JP2011122933A - Surface inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検基板の端部を検査する表面検査装置に関する。 The present invention relates to a surface inspection apparatus for inspecting an end portion of a substrate to be tested.
近年、半導体ウェハに形成される回路素子パターンの集積度が高くなるとともに、半導体製造工程でウェハの表面処理に用いられる薄膜の種類が増加している。これに伴い、薄膜の境界部分が露出するウェハの端部付近の欠陥検査が重要となってきている。ウェハの端部付近に異物等の欠陥があると、後の工程で異物等がウェハの表面側に回り込んで悪影響を及ぼし、ウェハから作り出される回路素子の歩留まりに影響する。 In recent years, the degree of integration of circuit element patterns formed on semiconductor wafers has increased, and the types of thin films used for wafer surface treatment in semiconductor manufacturing processes have increased. Along with this, defect inspection near the edge of the wafer where the boundary portion of the thin film is exposed has become important. If there is a defect such as a foreign substance near the edge of the wafer, the foreign substance or the like will enter the surface side of the wafer in the subsequent process and adversely affect the yield of circuit elements produced from the wafer.
そこで、半導体ウェハ等の円盤状に形成された被検基板の端部周辺（例えば、アペックスや上下のベベル）を複数の方向から撮像して、異物や膜の剥離、膜内の気泡、膜の回り込み等といった欠陥の有無を検査する検査装置が考案されている（例えば、特許文献１を参照）。このような検査装置では、例えば、被検基板を回転させながら撮像装置により被検基板の端部周辺の画像を連続的に複数撮像取得して、画像処理により繋いで得られた帯状の画像のデータから異物等を検出するようになっている。 Therefore, the periphery of the edge of the test substrate formed in a disk shape such as a semiconductor wafer (for example, apex and upper and lower bevels) is imaged from a plurality of directions to remove foreign substances and films, bubbles in the film, An inspection device for inspecting the presence or absence of defects such as wraparound has been devised (see, for example, Patent Document 1). In such an inspection apparatus, for example, a plurality of images around the edge of the test substrate are continuously acquired and acquired by the imaging device while rotating the test substrate, and the band-like images obtained by connecting by image processing are acquired. Foreign matter is detected from the data.
このような検査装置において、撮像装置の対物レンズと被検基板の端部との距離を常に一定に保つため、被検基板の回転角度に連動してＸＹステージを作動させる方法が従来から知られている。しかしこの方法では、ＸＹステージによる被検基板の１回あたりの直線移動中において被検基板の回転角度幅に比例した誤差が生じてしまうことを原理的に避けることができない。このような誤差を減らすためには、被検基板の回転角度幅（回転速度）を少なくしてＸＹステージの制御間隔を短縮することが考えられるが、この場合、ＸＹステージの位置決め性能の制約を受ける。結局、誤差が許容範囲内になることを担保するためには、被検基板の偏芯量（被検基板の中心とホルダの回転中心との間のオフセット）や回転速度の制約を受けることになる。ここで、上述した従来の方法を用いた場合の誤差変動モデルを図７に示す。このモデルでは、２００μｍの偏芯量（オフセット）を持つウェハを等速で１回転させながら、３０°回転する毎に３０°先の座標へＸＹステージによる直線移動を行う過程でのＸ軸誤差成分の変動を示す。 In such an inspection apparatus, a method of operating the XY stage in conjunction with the rotation angle of the test substrate has been conventionally known in order to always keep the distance between the objective lens of the imaging device and the end of the test substrate constant. ing. However, in this method, it is unavoidable in principle that an error proportional to the rotation angle width of the test substrate occurs during the linear movement of the test substrate per time by the XY stage. In order to reduce such an error, it is conceivable to shorten the control interval of the XY stage by reducing the rotation angle width (rotation speed) of the test substrate. In this case, however, the positioning performance of the XY stage is limited. receive. After all, in order to ensure that the error is within the allowable range, the eccentricity of the test substrate (offset between the center of the test substrate and the rotation center of the holder) and the rotational speed are subject to restrictions. Become. Here, FIG. 7 shows an error variation model when the above-described conventional method is used. In this model, an X-axis error component in the process of linearly moving by a XY stage to a coordinate 30 ° ahead every 30 ° rotation while rotating a wafer having an eccentricity (offset) of 200 μm once at a constant speed. Shows fluctuations.
なお、誤差成分が大きいと、例えば、ウェハのベベル部を撮像して繋いだ場合に、ウェハの端面でずれが生じてしまう（図８を参照）。また、ウェハのアペックス部を撮像した場合、被写界深度から外れ合焦状態でない画像が得られ、検査精度が低下してしまう。 When the error component is large, for example, when the bevel portions of the wafer are imaged and connected, a deviation occurs on the end face of the wafer (see FIG. 8). In addition, when the apex portion of the wafer is imaged, an image that is out of focus and out of focus is obtained, and inspection accuracy decreases.
検査装置に対する高スループット化の要請を背景に、高速撮像技術の向上に伴って必然的に撮像速度に対応した被検基板の回転速度の高速化が求められる。しかしながら、被検基板の反り等の影響により、被検基板の回転精度の向上すなわち偏芯量（オフセット）の低減を図ることは困難な状況にある。 In response to the demand for high throughput for inspection apparatuses, it is necessary to increase the rotation speed of the test substrate corresponding to the imaging speed as the high-speed imaging technology is improved. However, it is difficult to improve the rotation accuracy of the test substrate, that is, to reduce the eccentricity (offset) due to the influence of the warp of the test substrate.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、被検基板の回転精度を向上させた表面検査装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a surface inspection apparatus with improved rotation accuracy of a substrate to be tested.
このような目的達成のため、本発明に係る表面検査装置は、円盤状の被検基板を保持するとともに前記被検基板の中心を回転中心として回転可能な保持部と、前記保持部に保持されて回転する前記被検基板の端部または端部近傍を連続的に撮像する撮像部と、前記保持部の回転軸と垂直な方向へ２次元的に前記保持部を前記撮像部に対して相対移動させるＸＹ駆動部と、前記保持部に保持された前記被検基板の中心と前記保持部の回転中心との間のオフセットを測定する測定部と、前記測定部に測定された前記オフセットに応じて、前記回転中の前記被検基板の端部と前記撮像部とが所定の間隔となるように前記ＸＹ駆動部の作動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記保持部の回転中心の移動軌跡が円弧状となるように前記ＸＹ駆動部の作動を制御する。 In order to achieve such an object, a surface inspection apparatus according to the present invention holds a disk-shaped test substrate and is held by the holding unit, which is rotatable around the center of the test substrate, and the holding unit. An imaging unit that continuously images the end portion or the vicinity of the end portion of the substrate to be rotated, and the holding unit that is two-dimensionally relative to the imaging unit in a direction perpendicular to the rotation axis of the holding unit. An XY driving unit to be moved, a measuring unit for measuring an offset between a center of the test substrate held by the holding unit and a rotation center of the holding unit, and according to the offset measured by the measuring unit A control unit that controls the operation of the XY drive unit so that the end of the substrate to be rotated and the imaging unit are at a predetermined interval, and the control unit The XY drive so that the movement locus of the rotation center is an arc. Controlling the operation of the parts.
なお、上述の表面検査装置において、前記撮像部は、前記保持部に保持された前記被検基板の径方向または前記被検基板の表面に対する法線方向から、前記被検基板の端部または端部近傍を連続的に撮像することが好ましい。 In the above-described surface inspection apparatus, the imaging unit is configured such that an end portion or an end of the test substrate from the radial direction of the test substrate held by the holding unit or the normal direction to the surface of the test substrate. It is preferable to continuously image the vicinity of the part.
また、上述の表面検査装置において、前記制御部は、前記保持部の回転速度が一定のときに、前記保持部の回転中心の移動軌跡が円弧状となるように前記ＸＹ駆動部の作動を制御することが好ましい。 In the surface inspection apparatus described above, the control unit controls the operation of the XY drive unit so that the movement locus of the rotation center of the holding unit becomes an arc when the rotation speed of the holding unit is constant. It is preferable to do.
また、上述の表面検査装置において、前記測定部は、前記保持部に保持された前記被検基板の端部を検出するラインセンサと、前記保持部により前記被検基板を回転させながら前記ラインセンサが検出した前記被検基板の端部の変位量に基づいて前記オフセットを求める演算部とを有し、前記ラインセンサが前記被検基板の端部を検出するときに、前記保持部により前記被検基板が１／２回転以上回転することが好ましい。 Further, in the above surface inspection apparatus, the measurement unit includes a line sensor that detects an end portion of the test substrate held by the holding unit, and the line sensor while rotating the test substrate by the holding unit. And a calculation unit that obtains the offset based on the amount of displacement of the end of the test substrate detected by the sensor, and when the line sensor detects the end of the test substrate, the holding unit detects the end of the test substrate. It is preferable that the test substrate is rotated 1/2 or more times.
また、上述の表面検査装置において、外部から搬送された前記被検基板が載置されるとともに前記被検基板の中心を回転中心として回転可能な待機ステージと、前記待機ステージに載置された前記被検基板を前記保持部に搬送して載置する搬送部と、前記待機ステージに載置された前記被検基板の中心と前記待機ステージの回転中心との間のオフセットを測定するプレ測定部とをさらに備え、前記制御部は、前記搬送部が前記被検基板を前記保持部に載置する際、前記プレ測定部に測定された前記オフセットに応じて、前記被検基板の中心と前記保持部の回転中心とが一致するように前記ＸＹ駆動部の作動を制御することが好ましい。 In the surface inspection apparatus described above, the test substrate transported from the outside is placed, and a standby stage that is rotatable about the center of the test substrate as a rotation center, and the standby stage placed on the standby stage A transport unit that transports and places the test substrate on the holding unit, and a pre-measurement unit that measures an offset between the center of the test substrate placed on the standby stage and the rotation center of the standby stage And when the transport unit places the test substrate on the holding unit, the control unit determines the center of the test substrate and the center according to the offset measured by the pre-measurement unit. It is preferable to control the operation of the XY drive unit so that the rotation center of the holding unit matches.
本発明によれば、被検基板の回転精度を向上させることができ、より高速で精度の高い検査を行うことが可能になる。 According to the present invention, it is possible to improve the rotation accuracy of a substrate to be tested, and it is possible to perform a high-precision inspection at a higher speed.
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明に係る表面検査装置の一例を図１に示しており、この表面検査装置１は、半導体ウェハ１０（以下、ウェハ１０と称する）の端部および端部近傍における欠陥（傷、異物の付着等）の有無を検査するためのものである。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. An example of the surface inspection apparatus according to the present invention is shown in FIG. 1, and this surface inspection apparatus 1 has defects (scratches and foreign matter attached) at and near the end of a semiconductor wafer 10 (hereinafter referred to as wafer 10). Etc.).
被検基板であるウェハ１０は薄い円盤状に形成されており、その表面には、ウェハ１０から取り出される複数の半導体チップ（チップ領域）に対応した回路パターン（図示せず）を形成するために、絶縁膜、電極配線膜、半導体膜等の薄膜（図示せず）が多層にわたって形成される。図２に示すように、ウェハ１０の表面（上面）における外周端部内側には、上ベベル部１１がリング状に形成され、この上ベベル部１１の内側に回路パターンが形成されることになる。また、ウェハ１０の裏面（下面）における外周端部内側には、下ベベル部１２がウェハ１０を基準に上ベベル部１１と表裏対称に形成される。そして、上ベベル部１１と下ベベル部１２とに繋がるウェハ端面がアペックス部１３となる。 A wafer 10 as a test substrate is formed in a thin disk shape, and a circuit pattern (not shown) corresponding to a plurality of semiconductor chips (chip regions) taken out from the wafer 10 is formed on the surface thereof. A thin film (not shown) such as an insulating film, an electrode wiring film, and a semiconductor film is formed in multiple layers. As shown in FIG. 2, an upper bevel portion 11 is formed in a ring shape inside the outer peripheral end portion on the surface (upper surface) of the wafer 10, and a circuit pattern is formed inside the upper bevel portion 11. . Further, a lower bevel portion 12 is formed symmetrically with the upper bevel portion 11 with respect to the wafer 10 on the inner side of the outer peripheral end portion on the back surface (lower surface) of the wafer 10. The wafer end face connected to the upper bevel portion 11 and the lower bevel portion 12 becomes the apex portion 13.
ところで、表面検査装置１は、図１に示すように、ウェハ１０を支持して回転させるウェハ支持部２０と、ステージアライメント用センサ３０と、ウェハ１０の外周端部および外周端部近傍を撮像する撮像部３５と、ステージアライメント用センサ３０や撮像部３５で撮像取得された画像データに対して所定の画像処理を行う画像処理部４０と、これらの作動制御を行う制御部４５とを主体に構成される。 By the way, as shown in FIG. 1, the surface inspection apparatus 1 images the wafer support unit 20 that supports and rotates the wafer 10, the stage alignment sensor 30, and the outer peripheral end portion and the vicinity of the outer peripheral end portion of the wafer 10. Mainly composed of an imaging unit 35, an image processing unit 40 that performs predetermined image processing on image data captured and acquired by the stage alignment sensor 30 and the imaging unit 35, and a control unit 45 that performs operation control thereof. Is done.
ウェハ支持部２０は、ＸＹステージ２１と、ＸＹステージ２１上に配設されたθステージ２６と、θステージ２６から上方へ鉛直に延びて設けられた回転軸２７と、回転軸２７の上端部に略水平に取り付けられて上面側でウェハ１０を支持するウェハホルダ２８とを有して構成される。ウェハホルダ２８は、略円板状に形成されてその下面側が回転軸２７と連結されており、ウェハホルダ２８の内部に設けられた真空吸着機構（図示せず）により、ウェハホルダ２８上に載置されたウェハ１０の裏面（下面）を吸着保持する構成となっている。なお、ウェハ１０はウェハホルダ２８よりも大きな径を有しており、ウェハホルダ２８上にウェハ１０が吸着保持された状態で、上ベベル部１１、下ベベル部１２、およびアペックス部１３を含むウェハ１０の外周端部近傍がウェハホルダ２８からはみ出るようになっている。 The wafer support unit 20 includes an XY stage 21, a θ stage 26 disposed on the XY stage 21, a rotating shaft 27 provided vertically extending from the θ stage 26, and an upper end portion of the rotating shaft 27. And a wafer holder 28 that is mounted substantially horizontally and supports the wafer 10 on the upper surface side. The wafer holder 28 is formed in a substantially disk shape, and the lower surface side thereof is connected to the rotary shaft 27. The wafer holder 28 is placed on the wafer holder 28 by a vacuum suction mechanism (not shown) provided inside the wafer holder 28. The rear surface (lower surface) of the wafer 10 is held by suction. The wafer 10 has a larger diameter than the wafer holder 28, and the wafer 10 including the upper bevel portion 11, the lower bevel portion 12, and the apex portion 13 in a state where the wafer 10 is sucked and held on the wafer holder 28. The vicinity of the outer peripheral end protrudes from the wafer holder 28.
θステージ２６の内部には、回転軸２７を回転駆動させるθ駆動機構（図示せず）が設けられており、θ駆動機構により回転軸２７を回転させることで、回転軸２７に取り付けられたウェハホルダ２８とともに、ウェハホルダ２８上に吸着保持されたウェハ１０がθ駆動機構の回転軸を回転中心として回転駆動される。ＸＹステージ２１は、その内部にＸＹ駆動機構（図示せず）を有しており、ＸＹ駆動機構によりθステージ２６をＸＹ方向に駆動することで、θステージ２６および回転軸２７を介してウェハホルダ２８とともに、ウェハホルダ２８上に吸着保持されたウェハ１０がＸＹ方向に（すなわち、ウェハホルダ２８の回転軸と垂直な方向へ２次元的に）移動する。なお、本実施形態におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向をそれぞれ、図１のように定義する。 A θ drive mechanism (not shown) for rotating the rotary shaft 27 is provided inside the θ stage 26, and the wafer holder attached to the rotary shaft 27 by rotating the rotary shaft 27 by the θ drive mechanism. 28, the wafer 10 held by suction on the wafer holder 28 is driven to rotate about the rotation axis of the θ drive mechanism. The XY stage 21 has an XY drive mechanism (not shown) therein, and the θ stage 26 is driven in the XY direction by the XY drive mechanism, whereby the wafer holder 28 is interposed via the θ stage 26 and the rotation shaft 27. At the same time, the wafer 10 sucked and held on the wafer holder 28 moves in the XY direction (that is, two-dimensionally in a direction perpendicular to the rotation axis of the wafer holder 28). Note that the X, Y, and Z directions in this embodiment are defined as shown in FIG.
ステージアライメント用センサ３０は、受光素子が直線状に配列されたラインセンサであり、ウェハホルダ２８の上方にウェハホルダ２８の径方向に沿って配設されて、ウェハホルダ２８の上方からウェハ１０の端部および端部近傍（主に上ベベル部１１）の１次元の像を検出するようになっている。これにより、ウェハホルダ２８に吸着保持されたウェハ１０を回転させると、ステージアライメント用センサ３０に対してウェハ１０の外周端部がウェハ１０の周方向へ相対回転するため、上ベベル部１１と対向するように配置されたステージアライメント用センサ３０は、ウェハ１０の回転角度に応じた範囲での上ベベル部１１の明視野像を得ることができる。例えば、ウェハ１０を３６０度回転（１回転）させれば、ウェハ１０の全周にわたる上ベベル部１１の明視野像を得ることができる。なお、ステージアライメント用センサ３０で得られた画像データは、画像処理部４０へ出力される。 The stage alignment sensor 30 is a line sensor in which light receiving elements are arranged in a straight line. The stage alignment sensor 30 is disposed above the wafer holder 28 along the radial direction of the wafer holder 28, and from above the wafer holder 28, the end of the wafer 10 and A one-dimensional image in the vicinity of the end portion (mainly the upper bevel portion 11) is detected. As a result, when the wafer 10 sucked and held by the wafer holder 28 is rotated, the outer peripheral end of the wafer 10 rotates relative to the stage alignment sensor 30 in the circumferential direction of the wafer 10, so that it faces the upper bevel 11. The stage alignment sensor 30 arranged as described above can obtain a bright field image of the upper bevel portion 11 in a range corresponding to the rotation angle of the wafer 10. For example, if the wafer 10 is rotated 360 degrees (one rotation), a bright field image of the upper bevel portion 11 over the entire circumference of the wafer 10 can be obtained. The image data obtained by the stage alignment sensor 30 is output to the image processing unit 40.
なお、ウェハ支持部２０の近傍には、図３に示すように、外部から搬送されてきたウェハ１０が一時的に載置される待機ステージ５０が設けられている。この待機ステージ５０は、ウェハホルダ２８と同様に略円板状に形成されて回転可能に構成されており、待機ステージ５０上に載置されたウェハ１０がθ駆動機構の回転軸を回転中心として回転可能となっている。なお、待機ステージ５０上に載置されたウェハ１０は、ウェハホルダ２８上にウェハ１０が無いと、図３（ａ）〜図３（ｂ）に示すように、回転アーム５３によって待機ステージ５０からウェハホルダ２８へ搬送されてウェハホルダ２８上に載置される。 As shown in FIG. 3, a standby stage 50 on which the wafer 10 transferred from the outside is temporarily placed is provided in the vicinity of the wafer support unit 20. The standby stage 50 is formed in a substantially disk shape and configured to be rotatable like the wafer holder 28, and the wafer 10 placed on the standby stage 50 rotates around the rotation axis of the θ drive mechanism. It is possible. When the wafer 10 placed on the standby stage 50 is not on the wafer holder 28, the wafer holder 10 is moved from the standby stage 50 by the rotating arm 53 as shown in FIGS. 3 (a) to 3 (b). The wafer 28 is transferred to the wafer holder 28.
また、待機ステージ５０の上方には、ラインセンサであるプリアライメント用センサ５１が待機ステージ５０の径方向に沿って配設されており、図３（ａ）に示すように、待機ステージ５０の上方からウェハ１０の端部および端部近傍（主に上ベベル部１１）の１次元の像を検出するようになっている。これにより、待機ステージ５０上に載置されたウェハ１０を回転させると、ステージアライメント用センサ３０と同様に、上ベベル部１１と対向するように配置されたプリアライメント用センサ５１は、ウェハ１０の回転角度に応じた範囲での上ベベル部１１の明視野像を得ることができる。なお、プリアライメント用センサ５１で得られた画像データは、画像処理部４０へ出力される。 Further, a pre-alignment sensor 51, which is a line sensor, is disposed above the standby stage 50 along the radial direction of the standby stage 50. As shown in FIG. The one-dimensional images of the end portion of the wafer 10 and the vicinity of the end portion (mainly the upper bevel portion 11) are detected. Thus, when the wafer 10 placed on the standby stage 50 is rotated, the pre-alignment sensor 51 disposed so as to face the upper bevel portion 11 is similar to the stage alignment sensor 30. A bright field image of the upper bevel portion 11 can be obtained in a range corresponding to the rotation angle. The image data obtained by the pre-alignment sensor 51 is output to the image processing unit 40.
図１に示す撮像部３５は、いわゆる２次元カメラであり、ウェハ１０のアペックス部１３と対向するように配置されて、ウェハ１０の径方向からアペックス部１３を部分的に撮像するようになっている。これにより、ウェハホルダ２８に吸着保持されたウェハ１０を回転させると、撮像部３５の撮像領域に対して、ウェハ１０の外周端部、すなわちアペックス部１３がウェハ１０の周方向へ相対回転するため、アペックス部１３と対向するように配置された撮像部３５は、アペックス部１３を周方向（すなわち相対回転方向）へ連続的に複数撮像することができ、ウェハ１０の回転角度に応じた範囲でのアペックス部１３の明視野像を得ることが可能になる。例えば、ウェハ１０を３６０度回転（１回転）させれば、ウェハ１０の全周にわたるアペックス部１３の明視野像を得ることができる。なお、撮像部３５で撮像された画像データは、画像処理部４０へ出力される。 The imaging unit 35 shown in FIG. 1 is a so-called two-dimensional camera, and is arranged to face the apex part 13 of the wafer 10 so as to partially image the apex part 13 from the radial direction of the wafer 10. Yes. Thereby, when the wafer 10 sucked and held by the wafer holder 28 is rotated, the outer peripheral end of the wafer 10, that is, the apex portion 13 rotates relative to the imaging region of the imaging unit 35 in the circumferential direction of the wafer 10. The imaging unit 35 disposed so as to face the apex unit 13 can continuously capture a plurality of apex units 13 in the circumferential direction (that is, the relative rotation direction), and in a range corresponding to the rotation angle of the wafer 10. A bright field image of the apex portion 13 can be obtained. For example, if the wafer 10 is rotated 360 degrees (one rotation), a bright field image of the apex portion 13 over the entire circumference of the wafer 10 can be obtained. Note that image data captured by the imaging unit 35 is output to the image processing unit 40.
画像処理部４０は、図示しない回路基板等から構成され、ステージアライメント用センサ３０やプリアライメント用センサ５１、撮像部３５等が電気的に接続されている。そして、画像処理部４０は、撮像部３５からアペックス部１３の画像データが入力されると、所定の画像処理を行って、例えば、アペックス部１３の複数の画像を連続的に（帯状に）繋げたアペックス部１３の合成画像を生成し、生成したアペックス部１３の合成画像を図示しない画像表示装置に表示させる。また、画像処理部４０は、アペックス部１３の合成画像から、アペックス部１３に生じた異常（異物や傷等）を自動的に検出することも可能である。 The image processing unit 40 includes a circuit board (not shown) and the like, and the stage alignment sensor 30, the pre-alignment sensor 51, the imaging unit 35, and the like are electrically connected. Then, when the image data of the apex unit 13 is input from the imaging unit 35, the image processing unit 40 performs predetermined image processing, and, for example, continuously connects a plurality of images of the apex unit 13 (in a band shape). The composite image of the apex unit 13 is generated, and the generated composite image of the apex unit 13 is displayed on an image display device (not shown). The image processing unit 40 can also automatically detect an abnormality (such as a foreign object or a flaw) that has occurred in the apex unit 13 from the composite image of the apex unit 13.
さらに、画像処理部４０は、ステージアライメント用センサ３０から上ベベル部１１の画像データが入力されると、所定の画像処理を行って、ウェハホルダ２８に保持されたウェハ１０の中心Ｃ１とウェハホルダ２８の回転中心Ｃ２との間のオフセット量とオフセット方向（以下、本実施形態においてホルダ偏芯量Ｄと称する）を求める。なお、ホルダ偏芯量Ｄを求めるには、例えば、ステージアライメント用センサ３０から入力された上ベベル部１１の画像データからウェハ１０の外周端部を検出して、ウェハ１０が回転する間におけるウェハ１０の外周端部の最大変位量を求めれば、求めた変位量からホルダ偏芯量Ｄを算出することができる。また、画像処理部４０は、プリアライメント用センサ５１から上ベベル部１１の画像データが入力されると、上述と同様にして、待機ステージ５０に載置されたウェハ１０の中心と待機ステージ５０の回転中心との間のオフセット量とオフセット方向（以下、本実施形態においてステージ偏芯量と称する）を求める。 Further, when the image data of the upper bevel unit 11 is input from the stage alignment sensor 30, the image processing unit 40 performs predetermined image processing, and the center C 1 of the wafer 10 held by the wafer holder 28 and the wafer holder 28. An offset amount between the rotation center C2 and an offset direction (hereinafter referred to as a holder eccentric amount D in the present embodiment) are obtained. In order to obtain the holder eccentricity D, for example, the outer peripheral edge of the wafer 10 is detected from the image data of the upper bevel 11 input from the stage alignment sensor 30, and the wafer 10 rotates while the wafer 10 rotates. If the maximum displacement amount of the outer peripheral end portion of 10 is obtained, the holder eccentric amount D can be calculated from the obtained displacement amount. Further, when the image data of the upper bevel unit 11 is input from the pre-alignment sensor 51, the image processing unit 40 and the center of the wafer 10 placed on the standby stage 50 and the standby stage 50 are similar to the above. An offset amount and an offset direction (hereinafter referred to as a stage eccentricity amount in the present embodiment) between the rotation center are obtained.
制御部４５は、各種制御を行う制御基板等から構成され、制御部４５からの制御信号により、ウェハ支持部２０、各アライメント用センサ３０，５１、撮像部３５、および画像処理部４０等の作動制御を行う。また、制御部４５は、ウェハ１０の中心Ｃ１とウェハホルダ２８の回転中心Ｃ２との間のホルダ偏芯量Ｄに拘わらず、撮像部３５がウェハ１０のアペックス部１３を連続的に撮像できるようにＸＹステージ２１（ＸＹ駆動機構）の作動を制御するため、図４に示すように、ＸＹ軸駆動量計算部４６と、Ｘ軸速度計算部４９ａと、Ｙ軸速度計算部４９ｂとを有している。 The control unit 45 includes a control board that performs various controls, and the operation of the wafer support unit 20, the alignment sensors 30 and 51, the imaging unit 35, the image processing unit 40, and the like according to control signals from the control unit 45. Take control. Further, the control unit 45 allows the imaging unit 35 to continuously image the apex unit 13 of the wafer 10 regardless of the holder eccentricity D between the center C1 of the wafer 10 and the rotation center C2 of the wafer holder 28. In order to control the operation of the XY stage 21 (XY drive mechanism), as shown in FIG. 4, an XY axis drive amount calculation unit 46, an X axis speed calculation unit 49a, and a Y axis speed calculation unit 49b are provided. Yes.
ＸＹ軸駆動量計算部４６は、メモリ４７に記憶されたホルダ偏芯量Ｄを読み込んで、ウェハ１０の検査を行うときのＸＹステージ２１（ＸＹ駆動機構）によるウェハホルダ２８のＸ方向およびＹ方向への駆動量を算出する。なお、メモリ４７には、画像処理部４０で算出されたホルダ偏芯量Ｄが入力され記憶されている。このとき、撮像部３５とウェハ１０の外周端部（アペックス部１３）との間の距離Ｌを一定に保つため、ＸＹ軸駆動量計算部４６は、図１（ａ）の破線で示すように、円弧補間等によりウェハホルダ２８の回転中心Ｃ２の移動軌跡Ｔが円弧状となるように駆動量を算出する。これは、図６に示すように、ウェハホルダ２８上に吸着保持されたウェハ１０を回転させたときに、ウェハ１０の中心Ｃ１を基準としたウェハホルダ２８の回転中心Ｃ２の相対座標（ＸＹ座標）が、ホルダ偏芯量Ｄを半径とする円の軌道を描くことを利用するものである。そこで、ＸＹ軸駆動量計算部４６は、補間タイマ４８から所定の周期で（例えば、１ｍｓ周期で）信号が入力される毎に、ＸＹステージ２１（ＸＹ駆動機構）によるウェハホルダ２８のＸ方向およびＹ方向への駆動量（図６におけるＸ軸駆動量およびＹ軸駆動量）を算出し、算出した駆動量をそれぞれＸ軸速度計算部４９ａおよびＹ軸速度計算部４９ｂに出力する。 The XY axis drive amount calculation unit 46 reads the holder eccentricity amount D stored in the memory 47 and moves the wafer holder 28 in the X and Y directions by the XY stage 21 (XY drive mechanism) when the wafer 10 is inspected. Is calculated. Note that the memory 47 stores and stores the holder eccentricity D calculated by the image processing unit 40. At this time, in order to keep the distance L between the imaging unit 35 and the outer peripheral end portion (apex portion 13) of the wafer 10 constant, the XY-axis drive amount calculation unit 46 is shown by a broken line in FIG. Then, the drive amount is calculated so that the movement locus T of the rotation center C2 of the wafer holder 28 has an arc shape by arc interpolation or the like. As shown in FIG. 6, when the wafer 10 sucked and held on the wafer holder 28 is rotated, the relative coordinates (XY coordinates) of the rotation center C2 of the wafer holder 28 with respect to the center C1 of the wafer 10 are In this case, a circular orbit having a radius of the holder eccentricity D is drawn. Therefore, the XY axis drive amount calculation unit 46 receives the signal from the interpolation timer 48 at a predetermined cycle (for example, at a cycle of 1 ms), and the X direction and Y of the wafer holder 28 by the XY stage 21 (XY drive mechanism). The driving amount in the direction (the X-axis driving amount and the Y-axis driving amount in FIG. 6) is calculated, and the calculated driving amounts are output to the X-axis speed calculation unit 49a and the Y-axis speed calculation unit 49b, respectively.
Ｘ軸速度計算部４９ａは、ＸＹ軸駆動量計算部４６から入力されたＸ方向の駆動量および、ＸＹステージ２１に設けられたエンコーダ２４からの検出信号から、ＸＹステージ２１（ＸＹ駆動機構）によるウェハホルダ２８のＸ方向への駆動速度を算出し、算出した駆動速度をＸＹ駆動機構のＸ軸駆動部２２に出力する。一方、Ｙ軸速度計算部４９ｂは、ＸＹ軸駆動量計算部４６から入力されたＹ方向の駆動量および、ＸＹステージ２１に設けられたエンコーダ２４からの検出信号から、ＸＹステージ２１（ＸＹ駆動機構）によるウェハホルダ２８のＹ方向への駆動速度を算出し、算出した駆動速度をＸＹ駆動機構のＹ軸駆動部２３に出力する。 The X-axis speed calculation unit 49a uses the XY stage 21 (XY drive mechanism) based on the X-direction drive amount input from the XY-axis drive amount calculation unit 46 and the detection signal from the encoder 24 provided on the XY stage 21. The drive speed of the wafer holder 28 in the X direction is calculated, and the calculated drive speed is output to the X-axis drive unit 22 of the XY drive mechanism. On the other hand, the Y-axis speed calculation unit 49b calculates the XY stage 21 (XY drive mechanism) from the Y-direction drive amount input from the XY-axis drive amount calculation unit 46 and the detection signal from the encoder 24 provided on the XY stage 21. ) To calculate the driving speed of the wafer holder 28 in the Y direction, and outputs the calculated driving speed to the Y-axis driving unit 23 of the XY driving mechanism.
Ｘ軸駆動部２２は、Ｘ軸速度計算部４９ａから入力された駆動速度で、ＸＹ駆動機構のＸ軸（図示せず）を回転駆動する。これにより、ボールネジを利用してＸＹ駆動機構のＸ軸の回転運動が直線運動に変換され、ウェハホルダ２８がＸ方向に駆動される。一方、Ｙ軸駆動部２３は、Ｙ軸速度計算部４９ｂから入力された駆動速度で、ＸＹ駆動機構のＹ軸（図示せず）を回転駆動する。これにより、ボールネジを利用してＸＹ駆動機構のＹ軸の回転運動が直線運動に変換され、ウェハホルダ２８がＹ方向に駆動される。なお、Ｘ軸駆動部２２およびＹ軸駆動部２３には、エンコーダ２４で検出されたＸ軸およびＹ軸の回転角度が入力され、所定の制御周期で（例えば、２５０μｓ周期で）フィードバック制御（ＰＩＤ制御）が行われるようになっている。 The X-axis drive unit 22 rotationally drives the X-axis (not shown) of the XY drive mechanism at the drive speed input from the X-axis speed calculation unit 49a. Thereby, the rotational movement of the X axis of the XY driving mechanism is converted into a linear movement using the ball screw, and the wafer holder 28 is driven in the X direction. On the other hand, the Y-axis drive unit 23 rotationally drives the Y-axis (not shown) of the XY drive mechanism at the drive speed input from the Y-axis speed calculation unit 49b. Thereby, the rotational movement of the Y-axis of the XY drive mechanism is converted into a linear movement using the ball screw, and the wafer holder 28 is driven in the Y direction. The X-axis drive unit 22 and the Y-axis drive unit 23 receive the rotation angles of the X-axis and Y-axis detected by the encoder 24, and perform feedback control (PID) at a predetermined control cycle (for example, at a cycle of 250 μs). Control).
エンコーダ２４は、Ｘ軸駆動部２２により回転駆動されるＸＹ駆動機構のＸ軸（図示せず）の回転角度を検出してその検出信号をＸ軸駆動部２２およびＸ軸速度計算部４９ａに出力する。さらに、エンコーダ２４は、Ｙ軸駆動部２３により回転駆動されるＸＹ駆動機構のＹ軸（図示せず）の回転角度を検出してその検出信号をＹ軸駆動部２３およびＹ軸速度計算部４９ｂに出力する。これにより、Ｘ軸およびＹ軸の回転角度からウェハホルダ２８のＸＹ座標を認識することができる。 The encoder 24 detects the rotation angle of the X-axis (not shown) of the XY drive mechanism that is rotationally driven by the X-axis drive unit 22, and outputs the detection signal to the X-axis drive unit 22 and the X-axis speed calculation unit 49a. To do. Furthermore, the encoder 24 detects the rotation angle of the Y axis (not shown) of the XY drive mechanism that is rotationally driven by the Y axis drive unit 23, and uses the detected signals as the Y axis drive unit 23 and the Y axis speed calculation unit 49b. Output to. Thereby, the XY coordinates of the wafer holder 28 can be recognized from the rotation angles of the X axis and the Y axis.
なお、制御部４５は、ホルダ偏芯量Ｄを極力なくすため、回転アーム５３によってウェハ１０を待機ステージ５０からウェハホルダ２８へ搬送する際、画像処理部４０で求めたステージ偏芯量に基づいて、ホルダ偏芯量Ｄが零になるようにＸＹステージ２１（ＸＹ駆動機構）の作動を制御し、ウェハホルダ２８の位置を調整している。このときのＸＹステージ２１（ＸＹ駆動機構）の駆動量は、ステージ偏芯量および回転アーム５３の搬送位置から求めることができる。 In order to minimize the holder eccentricity D, the control unit 45 uses the rotational eccentric 53 to transfer the wafer 10 from the standby stage 50 to the wafer holder 28 based on the stage eccentricity obtained by the image processing unit 40. The operation of the XY stage 21 (XY driving mechanism) is controlled so that the holder eccentricity D becomes zero, and the position of the wafer holder 28 is adjusted. The drive amount of the XY stage 21 (XY drive mechanism) at this time can be obtained from the stage eccentric amount and the transport position of the rotary arm 53.
以上のように構成される表面検査装置１を用いた、ウェハ１０（上ベベル部１１）の表面検査を行うフローについて、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。まず、外部から搬送されて待機ステージ５０上に載置されたウェハ１０に対し、プリアライメント用センサ５１や待機ステージ５０等からなるプリアライメント機構（プレ測定部）により、待機ステージ５０に載置されたウェハ１０の中心と待機ステージ５０の回転中心との間のステージ偏芯量（オフセット）を測定する（ステップＳ１０１）。 A flow for performing the surface inspection of the wafer 10 (upper bevel portion 11) using the surface inspection apparatus 1 configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, the wafer 10 transferred from the outside and placed on the standby stage 50 is placed on the standby stage 50 by a pre-alignment mechanism (pre-measurement unit) including the pre-alignment sensor 51, the standby stage 50, and the like. The stage eccentricity (offset) between the center of the wafer 10 and the rotation center of the standby stage 50 is measured (step S101).
このとき、プリアライメント用センサ５１は、待機ステージ５０によりウェハ１０を回転させながら、ウェハ１０の端部および端部近傍（主に上ベベル部１１）の１次元の像を検出し、ウェハ１０の全周にわたる上ベベル部１１の明視野像を得る。プリアライメント用センサ５１で得られた画像データは画像処理部４０へ出力され、画像処理部４０が上ベベル部１１の画像（明視野像）に対し所定の画像処理を行ってステージ偏芯量を求め、制御部４５に出力する。 At this time, the pre-alignment sensor 51 detects a one-dimensional image of the end portion of the wafer 10 and the vicinity of the end portion (mainly the upper bevel portion 11) while rotating the wafer 10 by the standby stage 50. A bright field image of the upper bevel portion 11 over the entire circumference is obtained. The image data obtained by the pre-alignment sensor 51 is output to the image processing unit 40, and the image processing unit 40 performs predetermined image processing on the image (bright field image) of the upper bevel unit 11 to obtain the stage eccentricity. Obtained and output to the control unit 45.
次に、待機ステージ５０上に載置されたウェハ１０を回転アーム５３によって待機ステージ５０からウェハホルダ２８へ搬送しウェハホルダ２８上に載置する（ステップＳ１０２）。このとき、制御部４５は、ホルダ偏芯量Ｄを極力なくすため、回転アーム５３によってウェハ１０を待機ステージ５０からウェハホルダ２８へ搬送する際、画像処理部４０で求めたステージ偏芯量に基づいて、ウェハ１０の中心とウェハホルダ２８の回転中心とが一致するようにＸＹステージ２１（ＸＹ駆動機構）の作動を制御し、ウェハホルダ２８の位置を調整する。 Next, the wafer 10 placed on the standby stage 50 is transferred from the standby stage 50 to the wafer holder 28 by the rotary arm 53 and placed on the wafer holder 28 (step S102). At this time, in order to minimize the holder eccentric amount D, the control unit 45 is based on the stage eccentric amount obtained by the image processing unit 40 when the wafer 10 is transferred from the standby stage 50 to the wafer holder 28 by the rotating arm 53. The operation of the XY stage 21 (XY drive mechanism) is controlled so that the center of the wafer 10 and the rotation center of the wafer holder 28 coincide with each other, and the position of the wafer holder 28 is adjusted.
次に、ウェハホルダ２８上に載置されたウェハ１０に対し、ステージアライメント用センサ３０やウェハホルダ２８等からなるステージアライメント機構（測定部）により、ウェハホルダ２８に保持されたウェハ１０の中心Ｃ１とウェハホルダ２８の回転中心Ｃ２との間のホルダ偏芯量Ｄ（オフセット）を測定する（ステップＳ１０３）。このとき、ステージアライメント用センサ３０は、ウェハホルダ２８およびθステージ２６によりウェハ１０を回転させながら、ウェハ１０の端部および端部近傍（主に上ベベル部１１）の１次元の像を検出し、ウェハ１０の全周にわたる上ベベル部１１の明視野像を得る。ステージアライメント用センサ３０で得られた画像データは画像処理部４０へ出力され、画像処理部４０が上ベベル部１１の画像（明視野像）に対し所定の画像処理を行ってホルダ偏芯量Ｄを求め、制御部４５（メモリ４７）に出力する。 Next, with respect to the wafer 10 placed on the wafer holder 28, the center C 1 of the wafer 10 held on the wafer holder 28 and the wafer holder 28 by the stage alignment mechanism (measurement unit) including the stage alignment sensor 30 and the wafer holder 28. The holder eccentricity D (offset) with respect to the rotation center C2 is measured (step S103). At this time, the stage alignment sensor 30 detects a one-dimensional image of the end portion of the wafer 10 and the vicinity of the end portion (mainly the upper bevel portion 11) while rotating the wafer 10 by the wafer holder 28 and the θ stage 26. A bright field image of the upper bevel portion 11 over the entire circumference of the wafer 10 is obtained. The image data obtained by the stage alignment sensor 30 is output to the image processing unit 40, and the image processing unit 40 performs predetermined image processing on the image (bright field image) of the upper bevel unit 11 to perform the holder eccentricity amount D. Is output to the control unit 45 (memory 47).
ここで、制御部４５は、求めたホルダ偏芯量Ｄが２００μｍ以内であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。判定がＮｏである場合、ウェハホルダ２８上に載置されたウェハ１０を回転アーム５３によって置き直し（ステップＳ１０５）、再びステップＳ１０３〜Ｓ１０４の処理を繰り返す。なおこのとき、制御部４５は、回転アーム５３によってウェハ１０を置き直す際、画像処理部４０で求めたホルダ偏芯量Ｄに基づいて、ウェハ１０の中心とウェハホルダ２８の回転中心とが一致するように（すなわち、ホルダ偏芯量Ｄが零になるように）ＸＹステージ２１（ＸＹ駆動機構）の作動を制御し、ウェハホルダ２８の位置を再調整する。 Here, the control unit 45 determines whether or not the obtained holder eccentricity D is within 200 μm (step S104). If the determination is No, the wafer 10 placed on the wafer holder 28 is repositioned by the rotary arm 53 (step S105), and the processes of steps S103 to S104 are repeated again. At this time, when the control unit 45 repositions the wafer 10 by the rotation arm 53, the center of the wafer 10 and the rotation center of the wafer holder 28 coincide with each other based on the holder eccentricity D obtained by the image processing unit 40. As described above (that is, so that the holder eccentricity D becomes zero), the operation of the XY stage 21 (XY drive mechanism) is controlled, and the position of the wafer holder 28 is readjusted.
一方、判定がＹｅｓである場合、ウェハ１０のアペックス部１３を全周にわたって撮像する（ステップＳ１０６）。このとき、制御部４５からの制御信号を受けて、ウェハ支持部２０がウェハ１０を回転させるとともに、撮像部３５がウェハ１０の周方向へ相対回転するアペックス部１３を（周方向へ）連続的に複数撮像し、アペックス部１３をウェハ１０の全周にわたって撮像する。撮像部３５がアペックス部１３を連続的に撮像するとき、ウェハ１０の回転により相対移動して設定される撮像部３５の撮像領域毎にアペックス部１３が部分的に撮像され、このようにして撮像されたアペックス部１３の画像データは画像処理部４０へ出力される。そして、画像処理部４０は、撮像部３５からアペックス部１３の画像データが入力されると、所定の画像処理を行って、例えば、アペックス部１３の複数の画像を連続的に（帯状に）繋げたアペックス部１３の合成画像を生成し、生成したアペックス部１３の合成画像を図示しない画像表示装置に表示させる。 On the other hand, if the determination is Yes, the apex portion 13 of the wafer 10 is imaged over the entire circumference (step S106). At this time, in response to a control signal from the control unit 45, the wafer support unit 20 rotates the wafer 10, and the imaging unit 35 continuously moves the apex unit 13 that rotates relative to the circumferential direction of the wafer 10 (in the circumferential direction). The apex portion 13 is imaged over the entire circumference of the wafer 10. When the imaging unit 35 continuously images the apex unit 13, the apex unit 13 is partially imaged for each imaging region of the imaging unit 35 set by relative movement by the rotation of the wafer 10. The image data of the apex unit 13 is output to the image processing unit 40. Then, when the image data of the apex unit 13 is input from the imaging unit 35, the image processing unit 40 performs predetermined image processing, and, for example, continuously connects a plurality of images of the apex unit 13 (in a band shape). The composite image of the apex unit 13 is generated, and the generated composite image of the apex unit 13 is displayed on an image display device (not shown).
またこのとき、制御部４５は、ホルダ偏芯量Ｄに拘わらず、撮像部３５がウェハ１０のアペックス部１３を連続的に撮像できるように、ＸＹステージ２１（ＸＹ駆動機構）の作動を制御する。本実施形態においては、撮像部３５とウェハ１０の外周端部（アペックス部１３）との間の距離Ｌを一定に保つため外周端部が常に焦点深度内に収まるとともに、制御部４５が、ウェハホルダ２８の回転中心Ｃ２の移動軌跡Ｔが円弧状となるように（図１を参照）ＸＹステージ２１（ＸＹ駆動機構）の作動を制御するようになっている。なお、このような制御は、ウェハホルダ２８の回転速度が一定になってから開始することが好ましい。 At this time, the control unit 45 controls the operation of the XY stage 21 (XY driving mechanism) so that the imaging unit 35 can continuously image the apex unit 13 of the wafer 10 regardless of the holder eccentricity D. . In this embodiment, in order to keep the distance L between the imaging unit 35 and the outer peripheral end (apex part 13) of the wafer 10 constant, the outer peripheral end always stays within the depth of focus, and the control unit 45 includes the wafer holder. The operation of the XY stage 21 (XY drive mechanism) is controlled so that the movement trajectory T of the rotation center C2 of 28 is an arc (see FIG. 1). Such control is preferably started after the rotation speed of the wafer holder 28 becomes constant.
具体的には、ウェハホルダ２８の回転が開始して回転速度が一定になると、制御部４５のＸＹ軸駆動量計算部４６は、補間タイマ４８からの信号を受けて、ＸＹステージ２１（ＸＹ駆動機構）によるウェハホルダ２８のＸ方向およびＹ方向への駆動量を算出し、算出した駆動量をそれぞれＸ軸速度計算部４９ａおよびＹ軸速度計算部４９ｂに出力する。Ｘ軸速度計算部４９ａおよびＹ軸速度計算部４９ｂは、ＸＹ軸駆動量計算部４６から入力された駆動量およびエンコーダ２４からの検出信号から、ＸＹステージ２１（ＸＹ駆動機構）によるウェハホルダ２８のＸ方向およびＹ方向への駆動速度をそれぞれ算出し、算出した駆動速度をＸＹ駆動機構のＸ軸駆動部２２およびＹ軸駆動部２３に出力する。 Specifically, when the rotation of the wafer holder 28 starts and the rotation speed becomes constant, the XY axis drive amount calculation unit 46 of the control unit 45 receives a signal from the interpolation timer 48 and receives the signal from the XY stage 21 (XY drive mechanism). ) To calculate the driving amount of the wafer holder 28 in the X direction and the Y direction, and outputs the calculated driving amounts to the X-axis speed calculation unit 49a and the Y-axis speed calculation unit 49b, respectively. The X-axis speed calculation unit 49a and the Y-axis speed calculation unit 49b perform the X of the wafer holder 28 by the XY stage 21 (XY drive mechanism) from the drive amount input from the XY-axis drive amount calculation unit 46 and the detection signal from the encoder 24. The drive speeds in the direction and the Y direction are calculated, and the calculated drive speeds are output to the X-axis drive unit 22 and the Y-axis drive unit 23 of the XY drive mechanism.
そして、Ｘ軸駆動部２２およびＹ軸駆動部２３は、Ｘ軸速度計算部４９ａおよびＹ軸速度計算部４９ｂから入力された駆動速度で、ＸＹ駆動機構のＸ軸およびＹ軸（図示せず）をそれぞれ回転駆動する。これにより、ボールネジを利用してＸＹ駆動機構のＸ軸およびＹ軸の回転運動が直線運動に変換され、Ｘ方向およびＹ方向（２次元方向）への直線駆動の組み合わせによりウェハホルダ２８が円弧状に駆動される。 The X-axis drive unit 22 and the Y-axis drive unit 23 are the drive speeds input from the X-axis speed calculation unit 49a and the Y-axis speed calculation unit 49b, and the X and Y axes (not shown) of the XY drive mechanism. Are driven to rotate. Thereby, the rotational movements of the X and Y axes of the XY drive mechanism are converted into linear movements using a ball screw, and the wafer holder 28 is formed into an arc shape by a combination of linear driving in the X direction and the Y direction (two-dimensional direction). Driven.
この結果、本実施形態に係る表面検査装置１によれば、制御部４５が、ウェハホルダ２８の回転中心Ｃ２の移動軌跡Ｔが円弧状となるようにＸＹステージ２１（ＸＹ駆動機構）の作動を制御するため、ウェハ１０の回転精度を向上させることができる。そのため、ウェハ１０を従来より高速で回転させても、撮像部３５とウェハ１０の外周端部（アペックス部１３）との間の距離Ｌを一定に保つとともに、撮像部３５の光軸上にウェハ１０の中心Ｃ１が位置する状態を保つことができることから、より高速で精度の高い検査を行うことが可能になる。 As a result, according to the surface inspection apparatus 1 according to the present embodiment, the control unit 45 controls the operation of the XY stage 21 (XY drive mechanism) so that the movement locus T of the rotation center C2 of the wafer holder 28 has an arc shape. Therefore, the rotation accuracy of the wafer 10 can be improved. Therefore, even if the wafer 10 is rotated at a higher speed than before, the distance L between the imaging unit 35 and the outer peripheral end (apex unit 13) of the wafer 10 is kept constant, and the wafer is placed on the optical axis of the imaging unit 35. Since it is possible to maintain the state where the ten centers C1 are located, it becomes possible to perform inspection at higher speed and with higher accuracy.
また、撮像部３５は、ウェハホルダ２８に保持されたウェハ１０の径方向から、ウェハ１０のアペックス部１３を連続的に撮像するため、ウェハ１０の偏芯に拘わらず、常に合焦状態の画像を得ることができ、検査精度が低下するのを防止することができる。 Further, since the imaging unit 35 continuously images the apex portion 13 of the wafer 10 from the radial direction of the wafer 10 held by the wafer holder 28, an image in a focused state is always obtained regardless of the eccentricity of the wafer 10. It is possible to prevent the inspection accuracy from being lowered.
また、制御部４５は、ウェハホルダ２８の回転速度が一定のときに、ウェハホルダ２８の回転中心Ｃ２の移動軌跡Ｔが円弧状となるようにＸＹステージ２１（ＸＹ駆動機構）の作動を制御するため、ウェハ１０の回転精度をより向上させることができる。 Further, the control unit 45 controls the operation of the XY stage 21 (XY drive mechanism) so that the movement locus T of the rotation center C2 of the wafer holder 28 becomes an arc shape when the rotation speed of the wafer holder 28 is constant. The rotation accuracy of the wafer 10 can be further improved.
また、ステージアライメント用センサ３０がウェハ１０の端部を検出するときに、ウェハホルダ２８によりウェハ１０が１／２回転以上（本実施形態では、１回転だけ）回転するため、ウェハ１０の端部の変位情報をより多く得ることができることから、ウェハ１０の中心Ｃ１とウェハホルダ２８の回転中心Ｃ２との間のホルダ偏芯量Ｄ（オフセット）をより正確に求めることができる。 Further, when the stage alignment sensor 30 detects the edge of the wafer 10, the wafer 10 is rotated by 1/2 or more (only one rotation in the present embodiment) by the wafer holder 28. Since more displacement information can be obtained, the holder eccentricity D (offset) between the center C1 of the wafer 10 and the rotation center C2 of the wafer holder 28 can be obtained more accurately.
また、制御部４５は、回転アーム５３によってウェハ１０を待機ステージ５０からウェハホルダ２８へ搬送する際、画像処理部４０で求めたステージ偏芯量に基づいて、ウェハ１０の中心とウェハホルダ２８の回転中心とが一致するようにＸＹステージ２１（ＸＹ駆動機構）の作動を制御するため、ウェハ１０の大きな偏芯が生じるのを防止することができる。 In addition, when the control unit 45 transports the wafer 10 from the standby stage 50 to the wafer holder 28 by the rotation arm 53, the control unit 45 determines the center of the wafer 10 and the rotation center of the wafer holder 28 based on the stage eccentricity obtained by the image processing unit 40. Since the operation of the XY stage 21 (XY drive mechanism) is controlled so as to match, it is possible to prevent the wafer 10 from being greatly decentered.
なお、上述の実施形態において、ウェハ１０の全周にわたってアペックス部１３を撮像しているが、これに限られるものではなく、制御部４５の作動制御により、アペックス部１３における所望の回転角度位置範囲についてのみ撮像するようにしてもよい。これにより、アペックス部１３における所望の回転角度位置範囲についてのみ検査することができる。 In the above-described embodiment, the apex portion 13 is imaged over the entire circumference of the wafer 10. However, the present invention is not limited to this, and a desired rotation angle position range in the apex portion 13 is controlled by the operation control of the control unit 45. You may make it image only about. Thereby, it is possible to inspect only a desired rotation angle position range in the apex portion 13.
また、上述の実施形態において、ステージアライメント用センサ３０およびプリアライメント用センサ５１により、ウェハ１０の全周にわたる上ベベル部１１の明視野像を得ているが、これに限られるものではなく、ウェハ１０の１／２周以上にわたる上ベベル部１１の明視野像が得られれば、ホルダ偏芯量Ｄおよびステージ偏芯量を求めることは可能である。 In the above-described embodiment, the bright field image of the upper bevel portion 11 over the entire circumference of the wafer 10 is obtained by the stage alignment sensor 30 and the pre-alignment sensor 51. However, the present invention is not limited to this. If a bright-field image of the upper bevel portion 11 over 10 1/2 rounds is obtained, it is possible to determine the holder eccentricity D and the stage eccentricity.
また、上述の実施形態において、撮像部３５として２次元カメラを用いているが、これに限られるものではなく、ラインセンサカメラを用いるようにしてもよい。 In the above-described embodiment, a two-dimensional camera is used as the imaging unit 35. However, the present invention is not limited to this, and a line sensor camera may be used.
また、上述の実施形態において、撮像部３５がウェハ１０のアペックス部１３を撮像しているが、これに限られるものではなく、例えば、図２における一点鎖線で示すように、ウェハ１０の上ベベル部１１を撮像するようにしてもよく、図２における二点鎖線で示すように、ウェハ１０の下ベベル部１２を撮像するようにしてもよい。このように、ウェハ１０のアペックス部１３に限らず、上ベベル部１１や下ベベル部１２における欠陥の有無を検査することが可能である。さらには、ウェハ１０の外周端部または外周端部近傍に限らず、例えば、ガラス基板等を検査することも可能である。 Further, in the above-described embodiment, the imaging unit 35 images the apex unit 13 of the wafer 10, but is not limited to this. For example, as shown by a one-dot chain line in FIG. 2, the upper bevel of the wafer 10. The portion 11 may be imaged, and the lower bevel portion 12 of the wafer 10 may be imaged as indicated by a two-dot chain line in FIG. In this way, it is possible to inspect for defects in the upper bevel portion 11 and the lower bevel portion 12 as well as the apex portion 13 of the wafer 10. Furthermore, it is possible to inspect not only the outer peripheral end portion of the wafer 10 or the vicinity of the outer peripheral end portion, but, for example, a glass substrate.
また、上述の実施形態において、ウェハホルダ２８の回転中心Ｃ２の移動軌跡Ｔが円弧状となるようにＸＹステージ２１（ＸＹ駆動機構）の作動を制御することにより、ウェハ１０の中心Ｃ１とウェハホルダ２８の回転中心Ｃ２との間のホルダ偏芯量Ｄ（オフセット）に加えて、ウェハ１０の真円度を補正することも可能である。 In the above-described embodiment, the operation of the XY stage 21 (XY drive mechanism) is controlled so that the movement trajectory T of the rotation center C2 of the wafer holder 28 has an arc shape, whereby the center C1 of the wafer 10 and the wafer holder 28 are In addition to the holder eccentricity D (offset) with respect to the rotation center C2, the roundness of the wafer 10 can be corrected.
１ 表面検査装置
１０ 半導体ウェハ １１ 上ベベル部
１２ 下ベベル部 １３ アペックス部
２０ ウェハ支持部 ２１ ＸＹステージ（ＸＹ駆動部）
２６ θステージ ２８ ウェハホルダ（保持部）
３０ ステージアライメント用センサ（測定部）
３５ 撮像部
４０ 画像処理部（演算部） ４５ 制御部
５０ 待機ステージ
５１ プリアライメント用センサ（プレ測定部）
５３ 回転アーム（搬送部）
Ｄ 偏芯量（オフセット） Ｌ 距離
Ｔ 移動軌跡
Ｃ１ ウェハの中心 Ｃ２ ウェハホルダの回転中心
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surface inspection apparatus 10 Semiconductor wafer 11 Upper bevel part 12 Lower bevel part 13 Apex part 20 Wafer support part 21 XY stage (XY drive part)
26 θ stage 28 Wafer holder (holding part)
30 Stage alignment sensor (measurement unit)
35 Imaging unit 40 Image processing unit (calculation unit) 45 Control unit 50 Standby stage 51 Pre-alignment sensor (pre-measurement unit)
53 Rotating arm (conveyance unit)
D Eccentricity (offset) L Distance T Movement locus C1 Wafer center C2 Wafer holder rotation center
Claims (5)
前記保持部に保持されて回転する前記被検基板の端部または端部近傍を連続的に撮像する撮像部と、
前記保持部の回転軸と垂直な方向へ２次元的に前記保持部を前記撮像部に対して相対移動させるＸＹ駆動部と、
前記保持部に保持された前記被検基板の中心と前記保持部の回転中心との間のオフセットを測定する測定部と、
前記測定部に測定された前記オフセットに応じて、前記回転中の前記被検基板の端部と前記撮像部とが所定の間隔となるように前記ＸＹ駆動部の作動を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記保持部の回転中心の移動軌跡が円弧状となるように前記ＸＹ駆動部の作動を制御することを特徴とする表面検査装置。 A holding unit that holds a disk-shaped test substrate and is rotatable about the center of the test substrate;
An imaging unit that continuously images the end portion or the vicinity of the end portion of the test substrate that is held and rotated by the holding unit;
An XY drive unit that two-dimensionally moves the holding unit relative to the imaging unit in a direction perpendicular to the rotation axis of the holding unit;
A measurement unit that measures an offset between the center of the test substrate held by the holding unit and the rotation center of the holding unit;
A control unit that controls the operation of the XY drive unit so that an end portion of the rotating test substrate and the imaging unit have a predetermined interval according to the offset measured by the measurement unit; Prepared,
The surface inspection apparatus, wherein the control unit controls the operation of the XY drive unit so that a movement locus of a rotation center of the holding unit becomes an arc shape.
前記ラインセンサが前記被検基板の端部を検出するときに、前記保持部により前記被検基板が１／２回転以上回転することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の表面検査装置。 The measurement unit includes a line sensor that detects an end portion of the test substrate held by the holding unit, and an end of the test substrate that is detected by the line sensor while rotating the test substrate by the holding unit. A calculation unit for obtaining the offset based on a displacement amount of the unit,
4. The test substrate according to claim 1, wherein when the line sensor detects an end portion of the test substrate, the test substrate is rotated by half or more by the holding unit. 5. Surface inspection equipment.
前記待機ステージに載置された前記被検基板を前記保持部に搬送して載置する搬送部と、
前記待機ステージに載置された前記被検基板の中心と前記待機ステージの回転中心との間のオフセットを測定するプレ測定部とをさらに備え、
前記制御部は、前記搬送部が前記被検基板を前記保持部に載置する際、前記プレ測定部に測定された前記オフセットに応じて、前記被検基板の中心と前記保持部の回転中心とが一致するように前記ＸＹ駆動部の作動を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の表面検査装置。 A standby stage on which the test substrate transported from the outside is placed and rotatable about the center of the test substrate;
A transport unit that transports and places the test substrate placed on the standby stage to the holding unit;
A pre-measurement unit that measures an offset between the center of the test substrate placed on the standby stage and the rotation center of the standby stage;
When the transport unit places the test substrate on the holding unit, the controller controls the center of the test substrate and the rotation center of the holding unit according to the offset measured by the pre-measurement unit. The surface inspection apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the operation of the XY drive unit is controlled so as to match.
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| JP2009280717A JP2011122933A (en) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | Surface inspection device |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106783712A (en) * | 2015-11-24 | 2017-05-31 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | The method that dynamic wafer centre deviation position is verified in AWC systems |
| WO2019083062A1 (en) * | 2017-10-26 | 2019-05-02 | (주)자비스 | Nano-resolution x-ray inspection device and error compensation method therefor |
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2009
- 2009-12-10 JP JP2009280717A patent/JP2011122933A/en active Pending
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| KR102000941B1 (en) | 2017-10-26 | 2019-07-17 | (주)자비스 | An X-Ray Investigating Apparatus with Nano Scale Resolution and a Method for Correcting an Error of the Same |
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