TWI402927B - Method and inspection system for inspection conditions of semiconductor wafer appearance inspection device - Google Patents

Description

半導體晶圓外觀檢查裝置的檢查條件資料產生方法及檢查系統

本發明是關於進行半導體晶圓(semiconductor wafer)的外觀檢查的裝置中的檢查條件資料產生方法及檢查系統。

半導體晶片(semiconductor chip)是在被稱為半導體晶圓的基板(substrate)上積層形成有幾層電路圖案(circuit pattern)而被製造。該半導體晶片在製造過程中被交互進行規定次數電路圖案形成與檢查，之後由晶圓切出半導體晶片成規定的尺寸而完成。在該電路圖案形成過程中，針對晶圓上的瑕疵或異物、電路圖案的倒塌等的缺陷的有無，進行使用半導體晶圓外觀檢查裝置的檢查。

在前述半導體晶圓外觀檢查中，根據登記有如下的檢查條件資料而進行檢查：被檢查的半導體晶片的品種及成為定位的基準的標記(mark)的位置資訊、成為檢查對象的晶片的場所或排列、使用的透鏡的倍率、檢查時的焦點位置及照明的亮度等的檢查條件的資訊群。該檢查條件資料 每當成為檢查對象的晶圓的品種被追加，就使用檢查的裝置進行檢討、決定、登記。然後在實際的檢查過程中，根據該檢查條件資料對照拍攝電路圖案而得的影像與預先登記的基準影像，進行該半導體晶片為良品或不良品的判定。

檢查多數片晶圓的情形，因可在一台的檢查裝置中於規定的時間內檢查的晶圓的片數有上限，故複數台的檢查裝置被使用。

依照專利文獻1，揭示有在半導體的檢查方法及裝置中使用標準試樣求所要的檢查參數值，估計缺陷部的電阻值之手段(means)。

[專利文獻1]日本國特開2004-319721號

習知的檢查裝置是根據裝置規格被設計，各部尺寸預先被當作設計值決定，根據該設計值被製作。但是，零件加工或組裝作業通常是在被稱為一般公差或公差指定的精度的範圍內被進行。因此，在完成的檢查裝置的各部尺寸若與設計值比較，則包含有以前述公差為起因的尺寸的差。而且，若比較複數台檢查裝置彼此，則前述尺寸的差在裝置間互相也有差，每一裝置的設計值與前述尺寸的差被稱為機差。

該等機差在裝置外觀上無問題，在使用某一台裝置檢查同一品種的晶圓的情形下也不被視為有問題。但是，使用複數台裝置檢查的情形，在使檢查條件資料共同化進行 良品或不良品的判定上，前述機差的大小為無法忽視的尺寸。因此，前述機差在使用複數台裝置進行檢查時，成為使檢查條件資料共同化而使用的阻礙之因素。

由於前述理由，使用複數台習知的檢查裝置，檢查同一品種的晶圓的情形，以各自的檢查裝置個別作成檢查條件資料，登記資料，進行檢查。

針對習知的檢查條件資料產生程序，一邊顯示於圖，一邊說明。

圖9是顯示習知的檢查條件資料產生程序之流程圖。首先，晶圓外觀檢查裝置1根據裝置規格被設計，各部尺寸預先被當作設計值決定(S201)。

然後，裝置A被製作(S202)，使用檢查裝置A作成對品種#N(N=1,2,3…)之裝置A的檢查條件資料#Na(N=1,2,3…)(S203)。

根據該檢查條件資料#Na，使用裝置A進行對品種#N的檢查(S204)。而且然後，另一台的裝置B被製作(S205)，使用檢查裝置B作成對品種#N(N=1,2,3…)之裝置B的檢查條件資料#Nb(N=1,2,3…)(S206)。

根據該檢查條件資料#Nb，使用裝置B進行對品種#N的檢查(S207)。然後針對裝置C也以同樣的程序製作裝置，每一裝置作成檢查條件資料，進行檢查(S208~S210)。

如前述，即使複數台的裝置根據相同的設計值被製作，因有以前述公差為起因的機差，故各自被以別的裝置處理，在檢查同一品種的晶圓中也各自進行檢查條件資料 的作成。

因此，若成為檢查對象的晶圓的品種數或檢查裝置的台數增加，則需對各個檢查裝置登記為了檢查相同晶圓的檢查條件資料。因此，檢查條件資料的登記作業需要很大的時間與勞力。而且，產生檢查裝置的系統故障等檢查條件資料喪失的情形，針對登記的品種全部需再度重新登記檢查條件資料。因此，檢查條件資料的再登記作業需要很大的時間與勞力。

因此，本發明的目的為提供一種晶圓檢查條件產生方法，產生檢查形成於晶圓上的半導體晶片的外觀的檢查裝置的檢查條件資料，能以短時間產生考慮機差的每一裝置的檢查條件資料之方法及檢查系統。

為了解決以上的課題，申請專利範圍第1項的發明是一種晶圓檢查條件產生方法，產生檢查形成於晶圓上的半導體晶片的外觀的複數個檢查裝置的檢查條件資料，包含：每一晶圓檢查裝置算出對設計值的機差，接著登記機差補正資料之機差補正資料登記步驟；在被選擇的任一台晶圓檢查裝置中，使用晶圓產生檢查條件資料之第一檢查條件資料產生步驟；由前述檢查條件資料與前述被選擇的任一台晶圓檢查裝置的前述機差補正資料產生共同檢查條件資料之共同檢查條件資料產生步驟；以及由前述共同檢查條件資料與每一晶圓檢查裝置的前述機差補正資料產生每一晶圓檢查裝置的檢查條件資料之第 二檢查條件資料產生步驟。

申請專利範圍第2項的發明是在申請專利範圍第1項的發明中，前述機差補正資料至少包含如下的任一個誤差資料：配設於晶圓檢查裝置之承載晶圓的台子(table)的檢查平台的原點位置，與檢查晶圓的檢查攝影機的中心位置及承載於前述檢查平台的晶圓的中心位置的誤差資料；檢查晶圓的檢查攝影機的對焦位置(focus position)的誤差資料；包含於前述檢查攝影機的透鏡的觀察倍率的誤差資料；以及包含於前述檢查攝影機的照明用光源的對所要亮度之設定值的誤差資料。

申請專利範圍第3項的發明是一種晶圓檢查系統，產生檢查形成於晶圓上的半導體晶片的外觀的複數個檢查裝置的檢查條件資料，包含：每一晶圓檢查裝置算出對設計值的機差，接著登記機差補正資料之機差補正資料登記手段；在被選擇的任一台晶圓檢查裝置中，使用晶圓產生檢查條件資料之第一檢查條件資料產生手段；由前述檢查條件資料與前述被選擇的任一台晶圓檢查裝置的前述機差補正資料產生共同檢查條件資料之共同檢查條件資料產生手段；以及由前述共同檢查條件資料與每一晶圓檢查裝置的前述 機差補正資料產生每一晶圓檢查裝置的檢查條件資料之第二檢查條件資料產生手段。

申請專利範圍第4項的發明是在申請專利範圍第3項的發明中，前述機差補正資料至少包含如下的任一個誤差資料：配設於晶圓檢查裝置之承載晶圓的台子的檢查平台的原點位置，與檢查晶圓的檢查攝影機的中心位置及承載於前述檢查平台的晶圓的中心位置的誤差資料；檢查晶圓的檢查攝影機的對焦位置的誤差資料；包含於前述檢查攝影機的透鏡的觀察倍率的誤差資料；以及包含於前述檢查攝影機的照明用光源的對所要亮度之設定值的誤差資料。

依照本發明的晶圓檢查條件產生方法及檢查系統，因由與對設計值的各晶圓檢查裝置的機差，每一晶圓檢查裝置求出機差補正資料並登記，使用複數台晶圓檢查裝置的任一台作成檢查條件資料，故可產生可在其他的裝置使用的共同的檢查條件資料，因由該共同的檢查條件資料與每一晶圓檢查裝置的機差補正資料產生有每一晶圓檢查裝置的檢查條件資料，故可節省再度重新作成檢查條件資料的勞力時間。

據此，即使是使用複數台裝置檢查多數片晶圓的情 形，也能以短時間產生共同的複數品種的檢查條件資料，可節省各自重新作成資料的時間與勞力。

針對本發明的實施形態，一邊顯示於圖，一邊進行說明。

圖1是本發明的晶圓外觀檢查裝置之斜視圖。圖2是本發明的晶圓外觀檢查裝置之構成圖，顯示主要機器的構成。在各圖中以正交座標系的3軸為X、Y、Z，以XY平面為水平面，以Z方向為鉛直方向。而且，設以Z方向為中心旋轉的方向為θ方向。

在本發明的晶圓外觀檢查裝置1包含有：承載成為檢查對象的晶圓10並使其移動於XY方向之檢查平台部2；都載設包含有拍攝晶圓10上的至少一部分的範圍之攝影光學單元3，包含有為了統括控制檢查平台部2及攝影光學單元3，連接於檢查平台部2與攝影光學單元3的機器之控制部4。而且，在晶圓外觀檢查裝置1包含有為了將成為檢查對象的晶圓10承載於檢查平台部而運送至規定的位置，檢查後為了搬出晶圓10的晶圓運送部5。而且，在晶圓外觀檢查裝置1並設有收納檢查前的晶圓或檢查後的晶圓之晶圓匣盒(cassette)61及晶圓匣盒承載台62。

其次，針對構成檢查裝置的各主要部詳細地說明。

[晶圓]

圖3是顯示圖案形成於晶圓10上的半導體晶片的一例之圖。圖3(a)是顯示晶圓全體之圖，圖3(b)是擴大晶圓的 一部分之圖。如圖3(a)所示，在晶圓10的一端有被稱為定向平邊(orientation flat)11的平坦部分，作為使晶圓10的方向一致的基準而被使用。其他為了使晶圓10的方向一致的基準除了前述定向平邊11外，也有使用被稱為缺口(notch)的在附於晶圓圓周上的一部分的凹部的情形。

在晶圓10之上圖案形成有：對準標記(alignment mark)12；半導體晶片的電氣配線或絕緣膜等的電路圖案13。如圖3(b)所示，在半導體晶片的電氣配線或絕緣膜等的電路圖案13包含有：每一晶片的對準標記12a；電路部14；電極部15，電路部14與電極部15在電路圖案13內連接。

圖3(c)是顯示別的品種的晶圓全體之圖，圖3(d)是擴大前述別的品種的晶圓的一部分之圖。在以圖3(c)顯示的晶圓10之上圖案形成有：對準標記12；由複數個半導體晶片的電氣配線或絕緣膜等構成的電路圖案群16。如圖3(d)所示，在半導體晶片的電氣配線或絕緣膜等的電路圖案13包含有：每一晶片的對準標記12a；電路部14；電極部15，電路部14與電極部15在電路圖案13內連接。

在本發明的晶圓外觀檢查裝置1中檢查如前述的晶圓上的電路圖案13的電路部14或電極部15的外觀形狀。

對準標記12成為顯示晶圓上的各晶片及電路圖案等的位置座標的基準。晶圓10上的對準標記12的位置及電路圖案13對對準標記12的相對位置是每一品種預先規定，成為決定的值。

[檢查平台部]

檢查平台部2是藉由如下構件構成：配置於裝置底座21上的X軸平台22；配置於X軸平台22上的Y軸平台23；配置於Y軸平台23上的θ軸平台24；配置於θ軸平台24上的台子25。X軸平台22是在可使配置於其上的Y軸平台23移動於X方向的狀態下被配置於裝置底座21上。而且，前述Y軸平台23是在可使配置於其上的θ軸平台24及台子25移動於Y方向的狀態下被配置於X軸平台22上。因此，台子25可在裝置底座21上移動於XY θ方向。

晶圓10被承載於台子25之上，檢查中不會因真空吸附等的方法而位置偏移，另一方面，若檢查結束則真空吸附被解除，可由台子25簡單地卸下。

X軸平台22與Y軸平台23與θ軸平台24是與控制部4的控制用電腦41連接，可使承載有晶圓10的台子25移動至規定的位置或使其靜止。

[攝影光學單元]

在攝影光學單元3包含有：與晶圓10具有一定的間隔，被朝向晶圓10之物鏡31；與物鏡31接鄰而被載設，使透過物鏡31觀察的晶圓10上的影像成像於檢查攝影機34之光學系統33；接鄰於光學系統33而被載設，將拍攝的影像轉換成電信號之檢查攝影機34。

物鏡31被準備複數個，俾可切換觀察晶圓10時的倍率，被安裝於被稱為旋轉器機構(revolver mechanism)32的旋轉切換機構，且被安裝於攝影光學單元3。

攝影光學單元驅動部35被載設於支柱部37，該支柱部37被載設於載設有承載有晶圓10的檢查平台部2的裝置底座21。在攝影光學單元驅動部35，攝影光學單元3可移動於Z方向而被安裝。而且，在攝影光學單元3包含有為了測定晶圓10與物鏡31的距離的測距感測器(未圖示)。

在攝影光學單元3的光學系統33連接有照明，在前述照明連接有照明用光源36。藉由變更照明用光源36的亮度設定，可調節晶圓10的觀察時的亮度。

因晶圓外觀檢查裝置1成這種裝置構成，故能以檢查攝影機34拍攝晶圓10的至少一部分。光學系統33成為如下的構造：包含有至少一片以上的凸透鏡或凹透鏡，透過物鏡31將來自照明用光源36的光朝向晶圓10，可使藉由晶圓10反射的光由物鏡31照射到檢查攝影機34。

[控制部]

在控制部4包含有：連接於檢查平台部2的X軸平台22與Y軸平台23與θ軸平台24與攝影光學單元驅動部35與照明用光源36的控制用電腦41；為了保存檢查條件資料及檢查結果資料的資料管理用電腦42；連接於檢查攝影機34與控制用電腦41與資料管理用電腦42的影像處理用電腦43。

在前述控制用電腦41連接有為了記錄關於所連接的機器的控制之被稱為參數的各種資料的資訊記錄媒體46a。而且，在前述資料管理用電腦42連接有為了記錄被 稱為檢查條件資料的每一檢查對象的檢查條件及檢查的結果等的資料之資訊記錄媒體46b。而且，在前述影像處理用電腦43連接有為了記錄判定檢查的合格或不合格用的基準影像等的資料之資訊記錄媒體46c。前述資訊記錄媒體46a、46b、46c可舉例說明以磁碟或磁光碟(magneto optical disk)或光碟等的磁性或光的變化為資料記錄的記錄媒體或半導體記憶體等。

在前述資訊記錄媒體46c登記有成為為了判定檢查的合格或不合格的基準的影像，在影像處理用電腦43中比較成為前述基準的影像與成為檢查對象的影像，依照預先規定的判定基準進行檢查的合格或不合格的判定。

在前述控制用電腦41與前述資料管理用電腦42，為了顯示裝置的運轉狀況及異常履歷資訊、檢查條件資料的值等的資訊顯示手段44a是透過顯示切換手段44c連接。而且，在前述影像處理用電腦43連接有為了顯示在檢查時拍攝的影像及檢查結果、不良處等的資訊顯示手段44b。資訊顯示手段44a、44b可舉例說明使用布朗管(braun tube)或液晶顯示器(liquid crystal display)或電漿顯示器(plasma display)、有機EL或發光二極體(light emitting diode)等的發光元件的顯示器等。

在前述控制用電腦41與前述資料管理用電腦42與前述影像處理用電腦43，為了輸入或編輯檢查條件資料的設定值的資訊輸入手段45是透過輸入切換手段45a連接。前述資訊顯示手段44a、44b與前述顯示切換手段44c與前述 資訊輸入手段45與前述輸入切換手段45a與前述資訊記錄媒體46a、46b、46c包含於控制部4。

在控制部4的資料管理用電腦42包含有進行與外部裝置的資料存取之資料存取手段47。記錄於前述資訊記錄媒體46a、46b、46c的前述共同檢查條件資料及前述檢查條件、前述基準影像等的各種資料可透過資料存取手段47進行與其他的裝置的資料交換，或保存於裝置外以防萬一出故障。資料存取手段47可舉例說明使用可拆卸的磁碟或半導體記憶體等的資料記錄媒體之手段或利用電信號或光信號或電波的資料通信的手段等。

[運送部/晶圓匣盒/預對準裝置部(prealigner part)]

晶圓運送部5包含有：接鄰於檢查平台部2而被配置，具備為了運送晶圓10的可動機構之機械手臂(robot)51；保持晶圓10的手部(hand part)52。

手部52與機械手臂51的可動機構連結，在保持晶圓10下或未保持晶圓10的狀態下可自在地移動於XYZ方向。而且，在機械手臂51也具備移動於X方向的機構及使手部旋轉於θ方向的機構。

而且，晶圓運送部5也接鄰於為了承載收納晶圓10的晶圓匣盒61的晶圓匣盒承載台62或預對準裝置部7而被配置。預對準裝置部7具有重新對準晶圓10的中心位置於規定的位置，或使定向平邊11或缺口的方向於規定的方向一致之預對準功能。如前述，構成本發明的晶圓外觀檢查裝置1。

其次，針對晶圓外觀檢查裝置1中的代表的檢查流程，依序說明。

[作成檢查條件資料]

在晶圓10的檢查之前，作成檢查條件資料。

檢查條件資料包含：為了管理檢查條件資料的管理號碼(品種#N，N=1、2、3…)；晶圓10上的對準標記12的位置；前述對準標記12的影像；晶圓10上的座標；使用於第一個檢查的晶片的基準影像；攝影倍率；照明的亮度設定值；檢查開始位置；檢查途徑。更進一步對相同晶圓10再度變更觀察倍率並繼續檢查的情形包含：使用於第n(n=2、3、4…)個檢查的晶片的基準影像；攝影倍率；照明的亮度設定值；檢查開始位置；檢查途徑。

接著，選擇包含有以良品處理的半導體晶片之晶圓10。以預對準裝置部7使定向平邊的方向一致，將前述晶圓10承載於晶圓外觀檢查裝置1的台子25上。其次，使X軸平台22與Y軸平台23移動到能以檢查攝影機34拍攝圖案形成於前述晶圓10上的對準標記12的位置。接著，以檢查攝影機34觀察前述晶圓10上的對準標記12，由與預先登記的基準位置的差計算XY θ方向的位置偏移量，進行定位動作，俾與前述基準位置匹配。

由圖案形成於前述晶圓10上的半導體晶片之中選擇以良品處理的半導體晶片，使X軸平台22與Y軸平台23移動到能以檢查攝影機34拍攝該半導體晶片的位置。

透鏡倍率是由半導體晶片的大小與缺陷的大小的程度 適宜選擇決定。照明的亮度是藉由所拍攝的影像亮度，因此是藉由半導體晶圓10上的晶片圖案的反射率或對比(contrast)適宜調整決定。決定拍攝影像的透鏡倍率及照明的亮度設定值後，以該條件藉由檢查攝影機34拍攝以良品處理的半導體晶片的影像。

[選擇檢查條件資料]

接著，在晶圓外觀檢查裝置1中選擇對檢查的晶圓10的檢查條件資料。前述檢查條件資料是由預先登記的資料之中選擇使用。如果是前述檢查條件資料未被預先登記的情形則重新登記。

[運送晶圓/預對準/承載晶圓]

接著，使用晶圓運送部5的機械手臂51由前述晶圓匣盒61抽出一片檢查的晶圓10。此時，被由晶圓匣盒61抽出的晶圓10是在前述定向平邊或缺口的方向不定的狀態下被收納於晶圓匣盒61內。

因檢查的晶圓10需預先使方向一致而進行檢查，故首先被運送到預對準裝置部7。在該預對準裝置部7中以晶圓10的約略中央為旋轉中心，一邊使其旋轉於θ方向，一邊檢測前述定向平邊或缺口，使晶圓10的中心位置一致，朝規定的方向保持前述定向平邊或缺口。

接著，使用晶圓運送部5的機械手臂51由預對準裝置部7將預對準結束的晶圓10運送到檢查平台部2的台子25。據此，可使晶圓10的前述定向平邊或缺口的方向一致，承載於台子25。

[標記對準(mark alignment)]

檢查的晶圓10被承載於台子25，朝對準標記讀取位置移動。此時，根據預先登記的檢查條件資料，藉由旋轉器機構32切換物鏡31，調節來自照明用光源36的光的亮度，藉由攝影光學單元驅動部35調節晶圓10與物鏡31的距離。然後，藉由攝影光學單元3的檢查攝影機34拍攝對準標記12。

晶圓10雖然使用機械手臂51被承載於台子25上，惟在一連串的遞送動作中實際的承載位置會有一些滑動變化。該承載位置的差的因素顯示有：預對準裝置部7的定位精度或機械手臂51的運送位置精度或承載晶圓10於台子25時的側滑等。

為了補正前述晶圓的承載位置的差，在承載晶圓10於台子25後讀取晶圓10上的對準標記12的位置，算出檢查攝影機34的視野內的基準點與前述對準標記12的基準位置的相對位置的差分。由該被算出的值與拍攝對準標記12時使用的物鏡31的攝影倍率與光學系統33的攝影倍率與檢查攝影機34的攝影部的尺寸，對正規的位置運算並算出偏移多少呢。

晶圓10的承載時的θ方向的角度的差是藉由θ軸平台24補正角度。因此，即使晶圓10包含角度的差而被承載於台子25上，在以檢查攝影機34拍攝的影像也不包含有θ方向的角度的差。

[取得/檢查晶片影像]

接著，使檢查的晶片10朝檢查開始位置移動。此時，根據預先登記的檢查條件資料切換物鏡31，調節來自照明用光源36的光的亮度。

檢查中的晶圓10的動作有像被稱為步進與重複(step and repeat)之如下的方法：在檢查位置中使晶圓10靜止，以檢查攝影機34拍攝，攝影結束的話移動到下一個檢查位置，再度使晶圓10靜止，以檢查攝影機34拍攝，再度移動到下一個位置，重複該等一連串的動作。而且另一方面，有一邊使晶圓10連續移動，一邊如閃光儀(strobo)般斷斷續續地使照明發光只有非常短的時間，在疑似的靜止狀態下拍攝的情形。

晶圓10的移動位置與使用的物鏡31的倍率、照明的亮度、物鏡31與晶圓10的距離一樣登記在檢查條件資料。

藉由如前述的機構及手段使晶圓10移動，就圖案形成於晶圓10的半導體晶片上的任意的場所以檢查攝影機34拍攝，以影像處理用電腦43進行對所拍攝的影像之合格或不合格的判定。

[搬出晶圓]

檢查結束的晶圓10在被承載於台子25上的情形下朝晶圓遞送位置移動。然後，藉由機械手臂51搬出，收納於晶圓匣盒61。到此為止是晶圓外觀檢查裝置1中的代表的檢查流程。

接著，針對檢查條件資料產生程序一邊使用圖，一邊說明。圖4是顯示本發明的檢查條件資料產生程序之流程 圖。

在裝置製作之前設計值被決定(S101)，根據該設計值，裝置A被製作(S102)。製作複數台的裝置的情形是根據相同的設計值製作裝置B與裝置C。(S103、S104)

接著，取得對設計值的裝置A的機差資料，算出設計值與裝置A的機差(S105)。

該機差顯示有如下：

(1)、對為了使承載晶圓的台子移動到XY方向的規定的位置的X軸平台及Y軸平台的原點位置之檢查攝影機的視野的中心位置與晶圓中心位置的相對位置的差。

(2)、包含有拍攝晶圓的檢查攝影機的攝影單元中的檢查攝影機的焦點位置調整機構的原點位置與檢查攝影機的對焦位置的相對位置的差。

(3)、包含於拍攝晶圓的檢查攝影機的物鏡或光學系統的觀察倍率的差。

(4)、包含於拍攝晶圓的檢查攝影機的照明用光源之對晶圓攝影時的所要亮度的設定值的差。

由前述機差造成的前述差是當作誤差資料藉由後述的程序算出，當作機差補正資料被登記於連接於裝置A的控制用電腦41的資訊記錄媒體46a(S106)。

其次，關於裝置B及裝置C也以同樣的程序製作裝置，算出與設計值的機差，登記機差補正資料(S107~S110)。

接著，在晶圓的檢查之前使用檢查裝置A(相當於申請專利範圍之第一檢查條件資料產生手段、共同檢查條件資 料產生手段、第二檢查條件資料產生手段)作成對品種# N(N=1、2、3…)之裝置A的檢查條件資料# Na(N=1、2、3…)(S111)。

由在S111作成的裝置A的檢查條件資料# Na與裝置A固有的機差補正資料產生對品種# N(N=1、2、3…)之共同檢查條件資料# N(N=1、2、3…)(S112)。

然後，由共同檢查條件資料# N與裝置A固有的機差補正資料產生對品種# N之裝置A用的檢查條件資料# Na(N=1、2、3…)(S113)。

根據前述檢查條件資料# Na，使用裝置A進行對品種#N的檢查(S114)。

然後，由共同檢查條件資料# N與裝置B固有的機差補正資料產生對品種# N之裝置B用的檢查條件資料# Nb(N=1、2、3…)(S115)。

然後，根據前述檢查條件資料# Nb，使用裝置B進行對品種#N的檢查(S116)。

更進一步使用裝置C的情形也一樣，由共同檢查條件資料# N與裝置C固有的機差補正資料產生對品種# N之裝置C用的檢查條件資料# Nc(N=1、2、3…)(S117)。

然後，根據前述檢查條件資料# Nc，使用裝置C進行對品種#N的檢查(S118)。

藉由經由前述的程序，由以裝置A作成的檢查條件資料與裝置A的機差資料產生在裝置B與裝置C也能使用的共同檢查條件資料，由共同檢查條件資料與裝置B的機差 資料產生裝置B的檢查條件資料，由共同檢查條件資料與裝置C的機差資料產生裝置C的檢查條件資料。

在前述S101~S118中是顯示使用3台的裝置的例子。裝置台數更增加的情形，可藉由對必要台數的裝置以同樣的程序進行作業，使檢查條件資料的共有化具體化。

而且，即使是設置有複數台的裝置之內的任一台發生故障的情形，若算出及登記裝置固有的機差補正資料，則可由其他裝置所具有的共同的檢查條件資料產生檢查條件資料。

一邊顯示於圖，一邊針對各機差詳細地說明。

[關於晶圓中心位置的機差]

機差因素之一可顯示如下者：為了使承載有晶圓10的台子25移動於XY方向之X軸平台22的原點位置220與Y軸平台23的原點位置230，與承載晶圓10的台子上的晶圓10的中心位置的相對位置的差。

被承載於晶圓外觀檢查裝置1的台子25上的晶圓10的設計上的中心位置100是在設計上被決定，與檢查攝影機34的設計上的視野的中心位置340一致。但是，實際上被承載於台子25上的晶圓10的位置由於預對準裝置部7的定位精度或機械手臂51的運送位置精度或承載晶圓10於台子25時的側滑等而產生位置的變化，故在晶圓10的承載時會變化而不穩定。

因此，在晶圓外觀檢查裝置1中，以檢查攝影機34檢測出晶圓10上的對準標記12的位置，以控制部4的控制 用電腦41運算相對位置的差分，調節θ軸平台24的角度，使檢查時的晶圓10的角度的差消失而進行補正。

前述在晶圓10的θ方向的角度的差被補正的狀態下之檢查攝影機34的實際的中心位置341與晶圓10的實際的中心位置101的相對位置的差需以機差算出，當作機差補正資料。

圖5是顯示本發明的晶圓外觀檢查裝置1中的X軸平台22與Y軸平台23與各部的位置關係之俯視圖。圖5(a)是顯示設計上的各部位置關係。

X軸平台22的原點位置220與Y軸平台23的原點位置230是顯示該場所為XY平面中的[零點]的位置。設計值是假設在由前述原點位置220使X軸平台22於X方向僅移動X0的位置221，且在由前述原點位置230使Y軸平台23於Y方向僅移動Y0的位置231之台子25的設計上的台子中心位置250，與被承載於台子25的晶圓10的設計上的中心位置100，與檢查攝影機34的設計上的視野的中心位置340一致。

圖5(b)是顯示在實際被製作的裝置承載有晶圓的狀態中的各部位置關係之俯視圖。此時，顯示θ方向的角度的差已經被補正，僅留下XY方向的位置的差的狀態。

在實際被製作的裝置中，X軸平台22的原點位置220與Y軸平台23的原點位置230，與檢查攝影機34之在被載設於實際被製作的裝置的狀態下的視野331的中心位置341的距離因有公差造成的差，故與設計上的視野的中心 位置340的距離不一致。

設在由X軸平台22的原點位置220與Y軸平台23的原點位置230使X軸平台22於X方向僅移動X1的位置222，且在使Y軸平台23於Y方向僅移動Y1的位置232之台子25的實際的台子中心位置，與檢查攝影機34的實際的視野的中心位置341一致。於是，變成檢查攝影機34的設計上的視野的中心位置340與實際的視野的中心位置341的相對位置在X方向偏移X1，在Y方向偏移Y1。

實際上被承載於台子25上的晶圓10的位置由於產生預對準裝置部7的定位精度或機械手臂51的運送位置精度，更進一步由於承載晶圓10於台子25時的側滑等的位置的變化，故在晶圓10的承載時會變化而不穩定。

因此，實際的台子中心位置與被承載的晶圓10的實際的中心位置101不一致。因此，為了求對晶圓10的近似圓，以檢查攝影機34拍攝晶圓10的圓周上，使用影像處理用電腦43，由所得到的晶圓10的外形位置資訊運算並算出晶圓10的實際的中心位置101。

設此時的台子25上的晶圓10的實際的中心位置101與檢查攝影機34的實際的視野331的視野中心位置341的差於X方向為X2，於Y方向為Y2。

以前述差分X1、Y1、X2、Y2當作關於攝影機中心位置與晶圓中心位置的機差補正資料登記。

[攝影光學單元的原點與對焦位置的機差]

機差的因素之一可顯示攝影光學單元3中的攝影光學 單元驅動部35之朝原點位置移動時的原點位置，與物鏡31的對焦位置的距離的差。前述距離的差是意味著在Z方向中顯示前述原點位置的[零點]與到物鏡31對焦於晶圓10上的對焦位置的距離的差。

如果對焦位置偏移，影像不鮮明，就無法得到正確的檢查結果。因此，使前述Z方向的[零點]與到對焦位置的距離一致在觀察並檢查晶圓10上的情形下變的重要。但是，若前述原點位置與檢查攝影機34的對焦位置有機差，則在某裝置中即使是對焦位置的座標值，在其他的裝置中發出移動指令給晶圓，使晶圓移動到相同的對焦位置的座標值也不會對焦。

因此，需就Z方向的原點位置與檢查攝影機34的對焦位置的距離算出設計上的值與實際的值的差，當作關於攝影光學單元上下位置的機差補正資料登記。

圖6是顯示本發明的晶圓外觀檢查裝置1中的攝影光學單元3與各部的位置關係之側視圖。圖6(a)是顯示設計上的各部位置關係。前述攝影光學單元驅動部35的原點位置350是顯示該場所為Z方向中的[零點]的位置。

設計值是由前述原點位置朝Z方向向下僅使攝影光學單元驅動部35移動Z0時，物鏡31對焦，以此時的攝影光學單元驅動部35的位置當作設計上的透鏡對焦位置310。設前述設計上的透鏡對焦位置310與晶圓的設計上的表面位置100z的距離為D0。

圖6(b)是顯示實際被製作的裝置中的各部位置關係之 側視圖。在實際被製作的裝置中，設設計上的透鏡對焦位置310與晶圓的實際的表面位置101z的距離為D1。在實際被製作的裝置中，由於前述D0與D1有因公差造成的差，故不一致。因此，由前述攝影光學單元驅動部的原點位置350朝Z方向向下僅移動Z0的距離之在前述設計上的透鏡對焦位置310中不對焦。

假設晶圓的實際的表面位置101z對晶圓的設計上的表面位置100z是以朝Z方向向上僅偏移Z1。此情形，實際的透鏡對焦位置311位於由設計上的透鏡對焦位置310朝Z方向向上僅移動Z1的距離的位置。亦即，D0與D1的差、Z1成為攝影光學單元上下位置的機差。

該Z1當使用複數個物鏡31時，在各個物鏡31實際的透鏡對焦位置311不同。因此，就所有的物鏡31的對焦位置算出設計上的值與實際的值的差，當作關於攝影光學單元的原點與對焦位置的機差補正資料登記。

[物鏡或光學系統的觀察倍率的機差]

機差的因素之一可顯示攝影時使用的物鏡31或光學系統33或檢查攝影機34中的實際的倍率及縱橫比。因在被使用於物鏡31或光學系統33的透鏡包含有加工時或組裝時的尺寸誤差，故有因設計上的倍率及縱橫比與實際的倍率及縱橫比而產生差的情形。亦即，有影像辨識(image recognition)以某裝置的檢查攝影機34拍攝的晶圓10上的已知尺寸的基準標記的情形的像素數，與在其他的裝置影像辨識前述基準標記的情形的像素數不一致的情形。因 此，需算出觀察規定尺寸時的設計上的像素數與實際的像素數的差，當作關於觀察倍率的機差補正資料登記。

圖7是顯示本發明的晶圓外觀檢查裝置中的光學系統尺寸與各部尺寸的關係之俯視圖。圖7(a)是顯示在設計上的晶圓外觀檢查裝置1中使用攝影光學單元3拍攝已知尺寸的前述尺寸基準標記17的狀態之俯視圖。

物鏡31與光學系統33往往是各自使用複數個透鏡而構成，惟在本說明中各自以一片透鏡圖化進行說明。

首先，選擇被圖案形成於晶圓10上的已知尺寸的前述尺寸基準標記17。前述尺寸基準標記17透過物鏡31與光學系統33當作被拍攝於檢查攝影機34的設計上的視野330a內的尺寸基準標記170被拍攝。此時，晶圓上的設計上的視野330b成為以圖顯示的範圍。

前述尺寸基準標記17的尺寸為已知，設X方向的尺寸為Mx0，Y方向的尺寸為My0。此時，設被拍攝於前述視野330a內的尺寸基準標記170的X方向的像素數為Qx0，Y方向的像素數為Qy0。

而且，若定義X方向的影像解析度(image resolution)為α x0，Y方向的影像解析度為α y0，則能以公式(1)、(2)表示。

[公式2]

前述影像解析度是意味著對檢查攝影機34的攝影元件1像素之被攝影物的設計上的尺寸。

圖7(b)是顯示在實際的晶圓外觀檢查裝置1中使用攝影光學單元3拍攝前述尺寸基準標記17的狀態之俯視圖。

晶圓10上的前述尺寸基準標記17透過物鏡31與光學系統33當作被拍攝於檢查攝影機34的實際的視野331a內的尺寸基準標記171被拍攝。前述尺寸基準標記17的尺寸為已知，設X方向的尺寸為Mx0，Y方向的尺寸為My0。此時，設被拍攝於前述檢查攝影機34的實際的視野331a內的尺寸基準標記171的X方向的像素數為Qx1，Y方向的像素數為Qy1。而且，晶圓上的實際的視野331b成為以圖顯示的範圍。

若設尺寸為未知的標記17a的X方向的尺寸為Mx2，Y方向的尺寸為My2，被拍攝於前述檢查攝影機34的實際的視野331a內的尺寸為未知的標記17a的實際的X方向的像素數為Qx2，Y方向的像素數為Qy2，則關係式能以公式(3)~(8)表示。

[公式3]Mx2：Qx2=Mx0：Qx1

[公式4]My2：Qy2=My0：Qy1

[公式5]

而且，若定義X方向的影像解析度為α x1，Y方向的影像解析度為α y1，則能以公式(7)、(8)表示。

前述影像解析度是意味著對檢查攝影機34的攝影元件1像素之被攝影物的實際的尺寸。該影像解析度是因物鏡31或光學系統33的組合而不同。因此，在前述物鏡31與前述光學系統33的全部的組合中算出觀察規定尺寸時的設計上的像素數與實際的像素數的差，當作與觀察倍率有關的機差補正資料登記。

[照明用光源的亮度設定值與亮度的機差]

機差的因素之一可顯示使用於攝影的光源中的光量調整用設定值與實際的亮度的差。

在晶圓外觀檢查裝置1中藉由來自控制用電腦41的控制信號進行照明用光源36的亮度設定。在控制用電腦41 內因前述控制信號為數值，亦即數位信號，故不會產生機差。

但是，來自控制用電腦41對照明用光源36或者對照明用光源36內的照明調光部是以類比信號進行亮度的控制。而且，即使亮度控制的類比信號的值相同，也因照明各個的偏差或照明至物鏡的光的透射率(transmission factor)或由物鏡經光學系統到檢查攝影機的光的透射率而每一裝置成為機差。因此，在複數台晶圓外觀檢查裝置1中即使令以控制用電腦41設定的亮度的設定值相同，也會有實際的亮度產生機差的情形。

因此，需使用預先成為基準的晶圓，一邊慢慢地改變照明的亮度的設定值，一邊測定實際的亮度算出為了得到規定的亮度之設計上的設定值與實際的設定值的差，當作關於亮度與設定值的機差補正資料登記。

圖8(a)是顯示照明用光源的亮度設定值與設計上的亮度的關係之圖表。縱軸成為亮度B，橫軸成為照明用光源的亮度設定值A。

若設以當作暗點的亮度設定值DA0的設計上的亮度為DP0，以當作明點的亮度設定值BA0的設計上的亮度為BP0，則照明用光源的亮度設定值與設計上的亮度變成如以BC0圖示的以公式(9)、(10)表示的關係式。

亦即

使用前述公式(10)，可算出對所要的亮度B之設計上的照明用光源的亮度設定值A。

圖8(b)是顯示照明用光源的亮度設定值與實際的亮度的關係之圖表。縱軸成為亮度B，橫軸成為照明用光源的亮度設定值A。

如當作暗點的亮度DP0的實際的照明用光源的亮度設定值成為DA1，如當作明點的亮度BP0的實際的照明用光源的亮度設定值成為BA1。因此，照明用光源的亮度設定值與實際的亮度變成如以BC1圖示的以公式(11)、(12)表示的關係式。

亦即

使用前述公式(12)，可算出對所要的亮度B之實際的照明用光源的亮度設定值A。

在前述公式(10)、(12)中，成為所要的亮度之設計上 的設定值與實際的設定值的差為每一實際製作的裝置不同，成為機差。而且，會因使用的物鏡31或光學系統33、檢查攝影機34的組合而不同。

因此，在使用的物鏡31或光學系統33、檢查攝影機34全部的組合中，算出對所要的亮度之設計上的亮度設定值與實際的亮度設定值的差，當作關於照明亮度的機差補正資料登記。

透過依照前述的程序，每一裝置算出機差，以裝置固有的機差補正資料登記，由在某裝置作成的檢查條件資料產生可在其他的裝置使用的共同檢查條件資料。然後在其他的裝置中，由前述機差補正資料與前述共同檢查條件資料產生有該裝置用的檢查條件資料。

因此，無須如以習知的裝置進行的以全部的裝置進行作成每一品種的檢查條件資料的作業，也無須在發生系統故障等的情形下進行的檢查條件資料的再登記作業。

其結果，能以短時間產生共同的複數品種的檢查條件資料，可節省各自重新作成資料的時間與勞力。

1‧‧‧晶圓外觀檢查裝置

2‧‧‧檢查平台部

3‧‧‧攝影光學單元

4‧‧‧控制部

5‧‧‧晶圓運送部

10‧‧‧晶圓

11‧‧‧定向平邊

12‧‧‧對準標記

12a‧‧‧每一晶片的對準標記

13‧‧‧半導體晶片電路圖案

14‧‧‧半導體晶片電路部

15‧‧‧半導體晶片電極部

16‧‧‧半導體晶片群

17、17a‧‧‧已知尺寸的尺寸基準標記

21‧‧‧裝置底座

22‧‧‧X軸平台

23‧‧‧Y軸平台

24‧‧‧θ軸平台

25‧‧‧台子

31‧‧‧物鏡

32‧‧‧旋轉器機構

33‧‧‧光學系統

34‧‧‧檢查攝影機

35‧‧‧攝影光學單元驅動部

36‧‧‧照明用光源

37‧‧‧支柱部

41‧‧‧控制用電腦

42‧‧‧資料管理用電腦

43‧‧‧影像處理用電腦

44a、44b‧‧‧資訊顯示手段

44c‧‧‧顯示切換手段

45‧‧‧資訊輸入手段

45a‧‧‧輸入切換手段

46a、46b、46c‧‧‧資訊記錄媒體

47‧‧‧資料存取手段

51‧‧‧機械手臂

52‧‧‧手部

61‧‧‧晶圓匣盒

62‧‧‧晶圓匣盒承載台

100‧‧‧晶圓的設計上的中心位置

100z‧‧‧晶圓的設計上的表面位置

101‧‧‧晶圓的實際的中心位置

101z‧‧‧晶圓的實際的表面位置

170‧‧‧被拍攝於檢查攝影機的設計上的視野內的尺寸基準標記

171‧‧‧被拍攝於檢查攝影機的實際的視野內的尺寸基準標記

220‧‧‧X軸平台的原點位置

221‧‧‧由原點位置使X軸平台於X方向僅移動X0的位置

222‧‧‧由原點位置使X軸平台於X方向僅移動X1的位置

230‧‧‧Y軸平台的原點位置

231‧‧‧由原點位置使Y軸平台於Y方向僅移動Y0的位置

232‧‧‧由原點位置使Y軸平台於Y方向僅移動Y1的位置

250‧‧‧設計上的台子中心位置

310‧‧‧設計上的透鏡對焦位置

311‧‧‧實際的透鏡對焦位置

330、330a、330b‧‧‧檢查攝影機的設計上的視野

331、331a、331b‧‧‧檢查攝影機的實際的視野

340‧‧‧檢查攝影機的設計上的視野的中心位置

341‧‧‧檢查攝影機的實際的視野的中心位置

350‧‧‧攝影光學單元驅動部的原點位置

圖1是本發明的晶圓外觀檢查裝置之斜視圖。

圖2是本發明的晶圓外觀檢查裝置之構成圖。

圖3是顯示圖案形成於晶圓上的半導體晶片的一例之圖。

圖4是顯示本發明的檢查條件資料產生程序之流程圖。

圖5是顯示本發明的晶圓外觀檢查裝置中的X軸平台與Y軸平台與各部的位置關係之俯視圖。

圖6是顯示本發明的晶圓外觀檢查裝置中的攝影光學單元3與各部的位置關係之側視圖。

圖7是顯示本發明的晶圓外觀檢查裝置中的光學系統尺寸與各部尺寸的關係之俯視圖。

圖8是顯示本發明的晶圓外觀檢查裝置中的照明用光源的設定值與亮度的關係之圖表。

圖9是顯示習知的檢查條件資料產生程序之流程圖。

Claims (4)

1. 一種晶圓檢查條件產生方法，產生檢查形成於晶圓上的半導體晶片的外觀的複數個檢查裝置的檢查條件資料，包含：每一晶圓檢查裝置算出對設計值的機差，接著登記機差補正資料之機差補正資料登記步驟；在被選擇的任一台晶圓檢查裝置中，使用晶圓產生檢查條件資料之第一檢查條件資料產生步驟；由該檢查條件資料與該被選擇的任一台晶圓檢查裝置的該機差補正資料產生共同檢查條件資料之共同檢查條件資料產生步驟；以及由該共同檢查條件資料與每一晶圓檢查裝置的該機差補正資料產生每一晶圓檢查裝置的檢查條件資料之第二檢查條件資料產生步驟。
2. 如申請專利範圍第1項之晶圓檢查條件產生方法，其中該機差補正資料至少包含如下的任一個誤差資料：配設於晶圓檢查裝置之承載晶圓的台子的檢查平台的原點位置，與檢查晶圓的檢查攝影機的中心位置及承載於該檢查平台的晶圓的中心位置的誤差資料；檢查晶圓的檢查攝影機的對焦位置的誤差資料；包含於該檢查攝影機的透鏡的觀察倍率的誤差資料；以及包含於該檢查攝影機的照明用光源的對所要亮度之設定值的誤差資料。
3. 一種晶圓檢查系統，產生檢查形成於晶圓上的半導體晶片的外觀的複數個檢查裝置的檢查條件資料，包含：每一晶圓檢查裝置算出對設計值的機差，接著登記機差補正資料之機差補正資料登記手段；在被選擇的任一台晶圓檢查裝置中，使用晶圓產生檢查條件資料之第一檢查條件資料產生手段；由該檢查條件資料與該被選擇的任一台晶圓檢查裝置的該機差補正資料產生共同檢查條件資料之共同檢查條件資料產生手段；以及由該共同檢查條件資料與每一晶圓檢查裝置的該機差補正資料產生每一晶圓檢查裝置的檢查條件資料之第二檢查條件資料產生手段。
4. 如申請專利範圍第3項之晶圓檢查系統，其中該機差補正資料至少包含如下的任一個誤差資料：配設於晶圓檢查裝置之承載晶圓的台子的檢查平台的原點位置，與檢查晶圓的檢查攝影機的中心位置及承載於該檢查平台的晶圓的中心位置的誤差資料；檢查晶圓的檢查攝影機的對焦位置的誤差資料；包含於該檢查攝影機的透鏡的觀察倍率的誤差資料；以及包含於該檢查攝影機的照明用光源的對所要亮度之設定值的誤差資料。