WO2000033056A1 - Procede et appareil d'inspection de plaquettes - Google Patents

Description

明 細 書

ウ ェハ検査装置及びウ ェハ検査方法

技術分野

本発明は、 目 視によ る ウ ェハのマ ク ロ検査を可能に した ゥ ハ検査装置及びウ ェハ検査方法に関する も のである。

背景技術

従来、 ゥ ュハ検査装置 と して、 複数の ゥ ュハを保持 した ゥ ェハ保持体から所望の ウ ェハを取 り 出すと と も に、 こ の取 り 出 された ウ ェハを 目 視に よ り マ ク 口検査可能に した も のが実 用化されている。 例えば、 複数の ウ ェハを保持 した ウ ェハ保 持体から ウ ェハ取出 し Z返却腕によ り 所望する ゥ ュハを取 り 出 し、 マ ク ロ テ一ブル上に供給する と と も に、 こ のマ ク ロ テ 一ブル上に供給された ウ ェハ裏面の周縁部を ウ ェハ保持腕に よ り 吸着保持 して ウ ェハを反転 させ、 ウ ェハ裏面の観察を行 レヽ、 こ の後、 再びマ ク ロ テーブル上に戻 し、 さ ら に ウ エ ノ、取 出 し Z返却腕に よ り ウ ェハ保持体の元の位置に返却する よ う に した も のがある。

と こ ろが、 こ のよ う な ウ ェハ検査装置によ る と 、 ウ ェハ表 裏面のマ ク 口検査を行 う のに ウ ェハの裏面を ウ ェハ保持腕に よ り 吸着保持する ので、 裏面マ ク ロ検査の際に ウ ェハ保持腕 に よ り 吸着保持されている部分が隠れて しま う ため、 ウ エ ノ、 全面について の観察ができず、 マ ク 口 に よ る検査精度が低下 する と い う 問題があっ た。

本発明は、 上記事情に鑑みてな された も の で、 ウ ェハ全面 に対するマ ク 口検査を可能に した ウ ェハ検査装置及びウ ェハ 検査方法を提供する こ と を 目 的 と する。

発明の開示

本発明の第 1 の発明は、 複数の ウ ェハを保持 した ウ ェハ保 持体から所望する ウ ェハを取 り 出すための ウ ェハ搬送手段と 、 前記ウ ェハ搬送手段に よ り 取 り 出 された ウ ェハを載置 し、 こ の載置された ウ ェハを少な く と も所定角度回転する ための ゥ ュハ載置手段 と 、 前記 ウ ェハの中心方向に伸びる複数の ゥ ェ ハ保持部を有 し、 前記ウ ェハを前記複数の ウ ェハ保持部に よ り 前記ウ ェハ載置手段に載置された ウ ェハの一方面に接触 し て保持 し、 こ の保持された ウ ェハを一方面を観察する ために 反転する ウ ェハ保持手段 と 、 前記ウ ェハ保持手段に よ り ゥ ェ ハが反転された後に再度ウ ェハを前記 ウ ェハ載置手段に載置 させ、 該ウ ェハを前記ウ ェハ載置手段によ り 所定角度回転さ せる と と も に前記ウ ェハ保持手段を反転させる制御手段 と を 具備 した こ と を特徴と する ウ ェハ検査装置である。

こ の場合において、 前記ウ ェハ保持手段の複数の ウ ェハ保 持部は、 前記 ウェハを吸着する こ と に よ り 保持 して も よ い。

また、 前記制御手段は、 前記 ウ ェハ載置手段に載置された ウ ェハを前記ウ ェハ保持部の幅寸法よ り 大き い移動量が得ら れる 回転角度で回転させる。

さ ら に、 前記制御手段は、 前記ウ ェハ載置手段に載置され た ウ ェハを、 前記一方面の観察時に、 前記複数の ウ ェハ保持 部に よ り 隠された領域を観察する こ と ができ る よ う に回転さ せて も よい。

さ ら に、 前記ウ ェハ載置手段は、 ウ ェハ検査装置のセ ンタ 一テーブルであ り 、 前記制御手段は、 前記セ ンターテーブル の回転角度を制御する ものであっ て も よい。

本発明の第 2 の発明は、 複数の ウ ェハを保持 した ウ ェハ保 持体から所望する ウ ェハを取 り 出 し、 前記取 り 出 された ゥ ュ ハをセンターテーブルへ受け渡 し、 前記セ ンターテーブルへ 受け渡された ウ ェハを複数の ウ ェハ保持部によ り 前記ウ エ ノ、 の裏面に接触 して保持 し、 こ の保持 された ウ ェハを裏面を観 察する ために反転 し、 前記反転された ウ ェハを表面に戻 した 状態で前記セ ンターテーブルへ受け渡 し、 前記セ ンタ ーテー ブルを回転する こ と に よ り 、 前記セ ンタ ーテーブルへ受け渡 された ウ ェハを所定角度回転 し、 前記所定角度回転された ゥ ェハを前記複数の ウ ェハ保持部に よ り 前記ウ ェハの裏面に接 触 して保持 し、 この保持された ウ ェハの裏面を観察する ため に再度反転する こ と を特徴と する ウ ェハ検査方法である。

こ の結果、 本発明に よれば、 ウ ェハ保持部に よ り 保持され た ウ ェハ面を観察 した後、 こ の ウ ェハを ウ ェハ載置手段に載 置 し、 所定角度回転させ、 再度 ウ ェハ保持手段によ り ウ ェハ を吸着保持 し、 ウ ェハ面の観察を行 う よ う に したので、 最初 の ウ ェハ保持手段の保持で隠れていた ウ ェハ面を、 再度の ゥ ハ保持手段での保持の際に露出 させる こ と ができ 、 ウ エ ノ、 全面について抜けのない観察を行 う こ と ができ る。

ま た、 本発明によれば、 ウ ェハ保持手段で隠された未検査 領域を再度 ウ ェハ保持手段の近傍に露出 させる こ と ができ る ので、 こ の未検査領域を容易に認識でき 、 効率の よい観察を 行 う こ と ができ る。 図面の簡単な説明

図 1 は、 本発明の一実施の形態に係る ゥ ハ検査装置を示 す図。

図 2 は、 同実施の形態におけ る ウ ェハ検查装置の ウ ェハ保 持腕を示す図。

図 3 は、 同実施の形態に係る ウ ェハ検査装置の動作を説明 するた めの フ ロ 一チヤ一 ト 。

発明を実施する ための最良の形態

以下、 本発明の一実施の形態を図面に従い説明する。

図 1 は、 本発明が適用 される ゥ ュハ検査装置の概略構成を 示 している。 図において、 1 は ウ ェハ搬送装置本体で、 こ の 装置本体 1 は、 後述する ウ エ ノ、 8 のマ ク ロ検査を行 う マ ク ロ 検査部 2 と エ レベータ機構部 1 0 と を有 している。 ウ ェハ搬 送装置本体 1 に隣接 して選択供給 された ウ ェハ 8 の ミ ク ロ検 查を行 う ミ ク ロ検査部 3 を配置 してある。 こ の場合、 ミ ク ロ 検查部 3 は、 顕微鏡を使用 して ウ ェハ 8 面を観察する よ う に なっているが、 顕微鏡を用いたマ ク ロ検査部 3 は、 周知であ る ので、 こ こ では詳細を省略する。

マ ク ロ検査部 2 には、 ウ ェハ保持体と して複数の ウ エ ノヽ 8 を積層方向に所定ピ ッ チ間隔を も っ て保持 したカセ ッ ト 4 が エ レベータ機構 1 0 に載置され、 所定ピ ッ チで上下動可能に してレヽる。

こ のマ ク ロ検査部 2 には、 カセ ッ ト 4 に对向 して ウ エ ノヽ搬 送手段と し ての ウ ェハ取出 し Z返却腕 5 およびウ ェハ載置手 段 と してのセ ンタテーブル 6 を設けている。 ウ ェハ取出 し Z 返却腕 5 は、 カセ ッ ト 4 に対 して図示 しないガイ ドに沿つて 前進および後退する直線移動機構と 、 後退位置で上下方向に 移動する上下移動機構を有 していて、 カセ ッ ト 4 方向に前進 して、 カセ ッ ト 4 内の ウ エ ノ、 8 を吸着保持する と と も に、 後 退 しなが ら取出 し、 後退位置での下方向の移動に よ り ウ エ ノ、 8 をセ ンタテーブル 6 上に受渡 し、 また、 セ ンタ テーブル 6 上の ウ ェハ 8 を吸着保持する と と も に、 一旦上方向に移動 し、 さ ら にカセ ッ ト 4 方向に前進 してカセ ッ ト 4 内に ウ エ ノ、 8 を 返却する よ う な一連の動き を可能に している。

セ ンタ テーブル 6 は、 載置された ウ ェハ 8 を吸着保持する と と も に、 旋回動作お よび所定角度の回転動作を可能に して レヽる。 こ の場合、 セ ンタテーブル 6 は、 回転可能にする こ と が好ま し く 、 セ ンタテーブル 6 に載置された ウ エノ、 8 の表面 観察の際に ウ ェハ 8 を回転させなが らマ ク ロ観察ができ 、 さ ら に図示 しない操作機構によ る旋回動作に よ り ウ ェハ 8 表面 をいろいろな角度か ら観察でき る よ う に している。 ま た、 セ ンタテーブル 6 の所定角度の回転は、 再裏面観察の際に実行 される も ので、 後述する ウ ェハ保持腕 7 の ウ ェハ保持部 7 0 2 の幅寸法よ り 僅かに大き く な る よ う な回転量、 こ こ では、 1 0 度程度の回転量に制御 されている。 再裏面検査時のセ ン タ テー ブル 6 の回転量は、 裏面観察時にお け る 未検査領域 (隠れた部分） と ウ ェハ保持部 7 0 2 が重な ら ないよ う な回 転量に制御 されればよい。

一方、 マ ク ロ検査部 2 のセ ンタテーブル 6 を囲むよ う に ゥ ェハ保持手段 と して の ウ ェハ保持腕 7 を配置 してレ、る。 こ の ウ ェハ保持腕 7 は、 図 2 に示すよ う に円弧状をなす腕本体 7 0 1 と 、 こ の腕本体 7 0 1 の円弧方向に沿って等間隔に設け られる複数 （図示例では 3 本） の ウ ェハ保持部 7 0 2 を有 し ている。 これ ら ウ ェハ保持部 7 0 2 は、 所定の幅寸法を有す る もので、 腕本体 7 0 1 の円弧の中心方向、 つま り ウ エ ノ、 8 の中心方向に延出 される と と も に、 先端部にエアーを用いた 吸着部 7 0 3 を設けていて、 これら吸着部 7 0 3 に よ り セ ン タテーブル 6 に載置された ウ ェハ 8 を裏面側 （下側） か ら吸 着保持する よ う になっ ている。

また、 この よ う な ウ ェハ保持腕 7 は、 回転軸 9 に よ り 回動 可能に支持されていて、 回転軸 9 を中心に所定角度回動させ る こ と で、 保持 した ウ エノ、 8 を裏返 し、 裏面の観察を可能に する よ う になつ ている。

次に、 この よ う に構成 した実施の形態の動作を説明する。 まず、 装置本体 1 のエ レベータ機構 1 0 に複数の ウ エ ノ、 8 を保持 したカセ ッ ト 4 をセ ッ トする。

こ の状態で、 マ ク ロ検查部 2 の操作パネル 1 1 を操作 し、 マク ロモー ドに再裏面マ ク ロ モー ドを追加設定する と 、 装置 本体 1 内の制御部に よ り 、 図 3 に示すフ ロ ーが実行される。 まず、 ステ ッ プ 3 0 1 で、 ウ ェハ取出 しノ返却腕 5 は、 図示 しないガイ ドに沿っ てカセ ッ ト 4 方向に前進 し、 カセ ッ ト 4 内の ウ エ ノ、 8 を保持する と と も に、 後退 しな力 S らカ ウ エノ、 8 をカセ ッ ト 4 外部に取出す。 そ して、 所定の後退位置まで移 動する と 、 ステ ッ プ 3 0 2 で、 下方向に移動 して ウ エ ノ、 8 を セ ンタテーブル 6 上に受渡す。 こ の状態力ゝら 、 ステ ッ プ 3 0 3 で、 図示 しない操作機構に よ り セ ンタテーブル 6 を旋回動 作させる な ど して、 目 視に よ る ウ ェハ 8 表面のマ ク ロ観察を 行 う 。

その後、 ステ ッ プ 3 0 4 で、 ウ ェハ保持腕 7 の ウ ェハ保持 部 7 0 2 先端の吸着部 7 0 3 に よ り ウ ェハ 8 を裏面から吸着 保持する。 そ して、 ステ ッ プ 3 0 5 で、 ウ ェハ保持腕 7 を、 回転軸 9 を中心に所定角度回動 させゥ ヱノヽ 8 を裏返 しに して、 目視によ る ウ エノ、 8 裏面のマク 口観察を行 う 。

次に、 再度の裏面観察が必要か否かの判断がステ ッ プ 3 0 6 において行なわれる。 こ こ では、 ユーザに よ り 再裏面マ ク 口 モー ドが設定されている こ と を前提と している ので、 ス テ ッ プ 3 0 7 の処理に進む。

ステ ッ プ 3 0 7 においては、 ウ エ ノ、 8 裏面のマ ク ロ 検査が 2 回 目 か否かを判断する が、 こ の場合、 1 回 目 である ため、 ステ ッ プ 3 0 8 に進み、 ウ ェハ保持腕 7 での吸着を解いて、 ウ ェハ 8 をセ ンタテーブル 6 上に受渡 しする と 、 ステ ッ プ 3 0 9 で、 セ ンタテーブル 6 は、 所定角度だけ回転 し、 こ の後、 ステ ッ プ 3 0 4 に戻っ て、 再度 ウ ェハ保持腕 7 の ウ ェハ保持 部 7 0 2 先端の吸着部 7 0 3 に よ り ウ ェハ 8 を裏面か ら吸着 保持する。 こ の場合、 セ ンタテーブル 6 の所定角度の回転に よ り 、 ウ ェハ保持部 7 0 2 に よ り 吸着保持される ウ ェハ 8 裏 面の未検査領域は、 最初の位置 と 異なる 図 2 の破線で示す場 所になる。

こ の状態から、 ステ ップ 3 0 5 で、 ウ ェハ保持腕 7 を所定 角度回動 させウ エ ノヽ 8 を裏返 しに して、 再度、 目視に よ る ゥ エノ、 8 裏面のマ ク 口観察を行 う 。

その後、 ステ ッ プ 3 0 7 で、 ウ ェハ 8 裏面の観察が 2 回 目 (裏面観察が終了） と 判断する と 、 ステ ッ プ 3 1 0 で、 ゥ ヱ ハ保持腕 7 での吸着が解かれセ ンタ テーブル 6 上に受渡 し さ れた ウ ェハ 8 を ウ ェハ取出 しノ返却腕 5 が保持 し、 ー且上方 向に移動 し、 さ ら にカセ ッ ト 4 方向に前進 してカセ ッ ト 4 内 の元の位置に返却する よ う になる。

こ の よ う な動作は、 ステ ッ プ 3 1 1 で、 カセ ッ ト 4 内の全 て又は指定された ウ ェハ 8 について、 マ ク 口検査のための観 察が終了 した こ と を判断する ま で繰 り 返 し実行される。

従っ て、 こ の よ う にすれば、 ウ ェハ保持腕 7 の ウ ェハ保持 部 7 0 2 先端によ り ウ ェハ 8 裏面を吸着保持 して 1 回 目 の ゥ ェハ 8 裏面の観察を した後、 ウ ェハ 8 をセ ンタ テーブル 6 上 に受渡 し して、 センタテーブル 6 を所定角度だけ回転 し、 再 度ウ ェハ保持腕 7 の ウ ェハ保持部 7 0 2 先端に よ り ウ エ ノ、 8 裏面を吸着保持 して 2 回 目 の ウ ェハ 8 裏面の観察を行 う よ う に したので、 ウ ェハ 8 周縁部の ウ ェハ保持腕 7 に よ り 吸着保 持される部分を、 1 回 目 と 2 回 目 と で異なる場所に設定でき る。 これに よ り 、 1 回 目 の ゥ ヱハ保持部 7 0 2 での吸着保持 で隠れていた ゥ -ハ 8 裏面を、 2 回 目 の ウ ェハ保持部 7 0 2 での吸着保持の際は、 露出 させる こ と ができ る ので、 ウ エノ、 8 全面について抜けのない観察を行 う こ と ができ 、 マ ク 口 に よ る検査精度を飛躍的に高める こ と ができ る。

また、 セ ンタ テーブル 6 は、 ウ ェハ保持腕 7 の ウ エ ノヽの中 心方向に延出 される ウ ェハ保持部 7 0 2 の幅寸法よ り 僅かに 大き い移動量が得られる 回転角度に制御する こ と で、 未検査 領域を ウ ェハ保持部 7 0 2 の近傍に位置 させる こ と ができ る ので、 未検査領域を容易に認識でき 、 効率の よい観察を行 う こ と ができ る。

なお、 上述 した実施の形態では、 ウ ェハ保持腕 7 は、 ゥ ハ保持部 7 0 2 先端の吸着部 7 0 3 に よ り ウ エノヽ 8 周縁部を 裏面側から吸着保持する も のについて述べたが、 ゥ ヱハ 8 周 縁部を表面側から吸着保持する も のに も適用でき る。 また、 ウ ェハ保持碗 7 は、 ウ ェハ 8 を載置 して保持する も のであつ て も よい。

以上述べた よ う に本発明に よれば、 最初の ゥ ュハ保持手段 の保持で隠れていた ウ ェハ周縁部を、 再度の ウ ェハ保持手段 での保持の際は、 露出 させる こ と ができ る ので、 ウ ェハ全面 について抜けのない観察を行 う こ と ができ 、 マ ク ロ に よ る検 査精度を飛躍的に高め る こ と ができ る。

また、 ゥ ュハ保持手段で隠された未検査領域を再度 ウ ェハ 保持手段の近傍に露出 させる こ と ができ る ので、 こ の未検査 領域を容易に認識でき 、 効率の よい観察を行 う こ と ができ る。 産業上の利用可能性

以上の よ う に、 本発明に係る ゥ ハ検査装置及びゥ ハ検 査方法は、 目 視によ る ウ エノ、のマ ク 口検査を行な う のに適 し てレヽる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 複数の ウ ェハを保持 した ゥ ハ保持体か ら所望する ウェハを取 り 出すための ウ ェハ搬送手段と 、

前記ウ ェハ搬送手段によ り 取 り 出 された ウ ェハを載置 し、 こ の載置された ウ ェハを少な く と も所定角度回転する ための ウ ェハ載置手段と 、

前記ウ ェハの中心方向に伸びる複数の ウ ェハ保持部を有 し、 前記ウ ェハを前記複数の ウ ェハ保持部に よ り 前記ウ ェハ載置 手段に載置された ウ ェハの一方面に接触 して保持 し、 こ の保 持された ウ ェハを一方面を観察する ために反転する ウ ェハ保 持手段 と 、

前記ウ ェハ保持手段によ り ウ ェハが反転された後に再度ゥ ュハを前記ゥ ュハ載置手段に載置させ、 該ウ ェハを前記ゥ ハ載置手段に よ り 所定角度回転させる と と も に前記ウ ェハ保 持手段を反転させる制御手段と

を具備 したこ と を特徴と する ウ ェハ検査装置。

2 . 前記 ウ ェハ保持手段の複数の ウ ェハ保持部は、 前記 ウ ェハを吸着する こ と に よ り 保持する こ と を特徴 と する請求 項 1 記載の ゥ ュハ検査装置。

3 . 前記制御手段は、 前記ウ ェハ載置手段に載置された ウ ェハを前記 ウ ェハ保持部の幅寸法よ り 大き い移動量が得ら れる回転角度で回転させる こ と を特徴 と する請求項 1 記載の ウ ェハ検査装置。

4 . 前記制御手段は、 前記 ウ ェハ載置手段に載置された ウ ェハを、 前記一方面の観察時に、 前記複数の ウ ェハ保持部 に よ り 隠された領域を観察する こ と ができ る よ う に回転させ る こ と を特徴 と する請求項 1 記載の ウ ェハ検査装置。

5 . 前記ウ ェハ載置手段は、 ウ ェハ検查装置のセ ンター テーブルであ り 、 前記制御手段は、 前記セ ンターテーブルの 回転角度を制御する こ と を特徴 と する請求項 1 記載の ウ ェハ 検査装置。

6 . 複数の ウ ェハを保持 した ウ ェハ保持体から所望する ウ ェハを取 り 出 し、

前記取 り 出 された ウ ェハをセ ンタ ーテーブルへ受 け渡 し、

前記セ ンタ ーテーブルへ受け渡 さ れた ウ エ ノ、を複数の ウ ェハ保持部に よ り 前記 ウェハの裏面に接触 して保持 し、 こ の保持された ウ ェハを裏面を観察する ために反転 し、

前記反転 さ れた ウ ェハ を表面に戻 した状態で前記セ ン ターテーブルへ受け渡 し、

前記セ ンタ ーテーブルを回転する こ と に よ り 、 前記セ ンターテーブルへ受け渡された ウ ェハを所定角度回転 し、 前記所定角度回転 さ れた ウ ェハ を前記複数の ウ ェ ハ保 持部によ り 前記ウ ェハの裏面に接触 して保持 し、 こ の保持さ れた ウ ェ ハの裏面を観察する ために再度反転する こ と を特徴 と する ウ ェハ検査方法。