JP4172124B2 - Inspection device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定のデバイスパターンが形成された半導体ウェハ等の検査に用いられる検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスは、半導体ウェハ上に微細なデバイスパターンを形成することにより作製される。このようなデバイスパターンを形成するときに、半導体ウェハ上に塵埃等が付着したり、傷が付いたりして、欠陥が生じることがある。このような欠陥が生じた半導体デバイスは、不良デバイスとなり、歩留まりを低下させる。
【0003】
したがって、製造ラインの歩留まりを高い水準で安定させるためには、塵埃や傷等によって発生する欠陥を早期に発見し、その原因を突き止め、製造設備や製造プロセスに対して有効な対策を講じることが好ましい。
【0004】
そこで、欠陥が発見された場合には、検査装置を用いて、その欠陥が何であるかを調べて分類分けを行い、その欠陥の原因となった設備やプロセスを特定するようにしている。ここで、欠陥が何であるかを調べる検査装置は、いわば光学顕微鏡のようなものであり、欠陥を拡大して見ることで、その欠陥が何であるかを識別するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような検査を行う検査装置では、所定のデバイスパターンが形成された半導体ウェハをステージ上に載置し、この半導体ウェハが載置されたステージを移動操作することにより、半導体ウェハを所定の検査対象位置へと導いている。
【0006】
また、この検査装置では、半導体ウェハを所定の検査対象位置へと導くために、この半導体ウェハが載置されたステージの位置検出を行いながら、この検出された信号に基づいて、ステージを所定の検査対象位置へと移動させる、いわゆる位置決めサーボを行っている。この位置決めサーボでは、図16に示すように、ステージを所定の検査対象位置Pの位置する0カウントの範囲内に移動させてから、この0カウントの範囲内において、サーボのループをONすることにより、ステージを検査対象位置Pへと導いている。
【0007】
しかしながら、位置決めサーボでは、ステージが0カウントに隣接する±1カウントとの境界付近に位置する場合に、サーボのゲインが高くなっているために、例えば−1カウント側から進入すると、検査対象位置Pに近づくものの、加速されて検査対象位置Pを通り過ぎてしまい、反対側の+1カウント側に飛び込んでしまうことがある。このため、検査装置では、ステージが検査対象位置Pから数カウントずれた位置で停止したり、或いは検査対象位置Pに収束せずにステージに微振動が発生してしまうことがあった。
【0008】
したがって、従来の検査装置では、半導体ウェハが載置されたステージを所定の検査対象位置に正確に位置決めすることができず、検査能力の大幅な低下を招いてしまうことがあった。
【0009】
特に、半導体ウェハ上に形成されるデバイスパターンは、半導体デバイスの高集積化に伴って微細化しており、半導体ウェハを所定の検査対象位置に正確に位置決めすることが益々困難となってきている。なお、図16に示すように、位置決めサーボにおける各カウントの幅は、約50nm程度である。
【0010】
また、検査装置では、このような微細なデバイスパターンが形成された半導体ウェハの検査を行うことから、上述したステージの僅かな振動であっても検査の大きな障害となってしまう。
【0011】
そこで、本発明はこのような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、被検査物が載置されたステージを移動操作する際に、ステージを所定の検査対象位置に正確に位置決することを可能とした検査装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、ステージの駆動軸に対して摺動抵抗を付加し、この駆動軸に付加する摺動抵抗を調節することによって、被検査物が載置されたステージを所定の検査対象位置に正確に位置決めすることができることを見出した。
【0013】
すなわち、本発明に係る検査装置は、以上のような知見に基づいて創案されたものであり、被検査物が載置されるステージと、被検査物が載置されたステージを制御しながら所定の検査対象位置へと移動させるステージ移動手段と、ステージ移動手段の駆動軸に対して摺接抵抗を調節自在に付加する摺接抵抗付加手段とを備え、摺接抵抗付加手段は、駆動軸の周面に摺接する摺接部材と、この摺接部材の駆動軸の周面に対する接触圧を調節する摺接抵抗調節手段とを有し、摺接部材は、駆動軸の周面と略全周に亘って摺接する摺接面部と、この摺接面部の一部を切り欠いて設けられた開口部と、この摺接面部の全周を所定の間隔で分断する複数の溝部とを有するMCナイロン又はPOMからなり、摺接抵抗調節手段は、摺接部材の開口部の幅を変化させることにより、駆動軸の周面に対する接触圧を調節することを特徴とするものである。
【0014】
この検査装置では、摺接抵抗付加手段が、ステージ移動手段の駆動軸に対して所定の摺接抵抗を付加することから、このステージ移動手段により移動操作されるステージを所定の検査対象位置に正確に位置決めすることができる。また、駆動軸に付加する摺接抵抗を調節自在とすることにより、この駆動軸に付加する摺動抵抗の調整を容易に行うことができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0016】
本発明を適用した検査装置の外観を図1に示す。この検査装置1は、所定のデバイスパターンが形成された半導体ウェハの検査を行うためのものであり、半導体ウェハに形成されたデバイスパターンに欠陥が発見された場合に、その欠陥が何であるかを調べて分類分けを行うものである。
【0017】
図1に示すように、この検査装置1は、半導体ウェハの検査を行う環境をクリーンに保つためのクリーンユニット2を備えている。このクリーンユニット2は、ステンレス鋼板等が折り曲げ加工され、中空の箱状に形成されてなるクリーンボックス3と、このクリーンボックス3の上部に一体に設けられたクリーンエアユニット4とを備えている。
【0018】
クリーンボックス3には、所定の箇所に窓部3aが設けられており、検査者がこの窓部3aからクリーンボックス3の内部を視認できるようになされている。
【0019】
クリーンエアユニット4は、クリーンボックス3内に清浄な空気を供給するためのものであり、クリーンボックス3の上部の異なる位置にそれぞれ配設された2つの送風機5a,5bと、これら送風機5a,5bとクリーンボックス3との間に配設された図示しないエアフィルタとを備えている。エアフィルタは、例えば、HEPAフィルタ(High Efficiency Particulate Air Filter)やULPAフィルタ(Ultra Low Penetration Air Filter)等の高性能エアフィルタである。そして、このクリーンエアユニット4は、送風機5a,5bにより送風される空気中の塵埃等を高性能エアフィルタによって除去し、清浄な空気として、クリーンボックス3の内部に供給するようになされている。
【0020】
また、このクリーンユニット2では、クリーンエアユニット4からクリーンボックス3内に供給される清浄な空気の風量を、2つの送風機5a,5b毎に個別に制御することによって、クリーンボックス3内の気流を適切にコントロールすることが可能である。なお、ここでは、クリーンエアユニット4が2つの送風機5a,5bを備える例を説明するが、送風機の数はクリーンボックス3の大きさや形状に合わせて決定すればよく、3つ以上の送風機を備える構成とされていてもよい。この場合、検査装置1では、クリーンエアユニット4からクリーンボックス3内に供給される清浄な空気の風量が、各送風機毎に個別に制御されることになる。
【0021】
また、クリーンユニット2は、クリーンボックス3が支持脚6によって床板上に支持されており、その下端部が開放された構造となっている。そして、このクリーンユニット2では、クリーンエアユニット4からクリーンボックス3内に供給された空気が、主にクリーンボックス3の下端部からクリーンボックス3の外部に排出されるようになされている。また、クリーンボックス3の側面部には、所定の箇所に開口領域3bが設けられており、クリーンエアユニット4からクリーンボックス3内に供給された空気が、このクリーンボックス3の側面部に設けられた開口領域3bからも外部に排出されるようになされている。
【0022】
クリーンユニット2は、以上のように、クリーンボックス3内にクリーンエアユニット4からの清浄な空気を常時供給し、クリーンボックス3内を気流となって循環した空気をクリーンボックス3の外部へと排出させる。これによって、クリーンボックス3内にて発生した塵埃等をこの空気と共にクリーンボックス3の外部に排出させ、クリーンボックス3の内部環境を、例えばクラス1程度の非常に高いクリーン度に保つようにしている。また、クリーンボックス3は、外部から塵埃等を含んだ空気が内部に進入する事を防止するために、内部の気圧が常に陽圧に保たれている。
【0023】
そして、この検査装置1では、図2に示すように、クリーンボックス3の内部に装置本体10が収容され、クリーンボックス3の中で、この装置本体10によって、所定のデバイスパターンが形成された半導体ウェハの検査が行われるようになされている。ここで、被検査物となる半導体ウェハは、所定の密閉式の容器7に入れて搬送され、この容器7を介して、クリーンボックス3の内部に移送される。なお、図2は、クリーンボックス3の内部に配設された装置本体10を図1中矢印A1方向から見た様子を示す側面図である。
【0024】
容器7は、底部7aと、この底部7aに固定されたカセット7bと、底部7aに着脱可能に係合されてカセット7bを覆うカバー7cとを有している。被検査物となる半導体ウェハは、複数枚が所定間隔を存して重ね合わされるようにカセット7bに装着され、底部7aとカバー7cとで密閉されている。
【0025】
そして、半導体ウェハの検査を行う際は、先ず、半導体ウェハが入れられた容器7がクリーンボックス3の所定の位置に設けられた容器設置スペース8に設置される。この容器設置スペース8には、後述するエレベータ22の昇降台22a上面がクリーンボックス3の外部に臨むように配されており、容器7は、その底部7aがこのエレベータ22の昇降台22a上に位置するように、容器設置スペース8に設置される。
【0026】
容器7が容器設置スペース8に設置されると、容器7の底部7aとカバー7cとの係合が解除される。そして、エレベータ22の昇降台22aが図2中矢印B方向に下降操作されることによって、容器7の底部7a及びカセット7bが、カバー7cから分離してクリーンボックス3の内部に移動する。これにより、被検査物である半導体ウェハが、外気に晒されることなくクリーンボックス3の内部に移送されることになる。
【0027】
半導体ウェハがクリーンボックス3内に移送されると、後述する搬送用ロボット23により、検査対象の半導体ウェハがカセット7bから取り出されて検査が行われる。
【0028】
検査装置1は、以上のように、高いクリーン度に保たれたクリーンボックス3の内部で半導体ウェハの検査を行うようにしているので、検査時に半導体ウェハに塵埃等が付着して適切な検査が阻害されるといった不都合を有効に回避することができる。しかも、被検査物となる半導体ウェハを密閉式の容器7に入れて搬送し、この容器7を介して半導体ウェハをクリーンボックス3の内部に移送するようにしているので、クリーンボックス3の内部と容器7の内部だけを十分なクリーン度に保っておけば、検査装置1が設置される環境全体のクリーン度を高めなくても、半導体ウェハへの塵埃等の付着を有効に防止することができる。
【0029】
このように必要な場所のクリーン度だけを局所的に高めるようにすることで、高いクリーン度を実現しつつ、且つ、クリーン環境を実現するためのコストを大幅に抑えることができる。なお、密閉式の容器7とクリーンボックス3との機械的なインターフェースとしては、いわゆるSMIF(standard mechanical interface)が好適であり、その場合、密閉式の容器7としては、いわゆるSMIF−PODが用いられる。
【0030】
また、この検査装置1は、図1に示すように、装置本体10を操作するためのコンピュータ等が配される外部ユニット50を備えている。この外部ユニット50は、クリーンボックス3の外部に設置され、支持脚51によって床板上に支持されている。この外部ユニット50には、半導体ウェハを撮像した画像等を表示するための表示装置52や、検査時の各種条件等を表示するための表示装置53、装置本体10への指示入力等を行うための入力装置54等も配されている。そして、半導体ウェハの検査を行う検査者は、外部ユニット50に配された表示装置52,53を見ながら、外部ユニット50に配された入力装置54から必要な指示を入力して半導体ウェハの検査を行う。
【0031】
次に、クリーンボックス3の内部に配設された装置本体10について、詳細に説明する。
【0032】
装置本体10は、図2に示すように、支持台11を備えている。この支持台11は、装置本体10の各機構を支持するための台である。この支持台11の底部には支持脚12が取り付けられており、支持台11及び支持台11上に設けられた各機構は、この支持脚12によってクリーンボックス3とは独立に床板上に支持される構造となっている。
【0033】
支持台11上には、除振台13を介して、被検査物となる半導体ウェハが載置される検査用ステージ14が設けられている。
【0034】
除振台13は、床からの振動や、検査用ステージ14を移動操作した際に生じる振動等を抑制するためのものであり、検査用ステージ14が設置される石定盤13aと、この石定盤13aを支える複数の可動脚部13bとを備えている。そして、この除振台13は、振動が生じたときにその振動を検知して可動脚部13bを駆動し、石定盤13a及びこの石定盤13a上に設置された検査用ステージ14の振動を速やかに打ち消すようにしている。
【0035】
この検査装置1では、微細なデバイスパターンが形成された半導体ウェハの検査を行うため、僅かな振動でも検査の障害となる場合がある。特に、この検査装置1では、紫外光を用いて高分解能での検査を行うため、振動の影響が大きく現れやすい。そこで、この検査装置1では、除振台13上に検査用ステージ14を設置することによって、検査用ステージ14に僅かな振動が生じた場合であっても、この振動を速やかに打ち消し、振動の影響を抑えて、紫外光を用いて高分解能での検査を行う際の検査能力を向上させるようにしている。
【0036】
なお、除振台13上に検査用ステージ14を安定的に設置するには、除振台13の重心がある程度低い位置にあることが望ましい。そこで、この検査装置1においては、石定盤13aの下端部に切り欠き部13cを設け、可動脚部13bがこの切り欠き部13cにて石定盤13aを支えるようにして、除振台13の重心を下げるようにしている。
【0037】
なお、検査用ステージ14を移動操作した際に生じる振動等は、事前にある程度予測することができる。このような振動を事前に予測して除振台13を動作させるようにすれば、検査用ステージ14に生じる振動を未然に防止することが可能である。したがって、検査装置1は、検査用ステージ14を移動操作した際に生じる振動等を事前に予測して除振台13を動作させるようになされていることが望ましい。
【0038】
検査用ステージ14は、被検査物となる半導体ウェハを支持するためのステージである。この検査用ステージ14は、被検査物となる半導体ウェハを支持するとともに、この半導体ウェハを所定の検査対象位置へと移動させる機能も備えている。
【0039】
具体的には、検査用ステージ14は、除振台13上に設置されたXステージ15と、Xステージ15上に設置されたYステージ16と、Yステージ16上に設置されたθステージ17と、θステージ17上に設置されたZステージ18と、Zステージ18上に設置された吸着プレート19とを備えている。
【0040】
Xステージ15及びYステージ16は、水平方向に移動するステージであり、Xステージ15とYステージ16とで、被検査物となる半導体ウェハを互いに直交する方向に移動させ、検査対象のデバイスパターンを所定の検査位置へと導くようにしている。
【0041】
θステージ17は、いわゆる回転ステージであり、半導体ウェハを回転させるためのものである。半導体ウェハの検査時には、θステージ17により、例えば、半導体ウェハ上のデバイスパターンが画面に対して水平又は垂直となるように、半導体ウェハを回転させる。
【0042】
Zステージ18は、鉛直方向に移動するステージであり、ステージの高さを調整するためのものである。半導体ウェハの検査時には、Zステージ18により、半導体ウェハの検査面が適切な高さとなるように、ステージの高さを調整する。
【0043】
吸着プレート19は、検査対象の半導体ウェハを吸着して固定するためのものである。半導体ウェハの検査時に、検査対象の半導体ウェハは、この吸着プレート19上に載置され、この吸着プレート19により吸着されて、不要な動きが抑制される。
【0044】
また、除振台13上には、検査用ステージ14上に位置するように支持部材20によって支持された光学ユニット21が配されている。この光学ユニット21は、半導体ウェハの検査時に、半導体ウェハの画像を撮像するためのものである。そして、この光学ユニット21は、検査対象の半導体ウェハの画像の撮像を可視光を用いて低分解能にて行う機能と、検査対象の半導体ウェハの画像の撮像を紫外光を用いて高分解能にて行う機能とを兼ね備えている。
【0045】
また、支持台11上には、図2及び図3に示すように、被検査物となる半導体ウェハが装着されたカセット7bを容器7から取り出してクリーンボックス3内に移動させるエレベータ22が設けられている。さらに、支持台11上には、図3に示すように、半導体ウェハを搬送するための搬送用ロボット23と、半導体ウェハを検査用ステージ14上に載置する前にそのセンター出しと位相出しとを行うプリアライナ24とが設けられている。なお、図3はクリーンボックス3の内部に配設された装置本体10を模式的に示す平面図である。
【0046】
エレベータ22は、上昇及び下降動作される昇降台22aを有しており、容器7がクリーンボックス3の容器設置スペース8に設置されて容器7の底部7aとカバー7cとの係合が解除されたときに、昇降台22aが下降操作されることによって、容器7の底部7a及びこれに固定されたカセット7bをクリーンボックス3の内部に移動させる。
【0047】
搬送用ロボット23は、先端部に吸着機構23aが設けられた操作アーム23bを有しており、この操作アーム23bを移動操作して、その先端部に設けられた吸着機構23aにより半導体ウェハを吸着し、クリーンボックス3内における半導体ウェハの搬送を行うようになされている。
【0048】
プリアライナ24は、半導体ウェハに予め形成されているオリエンテーションフラット及びノッチを基準として、半導体ウェハの位相出し及びセンター出しを行うものである。検査装置1は、半導体ウェハを検査用ステージ14上に載置する前に、プリアライナ24によってその位相出し等を行うことにより、検査の効率を向上させるようになされている。
【0049】
半導体ウェハを検査用ステージ14上に設置する際は、先ず、エレベータ22により容器7の底部7a及びカセット7bがクリーンボックス3の内部に移動される。そして、カセット7bに装着された複数枚の半導体ウェハの中から検査対象の半導体ウェハが選択され、選択された半導体ウェハが搬送用ロボット23によりカセット7bから取り出される。
【0050】
カセット7bから取り出された半導体ウェハは、搬送用ロボット23によりプリアライナ24へと搬送される。プリアライナ24へ搬送された半導体ウェハは、このプリアライナ24によって位相出しやセンター出しが行われる。そして、位相出しやセンター出しが行われた半導体ウェハが、搬送用ロボット23により検査用ステージ14へと搬送され、吸着プレート19上に載置されて検査が行われる。
【0051】
検査対象の半導体ウェハが検査用ステージ14へと搬送されると、搬送用ロボット23によって次に検査する半導体ウェハがカセット7bから取り出され、プリアライナ24へと搬送される。そして、先に検査用ステージ14へと搬送された半導体ウェハの検査が行われている間に、次に検査する半導体ウェハの位相出しやセンター出しが行われる。そして、先に検査用ステージ14へと搬送された半導体ウェハの検査が終了すると、次に検査する半導体ウェハが検査用ステージ14へと速やかに搬送される。
【0052】
検査装置1では、以上のように、検査対象の半導体ウェハを検査用ステージ14へ搬送する前に、予めプリアライナ24により位相出しやセンター出しを行っておくことにより、検査用ステージ14による半導体ウェハの位置決めに要する時間を短縮することができる。また、検査装置1では、先に検査用ステージ14へと搬送された半導体ウェハの検査が行われている時間を利用して、次に検査する半導体ウェハをカセット7bから取り出し、プリアライナ24による位相出しやセンター出しを行うことにより、全体での時間の短縮を図ることができ、効率よく検査を行うことができる。
【0053】
ところで、この検査装置1において、エレベータ22と、搬送用ロボット23と、プリアライナ24とは、図3に示すように、それぞれが直線上に並ぶように支持台11上に設置されている。そして、エレベータ22と搬送用ロボット23との間の距離L1と、搬送用ロボット23とプリアライナ24との間の距離L2とが略等しい距離となるように、それぞれの設置位置が決定されている。さらに、搬送用ロボット23から見て、エレベータ22やプリアライナ24が並ぶ方向と略直交する方向に、検査用ステージ14が位置するような配置とされている。
【0054】
検査装置1は、各機構が以上のような配置とされていることにより、被検査物である半導体ウェハの搬送を迅速且つ正確に行うことができる。
【0055】
すなわち、この検査装置1では、エレベータ22と搬送用ロボット23との間の距離L1と、搬送用ロボット23とプリアライナ24との間の距離L2とが略等しい距離となっているので、搬送用ロボット23の操作アーム23bの長さを変えることなく、カセット7bから取り出した半導体ウェハをプリアライナ24に搬送することがでる。したがって、この検査装置1では、搬送用ロボット23の操作アーム23bの長さを変えたときに生じる誤差等が問題とならないので、半導体ウェハをプリアライナ24へと搬送する動作を正確に行うことができる。また、エレベータ22と搬送用ロボット23とプリアライナ24とが直線上に並んでいるので、搬送用ロボット23は直線的な動きのみにより、カセット7bから取り出した半導体ウェハをプリアライナ24に搬送することができる。したがって、この検査装置1では、半導体ウェハをプリアライナ24へと搬送する動作を極めて正確に且つ迅速に行うことができる。
【0056】
さらに、この検査装置1では、搬送用ロボット23から見て、エレベータ22やプリアライナ24が並ぶ方向と略直交する方向に、検査用ステージ14が位置するような配置とされているので、搬送用ロボット23が直線的な動きをすることで、半導体ウェハを検査用ステージ14へ搬送することができる。したがって、この検査装置1では、半導体ウェハを検査用ステージ14へと搬送する動作を極めて正確に且つ迅速に行うことができる。特に、この検査装置1では、微細なデバイスパターンが形成された半導体ウェハの検査を行うため、被検査物である半導体ウェハの搬送及び位置決めを極めて正確に行う必要があるので、以上のような配置が非常に有効である。
【0057】
なお、検査装置1には、クリーンボックス3、支持台11及び外部ユニット50の底部に、それぞれタイヤ25が配設されている。これにより、検査装置1ででは、クリーンユニット2、装置本体10及び外部ユニット50を容易に移動させることが可能となっている。なお、検査装置1を固定する際は、図1及び図2に示すように、支持脚6,12,51を床に着けて、タイヤ25は浮かせておく。
【0058】
次に、上記検査装置1について、図4のブロック図を参照して更に詳細に説明する。
【0059】
図4に示すように、検査装置1の外部ユニット50には、表示装置52及び入力装置54aが接続された画像処理用コンピュータ60と、表示装置53及び入力装置54bが接続された制御用コンピュータ61とが配されている。なお、前掲した図1では、画像処理用コンピュータ60に接続された入力装置54aと、制御用コンピュータ61に接続された入力装置54bとをまとめて、入力装置54として図示している。
【0060】
画像処理用コンピュータ60は、半導体ウェハを検査するときに、光学ユニット21の内部に設置されたCCD(charge-coupled device)カメラ30,31により半導体ウェハを撮像した画像を取り込んで処理するコンピュータである。すなわち、この検査装置1は、光学ユニット21の内部に設置されたCCDカメラ30,31により撮像した半導体ウェハの画像を、画像処理用コンピュータ60により処理して解析することにより、半導体ウェハの検査を行う。
【0061】
なお、画像処理用コンピュータ60に接続された入力装置54aは、CCDカメラ30,31から取り込んだ画像の解析等に必要な指示を、画像処理用コンピュータ60に対して入力するためのものであり、例えば、マウス等のポインティングデバイスやキーボード等からなる。また、画像処理用コンピュータ60に接続された表示装置52は、CCDカメラ30,31から取り込んだ画像の解析結果等を表示するためのものであり、例えば、CRTディスプレイや液晶ディスプレイ等からなる。
【0062】
制御用コンピュータ61は、半導体ウェハを検査するときに、検査用ステージ14、エレベータ22、搬送用ロボット23及びプリアライナ24、並びに光学ユニット21の内部の各機器等を制御するためのコンピュータである。すなわち、この検査装置1は、半導体ウェハの検査を行う際に、検査対象の半導体ウェハの画像が、光学ユニット21の内部に設置されたCCDカメラ30,31により撮像されるように、制御用コンピュータ61により、検査用ステージ14、エレベータ22、搬送用ロボット23及びプリアライナ24、並びに光学ユニット21の内部の各機器等を制御する。
【0063】
また、制御用コンピュータ61は、クリーンエアユニット4の送風機5a,5bを制御する機能を有する。すなわち、この検査装置1は、クリーンエアユニット4の送風機5a,5bを制御用コンピュータ61が制御することによって、半導体ウェハの検査を行う際に、クリーンボックス3内に清浄な空気を常時供給し、また、クリーンボックス3内の気流をコントロールできるようにしている。
【0064】
なお、制御用コンピュータ61に接続された入力装置54bは、検査用ステージ14、エレベータ22、搬送用ロボット23及びプリアライナ24、光学ユニット21の内部の各機器、並びにクリーンエアユニット4の送風機5a,5b等を制御するのに必要な指示を、制御用コンピュータ61に対して入力するためのものであり、例えば、マウス等のポインティングデバイスやキーボード等からなる。また、制御用コンピュータ61に接続された表示装置53は、半導体ウェハの検査時の各種条件等を表示するためのものであり、例えば、CRTディスプレイや液晶ディスプレイ等からなる。
【0065】
また、画像処理用コンピュータ60と制御用コンピュータ61とは、メモリリンク機構により、互いにデータのやり取りが可能とされている。すなわち、画像処理用コンピュータ60と制御用コンピュータ61は、それぞれに設けられたメモリリンクインターフェース60a,61aを介して互いに接続されており、画像処理用コンピュータ60と制御用コンピュータ61との間で、互いにデータのやり取りが可能となっている。
【0066】
一方、検査装置1のクリーンボックス3の内部には、密閉式の容器7に入れられて搬送されてきた半導体ウェハを、この容器7のカセット7bから取り出して検査用ステージ14に設置する機構として、上述したように、エレベータ22、搬送用ロボット23及びプリアライナ24が配されている。これらは、外部ユニット50に配された制御用コンピュータ61に、ロボット制御インターフェース61bを介して接続されている。そして、エレベータ22、搬送用ロボット23及びプリアライナ24には、制御用コンピュータ61からロボット制御インターフェース61bを介して、制御信号が送られる。
【0067】
すなわち、密閉式の容器7に入れられて搬送されてきた半導体ウェハを、この容器7のカセット7bから取り出して検査用ステージ14に設置する際は、制御用コンピュータ61からロボット制御インターフェース61bを介して、エレベータ22、搬送用ロボット23及びプリアライナ24に制御信号が送出される。そして、エレベータ22、搬送用ロボット23及びプリアライナ24がこの制御信号に基づいて動作し、上述したように、密閉式の容器7に入れられて搬送されてきた半導体ウェハを、この容器7のカセット7bから取り出して、プリアライナ24による位相出し及びセンター出しを行い、検査用ステージ14に設置する。
【0068】
また、検査装置1のクリーンボックス3の内部には除振台13が配されており、この除振台13上に、上述したように、Xステージ15、Yステージ16、θステージ17、Zステージ18及び吸着プレート19を備えた検査用ステージ14が設置されている。
【0069】
ここで、Xステージ15、Yステージ16、θステージ17、Zステージ18及び吸着プレート19は、外部ユニット50に配された制御用コンピュータ61に、ステージ制御インターフェース61cを介して接続されている。そして、Xステージ15、Yステージ16、θステージ17、Zステージ18及び吸着プレート19には、制御用コンピュータ61からステージ制御インターフェース61cを介して、制御信号が送られる。
【0070】
すなわち、半導体ウェハの検査を行う際は、制御用コンピュータ61からステージ制御インターフェース61cを介して、Xステージ15、Yステージ16、θステージ17、Zステージ18及び吸着プレート19に制御信号が送出される。そして、Xステージ15、Yステージ16、θステージ17、Zステージ18及び吸着プレート19が、この制御信号に基づいて動作し、吸着プレート19により検査対象の半導体ウェハを吸着して固定するとともに、Xステージ15、Yステージ16、θステージ17及びZステージ18により、半導体ウェハを所定の位置、角度及び高さとなるように移動する。
【0071】
また、除振台13上には、上述したように、光学ユニット21も設置されている。この光学ユニット21は、半導体ウェハの検査時に半導体ウェハの画像を撮像するためのものであり、上述したように、検査対象の半導体ウェハの画像の撮像を可視光を用いて低分解能にて行う機能と、検査対象の半導体ウェハの画像の撮像を紫外光を用いて高分解能にて行う機能とを兼ね備えている。
【0072】
この光学ユニット21は、可視光にて半導体ウェハの画像を撮像するための機構として、可視光用CCDカメラ30と、ハロゲンランプ32と、可視光用光学系33と、可視光用対物レンズ34と、可視光用オートフォーカス制御部35とを備えている。
【0073】
そして、可視光にて半導体ウェハの画像を撮像する際は、ハロゲンランプ32を点灯させる。ここで、ハロゲンランプ32の駆動源は、外部ユニット50に配された制御用コンピュータ61に、光源制御インターフェース61dを介して接続されている。そして、ハロゲンランプ32の駆動源には、制御用コンピュータ61から光源制御インターフェース61dを介して制御信号が送られる。ハロゲンランプ32の点灯/消灯は、この制御信号に基づいて行われる。
【0074】
そして、可視光にて半導体ウェハの画像を撮像する際は、ハロゲンランプ32を点灯させ、このハロゲンランプ32からの可視光を、可視光用光学系33及び可視光用対物レンズ34を介して半導体ウェハにあてて、半導体ウェハを照明する。そして、可視光により照明された半導体ウェハの像を可視光用対物レンズ34により拡大し、その拡大像を可視光用CCDカメラ30により撮像する。
【0075】
ここで、可視光用CCDカメラ30は、外部ユニット50に配された画像処理用コンピュータ60に、画像取込インターフェース60bを介して接続されている。そして、可視光用CCDカメラ30により撮像された半導体ウェハの画像は、画像取込インターフェース60bを介して画像処理用コンピュータ60に取り込まれる。
【0076】
また、上述のように可視光にて半導体ウェハの画像を撮像する際は、可視光用オートフォーカス制御部35により、自動焦点位置合わせを行う。すなわち、可視光用オートフォーカス制御部35により、可視光用対物レンズ34と半導体ウェハの間隔が可視光用対物レンズ34の焦点距離に一致しているか否かを検出し、一致していない場合には、可視光用対物レンズ34又はZステージ18を動かして、半導体ウェハの検査対象面が可視光用対物レンズ34の焦点面に一致するようにする。
【0077】
ここで、可視光用オートフォーカス制御部35は、外部ユニット50に配された制御用コンピュータ61に、オートフォーカス制御インターフェース61eを介して接続されている。そして、可視光用オートフォーカス制御部35には、制御用コンピュータ61からオートフォーカス制御インターフェース61eを介して制御信号が送られる。可視光用オートフォーカス制御部35による可視光用対物レンズ34の自動焦点位置合わせは、この制御信号に基づいて行われる。
【0078】
また、光学ユニット21は、紫外光にて半導体ウェハの画像を撮像するための機構として、紫外光用CCDカメラ31と、紫外光レーザ光源36と、紫外光用光学系37と、紫外光用対物レンズ38と、紫外光用オートフォーカス制御部39とを備えている。
【0079】
そして、紫外光にて半導体ウェハの画像を撮像する際は、紫外光レーザ光源36を点灯させる。ここで、紫外光レーザ光源36の駆動源は、外部ユニット50に配された制御用コンピュータ61に、光源制御インターフェース61dを介して接続されている。そして、紫外光レーザ光源36の駆動源には、制御用コンピュータ61から光源制御インターフェース61dを介して制御信号が送られる。紫外光レーザ光源36の点灯/消灯は、この制御信号に基づいて行われる。
【0080】
なお、紫外光レーザ光源36には、波長が266nm程度の紫外光レーザを出射するものを用いることが好ましい。波長が266nm程度の紫外光レーザは、YAGレーザの4倍波として得られる。また、レーザ光源としては、発振波長が166nm程度のものも開発されており、そのようなレーザ光源を上記紫外光レーザ光源36として用いてもよい。
【0081】
紫外光にて半導体ウェハの画像を撮像する際は、紫外光レーザ光源36を点灯させ、この紫外光レーザ光源36からの紫外光を、紫外光用光学系37及び紫外光用対物レンズ38を介して半導体ウェハにあてて、半導体ウェハを照明する。そして、紫外光により照明された半導体ウェハの像を紫外光用対物レンズ38により拡大し、その拡大像を紫外光用CCDカメラ31により撮像する。
【0082】
ここで、紫外光用CCDカメラ31は、外部ユニット50に配された画像処理用コンピュータ60に、画像取込インターフェース60cを介して接続されている。そして、紫外光用CCDカメラ31により撮像された半導体ウェハの画像は、画像取込インターフェース60cを介して画像処理用コンピュータ60に取り込まれる。
【0083】
また、上述のように紫外光にて半導体ウェハの画像を撮像する際は、紫外光用オートフォーカス制御部39により、自動焦点位置合わせを行う。すなわち、紫外光用オートフォーカス制御部39により、紫外光用対物レンズ38と半導体ウェハの間隔が紫外光用対物レンズ38の焦点距離に一致しているか否かを検出し、一致していない場合には、紫外光用対物レンズ38又はZステージ18を動かして、半導体ウェハの検査対象面が紫外光用対物レンズ38の焦点面に一致するようにする。
【0084】
ここで、紫外光用オートフォーカス制御部39は、外部ユニット50に配された制御用コンピュータ61に、オートフォーカス制御インターフェース61eを介して接続されている。そして、紫外光用オートフォーカス制御部39には、制御用コンピュータ61からオートフォーカス制御インターフェース61eを介して制御信号が送られる。紫外光用オートフォーカス制御部39による紫外光用対物レンズ38の自動焦点位置合わせは、この制御信号に基づいて行われる。
【0085】
また、クリーンエアユニット4には、上述したように、2つの送風機5a,5bが設けられている。これらの送風機5a,5bは、外部ユニット50に配された制御用コンピュータ61に、風量制御インターフェース61fを介して接続されている。そして、クリーンエアユニット4の送風機5a,5bには、制御用コンピュータ61から風量制御インターフェース61fを介して、制御信号が送られる。送風機5a,5bの回転数の制御やオン/オフの切り替え等は、この制御信号に基づいて行われる。
【0086】
次に、上記検査装置1の光学ユニット21の光学系について、図5を参照して更に詳細に説明する。なお、ここでは、オートフォーカス制御部35,39についての説明は省略し、検査対象の半導体ウェハを照明する光学系と、検査対象の半導体ウェハを撮像する光学系とについて説明する。
【0087】
図5に示すように、光学ユニット21は、可視光にて半導体ウェハの画像を撮像するための光学系として、ハロゲンランプ32と、可視光用光学系33と、可視光用対物レンズ34とを備えている。
【0088】
ハロゲンランプ32からの可視光は、光ファイバ40によって可視光用光学系33へと導かれる。可視光用光学系33へと導かれた可視光は、先ず、2つのレンズ41,42を透過してハーフミラー43に入射する。そして、ハーフミラー43に入射した可視光は、ハーフミラー43によって可視光用対物レンズ34へ向けて反射され、可視光用対物レンズ34を介して半導体ウェハに入射する。これにより、半導体ウェハが可視光により照明される。
【0089】
そして、可視光により照明された半導体ウェハの像は、可視光用対物レンズ34により拡大され、ハーフミラー43及び撮像用レンズ44を透過して、可視光用CCDカメラ30により撮像される。すなわち、可視光により照明された半導体ウェハからの反射光が、可視光用対物レンズ34、ハーフミラー43及び撮像用レンズ44を介して可視光用CCDカメラ30に入射し、これにより、半導体ウェハの拡大像が可視光用CCDカメラ30によって撮像される。そして、可視光用CCDカメラ30によって撮像された半導体ウェハの画像(以下、可視画像と称する。)は、画像処理用コンピュータ60へと送られる。
【0090】
また、光学ユニット21は、紫外光にて半導体ウェハの画像を撮像するための光学系として、紫外光レーザ光源36と、紫外光用光学系37と、紫外光用対物レンズ38とを備えている。
【0091】
紫外光レーザ光源36からの紫外光は、光ファイバ45によって紫外光用光学系37へ導かれる。紫外光用光学系37へと導かれた紫外光は、先ず、2つのレンズ46,47を透過してハーフミラー48に入射する。そして、ハーフミラー48に入射した可視光は、ハーフミラー48によって紫外光用対物レンズ38へ向けて反射され、紫外光用対物レンズ38を介して半導体ウェハに入射する。これにより、半導体ウェハが紫外光により照明される。
【0092】
そして、紫外光により照明された半導体ウェハの像は、紫外光用対物レンズ38により拡大され、ハーフミラー48及び撮像用レンズ49を透過して、紫外光用CCDカメラ31により撮像される。すなわち、紫外光により照明された半導体ウェハからの反射光が、紫外光用対物レンズ38、ハーフミラー48及び撮像用レンズ49を介して紫外光用CCDカメラ31に入射し、これにより、半導体ウェハの拡大像が紫外光用CCDカメラ31によって撮像される。そして、紫外光用CCDカメラ31によって撮像された半導体ウェハの画像(以下、紫外画像と称する。)は、画像処理用コンピュータ60へと送られる。
【0093】
以上のような検査装置1では、可視光よりも短波長の光である紫外光により、半導体ウェハの画像を撮像して検査することができるので、可視光を用いて欠陥の検出や分類分けを行う場合に比べて、より微細な欠陥の検出や分類分けを行うことができる。
【0094】
しかも、上記検査装置1では、可視光用の光学系と紫外光用の光学系とを兼ね備えており、可視光を用いた低分解能での半導体ウェハの検査と、紫外光を用いた高分解能での半導体ウェハの検査との両方を行うことができる。したがって、上記検査装置1では、可視光を用いた低分解能での半導体ウェハの検査により、大きい欠陥の検出や分類分けを行い、且つ、紫外光を用いた高分解能での半導体ウェハの検査により、小さい欠陥の検出や分類分けを行うといったことも可能である。
【0095】
なお、上記検査装置1において、紫外光用対物レンズ38の開口数NAは、大きい方が好ましく、例えば0.9以上とする。このように、紫外光用対物レンズ38として、開口数NAの大きなレンズを用いることで、より微細な欠陥の検出が可能となる。
【0096】
ところで、半導体ウェハの欠陥が、引っ掻き傷のように色情報が無く凹凸だけからなる場合、可干渉性を持たない光では、その欠陥を見ることは殆どできない。これに対して、レーザ光のように可干渉性に優れた光を用いた場合には、引っ掻き傷のように色情報が無く凹凸だけからなる欠陥であっても、凹凸の段差近辺で光が干渉することにより、当該欠陥をはっきりと見ることができる。そして、上記検査装置1では、紫外光の光源として紫外域のレーザ光を出射する紫外光レーザ光源36を用いている。したがって、上記検査装置1では、引っ掻き傷のように色情報が無く凹凸だけからなる欠陥であっても、当該欠陥をはっきりと検出することができる。すなわち、上記検査装置1では、ハロゲンランプ32からの可視光(インコヒーレント光)では検出が困難な位相情報を、紫外光レーザ光源36からの紫外光レーザ(コヒーレント光)を用いて、容易に検出することができる。
【0097】
次に、上記検査装置1で半導体ウェハを検査するときの手順の一例を、図6のフローチャートを参照して説明する。なお、図6のフローチャートでは、検査対象の半導体ウェハが検査用ステージ14に設置された状態以降の処理の手順を示している。また、図6に示すフローチャートは、半導体ウェハ上の欠陥の位置が予め分かっている場合に、その欠陥を上記検査装置1により検査して分類分けを行うときの手順の一例を示している。また、ここでは、半導体ウェハ上に同様なデバイスパターンが多数形成されているものとし、欠陥の検出や分類分けは、欠陥がある領域の画像(欠陥画像)と、その他の領域の画像(参照画像)とを撮像し、それらを比較することで行うものとする。
【0098】
先ず、ステップS1−1に示すように、制御用コンピュータ61に欠陥位置座標ファイルを読み込む。ここで、欠陥位置座標ファイルは、半導体ウェハ上の欠陥の位置に関する情報が記述されたファイルであり、欠陥検出装置等により、半導体ウェハ上の欠陥の位置を予め計測して作成しておく。そして、ここでは、その欠陥位置座標ファイルを制御用コンピュータ61に読み込む。
【0099】
次に、ステップS1−2において、制御用コンピュータ61によりXステージ15及びYステージ16を駆動させ、欠陥位置座標ファイルが示す欠陥位置座標へ半導体ウェハを移動させ、半導体ウェハの検査対象領域が可視光用対物レンズ34の視野内に入るようにする。
【0100】
次に、ステップS1−3において、制御用コンピュータ61により可視光用オートフォーカス制御部35を駆動させ、可視光用対物レンズ34の自動焦点位置合わせを行う。
【0101】
次に、ステップS1−4において、可視光用CCDカメラ30により半導体ウェハの画像を撮像し、撮像した可視画像を画像処理用コンピュータ60に送る。なお、ここで撮像される可視画像は、欠陥位置座標ファイルが示す欠陥位置座標における画像、すなわち、欠陥があるとされる領域の画像(以下、欠陥画像と称する。)である。
【0102】
次に、ステップS1−5において、制御用コンピュータ61によりXステージ15及びYステージ16を駆動させ、参照位置座標へ半導体ウェハを移動させて、半導体ウェハの参照領域が可視光用対物レンズ34の視野内に入るようにする。ここで、参照領域は、半導体ウェハの検査対象領域以外の領域であって、半導体ウェハの検査対象領域におけるデバイスパターンと同様なデバイスパターンが形成されている領域である。
【0103】
次に、ステップS1−6において、制御用コンピュータ61により可視光用オートフォーカス制御部35を駆動させ、可視光用対物レンズ34の自動焦点位置合わせを行う。
【0104】
次に、ステップS1−7において、可視光用CCDカメラ30により半導体ウェハの画像を撮像し、撮像した可視画像を画像処理用コンピュータ60に送る。なお、ここで撮像される可視画像は、半導体ウェハの検査対象領域におけるデバイスパターンと同様なデバイスパターンが形成されている領域の画像(以下、参照画像と称する。)である。
【0105】
次に、ステップS1−8において、画像処理用コンピュータ60により、ステップS1−4で取り込んだ欠陥画像と、ステップS1−7で取り込んだ参照画像とを比較し、欠陥画像から欠陥を検出する。そして、欠陥が検出できた場合には、ステップS1−9へ進み、欠陥が検出できなかった場合には、ステップS1−11へ進む。
【0106】
ステップS1−9では、画像処理用コンピュータ60により、検出された欠陥が何であるかを調べて分類分けを行う。そして、欠陥の分類分けができた場合には、ステップS1−10へ進み、欠陥の分類分けができなかった場合には、ステップS1−11へ進む。
【0107】
ステップS1−10では、欠陥の分類結果を保存する。ここで、欠陥の分類結果は、例えば、画像処理用コンピュータ60や制御用コンピュータ61に接続された記憶装置に保存する。なお、欠陥の分類結果は、画像処理用コンピュータ60や制御用コンピュータ61にネットワークを介して接続された他のコンピュータに転送して保存するようにしてもよい。
【0108】
ステップS1−10での処理が完了したら、半導体ウェハの欠陥の分類分けが完了したこととなるので、これで処理を終了する。ただし、半導体ウェハ上に複数の欠陥がある場合には、ステップS1−2へ戻って、他の欠陥の検出及び分類分けを行うようにしてもよい。
【0109】
一方、ステップS1−8で欠陥検出ができなかった場合や、ステップS1−9で欠陥の分類分けができなかった場合には、ステップS1−11以降へ進み、紫外光を用いて高分解能での撮像を行って欠陥の検出や分類分けを行う。
【0110】
その場合は、先ず、ステップS1−11において、制御用コンピュータ61によりXステージ15及びYステージ16を駆動させ、欠陥位置座標ファイルが示す欠陥位置座標へ半導体ウェハを移動させて、半導体ウェハの検査対象領域が紫外光用対物レンズ38の視野内に入るようにする。
【0111】
次に、ステップS1−12において、制御用コンピュータ61により紫外光用オートフォーカス制御部39を駆動させ、紫外光用対物レンズ38の自動焦点位置合わせを行う。
【0112】
次に、ステップS1−13において、紫外光用CCDカメラ31により半導体ウェハの画像を撮像し、撮像した紫外画像を画像処理用コンピュータ60に送る。なお、ここで撮像される紫外画像は、欠陥位置座標ファイルが示す欠陥位置座標における画像、すなわち欠陥画像である。また、ここでの欠陥画像の撮像は、可視光よりも短波長の光である紫外光を用いて、可視光を用いた場合の撮像よりも高分解能にて行う。
【0113】
次に、ステップS1−14において、制御用コンピュータ61によりXステージ15及びYステージ16を駆動させ、参照位置座標へ半導体ウェハを移動させて、半導体ウェハの参照領域が紫外光用対物レンズ38の視野内に入るようにする。ここで、参照領域は、半導体ウェハの検査対象領域以外の領域であって、半導体ウェハの検査対象領域におけるデバイスパターンと同様なデバイスパターンが形成されている領域である。
【0114】
次に、ステップS1−15において、制御用コンピュータ61により紫外光用オートフォーカス制御部39を駆動させ、紫外光用対物レンズ38の自動焦点位置合わせを行う。
【0115】
次に、ステップS1−16において、紫外光用CCDカメラ31により半導体ウェハの画像を撮像し、撮像した紫外画像を画像処理用コンピュータ60に送る。なお、ここで撮像される紫外画像は、半導体ウェハの検査対象領域におけるデバイスパターンと同様なデバイスパターンが形成されている領域の画像、すなわち参照画像である。また、ここでの参照画像の撮像は、可視光よりも短波長の光である紫外光を用いて、可視光を用いた場合よりも高分解能にて行う。
【0116】
次に、ステップS1−17において、画像処理用コンピュータ60により、ステップS1−13で取り込んだ欠陥画像と、ステップS1−16で取り込んだ参照画像とを比較し、欠陥画像から欠陥を検出する。そして、欠陥が検出できた場合には、ステップS1−18へ進み、欠陥が検出できなかった場合には、ステップS1−19へ進む。
【0117】
ステップS1−18では、画像処理用コンピュータ60により、検出された欠陥が何であるかを調べて分類分けを行う。そして、欠陥の分類分けができた場合には、ステップS1−10へ進み、上述したように、欠陥の分類結果を保存する。一方、欠陥の分類分けができなかった場合には、ステップS1−19へ進む。
【0118】
ステップS1−19では、欠陥の分類分けができなかったことを示す情報を保存する。ここで、欠陥の分類分けができなかったことを示す情報は、例えば、画像処理用コンピュータ60や制御用コンピュータ61に接続された記憶装置に保存する。なお、この情報は、画像処理用コンピュータ60や制御用コンピュータ61にネットワークを介して接続された他のコンピュータに転送して保存するようにしてもよい。
【0119】
以上のような手順により、先ず、可視光用CCDカメラ30により撮像された画像を処理して解析することで低分解能にて半導体ウェハの検査を行い、可視光での欠陥の検出や分類分けができなかった場合に、次に、紫外光用CCDカメラ31により撮像された画像を処理して解析することで高分解能にて半導体ウェハの検査を行う。
【0120】
ここで、CCDカメラ30,31によって撮像された参照画像及び欠陥画像から欠陥を検出する手法について、図7を参照して説明する。
【0121】
図7(a)は、検査対象領域におけるデバイスパターンと同様なデバイスパターンが形成されている参照領域の画像、すなわち参照画像の一例を示している。また、図7(b)は、欠陥があるとされる検査対象領域の画像、すなわち欠陥画像の一例を示している。
【0122】
このような参照画像及び欠陥画像から欠陥を検出する際は、参照画像から色情報や濃淡情報などに基づいて、図7(c)に示すようにデバイスパターンを抽出する。また、参照画像と欠陥画像から差の画像を求め、差の大きな部分を図7(d)に示すように欠陥として抽出する。
【0123】
そして、図7(e)に示すように、図7(c)に示したデバイスパターン抽出結果の画像と、図7(d)に示した欠陥抽出結果の画像とを重ね合わせた画像を得て、欠陥がデバイスパターンに存在する割合などを、欠陥に関する特徴量として抽出する。
【0124】
以上のような手法により、CCDカメラ30,31によって撮像された参照画像及び欠陥画像を画像処理用コンピュータ60で処理し解析することで欠陥を検出し、半導体ウェハの検査を行うことができる。
【0125】
検査装置1は、上述したように、先ず、可視光用CCDカメラ30により撮像された画像を処理して解析することで低分解能にて半導体ウェハの検査を行い、可視光での欠陥の検出や分類分けができなかった場合に、次に、紫外光用CCDカメラ31により撮像された画像を処理して解析することで高分解能にて半導体ウェハの検査を行うようにしているので、可視光だけを用いて欠陥の検出や分類分けを行う場合に比べて、より微細な欠陥の検出や分類分けを行うことができる。
【0126】
ただし、可視光を用いて低分解能にて撮像した方が、一度に撮像できる領域が広いので、欠陥が十分に大きい場合には、可視光を用いて低分解能にて半導体ウェハの検査を行った方が効率が良い。したがって、最初から紫外光を用いて欠陥の検査や分類分けを行うのではなく、上述のように、最初に可視光を用いて欠陥の検査や分類分けを行うようにすることで、より効率良く半導体ウェハの検査を行うことができる。
【0127】
ところで、この検査装置1では、上述したように、互いに直交する方向に移動するXステージ15とYステージ16とにより、被検査物となる半導体ウェハを水平方向に移動させ、検査対象のデバイスパターンを所定の検査位置へと導くようにしている。
【0128】
ここで、Xステージ15及びYステージ16を装置本体10の上側から模式的に見た平面図を図8に示す。
【0129】
Xステージ15及びYステージ16には、図8に示すように、これらXステージ15及びYステージ16を互いに直交する方向に移動操作するためのXステージ移動手段及びYステージ移動手段が設けられており、半導体ウェハ70が所定の位置へと移動されるようになされている。
【0130】
詳述すると、Xステージ15は、図8及び図9に示すように、Xステージ移動手段として、除振台13の石定盤13a上に配設された一対の第1のレール機構71,72と、これら一対の第1のレール機構71,72の間に並設された第1の駆動機構73とを備えている。なお、図9は、装置本体10を図8中矢印A1方向から模式的に見た要部側面図である。
【0131】
一対の第1のレール機構71,72は、図9に示すように、Xステージ15を支持しながら、図8中矢印C方向にスライドさせるためのものであり、石定盤13a上に支持された第1のレール部71a,72aと、Xステージ15側に固定された第1のスライダ部71b,72bとが互いに係合しながらスライドする構成とされている。
【0132】
一方、第1の駆動機構73は、第1のレール機構71,72により支持されたXステージ15を駆動操作するためのものであり、Xステージ15の下方に位置して、このXステージ15の下面に取り付けられた第1のボールねじ74と、この第1のボールねじ74と螺合すると共に、一対の第1の軸受部75a,75bにより回転自在に支持された第1の駆動軸76と、この第1の駆動軸76の一方端部に第1のカップリング77を介して連結された第1のサーボモータ78とを備えている。
【0133】
第1のボールねじ74は、Xステージ15の下面に、図8中矢印C方向の両端部に位置して取り付けられている。この第1のボールねじ74は、第1の駆動軸76とボールを介して螺合されるものであり、第1の駆動軸76が回転駆動されると、この第1の駆動軸76の軸方向(図8中矢印C方向)に沿って移動する構成とされる。
【0134】
一方、第1の駆動軸76は、その両端部が一対の第1の軸受部75a,75bにより回転自在に支持されると共に、この一対の第1の軸受部75a,75bの間を第1のボールねじ74が螺合しながら移動する構成とされる。なお、一対の第1の軸受部75a,75bは、例えば、一方端部側に設けられた第1の軸受部75aをアンギュラベアリングとし、他方端部側に設けられた第1の軸受部75bをラジアルベアリングとしている。
【0135】
第1のサーボモータ78は、第1の駆動軸76を回転駆動させるものであり、第1の駆動軸76の第1の軸受部75a側端部に第1のカップリング77を介して連結されている。また、第1のサーボモータ78は、上述したステージ制御インターフェース61cと接続されており、このステージ制御インターフェース61cからの制御信号に基づいて作動することになる。
【0136】
この第1の駆動機構73では、第1のサーボモータ78が第1の駆動軸76を回転駆動させると、第1のボールねじ74が第1の駆動軸76の軸方向(図8中矢印C方向)に沿って移動する。そして、この第1のボールねじ74に取り付けられたXステージ15が、第1のレール機構71,72に支持されながら、図8中矢印C方向に水平移動することになる。
【0137】
同様に、Yステージ16は、図8及び図10に示すように、Yステージ移動手段として、Xステージ15上に配設された一対の第2のレール機構79,80と、これら一対の第2のレール機構79,80の間に並設された第2の駆動機構81とを備えている。なお、図10は、装置本体10を図8中矢印A2方向から模式的に見た要部側面図である。
【0138】
一対の第2のレール機構79,80は、図10に示すように、Yステージ16を支持しながら、図8中矢印D方向にスライドさせるためのものであり、Xステージ15上に支持された第2のレール部79a,80aと、Yステージ16側に固定された第2のスライダ部79b,80bとが互いに係合しながらスライドする構成とされている。
【0139】
一方、第2の駆動機構81は、第2のレール機構79,80により支持されたYステージ16を駆動操作するためのものであり、Yステージ16の下方に位置して、このYステージ16の下面に取り付けられた第2のボールねじ82と、この第1のボールねじ82と螺合すると共に、一対の第2の軸受部83a,83bにより回転自在に支持された第2の駆動軸84と、この第2の駆動軸84の一方端部に第2のカップリング85を介して連結された第2のサーボモータ86とを備えている。
【0140】
第2のボールねじ82は、Yステージ16の下面に、図8中矢印D方向の両端部に位置して取り付けられている。この第2のボールねじ82は、第2の駆動軸82とボールを介して螺合されるものであり、第2の駆動軸84が回転駆動されると、この駆動軸84の軸方向(図8中矢印D方向)に沿って移動する構成とされる。
【0141】
一方、第2の駆動軸84は、その両端部が一対の第2の軸受部83a,83bにより回転自在に支持されると共に、この一対の第2の軸受部83a,83bの間を第2のボールねじ82が螺合しながら移動する構成とされる。なお、一対の第2の軸受部83a,83bは、例えば、一方端部側に設けられた第2の軸受部83aをアンギュラベアリングとし、他方端部側に設けられた第2の軸受部83bをラジアルベアリングとしている。
【0142】
第2のサーボモータ86は、第2の駆動軸84を回転駆動させるものであり、第2の駆動軸84の第2の軸受部83a側端部にカップリング85を介して連結されている。また、第2のサーボモータ86は、上述したステージ制御インターフェース61cと接続されており、このステージ制御インターフェース61cからの制御信号に基づいて作動することになる。
【0143】
この第2の駆動機構81では、第2のサーボモータ86が第2の駆動軸84を回転駆動させると、第2のボールねじ82が第2の駆動軸84の軸方向(図8中矢印D方向)に沿って移動する。そして、この第2のボールねじ82に取り付けられたYステージ16が、第2のレール機構79,80に支持されながら、図8中矢印D方向に水平移動することになる。
【0144】
ここで、Xステージ15及びYステージ16は、上述したように、外部ユニット50に配された制御用コンピュータ61に、ステージ制御インターフェース61cを介して接続されている。そして、Xステージ15及びYステージ16には、制御用コンピュータ61からステージ制御インターフェース61cを介して、制御信号が送られる。そして、Xステージ15及びYステージ16は、この制御信号に基づいて、半導体ウェハを所定の検査位置へと導いている。
【0145】
具体的には、ステージ制御インターフェース61cからの制御信号に基づいて、Xステージ15の第1の駆動機構73及びYステージ16の第2の駆動機構81を駆動操作することにより、第1のレール機構71,72及び第2のレール機構79,80により支持されたXステージ15及びYステージ16を所定の位置へと移動操作している。
【0146】
ところで、Xステージ15及びYステージ16では、半導体ウェハ70を所定の検査位置へと導くために、このXステージ15及びYステージ16の位置検出を行いながら、この検出された信号に基づいて、Xステージ15及びYステージ16を所定の位置へと移動させる、いわゆる位置決めサーボを行っている。
【0147】
しかしながら、従来の検査装置では、このような位置決めサーボを行った場合に、Xステージ15及びYステージ16を所定の位置に正確に位置決めさせることができず、検査能力の大幅な低下を招いてしまうことがあった。
【0148】
そこで、この検査装置1では、Xステージ15の第1の駆動軸76及びYステージ16の第2の駆動軸84に対して摺動抵抗を付加し、この第1の駆動機構73及び第2の駆動軸84に付加する摺動抵抗を調節することにより、Xステージ15及びYステージ16が所定の位置に正確に位置決めされるようになされている。
【0149】
詳述すると、この検査装置1には、図8乃至図10に示すように、第1の駆動軸76の第1の軸受部75b側端部に、この第1の駆動軸76に対して摺接抵抗を調節自在に付加する第1の摺接抵抗付加手段87と、第2の駆動軸84の第2の軸受部83b側端部に、この第2の駆動軸84に対して摺接抵抗を調節自在に付加する第2の摺接抵抗付加手段88とが設けられている。
【0150】
なお、以下の説明において、第1の摺接抵抗付加手段87及び第2の摺接抵抗付加手段88は、同様な構成であることから、第1の摺接抵抗付加手段87及び第2の摺接抵抗付加手段88を摺接抵抗付加手段90とし、第1の駆動軸76及び第2の駆動軸84を駆動軸91として説明するものとする。
【0151】
この摺接抵抗付加手段90は、図11に示すように、駆動軸91の外周面に摺接する摺接部材92と、この摺接部材92の駆動軸91の外周面に対する接触圧を調節する調節機構93と、この摺接部材92を支持する支持部材94とを備えている。
【0152】
摺接部材92は、駆動軸91の外周面と略全周に亘って摺接する摺接面部95と、この摺接面部95の一部を切り欠いて設けられた開口部96と、この摺接面部95の全周を所定の間隔で分断する複数の溝部97a,97bとを有する弾性部材からなる。この摺接部材92の材料としては、弾性を有すると共に、摩耗が少ない、切り粉が発生しにくい、安定した摩擦抵抗が得られるといった特性を有するものが好ましく、例えば、MCナイロン、POM等を挙げることができる。
【0153】
摺接面部95は、図12に示すように、摺接部材92を貫通する駆動軸91と摺接する面として、この摺接部材92を貫通する孔部98の周面の一部が駆動軸91側に突出形成されてなる。
【0154】
開口部96は、図11に示すように、摺接部材92の上面から摺接面部95に至るまで所定の幅で切り欠かれて形成されている。
【0155】
複数の溝部97a,97bは、摺接面部95を所定の間隔で分断することにより、この分断された摺接面部95が駆動軸91の外周面に均一に接触するようになされている。
【0156】
調節機構93は、図11及び図12に示すように、摺接部材92の開口部96により分割された上部が、両側面からバネ99を介して締結ボルト100により締結された構成とされる。
【0157】
この調節機構93では、バネ99が摺接部材92を押圧しており、締結ボルト100の調節ナット100aの締め込みを調節することにより、このバネ99の摺接部材92に対する押圧を変化させて、摺接部材92の開口部96の幅を変化させることができる。そして、摺接部材92では、開口部96の幅が変化することにより、摺接面部95の駆動軸91の外周面に対する接触圧を変化させることができる。したがって、この摺接抵抗付加手段90では、調節機構93により、摺接部材92の駆動軸91の外周面に対する接触圧を調節自在とすることができる。
【0158】
支持部材94は、長尺状の部材からなり、その略中央部に摺接部材92がねじ101により取り付けられている。そして、支持部材94は、この摺接部材92を支持しながら、その両端部がボルト102により石定盤13a又はXステージ15上に固定されている。
【0159】
以上のように構成される摺接抵抗付加手段90は、Xステージ15及びYステージ16を所定の位置へと移動操作させる際に、回転駆動される駆動軸91の外周面に対して、摺接部材92の摺接面部95が摺接しながら摺接抵抗を付加する。
【0160】
これにより、検査装置1では、Xステージ15及びYステージ16を所定の位置に正確に位置決めすることができる。
【0161】
ここで、このような摺接抵抗付加手段90が設けられた検査装置1と、従来のように摺接抵抗付加手段90が設けられていない検査装置との位置決めサーボについての測定を行った。以下、この測定結果を図13及び図14に示す。なお、図13及び図14において、横軸は、経過時間を示しており、縦軸は、検査ステージ14の移動量を示している。
【0162】
図13に示すように、従来の検査装置では、検査用ステージ14に微振動が発生してしまい、この検査用ステージ14が正確に位置決めされていないのがわかる。それに対して、この検査装置1では、図14に示すように、検査用ステージ14の移動がなく、この検査用ステージ14が正確に位置決めされているのがわかる。このように、検査装置1では、被検査物となる半導体ウェハ70が載置された検査用ステージ14を所定の位置に正確に位置決めすることができる。
【0163】
また、摺接抵抗付加手段90は、調節機構93により摺接部材92の駆動軸91の外周面に対する接触圧を任意に調節することができ、この駆動軸91に付加する摺接抵抗の調整を容易に行うことができる。
【0164】
したがって、この検査装置1では、Xステージ15及びYステージ16を所定の位置へと移動操作させる際に、回転駆動される駆動軸91に対して摺接部材92が摺接抵抗を付加し、この駆動軸91に付加する摺動抵抗を調節機構93により調節することで、半導体ウェハ70が載置された検査用ステージ14を所定の位置に正確に位置決めすることができ、検査能力の大幅な向上を図ることができる。
【0165】
特に、この検査装置1では、紫外光を用いた高分解能での半導体ウェハ70の検査を行うことから、このような摺接抵抗付加手段90を駆動軸91に設けることは、検査用ステージ14の正確な位置決めを行う際に大変有効である。
【0166】
また、上記検査装置1では、図15に示すように、摺接抵抗付加手段90により発生した摩擦熱を発散されるための放熱手段として、放熱フィン103が設けられた構成としてもよい。この放熱フィン103は、摺接部材92を挟み込む位置に、駆動軸91の外周面を覆うようにして設けられている。これにより、摺接部材92は、摺接面部95が駆動軸91と摺接することにより発生する摩擦熱を効率よく放熱することができ、この摩擦熱による摺接面部95の摺接抵抗が大きく変化してしまうのを防ぐことができる。したがって、この検査装置1では、駆動軸91に対して安定した摺接抵抗を付加することができる。
【0167】
また、摺接抵抗付加手段90において、調節機構93は、上述した構成に必ずしも限定されるものでなく、例えば、バネ99の代わりに、エアシリンダを設けて、空気圧により摺接部材92の開口部96の幅を変化させて、この摺接部材92の駆動軸91の外周面に対する接触圧を調節する構成としてもよい。
【0168】
また、摺接抵抗付加手段90では、調節機構93にアクチュエータを設けて、摺接部材92の駆動軸91の外周面に対する接触圧の調整を制御するような構成としてもよい。これにより、駆動軸91の駆動時には、位置決めサーボを行う前まで駆動軸91に対して摺接抵抗を無付加としたり、駆動軸91の停止時には、この駆動軸91に対して摺接抵抗を強固に付加するといった切替操作を行うことが可能となる。
【0169】
なお、以上の説明では、本発明を適用した検査装置1を、半導体ウェハの欠陥が何であるかを調べるために用いるものとしてきた。しかし、本発明に係る検査装置1の用途は、半導体ウェハの欠陥識別以外の用途にも使用可能である。すなわち、本発明に係る検査装置1は、例えば、半導体ウェハ上に形成したデバイスパターンが、所望するパターン通りに適切な形状に形成されているか否かを検査するのに用いることもできる。更に、本発明に係る検査装置1の用途は、半導体ウェハの検査に限定されるものでもなく、本発明に係る検査装置1は、微細パターンの検査に対して広く適用可能であり、例えば、微細なパターンが形成されたフラットパネルディスプレイの検査などにも有効である。
【0170】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る検査装置では、ステージの駆動軸に対して摺動抵抗を付加し、この駆動軸に付加する摺動抵抗を調節することによって、被検査物が載置されたステージを所定の検査対象位置に正確に位置決めすることができ、検査能力の大幅な向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を適用した検査装置の外観を示す斜視図である。
【図2】 上記検査装置のクリーンボックスの内部に配設された装置本体を図1中矢印A1方向から見た様子を示す図である。
【図3】 上記検査装置の装置本体を模式的に示す平面図である。
【図4】 上記検査装置の一構成例を示すブロック図である。
【図5】 上記検査装置の光学ユニットの光学系の一構成例を示す図である。
【図6】 上記検査装置で半導体ウェハの検査を行うときの手順の一例を示すフローチャートである。
【図7】 参照画像と欠陥画像とから欠陥を検出する手法を説明するための図である。
【図8】 上記検査装置のXステージ及びYステージを装置本体の上側から模式的に見た平面図である。
【図9】 上記検査装置の装置本体を図8中矢印A1方向から模式的に見た要部側面図である。
【図10】 上記検査装置の装置本体を図8中矢印A2方向から模式的に見た要部側面図である。
【図11】 摺接抵抗付加手段の構成を示す図である。
【図12】 摺接部材の構成を示す断面図である。
【図13】 上記検査装置の位置決めサーボについての測定を行った結果を示す特性図である。
【図14】 従来の検査装置の位置決めサーボについての測定を行った結果を示す特性図である。
【図15】 摺接抵抗付加手段に放熱フィンを設けた構成を示す平面図である。
【図16】 位置決めサーボについて説明するための図である。
【符号の説明】
1 検査装置、2 クリーンユニット、3 クリーンボックス、4 クリーンエアユニット、5a,5b 送風機、10 装置本体、14 検査用ステージ、21 光学ユニット、22 エレベータ、23 搬送用ロボット、24 プリアライナ、30 可視光用CCDカメラ、31 紫外光用CCDカメラ、32 ハロゲンランプ、33 可視光用光学系、34 可視光用対物レンズ、36 紫外光レーザ光源、37 紫外光用光学系、38 紫外光用対物レンズ、50 外部ユニット、52,53 表示装置、54 入力装置、60 画像処理用コンピュータ、61 制御用コンピュータ、70 半導体ウェハ、71,72 第1のレール機構、73 第1の駆動機構、74 第1のボールねじ、76 第1の駆動軸、78 第1のサーボモータ、79,80 第2のレール機構、81 第2の駆動機構、82 第2のボールねじ、84 第2の駆動軸、86 第2のサーボモータ、87 第1の摺接抵抗付加手段、88 第2の摺接抵抗付加手段、90 摺接抵抗付加手段、91 駆動軸、92 摺接部材、93 調節機構、94 支持部材、95 摺接面部、96 開口部、97a,97b 溝部、99 ばね、100 締結ボルト、100a 調節ナット、103 放熱フィン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inspection apparatus used for inspecting a semiconductor wafer or the like on which a predetermined device pattern is formed.
[0002]
[Prior art]
A semiconductor device is manufactured by forming a fine device pattern on a semiconductor wafer. When such a device pattern is formed, dust or the like may adhere to the semiconductor wafer or may be damaged. A semiconductor device in which such a defect has occurred becomes a defective device and reduces the yield.
[0003]
Therefore, in order to stabilize the yield of the production line at a high level, it is necessary to detect defects caused by dust or scratches at an early stage, identify the cause, and take effective measures for the production equipment and production process. preferable.
[0004]
Therefore, when a defect is found, an inspection apparatus is used to investigate what the defect is and classify it to identify the facility or process that caused the defect. Here, the inspection apparatus that examines what the defect is is like an optical microscope, and the defect is magnified to identify what the defect is.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in an inspection apparatus that performs such an inspection, a semiconductor wafer on which a predetermined device pattern is formed is placed on a stage, and the stage on which the semiconductor wafer is placed is moved to operate the semiconductor wafer. To the inspection target position.
[0006]
Further, in this inspection apparatus, in order to guide the semiconductor wafer to a predetermined inspection target position, while detecting the position of the stage on which the semiconductor wafer is placed, the stage is moved to a predetermined position based on the detected signal. A so-called positioning servo is performed to move to the inspection target position. In this positioning servo, as shown in FIG. 16, the stage is moved into the 0 count range where the predetermined inspection target position P is located, and then the servo loop is turned on within this 0 count range. The stage is guided to the inspection target position P.
[0007]
However, in the positioning servo, when the stage is located near the boundary with ± 1 count adjacent to 0 count, the servo gain is high. However, it may be accelerated to pass the inspection target position P and jump into the +1 count side on the opposite side. For this reason, in the inspection apparatus, the stage may stop at a position shifted by several counts from the inspection target position P, or the stage may be slightly vibrated without converging on the inspection target position P.
[0008]
Therefore, in the conventional inspection apparatus, the stage on which the semiconductor wafer is placed cannot be accurately positioned at a predetermined inspection target position, which may cause a significant decrease in inspection capability.
[0009]
In particular, the device pattern formed on the semiconductor wafer is miniaturized as the semiconductor device is highly integrated, and it has become increasingly difficult to accurately position the semiconductor wafer at a predetermined inspection target position. As shown in FIG. 16, the width of each count in the positioning servo is about 50 nm.
[0010]
Further, since the inspection apparatus inspects the semiconductor wafer on which such a fine device pattern is formed, even the slight vibration of the stage described above becomes a serious obstacle to the inspection.
[0011]
Therefore, the present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and when a stage on which an inspection object is placed is moved, the stage is accurately positioned at a predetermined inspection target position. An object of the present invention is to provide an inspection apparatus capable of performing the above.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor adds a sliding resistance to the drive shaft of the stage, and adjusts the sliding resistance applied to the drive shaft, thereby inspecting the object to be inspected. It has been found that the stage on which can be placed can be accurately positioned at a predetermined inspection target position.
[0013]
That is, the inspection apparatus according to the present invention has been created based on the above knowledge, and is controlled while controlling the stage on which the inspection object is placed and the stage on which the inspection object is placed. Stage moving means for moving to the position to be inspected, and sliding contact resistance adding means for adjusting the sliding contact resistance to the drive shaft of the stage moving means in an adjustable manner. A sliding contact member that is in sliding contact with the peripheral surface; and a sliding contact resistance adjusting unit that adjusts a contact pressure of the sliding contact member with respect to the peripheral surface of the drive shaft. MC nylon having a slidable contact surface portion that slidably covers, an opening provided by cutting out a part of the slidable contact surface portion, and a plurality of grooves that divide the entire circumference of the slidable contact surface portion at a predetermined interval Or the sliding contact resistance adjusting means is the width of the opening of the sliding contact member. By changing, it is characterized in adjusting the contact pressure against the peripheral surface of the drive shaft.
[0014]
In this inspection apparatus, since the sliding contact resistance adding means adds a predetermined sliding contact resistance to the drive shaft of the stage moving means, the stage moved by the stage moving means is accurately placed at a predetermined inspection target position. Can be positioned. Further, by making the sliding resistance added to the drive shaft adjustable, the sliding resistance added to the drive shaft can be easily adjusted.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0016]
The appearance of an inspection apparatus to which the present invention is applied is shown in FIG. This
[0017]
As shown in FIG. 1, the
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
Moreover, in this
[0021]
The
[0022]
As described above, the
[0023]
In this
[0024]
The
[0025]
When inspecting a semiconductor wafer, first, the
[0026]
When the
[0027]
When the semiconductor wafer is transferred into the
[0028]
As described above, since the
[0029]
Thus, by increasing only the degree of cleanliness at a necessary place locally, it is possible to achieve a high degree of cleanness and to significantly reduce the cost for realizing a clean environment. As a mechanical interface between the sealed
[0030]
In addition, as shown in FIG. 1, the
[0031]
Next, the apparatus
[0032]
The apparatus
[0033]
An
[0034]
The vibration isolation table 13 is for suppressing vibration from the floor, vibration generated when the
[0035]
Since this
[0036]
In order to stably install the
[0037]
Note that vibrations and the like generated when the
[0038]
The
[0039]
Specifically, the
[0040]
The
[0041]
The
[0042]
The
[0043]
The
[0044]
Also, the vibration isolation table 13 Above, an
[0045]
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, an
[0046]
The
[0047]
The
[0048]
The pre-aligner 24 performs phase alignment and center alignment of the semiconductor wafer with reference to an orientation flat and a notch formed in advance on the semiconductor wafer. The
[0049]
When installing the semiconductor wafer on the
[0050]
The semiconductor wafer taken out from the cassette 7 b is transferred to the pre-aligner 24 by the
[0051]
When the semiconductor wafer to be inspected is transferred to the
[0052]
In the
[0053]
By the way, in this
[0054]
Since the
[0055]
That is, in this
[0056]
Furthermore, in this
[0057]
In the
[0058]
Next, the
[0059]
As shown in FIG. 4, the
[0060]
The
[0061]
The input device 54a connected to the
[0062]
The
[0063]
Further, the
[0064]
The
[0065]
The
[0066]
On the other hand, inside the
[0067]
That is, when the semiconductor wafer that has been carried in the sealed
[0068]
In addition, a vibration isolation table 13 is disposed inside the
[0069]
Here, the
[0070]
That is, when a semiconductor wafer is inspected, control signals are sent from the
[0071]
Also, the vibration isolation table 13 On the top, as described above, the
[0072]
The
[0073]
When an image of the semiconductor wafer is picked up with visible light, the halogen lamp 32 is turned on. Here, the drive source of the halogen lamp 32 is connected to a
[0074]
When an image of the semiconductor wafer is picked up with visible light, the halogen lamp 32 is turned on, and the visible light from the halogen lamp 32 is transmitted through the visible light
[0075]
Here, the visible
[0076]
Further, when an image of a semiconductor wafer is picked up with visible light as described above, automatic focus position alignment is performed by the visible light
[0077]
Here, the visible light
[0078]
The
[0079]
Then, when an image of the semiconductor wafer is taken with ultraviolet light, the
[0080]
In addition, it is preferable to use the ultraviolet
[0081]
When an image of a semiconductor wafer is taken with ultraviolet light, the ultraviolet
[0082]
Here, the
[0083]
Further, as described above, when an image of a semiconductor wafer is picked up with ultraviolet light, automatic focusing is performed by the ultraviolet light
[0084]
Here, the ultraviolet
[0085]
Further, the
[0086]
Next, the optical system of the
[0087]
As shown in FIG. 5, the
[0088]
Visible light from the halogen lamp 32 is guided to the visible light
[0089]
The image of the semiconductor wafer illuminated with visible light is enlarged by the visible light
[0090]
The
[0091]
Ultraviolet light from the ultraviolet
[0092]
The image of the semiconductor wafer illuminated with ultraviolet light is magnified by the ultraviolet light
[0093]
In the
[0094]
In addition, the
[0095]
In the
[0096]
By the way, when the defect of the semiconductor wafer is composed only of irregularities without color information like a scratch, the defect can hardly be seen with light having no coherence. On the other hand, when light with excellent coherence such as laser light is used, even if the defect has no color information and has only irregularities, such as scratches, light is emitted near the irregularities. By interfering, the defect can be clearly seen. The
[0097]
Next, an example of a procedure when the semiconductor wafer is inspected by the
[0098]
First, as shown in step S1-1, the defect position coordinate file is read into the
[0099]
Next, in step S1-2, the
[0100]
Next, in step S <b> 1-3, the visible light
[0101]
Next, in step S <b> 1-4, an image of the semiconductor wafer is captured by the visible
[0102]
Next, in step S1-5, the
[0103]
Next, in step S1-6, the
[0104]
Next, in step S1-7, an image of the semiconductor wafer is picked up by the visible
[0105]
Next, in step S1-8, the
[0106]
In step S1-9, the
[0107]
In step S1-10, the defect classification result is stored. Here, the defect classification result is stored in, for example, a storage device connected to the
[0108]
When the process in step S1-10 is completed, the classification of defects of the semiconductor wafer is completed, and thus the process ends. However, when there are a plurality of defects on the semiconductor wafer, the process may return to step S1-2 to detect and classify other defects.
[0109]
On the other hand, if the defect cannot be detected in step S1-8, or if the defect cannot be classified in step S1-9, the process proceeds to step S1-11 and thereafter, and high resolution is obtained using ultraviolet light. Defect detection and classification are performed by imaging.
[0110]
In that case, first, in step S1-11, the
[0111]
Next, in step S1-12, the
[0112]
Next, in step S1-13, an image of the semiconductor wafer is taken by the
[0113]
Next, in step S1-14, the
[0114]
In step S1-15, the
[0115]
In step S1-16, an image of the semiconductor wafer is picked up by the
[0116]
Next, in step S1-17, the
[0117]
In step S1-18, the
[0118]
In step S1-19, information indicating that the defect cannot be classified is stored. Here, the information indicating that the defect classification could not be performed is stored in, for example, a storage device connected to the
[0119]
According to the above procedure, first, a semiconductor wafer is inspected at a low resolution by processing and analyzing an image captured by the visible
[0120]
Here, a method for detecting a defect from a reference image and a defect image captured by the
[0121]
FIG. 7A shows an example of an image of a reference area on which a device pattern similar to the device pattern in the inspection target area is formed, that is, a reference image. FIG. 7B shows an example of an image of a region to be inspected that has a defect, that is, a defect image.
[0122]
When a defect is detected from such a reference image and a defect image, a device pattern is extracted from the reference image based on color information and shading information as shown in FIG. Further, a difference image is obtained from the reference image and the defect image, and a portion having a large difference is extracted as a defect as shown in FIG.
[0123]
Then, as shown in FIG. 7E, an image obtained by superimposing the device pattern extraction result image shown in FIG. 7C and the defect extraction result image shown in FIG. 7D is obtained. The ratio of the defect existing in the device pattern is extracted as a feature amount related to the defect.
[0124]
By the above-described method, the reference image and the defect image captured by the
[0125]
As described above, the
[0126]
However, since the area that can be imaged at once is wider when imaging with low resolution using visible light, if the defect is sufficiently large, the semiconductor wafer was inspected with low resolution using visible light. Is more efficient. Therefore, rather than using ultraviolet light from the beginning to inspect and classify defects, as described above, by first inspecting and classifying defects using visible light, it is more efficient. A semiconductor wafer can be inspected.
[0127]
By the way, in this
[0128]
Here, FIG. 8 is a plan view schematically showing the
[0129]
As shown in FIG. 8, the
[0130]
Specifically, as shown in FIGS. 8 and 9, the
[0131]
As shown in FIG. 9, the pair of
[0132]
On the other hand, the
[0133]
The first ball screw 74 is attached to the lower surface of the
[0134]
On the other hand, both ends of the first drive shaft 76 are rotatably supported by the pair of
[0135]
The
[0136]
In the
[0137]
Similarly, as shown in FIGS. 8 and 10, the
[0138]
As shown in FIG. 10, the pair of
[0139]
On the other hand, the
[0140]
The
[0141]
On the other hand, both ends of the
[0142]
The second servo motor 86 rotates the
[0143]
In the
[0144]
Here, as described above, the
[0145]
Specifically, the first rail mechanism is driven by driving the
[0146]
By the way, in the
[0147]
However, in the conventional inspection apparatus, when such positioning servo is performed, the
[0148]
Therefore, in this
[0149]
More specifically, as shown in FIGS. 8 to 10, the
[0150]
In the following description, the first sliding contact
[0151]
As shown in FIG. 11, the sliding contact resistance adding means 90 adjusts the sliding
[0152]
The
[0153]
As shown in FIG. 12, the sliding
[0154]
As shown in FIG. 11, the
[0155]
The plurality of
[0156]
As shown in FIGS. 11 and 12, the
[0157]
In this
[0158]
The
[0159]
The sliding contact resistance adding means 90 configured as described above is in sliding contact with the outer peripheral surface of the
[0160]
Thereby, in the
[0161]
Here, the positioning servo between the
[0162]
As shown in FIG. 13, in the conventional inspection apparatus, it can be seen that the
[0163]
Further, the sliding contact resistance adding means 90 can arbitrarily adjust the contact pressure with respect to the outer peripheral surface of the
[0164]
Therefore, in this
[0165]
In particular, since this
[0166]
Moreover, in the said
[0167]
Further, in the sliding contact resistance adding means 90, the adjusting
[0168]
Further, the sliding contact resistance adding means 90 may be configured such that an actuator is provided in the
[0169]
In the above description, the
[0170]
【The invention's effect】
As described above in detail, in the inspection apparatus according to the present invention, a sliding resistance is added to the drive shaft of the stage, and the inspection object is loaded by adjusting the sliding resistance applied to the drive shaft. The placed stage can be accurately positioned at a predetermined inspection target position, and the inspection capability can be greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of an inspection apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a view showing a state in which an apparatus main body disposed in a clean box of the inspection apparatus is viewed from the direction of an arrow A1 in FIG.
FIG. 3 is a plan view schematically showing an apparatus main body of the inspection apparatus.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the inspection apparatus.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of an optical system of an optical unit of the inspection apparatus.
FIG. 6 is a flowchart showing an example of a procedure when a semiconductor wafer is inspected by the inspection apparatus.
FIG. 7 is a diagram for explaining a technique for detecting a defect from a reference image and a defect image.
FIG. 8 is a plan view schematically showing the X stage and the Y stage of the inspection apparatus as viewed from the upper side of the apparatus main body.
FIG. 9 is a side view of the main part of the apparatus main body of the inspection apparatus as viewed typically from the direction of arrow A1 in FIG.
10 is a side view of an essential part of the apparatus main body of the inspection apparatus as viewed schematically from the direction of arrow A2 in FIG. 8. FIG.
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of sliding contact resistance adding means.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a configuration of a sliding contact member.
FIG. 13 is a characteristic diagram showing a result of measurement of a positioning servo of the inspection apparatus.
FIG. 14 is a characteristic diagram showing a result of measurement of a positioning servo of a conventional inspection apparatus.
FIG. 15 is a plan view showing a configuration in which a radiating fin is provided in the sliding contact resistance adding means.
FIG. 16 is a diagram for explaining a positioning servo.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記被検査物が載置されたステージを制御しながら所定の検査対象位置へと移動させるステージ移動手段と、
上記ステージ移動手段の駆動軸に対して摺接抵抗を調節自在に付加する摺接抵抗付加手段とを備え、
上記摺接抵抗付加手段は、上記駆動軸の周面に摺接する摺接部材と、この摺接部材の上記駆動軸の周面に対する接触圧を調節する摺接抵抗調節手段とを有し、
上記摺接部材は、上記駆動軸の周面と略全周に亘って摺接する摺接面部と、この摺接面部の一部を切り欠いて設けられた開口部と、この摺接面部の全周を所定の間隔で分断する複数の溝部とを有するMCナイロン又はPOMからなり、
上記摺接抵抗調節手段は、上記摺接部材の開口部の幅を変化させることにより、上記駆動軸の周面に対する接触圧を調節することを特徴とする検査装置。A stage on which the object to be inspected is placed;
Stage moving means for moving to a predetermined inspection target position while controlling the stage on which the inspection object is placed;
Slidable resistance adding means for adjusting slidable resistance to the drive shaft of the stage moving means in an adjustable manner,
The slidable contact resistance adding means includes a slidable contact member slidably contacting the peripheral surface of the drive shaft, and a slidable contact resistance adjusting means for adjusting a contact pressure of the slidable contact member with respect to the peripheral surface of the drive shaft,
The slidable contact member includes a slidable contact surface portion that is slidably contacted with the peripheral surface of the drive shaft, an opening provided by cutting out a part of the slidable contact surface portion, and the entire slidable contact surface portion. It consists of MC nylon or POM having a plurality of grooves that divide the circumference at predetermined intervals,
The said sliding contact resistance adjustment means adjusts the contact pressure with respect to the surrounding surface of the said drive shaft by changing the width | variety of the opening part of the said sliding contact member, The inspection apparatus characterized by the above-mentioned.
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