外观检查装置的制作方法

专利名称：外观检查装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及检查晶片等基板的周缘部的外观的装置。本申请要求2006年9月29日提交的在先日本专利申请第2006 — 268479号的优先权，并在此援引其内容。
背景技术：
在半导体的制造工厂等中，在半导体晶片的周缘部有时产生作为缺 陷的伤痕和裂纹。如果对这种缺陷放置不管，则将成为在制造工序的中 途导致晶片破损的原因。并且，如果晶片开裂，则产生制造装置必须长 时间停止等损失。因此，近年来在制造工厂中正在采取检查晶片的周缘 部、査看在工艺中途产生的伤痕等缺陷，并根据需要回收晶片等对策。例如，关于自动检査晶片的周缘部的装置，有在日本特开2003 — 243465号公报中公开的装置。该检查装置在旋转载物台上放置晶片，在 使弹性体抵接晶片的圆周端面而限制晶片位置的状态下，取得周缘部的 全周图像并实施检查。在晶片的周缘部附近，在同一平面上配置有拍摄 晶片周缘部的上表面的摄像机、拍摄侧面的摄像机、和拍摄下表面的摄 像机。在拍摄周缘部时，在确定晶片的凹口位置后使晶片旋转，从各个 摄像机取得一圈的周缘部的图像。各个摄像机的图像通过摄像数据处理 部进行处理，去除凹口部分，自动进行缺陷提取处理。并且，在日本特表2004—518293号公报中公开了以下技术，以确认 周缘部的抗蚀剂去除为目的，不连续拍摄晶片的周缘部，而在对圆周方 向进行了等分的多个部位进行拍摄。例如，在圆周方向以60。间隔进行6 次拍摄，对各个图像进行分析。如果任一个图像的测定值偏离阈值，则 视为产生了抗蚀剂的去除不良。但是，如日本特开2003—243465号公报中所公开的那样，如果测试晶片的周缘部全周，则存在检查花费时间的问题。此外，在日本特表2004 一518293号公报中公开的技术中，以去除晶片周缘部的抗蚀剂时确认残 留抗蚀剂是否偏离晶片中心为目的，所以只确认沿圆周方向等分的检査 点即足以，但晶片的缺陷并不限于出现在圆周方向的等分处的位置。因 此，使用日本特表2004 — 518293号公报中公开的技术不能有效检查晶片 的周缘部伤痕。发明内容本发明就是鉴于上述情况而提出的，其主要目的在于，能够有效检 查晶片的周缘部。本发明提供一种按照预先设定的处方(recipe)进行晶片周缘部的外 观检查的外观检查装置，其特征在于，该外观检查装置具有将所述晶 片可自由旋转地进行保持的晶片保持部；取得所述晶片周缘部的放大像 的周缘摄像部；检查区域指定单元，其可以在设定处方时设定所述晶片 周缘部的检查位置的信息；以及控制部，其生成并登记用于检查通过所 述检查区域指定单元而设定的检查位置的处方，按照所登记的处方控制 所述晶片保持部和所述周缘摄像部，来进行检査。该外观检查装置可以仅对晶片周缘部的一部分进行检査。例如，在 晶片的直径约为30cm时，周缘部的周长约为lm。在以往的装置中经常 进行这样长区域的检查，而在本外观检查装置中可以只检査必要部分。 根据本发明，可以对晶片周缘部只检查必要部分，所以能够縮短检查时 间。在一定程度上根据经验等可知容易产生伤痕等的位置的情况下，如 果将这种部位指定为检查区域，则可以既縮短检查时间又能够可靠地发 现伤痕。


图1是表示本实施方式的外观检查装置的概要结构的图。图2是表示周缘摄像部的摄像机的配置示例的图。图3是表示设定检查条件的画面显示的一个例子的图。 图4是表示指定检查区域的画面显示的一个例子的图。 图5是说明在握持晶片时使用被握持部分的信息自动生成处方的情 况下，机械臂和外观检查装置以及晶片的配置的图。
具体实施方式
(第1实施方式)如图1所示，外观检查装置1具有被固定在未图示的框架等上的基座部2，在基座部2上安装有检查部3。检查部3具有用于放置作为检 査对象的晶片W的晶片保持部4;和接近晶片保持部4配置并取得晶片 W的周缘部图像的周缘摄像部5。晶片保持部4和周缘摄像部5由装置 控制部6控制。另外，除周缘摄像部5夕卜，还可以设置能够全面观察晶 片W的显微镜等表面检查部。晶片保持部4被固定在基座部2上，具有可以沿图1中X所示的水 平方向移动的X载物台11，在X载物台11上安装有可以沿与X轴垂直 的水平方向即Y轴移动的Y载物台12。另外，在Y载物台12上安装有 能够在与XY方向正交的高度方向沿Z方向移动的Z载物台13。由此， 晶片保持部4可以使晶片W相对于周缘摄像部5进行三维相对移动。另 外，在Z载物台13上设有旋转部14。旋转部14具有可以绕Z轴旋转的 旋转轴15。各个载物台11 13和旋转轴15的驱动使用伺服电机、滚珠 丝杠、减速机构进行。驱动源可以使用步进电机、线性电机。在旋转轴 15的上端设有旋转板16。在旋转板16的上表面设有通过真空吸附来保 持晶片W的未图示的吸附部。周缘摄像部5由固定在基座部2上的臂部21支撑着。周缘摄像部5 在侧视时大致呈C字形状，具有可以收容晶片W的周缘部的凹部22,并 设有可以拍摄晶片W的周缘部的摄像机。图2表示采用三个摄像机方式 的周缘摄像部的一个例子。摄像机包括可以拍摄晶片W的周缘部上表面 的第一摄像机25、可以拍摄晶片W的周缘部侧面的第二摄像机26、和 可以拍摄晶片W的周缘部下表面的第三摄像机27。各个摄像机25 27 具有CCD (Charge Coupled Device,电荷耦合元件)等摄像元件28和带
聚焦功能的变焦透镜29，通过在光轴上设置半透半反镜30，构成为可以 使用照明装置31进行同轴照明。另外，摄像机的数量可以任意变更为1 个或5个等。在只使用1个摄像机时，通过可自由移动地支撑摄像机从 而可以变更摄像位置，或者一直使从摄像机到晶片端面的观察位置之间 的距离固定，而借助可动式反射镜可以变更摄像位置。照明装置31不限 于同轴照明，也可以在离开摄像机25 27的位置设置一个或多个。照明 装置31优选能够以明视场观察周缘部。图1所示的装置控制部6进行晶片保持部4的各个载物台11 13和 旋转部14的驱动控制、吸附用的抽真空控制、周缘摄像部5的各个摄像 机25 27的变焦调整、聚焦调整、照明装置31的调光、各个摄像机25 27的图像信号接收。例如，利用电机的驱动电路和控制抽真空用的阀门 开闭的驱动电路等构成。另外，装置控制部6也与计算机41连接。计算机41 (控制装置)是连接有鼠标42和键盘43等输入装置、及 显示各种设定和周缘部图像的监视器44的通用计算机。鼠标42、键盘 43、监视器44是检査者可以操作的界面。计算机41具有连接装置控制 部6和鼠标42、键盘43、监视器44的I/0 (Input/Output，输入/输出) 装置45、控制部46、和存储处方等的数据的存储装置47。控制部46由 CPU (中央运算装置)等构成，根据功能可以划分为按照处方实施检查 的检查控制部51、和进行处方登记的处方登记部52。另外，计算机41 可以安装在外观检查装置1上，也可以与装置分开设置。还可以利用计 算机41和装置控制部6形成一个控制装置。在此，图3表示监视器44的画面显示的一例。该画面成为设定检查 条件用的检查条件设定部。作为检查条件设定部提供的检查条件设定画 面70具有表示观察位置的观察位置图像71、可以按照每个项目输入检查 条件的设定部72。观察位置图像71在相当于晶片W的图像71A的周缘 部上利用箭头表示摄像机25 27的观察。箭头显示有5个，表示可以从 5个方向进行观察的情况，但在只可从3个方向观察时，不显示不能观察 的方向的箭头。并且，设有观察角度的输入部71B，在此输入数值后， 即选择该角度的摄像机25 27。
设定部72在画面上从上到下排列显示有摄像机25 27的倍率的输 入部72A、焦点位置的输入部72B、晶片W的旋转速度的输入部72C、 同轴照明的光量的输入部72D、其他照明的光量的输入部72E、 Z方向位 置的输入部72F、以及摄像机25 27的快门速度的输入部72G。这些输 入部72A 72G可以从键盘43输入数值。并且，图4表示监视器44的画面显示的另一示例。在本实施方式中， 该画面和鼠标42、键盘43等构成设定圆周方向的观察位置的检查区域指 定单元。在监视器44上所提供的检査区域指定画面80具有利用图形表 示圆周方向的观察区域的显示部81、和设定观察区域的输入部82。显示 部81显示相当于晶片W的圆板上的图像81A，并设有与晶片W的凹口 对应的缺口81B。另外，重叠显示有由输入部82设定的观察区域。在图 4中，如沿着外圆周的箭头Al所示，从凹口起逆时针旋转90。的区域是 观察区域。并且，如观察区域中的外圆周上的点P所示，示出以15。的相 等间隔进行6处摄像的情况。输入部82具有从步进、连续、指定位置三种摄像方式中选择一种的 选择部83。所说"步进"是指以晶片W的中心为基准在圆周方向每隔预 定的步进角进行摄像的摄像方式。另外，角度设定以凹口的形成位置为 基准，在显示部81上逆时针地指定相对晶片中心的圆周方向的角度。在 晶片具有定位边(orientation flat)时，相当于定位边的图形显示在显示 部81上，以该位置为基准指定角度。在利用选择部83选择了 "步进" 时，利用步进的条件输入部84输入观察范围84A和步进角84B。例如， 在将观察范围设定为0 卯。、将步进角设为15°时，生成在以凹口为基准 的从起点0°到终点90。的范围内每隔15。进行摄像的处方(recipe)。并且，在利用选择部83选择了 "连续"时，利用"连续"的条件输 入部85输入观察范围85A和旋转速度85B。例如，在将观察范围设定为 0 90°、将旋转速度设为预定值时，生成使得晶片W以设定的旋转速度 旋转，并在以凹口为起点的卯。范围内连续摄像的处方。在利用选择部83选择了 "指定位置"时，利用"指定位置"的条件 输入部86输入观察位置86A和观察范围86B。例如，在将观察位置设定 为120°、将观察范围设为5。时，设定摄像机25 27的倍率等，使得在相 对中心土5。的范围内拍摄一次，生成对以凹口为起点逆时针旋转了 120° 的位置拍摄一次的处方。另外，检查位置即观察范围和点可以设定为多个。例如，在设定0 90。的观察范围后，再设定180 270°时，可以对两个区域依序进行检查。下面，说明该实施方式的作用。首先设定处方。处方用于确定摄像机25 27的变焦、聚焦、照明、 晶片W的旋转速度等各种条件，以便可以可靠地取得预定位置的周缘部 的图像，装置控制部6按照该处方向X载物台11等输出指令信号。在图 3所示的检査条件设定画面70下设定摄像机25 27等的条件，另外在图 4所示的检査区域指定画面下设定摄像方式和摄像位置。由此生成的处方 通过处方登记部52而存储在存储装置47中。在进行检査时，晶片W利用机械臂等搬运过来。晶片W利用未图 示的校准装置校准并检测出凹口位置后，将晶片W的中心对准旋转板16 的旋转中心，将凹口方向存储为基准方向进行放置。通过装置控制部6 使吸附部对晶片W的背面中心附近进行真空吸附。另外，也可以将本发明的外观检查装置兼用作校准装置。 一旦将晶 片放置在旋转板16上后，使晶片旋转，同时利用摄像机25进行摄像， 检测凹口位置和偏心量，再次利用机械臂重新进行放置，以使旋转板16 的中心与晶片W的中心一致，由此将不需要专用的校准装置。对定位放置在晶片保持部4上的晶片W，按照预先登记的处方进行 周缘部的检査。计算机41从存储装置47读入由检查者选择的处方，使 检查控制部51执行。晶片W以规定速度旋转，以在检查区域指定画面 80下设定的摄像方式和摄像位置下，摄像机25 27取得周缘部的图像， 并显示在监视器44上。调整晶片保持部4的XYZ，以使周缘部的图像显 示在监视器44的大致中央，所以检査者能够目视确认监视器44来检查 有无伤痕等缺陷。例如，在利用检査区域指定画面80的选择部83选择了 "步进"，并 登记了将观察范围设为0 90°、将步进角设为15。的处方时，在使晶片W 从凹口位置旋转15。后的位置进行一次摄像，将其放大像显示在监视器44上。并且，在沿圆周方向旋转15。后的位置再次进行摄像，将其放大 像显示在监视器44上。以后，每当旋转15。时摄像一次，并在到达90° 的位置停止。并且，在利用检査区域指定画面80的选择部83选择了 "连续"，并 登记了将观察范围设为0 90。的处方时，在晶片W以所设定的旋转速度 从凹口位置旋转90。的期间内，摄像机25 27连续进行摄像，并显示在 监视器44上。并且在到达90。的位置停止。在利用检查区域指定画面80的选择部83选择"指定位置"，并登记 了将观察位置设为60°、将观察范围设为±5°的处方时，在晶片W从凹口 位置旋转60。后的位置处摄像一次，并显示在监视器44上。在显示于监 视器44的图像上，包含以60。的位置为中心的相当于圆周方向土5。的图像。 在结束该摄像后停止。并且，在指定了两个以上的检查位置时，重复所述处理。根据所登 记的处方的内容，有时会重复相同摄像方式，有时依次实施"步进"和 "连续"。在指定"步进"、"连续"、"指定位置"的其他组合并登记了处 方时，按照该处方中登记的摄像方式和顺序进行检查。在能够对预定的检查位置检查有无缺陷时，使晶片W的旋转停止， 在解除吸附后，利用机械臂搬出晶片W。在该实施方式中，可以将利用摄像机25 27摄像的位置指定为圆周 方向的任意范围和点，所以不需要沿着整个圆周摄像。根据制造装置和 工序、晶片的类型等，在根据过去的检查结果统计等能够凭借经验确定 容易产生伤痕等缺陷部的位置时，将该位置预先存储在存储装置47中， 在生成处方时适当读出并显示在监视器44的画面上，以该显示为参考指 定检查区域，由此可以更高精度地检查有无伤痕，所以能够縮短检查时 间。并且，与沿着全周取得图像的情况相比，可以减少进行图像处理的 数据量，所以能够减轻带给计算机41的负担。检査者指定的观察范围和观察位置示意地显示在检查区域指定画面 80上，所以容易掌握效果，可以縮短设定所需时间。
(第2实施方式)该实施方式的主要特征在于，可以使用预先登记的数据自动设定观 察范围和位置。另外，外观检查装置的结构与第l实施方式相同。作为预先登记的数据，可以列举表示将晶片W搬运到晶片保持部4 上的机械臂把持晶片W的部分的位置和范围的数据。例如图5所示，将 晶片W从晶片盒91搬运到外观检查装置1上的装置92的机械臂93利 用两个固定式保持部93A、 93B和一个移动式保持部93C夹持晶片W， 在这种情况下，在晶片W中受到来自保持部93A 93C的力的被保持部 Wl形成3处。该被保持部W1是与把持的部分的接触部，是受到外力的 部分，所以相比其他部分容易产生伤痕和异物附着等缺陷。被保持部Wl的圆周方向的长度是根据机械臂93的保持部93A 93C的形状而确定的已知值。并且，由于机械臂93和晶片保持部4的配 置固定，所以被保持部Wl的位置例如像图5中的虚拟线所示的晶片W 的3处被保持部Wl的配置那样成为大致一定的位置。因此，可以根据 机械臂93保持晶片W的保持位置的信息、以及机械臂93和晶片保持部 4的配置，来运算将晶片W放置在晶片保持部4上时的被保持部Wl的 位置。这样运算出的被保持部Wl的位置和大小的数据被预先登记在计 算机41的存储装置47中。另外，与该被保持部Wl相关的数据，可以由检査者观察把持部的 设计数据或实测数据，并利用鼠标42点击显示在监视器44上的与图4 所示相同的把持位置指定用画面的晶片形状的边缘来生成，也可以使用 键盘43输入距凹口的角度等数值来生成。并且，计算机42也可以覆盖 (overlay)显示机械臂93的保持部93A 93C的设计图的CAD数据， 使检查者可以观看着监视器图像来指定被把持部Wl的位置。并且，还 可以设计自动检测被把持部Wl的位置的功能。处方登记部52使用该数据自动生成只检查配置有被把持部Wl的区 域的处方，并登记在存储装置47中。在进行检查时，按照该处方检查被 把持部Wl有无伤痕。例如，根据机械臂93的形状、搬运装置92的配置等，按照以保持
在晶片保持部4上的晶片W的中心为基准的圆周方向的角度，将被保持部Wl配置在从晶片保持部的基准位置起逆时针旋转的30°、 150°、 270° 这三个位置，在进行这种运算时，使晶片W旋转，依次取得上述3点的 图像并显示在监视器44上。基准位置有时未必与晶片W的凹口位置一 致，但也可以进行使凹口位置成为基准位置的运算。另外，与第1实施方式相同，如果使本发明的外观检査装置构成为 兼作校准装置，则可以检测凹口位置，可以容易地以该凹口位置为基准 检测出保持位置。在此，在机械臂93等的布局变更时，登记在存储装置47中的数据 被更新。数据也可以不保存在存储装置47中，而利用其他计算机生成， 或者使用公知的通信单元取得存储的数据。此外，在晶片处理装置等的晶片制造生产线内进行检査时，也可以 登记把持晶片W的周缘部的所有装置的把持位置，经常进行校准，并经 常在以凹口位置为基准的一定的旋转角度位置进行把持。在该实施方式中，可以使用预先保有的数据自动地仅对晶片W被机 械臂93所保持的位置进行检査。与检査周缘部全周的情况相比，可以縮 短检查时间。并且，由于自动进行处方的生成，所以作业容易。另外，本发明不限于上述实施方式，可以得到广泛应用。例如，晶片保持部4能够使晶片W沿XYZ三方向移动，并使晶片 W旋转即可，并不限于实施方式的结构。此外，也可以不使晶片W沿 XYZ移动，而将周缘摄像部5放置在X载物台、Y载物台、Z载物台上， 并使其沿XYZ三方向移动。另外，还可以将沿XYZ中的至少一个方向 移动的机构设在晶片保持部4侦ij，将沿其余两个方向移动的机构设在周 缘摄像部5侧。
权利要求
1.一种外观检查装置(1)，其按照预先设定的处方进行晶片(W)周缘部的外观检查，该外观检查装置(1)具有将所述晶片可自由旋转地进行保持的晶片保持部(4)；取得所述晶片的周缘部的放大像的周缘摄像部(5)；检查区域指定单元，其可在设定处方时设定晶片周缘部的检查位置的信息；以及控制部(51)，其生成并登记用于检查由所述检查区域指定单元所设定的检查位置的处方，按照所登记的处方控制所述晶片保持部和所述周缘摄像部，来进行检查。
2. 根据权利要求l所述的外观检查装置，所述检查区域指定单元可以对将要检查的范围，以相对晶片中心的圆周方向的角度来分别输入起 点和终点，而且起点和终点的角度是以晶片的凹口或定位边的位置为基 准的角度。
3. 根据权利要求l所述的外观检查装置，所述检查区域指定单元可以以相对晶片中心的圆周方向的角度来指定将要检查的范围，并且能够 在该范围内以预定的角度间隔来指定观察位置。
4. 根据权利要求l所述的外观检查装置，所述控制部具有取入将所述晶片搬运到所述晶片保持部的搬运装置的设计数据的功能。
5. 根据权利要求4所述的外观检查装置，所述检査区域指定单元可 以使用所述搬运装置的设计数据来指定检查区域。
6. 根据权利要求5所述的外观检查装置，所述检査区域指定单元在 指定检査区域时，对所述搬运装置的设计数据进行覆盖显示。
7. 根据权利要求l所述的外观检查装置，所述控制部根据将所述晶 片搬运到所述晶片保持部的搬运装置保持晶片的位置信息，来生成设定 有晶片周缘部的检查位置的处方。
8. 根据权利要求7所述的外观检查装置，所述控制部通过通信单元 从具有检查区域指定单元的其他控制装置取得所述搬运装置保持所述晶 片的位置信息。
9. 根据权利要求4所述的外观检查装置，所述搬运装置通过进行用 于夹持所述晶片的把持来进行搬运。
10. 根据权利要求1所述的外观检查装置，其具有存储部，该存储 部对根据过去的检查结果统计出的产生缺陷较多的位置进行登记，并可 以在生成处方时读出该位置信息。
全文摘要
本发明涉及一种外观检查装置，其能够有效检查晶片周缘部。该外观检查装置通过使检查区域指定画面(81)显示在监视器上，由此可以对晶片周缘部的任意区域进行检查。检查区域指定画面(81)具有显示观察范围的显示部(81)和设定观察区域的输入部(82)。在输入部(82)中，可以选择步进、连续、指定位置中的任一种观察方式，按照此处设定的条件登记处方，并实施检查。
文档编号G01N21/892GK101153852SQ20071016166
公开日2008年4月2日 申请日期2007年9月27日 优先权日2006年9月29日
发明者小室考广 申请人:奥林巴斯株式会社