KR20210002688A

KR20210002688A - 검사 장치

Info

Publication number: KR20210002688A
Application number: KR1020207034415A
Authority: KR
Inventors: 다카시 스가타; 료지 고다마
Original assignee: 가부시키가이샤 나노시스템 솔루션즈
Priority date: 2018-05-01
Filing date: 2019-04-23
Publication date: 2021-01-08
Also published as: TW201945692A; CN112272766A; WO2019212011A1; JP7295509B2; JPWO2019212011A1; US11774374B2; US20210231586A1

Abstract

웨이퍼의 베벨 등의 이형 부분을 스페이스 절약으로 확실하게 계측할 수 있는 검사 장치를 제공한다. 검사 장치 (100) 는, 대상인 웨이퍼 (WA) 의 외주 영역 (AP) 을 조명하는 외주 조명부 (11, 111) 와, 웨이퍼 (WA) 의 외주 영역 (AP) 을 촬상하는 외주 촬상부를 구비하고, 외주 조명부 (11, 111) 는, 기준축 (SA) 을 중심으로 하는 원주 (CI) 의 부분 영역을 따라 배치되어 기준축 (SA) 상의 소정 영역 (A1) 을 조명하는 원호 조명부 (11a, 111a) 를 갖고, 원호 조명부 (11a, 111a) 의 기준축 (SA) 은, 웨이퍼 (WA) 의 외주부 (UA) 가 연장되는 접선 방향과 교차하는 방향으로 연장된다.

Description

검사 장치

본 발명은, 대상의 외주 상태를 계측하는 검사 장치에 관한 것으로, 특히 외주에 경사부나 패임부를 갖는 대상을 계측하는 검사 장치에 관한 것이다.

검사 장치로서, 웨이퍼의 에지에 형성된 베벨에 발생하는 치핑을 검출하는 웨이퍼 에지 검사 장치가 있다. 이러한 웨이퍼 에지 검사 장치로서, 내측면이 반사면을 갖는 반구면체로 형성되고, 당해 반구면체의 중심축이 재치 (載置) 수단 상의 웨이퍼의 중심면 상에 위치하도록 배치 형성되고, 촬상 영역에 있어서의 당해 웨이퍼의 베벨을 포함하는 영역에 광을 조사하는 돔형의 조명 수단과, 광축이 웨이퍼의 중심면에 대해 대략 수직임과 함께 조명 수단에 의해 광이 조사되는 웨이퍼의 베벨 근방과 교차하는 위치에 배치 형성되고, 촬상 영역에 있어서의 웨이퍼의 베벨을 포함하는 영역을 촬상하는 촬상 수단을 구비하는 것이 공지되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).

그러나, 특허문헌 1 에 있어서, 돔형의 조명은, 대형이 되어 스페이스 절약화가 용이하지 않고, 검사 장치를 대형화한다. 또한, 웨이퍼 에지 검사 장치의 경우, 단일의 검사부를 장착하는 것은 적고, 기능 또는 기구가 상이한 다수의 검사부를 한정된 공간 내에 실장하는 경우가 많아, 각 검사부에 대해 스페이스 절약화의 요구가 높아지고 있다.

일본 공개특허공보 2016-178298호

본 발명은, 상기 배경 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 웨이퍼의 베벨 등의 이형 부분을 스페이스 절약으로 확실하게 계측할 수 있는 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관련된 검사 장치는, 대상의 외주 영역을 조명하는 외주 조명부와, 대상의 외주 영역을 촬상하는 외주 촬상부를 구비하고, 외주 조명부는, 기준축을 중심으로 하는 원주의 부분 영역을 따라 배치되어 기준축 상의 소정 영역을 조명하는 원호 조명부를 갖고, 원호 조명부의 기준축은, 대상의 외주부가 연장되는 접선 방향과 교차하는 방향으로 연장된다.

상기 검사 장치에서는, 대상의 외주부가 연장되는 접선 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 기준축을 고려하여, 외주 조명부가, 기준축 상의 소정 영역을 조명하는 원호 조명부를 갖기 때문에, 외주 촬상부 중 외연을 향하여 경사진 부분이나 외연으로부터 후퇴한 패임 부분과 같은 이형 부분을 효율적으로 조명할 수 있어, 외주 조명부를 스페이스 절약할 수 있다.

본 발명의 구체적인 측면에 의하면, 상기 검사 장치에 있어서, 원호 조명부의 기준축은, 접선 방향과 직교하는 방향으로 연장되고, 기준축 상의 소정 영역은, 대상의 외주 영역 중 평탄부와 당해 평탄부의 외측의 경사부의 경계 위치 또는 근방이 통과하는 지점에 대응한다. 이 경우, 평탄부의 외연이나 패임 부분의 조명이 균일해져, 치핑 그 밖의 결함을 정밀하게 계측할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 원호 조명부의 기준축은, 평탄부에 대해 평행하게 연장된다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 원호 조명부는, 기준축 둘레의 180°이하의 각도 범위에 배치된다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 외주 조명부는, 대상의 외주 영역 중 가장 외측의 경사부가 통과하는 지점을 비스듬한 방향에서 조명하는 경사 조명부를 갖는다. 이 경우, 경사부의 조명이 확실해진다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 경사 조명부는, 대상의 외주 영역의 경사부가 통과하는 지점에 대향하여 배치되는 반사부와, 당해 반사부에 조명광을 공급하는 광 공급부를 갖는다. 이 경우, 반사부의 각도 조정에 의해 경사부에 대한 조명을 적절히 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 반사부는, 광 확산성을 갖는다. 이 경우, 경사부에 대한 조명의 균일성을 높일 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 외주 조명부는, 외주 촬상부의 결상 광학계에 장착되어 대상의 외주 영역 중 평탄부를 조명하는 낙사 (落射) 조명부를 갖는다. 이 경우, 낙사 조명부에 의해 평탄부의 조명이 효율적인 것이 된다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 외주 조명부와 외주 촬상부를 갖는 외주 검사부의 검사 위치에 대상을 지지하는 유지부로 대상을 건네주는 이송부를 추가로 구비한다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 외주 조명부와 외주 촬상부를 갖는 외주 검사부와는 상이한 기구로 대상의 외주를 검사하는 복수의 추가 검사부를 추가로 구비한다.

도 1A 는, 검사 장치의 전체적 평면도이고, 도 1B 는, 검사 장치 중 외주 검사 유닛을 설명하는 평면도이다.
도 2A 는, 외주 검사 유닛을 구성하는 상면용의 제 1 외주 촬상부를 설명하는 개념적 사시도이고, 도 2B 는, 하면용의 제 2 외주 촬상부를 설명하는 개념적 사시도이다.
도 3A 는, 도 2A 의 제 1 외주 촬상부의 구조를 설명하는 개념적인 측단면도이고, 도 3B 는, 주로 제 1 원호 조명부의 구조를 설명하는 개념적인 평면도이다.
도 4A 는, 제 1 원호 조명부의 코너부에 있어서의 발광 패턴을 설명하는 개념도이고, 도 4B 는, 코너부에 있어서의 발광 패턴의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 5 는, 대상의 외주 영역을 설명하는 측단면도이다.
도 6 은, 외주 및 이면 결함 검사 복합기의 동작의 일례를 설명하는 도면이다.
도 7A 는, 구체적인 실시예의 검사 장치로 얻은 외주 화상을 설명하는 도면이고, 도 7B 는, 비교예의 검사 장치로 얻은 외주 화상을 설명하는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 관련된 검사 장치의 일 실시형태에 대하여 설명한다. 본 검사 장치 (100) 는, 외주 및 이면 결함 검사 복합기이고, 검사의 대상은, 예를 들어 Si 그 밖의 반도체 결정의 웨이퍼이다.

도 1A 에 나타내는 바와 같이, 검사 장치 (외주 및 이면 결함 검사 복합기) (100) 는, 반송 로봇 유닛 (21) 과 외주 검사 유닛 (23) 과 이면/PH 검사 유닛 (25) 으로 구성되는 본체 부분 (20) 과, 웨이퍼를 반출입하기 위한 로드 포트 (30) 와, 오퍼레이터와의 사이에서 정보나 지시의 주고받음을 실시하는 인터페이스부 (40) 와, 전장계 (電裝系) 랙 (50) 을 갖는다.

본체 부분 (20) 에 있어서, 외주 검사 유닛 (23) 은, 피검사물인 웨이퍼 외주부의 결함이나 조도를 비접촉으로 광학적으로 검출하여, 화상 처리에 의해 합격 여부의 판정을 실시한다. 이면/PH 검사 유닛 (25) 은, 피검사물인 웨이퍼 이면 상의 스크래치 및 파티클과, 웨이퍼 내부에 있는 핀홀 (기포) 을 광학적으로 검출하여, 화상 처리에 의해 합격 여부의 판정을 실시한다. 구체적으로는, 이면/PH 검사 유닛 (25) 은, 도시하지 않은 그립 장치에 의해 지지되어 있는 웨이퍼의 이면을 가시광으로 밑에서 조명하고, 발생된 산란광을 도시하지 않은 카메라에 의해 촬상하여, 화상 처리로 스크래치 및 파티클을 검출한다. 또, 이면/PH 검사 유닛 (25) 은, 웨이퍼의 이면을 적외광으로 밑에서 조명하고, 투과광을 도시하지 않은 카메라에 의해 촬상하여, 화상 처리로 핀홀을 검출한다.

도 1B 에 나타내는 바와 같이, 외주 검사 유닛 (23) 은, 제 1 외주 검사부 (73a) 와, 제 2 외주 검사부 (73b) 와, 노치 카메라부 (75) 와, 레이저 박스부 (77) 와, 에지 카메라부 (79) 와, 각 부의 제어를 실시하는 제어부 (91) 를 구비한다. 노치 카메라부 (75) 와, 레이저 박스부 (77) 와, 에지 카메라부 (79) 는, 제 1 및 제 2 외주 검사부 (73a, 73b) 와는 상이한 기구에 의해, 대상인 웨이퍼 (WA) 의 외주를 검사하는 추가 검사부이다.

제 1 외주 검사부 (73a) 는, 복수의 지지 아암 (72b) 에 의해 회전 가능하게 지지된 웨이퍼 (WA) 에 대해, 그 외주 상면의 검사와, 노치 상면의 검사를 실시하기 위한 부분이고, 제 2 외주 검사부 (73b) 는, 웨이퍼 (WA) 의 외주 하면의 검사와, 노치 하면의 검사를 실시하기 위한 부분이다. 양 외주 검사부 (73a, 73b) 는, 백색 광원을 포함하는 3 종류의 조명계에 의해 웨이퍼 (WA) 외주나 노치를 상하 및 비스듬한 방향에서 조명하고, 웨이퍼 (WA) 외주나 노치를 상하에서 촬영함으로써, 웨이퍼 (WA) 외주나 노치의 위치에 있어서의 결함을 검출한다. 이와 같은 결함의 발견은, 웨이퍼 (WA) 의 균열 초기의 검출에 도움이 된다. 노치 카메라부 (75) 는, 노치를 검사하기 위한 부분이고, 적색 LED 를 장착한 패널 조명계에 의해 웨이퍼 (WA) 의 외주에 형성된 노치를 조명하고, 흑백 타입의 CCD 카메라에 의해 노치를 옆에서 촬영함으로써, 노치 내에 있어서의 결함을 검출한다. 레이저 박스부 (77) 는, 레이저를 이용하여 센싱을 실시하는 외주 단면 (端面) 검사부이다. 레이저 박스부 (77) 는, 회전하는 웨이퍼 (WA) 의 외주부에 레이저 광을 조사하고, 산란광의 레벨에 의해 결함 후보를 리스트 업한다. 에지 카메라부 (79) 는, 웨이퍼 (WA) 의 단면의 검사를 위한 부분이다. 에지 카메라부 (79) 는, 2 대의 라인 센서로 구성되어, 도시하지 않는 백색 LED 나 백색 C 형 링 조명 장치에 의한 조명하에서, 비스듬한 상하 방향에서 회전하는 웨이퍼 (WA) 의 단면을 촬상한다.

외주 검사 유닛 (23) 에는, 웨이퍼 (WA) 에 대해 편심 얼라인먼트를 실시하는 리프터 유닛 (71) 과, 검사용의 각 부 (73a, 73b, 75, 77, 79) 에 대해 웨이퍼 (WA) 를 적절히 배치하고 적절히 회전시키는 유지부 (72) 가 형성되어 있다. 유지부 (72) 는, 검사용의 각 부 (73a, 73b, 75, 77, 79) 의 검사 위치에 검사의 대상인 웨이퍼 (WA) 를 지지한다. 유지부 (72) 는, 이송부인 리프터 유닛 (71) 에 형성한 4 개의 지주상의 리프터 아암 (71b) 으로부터, O 링을 선단에 형성한 다수의 지지 아암 (72b) 으로 웨이퍼 (WA) 를 수평하게 연장하는 상태로 받는다. 이들 지지 아암 (72b) 은, 회전체 (72e) 에 지지되고, 회전 구동부 (72d) 로부터의 구동력을 받아 회전한다. 이로써, 웨이퍼 (WA) 의 원형의 단부 (端部) 가 제 1 외주 검사부 (73a) 등에 형성한 소정의 검사 위치에 위치 결정하여 배치됨과 함께, 회전체 (72e) 가 회전함으로써, 웨이퍼 (WA) 의 외주 단부를 둘레 방향을 따라 원하는 타이밍 및 속도로 이동시키는 것이 가능해진다.

도 2A 에 나타내는 바와 같이, 상면용의 제 1 외주 검사부 (73a) 는, 대상인 웨이퍼 (WA) 의 외주 영역을 상측에서 조명하는 외주 조명부 (11) 와, 대상인 웨이퍼 (WA) 의 외주 영역을 상측에서 촬상하는 외주 촬상부 (12) 를 구비한다. 외주 조명부 (11) 는, 제 1 원호 조명부 (11a) 와, 제 1 경사 조명부 (11b) 와, 제 1 낙사 조명부 (11c) 와, 프레임부 (11j) 를 갖는다. 제 1 원호 조명부 (11a) 는, 사각형 단면 (斷面) 을 갖는 원호상의 외형을 갖고, 내측의 원호상의 코너부 (14a) 가 광 사출부 (14b) 로 되어 있다. 제 1 경사 조명부 (11b) 는, 웨이퍼 (WA) 의 외주 영역의 경사부인 베벨이 통과하는 지점에 대향하여 경사진 상태로 배치되는 반사부 (15a) 와, 반사부 (15a) 에 대향하여 배치되어 반사부 (15a) 에 조명광을 공급하는 광 공급부 (15b) 를 갖는다. 제 1 낙사 조명부 (11c) 는, 외주 촬상부 (12) 의 결상 광학계 (17a) 에 장착되어 결상 광학계 (17a) 의 하방에 조명광을 공급한다.

제 1 원호 조명부 (11a) 에 부수하여, 제 1 위치 조정 기구 (18a) 가 형성되어 있어, 제 1 원호 조명부 (11a) 의 프레임부 (11j) 에 대한 정밀한 위치 결정이 가능하게 되어 있다. 제 1 경사 조명부 (11b) 에 부수하여, 제 2 위치 조정 기구 (18b) 가 형성되어 있어, 제 1 경사 조명부 (11b) 의 프레임부 (11j) 에 대한 정밀한 위치 결정이 가능하게 되어 있다. 외주 촬상부 (12) 에 부수하여, 제 3 위치 조정 기구 (18c) 가 형성되어 있어, 외주 촬상부 (12) 의 프레임부 (11j) 에 대한 정밀한 위치 결정이 가능하게 되어 있다.

도 2A, 도 3A 및 3B 에 나타내는 바와 같이, 제 1 원호 조명부 (11a) 는, 웨이퍼 (WA) 의 측정 부분이 통과하는 측정 지점 (MA) 의 비스듬한 상방에, 아치상으로 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 제 1 원호 조명부 (11a) 는, XY 면을 따라 수평하게 연장되는 기준축 (SA) 을 중심으로 하는 원주 (CI) 의 부분 영역을 따라 배치되어 있어, 기준축 (SA) 상의 소정 영역 (A1) 을 조명한다. 여기서, 기준축 (SA) 은, 대상인 웨이퍼 (WA) 의 외주부 (UA) 가 연장되는 접선 방향과 교차할 뿐만 아니라 당해 접선 방향과 직교하여 웨이퍼 (WA) 상면에 평행한 X 방향으로 연장된다. 제 1 원호 조명부 (11a) 는, 기준축 (SA) 둘레의 120°정도의 각도 범위이고 180°이하, 바람직하게는 160°이하의 각도 범위에 배치되어 있다.

제 1 원호 조명부 (11a) 의 원호상의 코너부 (14a) 는, 조명광 (L1) 을 사출하는 광 사출부 (14b) 이고, 광 사출부 (14b) 의 안쪽으로서, 원주 (CI) 를 따른 근방에는, 다수의 발광 유닛 (14u) 이 등간격으로 배치되어, 원추의 측면 영역을 따라 원추의 정상점에 모으도록 조명광 (L1) 을 사출하여 소정 영역 (A1) 에 입사시킨다. 여기서, 각 발광 유닛 (14u) 은, 예를 들어 백색광을 발생시키는 고체 발광 소자 그 밖의 광원 (14d) 과, 발산각을 조정하는 렌즈 (14e) 로 구성되어, 소정의 확산을 갖는 조명광 (L1) 을 사출한다. 이 결과, 안장형 (鞍型) 의 곡면을 핵 또는 심으로 하여 발광 유닛 (14u) 으로부터의 발산각에 상당하는 두께를 가지고 확산된 입체적 영역, 요컨대 일엽 쌍곡면의 대상축 둘레의 소정 각도 범위를 핵으로 하여 발광 유닛 (14u) 으로부터의 발산각에 상당하는 두께를 가지고 확산된 입체적 영역이, 제 1 원호 조명부 (11a) 에 의해 소정 영역 (A1) 으로서 조명되고, 이 소정 영역 (A1) 은, 조명광 (L1) 에 의해 일엽 쌍곡면에 피트시킨 원추의 정각 (頂角) 의 절반에 가까운 각도 범위에서 다양한 방향에서 조명된다.

도 4A 는, 제 1 원호 조명부 (11a) 의 코너부 (14a) 에 있어서의 발광 패턴을 설명하는 개념도이다. 도시하는 예에서는, 코너부 (14a) 에 있어서, 발광 유닛 (14u) 의 개구 (14o) 가 등간격으로 일렬로 배치되어 있다. 각 개구 (14o) 에 배치된 렌즈 (14e) 로부터는, 조명광 (L1) 이 사출된다.

도 4B 는, 코너부 (14a) 에 있어서의 발광 패턴의 변형예를 설명하는 도면이다. 이 경우, 코너부 (14a) 를 따라, 복수 열의 개구 (14o) 가 지그재그 배열로 배치되어 있다. 개구 (14o) 는, 비교적 세경이고, 개구 (14o) 의 내측에는, 광 파이버 (14f) 의 단부 (14fe) 가 배치되어 있다. 도시를 생략하는 광원으로부터의 광은, 복수의 광 파이버 (14f) 로 분기되어, 개개의 광 파이버 (14f) 의 단부 (14fe) 로부터는, 조명광 (L1) 이 사출된다. 또한, 광 파이버 (14f) 의 단부 (14fe) 에는, 예를 들어 실린드리컬 렌즈, 프리즘과 같은 광학 소자를 배치할 수 있다. 실린드리컬 렌즈나 프리즘을 개구 (14o) 의 전단에 배치함으로써, 조명광 (L1) 이 확산되는 방향이나 사출 방향을 조정할 수 있다. 이와 같은 광학 소자는, 복수의 광 파이버 (14f) 의 단부 (14fe) 에 개별적으로 형성하는 것이어도 되지만, 복수의 광 파이버 (14f) 의 단부 (14fe) 에 공통으로 코너부 (14a) 의 전체로 연장되는 것이어도 된다.

도 5 는, 웨이퍼 (WA) 의 외주부 (UA) 또는 외주 영역 (AP) 을 웨이퍼 (WA) 의 중심을 통과하는 수직 단면으로 나타낸 도면이다. 웨이퍼 (WA) 의 외주 영역 (AP) 은, 표면측에 있어서, 평탄부 (AP1) 와 경사부 (AP2) 를 포함한다. 평탄부 (AP1) 는, 결정면을 노출시킨 경면 (SA1) 을 갖고, 경사부 (AP2) 는, 모따기된 베벨부이고 경사면 (SA2) 을 갖는다. 웨이퍼 (WA) 의 외주 영역 (AP) 은, 이면측에 있어서도, 경면 (SA1) 을 갖는 평탄부 (AP1) 와, 경사면 (SA2) 을 갖는 경사부 (AP2) 를 포함한다. 외주 영역 (AP) 에 있어서, 경사면 (SA2) 의 외측에는, 외주 단면 (SA3) 이 형성되어 있다. 또한, 이상은, 외주 영역 (AP) 중 노치 (NZ) (도 3A) 가 없는 부분의 설명이었지만, 노치 (NZ) 가 있는 부분도, 도 5 에 나타내는 것과 동일한 단면 형상을 갖는다.

도 3A 등으로 되돌아가, 제 1 원호 조명부 (11a) 로부터의 조명광 (L1) 은, 평탄부 (AP1) 와 당해 평탄부 (AP1) 의 외측의 경사부 (AP2) 의 경계 위치 또는 근방이 통과하는 지점에 입사된다. 구체적으로는, 조명광 (L1) 은, 외주 영역 (AP) 중 노치 (NZ) 가 없는 영역에서는, 조명광 (L11) 으로서, 주로 평탄부 (AP1) 와 경사부 (AP2) 의 경계 위치 및 그 주위에 입사되고, 외주 영역 (AP) 중 노치 (NZ) 가 있는 영역에서는, 조명광 (L12) 으로서, 노치 (NZ) 에 있어서의 경사부 (AP2) 나 평탄부 (AP1) 의 경계 위치에, 기준축 (SA) 둘레의 여러 각도 방향에서 입사된다. 이 결과, 노치 (NZ) 가 있는 영역이나 노치 (NZ) 가 없는 영역에 상관없이, 평탄부 (AP1) 와 경사부 (AP2) 의 경계 또는 경사부 (AP2) 가 비스듬하게 조명되어, 외주 촬상부 (12) 에 의한 평탄부 (AP1) 와 경사부 (AP2) 의 경계 또는 경사부 (AP2) 의 밝은 이미지의 촬영이 가능해진다.

제 1 경사 조명부 (11b) 에 있어서, 반사부 (15a) 는, 평면상으로 연장되는 고반사 필름이지만, 곡률을 갖게 할 수 있다. 또, 반사부 (15a) 는, 적당한 확산 특성을 갖게 할 수도 있다. 반사부 (15a) 가 광 확산성을 갖는 경우, 반사부 (15a) 의 평면을 기준으로 하는 세로 방향이나 가로 방향에 관하여 조명광 (L2) 의 발산각을 조정할 수 있다. 광 공급부 (15b) 는, 발광부 (15d) 와 투광 광학계 (15e) 를 갖는다. 발광부 (15d) 는, 예를 들어 백색광을 발생시키는 고체 발광 소자 그 밖의 광원으로 할 수 있지만, 백색광을 발생시키는 광원으로부터의 광을 라이트 가이드로 유도하여 백색광을 사출시키는 발광면으로 할 수도 있다. 제 1 경사 조명부 (11b) 로부터의 조명광 (L2) 은, 외주 영역 (AP) 중 노치 (NZ) 가 없는 영역에서는, 조명광 (L21) 으로서, 경사부 (AP2) 에 비스듬한 방향에서 입사되어, 경사부 (AP2) 를 비스듬한 방향에서 스폿상으로 조명한다. 제 1 경사 조명부 (11b) 로부터의 조명광 (L2) 은, 외주 영역 (AP) 중 노치 (NZ) 가 있는 영역에서도, 조명광 (L22) 으로서, 경사부 (AP2) 에 비스듬한 방향에서 입사되어, 경사부 (AP2) 를 비스듬한 방향으로부터 스폿상으로 조명한다.

제 1 낙사 조명부 (11c) 는, 결합 광학계 (16a) 와 광 공급부 (16b) 를 갖는다. 결합 광학계 (16a) 는, 외주 촬상부 (12) 의 결상 광학계 (17a) 에 조명광 (L3) 을 도입하는 하프 미러 (16f) 를 가져, 동축 낙사 조명을 가능하게 한다. 광 공급부 (16b) 는, 예를 들어 백색광을 발생시키는 고체 발광 소자 그 밖의 광원으로 할 수 있지만, 백색광을 발생시키는 광원으로부터의 광을 라이트 가이드로 유도하여 백색광을 사출시키는 발광면으로 할 수도 있다. 제 1 낙사 조명부 (11c) 로부터의 조명광 (L3) 은, 조명광 (L31, L32) 으로서, 외주 영역 (AP) 중 평탄부 (AP1) 에 입사되어, 평탄부 (AP1) 를 균일하게 조명한다.

외주 촬상부 (12) 는, 결상 광학계 (17a) 와 촬상부 (17b) 를 갖는다. 결상 광학계 (17a) 는, 웨이퍼 (WA) 의 외주 영역 (AP) 의 이미지를 촬상부 (17b) 에 투영한다. 촬상부 (17b) 는, CMOS 그 밖의 라인 센서 (17c) 를 가져, 외주 영역 (AP) 의 반경 방향의 라인 이미지를 취득한다. 웨이퍼 (WA) 는, 지지 아암 (72b) 상에 지지된 상태로 웨이퍼 (WA) 의 면내에서 원하는 속도로 정속 회전시킬 수 있기 때문에, 라인 이미지를 이어 맞춤으로써 외주 영역 (AP) 의 2 차원적 화상을 얻을 수 있다. 결과적으로, 웨이퍼 (WA) 의 외주 영역 (AP) 의 노치 (NZ) 가 있는 영역이나 노치 (NZ) 가 없는 영역을 자재로 촬영할 수 있다. 이 때, 제 1 원호 조명부 (11a) 로부터의 조명광 (L1) 과, 제 1 경사 조명부 (11b) 로부터의 조명광 (L2) 과, 제 1 낙사 조명부 (11c) 로부터의 조명광 (L3) 에 의해, 외주 영역 (AP) 을 구성하는 평탄부 (AP1) 와 경사부 (AP2) 가 적당한 각도로 조명되어, 평탄부 (AP1) 나 경사부 (AP2) 에 대해 편차가 없는 밝은 화상을 취득할 수 있다.

도 2B 에 나타내는 바와 같이, 하면용의 제 2 외주 검사부 (73b) 는, 대상인 웨이퍼 (WA) 의 외주 영역을 하측에서 조명하는 외주 조명부 (111) 와, 대상인 웨이퍼 (WA) 의 외주 영역을 하측에서 촬상하는 외주 촬상부 (112) 를 구비한다. 외주 조명부 (111) 는, 도 2A 에 나타내는 제 1 외주 검사부 (73a) 와 마찬가지로, 제 2 원호 조명부 (111a) 와, 제 2 경사 조명부 (111b) 와, 제 2 낙사 조명부 (111c) 와, 프레임부 (11j) 를 갖는다. 제 2 원호 조명부 (111a) 는, 제 1 원호 조명부 (11a) 와 상하가 반전되어 있지만, 제 1 원호 조명부 (11a) 와 동일한 구조를 가지므로, 동일한 부호를 붙이고 중복 설명을 생략한다. 마찬가지로, 제 2 경사 조명부 (111b) 는, 제 1 경사 조명부 (11b) 와 상하가 반전되어 있지만, 제 1 경사 조명부 (11b) 와 동일한 구조를 가지므로, 동일한 부호를 붙이고 중복 설명을 생략한다. 제 2 낙사 조명부 (111c) 는, 제 1 낙사 조명부 (11c) 와 상하가 반전되지만, 제 1 낙사 조명부 (11c) 와 동일한 구조를 갖는다. 외주 촬상부 (112) 는, 도 2A 에 나타내는 외주 촬상부 (12) 와 상하가 반전되지만, 외주 촬상부 (12) 와 동일한 구조를 갖는다.

도 6 은, 외주 검사 유닛 (23) 의 동작의 개요를 설명하는 도면이다. 제어부 (91) 는, 유지부 (72) 에 의해 웨이퍼 (WA) 를 수평면 내에서 회전시키면서 제 1 외주 검사부 (73a) 를 동작시켜, 웨이퍼 (WA) 의 외주 영역 (AP) 을 상측에서 촬영하여, 상측 (또는 표측) 의 평탄부 (AP1) 및 경사부 (AP2) 의 화상을 취득한다 (스텝 S11). 이와 병행하거나 혹은 다른 타이밍에, 제어부 (91) 는, 유지부 (72) 에 의해 웨이퍼 (WA) 를 수평면 내에서 회전시키면서 제 2 외주 검사부 (73b) 를 동작시켜, 웨이퍼 (WA) 의 외주 영역 (AP) 을 하측에서 촬영하여, 하측 (또는 이측) 의 평탄부 (AP1) 및 경사부 (AP2) 의 화상을 취득한다 (스텝 S12). 제어부 (91) 는, 스텝 S11 에서 얻은 외주 영역 (AP) 의 상측 화상과, 스텝 S12 에서 얻은 외주 영역 (AP) 의 하측 화상을 기록부에 보관함과 함께, 표측의 외주 화상과 이측의 외주 화상을 검사 장치 (100) 의 오퍼레이터에게 제시한다 (스텝 S13). 이로써, 노치 (NZ) 에 대해 표리 이미지를 표시하는 동작이 가능해진다.

도 7A 는, 구체적인 실시예의 검사 장치로 얻은 외주 화상을 나타내고, 도 7B 는, 비교예의 검사 장치로 얻은 외주 화상을 나타낸다. 도 7A 에 나타내는 실시예의 경우, 노치나 경사부가 선명하게 비치고 있어, 치핑 그 밖의 결함을 확실하게 파악할 수 있다. 한편, 도 7B 에 나타내는 비교예의 화상은, 제 1 원호 조명부 (11a) 나 제 1 경사 조명부 (11b) 대신에 C 형 링 조명 장치를 사용하여 촬영한 것이다. 이 때, C 형 링 조명 장치는, 그 대상축이 웨이퍼 (WA) 의 외주 단면의 접선에 평행하게 연장되도록 배치되고, 웨이퍼 (WA) 의 외주 단부 중 촬상 위치에 인접하는 지점에 있어서의 상하면을 1 쌍의 대향하는 개방 단 (端) 사이에 두도록 배치된다. 도 7B 에 나타내는 비교예의 경우, 노치에서는 경사부가 결여되어 있는 화상으로 되어 있고, 노치 이외에서는, 평탄부 및 경사부의 경계를 검출할 수 없어, 경사부가 선명하다고는 할 수 없는 것으로 되어 있다.

이상에서는, 실시형태에 관련된 검사 장치 (100) 에 대하여 설명했지만, 본 발명에 관련된 검사 장치는 상기의 것에는 한정되지 않는다. 예를 들어, 원호 조명부 (11a, 111a) 의 기준축 (SA) 은, 웨이퍼 (WA) 상면에 평행하게 연장되는 것이 아니어도 되고, 웨이퍼 (WA) 상면에 대해 적절한 경사각을 갖는 것으로 할 수 있다. 또, 기준축 (SA) 은, 웨이퍼 (WA) 의 외주부 (UA) 가 연장되는 접선 방향과 직교하는 X 방향으로 연장되는 것이 아니어도 되고, 당해 접선 방향과 교차하는 방향, 요컨대 접선 방향의 직교 방향에 대해 적절한 경사각을 갖는 방향으로 연장되는 것으로 할 수 있다.

원호 조명부 (11a, 111a) 는, 복수의 동일 구조의 원호 조명부를 조합한 것으로 할 수 있다. 또, 용도에 따라 상이하지만, 경사 조명부 (11b, 111b) 를 생략할 수도 있다.

이상에서는, 반도체 결정 그 밖의 웨이퍼 (WA) 의 검사에 대하여 설명했지만, 검사의 대상은, 반도체 웨이퍼에 한정되지 않고, 유리 기판 등으로 할 수 있다. 검사의 대상이 유리 기판인 경우, 대상의 외주가 원형이나 사각형이 되고, 대상의 외주가 사각형인 경우, 일반적으로 대각부에 오리엔테이션 플랫이 형성된다. 오리엔테이션 플랫은 경계에 있어서 R 면에 의해 모따기되어 있다. 이와 같은 오리엔테이션 플랫 및 그 주변을 관찰할 때에도, 제 1 원호 조명부 (11a, 111a) 에 의해 변곡점 또는 특이점의 조명이 가능해져 빠짐없는 관찰이 가능해진다. 사각형의 유리 기판을 검사하는 경우, 유리 기판을 회전시키지 않고 직선적으로 이동시킬 수 있거나, 혹은 유리 기판의 회전축으로부터 외주 촬상부 (12) 까지의 거리를 변화시킬 수 있다.

외주 검사 유닛 (23) 에 있어서, 노치 카메라부 (75), 레이저 박스부 (77), 에지 카메라부 (79) 등은 생략할 수 있다.

외주 촬상부 (12) 의 결상 광학계 (17a) 는, 라인 센서 (17c) 로 구성되는 것에 한정되지 않고, CMOS 센서와 같은 2 차원적인 촬상 장치로 구성할 수 있다. 이 경우, 유지부 (72) 에 의해 웨이퍼 (WA) 를 회전시키면서 얻은 복수의 화상을 이어 맞추게 된다. 또한, 라인 센서 (17c) 는, 포토 다이오드와 같은 광량 센서를 적절한 간격으로 일렬로 배열한 것으로 할 수 있다.

검사 장치 (100) 요컨대 외주 및 이면 결함 검사 복합기에 있어서, 이면/PH 검사 유닛 (25) 은 생략할 수 있다.

검사 장치 (100) 의 외주 검사 유닛 (23) 중 외주 검사부 (73a, 73b) 만을 취출하여, 가공기 그 밖의 기계와 조합할 수 있다.

Claims

대상의 외주 영역을 조명하는 외주 조명부와,
대상의 외주 영역을 촬상하는 외주 촬상부를 구비하고,
상기 외주 조명부는, 기준축을 중심으로 하는 원주의 부분 영역을 따라 배치되어 상기 기준축 상의 소정 영역을 조명하는 원호 조명부를 갖고,
상기 원호 조명부의 상기 기준축은, 대상의 외주부가 연장되는 접선 방향과 교차하는 방향으로 연장되는, 검사 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 원호 조명부의 상기 기준축은, 상기 접선 방향과 직교하는 방향으로 연장되고, 상기 기준축 상의 상기 소정 영역은, 대상의 외주 영역 중 평탄부와 당해 평탄부의 외측의 경사부의 경계 위치 또는 근방이 통과하는 지점에 대응하는, 검사 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 원호 조명부의 상기 기준축은, 상기 평탄부에 대해 평행하게 연장되는, 검사 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 원호 조명부는, 상기 기준축 둘레의 180°이하의 각도 범위에 배치되는, 검사 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 외주 조명부는, 대상의 외주 영역 중 가장 외측의 경사부가 통과하는 지점을 비스듬한 방향에서 조명하는 경사 조명부를 갖는, 검사 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 경사 조명부는, 대상의 외주 영역의 경사부가 통과하는 지점에 대향하여서 배치되는 반사부와, 당해 반사부에 조명광을 공급하는 광 공급부를 갖는, 검사 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 반사부는, 광 확산성을 갖는, 검사 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 외주 조명부는, 외주 촬상부의 결상 광학계에 장착되어 대상의 외주 영역 중 평탄부를 조명하는 낙사 조명부를 갖는, 검사 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 외주 조명부와 상기 외주 촬상부를 갖는 외주 검사부의 검사 위치에 대상을 지지하는 유지부로 대상을 건네주는 이송부를 추가로 구비하는, 검사 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 외주 조명부와 상기 외주 촬상부를 갖는 외주 검사부와는 상이한 기구로 대상의 외주를 검사하는 복수의 추가 검사부를 추가로 구비하는, 검사 장치.