半導体ウエーハ外観検査装置の検査条件データ生成方法及び検査システム
【課題】 ウエーハ外観検査装置の検査条件データを生成する方法において、複数台の検査装置に対する共通の検査条件データを生成し、機差を考慮した装置毎の検査条件データを短時間で生成できる方法及び検査システムを提供する。
【解決手段】 ウエーハ検査装置の検査条件データを生成する方法であって、同一の検査機能を有する複数台の検査装置の検査条件データが、各検査装置毎に設計値に対する機差を算出し、機差補正データを登録するステップと、選択されたいずれかの検査装置において、ウエーハを用いて検査条件データを作成するステップと、前記検査条件データと、前記選択されたいずれかの検査装置の前記機差補正データと、から共通検査条件データを生成するステップと、前記共通検査条件データと、各検査装置毎の前記機差補正データと、から各検査装置毎の検査条件データを生成するステップからなるウエーハ検査条件生成方法及び検査システム。
【解決手段】 ウエーハ検査装置の検査条件データを生成する方法であって、同一の検査機能を有する複数台の検査装置の検査条件データが、各検査装置毎に設計値に対する機差を算出し、機差補正データを登録するステップと、選択されたいずれかの検査装置において、ウエーハを用いて検査条件データを作成するステップと、前記検査条件データと、前記選択されたいずれかの検査装置の前記機差補正データと、から共通検査条件データを生成するステップと、前記共通検査条件データと、各検査装置毎の前記機差補正データと、から各検査装置毎の検査条件データを生成するステップからなるウエーハ検査条件生成方法及び検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハの外観検査を行う装置における、検査条件データ生成方法及び検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップは、半導体ウエーハと呼ばれる基板上に、回路パターンが幾重にも積層形成されて製造されている。この半導体チップは、製造過程において回路パターン形成と検査が所定回数交互に行われ、後にウエーハから半導体チップを所定の寸法に切り出し、完成する。この回路パターン形成過程において、ウエーハ上の傷や異物、回路パターンの崩れなどの、欠陥の有無について、半導体ウエーハ外観検査装置を用いた検査が行われている。
【０００３】
前記半導体ウエーハ外観検査では、検査される半導体チップの品種や位置決めの基準となるマークの位置情報、検査対象となるチップの場所や配列、使用するレンズの倍率、検査時の焦点位置や照明の明るさ等の検査条件の情報群が登録された、検査条件データに基づいて検査が行われる。この検査条件データは、検査対象となるウエーハの品種が追加される度に、検査する装置を使用して検討、決定され、登録される。その後、実際の検査過程では、この検査条件データに基づいて、回路パターンを撮像して得られた画像と、予め登録された基準画像とを照合し、その半導体チップが良品か不良品かの判定が行われる。
【０００４】
多数のウエーハを検査する場合、１台の検査装置では所定の時間内で検査できるウエーハの枚数には上限があるため、複数台の検査装置を用いられる。
【０００５】
特許文献１によれば、半導体の検査方法および装置において、標準試料を用いて所望の検査パラメータ値を求め、欠陥部の抵抗値を推定する手段が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３１９７２１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の検査装置は、装置仕様に基づいて設計され、各部寸法が予め設計値として決定されており、その設計値を元に製作されている。しかし、部品加工や組立作業は、一般公差や公差指定と呼ばれる精度の範囲内で行われているのが通常である。そのため、完成した検査装置の各部寸法には、設計値と比べると、前記公差を起因とした寸法のずれが含まれている。また、複数の検査装置同士を比較すると、前記寸法のずれは装置間相互でも差があり、装置毎の設計値と前記寸法のずれとは機差と呼ばれている。
【０００８】
これらの機差は、装置外観上は問題無く、同一品種のウエーハをある１つの装置を用いて検査をする場合にも問題とはされなかった。しかし、複数の装置を用いて検査する場合、検査条件データを共通化して良品か不良品の判定をおこなう上では、前記機差の大きさは無視できない寸法である。そのため、前記機差は、複数の装置を用いて検査する際に、検査条件データを共通化して使用する妨げとなる要因となっていた。
【０００９】
前記理由のため、従来の検査装置を複数台用いて、同一品種のウエーハを検査する場合、それぞれの検査装置で個別に検査条件データを作成し、データを登録し、検査が行われていた。
【００１０】
従来の検査条件データ生成手順について、図に示しながら説明する。
図９は、従来の検査条件データ生成手順を示すフロー図である。
先ず、ウエーハ外観検査装置１は、装置仕様に基づいて設計され、各部寸法が予め設計値として決定（Ｓ２０１）される。
【００１１】
その後、装置Ａが製作（Ｓ２０２）され、検査装置Ａを使用して品種＃Ｎ（Ｎ＝１，２，３・・・）に対する装置Ａの検査条件データ＃Ｎａ（Ｎ＝１，２，３・・・）を作成（Ｓ２０３）する。
【００１２】
この検査条件データ＃Ｎａに基づいて、装置Ａを使用して品種＃Ｎに対する検査（Ｓ２０４）が行われる。またその後、もう１台の装置Ｂが製作（Ｓ２０５）され、検査装置Ｂを使用して品種＃Ｎ（Ｎ＝１，２，３・・・）に対する装置Ｂの検査条件データ＃Ｎｂ（Ｎ＝１，２，３・・・）を作成（Ｓ２０６）する。
【００１３】
この検査条件データ＃Ｎｂに基づいて、装置Ｂを使用して品種＃Ｎに対する検査（Ｓ２０７）が行われる。そして、装置Ｃについても同様の手順で、装置が製作され、装置毎に検査条件データを作成し、検査が行われる（Ｓ２０８〜Ｓ２１０）。
【００１４】
前記のように、複数台の装置は同じ設計値に基づいて製作されたとしても、前記公差を起因とする機差があるため、それぞれが別の装置として扱われ、同一品種のウエーハを検査するにおいても、個々に検査条件データの作成が行われていた。
【００１５】
したがって、検査対象となるウエーハの品種数や、検査装置の台数が増えると、それぞれの検査装置に対して、同じウエーハを検査するための検査条件データを登録する必要があった。そのため、検査条件データの登録作業には多大な時間と労力を必要としていた。また、検査装置のシステムトラブルなどが発生し検査条件データが失われてしまった場合、登録していた品種すべてについて、再び検査条件データを登録し直す必要があった。そのため、検査条件データの再登録作業には多大な時間と労力を必要としていた。
【００１６】
そこで本発明の目的は、ウエーハ上に形成された半導体チップの外観を検査する検査装置の検査条件データを生成するウエーハ検査条件生成方法において、複数台の検査装置に対する共通の検査条件データを生成し、機差を考慮した装置毎の検査条件データを短時間で生成できる方法及び検査システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
ウエーハ上に形成された半導体チップの外観を検査する検査装置の検査条件データを生成するウエーハ検査条件生成方法であって、
同一の検査機能を有する複数台のウエーハ検査装置の検査条件データが、
各ウエーハ検査装置毎に設計値に対する機差を算出し、機差補正データを登録するステップと、
選択されたいずれかのウエーハ検査装置において、ウエーハを用いて検査条件データを作成するステップと、
前記検査条件データと、前記選択されたいずれかのウエーハ検査装置の前記機差補正データと、から共通検査条件データを生成するステップと、
前記共通検査条件データと、各ウエーハ検査装置毎の前記機差補正データと、から各ウエーハ検査装置毎の検査条件データを生成するステップと、
からなることを特徴とするウエーハ検査条件生成方法である。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記機差補正データが、
少なくとも、
ウエーハ検査装置に設けられている、ウエーハを載置するテーブルの検査ステージの原点位置とウエーハを検査する検査カメラの中心位置および前記検査ステージに載置されたウエーハの中心位置との誤差データと、
ウエーハを検査する検査カメラの、合焦位置の誤差データと、
前記検査カメラに備えられているレンズの、観察倍率の誤差データと、
前記検査カメラに備えられている照明用光源の、所望輝度に対する設定値の誤差データのいずれかの誤差データを含む、
ウエーハ検査条件生成方法である。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、
ウエーハ上に形成された半導体チップの外観を検査する検査装置の検査条件データを生成するウエーハ検査システムであって、
同一の検査機能を有する複数台のウエーハ検査装置の検査条件データが、
各ウエーハ検査装置毎に設計値に対する機差を算出し、機差補正データを登録する、機差補正データ登録手段と、
選択されたいずれかのウエーハ検査装置において、ウエーハを用いて検査条件データを作成する、検査条件データ作成手段と、
前記検査条件データと、前記選択されたいずれかのウエーハ検査装置の前記機差補正データと、から共通検査条件データを生成する、共通検査条件データ生成手段と、
前記共通検査条件データと、各ウエーハ検査装置毎の前記機差補正データと、から各ウエーハ検査装置毎の検査条件データを生成する、検査条件データ生成手段、
を備えたことを特徴とするウエーハ検査システムである。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、
前記機差補正データが、
少なくとも、
ウエーハ検査装置に設けられている、ウエーハを載置するテーブルの検査ステージの原点位置とウエーハを検査する検査カメラの中心位置および前記検査ステージに載置されたウエーハの中心位置との誤差データと、
ウエーハを検査する検査カメラの、合焦位置の誤差データと、
前記検査カメラに備えられているレンズの、観察倍率の誤差データと、
前記検査カメラに備えられている照明用光源の、所望輝度に対する設定値の誤差データのいずれかの誤差データを含む、
ウエーハ検査システムである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のウエーハ検査条件生成方法及び検査システムによれば、設計値に対する各ウエーハ検査装置との機差から、各ウエーハ検査装置毎に機差補正データを求めて登録しておき、複数のウエーハ検査装置のいずれかを用いて検査条件データを作成するので、他の装置で使用可能となる共通の検査条件データを生成することができ、この共通の検査条件データと各ウエーハ検査装置毎の機差補正データとから、各ウエーハ検査装置毎の検査条件データが生成されるので、あらためて検査条件データを作成し直す手間が省ける。
【００２２】
これにより、複数の装置を用いて多数のウエーハを検査する場合であっても、短時間で共通する複数品種の検査条件データを生成することが出来、個々にデータを作成し直す時間と労力を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のウエーハ外観検査装置の斜視図である。
【図２】本発明のウエーハ外観検査装置の構成図である。
【図３】ウエーハ上にパターニングされた半導体チップの一例を示した図である。
【図４】本発明の検査条件データ生成手順を示すフロー図である。
【図５】本発明のウエーハ外観検査装置における、Ｘ軸ステージとＹ軸ステージと各部との位置関係を示した平面図である。
【図６】本発明のウエーハ外観検査装置における、撮像光学ユニット３と各部との位置関係を示した側面図である。
【図７】本発明のウエーハ外観検査装置における、光学系寸法と各部寸法との関係を示した平面図である。
【図８】本発明のウエーハ外観検査装置における、照明用光源の設定値と輝度との関係を示したグラフである。
【図９】従来の検査条件データ生成手順を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施形態について、図に示しながら説明を行う。
図１は、本発明のウエーハ外観検査装置の斜視図である。
図２は、本発明のウエーハ外観検査装置の構成図であり、主要機器の構成を示している。
各図において直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、ＸＹ平面を水平面、Ｚ方向を鉛直方向とする。また、Ｚ方向を中心として回転する方向をθ方向とする。
【００２５】
本発明のウエーハ外観検査装置１には、検査対象となるウエーハ１０を載置させてＸＹ方向に移動させる検査ステージ部２と、ウエーハ１０上の少なくとも一部の範囲を撮像する撮像光学ユニット３とが共に載設されて含まれ、検査ステージ部２や撮像光学ユニット３を統括して制御するために、検査ステージ部２と撮像光学ユニット３とに接続された機器が含まれた制御部４とが含まれる。また、ウエーハ外観検査装置１には、検査対象となるウエーハ１０を検査ステージ部に載置するために所定の位置に搬送し、検査後はウエーハ１０を搬出するためのウエーハ搬送部５が含まれる。また、ウエーハ外観検査装置１には、検査前のウエーハや検査後のウエーハを収納するカセット６１及びカセット載置台６２が併設されている。
【００２６】
次に、検査装置を構成する各主要部について詳細に説明する。
【００２７】
［ウエーハ］
図３は、ウエーハ１０上にパターニングされた半導体チップの一例を示した図である。
図３（ａ）はウエーハ全体を示した図であり、図３（ｂ）はウエーハの一部を拡大した図である。図３（ａ）に示すように、ウエーハ１０の一端には、オリフラ１１と呼ばれる平坦部分があり、ウエーハ１０の向きを揃える基準として使用される。他にウエーハ１０の向きを揃えるための基準としては、前記オリフラ１１の他に、ノッチと呼ばれるウエーハ円周上の一部に付けられた凹み部を使用する場合もある。
【００２８】
ウエーハ１０の上には、アライメントマーク１２と、半導体チップの電気配線や絶縁膜などの回路パターン１３とがパターニングされている。図３（ｂ）に示すように、半導体チップの電気配線や絶縁膜などの回路パターン１３には、チップ毎のアライメントマーク１２ａと、回路部１４と、電極部１５とが含まれており、回路部１４と電極部１５とは、回路パターン１３内でつながっている。
【００２９】
図３（ｃ）は別の品種のウエーハ全体を示した図であり、図３（ｄ）は前記別の品種のウエーハの一部を拡大した図である。図３（ｃ）で示したウエーハ１０の上には、アライメントマーク１２と、複数の半導体チップの電気配線や絶縁膜などからなる回路パターンが群１６とがパターニングされている。図３（ｄ）に示すように、半導体チップの電気配線や絶縁膜などの回路パターン１３には、チップ毎のアライメントマーク１２ａと、回路部１４と、電極部１５とが含まれており、回路部１４と電極部１５とは、回路パターン１３内でつながっている。
【００３０】
本発明のウエーハ外観検査装置１では、前記のようなウエーハ上の回路パターン１３の回路部１４や電極部１５の外観形状を検査する。
【００３１】
アライメントマーク１２は、ウエーハ上の各チップや回路パターンなどの位置座標を示す基準となっている。ウエーハ１０上のアライメントマーク１２の位置や、アライメントマーク１２に対する回路パターン１３との相対位置は、品種毎に予め定められ、決まった値になっている。
【００３２】
［検査ステージ部］
検査ステージ部２は、装置ベース２１上に配置されたＸ軸ステージ２２と、Ｘ軸ステージ上２２に配置されたＹ軸ステージ２３と、Ｙ軸ステージ２３上に配置されたθ軸ステージ２４と、θ軸ステージ２４上に配置されたテーブル２５とで構成されている。Ｘ軸ステージ２２は、その上に配置されたＹ軸ステージ２３をＸ方向に移動可能な状態で、装置ベース２１上に配置されている。また、前記Ｙ軸ステージ２３は、その上に配置されたθ軸ステージ２４およびテーブル２５をＹ方向に移動可能な状態で、Ｘ軸ステージ２２上に配置されている。したがって、テーブル２５は、装置ベース２１上でＸＹθ方向に移動可能となっている。
【００３３】
ウエーハ１０は、テーブル２５の上に載置されるが、検査中は真空吸着などの方法により位置ずれしないようになっている一方、検査が終わると真空吸着を解除されてテーブル２５から簡単に取り外しが可能なようになっている。
【００３４】
Ｘ軸ステージ２２とＹ軸ステージ２３とθ軸ステージ２４とは、制御部４の制御用コンピュータ４１と接続されており、ウエーハ１０の載置されたテーブル２５を所定の位置に移動させたり、静止させたりすることが可能になっている。
【００３５】
［撮像光学ユニット］
撮像光学ユニット３には、ウエーハ１０と一定の間隔をもってウエーハ１０に向けられた対物レンズ３１と、対物レンズ３１と隣接して載設されて対物レンズ３１を通して観察されたウエーハ１０上の画像を検査カメラ３４に結像させる光学系３３と、光学系３３に隣接して載設されて撮像した画像を電気信号に変換する検査カメラ３４とが含まれている。
【００３６】
対物レンズ３１は、ウエーハ１０を観察する際の倍率を切り替えることができるように、複数本用意され、レボルバー機構３２と呼ばれる回転切替機構に取り付けられ、撮像光学ユニット３に取り付けられている。
【００３７】
撮像光学ユニット駆動部３５は、ウエーハ１０が載置された検査ステージ部２が載設されている装置ベース２１に載設された支柱部３７に載設されている。撮像光学ユニット駆動部３５には、撮像光学ユニット３がＺ方向に移動可能なように取り付けられている。また、撮像光学ユニット３には、ウエーハ１０と対物レンズ３１との距離を測定するための測距センサー（図示せず）が備えられている。
【００３８】
撮像光学ユニット３の光学系３３には、照明が接続され、前記照明には照明用光源３６が接続されている。照明用光源３６の明るさ設定を変更することにより、ウエーハ１０の観察時の明るさを調節が可能になっている。
【００３９】
ウエーハ外観検査装置１はこのような装置構成をしているので、ウエーハ１０の少なくとも一部を、検査カメラ３４で撮像することが可能となっている。光学系３３は、少なくとも１枚以上の凸レンズや凹レンズが含まれ、照明用光源３６からの光を対物レンズ３１を通してウエーハ１０に向け、ウエーハ１０で反射した光を対物レンズ３１から検査カメラ３４に照射させることが可能な構造となっている。
【００４０】
［制御部］
制御部４には、検査ステージ部２のＸ軸ステージ２２とＹ軸ステージ２３とθ軸ステージ２４と撮像光学ユニット駆動部３５と照明用光源３６とに接続された制御用コンピュータ４１と、検査条件データや検査結果データを保存するためのデータ管理用コンピュータ４２と、検査カメラ３４と制御用コンピュータ４１とデータ管理用コンピュータ４２とに接続された画像処理用コンピュータ４３と、が含まれている。
【００４１】
前記制御用コンピュータ４１には、接続されている機器の制御に関する、パラメータと呼ばれる各種データを記録するための、情報記録媒体４６ａが接続されている。また、前記データ管理用コンピュータ４２には、検査条件データと呼ばれる検査対象毎の検査条件や、検査の結果などのデータを記録するための、情報記録媒体４６ｂが接続されている。また、前記画像処理用コンピュータ４３には、検査の合格もしくは不合格を判定するための基準画像などのデータを記録するための、情報記録媒体４６ｃが接続されている。前記情報記録媒体４６ａ，４６ｂ，４６ｃとしては、磁気ディスクや光磁気ディスクや光ディスクなどの磁気や光の変化をデータとして記録した記録媒体や、半導体メモリなどが例示できる。
【００４２】
前記情報記録媒体４６ｃには、検査の合格もしくは不合格を判定するための基準となる画像が登録されており、画像処理用コンピュータ４３において前記基準となる画像と検査対象となる画像とを比較し、予め定められた判定基準にしたがって、検査の合格もしくは不合格の判定が行われる。
【００４３】
前記制御用コンピュータ４１と、前記データ管理用コンピュータ４２には、装置の運転状況や異常履歴情報、検査条件データの値などを表示するための情報表示手段４４ａが、表示切替手段４４ｃを介して接続されている。また、前記画像処理用コンピュータ４３には、検査時に撮像した画像や、検査結果、不良箇所などを表示するための情報表示手段４４ｂが接続されている。情報表示手段４４ａ，４４ｂとしては、ブラウン管や液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ、有機ＥＬや発光ダイオードなどの発光素子を用いたディスプレイなどが例示できる。
【００４４】
前記制御用コンピュータ４１と、前記データ管理用コンピュータ４２と、前記画像処理用コンピュータ４３には、検査条件データの設定値を入力したり編集したりするための情報入力手段４５が入力切替手段４５ａを介して接続されている。前記情報表示手段４４ａ，４４ｂと、前記表示切替手段４４ｃと、前記情報入力手段４５と、前記入力切替手段４５ａと、情報記録媒体４６ａ，４６ｂ，４６ｃとは、制御部４に含まれている。
【００４５】
制御部４のデータ管理用コンピュータ４２には、外部装置とのデータアクセス手段４７が備えられている。前記情報記録媒体４６ａ，４６ｂ，４６ｃに記録された、前記共通検査条件データや前記検査条件データ、前記基準画像などの各種データは、前記外部装置とのデータアクセス手段４７を介して、他の装置のデータと交換したり、万が一の故障に備えて装置外に保存したりすることができる。前記外部装置とのデータアクセス手段としては、取り外し可能な磁気ディスクや半導体メモリなどのデータ記録媒体を用いる手段や、電気信号や光信号や電波を利用したデータ通信の手段などが例示できる。
【００４６】
［搬送部/カセット/プリアライナ部］
ウエーハ搬送部５は、検査ステージ部２に隣接して配置され、ウエーハ１０を搬送するための可動機構を備えたロボット５１と、ウエーハ１０を保持するハンド部５２とが含まれている。
【００４７】
ハンド部５２は、ロボット５１の可動機構と連結されており、ウエーハ１０を保持したまま又はウエーハ１０を保持しない状態で、ＸＹＺ方向に自在に移動できるようになっている。また、ロボット５１には、Ｘ方向に移動する機構や、θ方向にハンド部を回転させる機構も備えている。
【００４８】
また、ウエーハ搬送部５は、ウエーハ１０を収納するカセット６１を載置するための、カセット載置台６２や、プリアライナ部７にも隣接して配置されている。プリアライナ部７は、ウエーハ１０の中心位置を所定の位置に合わせ直したり、オリフラ１１やノッチの方向を所定の方向に揃えたりする、プリアライメント機能を持っている。
前記のように、本発明のウエーハ外観検査装置１は構成されている。
【００４９】
次に、ウエーハ外観検査装置１における、代表的な検査フローについて、順を追って説明する。
［検査条件データ作成］
ウエーハ１０の検査に先立ち、検査条件データを作成する。
検査条件データは、検査条件データを管理するための管理番号（品種＃Ｎ，Ｎ＝１，２，３・・・）と、ウエーハ１０上のアライメントマーク１２の位置と、前記アライメントマーク１２の画像と、ウエーハ１０上の座標と、第１番目の検査に用いるチップの基準画像と、撮像倍率と、照明の明るさ設定値と、検査開始位置と、検査ルートとを含んでいる。さらに、同じウエーハ１０に対して、再度の観察倍率を変更して検査を継続する場合は、第ｎ番目（ｎ＝２，３，４・・・）の検査に用いるチップの基準画像と、撮像倍率と、照明の明るさ設定値と、検査開始位置と、検査ルートとを含んでいる。
【００５０】
次に、良品として扱う半導体チップが含まれたウエーハ１０を選択する。前記ウエーハ１０を、プリアライナ部７でオリフラの向きを揃え、ウエーハ外観検査装置１のテーブル２５上に載置する。次に、前記ウエーハ１０上にパターニングされているアライメントマーク１２が検査カメラ３４で撮像できる位置に、Ｘ軸ステージ２２とＹ軸ステージ２３を移動させる。次に、前記ウエーハ１０上のアライメントマーク１２を検査カメラ３４で観察し、予め登録されている基準位置とのずれから、ＸＹθ方向の位置ずれ量を計算し、前記基準位置と整合するように位置決め動作を行う。
【００５１】
前記ウエーハ１０上にパターニングされた半導体チップの中から、良品として扱う半導体チップを選択し、その半導体チップが検査カメラ３４で撮像できる位置に、Ｘ軸ステージ２２とＹ軸ステージ２３を移動させる。
【００５２】
レンズ倍率は、半導体チップの大きさと、欠陥の大きさの程度から適宜選択し、決定する。照明の明るさは、撮像した画像の明るさ、ついては半導体ウエーハ１０上のチップパターンの反射率やコントラストにより適宜調整し、決定する。画像を撮像するレンズ倍率や照明の明るさ設定値を決定した後、その条件で、良品として扱う半導体チップの画像を検査カメラ３４で撮像する。
【００５３】
［検査条件データ選択］
次に、ウエーハ外観検査装置１において、検査するウエーハ１０に対する検査条件データを選択する。前記検査条件データは、予め登録されているもの中から選択し使用する。もし、前記検査条件データが予め登録されていない場合は新規に登録する。
【００５４】
［ウエーハ搬送/プリアライメント/ウエーハ載置］
次に、検査するウエーハ１０を、前記カセット６１からウエーハ搬送部５のロボット５１を用いて、１枚抜き出す。この時、カセット６１から抜き出されたウエーハ１０は、前記オリフラやノッチの方向が不定な状態でカセット６１内に収納されている。
【００５５】
検査するウエーハ１０は、予め方向を揃えて検査する必要があるため、先ずプリアライナ部７に搬送される。このプリアライナ部７では、ウエーハ１０のほぼ中央を回転中心としてθ方向に回転させながら前記オリフラやノッチを検出し、ウエーハ１０の中心位置を揃え、前記オリフラやノッチを所定の方向に向けて保持しておく。
【００５６】
次に、プリアライメントの終わったウエーハ１０をウエーハ搬送部５のロボット５１を用いて、プリアライナ部７から、検査ステージ部２のテーブル２５に搬送する。こうすれば、ウエーハ１０の前記オリフラやノッチの方向を揃えて、テーブル２５に載置することができる。
【００５７】
［マークアライメント］
検査するウエーハ１０は、テーブル２５に載置され、アライメントマーク読み取り位置へ移動する。この時、予め登録された検査条件データに基づいて、レボルバー機構３２により対物レンズ３１が切り替えられ、照明用光源３６からの光の明るさが調節され、撮像光学ユニット駆動部３５によりウエーハ１０と対物レンズ３１との距離が調節される。その後、撮像光学ユニット３の検査カメラ３４で、アライメントマーク１２が撮像される。
【００５８】
ウエーハ１０は、ロボット５１を用いてテーブル２５上に載置されるが、一連の受け渡し動作において、実際の載置位置は若干ずれることがある。この載置位置ずれの要因としては、プリアライメント部７の位置決め精度や、搬送ロボット５１の搬送位置精度や、ウエーハ１０をテーブル２５に載置する時の横滑りなどが示される。
【００５９】
前記ウエーハの載置位置ずれを補正するために、ウエーハ１０をテーブル２５に載置した後、ウエーハ１０上のアライメントマーク１２の位置を読み取り、検査カメラ３４の視野内の基準点と、前記アライメントマーク１２の基準位置とのずれ量が算出される。この算出された値と、アライメントマーク１２を撮像した時に使用した対物レンズ３１の撮像倍率と、光学系３３の撮像倍率と検査カメラ３４の撮像部の寸法とから、正規の位置に対してどれだけずれているかを演算し、算出される。
【００６０】
ウエーハ１０の載置時のθ方向の角度ずれは、θ軸ステージ２４で角度が補正される。したがって、ウエーハ１０が角度ずれを含んでテーブル２５上に載置されたとしても、検査カメラ３４で撮像する画像には、θ方向の角度ずれが含まれないようになっている。
【００６１】
［チップ画像取得/検査］
次に、検査するウエーハ１０を検査開始位置へ移動させる。この時、予め登録された検査条件データに基づいて、対物レンズ３１が切り替えられ、照明用光源３６からの光の明るさが調節される。
【００６２】
検査中のウエーハ１０の動作としては、ステップアンドリピートと呼ばれるような、検査位置ではウエーハ１０を静止させ、検査カメラ３４で撮像し、撮像が終われば次の検査位置に移動し、再びウエーハ１０を静止させて、検査カメラ３４で撮像し、再び次の位置に移動し、これら一連の動作を繰り返す方法がある。また一方では、ウエーハ１０を連続移動させながら、照明をストロボのようにごく僅かな時間だけ断続的に発光させ、擬似的な静止状態で撮像する場合とがある。
【００６３】
ウエーハ１０の移動位置は、使用する対物レンズ３１の倍率、照明の明るさ、対物レンズ３１とウエーハ１０との距離と同様に、検査条件データに登録しておく。
【００６４】
前記のような機構および手段により、ウエーハ１０を移動させ、ウエーハ１０にパターニングされた半導体チップ上の任意の場所について検査カメラ３４で撮像し、画像処理用コンピュータ４３で撮像した画像に対する合格もしくは不合格の判定が行われる。
【００６５】
［ウエーハ搬出］
検査が終了したウエーハ１０は、テーブル２５上に載置されたまま、ウエーハ受渡位置へ移動する。その後、ロボット５１によって搬出され、カセット６１に収納される。
ここまでが、ウエーハ外観検査装置１における、代表的な検査フローである。
【００６６】
次に、検査条件データ生成手順について、図を用いながら説明をする。図４は、本発明の検査条件データ生成手順を示すフロー図である。
【００６７】
装置製作に先立ち、設計値が決定（Ｓ１０１）され、その設計値に基づいて、装置Ａが製作（Ｓ１０２）される。複数台の装置を製作するする場合は、同じ設計値に基づいて、装置Ｂと装置Ｃが製作される。（Ｓ１０３，Ｓ１０４）
次に、設計値に対する装置Ａの機差データを取得し、設計値と装置Ａとの機差を算出（Ｓ１０５）する。
【００６８】
この機差には、次のものが示される。
（１）ウエーハを載置したテーブルをＸＹ方向の所定の位置に移動させるためのＸ軸ステージ及びＹ軸ステージの原点位置に対する、検査カメラの視野の中心位置と、ウエーハ中心位置との相対位置のずれ。
（２）ウエーハを撮像する検査カメラが備えられた撮像ユニットにおける、検査カメラの焦点位置調整機構の原点位置と、検査カメラの合焦位置との相対位置のずれ。
（３）ウエーハを撮像する検査カメラに備えられた対物レンズや光学系の、観察倍率のずれ。
（４）ウエーハを撮像する検査カメラに備えられた照明用光源の、ウエーハ撮像時の所望輝度に対する設定値のずれ。
【００６９】
前記機差による前記ずれは、誤差データとして後述の手順によって算出され、機差補正データとして、装置Ａの制御用コンピュータ４１に接続された、情報記録媒体４６ａに登録（Ｓ１０６）される。
【００７０】
次に、装置Ｂおよび装置Ｃに関しても同様の手順で、装置が製作され、設計値との機差を算出し、機差補正データが登録される。（Ｓ１０７〜Ｓ１１０）
続いて、ウエーハの検査に先立ち、検査装置Ａを使用して品種＃Ｎ（Ｎ＝１，２，３・・・）に対する装置Ａの検査条件データ＃Ｎａ（Ｎ＝１，２，３・・・）を作成する（Ｓ１１１）。
【００７１】
Ｓ１１１で作成された装置Ａの検査条件データ＃Ｎａと、装置Ａ固有の機差補正データとから、品種＃Ｎ（Ｎ＝１，２，３・・・）に対する、共通検査条件データ＃Ｎ（Ｎ＝１，２，３・・・）が生成される（Ｓ１１２）。
【００７２】
その後、共通検査条件データ＃Ｎと、装置Ａ固有の機差補正データとから、品種＃Ｎに対する装置Ａ用の検査条件データ＃Ｎａ（Ｎ＝１，２，３・・・）が生成される（Ｓ１１３）。
【００７３】
前記検査条件データ＃Ｎａに基づいて、装置Ａを使用して品種＃Ｎに対する検査が行われる（Ｓ１１４）。
【００７４】
その後、共通検査条件データ＃Ｎと、装置Ｂ固有の機差補正データとから、品種＃Ｎに対する装置Ｂ用の検査条件データ＃Ｎｂ（Ｎ＝１，２，３・・・）が生成される（Ｓ１１５）。
【００７５】
その後、前記検査条件データ＃Ｎｂに基づいて、装置Ｂを使用して品種＃Ｎに対する検査が行われる（Ｓ１１６）。
【００７６】
更に装置Ｃを使用する場合も同様に、共通検査条件データ＃Ｎと、装置Ｃ固有の機差補正データとから、品種＃Ｎに対する装置Ｃ用の検査条件データ＃Ｎｃが生成される（Ｓ１１７）。
【００７７】
その後、前記検査条件データ＃Ｎｃに基づいて、装置Ｃを使用して品種＃Ｎに対する検査が行われる（Ｓ１１８）。
【００７８】
前記の手順を経ることで、装置Ａで作成した検査条件データと装置Ａの機差データとから、装置Ｂと装置Ｃでも使用可能な共通検査条件データが生成され、共通検査条件データと装置Ｂの機差データから装置Ｂの検査条件データが、共通検査条件データと装置Ｃの機差データとから装置Ｃの検査条件データが生成される。
【００７９】
前記Ｓ１０１〜Ｓ１１８では、３台の装置を使用した例を示した。更に装置台数が増える場合は、必要台数の装置に対して同様の手順で作業を行うことで、検査条件データの共有化を具体化できる。
【００８０】
また、複数ある装置のいずれかが壊れた場合でも、装置固有の機差補正データを算出及び登録すれば、他装置にある共通の検査条件データから、検査条件データを生成することが可能になる。
【００８１】
図に示しながら、各機差について詳細に説明する。
【００８２】
［ウエーハ中心位置に関する機差］
機差要因の一つとして、ウエーハ１０が載置されているテーブル２５をＸＹ方向に移動させるための、Ｘ軸ステージ２２の原点位置２２０とＹ軸ステージ２３の原点位置２３０と、ウエーハ１０を載置したテーブル上のウエーハ１０の中心位置との相対位置ずれを示すことができる。
【００８３】
ウエーハ外観検査装置１のテーブル２５上に載置される、ウエーハ１０の設計上の中心位置１００は、設計上で決められており、検査カメラ３４の設計上の視野の中心位置３４０と一致している。しかし、実際にテーブル２５上に載置されるウエーハ１０の位置は、プリアライメント部７の位置決め精度や、搬送ロボット５１の搬送位置精度や、ウエーハ１０をテーブル２５に載置する時の横滑りなどにより、ずれが生じるためウエーハ１０の載置の度に変化して定まらない。
【００８４】
したがって、ウエーハ外観検査装置１では、検査カメラ３４でウエーハ１０上のアライメントマーク１２の位置が検出され、制御部４の制御用コンピュータ４１でずれ量が演算され、θ軸ステージ２４の角度を調節して、検査時のウエーハ１０の角度ずれがなくなるように補正される。
【００８５】
前記、ウエーハ１０のθ方向の角度ずれが補正された状態での、検査カメラ３４の実際の中心位置３４１と、ウエーハ１０の実際の中心位置１０１との相対位置のずれは、機差として算出し、機差補正データとする必要がある。
【００８６】
図５は、本発明のウエーハ外観検査装置１における、Ｘ軸ステージ２２とＹ軸ステージ２３と各部との位置関係を示した平面図である。図５（ａ）は設計上の各部位置関係を示している。
【００８７】
Ｘ軸ステージ２２の原点位置２２０とＹ軸ステージ２３の原点位置２３０は、その場所がＸＹ平面における「ゼロ点」であることを示す位置である。設計値として、Ｘ軸ステージ２２を前記原点位置２２０からＸ方向にＸ０だけ動かした位置２２１で、かつＹ軸ステージ２３を前記原点位置２３０からＹ方向にＹ０だけ動かした位置２３１での、テーブル２５の設計上のテーブル中心位置２５０と、テーブル２５に載置されたウエーハ１０の設計上の中心位置１００と、検査カメラ３４の設計上の視野の中心位置３４０は一致しているものとする。
【００８８】
図５（ｂ）は、実際に製作された装置にウエーハが載置された状態おける、各部位置関係を示した平面図である。この時、θ方向の角度のずれは、既に補正され、ＸＹ方向の位置のずれのみが残った状態であることを示している。
【００８９】
実際に製作された装置において、Ｘ軸ステージ２２の原点位置２２０とＹ軸ステージ２３の原点位置２３０と、検査カメラ３４の実際に製作された装置に載設されている状態での視野３３１の中心位置３４１との距離は、公差によるずれがあるため、設計上の視野の中心位置３４０との距離とは一致していない。
【００９０】
Ｘ軸ステージ２２の原点位置２２０とＹ軸ステージ２３の原点位置２３０から、Ｘ軸ステージ２２をＸ方向にＸ１だけ動かした位置２２２で、かつＹ軸ステージ２３をＹ方向にＹ１だけ動かした位置２３２での、テーブル２５の実際のテーブル中心位置と、検査カメラ３４の実際の視野の中心位置３４１とが一致するとする。そうすると、検査カメラ３４の設計上の視野の中心位置３４０と、実際の視野の中心位置３４１との相対位置は、Ｘ方向にＸ１、Ｙ方向にＹ１、ずれていることになる。
【００９１】
実際にテーブル２５上に載置されるウエーハ１０の位置は、プリアライメント部７の位置決め精度や、搬送ロボット５１の搬送位置精度、さらには、ウエーハ１０をテーブル２５に載置する時の横滑りなどのずれが生じるため、ウエーハ１０の載置の度に変化し、定まらない。
【００９２】
そのため、実際のテーブル中心位置と、載置されたウエーハ１０の実際の中心位置１０１とは一致しない。そこで、ウエーハ１０に対する近似円を求めるために、ウエーハ１０の円周上を検査カメラ３４にて撮像し、画像処理用コンピュータ４３を用いて、得られたウエーハ１０の外形位置情報から、ウエーハ１０の実際の中心位置１０１を演算して算出する。
【００９３】
この時の、テーブル２５上のウエーハ１０の実際の中心位置１０１と、検査カメラ３４の実際の視野３３１の視野中心位置３４１とのずれを、Ｘ方向にＸ２、Ｙ方向にＹ２とする。
【００９４】
前記ずれ量Ｘ１，Ｙ１，Ｘ２，Ｙ２を、カメラ中心位置とウエーハ中心位置に関する機差補正データとして登録する。
【００９５】
［撮像光学ユニットの原点と合焦位置の機差］
機差の要因の一つとして、撮像光学ユニット３における、撮像光学ユニット駆動部３５の原点復帰時の原点位置と、対物レンズ３１の合焦位置との距離のずれを示すことができる。前記距離のずれは、前記原点位置が示すＺ方向の「ゼロ点」と、対物レンズ３１がウエーハ１０上に合焦する合焦位置までの距離のずれを意味する。
【００９６】
もし、合焦位置がずれて画像が鮮明でなくなると、正しい検査結果を得られないことになる。したがって、前記Ｚ方向の「ゼロ点」と合焦位置までの距離を合わせることは、ウエーハ１０上を観察して検査する場合に重要となる。しかし、前記原点位置と検査カメラ３４の合焦位置とに機差があると、ある装置では合焦位置の座標値であっても、他の装置で同じ座標値に移動指令を出したとしても、合焦しないことになる。
【００９７】
したがって、Ｚ方向の原点位置と検査カメラ３４の合焦位置との距離について、設計上の値と実際の値との差を算出し、撮像光学ユニット上下位置に関する機差補正データとして登録する必要がある。
【００９８】
図６は、本発明のウエーハ外観検査装置１における、撮像光学ユニット３と各部との位置関係を示した側面図である。図６（ａ）は設計上の各部位置関係を示している。
前記撮像光学ユニット駆動部３５の原点位置３５０は、その場所がＺ方向における「ゼロ点」であることを示す位置である。
【００９９】
設計値として、前記原点位置からＺ方向下向きにＺ０だけ撮像光学ユニット駆動部３５をを移動させたとき、対物レンズ３１は合焦し、この時の撮像光学ユニット駆動部３５の位置を設計上のレンズ合焦位置３１０とする。前記設計上のレンズ合焦位置３１０と、ウエーハの設計上の表面位置１００ｚとの距離をＤ０とする。
【０１００】
図６（ｂ）は、実際に製作された装置における、各部位置関係を示した側面図である。
実際に製作された装置において、設計上のレンズ合焦位置３１０と、ウエーハの実際の表面位置１０１ｚとの距離をＤ１とする。実際に製作された装置において、前記Ｄ０とＤ１とは公差によるずれがあるため、一致しない。したがって、前記撮像光学ユニット駆動部の原点位置３５０からＺ方向下向きにＺ０の距離だけ動いた、前記設計上のレンズ合焦位置３１０では合焦しない。
【０１０１】
ウエーハの実際の表面位置１０１ｚが、ウエーハの設計上の表面位置１００ｚに対して、Ｚ方向上向きにＺ１だけずれていたとする。この場合、実際のレンズ合焦位置３１１は、設計上のレンズ合焦位置３１０から、Ｚ方向上向きにＺ１の距離だけ動いた位置にある。つまり、Ｄ０とＤ１との差、Ｚ１が、撮像光学ユニット上下位置の機差となる。
【０１０２】
このＺ１は、対物レンズ３１を複数使用する場合、それぞれの対物レンズ３１毎で実際のレンズ合焦位置３１１が異なる。したがって、全ての対物レンズ３１の合焦位置について、設計上の値と実際の値との差を算出し、撮像光学ユニットの原点と合焦位置に関する機差補正データとして登録しておく。
【０１０３】
［対物レンズや光学系の観察倍率の機差］
機差の要因の一つとして、撮像時に用いる対物レンズ３１や光学系３３や検査カメラ３４における、実際の倍率及び縦横比を示すことができる。対物レンズ３１や光学系３３に用いられるレンズには、加工時や組立時の寸法誤差が含まれるため、設計上の倍率及び縦横比と実際の倍率及び縦横比とで、ずれが生じる場合がある。つまり、ある装置の検査カメラ３４で撮像した、ウエーハ１０上の既知寸法の基準マークを画像認識した場合の画素数と、他の装置で前記基準マークを画像認識した場合の画素数が一致しない場合がある。したがって、所定寸法を観察したときの、設計上の画素数と実際の画素数との差を算出し、観察倍率に関する機差補正データとして登録する必要がある。
【０１０４】
図７本発明のウエーハ外観検査装置における、光学系寸法と各部寸法との関係を示した平面図である。図７（ａ）は、設計上のウエーハ外観検査装置１において、撮像光学ユニット３を用いて既知寸法の前記寸法基準マーク１７を撮像した状態を示す平面図である。
【０１０５】
対物レンズ３１と光学系３３とは、それぞれ複数のレンズを用いられて構成されている場合が多いが、本説明ではそれぞれを１枚のレンズとして図化し、説明を行っている。
【０１０６】
まず、ウエーハ１０上にパターニングされている、既知寸法の前記寸法基準マーク１７を選ぶ。前記寸法基準マーク１７は、対物レンズ３１と光学系３３とを通して、検査カメラ３４の設計上の視野３３０ａ内に撮像された寸法基準マーク１７０として撮像されている。この時、ウエーハ上の設計上の視野３３０ｂは、図で示される範囲となる。
【０１０７】
前記寸法基準マーク１７の寸法は既知で、Ｘ方向の寸法をＭｘ０、Ｙ方向の寸法をＭｙ０とする。この時、前記視野３３０ａ内に撮像された寸法基準マーク１７０のＸ方向の画素数をＱｘ０、Ｙ方向の画素数をＱｙ０とする。
【０１０８】
また、Ｘ方向の画素分解能をαｘ０、Ｙ方向の画素分解能をαｙ０と定義すると、数式（１），（２）で示すことができる。
【０１０９】
【数１】
【０１１０】
【数２】
【０１１１】
前記画素分解能は、検査カメラ３４の撮像素子１画素に対する、被撮像物の設計上の寸法を意味する。
【０１１２】
図７（ｂ）は、実際のウエーハ外観検査装置１において、撮像光学ユニット３を用いて前記寸法基準マーク１７を撮像した状態を示す平面図である。
【０１１３】
ウエーハ１０上の前記寸法基準マーク１７は、対物レンズ３１と光学系３３とを通して、検査カメラ３４の実際の視野３３１ａ内に撮像された寸法基準マーク１７１として撮像されている。前記寸法基準マーク１７の寸法は既知で、Ｘ方向の寸法をＭｘ０、Ｙ方向の寸法をＭｙ０とする。この時、前記検査カメラ３４の実際の視野３３１ａ内に撮像された寸法基準マーク１７１のＸ方向の画素数をＱｘ１、Ｙ方向の画素数をＱｙ１とする。また、ウエーハ上の実際の視野３３１ｂは、図で示される範囲となる。
【０１１４】
寸法が未知のマーク１７ａのＸ方向の寸法をＭｘ２、Ｙ方向の寸法をＭｙ２とし、前記検査カメラ３４の実際の視野３３１ａ内に撮像された、寸法が未知のマーク１７ａの実際のＸ方向の画素数をＱｘ２、Ｙ方向の画素数をＱｙ２とすると、関係式は数式（３）〜（６）で示すことができる。
【０１１５】
【数１】
【０１１６】
【数２】
【０１１７】
【数３】
【０１１８】
【数４】
また、Ｘ方向の画素分解能をαｘ１、Ｙ方向の画素分解能をαｙ１と定義すると、数式（７），（８）で示すことができる。
【０１１９】
【数７】
【０１２０】
【数８】
【０１２１】
前記画素分解能は、検査カメラ３４の撮像素子１画素に対する、被撮像物の実際の寸法を意味する。この画素分解能は、対物レンズ３１や光学系３３の組み合わせで異なる。そのため、前記対物レンズ３１と前記光学系３３との全ての組み合わせにおいて、所定寸法を観察したときの、設計上の画素数と実際の画素数との差を算出し、観察倍率に関する機差補正データとして登録する。
【０１２２】
［照明用光源の明るさ設定値と輝度の機差］
機差の要因の一つとして、撮像に用いる光源における、光量調整用設定値と実際の輝度のずれを示すことができる。
【０１２３】
ウエーハ外観検査装置１では、照明用光源３６の明るさ設定を、制御用コンピュータ４１からのコントロール信号により行っている。制御用コンピュータ４１内では、前記コントロール信号は数値、つまりはディジタル信号であるため、機差を生じることはない。
【０１２４】
しかし、制御用コンピュータ４１から照明用光源３６に対して、もしくは照明用光源３６内の照明調光部に対しては、アナログ信号で明るさの制御される。また、明るさ制御のアナログ信号の値が同じであったとしても、照明個々のバラツキや、照明から対物レンズまでの光の透過率や、対物レンズから光学系を経て検査カメラまでの光の透過率により、装置毎に機差となる。したがって、複数のウエーハ外観検査装置１において、制御用コンピュータ４１で設定する明るさの設定値を同じにしても、実際の輝度には機差を生じる場合がある。
【０１２５】
そのため、所定の輝度を得るための設計上の設定値と実際の設定値との差を、予め基準となるウエーハを使用して、照明の明るさの設定値を徐々に変えながら実際の輝度を測定して算出し、輝度と設定値に関する機差補正データとして登録する必要がある。
【０１２６】
図８（ａ）は、照明用光源の明るさ設定値と、設計上の輝度の関係を示すグラフである。縦軸が輝度Ｂ、横軸が照明用光源の明るさ設定値Ａとなっている。
【０１２７】
暗点とする明るさ設定値ＤＡ０での設計上の輝度をＤＰ０、明点とする明るさ設定値ＢＡ０での設計上の輝度をＢＰ０とすると、照明用光源の明るさ設定値と、設計上の輝度とは、ＢＣ０で図示されるような、数式（９），（１０）で示される関係式となる。
【０１２８】
【数９】
【０１２９】
すなわち、
【０１３０】
【数１０】
【０１３１】
前記数式（１０）を用い、所望の輝度Ｂに対する、設計上の照明用光源の明るさ設定値Ａが算出できる。
【０１３２】
図８（ｂ）は、照明用光源の明るさ設定値と、実際の輝度の関係を示すグラフである。縦軸が輝度Ｂ、横軸が照明用光源の明るさ設定値Ａとなっている。
【０１３３】
暗点とする輝度ＤＰ０になるような実際の照明用光源の明るさ設定値はＤＡ１となり、明点とする輝度ＢＰ０になるような実際の照明用光源の明るさ設定値はＢＡ１となる。したがって、照明用光源の明るさ設定値と、実際の輝度とは、ＢＣ１で図示されるような、数式（１１），（１２）で示される関係式となる。
【０１３４】
【数１１】
【０１３５】
すなわち、
【０１３６】
【数１２】
【０１３７】
前記数式（１２）を用い、所望の輝度Ｂに対する、実際の照明用光源の明るさ設定値Ａを算出できる。
【０１３８】
前記数式（１０）,（１２）において、所望の輝度となる設計上の設定値と実際の設定値とのずれは、実際に製作した装置毎で異なり、機差となる。また、使用する対物レンズ３１や光学系３３、検査カメラ３４の組み合わせにより異なる。
【０１３９】
したがって、使用する対物レンズ３１や光学系３３、検査カメラ３４全ての組み合わせにおいて、所望の輝度に対する設計上の明るさ設定値と、実際の明るさ設定値との差を算出し、照明輝度に関する機差補正データとして登録する。
【０１４０】
前記の手順にしたがって、装置毎に機差を算出し、装置固有の機差補正データとして登録することで、ある装置で作成された検査条件データから、他の装置で使用可能な共通検査条件データが生成される。そして他の装置においては、前記機差補正データと前記共通検査条件データとから、その装置用の検査条件データが生成される。
【０１４１】
したがって、従来の装置で行っていたような、品種毎の検査条件データ作成を全ての装置で行う作業が不要となり、システムトラブルなどが発生した場合に行っていた検査条件データの再登録作業も不要となる。
【０１４２】
その結果、短時間で共通する複数品種の検査条件データを生成することが出来、個々にデータを作成し直す時間と労力を省くことができる。
【符号の説明】
【０１４３】
１ ウエーハ外観検査装置
２ 検査ステージ部
３ 撮像光学ユニット
４ 制御部
５ ウエーハ搬送部
１０ ウエーハ
１１ オリフラ
１２ アライメントマーク
１２ａ チップ毎のアライメントマーク
１３ 半導体チップ回路パターン
１４ 半導体チップ回路部
１５ 半導体チップ電極部
１６ 半導体チップ群
１７ 既知寸法の寸法基準マーク
１７ａ
２１ 装置ベース
２２ Ｘ軸ステージ
２３ Ｙ軸ステージ
２４ θ軸ステージ
２５ テーブル
３１ 対物レンズ
３２ レボルバー機構
３３ 光学系
３４ 検査カメラ
３５ 撮像光学ユニット駆動部
３６ 照明用光源
３７ 支柱部
４１ 制御用コンピュータ
４２ データ管理用コンピュータ
４３ 画像処理用コンピュータ
４４ａ 情報表示手段
４４ｂ 情報表示手段
４４ｃ 表示切替手段
４５ 情報入力手段
４５ａ 入力切替手段
４６ａ 情報記録媒体
４６ｂ 情報記録媒体
４６ｃ 情報記録媒体
４７ 外部装置とのデータアクセス手段
５１ ロボット
５２ ハンド部
６１ カセット
６２ カセット載置台
１００ ウエーハの設計上の中心位置
１０１ ウエーハの実際の中心位置
１００ｚ ウエーハの設計上の表面位置
１０１ｚ ウエーハの実際の表面位置
１７０ 検査カメラの設計上の視野内に撮像された寸法基準マーク
１７１ 検査カメラの実際の視野内に撮像された寸法基準マーク
２２０ Ｘ軸ステージの原点位置
２２１ Ｘ軸ステージを原点位置からＸ方向にＸ０だけ動かした位置
２２２ Ｘ軸ステージを原点位置からＸ方向にＸ１だけ動かした位置
２３０ Ｙ軸ステージの原点位置
２３１ Ｙ軸ステージを原点位置からＹ方向にＹ０だけ動かした位置
２３２ Ｙ軸ステージを原点位置からＹ方向にＹ１だけ動かした位置
２５０ 設計上のテーブル中心位置
３１０ 設計上のレンズ合焦位置
３１１ 実際のレンズ合焦位置
３３０ 検査カメラの設計上の視野
３３１ 検査カメラの実際の視野
３３０ａ 検査カメラの設計上の視野
３３１ａ 検査カメラの実際の視野
３３０ｂ 検査カメラの設計上の視野
３３１ｂ 検査カメラの実際の視野
３４０ 検査カメラの設計上の視野の中心位置
３４１ 検査カメラの実際の視野の中心位置
３５０ 撮像光学ユニット駆動部の原点位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハの外観検査を行う装置における、検査条件データ生成方法及び検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップは、半導体ウエーハと呼ばれる基板上に、回路パターンが幾重にも積層形成されて製造されている。この半導体チップは、製造過程において回路パターン形成と検査が所定回数交互に行われ、後にウエーハから半導体チップを所定の寸法に切り出し、完成する。この回路パターン形成過程において、ウエーハ上の傷や異物、回路パターンの崩れなどの、欠陥の有無について、半導体ウエーハ外観検査装置を用いた検査が行われている。
【０００３】
前記半導体ウエーハ外観検査では、検査される半導体チップの品種や位置決めの基準となるマークの位置情報、検査対象となるチップの場所や配列、使用するレンズの倍率、検査時の焦点位置や照明の明るさ等の検査条件の情報群が登録された、検査条件データに基づいて検査が行われる。この検査条件データは、検査対象となるウエーハの品種が追加される度に、検査する装置を使用して検討、決定され、登録される。その後、実際の検査過程では、この検査条件データに基づいて、回路パターンを撮像して得られた画像と、予め登録された基準画像とを照合し、その半導体チップが良品か不良品かの判定が行われる。
【０００４】
多数のウエーハを検査する場合、１台の検査装置では所定の時間内で検査できるウエーハの枚数には上限があるため、複数台の検査装置を用いられる。
【０００５】
特許文献１によれば、半導体の検査方法および装置において、標準試料を用いて所望の検査パラメータ値を求め、欠陥部の抵抗値を推定する手段が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３１９７２１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の検査装置は、装置仕様に基づいて設計され、各部寸法が予め設計値として決定されており、その設計値を元に製作されている。しかし、部品加工や組立作業は、一般公差や公差指定と呼ばれる精度の範囲内で行われているのが通常である。そのため、完成した検査装置の各部寸法には、設計値と比べると、前記公差を起因とした寸法のずれが含まれている。また、複数の検査装置同士を比較すると、前記寸法のずれは装置間相互でも差があり、装置毎の設計値と前記寸法のずれとは機差と呼ばれている。
【０００８】
これらの機差は、装置外観上は問題無く、同一品種のウエーハをある１つの装置を用いて検査をする場合にも問題とはされなかった。しかし、複数の装置を用いて検査する場合、検査条件データを共通化して良品か不良品の判定をおこなう上では、前記機差の大きさは無視できない寸法である。そのため、前記機差は、複数の装置を用いて検査する際に、検査条件データを共通化して使用する妨げとなる要因となっていた。
【０００９】
前記理由のため、従来の検査装置を複数台用いて、同一品種のウエーハを検査する場合、それぞれの検査装置で個別に検査条件データを作成し、データを登録し、検査が行われていた。
【００１０】
従来の検査条件データ生成手順について、図に示しながら説明する。
図９は、従来の検査条件データ生成手順を示すフロー図である。
先ず、ウエーハ外観検査装置１は、装置仕様に基づいて設計され、各部寸法が予め設計値として決定（Ｓ２０１）される。
【００１１】
その後、装置Ａが製作（Ｓ２０２）され、検査装置Ａを使用して品種＃Ｎ（Ｎ＝１，２，３・・・）に対する装置Ａの検査条件データ＃Ｎａ（Ｎ＝１，２，３・・・）を作成（Ｓ２０３）する。
【００１２】
この検査条件データ＃Ｎａに基づいて、装置Ａを使用して品種＃Ｎに対する検査（Ｓ２０４）が行われる。またその後、もう１台の装置Ｂが製作（Ｓ２０５）され、検査装置Ｂを使用して品種＃Ｎ（Ｎ＝１，２，３・・・）に対する装置Ｂの検査条件データ＃Ｎｂ（Ｎ＝１，２，３・・・）を作成（Ｓ２０６）する。
【００１３】
この検査条件データ＃Ｎｂに基づいて、装置Ｂを使用して品種＃Ｎに対する検査（Ｓ２０７）が行われる。そして、装置Ｃについても同様の手順で、装置が製作され、装置毎に検査条件データを作成し、検査が行われる（Ｓ２０８〜Ｓ２１０）。
【００１４】
前記のように、複数台の装置は同じ設計値に基づいて製作されたとしても、前記公差を起因とする機差があるため、それぞれが別の装置として扱われ、同一品種のウエーハを検査するにおいても、個々に検査条件データの作成が行われていた。
【００１５】
したがって、検査対象となるウエーハの品種数や、検査装置の台数が増えると、それぞれの検査装置に対して、同じウエーハを検査するための検査条件データを登録する必要があった。そのため、検査条件データの登録作業には多大な時間と労力を必要としていた。また、検査装置のシステムトラブルなどが発生し検査条件データが失われてしまった場合、登録していた品種すべてについて、再び検査条件データを登録し直す必要があった。そのため、検査条件データの再登録作業には多大な時間と労力を必要としていた。
【００１６】
そこで本発明の目的は、ウエーハ上に形成された半導体チップの外観を検査する検査装置の検査条件データを生成するウエーハ検査条件生成方法において、複数台の検査装置に対する共通の検査条件データを生成し、機差を考慮した装置毎の検査条件データを短時間で生成できる方法及び検査システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
ウエーハ上に形成された半導体チップの外観を検査する検査装置の検査条件データを生成するウエーハ検査条件生成方法であって、
同一の検査機能を有する複数台のウエーハ検査装置の検査条件データが、
各ウエーハ検査装置毎に設計値に対する機差を算出し、機差補正データを登録するステップと、
選択されたいずれかのウエーハ検査装置において、ウエーハを用いて検査条件データを作成するステップと、
前記検査条件データと、前記選択されたいずれかのウエーハ検査装置の前記機差補正データと、から共通検査条件データを生成するステップと、
前記共通検査条件データと、各ウエーハ検査装置毎の前記機差補正データと、から各ウエーハ検査装置毎の検査条件データを生成するステップと、
からなることを特徴とするウエーハ検査条件生成方法である。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記機差補正データが、
少なくとも、
ウエーハ検査装置に設けられている、ウエーハを載置するテーブルの検査ステージの原点位置とウエーハを検査する検査カメラの中心位置および前記検査ステージに載置されたウエーハの中心位置との誤差データと、
ウエーハを検査する検査カメラの、合焦位置の誤差データと、
前記検査カメラに備えられているレンズの、観察倍率の誤差データと、
前記検査カメラに備えられている照明用光源の、所望輝度に対する設定値の誤差データのいずれかの誤差データを含む、
ウエーハ検査条件生成方法である。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、
ウエーハ上に形成された半導体チップの外観を検査する検査装置の検査条件データを生成するウエーハ検査システムであって、
同一の検査機能を有する複数台のウエーハ検査装置の検査条件データが、
各ウエーハ検査装置毎に設計値に対する機差を算出し、機差補正データを登録する、機差補正データ登録手段と、
選択されたいずれかのウエーハ検査装置において、ウエーハを用いて検査条件データを作成する、検査条件データ作成手段と、
前記検査条件データと、前記選択されたいずれかのウエーハ検査装置の前記機差補正データと、から共通検査条件データを生成する、共通検査条件データ生成手段と、
前記共通検査条件データと、各ウエーハ検査装置毎の前記機差補正データと、から各ウエーハ検査装置毎の検査条件データを生成する、検査条件データ生成手段、
を備えたことを特徴とするウエーハ検査システムである。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、
前記機差補正データが、
少なくとも、
ウエーハ検査装置に設けられている、ウエーハを載置するテーブルの検査ステージの原点位置とウエーハを検査する検査カメラの中心位置および前記検査ステージに載置されたウエーハの中心位置との誤差データと、
ウエーハを検査する検査カメラの、合焦位置の誤差データと、
前記検査カメラに備えられているレンズの、観察倍率の誤差データと、
前記検査カメラに備えられている照明用光源の、所望輝度に対する設定値の誤差データのいずれかの誤差データを含む、
ウエーハ検査システムである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のウエーハ検査条件生成方法及び検査システムによれば、設計値に対する各ウエーハ検査装置との機差から、各ウエーハ検査装置毎に機差補正データを求めて登録しておき、複数のウエーハ検査装置のいずれかを用いて検査条件データを作成するので、他の装置で使用可能となる共通の検査条件データを生成することができ、この共通の検査条件データと各ウエーハ検査装置毎の機差補正データとから、各ウエーハ検査装置毎の検査条件データが生成されるので、あらためて検査条件データを作成し直す手間が省ける。
【００２２】
これにより、複数の装置を用いて多数のウエーハを検査する場合であっても、短時間で共通する複数品種の検査条件データを生成することが出来、個々にデータを作成し直す時間と労力を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のウエーハ外観検査装置の斜視図である。
【図２】本発明のウエーハ外観検査装置の構成図である。
【図３】ウエーハ上にパターニングされた半導体チップの一例を示した図である。
【図４】本発明の検査条件データ生成手順を示すフロー図である。
【図５】本発明のウエーハ外観検査装置における、Ｘ軸ステージとＹ軸ステージと各部との位置関係を示した平面図である。
【図６】本発明のウエーハ外観検査装置における、撮像光学ユニット３と各部との位置関係を示した側面図である。
【図７】本発明のウエーハ外観検査装置における、光学系寸法と各部寸法との関係を示した平面図である。
【図８】本発明のウエーハ外観検査装置における、照明用光源の設定値と輝度との関係を示したグラフである。
【図９】従来の検査条件データ生成手順を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施形態について、図に示しながら説明を行う。
図１は、本発明のウエーハ外観検査装置の斜視図である。
図２は、本発明のウエーハ外観検査装置の構成図であり、主要機器の構成を示している。
各図において直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、ＸＹ平面を水平面、Ｚ方向を鉛直方向とする。また、Ｚ方向を中心として回転する方向をθ方向とする。
【００２５】
本発明のウエーハ外観検査装置１には、検査対象となるウエーハ１０を載置させてＸＹ方向に移動させる検査ステージ部２と、ウエーハ１０上の少なくとも一部の範囲を撮像する撮像光学ユニット３とが共に載設されて含まれ、検査ステージ部２や撮像光学ユニット３を統括して制御するために、検査ステージ部２と撮像光学ユニット３とに接続された機器が含まれた制御部４とが含まれる。また、ウエーハ外観検査装置１には、検査対象となるウエーハ１０を検査ステージ部に載置するために所定の位置に搬送し、検査後はウエーハ１０を搬出するためのウエーハ搬送部５が含まれる。また、ウエーハ外観検査装置１には、検査前のウエーハや検査後のウエーハを収納するカセット６１及びカセット載置台６２が併設されている。
【００２６】
次に、検査装置を構成する各主要部について詳細に説明する。
【００２７】
［ウエーハ］
図３は、ウエーハ１０上にパターニングされた半導体チップの一例を示した図である。
図３（ａ）はウエーハ全体を示した図であり、図３（ｂ）はウエーハの一部を拡大した図である。図３（ａ）に示すように、ウエーハ１０の一端には、オリフラ１１と呼ばれる平坦部分があり、ウエーハ１０の向きを揃える基準として使用される。他にウエーハ１０の向きを揃えるための基準としては、前記オリフラ１１の他に、ノッチと呼ばれるウエーハ円周上の一部に付けられた凹み部を使用する場合もある。
【００２８】
ウエーハ１０の上には、アライメントマーク１２と、半導体チップの電気配線や絶縁膜などの回路パターン１３とがパターニングされている。図３（ｂ）に示すように、半導体チップの電気配線や絶縁膜などの回路パターン１３には、チップ毎のアライメントマーク１２ａと、回路部１４と、電極部１５とが含まれており、回路部１４と電極部１５とは、回路パターン１３内でつながっている。
【００２９】
図３（ｃ）は別の品種のウエーハ全体を示した図であり、図３（ｄ）は前記別の品種のウエーハの一部を拡大した図である。図３（ｃ）で示したウエーハ１０の上には、アライメントマーク１２と、複数の半導体チップの電気配線や絶縁膜などからなる回路パターンが群１６とがパターニングされている。図３（ｄ）に示すように、半導体チップの電気配線や絶縁膜などの回路パターン１３には、チップ毎のアライメントマーク１２ａと、回路部１４と、電極部１５とが含まれており、回路部１４と電極部１５とは、回路パターン１３内でつながっている。
【００３０】
本発明のウエーハ外観検査装置１では、前記のようなウエーハ上の回路パターン１３の回路部１４や電極部１５の外観形状を検査する。
【００３１】
アライメントマーク１２は、ウエーハ上の各チップや回路パターンなどの位置座標を示す基準となっている。ウエーハ１０上のアライメントマーク１２の位置や、アライメントマーク１２に対する回路パターン１３との相対位置は、品種毎に予め定められ、決まった値になっている。
【００３２】
［検査ステージ部］
検査ステージ部２は、装置ベース２１上に配置されたＸ軸ステージ２２と、Ｘ軸ステージ上２２に配置されたＹ軸ステージ２３と、Ｙ軸ステージ２３上に配置されたθ軸ステージ２４と、θ軸ステージ２４上に配置されたテーブル２５とで構成されている。Ｘ軸ステージ２２は、その上に配置されたＹ軸ステージ２３をＸ方向に移動可能な状態で、装置ベース２１上に配置されている。また、前記Ｙ軸ステージ２３は、その上に配置されたθ軸ステージ２４およびテーブル２５をＹ方向に移動可能な状態で、Ｘ軸ステージ２２上に配置されている。したがって、テーブル２５は、装置ベース２１上でＸＹθ方向に移動可能となっている。
【００３３】
ウエーハ１０は、テーブル２５の上に載置されるが、検査中は真空吸着などの方法により位置ずれしないようになっている一方、検査が終わると真空吸着を解除されてテーブル２５から簡単に取り外しが可能なようになっている。
【００３４】
Ｘ軸ステージ２２とＹ軸ステージ２３とθ軸ステージ２４とは、制御部４の制御用コンピュータ４１と接続されており、ウエーハ１０の載置されたテーブル２５を所定の位置に移動させたり、静止させたりすることが可能になっている。
【００３５】
［撮像光学ユニット］
撮像光学ユニット３には、ウエーハ１０と一定の間隔をもってウエーハ１０に向けられた対物レンズ３１と、対物レンズ３１と隣接して載設されて対物レンズ３１を通して観察されたウエーハ１０上の画像を検査カメラ３４に結像させる光学系３３と、光学系３３に隣接して載設されて撮像した画像を電気信号に変換する検査カメラ３４とが含まれている。
【００３６】
対物レンズ３１は、ウエーハ１０を観察する際の倍率を切り替えることができるように、複数本用意され、レボルバー機構３２と呼ばれる回転切替機構に取り付けられ、撮像光学ユニット３に取り付けられている。
【００３７】
撮像光学ユニット駆動部３５は、ウエーハ１０が載置された検査ステージ部２が載設されている装置ベース２１に載設された支柱部３７に載設されている。撮像光学ユニット駆動部３５には、撮像光学ユニット３がＺ方向に移動可能なように取り付けられている。また、撮像光学ユニット３には、ウエーハ１０と対物レンズ３１との距離を測定するための測距センサー（図示せず）が備えられている。
【００３８】
撮像光学ユニット３の光学系３３には、照明が接続され、前記照明には照明用光源３６が接続されている。照明用光源３６の明るさ設定を変更することにより、ウエーハ１０の観察時の明るさを調節が可能になっている。
【００３９】
ウエーハ外観検査装置１はこのような装置構成をしているので、ウエーハ１０の少なくとも一部を、検査カメラ３４で撮像することが可能となっている。光学系３３は、少なくとも１枚以上の凸レンズや凹レンズが含まれ、照明用光源３６からの光を対物レンズ３１を通してウエーハ１０に向け、ウエーハ１０で反射した光を対物レンズ３１から検査カメラ３４に照射させることが可能な構造となっている。
【００４０】
［制御部］
制御部４には、検査ステージ部２のＸ軸ステージ２２とＹ軸ステージ２３とθ軸ステージ２４と撮像光学ユニット駆動部３５と照明用光源３６とに接続された制御用コンピュータ４１と、検査条件データや検査結果データを保存するためのデータ管理用コンピュータ４２と、検査カメラ３４と制御用コンピュータ４１とデータ管理用コンピュータ４２とに接続された画像処理用コンピュータ４３と、が含まれている。
【００４１】
前記制御用コンピュータ４１には、接続されている機器の制御に関する、パラメータと呼ばれる各種データを記録するための、情報記録媒体４６ａが接続されている。また、前記データ管理用コンピュータ４２には、検査条件データと呼ばれる検査対象毎の検査条件や、検査の結果などのデータを記録するための、情報記録媒体４６ｂが接続されている。また、前記画像処理用コンピュータ４３には、検査の合格もしくは不合格を判定するための基準画像などのデータを記録するための、情報記録媒体４６ｃが接続されている。前記情報記録媒体４６ａ，４６ｂ，４６ｃとしては、磁気ディスクや光磁気ディスクや光ディスクなどの磁気や光の変化をデータとして記録した記録媒体や、半導体メモリなどが例示できる。
【００４２】
前記情報記録媒体４６ｃには、検査の合格もしくは不合格を判定するための基準となる画像が登録されており、画像処理用コンピュータ４３において前記基準となる画像と検査対象となる画像とを比較し、予め定められた判定基準にしたがって、検査の合格もしくは不合格の判定が行われる。
【００４３】
前記制御用コンピュータ４１と、前記データ管理用コンピュータ４２には、装置の運転状況や異常履歴情報、検査条件データの値などを表示するための情報表示手段４４ａが、表示切替手段４４ｃを介して接続されている。また、前記画像処理用コンピュータ４３には、検査時に撮像した画像や、検査結果、不良箇所などを表示するための情報表示手段４４ｂが接続されている。情報表示手段４４ａ，４４ｂとしては、ブラウン管や液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ、有機ＥＬや発光ダイオードなどの発光素子を用いたディスプレイなどが例示できる。
【００４４】
前記制御用コンピュータ４１と、前記データ管理用コンピュータ４２と、前記画像処理用コンピュータ４３には、検査条件データの設定値を入力したり編集したりするための情報入力手段４５が入力切替手段４５ａを介して接続されている。前記情報表示手段４４ａ，４４ｂと、前記表示切替手段４４ｃと、前記情報入力手段４５と、前記入力切替手段４５ａと、情報記録媒体４６ａ，４６ｂ，４６ｃとは、制御部４に含まれている。
【００４５】
制御部４のデータ管理用コンピュータ４２には、外部装置とのデータアクセス手段４７が備えられている。前記情報記録媒体４６ａ，４６ｂ，４６ｃに記録された、前記共通検査条件データや前記検査条件データ、前記基準画像などの各種データは、前記外部装置とのデータアクセス手段４７を介して、他の装置のデータと交換したり、万が一の故障に備えて装置外に保存したりすることができる。前記外部装置とのデータアクセス手段としては、取り外し可能な磁気ディスクや半導体メモリなどのデータ記録媒体を用いる手段や、電気信号や光信号や電波を利用したデータ通信の手段などが例示できる。
【００４６】
［搬送部/カセット/プリアライナ部］
ウエーハ搬送部５は、検査ステージ部２に隣接して配置され、ウエーハ１０を搬送するための可動機構を備えたロボット５１と、ウエーハ１０を保持するハンド部５２とが含まれている。
【００４７】
ハンド部５２は、ロボット５１の可動機構と連結されており、ウエーハ１０を保持したまま又はウエーハ１０を保持しない状態で、ＸＹＺ方向に自在に移動できるようになっている。また、ロボット５１には、Ｘ方向に移動する機構や、θ方向にハンド部を回転させる機構も備えている。
【００４８】
また、ウエーハ搬送部５は、ウエーハ１０を収納するカセット６１を載置するための、カセット載置台６２や、プリアライナ部７にも隣接して配置されている。プリアライナ部７は、ウエーハ１０の中心位置を所定の位置に合わせ直したり、オリフラ１１やノッチの方向を所定の方向に揃えたりする、プリアライメント機能を持っている。
前記のように、本発明のウエーハ外観検査装置１は構成されている。
【００４９】
次に、ウエーハ外観検査装置１における、代表的な検査フローについて、順を追って説明する。
［検査条件データ作成］
ウエーハ１０の検査に先立ち、検査条件データを作成する。
検査条件データは、検査条件データを管理するための管理番号（品種＃Ｎ，Ｎ＝１，２，３・・・）と、ウエーハ１０上のアライメントマーク１２の位置と、前記アライメントマーク１２の画像と、ウエーハ１０上の座標と、第１番目の検査に用いるチップの基準画像と、撮像倍率と、照明の明るさ設定値と、検査開始位置と、検査ルートとを含んでいる。さらに、同じウエーハ１０に対して、再度の観察倍率を変更して検査を継続する場合は、第ｎ番目（ｎ＝２，３，４・・・）の検査に用いるチップの基準画像と、撮像倍率と、照明の明るさ設定値と、検査開始位置と、検査ルートとを含んでいる。
【００５０】
次に、良品として扱う半導体チップが含まれたウエーハ１０を選択する。前記ウエーハ１０を、プリアライナ部７でオリフラの向きを揃え、ウエーハ外観検査装置１のテーブル２５上に載置する。次に、前記ウエーハ１０上にパターニングされているアライメントマーク１２が検査カメラ３４で撮像できる位置に、Ｘ軸ステージ２２とＹ軸ステージ２３を移動させる。次に、前記ウエーハ１０上のアライメントマーク１２を検査カメラ３４で観察し、予め登録されている基準位置とのずれから、ＸＹθ方向の位置ずれ量を計算し、前記基準位置と整合するように位置決め動作を行う。
【００５１】
前記ウエーハ１０上にパターニングされた半導体チップの中から、良品として扱う半導体チップを選択し、その半導体チップが検査カメラ３４で撮像できる位置に、Ｘ軸ステージ２２とＹ軸ステージ２３を移動させる。
【００５２】
レンズ倍率は、半導体チップの大きさと、欠陥の大きさの程度から適宜選択し、決定する。照明の明るさは、撮像した画像の明るさ、ついては半導体ウエーハ１０上のチップパターンの反射率やコントラストにより適宜調整し、決定する。画像を撮像するレンズ倍率や照明の明るさ設定値を決定した後、その条件で、良品として扱う半導体チップの画像を検査カメラ３４で撮像する。
【００５３】
［検査条件データ選択］
次に、ウエーハ外観検査装置１において、検査するウエーハ１０に対する検査条件データを選択する。前記検査条件データは、予め登録されているもの中から選択し使用する。もし、前記検査条件データが予め登録されていない場合は新規に登録する。
【００５４】
［ウエーハ搬送/プリアライメント/ウエーハ載置］
次に、検査するウエーハ１０を、前記カセット６１からウエーハ搬送部５のロボット５１を用いて、１枚抜き出す。この時、カセット６１から抜き出されたウエーハ１０は、前記オリフラやノッチの方向が不定な状態でカセット６１内に収納されている。
【００５５】
検査するウエーハ１０は、予め方向を揃えて検査する必要があるため、先ずプリアライナ部７に搬送される。このプリアライナ部７では、ウエーハ１０のほぼ中央を回転中心としてθ方向に回転させながら前記オリフラやノッチを検出し、ウエーハ１０の中心位置を揃え、前記オリフラやノッチを所定の方向に向けて保持しておく。
【００５６】
次に、プリアライメントの終わったウエーハ１０をウエーハ搬送部５のロボット５１を用いて、プリアライナ部７から、検査ステージ部２のテーブル２５に搬送する。こうすれば、ウエーハ１０の前記オリフラやノッチの方向を揃えて、テーブル２５に載置することができる。
【００５７】
［マークアライメント］
検査するウエーハ１０は、テーブル２５に載置され、アライメントマーク読み取り位置へ移動する。この時、予め登録された検査条件データに基づいて、レボルバー機構３２により対物レンズ３１が切り替えられ、照明用光源３６からの光の明るさが調節され、撮像光学ユニット駆動部３５によりウエーハ１０と対物レンズ３１との距離が調節される。その後、撮像光学ユニット３の検査カメラ３４で、アライメントマーク１２が撮像される。
【００５８】
ウエーハ１０は、ロボット５１を用いてテーブル２５上に載置されるが、一連の受け渡し動作において、実際の載置位置は若干ずれることがある。この載置位置ずれの要因としては、プリアライメント部７の位置決め精度や、搬送ロボット５１の搬送位置精度や、ウエーハ１０をテーブル２５に載置する時の横滑りなどが示される。
【００５９】
前記ウエーハの載置位置ずれを補正するために、ウエーハ１０をテーブル２５に載置した後、ウエーハ１０上のアライメントマーク１２の位置を読み取り、検査カメラ３４の視野内の基準点と、前記アライメントマーク１２の基準位置とのずれ量が算出される。この算出された値と、アライメントマーク１２を撮像した時に使用した対物レンズ３１の撮像倍率と、光学系３３の撮像倍率と検査カメラ３４の撮像部の寸法とから、正規の位置に対してどれだけずれているかを演算し、算出される。
【００６０】
ウエーハ１０の載置時のθ方向の角度ずれは、θ軸ステージ２４で角度が補正される。したがって、ウエーハ１０が角度ずれを含んでテーブル２５上に載置されたとしても、検査カメラ３４で撮像する画像には、θ方向の角度ずれが含まれないようになっている。
【００６１】
［チップ画像取得/検査］
次に、検査するウエーハ１０を検査開始位置へ移動させる。この時、予め登録された検査条件データに基づいて、対物レンズ３１が切り替えられ、照明用光源３６からの光の明るさが調節される。
【００６２】
検査中のウエーハ１０の動作としては、ステップアンドリピートと呼ばれるような、検査位置ではウエーハ１０を静止させ、検査カメラ３４で撮像し、撮像が終われば次の検査位置に移動し、再びウエーハ１０を静止させて、検査カメラ３４で撮像し、再び次の位置に移動し、これら一連の動作を繰り返す方法がある。また一方では、ウエーハ１０を連続移動させながら、照明をストロボのようにごく僅かな時間だけ断続的に発光させ、擬似的な静止状態で撮像する場合とがある。
【００６３】
ウエーハ１０の移動位置は、使用する対物レンズ３１の倍率、照明の明るさ、対物レンズ３１とウエーハ１０との距離と同様に、検査条件データに登録しておく。
【００６４】
前記のような機構および手段により、ウエーハ１０を移動させ、ウエーハ１０にパターニングされた半導体チップ上の任意の場所について検査カメラ３４で撮像し、画像処理用コンピュータ４３で撮像した画像に対する合格もしくは不合格の判定が行われる。
【００６５】
［ウエーハ搬出］
検査が終了したウエーハ１０は、テーブル２５上に載置されたまま、ウエーハ受渡位置へ移動する。その後、ロボット５１によって搬出され、カセット６１に収納される。
ここまでが、ウエーハ外観検査装置１における、代表的な検査フローである。
【００６６】
次に、検査条件データ生成手順について、図を用いながら説明をする。図４は、本発明の検査条件データ生成手順を示すフロー図である。
【００６７】
装置製作に先立ち、設計値が決定（Ｓ１０１）され、その設計値に基づいて、装置Ａが製作（Ｓ１０２）される。複数台の装置を製作するする場合は、同じ設計値に基づいて、装置Ｂと装置Ｃが製作される。（Ｓ１０３，Ｓ１０４）
次に、設計値に対する装置Ａの機差データを取得し、設計値と装置Ａとの機差を算出（Ｓ１０５）する。
【００６８】
この機差には、次のものが示される。
（１）ウエーハを載置したテーブルをＸＹ方向の所定の位置に移動させるためのＸ軸ステージ及びＹ軸ステージの原点位置に対する、検査カメラの視野の中心位置と、ウエーハ中心位置との相対位置のずれ。
（２）ウエーハを撮像する検査カメラが備えられた撮像ユニットにおける、検査カメラの焦点位置調整機構の原点位置と、検査カメラの合焦位置との相対位置のずれ。
（３）ウエーハを撮像する検査カメラに備えられた対物レンズや光学系の、観察倍率のずれ。
（４）ウエーハを撮像する検査カメラに備えられた照明用光源の、ウエーハ撮像時の所望輝度に対する設定値のずれ。
【００６９】
前記機差による前記ずれは、誤差データとして後述の手順によって算出され、機差補正データとして、装置Ａの制御用コンピュータ４１に接続された、情報記録媒体４６ａに登録（Ｓ１０６）される。
【００７０】
次に、装置Ｂおよび装置Ｃに関しても同様の手順で、装置が製作され、設計値との機差を算出し、機差補正データが登録される。（Ｓ１０７〜Ｓ１１０）
続いて、ウエーハの検査に先立ち、検査装置Ａを使用して品種＃Ｎ（Ｎ＝１，２，３・・・）に対する装置Ａの検査条件データ＃Ｎａ（Ｎ＝１，２，３・・・）を作成する（Ｓ１１１）。
【００７１】
Ｓ１１１で作成された装置Ａの検査条件データ＃Ｎａと、装置Ａ固有の機差補正データとから、品種＃Ｎ（Ｎ＝１，２，３・・・）に対する、共通検査条件データ＃Ｎ（Ｎ＝１，２，３・・・）が生成される（Ｓ１１２）。
【００７２】
その後、共通検査条件データ＃Ｎと、装置Ａ固有の機差補正データとから、品種＃Ｎに対する装置Ａ用の検査条件データ＃Ｎａ（Ｎ＝１，２，３・・・）が生成される（Ｓ１１３）。
【００７３】
前記検査条件データ＃Ｎａに基づいて、装置Ａを使用して品種＃Ｎに対する検査が行われる（Ｓ１１４）。
【００７４】
その後、共通検査条件データ＃Ｎと、装置Ｂ固有の機差補正データとから、品種＃Ｎに対する装置Ｂ用の検査条件データ＃Ｎｂ（Ｎ＝１，２，３・・・）が生成される（Ｓ１１５）。
【００７５】
その後、前記検査条件データ＃Ｎｂに基づいて、装置Ｂを使用して品種＃Ｎに対する検査が行われる（Ｓ１１６）。
【００７６】
更に装置Ｃを使用する場合も同様に、共通検査条件データ＃Ｎと、装置Ｃ固有の機差補正データとから、品種＃Ｎに対する装置Ｃ用の検査条件データ＃Ｎｃが生成される（Ｓ１１７）。
【００７７】
その後、前記検査条件データ＃Ｎｃに基づいて、装置Ｃを使用して品種＃Ｎに対する検査が行われる（Ｓ１１８）。
【００７８】
前記の手順を経ることで、装置Ａで作成した検査条件データと装置Ａの機差データとから、装置Ｂと装置Ｃでも使用可能な共通検査条件データが生成され、共通検査条件データと装置Ｂの機差データから装置Ｂの検査条件データが、共通検査条件データと装置Ｃの機差データとから装置Ｃの検査条件データが生成される。
【００７９】
前記Ｓ１０１〜Ｓ１１８では、３台の装置を使用した例を示した。更に装置台数が増える場合は、必要台数の装置に対して同様の手順で作業を行うことで、検査条件データの共有化を具体化できる。
【００８０】
また、複数ある装置のいずれかが壊れた場合でも、装置固有の機差補正データを算出及び登録すれば、他装置にある共通の検査条件データから、検査条件データを生成することが可能になる。
【００８１】
図に示しながら、各機差について詳細に説明する。
【００８２】
［ウエーハ中心位置に関する機差］
機差要因の一つとして、ウエーハ１０が載置されているテーブル２５をＸＹ方向に移動させるための、Ｘ軸ステージ２２の原点位置２２０とＹ軸ステージ２３の原点位置２３０と、ウエーハ１０を載置したテーブル上のウエーハ１０の中心位置との相対位置ずれを示すことができる。
【００８３】
ウエーハ外観検査装置１のテーブル２５上に載置される、ウエーハ１０の設計上の中心位置１００は、設計上で決められており、検査カメラ３４の設計上の視野の中心位置３４０と一致している。しかし、実際にテーブル２５上に載置されるウエーハ１０の位置は、プリアライメント部７の位置決め精度や、搬送ロボット５１の搬送位置精度や、ウエーハ１０をテーブル２５に載置する時の横滑りなどにより、ずれが生じるためウエーハ１０の載置の度に変化して定まらない。
【００８４】
したがって、ウエーハ外観検査装置１では、検査カメラ３４でウエーハ１０上のアライメントマーク１２の位置が検出され、制御部４の制御用コンピュータ４１でずれ量が演算され、θ軸ステージ２４の角度を調節して、検査時のウエーハ１０の角度ずれがなくなるように補正される。
【００８５】
前記、ウエーハ１０のθ方向の角度ずれが補正された状態での、検査カメラ３４の実際の中心位置３４１と、ウエーハ１０の実際の中心位置１０１との相対位置のずれは、機差として算出し、機差補正データとする必要がある。
【００８６】
図５は、本発明のウエーハ外観検査装置１における、Ｘ軸ステージ２２とＹ軸ステージ２３と各部との位置関係を示した平面図である。図５（ａ）は設計上の各部位置関係を示している。
【００８７】
Ｘ軸ステージ２２の原点位置２２０とＹ軸ステージ２３の原点位置２３０は、その場所がＸＹ平面における「ゼロ点」であることを示す位置である。設計値として、Ｘ軸ステージ２２を前記原点位置２２０からＸ方向にＸ０だけ動かした位置２２１で、かつＹ軸ステージ２３を前記原点位置２３０からＹ方向にＹ０だけ動かした位置２３１での、テーブル２５の設計上のテーブル中心位置２５０と、テーブル２５に載置されたウエーハ１０の設計上の中心位置１００と、検査カメラ３４の設計上の視野の中心位置３４０は一致しているものとする。
【００８８】
図５（ｂ）は、実際に製作された装置にウエーハが載置された状態おける、各部位置関係を示した平面図である。この時、θ方向の角度のずれは、既に補正され、ＸＹ方向の位置のずれのみが残った状態であることを示している。
【００８９】
実際に製作された装置において、Ｘ軸ステージ２２の原点位置２２０とＹ軸ステージ２３の原点位置２３０と、検査カメラ３４の実際に製作された装置に載設されている状態での視野３３１の中心位置３４１との距離は、公差によるずれがあるため、設計上の視野の中心位置３４０との距離とは一致していない。
【００９０】
Ｘ軸ステージ２２の原点位置２２０とＹ軸ステージ２３の原点位置２３０から、Ｘ軸ステージ２２をＸ方向にＸ１だけ動かした位置２２２で、かつＹ軸ステージ２３をＹ方向にＹ１だけ動かした位置２３２での、テーブル２５の実際のテーブル中心位置と、検査カメラ３４の実際の視野の中心位置３４１とが一致するとする。そうすると、検査カメラ３４の設計上の視野の中心位置３４０と、実際の視野の中心位置３４１との相対位置は、Ｘ方向にＸ１、Ｙ方向にＹ１、ずれていることになる。
【００９１】
実際にテーブル２５上に載置されるウエーハ１０の位置は、プリアライメント部７の位置決め精度や、搬送ロボット５１の搬送位置精度、さらには、ウエーハ１０をテーブル２５に載置する時の横滑りなどのずれが生じるため、ウエーハ１０の載置の度に変化し、定まらない。
【００９２】
そのため、実際のテーブル中心位置と、載置されたウエーハ１０の実際の中心位置１０１とは一致しない。そこで、ウエーハ１０に対する近似円を求めるために、ウエーハ１０の円周上を検査カメラ３４にて撮像し、画像処理用コンピュータ４３を用いて、得られたウエーハ１０の外形位置情報から、ウエーハ１０の実際の中心位置１０１を演算して算出する。
【００９３】
この時の、テーブル２５上のウエーハ１０の実際の中心位置１０１と、検査カメラ３４の実際の視野３３１の視野中心位置３４１とのずれを、Ｘ方向にＸ２、Ｙ方向にＹ２とする。
【００９４】
前記ずれ量Ｘ１，Ｙ１，Ｘ２，Ｙ２を、カメラ中心位置とウエーハ中心位置に関する機差補正データとして登録する。
【００９５】
［撮像光学ユニットの原点と合焦位置の機差］
機差の要因の一つとして、撮像光学ユニット３における、撮像光学ユニット駆動部３５の原点復帰時の原点位置と、対物レンズ３１の合焦位置との距離のずれを示すことができる。前記距離のずれは、前記原点位置が示すＺ方向の「ゼロ点」と、対物レンズ３１がウエーハ１０上に合焦する合焦位置までの距離のずれを意味する。
【００９６】
もし、合焦位置がずれて画像が鮮明でなくなると、正しい検査結果を得られないことになる。したがって、前記Ｚ方向の「ゼロ点」と合焦位置までの距離を合わせることは、ウエーハ１０上を観察して検査する場合に重要となる。しかし、前記原点位置と検査カメラ３４の合焦位置とに機差があると、ある装置では合焦位置の座標値であっても、他の装置で同じ座標値に移動指令を出したとしても、合焦しないことになる。
【００９７】
したがって、Ｚ方向の原点位置と検査カメラ３４の合焦位置との距離について、設計上の値と実際の値との差を算出し、撮像光学ユニット上下位置に関する機差補正データとして登録する必要がある。
【００９８】
図６は、本発明のウエーハ外観検査装置１における、撮像光学ユニット３と各部との位置関係を示した側面図である。図６（ａ）は設計上の各部位置関係を示している。
前記撮像光学ユニット駆動部３５の原点位置３５０は、その場所がＺ方向における「ゼロ点」であることを示す位置である。
【００９９】
設計値として、前記原点位置からＺ方向下向きにＺ０だけ撮像光学ユニット駆動部３５をを移動させたとき、対物レンズ３１は合焦し、この時の撮像光学ユニット駆動部３５の位置を設計上のレンズ合焦位置３１０とする。前記設計上のレンズ合焦位置３１０と、ウエーハの設計上の表面位置１００ｚとの距離をＤ０とする。
【０１００】
図６（ｂ）は、実際に製作された装置における、各部位置関係を示した側面図である。
実際に製作された装置において、設計上のレンズ合焦位置３１０と、ウエーハの実際の表面位置１０１ｚとの距離をＤ１とする。実際に製作された装置において、前記Ｄ０とＤ１とは公差によるずれがあるため、一致しない。したがって、前記撮像光学ユニット駆動部の原点位置３５０からＺ方向下向きにＺ０の距離だけ動いた、前記設計上のレンズ合焦位置３１０では合焦しない。
【０１０１】
ウエーハの実際の表面位置１０１ｚが、ウエーハの設計上の表面位置１００ｚに対して、Ｚ方向上向きにＺ１だけずれていたとする。この場合、実際のレンズ合焦位置３１１は、設計上のレンズ合焦位置３１０から、Ｚ方向上向きにＺ１の距離だけ動いた位置にある。つまり、Ｄ０とＤ１との差、Ｚ１が、撮像光学ユニット上下位置の機差となる。
【０１０２】
このＺ１は、対物レンズ３１を複数使用する場合、それぞれの対物レンズ３１毎で実際のレンズ合焦位置３１１が異なる。したがって、全ての対物レンズ３１の合焦位置について、設計上の値と実際の値との差を算出し、撮像光学ユニットの原点と合焦位置に関する機差補正データとして登録しておく。
【０１０３】
［対物レンズや光学系の観察倍率の機差］
機差の要因の一つとして、撮像時に用いる対物レンズ３１や光学系３３や検査カメラ３４における、実際の倍率及び縦横比を示すことができる。対物レンズ３１や光学系３３に用いられるレンズには、加工時や組立時の寸法誤差が含まれるため、設計上の倍率及び縦横比と実際の倍率及び縦横比とで、ずれが生じる場合がある。つまり、ある装置の検査カメラ３４で撮像した、ウエーハ１０上の既知寸法の基準マークを画像認識した場合の画素数と、他の装置で前記基準マークを画像認識した場合の画素数が一致しない場合がある。したがって、所定寸法を観察したときの、設計上の画素数と実際の画素数との差を算出し、観察倍率に関する機差補正データとして登録する必要がある。
【０１０４】
図７本発明のウエーハ外観検査装置における、光学系寸法と各部寸法との関係を示した平面図である。図７（ａ）は、設計上のウエーハ外観検査装置１において、撮像光学ユニット３を用いて既知寸法の前記寸法基準マーク１７を撮像した状態を示す平面図である。
【０１０５】
対物レンズ３１と光学系３３とは、それぞれ複数のレンズを用いられて構成されている場合が多いが、本説明ではそれぞれを１枚のレンズとして図化し、説明を行っている。
【０１０６】
まず、ウエーハ１０上にパターニングされている、既知寸法の前記寸法基準マーク１７を選ぶ。前記寸法基準マーク１７は、対物レンズ３１と光学系３３とを通して、検査カメラ３４の設計上の視野３３０ａ内に撮像された寸法基準マーク１７０として撮像されている。この時、ウエーハ上の設計上の視野３３０ｂは、図で示される範囲となる。
【０１０７】
前記寸法基準マーク１７の寸法は既知で、Ｘ方向の寸法をＭｘ０、Ｙ方向の寸法をＭｙ０とする。この時、前記視野３３０ａ内に撮像された寸法基準マーク１７０のＸ方向の画素数をＱｘ０、Ｙ方向の画素数をＱｙ０とする。
【０１０８】
また、Ｘ方向の画素分解能をαｘ０、Ｙ方向の画素分解能をαｙ０と定義すると、数式（１），（２）で示すことができる。
【０１０９】
【数１】
【０１１０】
【数２】
【０１１１】
前記画素分解能は、検査カメラ３４の撮像素子１画素に対する、被撮像物の設計上の寸法を意味する。
【０１１２】
図７（ｂ）は、実際のウエーハ外観検査装置１において、撮像光学ユニット３を用いて前記寸法基準マーク１７を撮像した状態を示す平面図である。
【０１１３】
ウエーハ１０上の前記寸法基準マーク１７は、対物レンズ３１と光学系３３とを通して、検査カメラ３４の実際の視野３３１ａ内に撮像された寸法基準マーク１７１として撮像されている。前記寸法基準マーク１７の寸法は既知で、Ｘ方向の寸法をＭｘ０、Ｙ方向の寸法をＭｙ０とする。この時、前記検査カメラ３４の実際の視野３３１ａ内に撮像された寸法基準マーク１７１のＸ方向の画素数をＱｘ１、Ｙ方向の画素数をＱｙ１とする。また、ウエーハ上の実際の視野３３１ｂは、図で示される範囲となる。
【０１１４】
寸法が未知のマーク１７ａのＸ方向の寸法をＭｘ２、Ｙ方向の寸法をＭｙ２とし、前記検査カメラ３４の実際の視野３３１ａ内に撮像された、寸法が未知のマーク１７ａの実際のＸ方向の画素数をＱｘ２、Ｙ方向の画素数をＱｙ２とすると、関係式は数式（３）〜（６）で示すことができる。
【０１１５】
【数１】
【０１１６】
【数２】
【０１１７】
【数３】
【０１１８】
【数４】
また、Ｘ方向の画素分解能をαｘ１、Ｙ方向の画素分解能をαｙ１と定義すると、数式（７），（８）で示すことができる。
【０１１９】
【数７】
【０１２０】
【数８】
【０１２１】
前記画素分解能は、検査カメラ３４の撮像素子１画素に対する、被撮像物の実際の寸法を意味する。この画素分解能は、対物レンズ３１や光学系３３の組み合わせで異なる。そのため、前記対物レンズ３１と前記光学系３３との全ての組み合わせにおいて、所定寸法を観察したときの、設計上の画素数と実際の画素数との差を算出し、観察倍率に関する機差補正データとして登録する。
【０１２２】
［照明用光源の明るさ設定値と輝度の機差］
機差の要因の一つとして、撮像に用いる光源における、光量調整用設定値と実際の輝度のずれを示すことができる。
【０１２３】
ウエーハ外観検査装置１では、照明用光源３６の明るさ設定を、制御用コンピュータ４１からのコントロール信号により行っている。制御用コンピュータ４１内では、前記コントロール信号は数値、つまりはディジタル信号であるため、機差を生じることはない。
【０１２４】
しかし、制御用コンピュータ４１から照明用光源３６に対して、もしくは照明用光源３６内の照明調光部に対しては、アナログ信号で明るさの制御される。また、明るさ制御のアナログ信号の値が同じであったとしても、照明個々のバラツキや、照明から対物レンズまでの光の透過率や、対物レンズから光学系を経て検査カメラまでの光の透過率により、装置毎に機差となる。したがって、複数のウエーハ外観検査装置１において、制御用コンピュータ４１で設定する明るさの設定値を同じにしても、実際の輝度には機差を生じる場合がある。
【０１２５】
そのため、所定の輝度を得るための設計上の設定値と実際の設定値との差を、予め基準となるウエーハを使用して、照明の明るさの設定値を徐々に変えながら実際の輝度を測定して算出し、輝度と設定値に関する機差補正データとして登録する必要がある。
【０１２６】
図８（ａ）は、照明用光源の明るさ設定値と、設計上の輝度の関係を示すグラフである。縦軸が輝度Ｂ、横軸が照明用光源の明るさ設定値Ａとなっている。
【０１２７】
暗点とする明るさ設定値ＤＡ０での設計上の輝度をＤＰ０、明点とする明るさ設定値ＢＡ０での設計上の輝度をＢＰ０とすると、照明用光源の明るさ設定値と、設計上の輝度とは、ＢＣ０で図示されるような、数式（９），（１０）で示される関係式となる。
【０１２８】
【数９】
【０１２９】
すなわち、
【０１３０】
【数１０】
【０１３１】
前記数式（１０）を用い、所望の輝度Ｂに対する、設計上の照明用光源の明るさ設定値Ａが算出できる。
【０１３２】
図８（ｂ）は、照明用光源の明るさ設定値と、実際の輝度の関係を示すグラフである。縦軸が輝度Ｂ、横軸が照明用光源の明るさ設定値Ａとなっている。
【０１３３】
暗点とする輝度ＤＰ０になるような実際の照明用光源の明るさ設定値はＤＡ１となり、明点とする輝度ＢＰ０になるような実際の照明用光源の明るさ設定値はＢＡ１となる。したがって、照明用光源の明るさ設定値と、実際の輝度とは、ＢＣ１で図示されるような、数式（１１），（１２）で示される関係式となる。
【０１３４】
【数１１】
【０１３５】
すなわち、
【０１３６】
【数１２】
【０１３７】
前記数式（１２）を用い、所望の輝度Ｂに対する、実際の照明用光源の明るさ設定値Ａを算出できる。
【０１３８】
前記数式（１０）,（１２）において、所望の輝度となる設計上の設定値と実際の設定値とのずれは、実際に製作した装置毎で異なり、機差となる。また、使用する対物レンズ３１や光学系３３、検査カメラ３４の組み合わせにより異なる。
【０１３９】
したがって、使用する対物レンズ３１や光学系３３、検査カメラ３４全ての組み合わせにおいて、所望の輝度に対する設計上の明るさ設定値と、実際の明るさ設定値との差を算出し、照明輝度に関する機差補正データとして登録する。
【０１４０】
前記の手順にしたがって、装置毎に機差を算出し、装置固有の機差補正データとして登録することで、ある装置で作成された検査条件データから、他の装置で使用可能な共通検査条件データが生成される。そして他の装置においては、前記機差補正データと前記共通検査条件データとから、その装置用の検査条件データが生成される。
【０１４１】
したがって、従来の装置で行っていたような、品種毎の検査条件データ作成を全ての装置で行う作業が不要となり、システムトラブルなどが発生した場合に行っていた検査条件データの再登録作業も不要となる。
【０１４２】
その結果、短時間で共通する複数品種の検査条件データを生成することが出来、個々にデータを作成し直す時間と労力を省くことができる。
【符号の説明】
【０１４３】
１ ウエーハ外観検査装置
２ 検査ステージ部
３ 撮像光学ユニット
４ 制御部
５ ウエーハ搬送部
１０ ウエーハ
１１ オリフラ
１２ アライメントマーク
１２ａ チップ毎のアライメントマーク
１３ 半導体チップ回路パターン
１４ 半導体チップ回路部
１５ 半導体チップ電極部
１６ 半導体チップ群
１７ 既知寸法の寸法基準マーク
１７ａ
２１ 装置ベース
２２ Ｘ軸ステージ
２３ Ｙ軸ステージ
２４ θ軸ステージ
２５ テーブル
３１ 対物レンズ
３２ レボルバー機構
３３ 光学系
３４ 検査カメラ
３５ 撮像光学ユニット駆動部
３６ 照明用光源
３７ 支柱部
４１ 制御用コンピュータ
４２ データ管理用コンピュータ
４３ 画像処理用コンピュータ
４４ａ 情報表示手段
４４ｂ 情報表示手段
４４ｃ 表示切替手段
４５ 情報入力手段
４５ａ 入力切替手段
４６ａ 情報記録媒体
４６ｂ 情報記録媒体
４６ｃ 情報記録媒体
４７ 外部装置とのデータアクセス手段
５１ ロボット
５２ ハンド部
６１ カセット
６２ カセット載置台
１００ ウエーハの設計上の中心位置
１０１ ウエーハの実際の中心位置
１００ｚ ウエーハの設計上の表面位置
１０１ｚ ウエーハの実際の表面位置
１７０ 検査カメラの設計上の視野内に撮像された寸法基準マーク
１７１ 検査カメラの実際の視野内に撮像された寸法基準マーク
２２０ Ｘ軸ステージの原点位置
２２１ Ｘ軸ステージを原点位置からＸ方向にＸ０だけ動かした位置
２２２ Ｘ軸ステージを原点位置からＸ方向にＸ１だけ動かした位置
２３０ Ｙ軸ステージの原点位置
２３１ Ｙ軸ステージを原点位置からＹ方向にＹ０だけ動かした位置
２３２ Ｙ軸ステージを原点位置からＹ方向にＹ１だけ動かした位置
２５０ 設計上のテーブル中心位置
３１０ 設計上のレンズ合焦位置
３１１ 実際のレンズ合焦位置
３３０ 検査カメラの設計上の視野
３３１ 検査カメラの実際の視野
３３０ａ 検査カメラの設計上の視野
３３１ａ 検査カメラの実際の視野
３３０ｂ 検査カメラの設計上の視野
３３１ｂ 検査カメラの実際の視野
３４０ 検査カメラの設計上の視野の中心位置
３４１ 検査カメラの実際の視野の中心位置
３５０ 撮像光学ユニット駆動部の原点位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハ上に形成された半導体チップの外観を検査する検査装置の検査条件データを生成するウエーハ検査条件生成方法であって、
同一の検査機能を有する複数台のウエーハ検査装置の検査条件データが、
各ウエーハ検査装置毎に設計値に対する機差を算出し、機差補正データを登録するステップと、
選択されたいずれかのウエーハ検査装置において、ウエーハを用いて検査条件データを作成するステップと、
前記検査条件データと、前記選択されたいずれかのウエーハ検査装置の前記機差補正データと、から共通検査条件データを生成するステップと、
前記共通検査条件データと、各ウエーハ検査装置毎の前記機差補正データと、から各ウエーハ検査装置毎の検査条件データを生成するステップと、
からなることを特徴とするウエーハ検査条件生成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、
前記機差補正データが、
少なくとも、
ウエーハ検査装置に設けられている、ウエーハを載置するテーブルの検査ステージの原点位置とウエーハを検査する検査カメラの中心位置および前記検査ステージに載置されたウエーハの中心位置との誤差データと、
ウエーハを検査する検査カメラの、合焦位置の誤差データと、
前記検査カメラに備えられているレンズの、観察倍率の誤差データと、
前記検査カメラに備えられている照明用光源の、所望輝度に対する設定値の誤差データのいずれかの誤差データを含む、
ウエーハ検査条件生成方法。
【請求項３】
ウエーハ上に形成された半導体チップの外観を検査する検査装置の検査条件データを生成するウエーハ検査システムであって、
同一の検査機能を有する複数台のウエーハ検査装置の検査条件データが、
各ウエーハ検査装置毎に設計値に対する機差を算出し、機差補正データを登録する、機差補正データ登録手段と、
選択されたいずれかのウエーハ検査装置において、ウエーハを用いて検査条件データを作成する、検査条件データ作成手段と、
前記検査条件データと、前記選択されたいずれかのウエーハ検査装置の前記機差補正データと、から共通検査条件データを生成する、共通検査条件データ生成手段と、
前記共通検査条件データと、各ウエーハ検査装置毎の前記機差補正データと、から各ウエーハ検査装置毎の検査条件データを生成する、検査条件データ生成手段、
を備えたことを特徴とするウエーハ検査システム。
【請求項４】
請求項３に記載の発明において、
前記機差補正データが、
少なくとも、
ウエーハ検査装置に設けられている、ウエーハを載置するテーブルの検査ステージの原点位置とウエーハを検査する検査カメラの中心位置および前記検査ステージに載置されたウエーハの中心位置との誤差データと、
ウエーハを検査する検査カメラの、合焦位置の誤差データと、
前記検査カメラに備えられているレンズの、観察倍率の誤差データと、
前記検査カメラに備えられている照明用光源の、所望輝度に対する設定値の誤差データのいずれかの誤差データを含む、
ウエーハ検査システム。
【請求項１】
ウエーハ上に形成された半導体チップの外観を検査する検査装置の検査条件データを生成するウエーハ検査条件生成方法であって、
同一の検査機能を有する複数台のウエーハ検査装置の検査条件データが、
各ウエーハ検査装置毎に設計値に対する機差を算出し、機差補正データを登録するステップと、
選択されたいずれかのウエーハ検査装置において、ウエーハを用いて検査条件データを作成するステップと、
前記検査条件データと、前記選択されたいずれかのウエーハ検査装置の前記機差補正データと、から共通検査条件データを生成するステップと、
前記共通検査条件データと、各ウエーハ検査装置毎の前記機差補正データと、から各ウエーハ検査装置毎の検査条件データを生成するステップと、
からなることを特徴とするウエーハ検査条件生成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、
前記機差補正データが、
少なくとも、
ウエーハ検査装置に設けられている、ウエーハを載置するテーブルの検査ステージの原点位置とウエーハを検査する検査カメラの中心位置および前記検査ステージに載置されたウエーハの中心位置との誤差データと、
ウエーハを検査する検査カメラの、合焦位置の誤差データと、
前記検査カメラに備えられているレンズの、観察倍率の誤差データと、
前記検査カメラに備えられている照明用光源の、所望輝度に対する設定値の誤差データのいずれかの誤差データを含む、
ウエーハ検査条件生成方法。
【請求項３】
ウエーハ上に形成された半導体チップの外観を検査する検査装置の検査条件データを生成するウエーハ検査システムであって、
同一の検査機能を有する複数台のウエーハ検査装置の検査条件データが、
各ウエーハ検査装置毎に設計値に対する機差を算出し、機差補正データを登録する、機差補正データ登録手段と、
選択されたいずれかのウエーハ検査装置において、ウエーハを用いて検査条件データを作成する、検査条件データ作成手段と、
前記検査条件データと、前記選択されたいずれかのウエーハ検査装置の前記機差補正データと、から共通検査条件データを生成する、共通検査条件データ生成手段と、
前記共通検査条件データと、各ウエーハ検査装置毎の前記機差補正データと、から各ウエーハ検査装置毎の検査条件データを生成する、検査条件データ生成手段、
を備えたことを特徴とするウエーハ検査システム。
【請求項４】
請求項３に記載の発明において、
前記機差補正データが、
少なくとも、
ウエーハ検査装置に設けられている、ウエーハを載置するテーブルの検査ステージの原点位置とウエーハを検査する検査カメラの中心位置および前記検査ステージに載置されたウエーハの中心位置との誤差データと、
ウエーハを検査する検査カメラの、合焦位置の誤差データと、
前記検査カメラに備えられているレンズの、観察倍率の誤差データと、
前記検査カメラに備えられている照明用光源の、所望輝度に対する設定値の誤差データのいずれかの誤差データを含む、
ウエーハ検査システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２３９０４１（Ｐ２０１０−２３９０４１Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８７４５６（Ｐ２００９−８７４５６）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
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