光学式検査装置及びエッジ検査装置
【課題】ウェハエッジ部の幅広い位置変化にも追従することができる光学式検査装置及びエッジ検査装置を提供する。
【解決手段】ウェハ１００の表面の欠陥を検査する表面検査装置３００と、この表面検査装置３００に対するウェハ１００の搬送路に設けたウェハステージ２１０と、このウェハステージ２１０上のウェハ１００のエッジ部を検査するエッジ検査部５３０と、このエッジ検査部５３０を当該エッジ検査部５３０の光軸に沿って移動させる移動装置６５０とを備えたことを特徴とする。
【解決手段】ウェハ１００の表面の欠陥を検査する表面検査装置３００と、この表面検査装置３００に対するウェハ１００の搬送路に設けたウェハステージ２１０と、このウェハステージ２１０上のウェハ１００のエッジ部を検査するエッジ検査部５３０と、このエッジ検査部５３０を当該エッジ検査部５３０の光軸に沿って移動させる移動装置６５０とを備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体ウェハの欠陥を検査する光学式検査装置及びエッジ検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップは、レジスト塗布、露光、エッチング、レジスト除去等の工程を経て半導体ウェハ（以下「ウェハ」）上に集積回路を形成し製造される。通常これらの工程の間にウェハの欠陥検査を行う。ウェハの欠陥検査の一つにウェハエッジ部の欠陥を検査するエッジ検査がある。
【０００３】
従来の欠陥検査は、ウェハの表裏面の異物やクラック、膜むら、膜剥がれ等の検査が主流であり、ウェハエッジ部の検査は重要視されていなかった。しかしながらウェハサイズの大口径化やプロセスノードの微細化に伴い、ウェハエッジ部の欠陥に起因する異物発生による歩留まり低下、またウェハエッジ部のクラックに起因するウェハ割れに伴う装置の停止等といった不具合を招いている。
【０００４】
直径３００ｍｍウェハの導入当初はウェハに高負荷がかかる熱処理プロセス中にウェハ割れが発生していた。当初は製造装置の不具合が疑われていたが、ウェハエッジ部のキズや異物が原因であることが判明した。ウェハエッジ部の欠陥は、現在では半導体製造工程で用いられている液浸露光技術においても多大な影響を及ぼしている。液浸露光技術とはウェハ及びレンズの間に純水を入れることにより露光分解能を向上させる技術であるが、ウェハエッジ部の欠陥はこの液浸露光技術に用いる純水の汚染要因となりウェハパターンの欠陥を招いている。そして、ウェハエッジ部の欠陥は該ウェハだけでなく処理装置にも影響し、他のウェハへの影響を抑えるために多大な時間を費やして処理装置を洗浄しなければならないことがある。
【０００５】
このような背景の下、近年においてはウェハエッジ部の欠陥管理が重要視されつつあり、現在ではウェハエッジの欠陥検査に関する様々な技術が提案されている（特許文献１−６等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１３９５２３号公報
【特許文献２】特開２００７−２５６２７２号公報
【特許文献３】国際公開第２００６／１１２４６６号
【特許文献４】特開２００６−３０８３６０号公報
【特許文献５】特開２００６−６４９７５号公報
【特許文献６】特開２００６−１２８４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ウェハエッジ部の欠陥管理では、回転するテーブルにウェハを載せて、検査装置に対してウェハを回転させることでウェハエッジの全周を検査するのが通常である。そのため、テーブルの回転中心とウェハの中心とが正確に一致していないと、ウェハの回転に伴って検査装置とウェハエッジ部との距離は周期的に変動し得る。検査装置とウェハエッジ部との距離が変化する結果、ウェハエッジ部の位置が検査装置の焦点深度から外れてしまうと、適正に欠陥検査が行われなくなり得る。
【０００８】
しかしながら、テーブルに対するウェハの一定の位置精度を確保することは必ずしも容易ではなく、また、ウェハの真円度にもウェハの個体差によるばらつきがある。そのため、ウェハの回転に伴う検査装置とウェハエッジ部との距離の変動を抑えることは必ずしも容易ではない。この場合、検査装置とウェハエッジ部との距離の変化に追従して検査装置の光学系の焦点位置を調整することも考えられるが、直径３００ｍｍウェハのような大型のウェハのエッジ位置の変動幅は大きく、また将来的には更なるウェハの大型化もあり得るため、光学系の焦点合わせではウェハエッジ部の位置変化に追従しきれないケースも生じ得る。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、ウェハエッジ部の幅広い位置変化にも追従することができる光学式検査装置及びエッジ検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、ウェハの表面の欠陥を検査する表面検査装置と、この表面検査装置に対するウェハの搬送路に設けたウェハステージと、このウェハステージ上のウェハのエッジ部を検査するエッジ検査部と、このエッジ検査部を当該エッジ検査部の光軸に沿って移動させる移動装置とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ウェハエッジ部の幅広い位置変化にも追従することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光学式検査装置の全体構成を模式的に表す図である。
【図２】検査対象であるウェハの断面形状の一例を表す図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る光学式検査装置に備えられたエッジ検査装置の概略構成を表す平面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る光学式検査装置に備えられたエッジ検査装置の概略構成を表す側面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る光学式検査装置に備えられた制御装置の機能ブロック図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る光学式検査装置の処理工程のタイミングチャートを表す図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る光学式検査装置に備えられた制御装置によるエッジ検査処理及び表面検査処理の制御手順を表すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施の形態に係る光学式検査装置に備えられた可否判定部７４０による検査結果の可否判断の類型を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
（１）光学式検査装置の全体構成
図１は本発明の一実施の形態に係る光学式検査装置の全体構成を模式的に表す図である。
【００１５】
本実施の形態に係る光学式検査装置は、ウェハの表裏の表面の欠陥を検査する表面検査装置３００と、この表面検査装置３００に対するウェハ１００の搬送路に設けたエッジ検査装置５００と、当該光学式検査装置に対してウェハ１００を出し入れするための少なくとも１つ（本例では３つ）のロードポート２０２と、ロードポート２０２、エッジ検査装置５００及び表面検査装置３００の間でウェハ１００を移送するウェハ搬送装置２００と、表面検査装置３００、エッジ検査装置５００及びウェハ搬送装置２００を制御する制御装置７００と、操作画面や検査結果等を表示するための表示装置（ＧＵＩ）３３０とを備えている。
【００１６】
表面検査装置３００は、ウェハ１００を載せるウェハステージ（不図示）と、ウェハステージ上のウェハ１００の表面に検査光３５１を照射する照射光学系３５０と、ウェハ１００の表面からの散乱光を受光する複数の受光器３１０と、受光器３１０からの信号を基にウェハ１００上の欠陥の位置や大きさを判定する表面検査処理部７３０（図５参照）と、これら構成要素を収容する装置本体３０１とを備えている。
【００１７】
ウェハ搬送装置２００は、表面検査装置３００とロードポート２０２との間に介在しており、その本体２０１の内部に搬送アーム２２０とエッジ検査装置５００とを備えている。ウェハ搬送装置２００は、表面検査装置３００とロードポート２０２との間に介在している。
【００１８】
エッジ検査装置５００は、このウェハ搬送装置２００の本体２０１内に設けられている。このエッジ検査装置５００は、ウェハ１００を把持するウェハステージ２１０（図５参照）と、このウェハステージ２１０上のウェハ１００のエッジ部を検査するエッジ検査部５３０と、このエッジ検査部５３０を移動させる移動装置６５０とを備えている。また、ウェハ搬送装置２００内において、エッジ検査部５３０はウェハ搬送路を外して設置されている。これは、例えば図１に二点鎖線で表したように搬送路上にエッジ検査部５３０を設置した際、搬送されるウェハ１００との干渉を回避するためエッジ検査部５３０に退避機構を搭載する必要があり、発塵や検査精度低下の要因となるためである。そのためウェハステージ２１０（ウェハ１００の把持位置）から見て搬送アーム２２０と反対側の位置、本実施の形態ではエッジ検査装置５００の側壁部にエッジ検査部５３０は設けられている。
【００１９】
（３）ウェハ１００
図２は検査対象であるウェハ１００の断面形状の一例を表す図である。
【００２０】
同図に示したウェハ１００は、上下（同図中において上下）から見た場合には円形をしている。一方、断面で見た場合、エッジ部（外周端部）の上下の角を斜めに切り欠いたような形状をしており、以下の説明においては、上下に延びるエッジ（外周面）をアペックス１５２、アペックス１５２に向かって下る上面側の傾斜部を上面ベベル１５１、アペックス１５２に向かって上る下面側の傾斜部を下面ベベル１５３と適宜記載する。本実施の形態においては、ウェハ１００のエッジ部という場合には、これら上面ベベル１５１、アペックス１５２及び下面ベベル１５３の３面を含むものとし、上記エッジ検査装置５００は、これら３面を１つの照射検出光学系で検査する。直径３００ｍｍウェハの規格（ＳＥＭＩ規格）に倣えば、ウェハ１００の直径は３００±０．３ｍｍ、上面ベベル１５１及び下面ベベル１５３の内径側の端部からアペックス１５２までの水平距離は４５８μｍ程度である。なお、本実施の形態では、こうした上下ベベル１５１，１５３を有するウェハ１００を対象としているが、上下ベベル１５１，１５３のないウェハも対象とし得る。
【００２１】
（４）エッジ検査装置５００の構成
図３はエッジ検査装置５００の概略構成を表す平面図である。
【００２２】
同図に示すように、エッジ検査部５３０は、ウェハ１００のエッジ部に検査光を照射する照射光学系５３１と、ウェハ１００のエッジ部からの散乱光を検出する検出光学系５３２とを備えている。
【００２３】
照射光学系５３１は、半導体レーザ（ＬＤ）又はレーザ等の検査光を照射する光源５１０と、検査光を集光して検査対象であるウェハ１００のエッジ部に当てる集光レンズ５１１と、検査光の位相をずらしてスペックルノイズを低減する拡散板５１２とを備えている。
【００２４】
検出光学系５３２は、ウェハ１００のエッジ部からの散乱光が入射する対物レンズ５０１及びレンズ５０２，５０３と、レンズ５０２，５０３を通過した散乱光を集光する集光レンズ５０４と、集光レンズ５０４で結像された散乱光を受光する検出器としてのラインセンサ５５０と、レンズ５０３と集光レンズ５０４との間に介在させたアパーチャ（絞り）５２０とを備えている。この検出光学系５３２は、ウェハ１００のエッジ部の欠陥で発生した散乱光を対物レンズ５０１によって平行光にした後、レンズ５０２で一旦集光し、レンズ５０３で再度平行光にする。そして、アパーチャ５２０を通過した散乱光を集光レンズ５０４で集光しラインセンサ５５０の受光面上に結像させる。
【００２５】
このとき、アパーチャ５２０は対物レンズ５０１の入射瞳５２１と共役関係にある出射瞳５２２に配置してある。焦点深度を確保するとともに暗視野像のコントラストの低下を抑制するためである。すなわち、アパーチャ５２０の開口径は、上面ベベル１５１、アペックス１５２及び下面ベベル１５３が全て焦点深度内に収まる程度に絞られている。したがって、検出光学系５３２の焦点深度は、本実施の形態では４５８μｍ以上が確保される。なお、出射瞳５２２は、瞳の位置にアパーチャ５２０を設置するために、レンズ５０２，５０３によって図３のようにレンズの外部に作り出したものである。これは、本実施の形態では対物レンズ５０１の内部に検出光学系５３２の入射瞳５２１が存在し、入射瞳５２１にアパーチャ５２０を設置することができないためである。しかし、入射瞳５２１がレンズの外部にある場合には、入射瞳５２１にアパーチャ５２０を設置することもできる。
【００２６】
図４はエッジ検査装置５００の概略構成を表す側面図である。
【００２７】
同図から分かる通り、エッジ検査装置５００には、上記ウェハステージ２１０及び移動装置６５０を備えている。ウェハステージ２１０は、この種の光学式検査装置に一般に用いられるものであって、ウェハのノッチの検出やウェハの位置決めを行うためのプリアライナのウェハ把持装置で兼用することができる。このウェハステージ２１０は、表面検査装置３００に対するウェハ１００の搬送経路上に設けられている。言い換えれば、ウェハ１００は、表面検査装置３００に搬送される前に、ウェハ搬送装置２００によってこのウェハステージ２１０上に載せられ、ウェハステージ２１０を介して表面検査装置３００に送られる。このウェハステージ２１０は、例えばウェハ１００を吸着して把持するものであり、ウェハ１００の把持部をモータで回転させることによって把持したウェハ１００を回転させる（図３参照）。
【００２８】
移動装置６５０は、照射検出光学系、すなわちエッジ検査部５３０をその光軸（この場合、検出光学系５３２の光軸）に沿って移動させる役割を果たす。この移動装置６５０は、ベース６５１と、このベース６５１に対してスライドする移動台６５２とを備えている。移動台６５２上にはエッジ検査部５３０が搭載されており、移動台６５２は検出光学系５３２の光軸に沿ってスライドする。
【００２９】
また、エッジ検査装置５００には、ウェハステージ２１０に搭載されたウェハ１００の偏心度合いを検出する偏心測定器６００が設けられている。この偏心測定器６００も、この種の光学式検査装置のプリアライナに使用されているものを兼用することができる。この偏心測定器６００は、投光器６０１から投光レンズを介して投光した検査光のウェハ１００による遮光位置を受光器６０２で検出するものである。具体的には、この偏心測定においては、投光器６０１から投光レンズを介して照射した検査光（平行光）が、受光器６０２においてバンドパスフィルタを通過して一次元のＣＣＤイメージセンサによって受光され、ウェハ１００が平行光に干渉することによってウェハ１００の大きさに応じて生じる影からウェハ１００のエッジ位置を測定する。偏心測定器６００は、ウェハステージ２１０によってウェハ１００を回転させながら、こうしてウェハ１００のエッジ部の位置を検出して、その結果を制御装置７００に送信する。
【００３０】
（５）制御装置７００
図５は制御装置７００の機能ブロック図である。
【００３１】
制御装置７００は、信号の入力部７０１及び出力部７０２と、ウェハ１００のエッジ検査を実行するエッジ検査処理部７１０と、ウェハ１００の表面検査を実行する上記表面検査処理部７３０と、表面検査後の処理の着工の可否を判断する可否判定部７４０とを備えている。また、エッジ検査処理部７１０は、第１処理部７１５と、第２処理部７２０とを備えている。第１処理部７１５は、ウェハステージ２１０の回転中心に対するウェハ１００の偏心を測定する第１測定部７１１と、測定した偏心量からウェハ１００の補正値を演算する第１補正部７１２と、これら第１測定部７１１の測定結果や第２補正部７１２の演算結果を記憶する第１記憶部７１３と、搬送アーム２２０に指示してウェハ１００を置き直す位置調整部７１４とを備えている。第２処理部７２０は、置き直し後のウェハ１００の偏心を再度測定する第２測定部７１６と、第２測定部７１６の測定結果から移動装置６５０の制御シーケンスを作成する動作設定部７１７と、エッジ検査を実行する検査実行部７１８と、第２測定部７１６の測定結果や動作設定部７１７で設定した制御シーケンス、検査実行部７１８による検査結果を記憶する第２記憶部７１９とを備えている。表面検査処理部７３０は、ウェハ１００の表面の欠陥を検査する欠陥判定部７３１と、この検査結果を記憶する第３記憶部７３２とを備えている。
【００３２】
（６）動作
図６は光学式検査装置の処理工程のタイミングチャートを表す図である。
【００３３】
図６に示すように、制御装置７００は、まず、ロードポート２０２に格納されているｎ枚目のウェハ１００を搬送アーム２２０によってウェハステージ２１０上に移送し（図６中の項目「ウェハ搬送（１）」）、ウェハ１００を回転させつつ偏心測定器６００によってウェハの偏心測定を実施する（同図中の項目「ウェハ偏心測定（１）」）。そして、搬送アーム２２０によって偏心測定後のウェハ１００を表面検査装置３００に搬送する（同図中の項目「ウェハ搬送（２）」）。表面検査装置３００では、表面検査処理部７３０の指示によってウェハ１００の表面の欠陥検査が実行される（同図中の項目「表面検査処理」）。具体的には、ウェハ１００を回転させつつ照射光学系３５０からの検査光３５１をウェハ１００に走査し、受光器３１０で検出した散乱光情報を基に欠陥判定部７３１で欠陥の位置や大きさの情報を取得し、第３記憶部７３２に記憶する。こうして取得した欠陥データは表示装置３３０に出力して表示することができる。
【００３４】
制御装置７００は、ｎ＋１枚目以降のウェハ１００については、表面検査処理に加えて、エッジ検査処理を実行する。
【００３５】
図７は制御装置７００によるエッジ検査処理及び表面検査処理の制御手順を表すフローチャートである。
【００３６】
以下、ｎ＋１枚目以降のウェハ１００の処理について説明する。
【００３７】
ｎ枚目のウェハ１００の検査中、ｎ枚目のウェハ１００を表面検査装置３００に搬送し終えたら、ｎ枚目の表面検査処理の開始とともに、ｎ＋１枚目のウェハ１００の検査を開始する。すなわち、制御装置７００は、ロードポート２０２に格納されているｎ＋１枚目のウェハ１００を搬送アーム２２０によってウェハステージ２１０上に移送し（図６中の項目「ウェハ搬送（１）」、図７中のＳ１０）、第１処理部７１５の第１測定部７１１によりウェハ１００の偏心測定を実施する（図６中の項目「ウェハ偏心測定（１）」、図７中のＳ２０）。このとき、ｎ枚目のウェハ１００の表面検査処理がまだ実行中であるため、ｎ枚目のウェハ１００の表面検査処理が終了してｎ枚目のウェハ１００が表面検査装置３００から搬出されるまで、ｎ＋１枚目のウェハ１００をウェハステージ２１０から移動させることができない。すなわち、一定時間の待機時間が生じる（図６参照）。
【００３８】
そこで、本実施の形態では、この待機時間を利用して、ｎ＋１枚目のウェハ１００についてエッジ部の欠陥検査を実行する。具体的には、先に実行したウェハ偏心測定の結果を第１記憶部７１３から読み出し、第１補正部７１２によって、ウェハ偏心測定の結果を基に偏心を小さくする補正値を算出し、その補正値を基に位置調整部７１４から指示を出して搬送アーム２２０によってウェハステージ２１０上のウェハ１００を置き直す（図７中のＳ２１）。その上で、第２処理部７２０の第２測定部７１６により再度ウェハ１００の偏心測定を実行し、測定結果を第２記憶部７１９に記憶する（図６中の項目「ウェハ偏心測定（２）」、図７中のＳ２２）。
【００３９】
続いて、動作設定部７１７において、ウェハ１００の偏心情報を基に、回転するウェハ１００のエッジ部がエッジ検査装置５００の焦点深度から外れないようにするための、移動装置６５０及びウェハステージ２１０の動作シーケンスを作成する（図７中のＳ２３）。そして、検査実行部７１８により、この動作シーケンスに従って移動装置６５０及びウェハステージ２１０を制御し、ウェハ１００の回転に同期して移動装置６５０によってエッジ検査部５３０をウェハ１００に対して進退させることによってウェハ１００のエッジ部とエッジ検査部５３０との距離を一定に維持しつつ、ウェハ１００のエッジ部からの散乱光を基にエッジ部の欠陥の位置や大きさの情報を取得する（同図中の項目「表面検査処理」、図７のＳ２４）。こうして取得したエッジ部の欠陥データは第２歩西部７１９に記憶されるとともに、表示装置３３０に出力して表示することができる。
【００４０】
ｎ＋１枚目のウェハ１００のエッジ検査処理が、ｎ枚目のウェハ１００の表面検査処理と同時刻位に終了するので（図６参照）、制御装置７００は、搬送アーム２２０に指示してｎ枚目のウェハ１００を表面検査装置３００から取り出すとともに、エッジ検査後のｎ＋１枚目のウェハ１００をウェハステージ２１０から表面検査装置３００に搬送する（同図中の項目「ウェハ搬送（２）」、図７中のＳ３０）。表面検査装置３００では、表面検査処理部７３０の指示によってｎ枚目のウェハ１００の表面の欠陥検査が実行される（同図中の項目「表面検査処理」、図７中のＳ４０）。具体的には、ウェハ１００を回転させつつ照射光学系３５０からの検査光３５１をウェハ１００に走査し、受光器３１０で検出した散乱光情報を基に欠陥判定部７３１で欠陥の位置や大きさの情報を取得し、第３記憶部７３２に記憶する。こうして取得した欠陥データは表示装置３３０に出力して表示することができる。
【００４１】
そして、ｎ＋１枚目のウェハ１００につき、制御装置７００は、第２記憶部７１９から読み出したエッジ検査処理の検査結果、及び第３記憶部７３２から読み出した表面検査処理の検査結果から、その後の処理を続行することに対する可否判断を可否判定部７４０で判定する（図７のＳ５０）。この判定は、例えば欠陥の数や大きさ（例えば最大の欠陥の大きさ）をそれぞれ予め設定したしきい値と比較し、欠陥の数又は大きさがしきい値を超えている場合には合格（Ｙｅｓ）、いずれもしきい値未満の場合には不合格（Ｎｏ）とし、図８に示したように、エッジ検査処理及び表面検査処理の双方で合格したものについては後の処理を続行可と判定し（図７のＳ５１）、いずれか１つでも検査結果が不合格であった場合には後の処理を続行不可と判定する（図７のＳ５２）。
【００４２】
こうして、ｎ＋１枚目、ｎ＋２枚目、ｎ＋３枚目・・・とウェハ１００のエッジ検査処理及び表面検査処理を並行して実行しつつ、各ウェハ１００について後続の処理の可否判断をしていく。
【００４３】
なお、図６の例では、ｎ枚目のウェハ１００のエッジ検査処理を省略する場合を例に挙げて説明したが、ｎ枚目のウェハ１００において、表面検査処理の前にエッジ検査処理を実行しても勿論良い。
【００４４】
（７）効果
本実施の形態においては、ウェハ１００の中心がウェハステージ２１０の回転中心からずれていて、ウェハの回転に伴うウェハ１００のエッジ部の振れ幅がエッジ検査部５３０の焦点深度を超えるような場合でも、移動装置６５０によってエッジ検査部５３０をウェハ１００に対して進退させることができるので、ウェハエッジ部の位置がエッジ検査部５３０の焦点深度から外れることを抑制することができ、エッジ検査処理を適正に実行することができるとともに、エッジ検査の結果の信頼性を確保することができる。そして、エッジ検査部５３０を移動させることができるので、エッジ部の振れ幅の大きな大型のウェハや、将来的に更に大型化する可能性のあるウェハを対象とした場合であっても、柔軟に焦点合わせを行うことができる。よって、ウェハエッジ部の幅広い位置変化にも追従することができる。
【００４５】
また、制御装置７００の動作設定部７１７により、偏心測定器６００による偏心測定の結果とウェハステージ２１０の回転動作の指令値とを関連付けてウェハ１００の全周についてエッジ位置がプロファイルする。そして、このプロファイルデータを基に作成された動作シーケンスを基に、移動装置６５０及びウェハステージ２１０を制御することによってウェハ１００のエッジ部に焦点を容易に追尾させることができる。
【００４６】
また、本実施の形態のように上下のベベル１５１，１５３を持つウェハ１００を対象とした場合でも、エッジ検査部５３０の検出光学系５３２にアパーチャ５２０を設け開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）を適正に小さくして焦点深度を確保することで、エッジ部を構成する３面を１つの照射検出光学系による暗視野像に鮮明に収めることができる。その結果、例えばアペックス１５２、上面ベベル１５１、下面ベベル１５３のそれぞれに検出光学系を設置する場合と比べて設置面積を抑えることができ、ウェハ搬送装置２００内の狭隘なスペースに設置するのにも有利である。また、設備費も抑えられる。また、アパーチャ５２０は対物レンズ５０１の共役瞳の位置に配置することで、焦点深度を確保すべくアパーチャ５２０のＮＡを小さくすることによる撮像画像のコントラストの低下を抑制することができる。ＮＡを小さくすることによる受光量の低下には、光源５１０に半導体レーザ（ＬＤ）やレーザを使用することで対応可能である。半導体レーザ等の使用に伴うスペックルノイズは拡散板５１２を用いることで抑制することができる。さらに、本実施の形態の場合、エッジ検査部５３０に暗視野光学系を用いているので、ＮＡを小さくすることにより生じ得る分解能の低下を高感度化することによって補填することができる。
【００４７】
ここで、従来、ウェハのエッジ検査は一般に専用のエッジ検査装置（以下、エッジ検査専用機）で行われてきた。しかしエッジ検査専用機は検査スループットが遅いため、半導体チップの生産性が低下する。また、エッジ検査専用機を表面検査装置と別に用意する必要があるため、設備コストも大幅に増大してしまう。
【００４８】
それに対し、本実施の形態において、ウェハ１００のエッジ検査処理は、他のウェハ１００の表面検査処理の実行中、すなわち本来であれば待機時間となる時間帯に実行するため、表面検査処理のスループットの低下を回避することができる。また、エッジ検査部５３０を表面検査装置３００に付随するウェハ搬送装置２００に設置しているので、エッジ検査専用機が不要となり、設備コストの増大を抑制することもできる。
【符号の説明】
【００４９】
１００ ウェハ
１５１ 上面ベベル（傾斜面）
１５２ アペックス（外周面）
１５３ 下面ベベル（傾斜面）
２００ ウェハ搬送装置
２１０ ウェハステージ
３００ 表面検査装置
５００ エッジ検査装置
５１０ 光源
５１２ 拡散板
５２０ アパーチャ（絞り）
５２１ 入射瞳
５２２ 出射瞳
５３０ エッジ検査部
６００ 偏心測定器
６５０ 移動装置
７００ 制御装置
７１７ 動作設定部
７１８ 検査実行部
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体ウェハの欠陥を検査する光学式検査装置及びエッジ検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップは、レジスト塗布、露光、エッチング、レジスト除去等の工程を経て半導体ウェハ（以下「ウェハ」）上に集積回路を形成し製造される。通常これらの工程の間にウェハの欠陥検査を行う。ウェハの欠陥検査の一つにウェハエッジ部の欠陥を検査するエッジ検査がある。
【０００３】
従来の欠陥検査は、ウェハの表裏面の異物やクラック、膜むら、膜剥がれ等の検査が主流であり、ウェハエッジ部の検査は重要視されていなかった。しかしながらウェハサイズの大口径化やプロセスノードの微細化に伴い、ウェハエッジ部の欠陥に起因する異物発生による歩留まり低下、またウェハエッジ部のクラックに起因するウェハ割れに伴う装置の停止等といった不具合を招いている。
【０００４】
直径３００ｍｍウェハの導入当初はウェハに高負荷がかかる熱処理プロセス中にウェハ割れが発生していた。当初は製造装置の不具合が疑われていたが、ウェハエッジ部のキズや異物が原因であることが判明した。ウェハエッジ部の欠陥は、現在では半導体製造工程で用いられている液浸露光技術においても多大な影響を及ぼしている。液浸露光技術とはウェハ及びレンズの間に純水を入れることにより露光分解能を向上させる技術であるが、ウェハエッジ部の欠陥はこの液浸露光技術に用いる純水の汚染要因となりウェハパターンの欠陥を招いている。そして、ウェハエッジ部の欠陥は該ウェハだけでなく処理装置にも影響し、他のウェハへの影響を抑えるために多大な時間を費やして処理装置を洗浄しなければならないことがある。
【０００５】
このような背景の下、近年においてはウェハエッジ部の欠陥管理が重要視されつつあり、現在ではウェハエッジの欠陥検査に関する様々な技術が提案されている（特許文献１−６等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１３９５２３号公報
【特許文献２】特開２００７−２５６２７２号公報
【特許文献３】国際公開第２００６／１１２４６６号
【特許文献４】特開２００６−３０８３６０号公報
【特許文献５】特開２００６−６４９７５号公報
【特許文献６】特開２００６−１２８４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ウェハエッジ部の欠陥管理では、回転するテーブルにウェハを載せて、検査装置に対してウェハを回転させることでウェハエッジの全周を検査するのが通常である。そのため、テーブルの回転中心とウェハの中心とが正確に一致していないと、ウェハの回転に伴って検査装置とウェハエッジ部との距離は周期的に変動し得る。検査装置とウェハエッジ部との距離が変化する結果、ウェハエッジ部の位置が検査装置の焦点深度から外れてしまうと、適正に欠陥検査が行われなくなり得る。
【０００８】
しかしながら、テーブルに対するウェハの一定の位置精度を確保することは必ずしも容易ではなく、また、ウェハの真円度にもウェハの個体差によるばらつきがある。そのため、ウェハの回転に伴う検査装置とウェハエッジ部との距離の変動を抑えることは必ずしも容易ではない。この場合、検査装置とウェハエッジ部との距離の変化に追従して検査装置の光学系の焦点位置を調整することも考えられるが、直径３００ｍｍウェハのような大型のウェハのエッジ位置の変動幅は大きく、また将来的には更なるウェハの大型化もあり得るため、光学系の焦点合わせではウェハエッジ部の位置変化に追従しきれないケースも生じ得る。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、ウェハエッジ部の幅広い位置変化にも追従することができる光学式検査装置及びエッジ検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、ウェハの表面の欠陥を検査する表面検査装置と、この表面検査装置に対するウェハの搬送路に設けたウェハステージと、このウェハステージ上のウェハのエッジ部を検査するエッジ検査部と、このエッジ検査部を当該エッジ検査部の光軸に沿って移動させる移動装置とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ウェハエッジ部の幅広い位置変化にも追従することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光学式検査装置の全体構成を模式的に表す図である。
【図２】検査対象であるウェハの断面形状の一例を表す図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る光学式検査装置に備えられたエッジ検査装置の概略構成を表す平面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る光学式検査装置に備えられたエッジ検査装置の概略構成を表す側面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る光学式検査装置に備えられた制御装置の機能ブロック図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る光学式検査装置の処理工程のタイミングチャートを表す図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る光学式検査装置に備えられた制御装置によるエッジ検査処理及び表面検査処理の制御手順を表すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施の形態に係る光学式検査装置に備えられた可否判定部７４０による検査結果の可否判断の類型を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
（１）光学式検査装置の全体構成
図１は本発明の一実施の形態に係る光学式検査装置の全体構成を模式的に表す図である。
【００１５】
本実施の形態に係る光学式検査装置は、ウェハの表裏の表面の欠陥を検査する表面検査装置３００と、この表面検査装置３００に対するウェハ１００の搬送路に設けたエッジ検査装置５００と、当該光学式検査装置に対してウェハ１００を出し入れするための少なくとも１つ（本例では３つ）のロードポート２０２と、ロードポート２０２、エッジ検査装置５００及び表面検査装置３００の間でウェハ１００を移送するウェハ搬送装置２００と、表面検査装置３００、エッジ検査装置５００及びウェハ搬送装置２００を制御する制御装置７００と、操作画面や検査結果等を表示するための表示装置（ＧＵＩ）３３０とを備えている。
【００１６】
表面検査装置３００は、ウェハ１００を載せるウェハステージ（不図示）と、ウェハステージ上のウェハ１００の表面に検査光３５１を照射する照射光学系３５０と、ウェハ１００の表面からの散乱光を受光する複数の受光器３１０と、受光器３１０からの信号を基にウェハ１００上の欠陥の位置や大きさを判定する表面検査処理部７３０（図５参照）と、これら構成要素を収容する装置本体３０１とを備えている。
【００１７】
ウェハ搬送装置２００は、表面検査装置３００とロードポート２０２との間に介在しており、その本体２０１の内部に搬送アーム２２０とエッジ検査装置５００とを備えている。ウェハ搬送装置２００は、表面検査装置３００とロードポート２０２との間に介在している。
【００１８】
エッジ検査装置５００は、このウェハ搬送装置２００の本体２０１内に設けられている。このエッジ検査装置５００は、ウェハ１００を把持するウェハステージ２１０（図５参照）と、このウェハステージ２１０上のウェハ１００のエッジ部を検査するエッジ検査部５３０と、このエッジ検査部５３０を移動させる移動装置６５０とを備えている。また、ウェハ搬送装置２００内において、エッジ検査部５３０はウェハ搬送路を外して設置されている。これは、例えば図１に二点鎖線で表したように搬送路上にエッジ検査部５３０を設置した際、搬送されるウェハ１００との干渉を回避するためエッジ検査部５３０に退避機構を搭載する必要があり、発塵や検査精度低下の要因となるためである。そのためウェハステージ２１０（ウェハ１００の把持位置）から見て搬送アーム２２０と反対側の位置、本実施の形態ではエッジ検査装置５００の側壁部にエッジ検査部５３０は設けられている。
【００１９】
（３）ウェハ１００
図２は検査対象であるウェハ１００の断面形状の一例を表す図である。
【００２０】
同図に示したウェハ１００は、上下（同図中において上下）から見た場合には円形をしている。一方、断面で見た場合、エッジ部（外周端部）の上下の角を斜めに切り欠いたような形状をしており、以下の説明においては、上下に延びるエッジ（外周面）をアペックス１５２、アペックス１５２に向かって下る上面側の傾斜部を上面ベベル１５１、アペックス１５２に向かって上る下面側の傾斜部を下面ベベル１５３と適宜記載する。本実施の形態においては、ウェハ１００のエッジ部という場合には、これら上面ベベル１５１、アペックス１５２及び下面ベベル１５３の３面を含むものとし、上記エッジ検査装置５００は、これら３面を１つの照射検出光学系で検査する。直径３００ｍｍウェハの規格（ＳＥＭＩ規格）に倣えば、ウェハ１００の直径は３００±０．３ｍｍ、上面ベベル１５１及び下面ベベル１５３の内径側の端部からアペックス１５２までの水平距離は４５８μｍ程度である。なお、本実施の形態では、こうした上下ベベル１５１，１５３を有するウェハ１００を対象としているが、上下ベベル１５１，１５３のないウェハも対象とし得る。
【００２１】
（４）エッジ検査装置５００の構成
図３はエッジ検査装置５００の概略構成を表す平面図である。
【００２２】
同図に示すように、エッジ検査部５３０は、ウェハ１００のエッジ部に検査光を照射する照射光学系５３１と、ウェハ１００のエッジ部からの散乱光を検出する検出光学系５３２とを備えている。
【００２３】
照射光学系５３１は、半導体レーザ（ＬＤ）又はレーザ等の検査光を照射する光源５１０と、検査光を集光して検査対象であるウェハ１００のエッジ部に当てる集光レンズ５１１と、検査光の位相をずらしてスペックルノイズを低減する拡散板５１２とを備えている。
【００２４】
検出光学系５３２は、ウェハ１００のエッジ部からの散乱光が入射する対物レンズ５０１及びレンズ５０２，５０３と、レンズ５０２，５０３を通過した散乱光を集光する集光レンズ５０４と、集光レンズ５０４で結像された散乱光を受光する検出器としてのラインセンサ５５０と、レンズ５０３と集光レンズ５０４との間に介在させたアパーチャ（絞り）５２０とを備えている。この検出光学系５３２は、ウェハ１００のエッジ部の欠陥で発生した散乱光を対物レンズ５０１によって平行光にした後、レンズ５０２で一旦集光し、レンズ５０３で再度平行光にする。そして、アパーチャ５２０を通過した散乱光を集光レンズ５０４で集光しラインセンサ５５０の受光面上に結像させる。
【００２５】
このとき、アパーチャ５２０は対物レンズ５０１の入射瞳５２１と共役関係にある出射瞳５２２に配置してある。焦点深度を確保するとともに暗視野像のコントラストの低下を抑制するためである。すなわち、アパーチャ５２０の開口径は、上面ベベル１５１、アペックス１５２及び下面ベベル１５３が全て焦点深度内に収まる程度に絞られている。したがって、検出光学系５３２の焦点深度は、本実施の形態では４５８μｍ以上が確保される。なお、出射瞳５２２は、瞳の位置にアパーチャ５２０を設置するために、レンズ５０２，５０３によって図３のようにレンズの外部に作り出したものである。これは、本実施の形態では対物レンズ５０１の内部に検出光学系５３２の入射瞳５２１が存在し、入射瞳５２１にアパーチャ５２０を設置することができないためである。しかし、入射瞳５２１がレンズの外部にある場合には、入射瞳５２１にアパーチャ５２０を設置することもできる。
【００２６】
図４はエッジ検査装置５００の概略構成を表す側面図である。
【００２７】
同図から分かる通り、エッジ検査装置５００には、上記ウェハステージ２１０及び移動装置６５０を備えている。ウェハステージ２１０は、この種の光学式検査装置に一般に用いられるものであって、ウェハのノッチの検出やウェハの位置決めを行うためのプリアライナのウェハ把持装置で兼用することができる。このウェハステージ２１０は、表面検査装置３００に対するウェハ１００の搬送経路上に設けられている。言い換えれば、ウェハ１００は、表面検査装置３００に搬送される前に、ウェハ搬送装置２００によってこのウェハステージ２１０上に載せられ、ウェハステージ２１０を介して表面検査装置３００に送られる。このウェハステージ２１０は、例えばウェハ１００を吸着して把持するものであり、ウェハ１００の把持部をモータで回転させることによって把持したウェハ１００を回転させる（図３参照）。
【００２８】
移動装置６５０は、照射検出光学系、すなわちエッジ検査部５３０をその光軸（この場合、検出光学系５３２の光軸）に沿って移動させる役割を果たす。この移動装置６５０は、ベース６５１と、このベース６５１に対してスライドする移動台６５２とを備えている。移動台６５２上にはエッジ検査部５３０が搭載されており、移動台６５２は検出光学系５３２の光軸に沿ってスライドする。
【００２９】
また、エッジ検査装置５００には、ウェハステージ２１０に搭載されたウェハ１００の偏心度合いを検出する偏心測定器６００が設けられている。この偏心測定器６００も、この種の光学式検査装置のプリアライナに使用されているものを兼用することができる。この偏心測定器６００は、投光器６０１から投光レンズを介して投光した検査光のウェハ１００による遮光位置を受光器６０２で検出するものである。具体的には、この偏心測定においては、投光器６０１から投光レンズを介して照射した検査光（平行光）が、受光器６０２においてバンドパスフィルタを通過して一次元のＣＣＤイメージセンサによって受光され、ウェハ１００が平行光に干渉することによってウェハ１００の大きさに応じて生じる影からウェハ１００のエッジ位置を測定する。偏心測定器６００は、ウェハステージ２１０によってウェハ１００を回転させながら、こうしてウェハ１００のエッジ部の位置を検出して、その結果を制御装置７００に送信する。
【００３０】
（５）制御装置７００
図５は制御装置７００の機能ブロック図である。
【００３１】
制御装置７００は、信号の入力部７０１及び出力部７０２と、ウェハ１００のエッジ検査を実行するエッジ検査処理部７１０と、ウェハ１００の表面検査を実行する上記表面検査処理部７３０と、表面検査後の処理の着工の可否を判断する可否判定部７４０とを備えている。また、エッジ検査処理部７１０は、第１処理部７１５と、第２処理部７２０とを備えている。第１処理部７１５は、ウェハステージ２１０の回転中心に対するウェハ１００の偏心を測定する第１測定部７１１と、測定した偏心量からウェハ１００の補正値を演算する第１補正部７１２と、これら第１測定部７１１の測定結果や第２補正部７１２の演算結果を記憶する第１記憶部７１３と、搬送アーム２２０に指示してウェハ１００を置き直す位置調整部７１４とを備えている。第２処理部７２０は、置き直し後のウェハ１００の偏心を再度測定する第２測定部７１６と、第２測定部７１６の測定結果から移動装置６５０の制御シーケンスを作成する動作設定部７１７と、エッジ検査を実行する検査実行部７１８と、第２測定部７１６の測定結果や動作設定部７１７で設定した制御シーケンス、検査実行部７１８による検査結果を記憶する第２記憶部７１９とを備えている。表面検査処理部７３０は、ウェハ１００の表面の欠陥を検査する欠陥判定部７３１と、この検査結果を記憶する第３記憶部７３２とを備えている。
【００３２】
（６）動作
図６は光学式検査装置の処理工程のタイミングチャートを表す図である。
【００３３】
図６に示すように、制御装置７００は、まず、ロードポート２０２に格納されているｎ枚目のウェハ１００を搬送アーム２２０によってウェハステージ２１０上に移送し（図６中の項目「ウェハ搬送（１）」）、ウェハ１００を回転させつつ偏心測定器６００によってウェハの偏心測定を実施する（同図中の項目「ウェハ偏心測定（１）」）。そして、搬送アーム２２０によって偏心測定後のウェハ１００を表面検査装置３００に搬送する（同図中の項目「ウェハ搬送（２）」）。表面検査装置３００では、表面検査処理部７３０の指示によってウェハ１００の表面の欠陥検査が実行される（同図中の項目「表面検査処理」）。具体的には、ウェハ１００を回転させつつ照射光学系３５０からの検査光３５１をウェハ１００に走査し、受光器３１０で検出した散乱光情報を基に欠陥判定部７３１で欠陥の位置や大きさの情報を取得し、第３記憶部７３２に記憶する。こうして取得した欠陥データは表示装置３３０に出力して表示することができる。
【００３４】
制御装置７００は、ｎ＋１枚目以降のウェハ１００については、表面検査処理に加えて、エッジ検査処理を実行する。
【００３５】
図７は制御装置７００によるエッジ検査処理及び表面検査処理の制御手順を表すフローチャートである。
【００３６】
以下、ｎ＋１枚目以降のウェハ１００の処理について説明する。
【００３７】
ｎ枚目のウェハ１００の検査中、ｎ枚目のウェハ１００を表面検査装置３００に搬送し終えたら、ｎ枚目の表面検査処理の開始とともに、ｎ＋１枚目のウェハ１００の検査を開始する。すなわち、制御装置７００は、ロードポート２０２に格納されているｎ＋１枚目のウェハ１００を搬送アーム２２０によってウェハステージ２１０上に移送し（図６中の項目「ウェハ搬送（１）」、図７中のＳ１０）、第１処理部７１５の第１測定部７１１によりウェハ１００の偏心測定を実施する（図６中の項目「ウェハ偏心測定（１）」、図７中のＳ２０）。このとき、ｎ枚目のウェハ１００の表面検査処理がまだ実行中であるため、ｎ枚目のウェハ１００の表面検査処理が終了してｎ枚目のウェハ１００が表面検査装置３００から搬出されるまで、ｎ＋１枚目のウェハ１００をウェハステージ２１０から移動させることができない。すなわち、一定時間の待機時間が生じる（図６参照）。
【００３８】
そこで、本実施の形態では、この待機時間を利用して、ｎ＋１枚目のウェハ１００についてエッジ部の欠陥検査を実行する。具体的には、先に実行したウェハ偏心測定の結果を第１記憶部７１３から読み出し、第１補正部７１２によって、ウェハ偏心測定の結果を基に偏心を小さくする補正値を算出し、その補正値を基に位置調整部７１４から指示を出して搬送アーム２２０によってウェハステージ２１０上のウェハ１００を置き直す（図７中のＳ２１）。その上で、第２処理部７２０の第２測定部７１６により再度ウェハ１００の偏心測定を実行し、測定結果を第２記憶部７１９に記憶する（図６中の項目「ウェハ偏心測定（２）」、図７中のＳ２２）。
【００３９】
続いて、動作設定部７１７において、ウェハ１００の偏心情報を基に、回転するウェハ１００のエッジ部がエッジ検査装置５００の焦点深度から外れないようにするための、移動装置６５０及びウェハステージ２１０の動作シーケンスを作成する（図７中のＳ２３）。そして、検査実行部７１８により、この動作シーケンスに従って移動装置６５０及びウェハステージ２１０を制御し、ウェハ１００の回転に同期して移動装置６５０によってエッジ検査部５３０をウェハ１００に対して進退させることによってウェハ１００のエッジ部とエッジ検査部５３０との距離を一定に維持しつつ、ウェハ１００のエッジ部からの散乱光を基にエッジ部の欠陥の位置や大きさの情報を取得する（同図中の項目「表面検査処理」、図７のＳ２４）。こうして取得したエッジ部の欠陥データは第２歩西部７１９に記憶されるとともに、表示装置３３０に出力して表示することができる。
【００４０】
ｎ＋１枚目のウェハ１００のエッジ検査処理が、ｎ枚目のウェハ１００の表面検査処理と同時刻位に終了するので（図６参照）、制御装置７００は、搬送アーム２２０に指示してｎ枚目のウェハ１００を表面検査装置３００から取り出すとともに、エッジ検査後のｎ＋１枚目のウェハ１００をウェハステージ２１０から表面検査装置３００に搬送する（同図中の項目「ウェハ搬送（２）」、図７中のＳ３０）。表面検査装置３００では、表面検査処理部７３０の指示によってｎ枚目のウェハ１００の表面の欠陥検査が実行される（同図中の項目「表面検査処理」、図７中のＳ４０）。具体的には、ウェハ１００を回転させつつ照射光学系３５０からの検査光３５１をウェハ１００に走査し、受光器３１０で検出した散乱光情報を基に欠陥判定部７３１で欠陥の位置や大きさの情報を取得し、第３記憶部７３２に記憶する。こうして取得した欠陥データは表示装置３３０に出力して表示することができる。
【００４１】
そして、ｎ＋１枚目のウェハ１００につき、制御装置７００は、第２記憶部７１９から読み出したエッジ検査処理の検査結果、及び第３記憶部７３２から読み出した表面検査処理の検査結果から、その後の処理を続行することに対する可否判断を可否判定部７４０で判定する（図７のＳ５０）。この判定は、例えば欠陥の数や大きさ（例えば最大の欠陥の大きさ）をそれぞれ予め設定したしきい値と比較し、欠陥の数又は大きさがしきい値を超えている場合には合格（Ｙｅｓ）、いずれもしきい値未満の場合には不合格（Ｎｏ）とし、図８に示したように、エッジ検査処理及び表面検査処理の双方で合格したものについては後の処理を続行可と判定し（図７のＳ５１）、いずれか１つでも検査結果が不合格であった場合には後の処理を続行不可と判定する（図７のＳ５２）。
【００４２】
こうして、ｎ＋１枚目、ｎ＋２枚目、ｎ＋３枚目・・・とウェハ１００のエッジ検査処理及び表面検査処理を並行して実行しつつ、各ウェハ１００について後続の処理の可否判断をしていく。
【００４３】
なお、図６の例では、ｎ枚目のウェハ１００のエッジ検査処理を省略する場合を例に挙げて説明したが、ｎ枚目のウェハ１００において、表面検査処理の前にエッジ検査処理を実行しても勿論良い。
【００４４】
（７）効果
本実施の形態においては、ウェハ１００の中心がウェハステージ２１０の回転中心からずれていて、ウェハの回転に伴うウェハ１００のエッジ部の振れ幅がエッジ検査部５３０の焦点深度を超えるような場合でも、移動装置６５０によってエッジ検査部５３０をウェハ１００に対して進退させることができるので、ウェハエッジ部の位置がエッジ検査部５３０の焦点深度から外れることを抑制することができ、エッジ検査処理を適正に実行することができるとともに、エッジ検査の結果の信頼性を確保することができる。そして、エッジ検査部５３０を移動させることができるので、エッジ部の振れ幅の大きな大型のウェハや、将来的に更に大型化する可能性のあるウェハを対象とした場合であっても、柔軟に焦点合わせを行うことができる。よって、ウェハエッジ部の幅広い位置変化にも追従することができる。
【００４５】
また、制御装置７００の動作設定部７１７により、偏心測定器６００による偏心測定の結果とウェハステージ２１０の回転動作の指令値とを関連付けてウェハ１００の全周についてエッジ位置がプロファイルする。そして、このプロファイルデータを基に作成された動作シーケンスを基に、移動装置６５０及びウェハステージ２１０を制御することによってウェハ１００のエッジ部に焦点を容易に追尾させることができる。
【００４６】
また、本実施の形態のように上下のベベル１５１，１５３を持つウェハ１００を対象とした場合でも、エッジ検査部５３０の検出光学系５３２にアパーチャ５２０を設け開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）を適正に小さくして焦点深度を確保することで、エッジ部を構成する３面を１つの照射検出光学系による暗視野像に鮮明に収めることができる。その結果、例えばアペックス１５２、上面ベベル１５１、下面ベベル１５３のそれぞれに検出光学系を設置する場合と比べて設置面積を抑えることができ、ウェハ搬送装置２００内の狭隘なスペースに設置するのにも有利である。また、設備費も抑えられる。また、アパーチャ５２０は対物レンズ５０１の共役瞳の位置に配置することで、焦点深度を確保すべくアパーチャ５２０のＮＡを小さくすることによる撮像画像のコントラストの低下を抑制することができる。ＮＡを小さくすることによる受光量の低下には、光源５１０に半導体レーザ（ＬＤ）やレーザを使用することで対応可能である。半導体レーザ等の使用に伴うスペックルノイズは拡散板５１２を用いることで抑制することができる。さらに、本実施の形態の場合、エッジ検査部５３０に暗視野光学系を用いているので、ＮＡを小さくすることにより生じ得る分解能の低下を高感度化することによって補填することができる。
【００４７】
ここで、従来、ウェハのエッジ検査は一般に専用のエッジ検査装置（以下、エッジ検査専用機）で行われてきた。しかしエッジ検査専用機は検査スループットが遅いため、半導体チップの生産性が低下する。また、エッジ検査専用機を表面検査装置と別に用意する必要があるため、設備コストも大幅に増大してしまう。
【００４８】
それに対し、本実施の形態において、ウェハ１００のエッジ検査処理は、他のウェハ１００の表面検査処理の実行中、すなわち本来であれば待機時間となる時間帯に実行するため、表面検査処理のスループットの低下を回避することができる。また、エッジ検査部５３０を表面検査装置３００に付随するウェハ搬送装置２００に設置しているので、エッジ検査専用機が不要となり、設備コストの増大を抑制することもできる。
【符号の説明】
【００４９】
１００ ウェハ
１５１ 上面ベベル（傾斜面）
１５２ アペックス（外周面）
１５３ 下面ベベル（傾斜面）
２００ ウェハ搬送装置
２１０ ウェハステージ
３００ 表面検査装置
５００ エッジ検査装置
５１０ 光源
５１２ 拡散板
５２０ アパーチャ（絞り）
５２１ 入射瞳
５２２ 出射瞳
５３０ エッジ検査部
６００ 偏心測定器
６５０ 移動装置
７００ 制御装置
７１７ 動作設定部
７１８ 検査実行部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハの表面の欠陥を検査する表面検査装置と、
この表面検査装置に対するウェハの搬送路に設けたウェハステージと、
このウェハステージ上のウェハのエッジ部を検査するエッジ検査部と、
このエッジ検査部を当該エッジ検査部の光軸に沿って移動させる移動装置と
を備えたことを特徴とする光学式検査装置。
【請求項２】
請求項１の光学式検査装置において、
前記ウェハステージ上のウェハの偏心を測定する偏心測定器と、
この偏心測定器による測定結果を基に、回転するウェハのエッジ部が前記エッジ検査装置の焦点深度から外れないようにするための前記移動装置及び前記ウェハステージの動作シーケンスを設定する動作設定部と
この動作設定部で設定した動作シーケンスに従って前記移動装置及び前記ウェハステージを制御し、前記ウェハのエッジ部と前記エッジ検査部との距離を一定に維持しつつ前記エッジ検査部によるウェハのエッジ部の欠陥検査を実行する検査実行部と
を備えたことを特徴とする光学式検査装置。
【請求項３】
請求項１又は２の光学式検査装置において、
前記ウェハのエッジ部は、外周面とこの外周面に向かって傾斜する上下の傾斜面を有していて、
前記エッジ検査部は、その検出光学系の入射瞳又は出射瞳の位置に配置した絞りを備えており、この絞りの開口径は、前記エッジ検査部の焦点深度が、前記外周面及び前記上下の傾斜面からなる前記エッジ部の全体が収まるように設定されている
ことを特徴とする光学式検査装置。
【請求項４】
請求項１−３のいずれかの光学式検査装置において、
前記表面検査装置に前記基板を前記検査装置へ搬送するウェハ搬送装置を有していて、
このウェハ搬送装置に前記エッジ検査部が設置されている
ことを特徴とする光学式検査装置。
【請求項５】
請求項１−４のいずれかの光学式検査装置において、
前記表面検査装置による表面検査処理の実行中に前記エッジ検査部によるエッジ検査処理を並行して実行する制御装置を備えたことを特徴とする光学式検査装置。
【請求項６】
請求項１−５のいずれかの光学式検査装置において、
前記エッジ検査装置は、暗視野検査装置であることを特徴とする光学式検査装置。
【請求項７】
請求項１−６のいずれかの光学式検査装置において、
前記エッジ検査は、検査光としてレーザを照射する光源と、検査光のスペックルノイズを低減する拡散板とを備えていることを特徴とする光学式検査装置。
【請求項８】
ウェハステージと、
このウェハステージ上のウェハのエッジ部を検査するエッジ検査部と、
このエッジ検査部を当該エッジ検査部の光軸に沿って移動させる移動装置と
を備えたことを特徴とするエッジ検査装置。
【請求項９】
請求項８のエッジ検査装置において、
前記ウェハステージ上のウェハの偏心を測定する偏心測定器と、
この偏心測定器による測定結果を基に、回転するウェハのエッジ部が前記エッジ検査装置の焦点深度から外れないようにするための前記移動装置及び前記ウェハステージの動作シーケンスを設定する動作設定部と
この動作設定部で設定した動作シーケンスに従って前記移動装置及び前記ウェハステージを制御し、前記ウェハのエッジ部と前記エッジ検査部との距離を一定に維持しつつ前記エッジ検査部によるウェハのエッジ部の欠陥検査を実行する検査実行部と
を備えたことを特徴とするエッジ検査装置。
【請求項１０】
請求項８又は９のエッジ検査装置において、
前記ウェハのエッジ部は、外周面とこの外周面に向かって傾斜する上下の傾斜面を有していて、
前記エッジ検査部は、その検出光学系の入射瞳又は出射瞳の位置に配置した絞りを備えており、この絞りの開口径は、前記エッジ検査部の焦点深度が、前記外周面及び前記上下の傾斜面からなる前記エッジ部の全体が収まるように設定されている
ことを特徴とするエッジ検査装置。
【請求項１】
ウェハの表面の欠陥を検査する表面検査装置と、
この表面検査装置に対するウェハの搬送路に設けたウェハステージと、
このウェハステージ上のウェハのエッジ部を検査するエッジ検査部と、
このエッジ検査部を当該エッジ検査部の光軸に沿って移動させる移動装置と
を備えたことを特徴とする光学式検査装置。
【請求項２】
請求項１の光学式検査装置において、
前記ウェハステージ上のウェハの偏心を測定する偏心測定器と、
この偏心測定器による測定結果を基に、回転するウェハのエッジ部が前記エッジ検査装置の焦点深度から外れないようにするための前記移動装置及び前記ウェハステージの動作シーケンスを設定する動作設定部と
この動作設定部で設定した動作シーケンスに従って前記移動装置及び前記ウェハステージを制御し、前記ウェハのエッジ部と前記エッジ検査部との距離を一定に維持しつつ前記エッジ検査部によるウェハのエッジ部の欠陥検査を実行する検査実行部と
を備えたことを特徴とする光学式検査装置。
【請求項３】
請求項１又は２の光学式検査装置において、
前記ウェハのエッジ部は、外周面とこの外周面に向かって傾斜する上下の傾斜面を有していて、
前記エッジ検査部は、その検出光学系の入射瞳又は出射瞳の位置に配置した絞りを備えており、この絞りの開口径は、前記エッジ検査部の焦点深度が、前記外周面及び前記上下の傾斜面からなる前記エッジ部の全体が収まるように設定されている
ことを特徴とする光学式検査装置。
【請求項４】
請求項１−３のいずれかの光学式検査装置において、
前記表面検査装置に前記基板を前記検査装置へ搬送するウェハ搬送装置を有していて、
このウェハ搬送装置に前記エッジ検査部が設置されている
ことを特徴とする光学式検査装置。
【請求項５】
請求項１−４のいずれかの光学式検査装置において、
前記表面検査装置による表面検査処理の実行中に前記エッジ検査部によるエッジ検査処理を並行して実行する制御装置を備えたことを特徴とする光学式検査装置。
【請求項６】
請求項１−５のいずれかの光学式検査装置において、
前記エッジ検査装置は、暗視野検査装置であることを特徴とする光学式検査装置。
【請求項７】
請求項１−６のいずれかの光学式検査装置において、
前記エッジ検査は、検査光としてレーザを照射する光源と、検査光のスペックルノイズを低減する拡散板とを備えていることを特徴とする光学式検査装置。
【請求項８】
ウェハステージと、
このウェハステージ上のウェハのエッジ部を検査するエッジ検査部と、
このエッジ検査部を当該エッジ検査部の光軸に沿って移動させる移動装置と
を備えたことを特徴とするエッジ検査装置。
【請求項９】
請求項８のエッジ検査装置において、
前記ウェハステージ上のウェハの偏心を測定する偏心測定器と、
この偏心測定器による測定結果を基に、回転するウェハのエッジ部が前記エッジ検査装置の焦点深度から外れないようにするための前記移動装置及び前記ウェハステージの動作シーケンスを設定する動作設定部と
この動作設定部で設定した動作シーケンスに従って前記移動装置及び前記ウェハステージを制御し、前記ウェハのエッジ部と前記エッジ検査部との距離を一定に維持しつつ前記エッジ検査部によるウェハのエッジ部の欠陥検査を実行する検査実行部と
を備えたことを特徴とするエッジ検査装置。
【請求項１０】
請求項８又は９のエッジ検査装置において、
前記ウェハのエッジ部は、外周面とこの外周面に向かって傾斜する上下の傾斜面を有していて、
前記エッジ検査部は、その検出光学系の入射瞳又は出射瞳の位置に配置した絞りを備えており、この絞りの開口径は、前記エッジ検査部の焦点深度が、前記外周面及び前記上下の傾斜面からなる前記エッジ部の全体が収まるように設定されている
ことを特徴とするエッジ検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−９３３８９（Ｐ２０１３−９３３８９Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３３４３８（Ｐ２０１１−２３３４３８）
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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