이에 대응하기 때문에, 결함의 깊이를 인식할 수 있어, 그만큼 검사정밀도가 향상된다.

웨이퍼 양부표시수단(94)이 웨이퍼 양부판정수단(93)이 판정한 웨이퍼(W)의 양부를 표시부(72)에 표시한다. 판정이 좋으면 "OK"라고 표시되고, 나쁘면 "NO"라고 표시된다. 웨이퍼(W)의 양부를 자동적으로 판정할 수 있기 때문에, 검사가 용이하게 된다.

지름표시수단(104)에 의해, 표시부(72)에 지름측정수단(60)이 계측한 지름이 ID번호에 대응시켜 표시된다. 또한, 지름이 공차내이면 양으로 하고, 공차 밖이면 불량으로 하여 도시 이외의 표시부(72)에 표시된다.

필요에 따라서, 결함랭킹수단(100) 및 결함분포 산출수단(101)의 결과에 따라서, 예를 들면, 표시부(72) 혹은 프린터 등으로 도 27 및 도 28에 나타내는 것과 같은 표를 출력한다. 이에 따라, 원주상에 그 때마다 분포를 표시함에 의해, 웨이퍼의 상태가 알기 쉽게 표시된다. 즉, 둘레끝단가장자리(S)의 결함의 분포상태나 결함의 정도를 알 수 있기 때문에, 결함의 발생원인구명 등에 이용할 수 있어, 그만큼 검사정밀도가 향상된다.

상기 실시예에서는, 노치(N)를 가진 웨이퍼(W)를 검사대상으로 하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다. 오프라인을 가진 웨이퍼(W)에도 적용할 수 있다. 이 경우에는 노치촬상수단(50)을 오프라인 촬상용에 적절하게 변경한다.

상기 실시예에서는, 촬상카메라 전부를 사용하여 촬상하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다. 필요에 따라서, 1개 혹은 2이상의 적절한 수의 촬상카메라를 사용하여 촬상할 수도 있다. 촬상조건에 따라서 적절하게 변경해도 좋다.

상기 실시예에서는, 웨이퍼(W)의 둘레끝단가장자리(S)가 3가지의 평탄면(요컨대 측면(SS), 상면(SA), 하면(SB))으로 구성되어 있지만, 본 발명은 이외의 형태 (예를 들면 동그라미가 있는 형태)의 둘레끝단가장자리(S)를 갖는 웨이퍼(W)에도 적용할 수 있다.

Claims

원반형상의 웨이퍼를 회전 가능하게 지지하는 지지수단과,

해당 지지수단에 지지되어 회전되는 웨이퍼의 둘레끝단가장자리를 촬상하는 둘레끝단가장자리 촬상수단과,

해당 둘레끝단가장자리 촬상수단으로 촬상한 촬상데이터를 처리하는 제어수단을 구비하고,

상기 둘레끝단가장자리 촬상수단이 상기 웨이퍼의 둘레끝단가장자리의 복수의 다른 부위를 각각 촬상하는 복수의 촬상카메라를 포함하고,

상기 복수의 다른 부위가 웨이퍼의 면에 대하여 대략 직각인 측면, 해당 측면에 대하여 경사진 상면 및 하면을 포함하고,

상기 복수의 촬상카메라가 상기 측면, 상면 및 하면에 대응하여, 이들의 각 면에 대하여 촬상방향을 대략 직각으로 대면시켜 각각 배치한 측면용 촬상카메라, 상면용 촬상카메라 및 하면용 촬상카메라를 포함하는 웨이퍼용 검사장치.
제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼의 둘레끝단가장자리를 조명하는 둘레끝단가장자리 조명부가 상기 웨이퍼의 둘레끝단가장자리에 그 두께방향을 따르는 소정의 원호에 따라 해당 원호의 중심을 향하여 수속하도록 조사광을 방광하여,

상기 각 촬상카메라가 해당 둘레끝단가장자리 조명부로부터의 조명광이 반사한 반사광의 밝은 시야범위에 위치하도록 배치되어 있는 웨이퍼용 검사장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제어수단이 촬상데이터 처리수단과, 표시부를 갖고,

상기 촬상데이터 처리수단이 측면용 촬상카메라, 상면용 촬상카메라 및 하면용 촬상카메라로 촬상한 웨이퍼의 둘레끝단가장자리를 웨이퍼의 각도위치의 위상을 맞춰서 상기 표시부에 동시표시하는 웨이퍼용 검사장치.
제 3 항에 있어서, 상기 촬상데이터 처리수단이,

웨이퍼의 둘레끝단가장자리의 화상데이터로부터 기준으로 하는 기준휘도에 대하여 소정이상의 휘도차가 있는 에어리어를 결함부로서 인식하는 결함부 인식수단과,

해당 결함부 인식수단이 인식한 결함부를 상기 표시부에 좌표표시하는 결함부 좌표표시수단을 갖는 웨이퍼용 검사장치.
제 4 항에 있어서, 상기 결함부 좌표표시수단이 웨이퍼의 둘레끝단가장자리의 둘레방향을 따르는 각도좌표를 표시하는 각도좌표표시기능과,

웨이퍼의 둘레끝단가장자리의 두께방향을 따르는 상대위치를 표시하는 두께방향 좌표표시기능을 갖는 웨이퍼용 검사장치.
제 3 항에 있어서, 상기 촬상데이터 처리수단이 웨이퍼의 둘레끝단가장자리의 화상데이터로부터 기준으로 하는 기준휘도에 대하여 소정이상의 휘도차가 있는에어리어를 결함부로서 인식하는 결함부인식수단과,

해당 결함부 인식수단이 인식한 결함부의 형상을 인식하는 결함부 형상인식수단과,

해당 결함부 형상인식수단이 인식한 형상을 상기 표시부에 표시하는 결함부 형상표시수단을 갖는 웨이퍼용 검사장치.
제 6 항에 있어서, 상기 결함부 형상인식수단이 미리 정해진 역치에 따라서 점결함부, 선결함부 및 면결함부 중 어느 하나로 구분하여 인식하는 기능을 갖는 웨이퍼용 검사장치.
제 7 항에 있어서, 상기 각 촬상카메라의 촬상면마다, 점결함부, 선결함부 및 면결함부의 분포를 소정의 각도단위로 산출하는 결함분포산출수단을 갖는 웨이퍼용 검사장치.
제 3 항에 있어서, 상기 각 촬상카메라의 촬상면마다, 점결함부, 선결함부 및 면결함부의 정도를 소정의 각도단위로 랭킹하는 결함랭크 지정수단을 구비하고,

상기 촬상데이터 처리수단이,

상기 결함부 인식수단에 의해 인식된 결함부의 면적을 산출하는 결함부 면적산출수단과,

해당 결함부 면적산출수단에 의해 산출된 면적을 상기 표시부에 표시하는 결함부 면적표시수단과,

상기 결함부 인식수단에 의해 인식된 결함부가 외접하는 외접직사각형의 크기를 산출하는 결함부 외접직사각형크기 산출수단과,

해당 결함부 외접직사각형크기 산출수단에 의해 산출된 크기를 상기 표시부에 표시하는 결함부 외접직사각형크기 표시수단을 구비하고,

상기 촬상데이터 처리수단이,

상기 결함부 면적산출수단에 의해 산출된 결함부의 면적과, 결함부 외접직사각형크기 산출수단에 의해 산출된 외접직사각형의 크기이기 때문에, 결함부의 밀도를 산출하는 결함부 밀도산출수단과,

해당 결함부 밀도산출수단에 의해 산출된 결함부의 밀도를 상기 표시부에 표시하는 결함부 밀도표시수단을 구비하고,

상기 촬상데이터 처리수단이,

상기 결함부 인식수단이 인식한 결함부의 평균휘도를 산출하는 결함부 휘도산출수단과,

해당 결함부 휘도산출수단이 산출한 결함부의 평균휘도를 상기 표시부에 표시하는 결함부 휘도표시수단을 구비하고,

상기 촬상데이터 처리수단이,

상기 결함부 인식수단이 인식한 결함부에 따라서, 해당 웨이퍼의 양부를 판정하는 양부판정수단과,

해당 양부판정수단이 판정한 해당 웨이퍼의 양부를 상기 표시부에 표시하는웨이퍼 양부표시수단을 구비한 웨이퍼용 검사장치.
제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼가 노치를 갖고,

상기 둘레끝단가장자리 촬상수단이,

상기 노치의 바닥부의 측면에 대응한 바닥부 측면촬상카메라, 해당 바닥부의 상면에 대응한 바닥부 상면촬상카메라, 해당 바닥부의 하면에 대응한 바닥부 하면촬상카메라, 상기 노치의 한쪽의 측부의 측면에 대응한 한쪽 측부 측면촬상카메라, 상기 노치의 다른쪽의 측부의 측면에 대응한 다른쪽 측부 측면촬상카메라를 갖는 웨이퍼용 검사장치.
제 1 항에 있어서, 상기 지지수단이,

중심축을 회전중심으로 하여 회전 가능하게 설치되고 해당 중심축을 중심으로 하는 원주상에 상기 웨이퍼의 둘레끝단가장자리를 지지하는 복수의 지지핑거를 구비한 지지반과,

해당 지지반을 회전시키는 구동부를 구비하고,

상기 지지핑거가 상기 중심축측을 향하여 아래로 경사지는 상기 웨이퍼의 둘레끝단가장자리를 지지하는 지지면을 구비하고,

상기 지지수단이 상기 지지반의 지지핑거에 지지된 웨이퍼의 지지위치를 가변으로 하는 지지위치 가변기구를 구비하고 있는 웨이퍼용 검사장치.
제 11 항에 있어서, 상기 지지위치 가변기구가,

상기 지지반과 동축의 중심축을 중심으로 상대회전 가능하게 설치되고 해당 중심축을 중심으로 하는 원주상에 상기 웨이퍼의 둘레끝단가장자리를 담지 가능한 복수의 담지핑거를 구비하는 동시에, 2개의 위치, 즉 해당 담지핑거를 상기 지지반의 지지핑거보다 상위의 위치로서 해당 웨이퍼를 담지하여 들어 올리는 담지위치, 및 해당 지지핑거보다 하위의 위치로서 해당 웨이퍼를 상기 지지핑거에 주고받는 주고받음위치의 2위치로 이동 가능한 담지반과,

해당 담지반을 상기 담지위치 및 주고받음위치의 2위치로 이동시키는 이동기구를 갖는 웨이퍼용 검사장치.
제 11 항에 있어서, 웨이퍼의 저류부에서 검사대상의 웨이퍼를 반송하고, 상기 지지수단의 지지반의 지지핑거에 해당 웨이퍼를 센터맞춤되어 지지시키는 웨이퍼반송부를 갖는 웨이퍼용 검사장치.
제 13 항에 있어서, 상기 웨이퍼반송수단이 해당 웨이퍼의 둘레끝단가장자리에 걸어맞춤하는 걸어맞춤수단을 구비하고, 상기 웨이퍼반송수단이, 해당 걸어맞춤수단을 걸어맞춤시키는 해당 웨이퍼를 해당 웨이퍼의 면방향에 끼워지지하여 파지하는 파지위치 및 해당 파지를 해제하는 파지해제위치의 2위치에 상대이동 가능한 한 쌍의 파지핸드를 갖고,

상기 걸어맞춤수단이 상기 파지위치로 해당 웨이퍼에 탄성접촉하는 탄성접촉체를 갖는 웨이퍼용 검사장치.
제 1 항에 있어서, 상기 지지수단에 지지되어 회전되는 웨이퍼의 지름을 계측하는 지름계측수단을 갖는 웨이퍼용 검사장치.