KR20080105989A

KR20080105989A - 웨이퍼 주연 단부의 이물질 검사 방법 및 이물질 검사 장치

Info

Publication number: KR20080105989A
Application number: KR1020080035404A
Authority: KR
Inventors: 슈우지 다까이시; 요시노부 나꾸라; 도시끼 아즈마
Original assignee: 가부시끼가이샤 야마나시 기쥬쯔 고오보오
Priority date: 2007-06-01
Filing date: 2008-04-17
Publication date: 2008-12-04
Also published as: JP5732637B2; JP2008298696A; KR101440622B1

Abstract

본 발명의 과제는 웨이퍼 주연 단부에 부착된 이물질을 정확하고, 또한 정량적으로 검출 가능한 웨이퍼 주연 단부의 이물질 검사 방법 및 이물질 검사 장치를 제공하는 것이다.

투광계에 의해 광을 웨이퍼 주연 단부에 조사하고, 수광계에 의해 웨이퍼 주연 단부로부터의 산란광을 검출하고, 검출한 산란광의 강도로부터 웨이퍼 주연 단부에 부착되는 이물질, 및/또는 결함을 검사하는 웨이퍼 주연 단부의 이물질 검사 방법에 있어서, 상기 웨이퍼 주연 단부에 있어서의 광의 스폿 형상을, 상기 웨이퍼 주연 단부의 아펙스의 길이 방향으로 상기 아펙스의 길이보다도 가늘고 길게 성형한다.

이물질 검사 장치, 웨이퍼, 투광계, 수광계, 레이저광, 산란광

Description

웨이퍼 주연 단부의 이물질 검사 방법 및 이물질 검사 장치 {ALIEN SUBSTANCE INSPECTION METHOD IN END OF WAFER PERIPHERY AND ALIEN SUBSTANCE INSPECTION APPARATUS}

본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 피검사체에 광을 조사하고, 이때에 피검사체에 발생하는 산란광의 강도로부터 피검사체의 이상(웨이퍼에 부착되는 미소한 이물질이나 결함)을 검사하는 이물질의 검사 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 피검사체의 주연 단부의 이물질을 검사하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

반도체 제조 프로세스에서는, 웨이퍼 상에 형성하는 모든 칩에 대해, 동일한 프로세스 조건, 화학 환경하에서 처리를 행하고, 집적 회로를 형성하고 있지만, 웨이퍼 주연 단부(이하, 웨이퍼 엣지)에 있어서의 칩의 수율은 웨이퍼 중심 부근보다도 상당히 나쁜 것이 알려져 있다. 웨이퍼 엣지에 있어서 수율이 저하되는 요인은 다양하지만, 그 큰 요인의 하나로서, 웨이퍼 엣지에 있어서의 박막의 박리나 결함 및 미세한 이물질의 부착을 생각할 수 있다.

통상 웨이퍼 엣지는, 도8의 (a)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼의 표면으로부터 서서히 경사져 가서(모따기되어 가서), 잘라내어지는 형상으로 되어 있다. 웨 이퍼 엣지의 모따기된 부분은 베벨(bevel)이라 칭해지고, 수직인 부분은 아펙스(apex)(에이펙스라고도 함)라 칭해지고 있다. 웨이퍼 엣지는, 도8의 (a)와 같은 형상을 블릿(bullet)(탄환)형이라 말하고, 도8의 (b)와 같은 형상은 라운드형이라 칭해지고 있다.

웨이퍼 엣지에 크랙이나 결함, 혹은 손상 등의 단부 결함이 발생하고 있는지 여부, 또는 웨이퍼 엣지에 미세한 이물질이 부착되어 있는지 여부를 검사하는 방법으로서는, 펜라이트 등을 이용한 육안에 의한 검사 외에, 검사 장치에 의한 방법으로서, (1) CCD 카메라와 컴퓨터를 이용한 화상 처리, (2) 라인 스캔 레이저를 웨이퍼 엣지에 조사하고, 거기로부터의 산란광을 광검출기에 의해 검출하는, 2개의 검사 방법이 대표적이다.

CCD 카메라와 컴퓨터를 이용한 화상 처리에 의한 검사 방법으로서, 웨이퍼를 회전 가능한 상태에서 지지하는 지지부를 설치하고, 지지된 웨이퍼의 주연 단부를 연속적으로 촬상하는 촬상 카메라를 복수대 이용한 방법이 있다(특허 문헌 1). 이 방법은, 복수의 촬상 카메라에 의해 웨이퍼의 주연 단부를 촬상하고, 그것을 화상 처리함으로써 웨이퍼 엣지에 이상이 있는지 여부를 검사하는 것이다. 그러나, 이 방법에서는 복수대의 촬상 카메라를 설치하기 때문에, 웨이퍼 검사 장치가 대형화되어 웨이퍼 검사 장치 자체의 제조 비용이 상승해 버린다고 하는 문제점이 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위해, 카메라에서 촬상하는 웨이퍼 엣지를 중심으로 하여 호 형상으로 가이드 레일을 설치하고, 촬상 카메라를 이 호 형상으로 연장한 가이드 레일을 따라 이동시켜 웨이퍼 엣지를 촬상하는 웨이퍼 엣지의 검사 장치 가 개시되어 있다(특허 문헌 2). 그러나, CCD 카메라를 이용한 웨이퍼 엣지의 검사 방법은, 그 성능이 CCD 카메라의 촬상 분해능과, 웨이퍼 엣지의 곡률과 형상에 좌우되는 점으로부터, 미세한 이물질의 검출에 한계가 있다. 또한, 평평한 표면에서는 문제가 되지 않아도, 웨이퍼 엣지와 같이 구부러져 있는 것은 초점 밖의 부분이 흐려져, 결함이나 그것에 부착되는 이물질의 식별이 어렵다고 하는 문제가 있다. 또한, 모든 부분을 촬상하기 위해서는 시간이 걸리는 동시에 대용량의 메모리가 필요하다.

한편, 반도체 웨이퍼의 표면에 레이저광을 조사하고, 반도체 웨이퍼 표면 상에 산란광을 발생시키고, 이 산란광을 광검출기에 의해 검출하는 방법에는, CCD 카메라에 의한 촬상 방식과 같은 초점 심도의 문제가 적다.

웨이퍼 엣지부의 이상을 레이저광의 조사와 산란광에 의해 검사하는 방법으로서, 레이저광의 초점을 웨이퍼 엣지로 하여 레이저광을 조사하고, 웨이퍼 엣지 주위를 주사하고, 이에 의해 발생한 산란광을 타원경을 이용하여 집광하고, 집광한 산란광의 강도, 및 주파수 분석에 의해 웨이퍼 엣지의 결함이나 이물질의 부착 상황을 검사하는 방법 및 장치가 개시되어 있다(특허 문헌 3).

그러나, 특허 문헌 3의 개시하는 타원경을 이용한 검사 방법에서는, 레이저 광원 및 수광기가 고정되어 있기 때문에, 웨이퍼 엣지부의 이상이 아펙스 부분에 있는지, 베벨 부분에 있는지의 식별을 할 수 없다고 하는 문제가 있다. 또한, 웨이퍼 엣지에 대해 레이저광이 수직으로 조사되지 않기 때문에, 산란광을 집광하기 위해서는 타원경을 이용할 필요가 있어, 장치가 대형화된다고 하는 문제가 있다. 또한, 웨이퍼 엣지의 아펙스 부분에 이상이 있는지, 베벨 부분에 이상이 있는지를 식별하기 위해서는, 특허 문헌 1과 같이 장치를 복수대 설치하거나, 또는 특허 문헌 2와 같이 회전 기구를 설치할 필요가 있다.

그러나, 이와 같이 했다고 해도 타원경이 일정한 폭과 체적을 갖기 위해 장치가 대형화되거나, 복잡한 회전 기구가 필요해진다고 하는 문제가 있다. 또한, 타원경을 이용한 방식은 일반적으로 감도가 나쁘다. 이것은 타원경의 정밀도가 직접 측정 정밀도로 되기 때문이며, 그로 인해, 측정 정밀도를 향상시키기 위해서는 타원경의 정밀도를 향상시킬 필요가 있어, 비용이 상승된다고 하는 문제가 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2003-243465호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2006-294969호 공보

[특허 문헌 3] 일본 특허 제2999712호 공보

상술한 바와 같이, 웨이퍼 엣지의 이상의 유무를 검사하는 경우, 웨이퍼 엣지의 어느 부분에, 어느 정도의 크기의 결함이 있는지, 또 어느 정도의 이물질이 어느 부분에 부착되어 있는지를 정확하고, 또한 높은 신뢰성으로 정량화된 데이터로서 취득할 필요가 있다. 또한, 검사가 단시간에 종료될 수 있는 것, 그리고 검사 장치는 간단하고 저비용인 것이 바람직하다.

본 발명자들의 지견에 따르면, 웨이퍼 엣지의 베벨 부분 및 아펙스 부분에는, 높은 스트레스 영역이 만들어져 박막 박리가 일어나기 쉬운 것, 웨이퍼 반송 로봇이나 다른 기계적 접촉에 의해 웨이퍼 엣지의 베벨 부분을 덮고 있는 박막이 떨어져나가 파티클이 부착되는 것이 명백하게 되어 있다.

또한, 이와 같이 하여 웨이퍼 엣지에 발생한 결함(결손, 균열 등)이나, 그것에 부착되어 있는 절삭 칩 등의 이물질은, 레이저광을 웨이퍼 엣지면에 대해 소정의 각도에 의해 조사하고, 그 산란광을 소정의 수광계에 의해 수광하면, 매우 고감도로 웨이퍼 엣지의 이상을 검출할 수 있는 것이 명백해졌다. 또한, 웨이퍼 엣지의 어느 부분에 어느 정도의 크기의 이상이 있는지는, 웨이퍼 엣지를 구성하는 아펙스 부분, 베벨 부분마다 소정의 스폿 형상으로 성형한 레이저광을 조사함으로써 용이하게 검출할 수 있는 것이 알려졌다.

따라서 본 발명의 과제는, 웨이퍼 엣지의 어느 부분에, 어느 정도의 크기의 결함이 있는지, 또 어느 정도의 이물질이 어느 부분에 부착되어 있는지를 정확하고, 또한 정량적으로 검출 가능한 웨이퍼 엣지의 이물질 검사 방법 및 웨이퍼 엣지의 이물질 검사 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 투광계에 의해 광을 웨이퍼 주연 단부에 조사하고, 수광계에 의해 웨이퍼 주연 단부로부터의 산란광을 검출하고, 검출한 산란광의 강도로부터 웨이퍼 주연 단부에 부착되는 이물질, 및/또는 결함을 검사하는 웨이퍼 주연 단부의 이물질 검사 방법에 있어서, 상기 웨이퍼 주연 단부에 있어서의 광의 스폿 형상이, 상기 웨이퍼 주연 단부의 아펙스의 길이 방향으로 상기 아펙스의 길이보다도 가늘고 길게 성형되어 있는 것을 특징으로 한다.

웨이퍼 주연 단부에 조사하는 광의 형상을 아펙스의 길이보다도 길게 함으로써, 1회의 광조사로 소정의 아펙스 부분의 검사를 완료시킬 수 있다. 이에 의해, 종래, 아펙스 부분에 대해 광을 주사하여 검사하고 있었던 것에 비교하여, 단시간에 아펙스 부분의 검사를 완료할 수 있다.

또한, 상기 광의 스폿 형상을 상기 웨이퍼 주연 단부의 베벨의 길이보다도 길게 성형하는 것은 바람직하다. 이에 의해, 소정의 베벨 부분의 검사를 1회의 광조사로 완료할 수 있다.

또한, 상기 광의 스폿 형상을 상기 웨이퍼 주연 단부의 아펙스의 길이보다도 가늘고 길고, 또한 상기 베벨의 길이보다도 가늘고 길게 성형하는 것은 바람직하다. 이에 의해, 아펙스 부분도 베벨 부분도 동일한 광의 스폿 형상으로 검사할 수 있다.

본 발명에 있어서의 웨이퍼 엣지의 이물질 검사 방법에 있어서는, 웨이퍼를 회전시키면서, 아펙스의 길이보다도 가늘고 긴 스폿 형상의 광을 아펙스 부분에 조사함으로써, 웨이퍼 엣지의 아펙스 부분의 전체 둘레를 단시간에 검사할 수 있다.

또한, 광의 스폿 형상을 베벨의 길이보다도 가늘고 긴 형상으로 성형하고, 웨이퍼를 회전시키면서 베벨 부분을 검사함으로써, 웨이퍼 엣지의 베벨 부분의 전체 둘레를 단시간에 검사할 수 있다.

또한, 광의 스폿 형상을 상기 아펙스의 길이보다도 가늘고 길고, 또한 상기 베벨의 길이보다도 가늘고 길게 성형함으로써, 아펙스 부분의 검사에 있어서의 광의 스폿 형상과 베벨 부분의 검사에 있어서의 광의 스폿 형상을 바꾸는 일없이 웨 이퍼 엣지의 검사를 할 수 있다.

상기 웨이퍼 주연 단부에 조사한 광의 산란광 중, 상기 이물질, 및/또는 결함에 의존하지 않는 산란광(웨이퍼로부터의 직접 산란광)을 차광하는 것은 바람직하다. 웨이퍼 주연 단부에 광을 조사한 경우, 웨이퍼 주연 단부에 부착되어 있는 이물질 등에 의한 산란광 이외에, 웨이퍼 주연 단부로부터 직접 반사하는 반사광이 수광계에 들어간다. 이러한 광을 차광한 후에 산란광의 강도를 측정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 웨이퍼 엣지의 이물질 검사 방법에서는, 광의 스폿 형상을 상기와 같이 구성하고 있기 때문에, 예를 들어, 웨이퍼가 다소 상하, 좌우로 흔들려도, 측정되지 않은 부분이 발생하는 일은 없다. 한편, 아펙스의 측정시와 베벨의 측정시에 중복하여 검사하는 부분이 발생하지만, 실시예에 있어서 설명되는 바와 같이, 임계치의 설정에 의해, 측정 부분 이외의 이물질을 무시할 수 있다. 예를 들어, 아펙스 측정시에는 베벨 부분의 이물질은 무시되고, 베벨 측정시에는 아펙스 부분의 이물질은 무시된다.

또한, 웨이퍼 회전시의 웨이퍼의 상하 이동 등 진동을 방지하는 것은 적절하다.

웨이퍼를 회전시키면서, 예를 들어, 웨이퍼 주연 단부의 표면측 베벨, 아펙스, 이면측 베벨의 순서로 광을 조사하고, 상기 웨이퍼 주연 단부의 전체 둘레를 검사하는 동시에, 상기 웨이퍼 주연 단부의 아펙스의 길이, 또는 베벨의 길이 중 어느 긴 쪽보다도 가늘고 길게 성형되어 있는 광의 스폿 형상에 의해 웨이퍼의 표 면, 이면의 전역을 주사함으로써, 웨이퍼 주연 단부를 포함시킨 웨이퍼 전체면에 부착되는 이물질, 및/또는 결함을 검사할 수 있다.

또한, 상기 광이 레이저광인 것은 적절하다.

본 제2 발명은, 광을 웨이퍼 주연 단부에 대해 조사하는 투광계와, 웨이퍼 주연 단부로부터의 산란광을 수광하는 수광계와, 수광한 산란광의 강도로부터 상기 웨이퍼 주연 단부의 이물질을 검출하는 수단을 구비한 이물질 검사 장치에 있어서, 상기 조사하는 광의 상기 웨이퍼 주연 단부에 있어서의 스폿 형상을, 상기 웨이퍼 주연 단부의 아펙스의 길이, 또는 베벨의 길이 중 어느 긴 쪽보다도 가늘고 길게 성형하는 광 성형 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

웨이퍼 주연 단부에 조사하는 광의 형상을 아펙스의 길이보다도 가늘고 길고, 또한 상기 웨이퍼 주연 단부의 베벨의 길이보다도 가늘고 길게 성형하는 광 성형 수단을 구비함으로써, 아펙스 부분 및 베벨 부분의 어디에 대해서도 광을 1회 조사함으로써 소정의 아펙스 부분 및 베벨 부분의 검사를 완료할 수 있다.

상기 투광계와 수광계가 고정 설치된 기대와, 상기 웨이퍼에 대해, 상기 기대를 상하, 좌우, 및 전후로 이동시키는 기대 이동 수단과, 상기 웨이퍼의 소정의 점을 중심점으로 하여, 상기 기대를 회전시키는 기대 회전 수단을 구비하는 것은 적절하다.

이에 의해, 1세트의 투광계와 수광계에 의해 웨이퍼 주연 단부의 표면측 베벨로부터 아펙스, 그리고 이면측 베벨까지를 검사할 수 있다. 여기서 웨이퍼의 소정의 점을 중심점으로 하여 기대를 회전시킨다고 하는 것은, 예를 들어, 아펙스의 중심을 중심점으로 하는 원호 형상으로 기대를 움직이는 것으로, 이에 의해 기대를 소망의 각도로 기울게 할 수 있다. 그 결과, 표면측과 이면측의 베벨을 검사 가능하게 하는 것이다.

또한, 상기 웨이퍼를 회전하는 수단을 더 구비하는 것은 적절하다.

상기 수광계가 수광하는 상기 웨이퍼 주연 단부에 조사된 광의 산란광 중, 상기 웨이퍼 주연 단부의 이물질, 및/또는 결함에 기인하지 않는 반사광을 차광하는 수단을 구비하는 것은 적절하다. 이에 의해, 웨이퍼 주연 단부의 결함이나 이물질로부터의 산란광만을 수광할 수 있어, 정밀도 좋게 웨이퍼 엣지의 이물질의 검사를 할 수 있다.

본 발명에 의해, 웨이퍼 엣지부의 어느 부분에, 어느 정도 크기의 결함이 있는지, 또 어느 정도의 이물질이 어느 부분에 부착되어 있는지를 고속이면서 정확하게 검출하는 것이 가능해졌다. 또한, 본 발명에 따르면, 저가격이며 고성능인 웨이퍼 엣지의 이물질 검사 장치를 제공할 수 있다.

이하, 실시예를 기초로 하여 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 도1은 본 발명의 실시예인 이물질 검사 장치의 개념도이다. 도2는 투광계(11)로부터 웨이퍼 엣지에 레이저광(13)을 조사했을 때의 레이저광(13)의 웨이퍼 엣지에 있어서의 스폿 형상을 도시한 도면이다. 도2에 있어서, 레이저광(13)의 스폿 형상은, 아펙스의 길이(종방향의 길이) 및 베벨의 길이 중 어느 한쪽보다도 가늘고 길게 성형되어 있다.

도1에 도시하는 웨이퍼(10)는, 도3에 도시하는 바와 같이 웨이퍼 적재대(50)에 적재되지만, 웨이퍼 적재대(50)는 웨이퍼(10)와 함께 지지대(20)에 구비된 회전 기구에 의해 소정의 속도로 회전한다. 이러한 회전 기구에 의해 웨이퍼(10)를 회전시키면서, 투광계(11)에 의해 레이저광(13)을 조사한다. 본 실시예에서는 투광계로서 고체 반도체 레이저를 이용하고 있지만, 특히 이에 한정되는 것은 아니고, 액체 레이저, 기체 레이저, 반도체 레이저의 어느 것이라도 좋다.

본 실시예에 있어서의 수광계(12)[산란광(14)을 수광하는 센서]에는, 실리콘 포토다이오드를 이용했지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 광전자 증배관, 포토 트랜지스터, CCD 디바이스, 이미지ㆍ센서 등의 어느 것이라도 좋다.

종래, 레이저 광원을 이용한 이물질 검사 장치에 있어서는, 도9에 도시하는 바와 같이 레이저광(13)의 초점을 웨이퍼 엣지로 좁히고, 웨이퍼 엣지에 있어서의 레이저광의 스폿 형상을 점으로 하여 조사하고, 웨이퍼 엣지의 베벨 부분 및 아펙스 부분을 주사함으로써 검사를 행하고 있다. 즉, 웨이퍼(10)를 회전시켜, 예를 들어 아펙스의 상부로부터 점차 하부 방향을 향해 레이저광을 주사하고, 이에 의해 발생하는 산란광(14)을 수광계(12)에 의해 수광하고, 수광한 산란광(14)의 강도로부터 웨이퍼 엣지의 이상을 검사하고 있다.

이에 반해, 본 발명은, 도2에 도시하는 바와 같이 레이저광(13)의 스폿 형상을 아펙스의 길이(종방향의 길이) 및 베벨의 길이 중 어느 한쪽보다도 가늘고 길게 성형하는 점에 특징이 있고, 투광계(11)는, 여기로부터 조사하는 레이저광(13)의 웨이퍼 엣지에 있어서의 스폿 형상을 성형하는 수단을 구비하고 있다.

도2에 도시하는 바와 같이, 투광계(11)는 그 내부에 렌즈(1)와 렌즈(2)를 구비하고, 레이저광(13)과 렌즈(1)와의 거리 및 렌즈(2)와 웨이퍼(10)와의 거리를 제어함으로써, 소망의 스폿 형상으로 레이저광을 성형할 수 있는 기구(도시하고 있지 않음)를 구비하고 있다.

도2에 도시하는 바와 같이, 투광계(11)로부터 조사되는 레이저광(13)의 웨이퍼 엣지에 있어서의 스폿 형상은, 아펙스의 종방향의 길이보다도 가늘고 긴 형상인 것이 바람직하다. 그 길이는, 예를 들어, 아펙스 길이가 0.3 ㎜이면, 0.5 ㎜ 정도가 바람직하다. 즉, 아펙스의 양단부로부터 0.1 ㎜ 정도 돌출하도록 하면 좋다. 이러한 돌출 길이는 한쪽측 0.1 ㎜에 한정되는 것은 아니고, 0.1 내지 0.2 ㎜, 또는 아펙스 길이의 10 내지 30 ％의 범위가 적절한 것이 지견되어 있다. 또한, 도8에서 도시한 바와 같이, 웨이퍼 엣지의 형상은, 블릿(탄환)형, 라운드형 등 다양하기 때문에, 아펙스 길이를 엄밀하게 규정할 수 없는 경우에는, 웨이퍼의 두께를 레이저광의 스폿 형상의 길이로 해도 좋다.

본 발명의 특징으로 하는 바는, 도2에 도시하는 바와 같이, 아펙스 부분에 대해 레이저광(13)을 주사하지 않아도, 1회의 레이저광(13)의 조사로 소정의 아펙스 부분의 검사를 완료할 수 있는 것에 있다. 또한, 베벨 부분에 대해서도 마찬가지로, 베벨 부분에 대해 레이저광(13)을 1회 조사함으로써 소정의 베벨 부분의 검사를 완료할 수 있는 것에 있다.

레이저광(13)의 웨이퍼 엣지에 대한 조사 각도는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 웨이퍼 엣지의 레이저광 조사점에 있어서의 법선에 대해 60 내지 80도의 각도로 조사하면 좋다.

도1에 있어서, 수광계(12)는, 웨이퍼 엣지로부터의 반사광(웨이퍼 엣지의 결함이나 이물질에 의한 산란광 이외의 광)을 차광하기 위한 마스크를 구비하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 반사광이 수광계(12)의 중심으로부터 들어가도록 수광계(12)를 설치한 경우에는, 그 중심부에 소정의 마스크를 설치하면 좋다. 물론, 반사광이 수광계(12)의 단부에 입사하도록 수광계(12)의 위치를 조정한 경우에는, 수광계(12)의 단부에 마스크를 설치하면 좋다.

수광계(12)는 산란광(14)을 수광하고, 광전 변환ㆍ증폭하여, 그 산란광 신호를 전기 신호로서 출력한다. 산란광 전기 신호는, 증폭기 회로(100)에 의해 증폭된 후, 콤퍼레이터(101)로 보내져 이물질의 사이즈 등이 특정되고, 또한 해석 장치(102)로 보내져 이물질의 장소 등이 특정된 후, 데이터로서 메모리에 기억된다.

도3은 본 발명의 이물질 검사 장치(1)의 전체 구성의 개략도이다. 웨이퍼(10)를 적재하는 적재대(50)는 지지대(20)에 의해 지지되어 있다. 지지대(20) 중에는 적재대(50)를 회전시키는 웨이퍼 회전 기구가 내장되어 있다. 이 기구에 의해, 웨이퍼(10)는 소정의 속도로 회전한다.

웨이퍼(10)의 회전 속도는, 회전 속도 제어 장치(도시하지 않음)에 의해 소정의 속도로 조절된다. 웨이퍼 엣지의 검사 시간은, 웨이퍼(10)의 회전 속도에 의존하기 때문에, 수광계(12)에 있어서의 산란광(14)의 검출, 및 이후의 처리의 관계에서 최적인 회전 속도로 회전을 제어할 필요가 있다. 일반적으로는, 직경이 300 ㎜인 웨이퍼에 있어서 1 m/초 전후의 속도가 목표이다.

투광계(11)와 수광계(12)는 기대(基臺)(15) 상에 고정 설치되어 있다. 기대(15)는 회전 아암(17)에 고정 설치되어 있고, 회전 아암(17)에 의해, 부호 16을 중심으로 하여 회전하도록 구성되어 있다. 또한, 기대(15)는, 가이드판(30)에 의해 웨이퍼(10)에 대해 상하로 이동하는 동시에, 가이드판 제어 기구(40)에 의해 웨이퍼(10)에 대해 전후로도 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 이와 같이 기대(15)를 회전, 상하ㆍ전후로 이동하도록 구성함으로써, 웨이퍼(10)의 표면, 표면측 베벨, 아펙스, 이면측 베벨, 웨이퍼 이면에 부착되는 이물질을 검출할 수 있다.

도4는 기대(15)의 회전 기구의 상세 내용을 나타낸 도면이다. 회전 아암(17)은 가이드판(30)에 고정 설치되어 있다. 기대(15)에는 투광계(11)와 수광계(12)가 고정 설치되어 있다. 기대(15)는, 회전 아암(17)에 의해, 웨이퍼 엣지의 아펙스의 중앙을 중심점으로 하는 원호 형상으로 이동한다. 기대(15)가 원호 형상으로 이동함으로써, 기대(15)는 웨이퍼(10)를 상방 또는 하방으로부터 들여다 보도록 기운다. 이에 의해, 웨이퍼(10)의 엣지의 표면측 베벨 부분, 이면측 베벨 부분의 양방을 검사할 수 있다.

웨이퍼(10)의 엣지 검사를 개시하는데 있어서는, 웨이퍼(10)를 회전시키는 동시에, 웨이퍼(10)의 높이와 기대(15)와의 높이(Y축 방향)를 가이드판 제어 기구(40)에 의해 조정하고, 다음에, 웨이퍼(10)의 엣지를 면하도록 기대(15)를 근접시킨다. 그리고 회전 아암(17)에 의해 기대(15)를 이동시키고, 웨이퍼 엣지의 상방향으로부터 웨이퍼 표면측의 베벨 부분을 검사하고, 다음에 회전 아암(17)에 의 해 기대(15)를 수평으로 하여, 수평 방향으로부터 아펙스 부분을 검사하고, 그리고 회전 아암(17)에 의해 다시 기대(15)를 이동시키고, 하측 방향으로부터 웨이퍼 이면측의 베벨 부분을 검사하고, 이것에 의해 웨이퍼 엣지 전체 둘레의 검사를 완료된다.

도5는 수광계(12)가 수광한 산란광(14)의 강도를 전기 신호로 변환하는 광전 변환 회로도이다. 수광계(12)는 산란광(14)을 광전 변환하고, 산란광(14)의 강도에 대응한 산란광 신호(Q)를 출력한다. 산란광 신호(Q)는 증폭기 회로(100)에 의해 증폭된다. 여기로부터 출력된 아날로그 신호는, 콤퍼레이터(101)에 의해 기준 전압과 비교되고, 이물질의 사이즈가 특정된다. 이물질 사이즈마다 디지털 신호로 변환된 결과와 웨이퍼(10)의 회전 속도, 산란광 강도 등의 데이터는 해석 장치(102)로 보내져, 해석 장치(102)에 의해 웨이퍼 엣지에 부착되어 있는 이물질, 결손 등의 장소가 특정된다.

[실시예]

투광계(11)의 광원으로서 적외 반도체 레이저(발신 파장은 785 ㎚, 저임계 전류는 30 ㎃), 수광계(12)로서는 실리콘 PIN 포토다이오드(감도 파장 범위 : 320 ㎚ 내지 1060 ㎚)를 이용하여, 웨이퍼 엣지의 검사를 행했다.

시험체로서, 직경 300 ㎜의 웨이퍼를 이용했다. 이 웨이퍼의 주연 단부의 형상은 블릿(탄환)형이며, 아펙스 길이는 약 0.3 ㎜, 베벨 길이도 약 0.3 ㎜이다. 레이저광의 웨이퍼 엣지에 있어서의 스폿 형상은, 길이 32 ㎚, 최대 폭 0.8 ㎜의 가늘고 긴 형상으로 했다. 웨이퍼를 1 m/초의 속도로 회전시키면서, 아펙스 부분 에 레이저광을 조사하고, 그것에 의해 얻어진 산란광의 강도를 광전기 변환했다. 그 결과를 나타낸 그래프가 도6이다.

도6의 종축은 전압으로, 이것은 산란광의 강도를 나타내고 있다. 횡축은 웨이퍼 엣지의 위치(웨이퍼 전체 둘레의 어느 장소인지)를 나타내고 있다. 이 위치는 웨이퍼의 회전 속도로부터 산출할 수 있다.

도6으로부터 명백한 바와 같이, 아펙스 부분에 이상이 있는 경우에는, 그 이상 부위로부터 강한 산란광이 나온다. 한편, 동일한 사이즈의 이상이 베벨 부분에 있었다고 해도, 베벨 부분의 산란광의 강도는 약한 것으로 된다. 이로 인해, 예를 들어, 수광계(12)의 출력의 임계치를 2 V로 설정하면, 베벨 부분으로부터의 산란광의 출력 신호는 소거되어 아펙스 부분의 이상만의 데이터로 된다.

도7은 본 실시예에 있어서의 이물질의 사이즈(파티클 사이즈)와 출력 전압치의 관계를 나타낸 그래프이며, 소위 검량선이라 불리는 것이다. 이 데이터와 증폭기 회로(100)로부터의 출력치를 콤퍼레이터(101)에 의해 비교함으로써 파티클의 사이즈를 추정할 수 있다. 예를 들어, 출력 전압이 1 V이면 약 1 ㎛ 정도의 파티클, 2 V이면 2 ㎛ 정도의 파티클로 판별한다.

도1은 본 발명의 이물질 검사 장치의 일례를 나타내는 개념도.

도2는 웨이퍼 엣지에 있어서의 레이저광의 스폿 형상을 도시하는 도면.

도3은 본 발명의 이물질 검사 장치의 전체 구성의 일례를 나타내는 개략도.

도4는 기대의 회전 기구의 상세도.

도5는 산란광의 강도를 전기 신호로 변환하는 광전 변환 회로도.

도6은 본 실시예의 결과를 나타내는 그래프.

도7은 본 실시예에 있어서의 이물질의 사이즈와 출력 전압치의 관계를 나타낸 그래프(검량선).

도8은 웨이퍼 엣지의 형상을 도시하는 도면.

도9는 종래 레이저 광원을 이용한 이물질 검사 장치를 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 이물질 검사 장치

10 : 웨이퍼

11 : 투광계

12 : 수광계

13 : 레이저광

14 : 산란광

15 : 기대

16 : 중심점

17 : 회전 아암

20 : 지지대

30 : 가이드판

40 : 가이드판 제어 기구

50 : 적재대

60 : 베이스

100 : 증폭기 회로

101 : 콤퍼레이터

102 : 해석 장치

Claims

투광계에 의해 광을 웨이퍼 주연 단부에 조사하고, 수광계에 의해 웨이퍼 주연 단부로부터의 산란광을 검출하고, 검출한 산란광의 강도로부터 웨이퍼 주연 단부에 부착되는 이물질, 및/또는 결함을 검사하는 웨이퍼 주연 단부의 이물질 검사 방법에 있어서,

상기 웨이퍼 주연 단부에 있어서의 광의 스폿 형상이, 상기 웨이퍼 주연 단부의 아펙스의 길이 방향으로 상기 아펙스의 길이보다도 가늘고 길게 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 주연 단부의 이물질 검사 방법.
투광계에 의해 광을 웨이퍼 주연 단부에 조사하고, 수광계에 의해 웨이퍼 주연 단부로부터의 산란광을 검출하고, 검출한 산란광의 강도로부터 웨이퍼 주연 단부에 부착되는 이물질, 및/또는 결함을 검사하는 웨이퍼 주연 단부의 이물질 검사 방법에 있어서,

상기 웨이퍼 주연 단부에 있어서의 광의 스폿 형상이, 상기 웨이퍼 주연 단부의 베벨의 길이 방향으로 상기 베벨의 길이보다도 가늘고 길게 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 주연 단부의 이물질 검사 방법.
광을 웨이퍼 주연 단부에 조사하고, 웨이퍼 주연 단부로부터의 산란광을 검출하고, 검출한 산란광의 강도로부터 웨이퍼 주연 단부에 부착되는 이물질, 및/또 는 결함을 검사하는 웨이퍼 주연 단부의 이물질 검사 방법에 있어서,

상기 웨이퍼 주연 단부에 있어서의 광의 스폿 형상이, 상기 웨이퍼 주연 단부의 아펙스의 길이, 또는 베벨의 길이 중 어느 긴 쪽보다도 가늘고 길게 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 주연 단부의 이물질 검사 방법.
웨이퍼를 회전시키면서, 웨이퍼 주연 단부의 표면측의 베벨, 아펙스, 및 이면측의 베벨에 차례로 광을 조사하고, 상기 웨이퍼 주연 단부의 전체 둘레를 검사하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 주연 단부의 이물질 검사 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수광계가 수광하는 광 중, 상기 웨이퍼 주연 단부에 부착되는 이물질, 및/또는 결함에 기인하지 않는 반사광을 차광하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 주연 단부의 이물질 검사 방법.
제4항에 기재된 이물질 검사 방법에 의해 웨이퍼 주연 단부의 전체 둘레를 검사하는 동시에, 제3항에 기재된 광의 스폿 형상에 의해 웨이퍼의 표면, 이면의 전역을 주사함으로써, 웨이퍼 전체면에 부착되는 이물질, 및/또는 결함을 검사하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 이물질 검사 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광이 레이저광인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 주연 단부의 이물질 검사 방법.
광을 웨이퍼 주연 단부에 대해 조사하는 투광계와,

웨이퍼 주연 단부로부터의 산란광을 수광하는 수광계와,

수광한 산란광의 강도로부터 상기 웨이퍼 주연 단부의 이물질을 검출하는 수단을 구비한 이물질 검사 장치에 있어서,

상기 조사하는 광의 상기 웨이퍼 주연 단부에 있어서의 스폿 형상을, 상기 웨이퍼 주연 단부의 아펙스의 길이, 또는 베벨의 길이 중 어느 긴 쪽보다도 가늘고 길게 성형하는 광 성형 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이물질 검사 장치.
제8항에 있어서, 상기 투광계와 수광계가 고정 설치된 기대와,

상기 웨이퍼에 대해, 상기 기대를 상하, 좌우, 및 전후로 이동시키는 기대 이동 수단과,

상기 웨이퍼의 소정의 점을 중심점으로 하여, 상기 기대를 회전시키는 기대 회전 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이물질 검사 장치.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 웨이퍼를 회전하는 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 이물질 검사 장치.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수광계가 수광하는 상기 웨이퍼 주연 단부에 조사된 광의 산란광 중, 상기 웨이퍼 주연 단부의 이물질, 및/ 또는 결함에 기인하지 않는 반사광을 차광하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이물질 검사 장치.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광이 레이저광인 것을 특징으로 하는 이물질 검사 장치.