WO2025191982A1 - 外観検査装置および外観検査装置の制御方法 - Google Patents

外観検査装置および外観検査装置の制御方法

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WO2025191982A1
WO2025191982A1 PCT/JP2024/046198 JP2024046198W WO2025191982A1 WO 2025191982 A1 WO2025191982 A1 WO 2025191982A1 JP 2024046198 W JP2024046198 W JP 2024046198W WO 2025191982 A1 WO2025191982 A1 WO 2025191982A1
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wafer
air blowing
air
semiconductor wafer
unit
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PCT/JP2024/046198
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達也 越智
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Toray Engineering Co Ltd
Tasmit Inc
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Toray Engineering Co Ltd
Tasmit Inc
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Publication date
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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
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/70—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping

Definitions

  • This invention relates to an appearance inspection device and a control method for the appearance inspection device, and in particular to an appearance inspection device and a control method for the appearance inspection device for detecting defects in wafers based on appearance images.
  • Patent Document 1 Conventionally, visual inspection devices for detecting wafer defects based on visual images have been known (see, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 discloses a defect inspection device that inspects wafers for defects based on captured images of the wafer as an object.
  • the wafer is placed on a table on a stage made up of a combination of an XY stage, a Z stage, and other stages, and as the stage moves, repeating patterns on the chip can be imaged using a camera.
  • the wafer placement surface on the table is provided with, for example, a negative pressure suction means that generates a suction force to secure the wafer to the table.
  • a negative pressure suction means that generates a suction force to secure the wafer to the table.
  • This invention was made to solve the above-mentioned problems, and one object of this invention is to provide an appearance inspection device and an appearance inspection method that can fix a wafer by suction to a table even if the wafer is warped.
  • the appearance inspection device comprises an imaging unit that captures an appearance image of the wafer, a table that adsorbs the wafer on the wafer placement surface in order to place and secure the wafer, a defect detection unit that detects defects in the wafer based on the appearance image, and an air blowing unit that blows air onto the wafer, the air blowing unit being capable of changing its position relative to the table, and configured to blow air onto the wafer placed on the surface of the table to press it against the surface of the table when adsorbing the wafer on the placement surface in order to assist in securing the wafer to the table.
  • this visual inspection device is configured to blow air against the surface of the table to press the wafer placed on the table surface against the surface of the table when sucking the wafer on the mounting surface, in order to assist in securing the wafer to the table.
  • the air blown against the surface of the table corrects the warpage of the wafer. This prevents a gap from forming between the table and the wafer, and allows the wafer to be sucked and secured to the stage even if it is warped.
  • the air blowing unit is configured to be able to change its position relative to the table, thereby enabling it to accommodate various states of wafer warpage.
  • the air blowing unit is preferably configured to include a compressed air blowing unit that blows compressed air as the air.
  • the visual inspection device preferably further comprises an elevation mechanism that moves the air blowing unit up and down so that its position relative to the table can be changed.
  • moving the air blowing unit upward allows air to be blown over a wide area of the wafer.
  • the wafer warpage can be properly corrected and the wafer can be suction-fixed to the stage.
  • moving the air blowing unit downward allows air to be blown strongly onto a portion of the wafer.
  • the wafer warpage can be properly corrected and the wafer can be suction-fixed to the stage.
  • by changing the air blowing method depending on the state of the wafer warpage warpage can be corrected for various types of wafer warpage, and the wafer can be properly suction-fixed to the stage.
  • the air blowing unit is preferably configured so that its position relative to the table can be changed, and at least one of the air blowing pressure and air blowing time can be changed.
  • the air blowing pressure or air blowing time can be changed in addition to the relative position between the air blowing unit and the table, depending on the state of wafer warpage.
  • the visual inspection device preferably further comprises a negative pressure measurement unit that measures the negative pressure as the suction force of the wafer to the table when the table is suctioning the wafer, and a blowing control unit that controls the air blowing unit to blow air when the magnitude of the negative pressure measured by the negative pressure measurement unit does not exceed a predetermined threshold value.
  • the visual inspection device is preferably configured to further include a horizontal movement mechanism that moves the air blowing unit horizontally, allowing the position relative to the table to be changed.
  • a horizontal movement mechanism that moves the air blowing unit horizontally, allowing the position relative to the table to be changed.
  • the air blowing unit is preferably configured to be movable horizontally by a horizontal movement mechanism while blowing air. This allows the blowing position to be changed and air to be blown simultaneously, making it possible to efficiently correct wafer warpage and efficiently shorten the time required for the process of adsorbing and fixing the wafer to the table.
  • the air blowing unit is preferably configured to blow air onto the wafer placed on the surface of the table while moving the air blowing unit horizontally along a predetermined trajectory using a horizontal movement mechanism.
  • air can be appropriately blown onto the wafer by setting the trajectory according to the state of warping of the wafer, which differs depending on the type of wafer processing.
  • multiple air blowing units are provided, and the multiple air blowing units are configured to blow air to different locations on the wafer placed on the surface of the table.
  • the control method for an appearance inspection device includes the steps of placing a wafer, sucking the wafer to secure it to the mounting surface, blowing air onto the wafer so as to press it against the mounting surface when sucking the wafer to help secure the wafer to the mounting surface, and changing the position at which the air is blown onto the wafer.
  • the control method for a visual inspection device includes a step of blowing air against the wafer mounting surface when sucking the wafer to assist in fixing the wafer to the mounting surface.
  • the air blown against the wafer mounting surface corrects the warp, eliminating any gap between the table and the wafer, and allowing the wafer to be sucked and fixed to the table even if it is warped.
  • the state of warping varies depending on the wafer processing step, it may be difficult to suck and fix the wafer to the table simply by blowing air from a fixed position. Therefore, by changing the position at which air is blown onto the wafer, a control method for a visual inspection device can be provided that can accommodate various states of wafer warpage.
  • the present invention provides an appearance inspection device and a control method for an appearance inspection device that can fix a wafer to a table by suction even when the wafer is warped.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a visual inspection apparatus according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a block diagram for explaining the configuration of control by a control unit according to the first embodiment.
  • 5A to 5C are diagrams for explaining a method of fixing a semiconductor wafer to a table according to the first embodiment.
  • 1A and 1B are diagrams for explaining the state of warpage of a semiconductor wafer according to the first embodiment, in which (a) is a diagram of upwardly convex warpage of a semiconductor wafer, and (b) is a diagram of upwardly concave warpage of a semiconductor wafer.
  • 1A to 1C are diagrams for explaining the state of warpage of an actual semiconductor wafer according to the first embodiment.
  • 1A to 1C are diagrams for explaining the transfer of a semiconductor wafer onto lift pins by a robot arm according to the first embodiment.
  • 3A to 3C are diagrams for explaining the placement of a semiconductor wafer on lift pins according to the first embodiment.
  • 3A to 3C are diagrams for explaining placement of a semiconductor wafer on a table according to the first embodiment.
  • 5A to 5C are diagrams for explaining the blowing of compressed air onto a semiconductor wafer according to the first embodiment.
  • 10A and 10B are diagrams for explaining the blowing of compressed air onto a semiconductor wafer when the air blowing unit is raised according to the first embodiment.
  • 10A and 10B are diagrams for explaining the blowing of compressed air onto a semiconductor wafer when the air blowing unit is lowered according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram for explaining the configuration of control by a control unit according to a second embodiment.
  • 10A and 10B are diagrams for explaining the blowing of compressed air onto a semiconductor wafer before the air blowing unit is moved in the horizontal direction according to the second embodiment.
  • 10A and 10B are diagrams for explaining the blowing of compressed air onto the semiconductor wafer after the air blowing unit is moved in the horizontal direction according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a plan view illustrating a predetermined trajectory according to the second embodiment. 10 is a diagram showing the start of air blowing when the air blowing unit blows air onto the semiconductor wafer along a preset trajectory according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing the state when air blowing is completed in the case where the air blowing unit blows air onto the semiconductor wafer along a preset trajectory according to the second embodiment.
  • FIG. FIG. 10 is a diagram showing a visual inspection device equipped with a plurality of air blowing units according to a third embodiment.
  • 1A and 1B are diagrams showing a modified appearance inspection device in which five air blowing units are arranged in a cross shape, respectively; (a) a perspective view of the modified appearance inspection device; and (b) a plan view showing the arrangement of the air blowing units of the modified appearance inspection device.
  • a table 30 on which a semiconductor wafer W is placed is moved horizontally (in the X and Y directions in FIG. 1) by a stage 10, and an imaging unit 20 disposed above the stage 10 (on the Z1 side in FIG. 1) captures an image of the semiconductor wafer W. Then, based on the captured image, a defect detection unit 50 detects defects in the semiconductor wafer W.
  • the table 30 on which the semiconductor wafer W is placed is moved in the X1 direction by the stage 10, and is positioned below the imaging unit 20 (in the Z2 direction).
  • the visual inspection device 100 also includes a stage 10, an imaging unit 20, a table 30, a negative pressure measurement unit 33 (see FIG. 2), an air blowing unit 40, an air blowing unit lifting mechanism 41 (see FIG. 2), a defect detection unit 50, and a control unit 60.
  • the stage 10 moves the table 30 in the X and Y directions in Figure 1.
  • the stage 10 includes an X stage 11 and a Y stage 12.
  • the X stage 11 is configured to move the Y stage 12, which is placed above it, in the left-right direction (X direction) in Figure 1.
  • the Y stage 12 is also configured to move the table 30, which is placed above it, in the depth direction (Y direction) in Figure 1.
  • one side of the X direction will be referred to as the X1 direction, and the other side as the X2 direction.
  • the back side of the Y direction in Figure 1 will be referred to as the Y1 direction, and the front side will be referred to as the Y2 direction.
  • the height direction in Figure 1 will be referred to as the Z direction, and in the Z direction, the upward direction will be referred to as the Z1 direction, and the downward direction will be referred to as the Z2 direction.
  • the table 30 adsorbs the semiconductor wafer W on its mounting surface to place and secure the semiconductor wafer W. Also, as shown in FIG. 6, when placing the semiconductor wafer W on the table 30, the stage 10 moves the table 30 to the X2 side, so that the table 30 is positioned below the air blowing unit 40 (Z2 direction side).
  • the air blowing unit 40 also blows air onto the semiconductor wafer W.
  • the position of the air blowing unit 40 relative to the table 30 can be changed. That is, the relative position in the vertical direction (Z direction) can be changed.
  • the air blowing unit 40 is also configured to blow air so as to press the semiconductor wafer W placed on the surface of the table 30 against the surface of the table 30 when the semiconductor wafer W is suction-attached to the mounting surface, in order to assist in fixing the semiconductor wafer W to the table 30.
  • the air blowing unit 40 is configured to blow compressed air.
  • an air source positive pressure source not shown is connected to the air blowing unit 40, and compressed air from the air source is supplied to the air blowing unit 40.
  • the air blowing unit 40 is an air blower connected to a compressor via an electro-pneumatic regulator that controls air pressure with an electrical signal.
  • the air blowing unit lifting mechanism 41 moves the air blowing unit 40 in the Z direction. This allows the air blowing unit 40 to change its position relative to the table 30.
  • the air blowing unit lifting mechanism 41 moves the air blowing unit 40 up and down (Z direction) using the driving force of a motor.
  • the air blowing unit lifting mechanism 41 is an example of the "lifting mechanism" defined in the claims.
  • the air blowing unit 40 is configured to be able to change both the air blowing pressure and the compressed air blowing time.
  • the table 30 also has a plurality of lift pins 31 (see Figure 6) at the center of the mounting surface on which the semiconductor wafer W is placed, for mounting the semiconductor wafer W transported by the robot arm 70.
  • a fine hole 30a (see Figure 3) is formed in the mounting surface of the table 30 for the semiconductor wafer W.
  • the fine hole 30a is connected to a negative pressure source 32 such as a vacuum pump.
  • a negative pressure measuring unit 33 (see Figures 2 and 3) is also provided to measure the negative pressure as the suction force between the table 30 and the semiconductor wafer W.
  • the imaging unit 20 captures an external image of the semiconductor wafer W.
  • the imaging unit 20 is, for example, a two-dimensional camera.
  • the defect detection unit 50 detects defects in the semiconductor wafer W based on the appearance image captured by the imaging unit 20.
  • the defect detection unit 50 detects defects in the semiconductor wafer W, for example, by comparing an image of a non-defective semiconductor wafer W with the appearance image captured by the imaging unit 20.
  • the control unit 60 controls the stage 10, the negative pressure source 32, the air blowing unit 40, and the air blowing unit lifting mechanism 41.
  • the control unit 60 includes a CPU (Central Processing Unit) as a processor, a ROM (Read Only Memory), and The control unit 60 is a computer that includes a memory (RAM), a RAM (Random Access Memory), a GPU (Graphics Processing Unit), etc., and enables control processing of the equipment. Since the detection of the semiconductor wafer W by the defect detection unit 50 is also a process that can be performed by a computer, the defect detection unit 50 may be configured to be included in the control unit 60.
  • the semiconductor wafer W is fixed to the mounting surface of the table 30 by creating a negative pressure in the fine holes 30a connected to the negative pressure source 32, thereby generating a suction force between the semiconductor wafer W and the mounting surface of the table 30.
  • warpage C may occur in semiconductor wafers W during processing.
  • warpage C in semiconductor wafers W may be a convex warpage C in the upward direction (Z1 direction) as shown in FIG. 4(a) or a concave warpage C in the upward direction (Z1 direction) as shown in FIG. 4(b).
  • the presence of warpage C may create a gap D between the semiconductor wafer W and the mounting surface of table 30, making it impossible to fix the semiconductor wafer W using negative pressure source 32.
  • warpage C in semiconductor wafers W does not occur in one direction across the entire semiconductor wafer W as shown in FIG. 4(a) or 4(b); rather, as shown in FIG. 5, there is a mixture of areas where convex warpage C occurs and areas where concave warpage C occurs. Fixing a semiconductor wafer W having warpage C to the mounting surface of table 30 is described below.
  • step S1 shown in Figure 12 the control unit 60 raises the lift pins 31 on the table 30, as shown in Figure 6. Then, the process proceeds to step S2.
  • step S2 shown in FIG. 12 the control unit 60 places the semiconductor wafer W on the lift pins 31 on the table 30 using the robot arm 70, as shown in FIGS. 7 and 8. Then, the process proceeds to step S3.
  • step S3 shown in FIG. 12 the control unit 60 lowers the lift pins 31 on the table 30, as shown in FIG. 8, and starts suction of the semiconductor wafer W to the table 30 using the negative pressure source 32. Then, the process proceeds to step S4.
  • step S4 shown in FIG. 12 the control unit 60, as shown in FIG. 3, measures the negative pressure as the suction force between the semiconductor wafer W and the mounting surface of the table 30 on which the semiconductor wafer W is placed, using the negative pressure measurement unit 33.
  • the negative pressure measurement unit 33 measures the suction force between the semiconductor wafer W and the mounting surface of the table 30 by measuring the negative pressure inside the fine hole 30a.
  • step S5 if the magnitude of the negative pressure measured in step S4 exceeds a previously acquired threshold value, the process flow for placing the semiconductor wafer W on the table 30 is terminated, and imaging by the imaging unit 20 is initiated to inspect the appearance of the semiconductor wafer W. If the magnitude of the negative pressure measured in step S4 does not exceed a previously set threshold value, the process proceeds to step S6. Note that even when the process flow for placing the semiconductor wafer W on the table 30 is terminated, the semiconductor wafer W continues to be fixed by the negative pressure source 32 until inspection of the semiconductor wafer W is completed.
  • step S6 shown in FIG. 12 the control unit 60 controls the air blowing unit 40 to blow air if the magnitude of the negative pressure measured by the negative pressure measuring unit 33 does not exceed a predetermined threshold value, as shown in FIG. 9. In other words, compressed air is blown by the air blowing unit 40.
  • the control unit 60 is an example of a "blow control unit" in the claims. Then, the process proceeds to step S7.
  • control unit 60 uses the negative pressure measurement unit 33 to measure the negative pressure as the suction force between the semiconductor wafer W and the semiconductor wafer W mounting surface of the table 30.
  • step S8 shown in FIG. 12 if the magnitude of the negative pressure measured in step S7 exceeds the previously acquired threshold value, the process flow for placing the semiconductor wafer W on the table 30 is terminated, the stage 10 moves the table 30 below the imaging unit 20 (in the Z2 direction), and imaging by the imaging unit 20 begins. If the magnitude of the negative pressure measured in step S7 does not exceed the previously acquired threshold value, the process proceeds to step S9. Note that even when the process flow for placing the semiconductor wafer W on the table 30 is terminated, the semiconductor wafer W continues to be fixed by the negative pressure source 32 until inspection of the semiconductor wafer W is completed.
  • step S9 shown in Figure 12 the control unit 60 controls the air blowing unit lifting mechanism 41 to change the air blowing position, air blowing pressure, and air blowing time, as shown in Figures 9 to 11, and then returns to the processing of step S6.
  • the air blowing position can be changed within a range of 65 mm to 85 mm from the surface of the table 30, the air blowing pressure can be changed within a range of 0.1 MPa, 0.15 MPa, 0.2 MPa, 0.25 MPa, 0.3 MPa, 0.35 MPa, 0.4 MPa, and 0.45 MPa, and the air blowing time can be changed within a range of 0.1 s to 30 s.
  • the air blowing range on the semiconductor wafer W can be changed by changing the air blowing position in the Z direction.
  • Figure 10 shows the state in which the air blowing unit 40 has been moved upward (in the Z1 direction)
  • Figure 11 shows the state in which the air blowing unit 40 has been moved downward (in the Z2 direction).
  • R1 is the size of the air blowing range at the intermediate position
  • R2 is the size of the air blowing range when moved upward
  • R3 is the size of the air blowing range when moved downward.
  • R1 is smaller than R2 and larger than R3. In other words, the greater the distance between the air blowing unit 40 and the semiconductor wafer W, the larger the air blowing range.
  • the arrow extending from the air blowing unit 40 to the semiconductor wafer W represents compressed air
  • the dashed circle represents the compressed air blowing range.
  • Steps S6 to S9 are repeated until the magnitude of the negative pressure exceeds a preset threshold, causing the visual inspection device 100 to suction and fix the semiconductor wafer W to the table 30.
  • the first embodiment of the visual inspection device 100 comprises, as described above, an imaging unit 20, a table 30 on which a semiconductor wafer W is placed, a stage 10 that moves the table 30 in the X and Y directions in Figure 1, an air blowing unit 40, an air blowing unit lifting mechanism 41 that raises and lowers the air blowing unit 40 in the Z direction in Figure 1, a negative pressure source 32 that adsorbs and fixes the semiconductor wafer W to the table 30, and a negative pressure measuring unit 33 that measures the adsorption force between the semiconductor wafer W placed on the table 30 and the table 30.
  • the air blowing unit 40 arranged in the Z1 direction of the table 30, blows compressed air in the Z2 direction, which presses the semiconductor wafer W against the table 30, thereby correcting the warpage C of the semiconductor wafer W, eliminating the gap D between the semiconductor wafer W and the table 30 and allowing the semiconductor wafer W to be adsorbed and fixed to the table 30.
  • compressed air is blown by the air blowing unit 40, which allows the air to be blown with greater force than uncompressed air. Therefore, even in cases where the warpage C of the semiconductor wafer W is large or the semiconductor wafer W has hardened due to heat treatment or the like, and blowing uncompressed air is not strong enough to correct the warpage C, the warpage C of the semiconductor wafer W can be corrected, and the semiconductor wafer W can be fixed by suction to the table 30.
  • the air blowing unit 40 is configured to be movable in the Z direction, which is the up and down direction, by the air blowing unit lifting mechanism 41.
  • the air blowing unit 40 in addition to changing the blowing position of the air blowing unit 40 using the air blowing unit lifting mechanism 41, the air blowing unit 40 is configured to be able to change the pressure and blowing time of the compressed air under control of the control unit 60.
  • the air blowing unit 40 is configured to be able to change the pressure and blowing time of the compressed air under control of the control unit 60.
  • the negative pressure measuring unit 33 measures the negative pressure as the suction force between the semiconductor wafer W and the table 30, and the air blowing unit 40 blows air when the magnitude of the negative pressure does not exceed a pre-acquired threshold value.
  • the air blowing unit 40 blows compressed air, thereby suppressing the blowing of compressed air when it is not necessary.
  • the visual inspection apparatus 100a used in the visual inspection method according to the second embodiment has the same configuration as the visual inspection apparatus 100 shown in FIG. 1 , except that it further includes an air blowing unit horizontal movement mechanism 42 that moves the air blowing unit 40 in horizontal directions (X and Y directions) and a control unit 60a that controls the air blowing unit horizontal movement mechanism 42.
  • the configuration is the same as in the first embodiment up to step S5 of the first embodiment.
  • the positional relationship between the air blowing unit 40 and the table 30 in the horizontal (X and Y) directions is unchanged.
  • control unit 60a is configured to control the air blowing unit 40 and the air blowing unit horizontal movement mechanism 42 so that the air blowing unit 40 moves in the X and Y directions while blowing compressed air (see FIGS. 14 and 15 ).
  • the air blowing unit horizontal movement mechanism 42 moves the air blowing unit 40 in the horizontal direction (X and Y directions) by the driving force of a motor.
  • the air blowing unit horizontal movement mechanism 42 is an example of a "horizontal movement mechanism" in the claims.
  • the arrows extending from the air blowing unit 40 to the semiconductor wafer W represent compressed air
  • the dashed circle represents the blowing range of the compressed air.
  • control unit 60a is configured to control the air blowing unit 40 and the air blowing unit horizontal movement mechanism 42 so that the compressed air blown by the air blowing unit 40 onto the semiconductor wafer W placed on the table 30 follows a predetermined trajectory.
  • air is blown along a predetermined trajectory that is approximately "e" shaped.
  • the blowing of compressed air begins from the center of the semiconductor wafer W, and the air is blown onto the semiconductor wafer W along the predetermined trajectory that is approximately "e” shaped.
  • the arrow extending from the air blowing unit 40 to the semiconductor wafer W represents compressed air
  • the dashed circle represents the range of the compressed air blown.
  • the air blowing unit 40 moves horizontally (in the X and Y directions) to blow compressed air at any horizontal point on the semiconductor wafer W placed on the table 30.
  • This makes it possible to blow compressed air at all of the warpage C, even in cases where it is difficult to blow compressed air at all of the warpage C by simply blowing compressed air from a fixed position in the horizontal direction, such as when warpage C has occurred over the entire semiconductor wafer W.
  • the semiconductor wafer W can be adsorbed and fixed to the table 30.
  • control unit 60a is configured to control the air blowing unit 40 and the air blowing unit horizontal movement mechanism 42 so that the compressed air blown by the air blowing unit 40 onto the semiconductor wafer W placed on the table 30 follows a predetermined trajectory that has been set in advance. This makes it possible to set a predetermined trajectory depending on the state of warpage C of the semiconductor wafer W, which differs depending on the type of processing. As a result, semiconductor wafers W with different states of warpage C depending on the processing step can be adsorbed and fixed to the table 30.
  • air is blown onto the semiconductor wafer W in a predetermined, approximately "e" shape. This allows the air to be blown in a trajectory that pushes the air between the semiconductor wafer W and the table 30 outward from the center of the semiconductor wafer W, efficiently bringing the semiconductor wafer W into close contact with the table 30. As a result, the semiconductor wafer W can be efficiently adsorbed and fixed to the table 30.
  • the appearance inspection apparatus 100b used in the appearance inspection method according to the third embodiment has the same configuration as the appearance inspection apparatus 100 shown in Fig. 1, except that it is provided with two air blowing units 40.
  • the arrows extending from the air blowing units 40 to the semiconductor wafer W represent compressed air
  • the dashed circle represents the blowing range of the compressed air.
  • multiple air blowing units 40 are provided above the table 30 (in the Z1 direction), and each of the multiple air blowing units 40 is configured to blow air at a different part of the semiconductor wafer W placed on the table 30. Therefore, even if it is difficult to correct the warpage C of the semiconductor wafer W by blowing air from only one location, depending on the state of the warpage C of the semiconductor wafer W, it is possible to address various types of warpage C of the semiconductor wafer W by blowing air at multiple locations on the semiconductor wafer W using the multiple air blowing units 40.
  • an air blower which is the air blowing unit 40, blows compressed air
  • the air blowing unit 40 may be configured with a fan, air blower, etc., and the semiconductor wafer W may be pressed against the table 30 by blowing uncompressed air.
  • the relative positions of the air blowing unit 40 and the table 30 are changed by moving the air blowing unit 40 up and down (Z direction) using the air blowing unit lifting mechanism 41, or by moving the table 30 horizontally (XY direction) using the stage 10.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention may also be configured such that the air blowing position is changed by the air blowing unit 40 swinging.
  • the present invention is not limited to this.
  • any one of the relative position between the table 30 and the air blowing unit 40, the pressure of the compressed air blowing, and the air blowing time may be changed.
  • other conditions such as the rhythm and timing of the air blowing may be changed.
  • the negative pressure between the table 30 and the semiconductor wafer W is measured as the suction force, and compressed air is blown when the magnitude of the negative pressure does not exceed a threshold value.
  • the present invention is not limited to this. It is also possible to configure the device to blow compressed air without measuring the negative pressure.
  • air blowing units 40 may be provided in a cross shape.
  • air blowing units 40 may be provided in each of the X1 direction, X2 direction, Y1 direction, and Y2 direction, with an air blowing unit 40 that blows compressed air at the center of the semiconductor wafer W at the center.
  • the number of air blowing units 40 may be other than two or five.
  • the air blowing unit 40 blows compressed air onto semiconductor wafers W whose state of warpage C varies depending on the processing step while moving the air blowing unit 40 along a predetermined trajectory that has been set in advance, but the present invention is not limited to this.
  • the state of warpage C of each semiconductor wafer W may be measured in advance for each semiconductor wafer W, and the trajectory along which the air blowing unit 40 moves may be set for each semiconductor wafer W.

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Abstract

ウェーハに反りがある場合にも、ウェーハをテーブルに吸着して固定することが可能な外観検査装置を提供する。　具体的には、この外観検査装置１００は、半導体ウェーハＷを載置および半導体ウェーハＷを固定するために半導体ウェーハＷの載置面において半導体ウェーハＷを吸着するテーブル３０と、半導体ウェーハＷに圧縮空気を吹き付ける空気吹付部４０と、を備える。そして、空気吹付部４０は、テーブル３０との相対的な位置を変更可能であり、載置面において半導体ウェーハＷを吸着する際に、ウェーハのテーブルへの固定を補助するためにテーブル３０の表面に載置された半導体ウェーハＷを、テーブル３０の表面に押し付けるように、圧縮空気を吹き付けるように構成されている。

Description

外観検査装置および外観検査装置の制御方法
　この発明は、外観検査装置および外観検査装置の制御方法に関し、特に、外観画像に基づいてウェーハの欠陥を検出するための外観検査装置および外観検査装置の制御方法に関する。
　従来、外観画像に基づいてウェーハの欠陥を検出するための外観検査装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
　上記特許文献１には、対象物であるウェーハを撮像した撮像画像に基づいて、ウェーハの欠陥の有無を検査する欠陥検査装置が開示されている。上記特許文献１の欠陥検査装置では、ウェーハをＸＹステージ、Ｚステージなどの組み合わせにより構成されるステージ上のテーブルに載せ、ステージが移動することにより、チップ上の繰り返しパターン部分がカメラを用いて撮像可能に構成されている。
特開２０１１－１４９８６９号公報
　ここで、上記特許文献１には明記はされていないが、ウェーハをテーブルに載せたままステージを動かすため、テーブル上のウェーハの載置面には、たとえば、ウェーハをテーブルに固定するための吸引力を発生させる負圧吸入手段が設けられている。しかしながら、ウェーハの薄型化に伴い、平研削した薄ウェーハは、めっき加工などの加工を施した際に、大きな反りを生じることがある。このため、反りの程度が大きなウェーハをテーブルに固定しようとすると、テーブルのウェーハの載置面とウェーハとの間の隙間のために、ウェーハをテーブルに吸着して固定することができない場合がある。そのため、ウェーハに反りがある場合にも、ウェーハをテーブルに吸着固定することが可能な外観検査装置および外観検査方法が望まれている。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、ウェーハに反りがある場合にも、ウェーハをテーブルに吸着して固定することが可能な外観検査装置および外観検査方法を提供することである。
　上記目的を達成するために、この第１の局面による外観検査装置は、ウェーハの外観画像を撮像する撮像部と、ウェーハを載置およびウェーハを固定するためにウェーハの載置面においてウェーハを吸着するテーブルと、外観画像に基づいてウェーハの欠陥を検出する欠陥検出部と、ウェーハに空気を吹き付ける空気吹付部と、を備え、空気吹付部は、テーブルとの相対的な位置を変更可能であり、載置面においてウェーハを吸着する際に、ウェーハのテーブルへの固定を補助するためにテーブルの表面に載置されたウェーハを、テーブルの表面に押し付けるように、空気を吹き付けるように構成されている。
　この第１の局面による外観検査装置は、上記のように、載置面においてウェーハを吸着する際に、ウェーハのテーブルへの固定を補助するためにテーブルの表面に載置されたウェーハを、テーブルの表面に押し付けるように、空気を吹き付けるように構成されている。これにより、ウェーハに反りがあることにより、ウェーハを吸着するテーブルの表面上に吸着することができない場合においても、ウェーハをテーブルの表面に押し付けるように吹き付けられる空気により、ウェーハの反りが矯正される。このため、テーブルとウェーハとの間の隙間が生じず、ウェーハに反りがある場合にも、ウェーハをステージに吸着して固定することができる。ここで、ウェーハの加工の工程によって反りの状態が異なるため、固定された位置からの空気の吹付だけでは、ウェーハをテーブルに吸着固定することが難しい場合もある。そのため、第１の局面による外観検査装置では、空気吹付部は、テーブルとの相対的な位置を変更可能に構成されていることにより、様々なウェーハの反りの状態に対応することができる。
　上記第１の局面による外観検査装置において、好ましくは、空気吹付部は、空気として圧縮空気を吹き付ける圧縮空気吹付部を含むように構成されている。このように構成すれば、ウェーハの反りが大きい場合においても、圧縮空気の吹き付けにより圧縮しない空気の吹き付けよりも強い力でウェーハをテーブルの表面上に押し付けることができる。その結果、ウェーハに比較的大きな反りある場合においても、適切にウェーハをステージに吸着して固定することができる。
　上記第１の局面による外観検査装置において、好ましくは、テーブルとの相対的な位置を変更可能な構成として空気吹付部を上下方向に移動させる昇降機構をさらに備える。このように構成すれば、空気吹付部を上方向に移動させることにより、ウェーハの広範囲に空気を吹き付けることができる。その結果、全体的に比較的小さな反りが生じている場合に、適切にウェーハの反りを矯正し、ウェーハをステージに吸着固定することができる。また、空気吹付部を下方向に移動させることにより、ウェーハの一部に強く空気を吹き付けることができる。その結果、ウェーハの一部に比較的大きな反りが生じている場合に、適切にウェーハの反りを矯正し、適切にウェーハをステージに吸着固定することができる。これらの結果、ウェーハの反りの状態に応じて、空気の吹き付け方を変更することにより、様々なウェーハの反りに対しても反りを矯正することができるので、適切にウェーハをステージに吸着固定することができる。
　上記第１の局面による外観検査装置において、好ましくは、空気吹付部は、テーブルとの相対的な位置が変更可能であることに加えて、空気の吹き付けの圧力、および、空気の吹き付けの時間のうちの少なくともいずれかが変更可能に構成されている。このように構成すれば、ウェーハの反りの状態に応じて、空気吹付部とテーブルとの相対的位置に加えて、空気の吹き付けの圧力、または、空気の吹き付け時間が変更可能である。その結果、ウェーハの反りの状態に応じてウェーハに空気を吹き付けることにより、空気の吹き付け位置の変更だけでは対応できない、ウェーハの加工の種類によって異なるウェーハに反りの状態に応じて反りを矯正することができるので、ウェーハをより適切にステージに吸着固定することができる。
　上記第１の局面による外観検査装置において、好ましくは、テーブルがウェーハの吸着を行う場合に、ウェーハのテーブルへの吸着の吸着力として負圧を測定する負圧測定部と、負圧測定部により測定された負圧の大きさが予め設定された所定のしきい値を超えない場合に、空気吹付部による空気の吹き付けを行う制御を行う吹付制御部をさらに備える。このように構成すれば、ウェーハのテーブルへの吸着が不十分である場合にのみ、適切に空気の吹き付けを行うことができるので、空気の吹き付けが不要な場合にも空気の吹き付けが行われるのを抑制することができる。
　上記第１の局面による外観検査装置において、好ましくは、テーブルとの相対的な位置を変更可能な構成として、空気吹付部を水平方向に移動させる水平方向移動機構をさらに備えるように構成されている。このように構成すれば、ウェーハの反りの状態に応じて、水平方向の任意の位置でウェーハに空気を吹き付けることができるので、適切にウェーハをテーブルに吸着して固定することができる。
　この場合、好ましくは、空気吹付部は、空気を吹き付けながら、空気吹付部が水平方向移動機構により水平方向に移動可能に構成されている。これにより、吹き付け位置の変更と空気の吹き付けとを同時に行うことができるため、効率よくウェーハの反りを矯正することができ、効率よくウェーハをテーブルに吸着して固定する工程に要する時間を短縮することができる。
　この場合、好ましくは、空気吹付部は、テーブルの表面上に載置されたウェーハに対して、予め設定された所定の軌道に沿って水平方向移動機構により空気吹付部を水平方向に移動させながら、空気の吹き付けが可能に構成されている。このように構成すれば、ウェーハの加工の種類によって異なるウェーハの反りの状態に応じて、軌道を設定することにより適切にウェーハに空気を吹き付けることができる。
　上記第１の局面による外観検査装置において、好ましくは、空気吹付部は、複数設けられており、複数の空気吹付部は、互いにテーブルの表面に載置されたウェーハの異なる場所に空気を吹き付けるように構成されている。このように構成すれば、ウェーハの反りの状態によっては、一ヶ所からの空気の吹き付けだけではウェーハの反りの矯正が難しい場合であっても、複数の空気吹付部によりウェーハの複数の場所に空気を吹き付けを行うことにより様々なウェーハの反りに対応することができる。
　この第２の局面による外観検査装置の制御方法は、ウェーハを載置するステップと、ウェーハを載置面に固定するためにウェーハを吸着するステップと、ウェーハを吸着する際に、ウェーハの載置面への固定を補助するために、ウェーハを載置面に押し付けるように空気を吹き付けるステップと、ウェーハに対する空気の吹き付け位置を変更するステップと、を備える。
　この第２の局面による外観検査装置の制御方法は、上記のように、ウェーハを吸着する際に、ウェーハの載置面への固定を補助するために、ウェーハを載置面に押し付けるように空気を吹き付けるステップを備える。これにより、ウェーハに反りがある場合においても、ウェーハをウェーハの載置面に押し付けるように吹き付けられる空気により、ウェーハの反りが矯正されるため、テーブルとウェーハとの間の隙間が生じず、ウェーハに反りがある場合にも、ウェーハをテーブルに吸着して固定することができる。ここで、ウェーハの加工の工程によって反りの状態が異なるため、固定された位置からの空気の吹付だけでは、ウェーハをテーブルに吸着固定することが難しい場合もある。そのため、ウェーハの空気の吹き付け位置を変更するステップにより、様々なウェーハの反りの状態に対応することが可能な外観検査装置の制御方法を提供することできる。
　本発明によれば、上記のように、ウェーハに反りがある場合にも、ウェーハをテーブルに吸着固定することが可能な外観検査装置および外観検査装置の制御方法を提供することができる。
第１実施形態による外観検査装置を示した模式図である。 第１実施形態による、制御部による制御の構成を説明するためのブロック図である。 第１実施形態による、半導体ウェーハのテーブルへの固定方法を説明するための図である。 第１実施形態による、半導体ウェーハの反りの状態を説明するための図である。（ａ）上方向に凸型の半導体ウェーハの反りの図である。（ｂ）上方向に凹型の半導体ウェーハの反りの図である。 第１実施形態による、実際の半導体ウェーハの反りの状態を説明するための図である。 第１実施形態による、半導体ウェーハのロボットアームによるリフトピン上への搬送を説明するための図である。 第１実施形態による、半導体ウェーハのリフトピン上への載置を説明するための図である。 第１実施形態による、半導体ウェーハのテーブルへの載置を説明するための図である。 第１実施形態による、半導体ウェーハへの圧縮空気の吹き付けを説明するための図である。 第１実施形態による、空気吹付部を上昇させた場合における半導体ウェーハへの圧縮空気の吹き付けを説明するための図である。 第１実施形態による、空気吹付部を下降させた場合における半導体ウェーハへの圧縮空気の吹き付けを説明するための図である。 第１実施形態による、半導体ウェーハのテーブルへの載置を説明するためフローチャートである。 第２実施形態による、制御部による制御の構成を説明するためのブロック図である。 第２実施形態による、水平方向に空気吹付部を移動させる前の半導体ウェーハへの圧縮空気の吹き付けを説明するための図である。 第２実施形態による、水平方向に空気吹付部を移動させた後の半導体ウェーハへの圧縮空気の吹き付けを説明するための図である。 第２実施形態による、予め設定されたの所定の軌道を説明するための平面図である。 第２実施形態による、空気吹付部が予め設定された軌道に沿って半導体ウェーハに空気を吹き付ける場合における、空気の吹き付け開始時の図である。 第２実施形態による、空気吹付部が予め設定された軌道に沿って半導体ウェーハに空気を吹き付ける場合における、空気の吹き付け完了時の図である。 第３実施形態による、複数の空気吹付部を備えた外観検査装置を示した図である。 変形例による、５つの空気吹付部を十字状に配置した外観検査装置を示した図である。（ａ）変形例の外観検査装置の斜視図である。（ｂ）変形例の外観検査装置の空気吹付部の配置を示した平面図である。
　以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
　［第１実施形態］
　図１を参照して、第１実施形態による外観検査装置１００の構成について説明する。
　（外観検査装置の構成）
　図１に示すように、外観検査装置１００は、半導体ウェーハＷを載置したテーブル３０が、ステージ１０により、水平方向（図１のＸ方向およびＹ方向）に移動することにより、ステージ１０の上側（図１のＺ１側）に配置された撮像部２０により半導体ウェーハＷを撮像する。そして、撮像された画像に基づいて、欠陥検出部５０が半導体ウェーハＷの欠陥を検出する。図１では、半導体ウェーハＷを撮像するために、半導体ウェーハＷを載置したテーブル３０は、ステージ１０によりＸ１方向に移動されることにより、撮像部２０の下側（Ｚ２方向）に位置している。
　また、図１に示すように、外観検査装置１００は、ステージ１０と、撮像部２０と、テーブル３０と、負圧測定部３３（図２参照）と、空気吹付部４０と、空気吹付部昇降機構４１（図２参照）と、欠陥検出部５０と、制御部６０と、を備える。
　ステージ１０は、テーブル３０を図１のＸ方向およびＹ方向に移動させる。ステージ１０は、Ｘステージ１１とＹステージ１２とを含む。Ｘステージ１１は、上部に配置されたＹステージ１２を、図１における左右方向（Ｘ方向）に移動可能に構成されている。また、Ｙステージ１２は、Ｘステージ１１上に配置され、上部に配置されたテーブル３０を、図１における奥行き方向（Ｙ方向）に移動可能に構成されている。以下では、Ｘ方向の一方側をＸ１方向とし、他方側をＸ２方向として説明する。また、Ｙ方向の図１における奥側をＹ１方向とし、手前側をＹ２方向として説明する。また、図１における高さ方向をＺ方向とし、Ｚ方向において、上方向をＺ１方向とし、下方向をＺ２方向として説明する。
　テーブル３０は、半導体ウェーハＷを載置および半導体ウェーハＷを固定するために半導体ウェーハＷの載置面において半導体ウェーハＷを吸着する。また、図６に示すように、半導体ウェーハＷをテーブル３０に載置する際には、テーブル３０は、ステージ１０によりＸ２側に移動することにより、テーブル３０は空気吹付部４０の下側（Ｚ２方向側）に位置している。
　また、空気吹付部４０は、半導体ウェーハＷに空気を吹き付ける。ここで、第１実施形態では、空気吹付部４０は、テーブル３０に対する相対的な位置を変更可能である。すなわち、上下方向（Ｚ方向）の相対位置が変更可能である。また、空気吹付部４０は、載置面において半導体ウェーハＷを吸着する際に、半導体ウェーハＷのテーブル３０への固定を補助するためにテーブル３０の表面に載置された半導体ウェーハＷを、テーブル３０の表面に押し付けるように、空気を吹き付けるように構成されている。
　また、空気吹付部４０は、圧縮空気を吹き付けるように構成されている。たとえば、空気吹付部４０には、図示しない空気源（正圧源）が接続されており、空気源からの圧縮空気が空気吹付部４０に供給されている。たとえば、空気吹付部４０は、電気信号で空気圧をコントロールする電空レギュレータを介してコンプレッサに接続されているエアブロアである。
　また、空気吹付部昇降機構４１は、空気吹付部４０をＺ方向に移動させる。これにより、空気吹付部４０は、テーブル３０との相対的な位置を変更可能である。たとえば、空気吹付部昇降機構４１は、モータの駆動力によって空気吹付部４０を上下方向（Ｚ方向）に移動させる。なお、空気吹付部昇降機構４１は、特許請求の範囲の「昇降機構」の一例である。
　また、空気吹付部４０は、テーブル３０との相対的な位置を変更可能であることに加えて、空気の吹き付けの圧力および圧縮空気の吹き付け時間のうちの少なくともいずれかを変更可能に構成されている。なお、第１実施形態では、空気吹付部４０は、空気の吹き付けの圧力および圧縮空気の吹き付け時間の両方を変更可能に構成されている。
　また、テーブル３０は、半導体ウェーハＷを載置する載置面の中央に、ロボットアーム７０により搬送される半導体ウェーハＷを載置するための複数のリフトピン３１（図６参照）を有する。また、テーブル３０の半導体ウェーハＷの載置面には細孔３０ａ（図３参照）が形成されている。細孔３０ａは、真空ポンプなどの負圧源３２と接続されている。また、テーブル３０と半導体ウェーハＷとの間の吸着力として負圧を測定する負圧測定部３３（図２および図３参照）が設けられている。
　撮像部２０は、半導体ウェーハＷの外観画像を撮像する。撮像部２０は、たとえば、２次元カメラである。
　欠陥検出部５０は、撮像部２０に撮像された外観画像に基づいて半導体ウェーハＷの欠陥を検出する。欠陥検出部５０は、たとえば、欠陥の無い良品の半導体ウェーハＷの画像と、撮像部２０に撮像された外観画像とを比較することにより、半導体ウェーハＷの欠陥を検出する。
　また、図２に示すように、制御部６０は、ステージ１０、負圧源３２、空気吹付部４０、および、空気吹付部昇降機構４１を制御する。たとえば、制御部６０は、プロセッサとしてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ
　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）などを含み、機器の制御処理を可能とするコンピュータである。なお、欠陥検出部５０による半導体ウェーハＷの検出もコンピュータで行うことができる処理であるため、欠陥検出部５０は制御部６０に含まれる構成であってもよい。
　外観検査装置１００において、半導体ウェーハＷをテーブル３０の載置面に載置したまま、ステージ１０によりテーブル３０を水平方向に移動させるためには、半導体ウェーハＷをテーブル３０の載置面に固定する必要がある。図３に示すように、半導体ウェーハＷのテーブル３０の載置面への固定は、負圧源３２と接続した細孔３０ａを負圧状態にすることにより、半導体ウェーハＷとテーブル３０の載置面との間に吸引力を発生させることにより行われる。
　ここで、図４に示すように、半導体ウェーハＷは、加工を施した際に、反りＣを生じることがある。たとえば、半導体ウェーハＷの反りＣは図４（ａ）に示すような上方向（Ｚ１方向）に凸型の反りＣや図４（ｂ）に示すような上方向（Ｚ１方向）に凹型の反りＣである。反りＣが存在することにより、半導体ウェーハＷとテーブル３０の載置面との間に隙間Ｄが生じるため、負圧源３２による固定が行うことができない場合がある。なお、実際には、半導体ウェーハＷの反りＣは、図４（ａ）または図４（ｂ）のように半導体ウェーハＷの全体に渡って一方向に生じるものではなく、図５のように、凸型の反りＣが生じる部分と凹型の反りＣが生じる部分とが混在する。以下、反りＣが生じている半導体ウェーハＷのテーブル３０の載置面への固定について説明する。
　（テーブルへの半導体ウェーハの固定方法）
　次に、図６～図１２を参照して、第１実施形態における、テーブル３０への半導体ウェーハＷの固定方法について説明する。
　図１２に示すステップＳ１において、制御部６０は、図６に示すように、テーブル３０上のリフトピン３１を上昇させる。その後、ステップＳ２の処理に進む。
　図１２に示すステップＳ２において、制御部６０は、図７および図８に示すように、テーブル３０上のリフトピン３１の上にロボットアーム７０により半導体ウェーハＷを載置する。その後、ステップＳ３の処理に進む。
　図１２に示すステップＳ３において、制御部６０は、図８に示すように、テーブル３０上のリフトピン３１を下降させるとともに、負圧源３２により、半導体ウェーハＷのテーブル３０への吸着を開始する。その後、ステップＳ４の処理に進む。
　図１２に示すステップＳ４において、制御部６０は、図３に示すように、負圧測定部３３により、半導体ウェーハＷとテーブル３０の半導体ウェーハＷの載置面との吸着力として負圧を測定する。たとえば、負圧測定部３３は、細孔３０ａ内の負圧を測定することにより、半導体ウェーハＷとテーブル３０の載置面との吸着力を測定する。
　図１２に示すステップＳ５において、ステップＳ４で測定した負圧の大きさが予め取得されたしきい値を超えている場合には、テーブル３０への半導体ウェーハＷの載置処理フローを終了し、半導体ウェーハＷの外観の検査のために撮像部２０による撮像を開始する。ステップＳ４で測定した負圧の大きさが予め設定されたしきい値を超えていない場合には、ステップＳ６の処理に進む。なお、テーブル３０への半導体ウェーハＷの載置処理フローを終了した場合においても、半導体ウェーハＷの検査が終了するまで負圧源３２による半導体ウェーハＷの固定は継続される。
　次に、図１２に示すステップＳ６において、制御部６０は、図９に示すように、負圧測定部３３により測定された負圧の大きさが予め設定された所定のしきい値を超えない場合に、空気吹付部４０による空気の吹き付けの制御を行う。すなわち、空気吹付部４０により圧縮空気が吹き付けられる。なお、制御部６０は、特許請求の範囲の「吹付制御部」の一例である。その後、ステップＳ７の処理に進む。
　図１２に示すステップＳ７において、制御部６０は、負圧測定部３３により、半導体ウェーハＷとテーブル３０の半導体ウェーハＷの載置面との吸着力として負圧を測定する。
　図１２に示すステップＳ８において、ステップＳ７で測定した負圧の大きさが予め取得されたしきい値を超えている場合には、テーブル３０への半導体ウェーハＷの載置処理フローを終了し、ステージ１０によりテーブル３０を撮像部２０の下側（Ｚ２方向）に移動させ、撮像部２０による撮像を開始する。ステップＳ７で測定した負圧の大きさが予め取得されたしきい値を超えていない場合には、ステップＳ９の処理に進む。なお、テーブル３０への半導体ウェーハＷの載置処理フローを終了した場合においても、半導体ウェーハＷの検査が終了するまで負圧源３２による半導体ウェーハＷの固定は継続される。
　図１２に示すステップＳ９において、制御部６０は、図９～図１１に示すように、空気吹付部昇降機構４１による空気吹き付け位置、空気吹き付けの圧力、および、空気吹き付け時間を変更する制御を行い、ステップＳ６の処理に戻る。たとえば、空気の吹き付け位置はテーブル３０の表面から６５ｍｍ以上８５ｍｍ以下の範囲で変更可能であり、空気の吹き付けの圧力は、０．１ＭＰａ、０．１５ＭＰａ、０．２ＭＰａ、０．２５ＭＰａ、０．３ＭＰａ、０．３５ＭＰａ、０．４ＭＰａ、０．４５ＭＰａのうちで変更可能であり、空気の吹き付け時間は０．１ｓ以上３０ｓ以下の範囲で変更可能である。
　また、図９～図１１に示すように、Ｚ方向において空気の吹き付け位置を変更することにより、半導体ウェーハＷ上における空気の吹き付け範囲を変更することができる。図９の空気の吹き付け位置を中間位置として、図１０が空気吹付部４０を上方向（Ｚ１方向）に移動させた状態であり、図１１が空気吹付部４０を下方向（Ｚ２）に移動させた状態である。また、Ｒ１は中間位置においての空気吹き付け範囲の大きさであり、Ｒ２は上方向移動時の空気吹き付け範囲の大きさであり、Ｒ３は下方向移動時の空気吹き付け範囲の大きさである。Ｒ１は、Ｒ２よりも小さく、Ｒ３よりも大きい。すなわち、空気吹付部４０と半導体ウェーハＷとの距離が大きくなるほど、空気の吹き付け範囲も大きくなる。なお、図９～図１１において、空気吹付部４０から半導体ウェーハＷに延びる矢印は圧縮空気を表し、破線の円は、圧縮空気の吹き付け範囲を表す。
　ステップＳ６からＳ９までの動作が、負圧の大きさが予め設定されたしきい値を超えるまで繰り返されることにより、外観検査装置１００は、半導体ウェーハＷをテーブル３０に吸着して固定する。
　（第１実施形態の効果）
　第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　第１実施形態の外観検査装置１００では、上記のように撮像部２０と、半導体ウェーハＷを載置するテーブル３０、テーブル３０を図１のＸ方向およびＹ方向に移動させるステージ１０と、空気吹付部４０と、空気吹付部４０を図１のＺ方向に昇降させる空気吹付部昇降機構４１と、テーブル３０に半導体ウェーハＷを吸着して固定する負圧源３２と、テーブル３０上に載置された半導体ウェーハＷとテーブル３０との間の吸着力を測定する負圧測定部３３とを備える。これにより、半導体ウェーハＷが、テーブル３０に吸着して固定される際に、半導体ウェーハＷに反りＣがあるために、半導体ウェーハＷとテーブル３０との間に隙間Ｄが生じることにより、吸着して固定することができない場合においても、テーブル３０のＺ１方向に配置された空気吹付部４０が、半導体ウェーハＷをテーブル３０に押し付ける方向であるＺ２方向に圧縮空気を吹き付けることにより、半導体ウェーハＷの反りＣを矯正するため、半導体ウェーハＷとテーブル３０との間に隙間Ｄがなくなり、半導体ウェーハＷをテーブル３０に吸着して固定することができる。
　また、第１実施形態では、圧縮空気を空気吹付部４０により吹き付けるように構成されていることにより、圧縮しない空気の吹き付けよりも強い力で空気を吹き付けることができる。このため、半導体ウェーハＷの反りＣが大きな場合や、加熱処理などを経ることにより半導体ウェーハＷが硬化した場合など、圧縮しない空気の吹き付けでは力が足りず、反りＣを矯正できない場合であっても、半導体ウェーハＷの反りＣを矯正することができるため、半導体ウェーハＷをテーブル３０に吸着して固定することができる。
　また、第１実施形態では、空気吹付部４０は空気吹付部昇降機構４１によって上下方向であるＺ方向に移動可能に構成されている。これにより、半導体ウェーハＷの反りＣの状態によっては、固定された位置からの圧縮空気の吹き付けでは半導体ウェーハＷの反りＣの矯正が難しい場合であっても、空気吹付部昇降機構４１によって空気吹付部４０による圧縮空気の吹き付け位置を変更して圧縮空気の吹き付けを行うことにより様々な半導体ウェーハＷの反りＣに対応することができる。
　また、第１実施形態では、空気吹付部昇降機構４１による空気吹付部４０の吹き付け位置の変更に加えて、空気吹付部４０は、制御部６０による制御により、圧縮空気の吹き付けの圧力および吹き付け時間が変更可能に構成されている。これにより、半導体ウェーハＷの反りＣの状態によっては、吹き付け位置の変更だけでは半導体ウェーハＷの反りＣの矯正が難しい場合であっても、圧縮空気の吹き付け圧力および圧縮空気の吹き付け時間を変更して圧縮空気の吹き付けを行うことにより様々な半導体ウェーハＷの反りＣに対応することができる。
　また、第１実施形態では、半導体ウェーハＷとテーブル３０との間の吸着力として負圧を負圧測定部３３により測定し、負圧の大きさが予め取得されたしきい値を超えない場合に空気吹付部４０による空気の吹き付けを行うように構成されている。これにより、負圧の大きさが予め取得されたしきい値を超えない場合である、半導体ウェーハＷとテーブル３０との吸着が不十分である場合に空気吹付部４０による圧縮空気の吹き付けが行われるため、圧縮空気の吹き付けが不要である場合の圧縮空気の吹き付けが抑制される。
　［第２実施形態］
　次に、第２実施形態による外観検査装置１００ａによる半導体ウェーハＷのテーブル３０への固定について説明する。図１３に示すように、第２実施形態による外観検査方法に用いる外観検査装置１００ａの装置構成は、空気吹付部４０を水平方向（ＸＹ方向）に移動させる空気吹付部水平移動機構４２をさらに備えるとともに、空気吹付部水平移動機構４２を制御する制御部６０ａが異なる以外は、図１に示した外観検査装置１００と同様の装置構成である。第２実施形態では、第１実施形態のステップＳ５までは第１実施形態と同様の構成である。第１実施形態では、空気吹付部４０とテーブル３０との水平方向であるＸＹ方向についての位置関係については変更されないが、第２実施形態では、制御部６０ａは、圧縮空気の吹き付けを行いながら、空気吹付部４０がＸＹ方向に移動するように空気吹付部４０および空気吹付部水平移動機構４２の制御を行うように構成されている（図１４および図１５参照）。たとえば、空気吹付部水平移動機構４２は、モータの駆動力によって空気吹付部４０を水平方向（ＸＹ方向）に移動させる。なお、空気吹付部水平移動機構４２は、特許請求の範囲の「水平方向移動機構」の一例である。なお、図１４および図１５において、空気吹付部４０から半導体ウェーハＷに延びる矢印は圧縮空気を表し、破線の円は、圧縮空気の吹き付け範囲を表す。
　また、図１６～図１８に示すように、第２実施形態では、テーブル３０に載置された半導体ウェーハＷ上に対して、空気吹付部４０による圧縮空気の吹き付けが、予め設定された所定の軌道となるように、制御部６０ａは空気吹付部４０および空気吹付部水平移動機構４２の制御を行うように構成されている。図１６に示すように、第２実施形態では、予め設定された軌道として、略「ｅ」の字形状の軌道となるように空気が吹き付けられる。図１７および図１８に示すように、半導体ウェーハＷの中央から圧縮空気の吹き付けが始まり、半導体ウェーハＷに対して、予め設定された軌道としての略「ｅ」の字形状の軌道により空気が吹き付けられる。なお、図１７および図１８において、空気吹付部４０から半導体ウェーハＷに延びる矢印は圧縮空気を表し、破線の円は、圧縮空気の吹き付け範囲を表す。
　（第２実施形態の効果）
　第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　第２実施形態では、空気吹付部４０が水平方向（ＸＹ方向）に動くことにより、テーブル３０に載置された半導体ウェーハＷについて、水平方向の任意の点に圧縮空気の吹き付けを行う。これにより、半導体ウェーハＷの全体に反りＣが発生している場合など、水平方向について固定された位置からの圧縮空気の吹き付けのみでは、全ての反りＣに対して圧縮空気を吹き付けることが困難な場合においても、全ての反りＣに対して圧縮空気を吹き付けることが可能となる。その結果、半導体ウェーハＷの全体に反りＣが発生している場合においても、半導体ウェーハＷを、テーブル３０に吸着して固定することができる。
　第２実施形態では、テーブル３０に載置された半導体ウェーハＷ上に対して、空気吹付部４０による圧縮空気の吹き付けが、予め設定された所定の軌道となるように、制御部６０ａは空気吹付部４０および空気吹付部水平移動機構４２の制御を行うように構成されている。このため、加工の種類によって異なる半導体ウェーハＷの反りＣの状態に応じて、所定の軌道を設定することができる。その結果、加工の工程によって反りＣの状態が異なる半導体ウェーハＷを、テーブル３０に吸着して固定することができる。
　また、第２実施形態では、半導体ウェーハＷに対して、予め設定された所定の形状として略「ｅ」の字形状に空気が吹き付けられるように構成されている。このため、半導体ウェーハＷとテーブル３０との間の空気を半導体ウェーハＷの中央から外側に押し出すような軌道で空気を吹き付けることができるため、効率よく、半導体ウェーハＷとテーブル３０とを密着させることができる。その結果、効率よく、半導体ウェーハＷをテーブル３０に吸着して固定することができる。
　なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
　［第３実施形態］
　次に、第３実施形態による外観検査装置１００ｂによる半導体ウェーハＷのテーブル３０への固定について説明する。図１８に示すように、第３実施形態による外観検査方法に用いる外観検査装置１００ｂの装置構成は、空気吹付部４０が２つ設けられている以外は、図１に示した外観検査装置１００と同様の装置構成である。なお、図１９において、空気吹付部４０から半導体ウェーハＷに延びる矢印は圧縮空気を表し、破線の円は、圧縮空気の吹き付け範囲を表す。
　（第３実施形態の効果）
　第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　第３実施形態では、テーブル３０の上方（Ｚ１方向）に複数の空気吹付部４０が設けられていることにより、複数の空気吹付部４０は、各々テーブル３０に載置された半導体ウェーハＷの異なる部分を吹き付けるように構成されている。このため、半導体ウェーハＷの反りＣの状態によっては、一ヶ所からの空気の吹き付けだけでは半導体ウェーハＷの反りＣの矯正が難しい場合であっても、複数の空気吹付部４０により半導体ウェーハＷの複数の場所に空気の吹き付けを行うことにより様々な半導体ウェーハＷの反りＣに対応することができる。
　なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
　［変形例］
　なお、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。
　たとえば、上記第１～第３実施形態では、空気吹付部４０であるエアブロアが圧縮空気の吹き付けを行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、空気吹付部４０がファン、送風機などにより構成され、圧縮されていない空気の吹き付けにより半導体ウェーハＷをテーブル３０に押し付けてもよい。
　また、上記第１実施形態では、空気吹付部４０とテーブル３０との相対的な位置を変更するための構成として、空気吹付部昇降機構４１により空気吹付部４０を上下方向（Ｚ方向）に移動させ、または、ステージ１０によりテーブル３０を水平方向（ＸＹ方向）に移動させる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、空気吹付部４０が首振りを行うことにより空気の吹き付け位置を変更させる構成でもよい。
　また、上記第１実施形態では、テーブル３０と空気吹付部４０との相対的な位置、圧縮空気の吹き付けの圧力、および、空気吹き付けの時間の全てを変更する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、テーブル３０と空気吹付部４０との相対的な位置、圧縮空気の吹き付けの圧力、および、空気吹き付けの時間のうちのいずれかを変更してもよい。また、たとえば、空気の吹き付けのリズムやタイミングなど他の条件を変更してもよい。
　また、上記第１～第３実施形態では、テーブル３０と半導体ウェーハＷとの間の吸着力として負圧を測定し、負圧の大きさがしきい値を超えていない場合に圧縮空気の吹き付けを行う例を示したが、本発明はこれに限られない。負圧を測定せずに圧縮空気の吹き付けを行う構成であってもよい。
　また、上記第３実施形態では、複数の空気吹付部４０として、２つの空気吹付部４０を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、５つの空気吹付部４０を十字上に配置してもよい。具体的には、図２０に示すように、半導体ウェーハＷの中央に圧縮空気を吹き付ける空気吹付部４０を中心として、Ｘ１方向、Ｘ２方向、Ｙ１方向、およびＹ２方向の各々に空気吹付部４０を設けてもよい。また、空気吹付部４０の数は、２つ、または、５つ以外でもよい。
　また、上記第３実施形態では、複数の空気吹付部４０が半導体ウェーハＷの異なる部分に吹き付けを行う例を示したが、本発明はこれに限られない。複数の空気吹付部４０が半導体ウェーハＷの同じ部分に圧縮空気の吹き付けを行ってもよい。
　また、上記第１～第３実施形態では、半導体ウェーハＷの載置面と空気吹付部４０の圧縮空気の吹き付け方向とが略直交するように圧縮空気を吹き付ける例を示したが、本発明はこれに限られない。半導体ウェーハＷをテーブル３０に押し付けるように圧縮空気を吹き付けることができるのであれば、半導体ウェーハＷの載置面と空気吹付部４０の圧縮空気の吹き付け方向の角度は何度でもよい。
　また、上記第２実施形態では、加工の工程によって反りＣの状態が異なる半導体ウェーハＷに対して、予め設定された所定の軌道に沿って空気吹付部４０を移動させながら、空気吹付部４０が圧縮空気の吹き付けを行う例を示したが、本発明はこれに限られない。予め半導体ウェーハＷの反りＣの状態を半導体ウェーハＷごとに測定することにより、半導体ウェーハＷごとに空気吹付部４０の移動する軌道を設定してもよい。
　１０　ステージ
　２０　撮像部
　３０　テーブル
　３０ａ　細孔
　３２　負圧源
　３３　負圧測定部
　４０　空気吹付部
　４１　空気吹付部昇降機構（昇降機構）
　４２　空気吹付部水平移動機構（水平移動機構）
　６０、６０a　制御部（吹付制御部）
　１００、１００ａ、１００ｂ　外観検査装置
　Ｃ　反り
　Ｗ　半導体ウェーハ（対象物）

Claims (10)

  1. 　ウェーハの外観画像を撮像する撮像部と、
    　前記ウェーハを載置および前記ウェーハを固定するために前記ウェーハの載置面において前記ウェーハを吸着するテーブルと、
    　前記外観画像に基づいて前記ウェーハの欠陥を検出する欠陥検出部と、
    　前記ウェーハに空気を吹き付ける空気吹付部と、を備え、
    　前記空気吹付部は、前記テーブルとの相対的な位置を変更可能であり、前記載置面において前記ウェーハを吸着する際に、前記ウェーハの前記テーブルへの固定を補助するために前記テーブルの表面に載置された前記ウェーハを、前記テーブルの表面に押し付けるように、空気を吹き付けるように構成されている、外観検査装置。
  2. 　前記空気吹付部は、空気として圧縮空気を吹き付ける圧縮空気吹付部を含む、請求項１に記載の外観検査装置。
  3. 　前記テーブルとの相対的な位置を変更可能な構成として前記空気吹付部を上下方向に移動させる昇降機構をさらに備える、請求項１に記載の外観検査装置。
  4. 　前記空気吹付部は、前記テーブルとの相対的な位置が変更可能であることに加えて、空気の吹き付けの圧力、および、空気の吹き付けの時間のうちの少なくともいずれかが変更可能に構成されている、請求項１に記載の外観検査装置。
  5. 　前記テーブルが前記ウェーハの吸着を行う場合に、前記ウェーハの前記テーブルへの吸着の吸着力として負圧を測定する負圧測定部と、
    　前記負圧測定部により測定された負圧の大きさが予め設定された所定のしきい値を超えない場合に、前記空気吹付部による空気の吹き付けを行う制御を行う吹付制御部をさらに備える、請求項１に記載の外観検査装置。
  6. 　前記テーブルとの相対的な位置を変更可能な構成として、前記空気吹付部を水平方向に移動させる水平方向移動機構をさらに備える、請求項１に記載の外観検査装置。
  7. 　前記空気吹付部は、空気を吹き付けながら、前記空気吹付部が前記水平方向移動機構により水平方向に移動可能に構成されている、請求項６に記載の外観検査装置。
  8. 　前記空気吹付部は、前記テーブルの表面上に載置された前記ウェーハに対して、予め設定された所定の軌道に沿って前記水平方向移動機構により前記空気吹付部を水平方向に移動させながら、空気の吹き付けが可能に構成されている、請求項７に記載の外観検査装置。
  9. 　前記空気吹付部は、複数設けられており、
    　前記複数の空気吹付部は、互いに前記テーブルの表面に載置された前記ウェーハの異なる場所に空気を吹き付けるように構成されている、請求項１に記載の外観検査装置。
  10. 　外観検査装置の制御方法であって、
    　ウェーハを載置するステップと、
    　前記ウェーハを載置面に固定するために前記ウェーハを吸着するステップと、
    　前記ウェーハを吸着する際に、前記ウェーハの前記載置面への固定を補助するために、前記ウェーハを前記載置面に押し付けるように空気を吹き付けるステップと、
    　前記ウェーハに対する空気の吹き付け位置を変更するステップと、を備える外観検査装置の制御方法。
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