WO2004070370A1 - ウエハ検査装置 - Google Patents

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WO2004070370A1
WO2004070370A1 PCT/JP2004/001264 JP2004001264W WO2004070370A1 WO 2004070370 A1 WO2004070370 A1 WO 2004070370A1 JP 2004001264 W JP2004001264 W JP 2004001264W WO 2004070370 A1 WO2004070370 A1 WO 2004070370A1
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wafer
outer peripheral
peripheral edge
semiconductor wafer
notch
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PCT/JP2004/001264
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Inventor
Kazuhiko Fukazawa
Original Assignee
Nikon Corporation
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
    • G01N21/9503—Wafer edge inspection

Definitions

  • the present invention relates to a wafer inspection device, and more particularly, to a wafer inspection device that inspects a semiconductor wafer for a damage at an outer peripheral edge portion.
  • an inspector irradiates the wafer with light using an illumination system, directly looks at the outer periphery of the wafer, and detects a chipped portion (a chipped portion such as a chip or a scratch). ) Is detected.
  • This conventional technique is a wafer edge defect inspection apparatus for inspecting whether or not there is a crack (crack) in an outer peripheral edge portion of a wafer.
  • This edge defect inspection apparatus vertically incidents parallel light on the end face of the outer peripheral edge of the wafer, and condenses and detects higher-order diffracted light among the reflected light from the end face with an elliptical mirror. Defects and properties of the end face are specified and inspected from the light intensity and / or frequency components.
  • this end-face defect inspection device can detect fine scratches other than chipping at the edge of the outer peripheral edge of the wafer with high sensitivity, and as a result, detect defects that do not lead to defective products. There is.
  • the end face defect inspection apparatus may not be able to find a planar chip that does not generate high-order diffraction light.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-26969298 Disclosure of the Invention
  • An object of the present invention is to quickly and reliably detect a chip (defect) at an outer peripheral edge of a semiconductor wafer.
  • a semiconductor wafer placed on a turntable is provided.
  • the inspection light from the light projecting means is projected on the outer peripheral wedge portion of the c, and the inspection light projected on the outer peripheral wedge portion is detected by the detecting means.
  • the defect of the outer peripheral edge portion of the semiconductor wafer is determined from the detection signal of the detecting means by the determining means. Therefore, it is possible to quickly and reliably detect a defect in the outer edge portion of the semiconductor wafer.
  • the discriminating means discriminates the reference notch of the semiconductor wafer and the notch other than the reference notch from the detection signal of the detecting means. Therefore, even if the reference notch exists, the notch in the outer peripheral edge of the semiconductor wafer can be quickly and reliably detected. .
  • a detection signal is differentiated, and a discrimination between a reference notch and a notch is performed based on the differentiated value. Therefore, it is possible to determine the reference notch and the notch with high accuracy.
  • the coordinates of the notch of the semiconductor wafer are obtained by the position detecting means with reference to the reference notch. Then, using the coordinates of the chipped portion of the semiconductor wafer detected by the position detecting means, the chipped portion of the semiconductor wafer is moved to a predetermined position, and the micro inspection is performed. Therefore, micro inspection can be performed easily and reliably.
  • the quality of the semiconductor wafer is determined from the relative position between the reference notch and the notch of the semiconductor wafer by the determining means. Therefore, it is possible to effectively prevent the semiconductor wafer from being unusable due to the presence of the chipped portion where there is no possibility of breaking. .
  • the pre-alignment unit when there is no chipped portion in the semiconductor wafer placed on the turntable, the pre-alignment unit performs the bri-alignment of the semiconductor wafer. Therefore, the semiconductor wafer can be easily and reliably aligned.
  • FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the wafer inspection apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is a top view showing the wafer inspection apparatus of FIG.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a detection signal detected by the detection unit in FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the wafer inspection device of FIG.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a differentiated signal obtained by differentiating the detection signal of FIG.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing coordinates when performing a micro inspection.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing coordinates when performing a bri-alignment.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing a relative positional relationship between a reference notch and a notch where no rupture occurs even if the notch exists.
  • FIG 1 and 2 show an embodiment of the wafer inspection apparatus according to the present invention.
  • the wafer inspection apparatus of this embodiment has a rotary table 13 on which a semiconductor wafer substrate (hereinafter, referred to as a wafer) 11 is placed.
  • the rotary table 13 is supported by a rotary unit 17 via a rotary shaft 15.
  • a motor 19 for rotating the rotating shaft 15 is arranged in the rotating section 17.
  • the rotating section 17 is placed on the XY table 21 and is movable in the X and Y directions as shown in FIG.
  • a light projecting system 2 3 for projecting light to the outer peripheral edge of the wafer 11 placed on the rotating table 13 is provided.
  • a light projecting system 2 3 for projecting light to the outer peripheral edge of the wafer 11 placed on the rotating table 13 is provided.
  • the light projecting system 23 has a light source 25 and a lens 27.
  • the light source 25 a light emitting diode-laser diode or the like can be used.
  • the lens 27 converts the light from the light source 25 into parallel light and emits the light to the outer periphery of the wafer 11.
  • a detector 2 9 for receiving the light projected on the outer periphery of the wafer 11 mounted on the rotating table 13 are arranged.
  • a CCD sensor that detects the boundary between light and negative light is used as the detection unit 29. That is, the detector 29 detects the amount of transmitted light that is not shielded by the wafer 11.
  • a microscope 31 for micro-inspection of the wafer 11 is arranged on the side opposite to the light projecting system 23 above the surface of the wafer 11.
  • the wafer 11 is rotated by mounting the wafer 11 on the rotary table 13 and rotating the rotation shaft 15 by the motor 19 of the rotation unit 17.
  • the light source 25 is turned on, the light from the light projecting system 23 is dropped on the outer peripheral edge of the wafer 11, and part of the light is emitted by the outer peripheral edge of the wafer 11.
  • the shielded light is detected by the detection unit 29.
  • a reference notch 11 a formed of a notch is formed in the outer edge portion of the wafer 11. Further, in addition to the reference notch 11a, there is a notch 11b which is a defect.
  • the wafer 11 is placed on the turntable 13 in the state shown in FIG. 2, and is rotated from this state in the direction of arrow E in FIG.
  • FIG. 3 shows an example of a detection signal S 1 detected by the detection unit 29 when the wafer 11 rotates once from the measurement start point S with the light source 25 of the light projecting system 23 turned on. I have. ⁇
  • the horizontal axis indicates the rotation angle of the wafer 11, that is, the 0 coordinate value of the rotation table 13, and the vertical axis indicates the value of a detection signal from the detection unit 29 including a CCD. .
  • the value of the detection signal S 1 from the detector 29 is determined by the dark part (the part shielded by the outer periphery of the wafer 11) and the bright part (the outer part of the wafer 11) projected on the CCD that is the detector 29. (Parts not shaded).
  • FIG. 4 shows a block diagram of the above-described wafer inspection apparatus.
  • This wafer inspection apparatus has a discrimination unit 33, a position detection unit 35, a bri-alignment unit 37, and a micro inspection unit 39.
  • the discriminating unit 33 receives the detection signal S1 of the detection unit 29, and based on the detection signal S1, the reference notch 14a of the wafer 11 and the notch 1 1 other than the reference notch 11a. j is determined.
  • the discriminator 33 discriminates the detection signal S1 and discriminates between the reference notch 11a and the notch 11b based on the differential value.
  • FIG. 5 shows a differentiated signal obtained by differentiating the detection signal S 1 shown in FIG. 3.
  • the horizontal axis indicates the angular position of the wafer 11, that is, the ⁇ coordinate value of the rotary table 13, and the vertical axis indicates Indicates the differential value.
  • the notch reference notch portion 11a Since the notch reference notch portion 11a is formed in a predetermined size and shape in advance, the size and shape of the reference notch portion 11a are almost the same for wafers 11 of the same type. Therefore, the shape of the differential signal (change in differential value) is almost the same if the wafers are of the same type.
  • the change in the differential value is indicated by the width W1 and the height H1 shown in FIG.
  • the value indicating the change in the differential value of the reference notch 11a is stored in the discriminator 33 in advance.
  • the shape of the notch 1 lb differs depending on the situation, but in general, the width W 2 and the height H 2, which indicate the change in the differential value of the notch 1 1b, are The width W1 and the height HI, which are the values indicating the change in the differential value of the part 11a, are significantly different. Accordingly, the discriminating unit 33 calculates the width W1 and the height HI indicating the change in the differential value of the stored standard notch 11a and the width and height indicating the change in the differential value obtained from the differential signal. By comparing the value of the differential value with the value of, it is determined whether the changed portion of the differential value is the reference notch 11a or the notch 11b.
  • the width W2 obtained from the differential signal is within an allowable range by comparing with the value of W1 stored in advance. Then, the height H 2 obtained from the differential signal is compared with a value of HI stored in advance to determine whether or not the height is within an allowable range. If both values are within the allowable range, that part is determined to be the reference notch 1 la. Either is acceptable If not, it is determined that the part is a defective part 11b.
  • the size of the detectable chip 11b basically depends on the resolution of the CCD, which is the detector 29. It is.
  • the position detection unit 35 is a reference notch 1 of the wafer 11 placed on the turntable 13.
  • the coordinates of 1 a and the missing portion 1 1 b are detected.
  • a signal indicating the 6 coordinates of the rotating tape gap 13 and a signal indicating the XY coordinates of the XY table 21 are input to the position detecting section 35 in accordance with the detection signal S 1 from the detecting section 29. I have.
  • the signal indicating the 0 coordinate of the rotary table 13 is a signal output from the rotating unit 17, and the signal indicating the XY coordinate of the XY table 21 is a signal output from the XY table 21.
  • the 0 coordinate of the rotary table 13 and the XY coordinate of the XY table 21 are stored corresponding to each signal position of the detection signal S1 in FIG.
  • the position detecting portion 35 detects six coordinates and XY coordinates corresponding to the missing portion 11b. Then, the information of the ⁇ coordinates and the XY coordinates corresponding to the missing portion l i b is output to the micro-mouth inspection unit 39.
  • the mixer mouth inspection unit 39 inspects the chipped portion 11b of the wafer 11 with the microscope 31. For this purpose, the notch 11b of the wafer 11 is moved to a predetermined position near the objective lens 31a of the microscope 31.
  • the micro inspection unit 39 uses the coordinates of the missing portion 1 lb of the wafer 11 detected by the position detecting unit 35 to convert the notched portion 1 1b of the wafer 11 1 into the objective lens 3 1a of the microscope 31. Move to a nearby predetermined position.
  • the coordinates of the notch 1 1b of the wafer 11 detected by the position detector 35 are as shown in FIG. 6 when the wafer 11 is rotated 360 degrees in the direction E from the state of FIG. , (X 2, Y 2, ⁇ 2).
  • the predetermined position in the vicinity of is, for example, as shown in FIG. 6, (X3, Y3) with respect to the origin in the coordinate system of the XY table 21.
  • the micro inspection unit 39 uses a predetermined program created in advance to replace the notch 11b of the wafer 11 at the current position (X2, Y2, ⁇ 2) with the position of the (X3, Y3). Then, the rotation angle of the rotary table 13 and the XY drive amount of the XY table 21 that can be moved to are calculated.
  • the rotary table 13 is rotated by the calculated rotation angle and the XY drive amount, and the XY table 21 is moved in the X and Y directions.
  • the notch 11b of the wafer 11 moves to a predetermined position (X3, Y3) near the objective lens of the microscope 31, and the microscopic inspection of the notch 11b by the microscope 31 is performed.
  • the pre-alignment unit 37 performs briar alignment, which is a rough alignment of the wafer 11, when the discrimination unit 33 determines that the notch 11b of the wafer 11 does not exist.
  • the bri-alignment unit 37 positions the wafer 11 at a predetermined position of the wafer inspection apparatus using the coordinates of the reference notch 11a of the wafer 11 detected by the position detection unit 35.
  • the coordinates of the reference notch 11a of the wafer 11 detected by the position detection unit 35 are as shown in FIG. 7 when the wafer 11 is rotated 360 degrees in the direction E from the state of FIG. , (XI, Y1, ⁇ 1).
  • the predetermined position where the reference notch 11a of the wafer 11 should be located is, for example, (X5, Y5) with respect to the origin in the coordinate system of the XY table 21, as shown in FIG. .
  • the pre-alignment unit 37 sets the reference notch 11a of the wafer 11 at the current position (X1, Y1, ⁇ 1) to (X5, Y5 ) Calculate the rotation angle of the rotary table 13 and the XY drive amount of the XY table 21 that can be moved to the position (1).
  • the rotary table 13 is rotated by the calculated rotation angle and the XY drive amount, and the XY table 21 is moved in the X and Y directions.
  • the reference notch 11a of the wafer 11 moves to (X5, Y5), which is the alignment position. Then, it is moved to the next step from this position by a transport device (not shown).
  • the bri-alignment unit 37 determines the rotation center of the wafer 11 from the shape of the outer peripheral edge of the wafer 11 detected by the position detection unit 35, as shown in FIG. It has a function of performing pre-alignment while correcting the deviation between the rotation center of the wafer 11 and the center of the rotation axis. Using this function enables more accurate pre-alignment.
  • the wafer inspection apparatus In the above-described wafer inspection apparatus, light is projected on the outer peripheral edge of the wafer 11 placed on the rotary table 13, and the light projected on the outer peripheral edge of the wafer 11 is detected by the detector 29. Since the reference notch 11a of the wafer 11 and the notch 11b other than the reference notch 11a are determined from the detection signal S1 of the detection unit 29, the wafer 11 The chipped portion 1 1b of the outer peripheral edge portion can be detected quickly and reliably. Therefore, in the processing step of the semiconductor process, for example, it is possible to prevent the wafer 11 from being broken by heat treatment such as baking (prevention of breakage caused by the chipped portion 11b).
  • the detection signal S1 is differentiated, and the reference notch 11a and the notch 11b are determined based on the differential value. It is possible to determine the portion 11a and the missing portion 11b.
  • the notch lib of the wafer 11 was moved to a predetermined position near the microscope 31 using the coordinates of the notch 1 lb of the wafer 11 detected by the position detection unit 35, so that Micro inspection can be performed easily and reliably.
  • the pre-alignment of the wafer 11 is performed by the pre-alignment unit 37 when there is no chipped portion 1 b in the wafer 11 placed on the turntable 13. Therefore, the preparation of the wafer 11 can be performed easily and reliably.
  • the reference notch 11 a and the reference notch 11 a of the wafer 11 are determined based on the value of the differential signal of the notch 11 b of the wafer 11 (ie, the shape of the notch 11 b).
  • the notch 1 1b other than the notch 1 1a is determined
  • the present invention is not limited to such an embodiment, and the quality of the wafer 11 can be determined from the relative position of the reference notch 11 a and the notch 11 b of the wafer 11. That is, in general, the wafer 11 has a crystal structure, and even if the wafer 11 has a chip P 1 1b, the chip 11 1b may not be formed depending on the relative positional relationship with the reference notch 11a. There are locations where blasting does not occur.
  • the position detecting unit 35 detects the coordinates of the reference notch 11 a of the wafer 11 placed on the turntable 13 and the coordinates of the notch lib, and the discriminating unit 33 detects the notch. It is possible to determine whether the wafer 11 is good or not by determining whether or not the coordinate position of 1 1b exists in the range of an angle 07 to ⁇ 8 with respect to the reference notch 11a of the wafer 11. It becomes possible.
  • the present invention is not limited to this embodiment.
  • the orientation flat formed in 1 may be used as the reference notch 11a.
  • the light projecting system 23 is disposed above the outer periphery of the wafer 11, and the light emitted from the outer periphery of the wafer 11 is detected by the detecting unit 2 disposed below the outer periphery of the wafer 11.
  • the present invention is not limited to such an embodiment.
  • the detection unit 29 may detect light reflected on the outer periphery of the wafer 11 by the detection unit 29. good.
  • the inspection light from the light projecting means is emitted to the outer peripheral edge of the semiconductor wafer mounted on the rotary table, and the inspection light emitted to the outer peripheral edge is detected by the detecting means. You. Then, the defect of the outer peripheral edge portion of the semiconductor wafer is determined from the detection signal of the detecting means by the determining means. This makes it possible to quickly and reliably detect a defect at the outer edge portion of the semiconductor wafer.
  • the discriminating means discriminates the reference notch of the semiconductor wafer and the notch other than the reference notch from the detection signal of the detecting means. As a result, even if the reference notch exists, the notch at the outer peripheral edge of the semiconductor wafer can be quickly and reliably detected.

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Abstract

本発明は、外周エッジ部に形成されたプリアライメント用の基準切欠部を有する半導体ウエハが載置され、半導体ウエハを回転させる回転テーブルと、半導体ウエハの面の垂直方向に配置され、回転テーブルに載置された半導体ウエハの外周エッジ部の欠陥を検査するために検査光を照射する投光手段と、外周エッジ部を挟み込むように投光手段と対面するように配置し、外周エッジ部からの検査光を受光し、外周エッジ部の欠陥情報を含む検出信号を出力する検出手段と、検出手段からの検出信号に基づき、半導体ウエハの基準切欠部とそれ以外の欠陥とを判別する判別手段とを備えることを特徴とし、半導体ウェハの外周エッジ部の欠陥を迅速かつ確実に検出することができる。

Description

明細書 ウェハ検査装置 技術分野
本発明は、 ウェハ検查装置に係わり、 特に、 半導体ウェハの外周エッジ部の破 損を検査するウェハ検査装置に関する。 背景技術
従来、 半導体ウェハの外周エッジ部の欠陥の検査は、 検查者が、 ウェハに照明 系で光を照射し、 直接ウェハの外周を目視し、 欠け部 （欠け、 傷などの端部の欠 陥） を検出することにより行われている。
一方、従来、特開平 9一 2 6 9 2 9 8号公報に開示される技術が知られている。 この従来の技術は、 ウェハの端部欠陥検査装置であり、 ウェハの外周エッジ部 の欠け （クラック） があるか否かを検査するものである。 この端部欠陥検査装置 は、 ウェハの外周エッジ部の端面に平行光を垂直入射させて、 その端面からの反 射光のうち高次の回折光を楕円鏡により集光して検出し、 この回折光の強度及び /又は周波数成分より当該端面の欠陥、 性状を特定して検査するものである。
しかしながら、 'この端面欠陥検査装置は、 ウェハの外周エッジ部の端面の欠け 以外の微細なキズをも感度良く検出してしまい、 その結果、 不良品に至らない欠 陥をも検出してしまうことがある。 また、 この端面欠陥検査装置では、 高次の回 折光を発生しないような平面的な欠けを発見できない場合がある。
以下、 本発明に関連する先行技術文献を列記する。
(特許文献 1 ) 特開平 9一 2 6 9 2 9 8号公報 発明の開示
本発明の目的は、 半導体ウェハの外周エッジ部の欠け部 （欠陥） を迅速かつ確 実に検出することにある。
本発明のウェハ検査装置の一形態では、 回転テーブルに载置された半導体ゥェ ハの外周ェッジ部に投光手段からの検査光が投光され、 外周ェッジ部に投光され た検査光が検出手段により検出される。 そして、 判別手段により検出手段の検出 信号から半導体ウェハの外周エッジ部の欠陥が判別される。 従って、 半導体ゥェ ハの外周ェッジ部の欠陥を迅速かつ確実に検出できる。
本発明のウェハ検査装置の別の一形態では、 判別手段により検出手段の検出信 号から半導体ウェハの基準切欠部と、 基準切欠部以外の欠け部とが判別される。 従って、 基準切欠部が存在しても半導体ゥェハの外周ェッジ部の欠け部を迅速か つ確実に検出することができる。 .
本発明のウェハ検査装置の別の一形態では、 検出信号を微分し、 微分値に基づ いて基準切欠部と欠け部との判別が行われる。 従って、 高い精度で基準切欠部と 欠け部との判別を行うことができる。
本発明のウェハ検査装置の別の一形態では、 位置検出手段により基準切欠部を 基準にして半導体ウェハの欠け部の座標が求められる。 そして、 位置検出手段で 検出された半導体ウェハの欠け部の座標を用レヽて、 半導体ウェハの欠け部が所定 の位置に移動されミクロ検査が行われる。 従って、 ミクロ検査を容易， 確実に行 うことができる。
本発明のウェハ検査装置の別の一形態では、 判断手段により半導体ウェハの基 準切欠部と欠け部の相対位置から半導体ウェハの良否が判断される。 従って、 破 壌が起こるおそれがない欠け部の存在により半導体ウェハが利用できなくなるこ とを有効に防止できる。 .
本発明のウェハ検査装置の別の一形態では、 回転テーブルに載置された半導体 ウェハに欠け部が存在しない時に、 プリアライメント手段により半導体ウェハの ブリアライメントが行われる。従って、 半導体ウェハのブリアライメントを容易， 確実に行うことができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明のウェハ検査装置の一実施形態を示す側面図である。
図 2は、 図 1のウェハ検査装置を示す上面図である。
図 3は、 図 1の検出部により検出された検出信号を示す説明図である。 図 4は、 図 1のウェハ検查装置を示すブロック図である。
図 5は、 図 3の検出信号を微分した微分信号を示す説明図である。
図 6は、 ミクロ検査を行う時の座標を示す説明図である。
図 7は、 ブリアライメントを行う時の座標を示す説明図である。
図 8は、 欠け部が存在しても破壌が起きない基準切欠部と欠け部との相対位置 関係を示す説明図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図 1および図 2は、 本発明のウェハ検査装置の一実施形態を示している。
この実施形態のウェハ検査装置は、 半導体ウェハ基板 （以下ウェハという） 1 1を载置する回転テーブル 1 3を有している。
回転テーブル 1 3は、 回転軸 1 5を介して回転部 1 7に支持されている。
回転部 1 7には、 回転軸 1 5を回転するモータ 1 9が配置されている。
回転部 1 7は、 X Yテーブル 2 1上に载置され、 図 2に示すように、 X方向お よび Y方向に移動可能とされている。
ウェハ 1 1の一方の側の外周エッジ部上方には、 図 1に示すように、 回転テー ブル 1 3に載置されたウェハ 1 1の外周エッジ部に光を投光する投光系 2 3が配 置されている。
この投光系 2 3は、 光源 2 5とレンズ 2 7とを有している。
光源 2 5には、発光ダイォードゃレーザダイォード等を使用することができる。 レンズ 2 7は、 光源 2 5からの光を平行光にして、 ウェハ 1 1の外周に投光す る。
ウェハ 1 1の投光系 2 3が配置された側の外周ェッジ部下方には、 回転テープ ル 1 3に載置されたウェハ 1 1の外周に投光された光を受光する検出部 2 9が配 置されている。
この実施形態では、 検出部 2 9には、 光の陰陽の境界部を検出する C C Dセン サが使用されている。 すなわち、 検出部 2 9は、 ウェハ 1 1により遮光されなか つた透過光の光量を検出する。 ウェハ 1 1面の上方の投光系 2 3と反対側には、 ウェハ 1 1のミクロ検査を行 うための顕微鏡 3 1が配置されている。
上述したウェハ検査装置では、 回転テーブル 1 3上にウェハ 1 1を載置し、 回 転部 1 7のモータ 1 9により回転軸 1 5を回転することにより、 ウェハ 1 1が回 転される。
そして、 ウェハ 1 1を回転する前に、 光源 2 5が点灯され、 投光系 2 3からの 光が、 ウェハ 1 1の外周エッジ部に投下され、 一部をウェハ 1 1の外周エッジ部 により遮光された光が検出部 2 9により検出される。
なお、 この実施形態では、 図 2に示したように、 ウェハ 1 1の外周エツジ部に は、 ノッチからなる基準切欠部 1 1 aが形成されている。 さらに、 基準切欠部 1 1 a以外に、 欠陥である欠け部 1 1 bが存在している。
回転テーブル 1 3上には、 図 2の状態でウェハ 1 1が載置され、 この状態から 図 2の矢符 E方向に回転される。
そして、 回転テーブル 1 3の回転前の状態では、 基準切欠部 1 1 aが測定開始 点 Sから角度 6 1の位置に、 欠け部 1 1 bが角度 0 2の位置に存在している。 図 3は、 投光系 2 3の光源 2 5を点灯した状態で、 ウェハ 1 1を測定開始点 S から 1回転した時に、 検出部 2 9により検出される検出信号 S 1の一例を示して いる。 ·
図 3において、 横軸はウェハ 1 1の回転角度、 すなわち、 回転テーブル 1 3の 0座標値を示しており、 縦軸は、 C C Dからなる検出部 2 9からの検出信号の値 を示している。
検出部 2 9からの検出信号 S 1の値は、 検出部 2 9である C C Dに投影された 暗部 （ウェハ 1 1の外周部により遮光された部分） と明部 （ウェハ 1 1の外周部 により遮光されない部分） との境界位置に対応している。
この実施形態では、 回転テーブル 1 3の回転軸 1 5の中心と、 ウェハ 1 1の中 心とが完全に一致していないため、 図 3に示すように、 縦軸の検出信号 S 1の値 は、 ウェハ 1 1の回転に伴い円弧状に緩やかに変化している。
また、 図 3に示されるように、 検出信号 S 1中には、 ノッチからなる基準切欠 部 1 1 aと、 基準切欠部 1 1 a以外の欠け部 1 1 bが検出されている。 図 4は、 上述したウェハ検査装置のプロック図を示している。
このウェハ検査装置は、 判別部 3 3、 位置検出部 3 5、 ブリアライメント部 3 7およびミクロ検査部 3 9を有している。
判別部 3 3は、 検出部 2 9の検出信号 S 1を入力し、 検出信号 S 1に基づいて ウェハ 1 1の基準切欠部 1 4 aと、 基準切欠部 1 1 a以外の欠け部 1 1 bとを判 別する。
この実施形態では、 判別部 3 3は、 検出信号 S 1を ί敫分し、 微分値に基づいて 基準切欠部 1 1 aと欠け部 1 1 bとの判別を行う。
図 5は、 図 3に示した検出信号 S 1を微分した微分信号を示すもので、 横軸は ウェハ 1 1の角度位置、 すなわち、 回転テーブル 1 3の Θ座標値を示しており、 縦軸は、 微分値を示している。
ノッチからなる基準切欠部 1 1 aは、 予め所定の寸法および形状に形成されて いるため、 同一種類のウェハ 1 1では、 基準切欠部 1 1 aの寸法および形状はほ ぼ同一となる。 したがって、 微分信号の形状 （微分値の変化） も、 同一種類のゥ ェハであれば、 ほぼ同一となる。 微分値の変化は、 図 5に示す幅 W 1と高さ H 1 とで示される。
そして、 このような基準切欠部 1 1 aの微分値の変化を示す値は、 予め判別部 3 3に記憶されている。
一方、 欠け部 1 l bの形状は、 状況に応じて異なった形状となるが、 一般に、 欠け部 1 1 bの微分値の変化を示す値である幅 W 2と高さ H 2は、 基準切欠部 1 1 aの微分値の変化を示す値である幅 W 1と高さ H Iと大きく異なっている。 従って、 判別部 3 3は、 記憶された ¾準切欠部 1 1 aの微分値の変化を示す幅 W 1と高さ H Iの値と、 微分信号から求めた微分値の変化を示す幅、 高さの値と をそれぞれ比較することによって、 その微分値の変化箇所が基準切欠部 1 1 aで あるのか、 欠け部 1 1 bであるのかを判断する。 具体的には、 微分信号から求め た幅 W 2が、 予め記憶された W 1の値と比べて、 許容範囲に入っているか否かを 判断する。 そして、 微分信号から求めた高さ H 2が、 予め記憶された H Iの値と 比べて、 許容範囲に入っているか否かを判断する。 両方の値が許容範囲に入って いれば、 その部分は、 基準切欠部 1 l aであると判断する。 いずれかが許容範囲 に入っていなければ、 その部分は、 欠陥である欠け部 1 1 bであると判断する。 なお、 検出可能な欠け部 1 1 bのサイズは、 検出部 2 9である C CDの分解能 に基本的に依存するが、 光学系の配置により、 C CDの分解能より小さい欠け部 l i bが検出可能である。
位置検出部 3 5は、 回転テーブル 1 3に載置されたウェハ 1 1の基準切欠部 1
1 aおよぴ欠け部 1 1 bの座標を検出する。
位置検出部 3 5には、 検出部 2 9からの検出信号 S 1に対応して、 回転テープ ノレ 1 3の 6座標を示す信号および XYテーブル 2 1の XY座標を示す信号が入力 ' されている。 回転テーブル 1 3の 0座標を示す信号は、 回転部 1 7から出力され る信号であり、 XYテーブル 2 1の XY座標を示す信号は、 XYテーブル 2 1か ら出力される信号である。
そして、 これらの信号に基づいて、 図 3の検出信号 S 1の各信号位置に対応さ せて回転テーブル 1 3の 0座標、 および XYテーブル 2 1の XY座標が記憶され る。
そして、 判別部 3 3から欠け部 1 1 bと判断する信号が入力されると、 位置検 出部 3 5は、欠け部 1 1 bに対応する 6座標および XY座標を検出する。そして、 欠け部 l i bに対応する Θ座標おょぴ XY座標の情報は、 ミク口検査部 3 9へ出 力される。
ミク口検査部 3 9は、 判別部 3 3によりウェハ 1 1に欠け部 1 1 bが存在する と判断された時に、 顕微鏡 3 1でウェハ 1 1の欠け部 1 1 bをミク口検査するた めに、 ウェハ 1 1の欠け部 1 1 bを顕微鏡 3 1の対物レンズ 3 1 aの近傍の所定 の位置に移動させる。
ミクロ検査部 3 9は、 位置検出部 3 5で検出されたウェハ 1 1の欠け部 1 l b の座標を用いて、 ウェハ 1 1の欠け部 1 1 bを顕微鏡 3 1の対物レンズ 3 1 aの 近傍の所定の位置に移動させる。
位置検出部 3 5で検出されたウェハ 1 1の欠け部 1 1 bの座標は、 ウエノヽ 1 1 が図 2の状態から E方向に 3 6 0度回転した状態では、図 6に示すように、（X 2, Y 2, Θ 2) となっている。
—方、 ウェハ 1 1の欠け部 1 1 bを位置させるべき、 顕微鏡 3 1の対物レンズ の近傍の所定の位置は、 例えば、 図 6に示すように、 XYテーブル 21の座標系 において原点に対して （X3, Y 3) とされている。
そこで、 ミクロ検査部 39は、 予め作成された所定のプログラムにより、 現在 (X 2, Y2, Θ 2) の位置にあるウェハ 1 1の欠け部 1 1 bを、 （X3， Y 3) の位置に移動させることができるような、 回転テーブル 1 3の回転角および XY テーブル 21の XY駆動量を演算する。
そして、 この演算された回転角， XY駆動量だけ回転テーブル 1 3を回転し、 且つ、 XYテーブル 21を X方向， Y方向に移動する。 その結果、 ウェハ 1 1の 欠け部 11 bが顕微鏡 31の対物レンズの近傍の所定の位置である （X3, Y3) まで移動し、 顕微鏡 31による欠け部 1 1 bのミクロ検査が行われる。
プリアライメント部 37は、 判別部 33によりウェハ 1 1の欠け部 1 1 bが存 在しないと判断された時に、 ウェハ 1 1の概略的な位置合わせであるブリアライ メントを行う。
このブリアライメント部 37は、 位置検出部 35で検出されたウェハ 1 1の基 準切欠部 1 1 aの座標を用いて、 ウェハ 1 1をウェハ検査装置の所定の位置に位 置させる。
すなわち、 位置検出部 35で検出されたウェハ 1 1の基準切欠部 1 1 aの座標 は、 ウェハ 1 1が図 2の状態から E方向に 360度回転した状態では、 図 7に示 すように、 （X I, Y1, Θ 1) となっている。
一方、 ウェハ 1 1の基準切欠部 11 aを位置させるべき所定の位置は、例えば、 図 7に示すように、 XYテーブル 21の座標系において原点に対して （X5, Y 5) とされている。
そこで、ブリアライメント部 37は、予め作成された所定のプログラムにより、 現在（X 1, Y 1， θ 1) の位置にあるウェハ 1 1の基準切欠部 1 1 aを、 （X 5， Y 5) に移動させることができるような回転テーブル 1 3の回転角および XYテ 一プル 21の XY駆動量を演算する。
そして、 この演算された回転角， XY駆動量だけ回転テーブル 1 3を回転し、 且つ、 XYテーブル 21を X方向， Y方向に移動する。 その結果、 ウェハ 1 1の 基準切欠部 1 1 aがブリアライメント位置である （X5, Y5) に移動する。 そして、 この位置から図示しない搬送装置により、 次工程に移動される。
なお、 この実施形態では、 ブリアライメント部 3 7は、 図 3に示したように、 位置検出部 3 5で検出されたウェハ 1 1の外周エッジ部の形状から、 ウェハ 1 1 の回転中心を求め、 ウェハ 1 1の回転中心と回転軸の中心との偏差を補正しなが らプリアライメントを行う機能を有している。 この機能を使用することにより、 より正確なプリアライメントが可能になる。
上述したウェハ検査装置では、 回転テーブル 1 3に載置されたウェハ 1 1の外 周エッジ部に光を投光し、 ウェハ 1 1の外周エッジ部に投光された光を検出部 2 9により検出し、 検出部 2 9の検出信号 S 1からウェハ 1 1の基準切欠部 1 1 a と、 基準切欠部 1 1 a以外の欠け部 1 1 bとを判別するようにしたので、 ウェハ 1 1の外周エッジ部の欠け部 1 1 bを迅速かつ確実に検出することができる。 従って、 半導体プロセスの処理工程において、 例えば、 ベーク等の熱処理によ りウェハ 1 1が破壊することを未然に防止 （欠け部 1 1 bに起因する破壊防止） することができる。
また、 半導体プロセスの初期工程において欠け部 1 l bを確実に検出すること により、 膜成生工程が無駄になることを防止することができる。
また、 上述したウェハ検查装置では、 検出信号 S 1を微分し、 微分値に基づい て基準切欠部 1 1 aと欠け部 1 1 bとの判別を行うようにしたので、 高い精度で 基準切欠部 1 1 aと欠け部 1 1 bとの判別を行うことができる。
さらに、 位置検出部 3 5で検出されたウェハ 1 1の欠け部 1 l bの座標を用い て、 ウェハ 1 1の欠け部 l i bを顕微鏡 3 1の近傍の所定の位置に移動するよう にしたので、 ミクロ検査を容易， 確実に行うことができる。
また、 上述したウェハ検査装置では、 回転テーブル 1 3に載置されたウェハ 1 1に欠け部 1 1 bが存在しない時に、 プリアライメント部 3 7によりウェハ ·1 1 のプリアライメントを行うようにしたので、 ウェハ 1 1のプリァライメントを容 易， 確実に行うことができる。
なお、 上述した実施形態では、 ウェハ 1 1の欠け部 1 1 bの微分信号の値 （す なわち欠け部 1 1 bの形状） に基づいてウェハ 1 1の基準切欠部 1 1 aと、 基準 切欠部 1 1 a以外の欠け部 1 1 bとを判別するようにした例について説明したが、 本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、 ウェハ 1 1の基準切欠部 1 1 aと欠け部 1 1 bの相対位置からウェハ 1 1の良否を判断することができる。 すなわち、 一般にウェハ 1 1は、 結晶構造をしており、 ウェハ 1 1に欠け咅 P 1 1 bが存在しても、 基準切欠部 1 1 aとの相対位置関係によっては、 欠け部 1 1 bからの破壌が起こらない位置が存在する。
すなわち、 図 8に示すように、 例えば、 基準切欠部 1 1 aに対して、 欠け部 1 1 bが、 角度 0 7から Θ 8の範囲に存在する時には、 欠け部 1 1 bが存在しても 破壌が起こるおそれがない。
そこで、 位置検出部 3 5により回転テーブル 1 3に載置されたウェハ 1 1の基 準切欠部 1 1 aの座標おょぴ欠け部 l i bの座標を検出し、 判別部 3 3により、 欠け部 1 1 bの座標位置が、 ウェハ 1 1の基準切欠部 1 1 aに対して角度 0 7か ら Θ 8の範囲に存在するかを判断することにより、 ウェハ 1 1の良否を判断する ことが可能となる。
すなわち、 欠け部 1 1 bの座標位置が、 ウェハ 1 1の基準切欠部 1 1 aに対し て角度 6 7から Θ 8の範囲に存在する場合には、 ウェハ 1 1は異常なしとされ、 角度 6 7から 0 8の範囲を外れている場合には、 ウェハ 1 1は異常であると判断 される。
このようにすることにより、 欠け部 1 1 bの存在によりウェハ 1 1が利用でき なくなることを有効に防止することができる。
なお、 上述した実施形態では、 ウェハ 1 1に形成されるノッチを基準切欠部 1 1 aにした例について説明したが、 本発明はかかる実施形態に限定されるもので はなく、 例えば、 ウェハ 1 1に形成されるオリエンテーションフラットを基準切 欠部 1 1 aにしても良い。
また、上述した実施形態では、 ウェハ 1 1の外周の上方に投光系 2 3を配置し、 ウェハ 1 1の外周からの投下光を、 ウェハ 1 1の外周の下方に配置される検出部 2 9により検出した例について説明したが、 本発明はかかる実施形態に限定され るものではなく、 例えば、 ウェハ 1 1の外周で反射された反射光を検出部 2 9に より検出するようにしても良い。
以上、 本発明について詳細に説明してきたが、 上記の実施形態およびその変形 例は発明の一例に過ぎず、 本発明はこれに限定されるものではない。 本発明を逸 脱しない範囲で変形可能であることは明らかである。 産業上の利用の可能性
本発明のウェハ検査装置では、 回転テーブルに載置された半導体ウェハの外周 ェッジ部に投光手段からの検査光が投光され、 外周ェッジ部に投光された検査光 が検出手段により検出される。 そして、 判別手段により検出手段の検出信号から 半導体ウェハの外周エッジ部の欠陥が判別される。 これにより、 半導体ウェハの 外周ェッジ部の欠陥を迅速かつ確実に検出することができる。
本発明のウェハ検査装置では、 判別手段により検出手段の検出信号から半導体 ウェハの基準切欠部と、 基準切欠部以外の欠け部とが判別される。 これにより、 基準切欠部が存在しても半導体ウェハの外周エッジ部の欠け部を迅速かつ確実に 検出することができる。

Claims

請求の範囲
( 1 ) 半導体ウェハが載置され、 前記半導体ウェハを回転させる回転テーブル と、
前記半導体ウェハの面の垂直方向に配置され、 前記回転テーブルに載置された 前記半導体ウェハの外周エツジ部の欠陥を検査するために検査光を照射する投光 手段と、
前記外周ェッジ部を挟み込むように前記投光手段と対面するように配置し、 前 記外周エッジ部からの検査光を受光し検出信号を出力する検出手段と、
前記検出手段からの検出信号に基づき、 前記半導体ウェハの外周エッジ部の欠 陥を判別する判別手段と、
を備えることを特徴とするウェハ検査装置。
( 2 ) 外周エツジ部に形成されたブリアライメント用の基準切欠部を有する半 導体ウェハが載置され、 前記半導体ウェハを回転させる回転テーブルと、
前記半導体ウェハの面の垂直方向に配置され、 前記回転テーブルに載置された 前記半導体ウェハの外周エッジ部の欠陥を検査するために検査光を照射する投光 手段と、
前記外周エッジ部を挟み込むように前記投光手段と対面するように配置し、 前 記外周エツジ部からの検查光を受光し、 前記外周ェッジ部の欠陥情報を含む検出 信号を出力する検出手段と、
前記検出手段からの検出信号に基づき、 前記半導体ウェハの基準切欠部とそれ 以外の前記欠陥とを判別する判別手段と、
を備えることを特徴とするウェハ検査装置。
( 3 ) 請求項 2記載のウェハ検查装置において、
前記判別手段は、 前記検出信号を微分し、 微分値に基づいて前記基準切欠部と 前記欠陥部との判別を行うことを特徴とするウェハ検査装置。
( 4 ) 請求項 2または請求項 3記載のウェハ検查装置において、
前記基準切欠部を基準にして前記ウェハの前記欠陥部の座標を検出する位置検 出手段を有することを特徴とするウェハ検査装置。
( 5 ) 請求項 4記載のウェハ検査装置において、
前記位置検出手段で検出された前記ウェハの前記欠陥部の座標を用いて前記欠 陥部のミク口検査を行うことを特徴とするウェハ検査装置。
( 6 ) 請求項 2記載のウェハ検査装置において、
前記回転テーブルに載置された前記ウェハの前記基準切欠部の座標および前記 欠陥部の座標を検出する位置検出手段と、
前記ウェハの前記基準切欠部と前記欠陥部の座標位置から前記ウェハの良否を 判断する判断手段と、
を有することを特徴とするウェハ検査装置。
( 7 ) 請求項 1から請求項 6のいずれか 1項記載のウェハ検査装置において、 前記判別手段により前記欠陥が検出されない時に、 前記ウェハのプリアライメ ントを行うブリアライメント手段を有することを特徴とするウェハ検査装置。
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