CN101000311A - 缺陷检查装置及缺陷检查方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够可靠地检测半导体晶片基板边缘部的缺陷的缺陷检查装置及缺陷检查方法。XY移动机构(5)具有：支承晶片(1)的支承部(12)、使该支承部(12)在X轴方向上移动的X轴移动机构(14)、使支承部(12)和X轴移动机构(14)在与X轴正交的Y轴方向上移动的Y轴移动机构(15)。支承部(12)具有支承晶片(1)的整个背面(1b)的圆板状支承台(13)，例如通过真空吸附来保持晶片(1)。由于通过支承部(13)至少支承晶片(1)背面(1b)的边缘部(1c)，所以能够抑制边缘部(1c)的振摆，能可靠地检测边缘部(1c)的缺陷。

Description

缺陷检查装置及缺陷检查方法

技术领域

本发明涉及检查半导体等基板的缺陷的技术，特别是涉及检查基板边缘部缺陷的缺陷检查装置和缺陷检查方法。

背景技术

目前，作为对在半导体晶片等基板的边缘部产生的缺陷进行检查的装置，具有如下的装置，该装置包括：吸附并保持晶片中央部的旋转工作台；对保持在旋转工作台上的晶片边缘部的图像进行摄像的摄像装置(例如参照专利文献1)。之所以如此地支承基板的中央部，是为了检查基板边缘部的表背两面的缺陷。

专利文献1：特表WO 03/028089号公报(图6)

但是，在欲以高分辨率图像详细地检查边缘部存在的缺陷时，必须使摄像装置非常接近基板的边缘，例如接近到100～300μm左右的距离。在这种情况下，如专利文献1那样保持基板中央部的结构就不能维持基板的形状和姿势，而有可能在使基板旋转时在边缘部至少产生上下方向的振摆，使物镜接触基板的边缘。另外，若边缘部产生振摆，则摄像装置的对焦也出现振摆，例如有操作者不能直接确认缺陷图像的问题。

发明内容

本发明是鉴于以上情况而研发的，其目的在于提供一种能够可靠地检测基板边缘部缺陷的缺陷检查装置及缺陷检查方法。

为了实现上述目的，本发明的缺陷检查装置包括：支承机构，其从基板的背面侧支承该基板的边缘部；检测仪器，其对在被所述支承机构支承的所述基板表面侧的所述边缘部上产生的缺陷进行检测；移动机构，其使被所述支承机构支承的所述基板与所述检测仪器相对移动。

本发明通过利用移动机构使基板与检测仪器相对移动来检测缺陷。此时，由于通过支承机构支承基板背面的边缘部，所以能抑制边缘部的振摆，并且能可靠地检测边缘部的缺陷。

本发明中，所述检测仪器是摄像仪器。通过使用摄像仪器而能得到人在视觉上可辨认的详细缺陷信息。

本发明中，所述移动机构具有XY移动机构，其使被所述支承机构支承的所述基板在与该基板的所述表面平行的面中，沿第一方向和与该第一方向正交的第二方向移动。本发明的所述支承机构是XY移动机构所具有的载物台。即，本发明中，通过现有的XY载物台来使基板移动而不需要设置新的支承基板边缘部的机构。

本发明中，所述XY移动机构具有插补部件，其使所述基板移动，以在所述面内坐标的多个点之间进行插补。两点之间的插补例如是直线状或曲线状插补为好。这样，例如在基板边缘部是曲线状的情况下，能够使基板沿该曲线状顺畅地移动，并且能够谋求提高缺陷的检测率和检测动作的高速化。

本发明的缺陷检查装置还包括：储存部件，其储存记载有所述基板上的第一坐标信息的缺陷明细表；坐标信息追记部件，其在所述被存入的缺陷明细表中追加记录与所述第一坐标信息不同的坐标信息、即相当于是所述边缘部的第二坐标信息；控制部件，其控制用所述检测仪器来对与所述追加记录的第二坐标信息相对应的所述边缘部产生的缺陷进行检测。第一坐标信息主要是基板表面上形成有电路元件的、被产品化的区域上的坐标信息。与此同样，通过将边缘部的座标信息作为第二坐标信息追加记录到缺陷明细表中，能够制作成比以往更加详细的缺陷明细表。本发明中，在第二坐标信息中既可以特别地追加记录容易产生缺陷的坐标，也可以追加记录边缘部整周的坐标信息。

本发明的缺陷检查装置还具备：缺陷信息追记部件，其在所述缺陷明细表中追加记录与所述检测机构检测出的缺陷相关的缺陷信息。“缺陷信息”例如是缺陷的种类、尺寸等。但并不限定于此，例如作为检测仪器而使用摄像仪器时也包含有缺陷的图像信息。

本发明中，所述基板是直径12英寸的半导体基板。本发明对于直径12英寸即直径约300mm的半导体基板特别有利。这是由于，像12英寸这样基板越大型化，在现有装置中边缘部的振摆量和翘曲量就越大，越难使摄像仪器接近边缘部。

本发明的缺陷检查方法包括如下的步骤：从基板的背面侧支承该基板的边缘部；使被支承的所述基板的所述边缘部与检测缺陷的检测仪器相对地接近；一边使所述边缘部与所述检测仪器相对移动，一边对所述基板表面侧的所述边缘部产生的缺陷进行检测。

本发明由于支承的是基板背面的边缘部，所以在检测缺陷时能抑制边缘部的振摆。

如上所述，根据本发明，能够可靠地检测出基板边缘部的缺陷。并且能高效率地检测缺陷并将其分类。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的缺陷检查装置的示意平面图；

图2是表示XY移动机构和摄像仪器的示意立体图；

图3是表示图1所示的缺陷检查装置的动作的流程图；

图4是晶片的平面图；

图5是表示由摄像仪器获取的多个图像范围的图；

图6是表示由摄像仪器获取的图像一例的图；

图7是表示本发明其他实施方式的缺陷检查装置结构的方框图；

图8是表示图7的缺陷检查装置的动作的流程图；

图9是表示从服务器计算机等送来的缺陷明细表的例子的图；

图10是表示追加记录有图9所示的缺陷明细表中没有的坐标的缺陷明细表的例子的图；

图11是表示追加记录有缺陷信息的缺陷明细表的例子的图；

图12是表示现有技术的缺陷检查单元的立体图，表示例如使用激光来检查缺陷的单元；

图13是图12所示的传感器单元的立体图。

附图标记说明

1：半导体晶片基板；1b：晶片的背面；1a：晶片的表面；1c：边缘部；5：XY移动机构；10、20：缺陷检查装置；11：摄像仪器；12：支承部；25：系统控制器；26：缺陷明细表存入部；31：坐标信息追记程序；32：缺陷信息追记程序

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

图1是表示本发明一实施方式的缺陷检查装置的示意平面图。

缺陷检查装置10具备：收纳半导体晶片基板1(以下单叫做晶片)的盒2；预定位器3；XY移动机构5；搬送机械手4；摄像仪器11(参照图2)。搬送机械手4在盒2、预定位器3和XY移动机构5之间搬送晶片1。预定位器3对于从搬送机械手4搬送来的晶片1进行晶片1平面内的旋转角度的粗调整(预定位)。

缺陷检查装置10例如处理8英寸、12英寸的晶片1，但也能处理上述尺寸之外大小的晶片1。盒2可以是打开型的也可以是密闭型的。盒2在图1所示的例中设置了两个，但也可以是一个，或是三个以上。搬送机械手4和预定位器3的数量也可以设置多个。

图2是表示XY移动机构5和作为检测缺陷的仪器的摄像仪器11的示意立体图。XY移动机构5包括：支承晶片1的支承部(支承机构)12；使该支承部12在X轴方向上移动的X轴移动机构14；使支承部12和X轴移动机构14在与X轴正交的Y轴方向上移动的Y轴移动机构15。

支承部12具有支承晶片1的整个背面1b的圆板状支承台13，例如通过真空吸附来保持晶片1。通过利用真空吸附的机构，确保在与晶片1的表面1a(或背面1b)垂直方向上的高位置精度。理想的是，支承台13支承晶片1的支承面的平面度极高，例如是1μm左右。但并不限定于1μm。另外，装夹方法并不限于真空吸附，也可以是机械夹具，但这时理想的是至少支承晶片1边缘部1c的结构。另外，支承部12也可设有使支承台13旋转的机构。

X轴移动机构14具有例如沿向图2中X轴方向延伸的导轨21移动的移动体16，移动体16在支承部12上相对地固定。Y轴移动机构15具有沿在Y轴方向上延伸的导轨22移动的移动体17，移动体17在导轨21上相对地固定。X轴移动机构14和Y轴移动机构15可通过未图示的带驱动机构、滚珠丝杠驱动机构、电磁线性电机驱动机构或是其他驱动机构来实现。

摄像仪器11是观察被支承部12支承的晶片1的边缘部1c产生的缺陷的仪器，其配置在支承台13的上部。摄像仪器11具有：例如用于得到放大像的光学部(例如包含物镜的透镜系统)8；对由光学部8放大的像进行摄像的摄像器件9等。摄像器件9例如使用CCD(Charge Coupled Device：电荷藕合器件)和CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)等器件，但也可以是其他方式。光学部8可通过未图示的升降机构进行升降，例如向晶片1表面1a侧的边缘部1c接近或从边缘部1c离开。不仅是升降机构，也可以进一步设置使光学部8在水平面内(X-Y平面内)移动的机构。另外，升降机构也可以设置在支承部12上，使晶片上下地升降。由摄像仪器11得到的图像被送到未图示的监视器以使操作者可观察到。

说明如上结构的缺陷检查装置10的动作。图3是表示其动作的流程图。

控制缺陷检查装置10动作的系统控制器例如首先把从未图示的其他检查装置(或是与之连接的计算机)或上位的服务器计算机等送来的缺陷明细表进行输入(步骤301)。缺陷明细表是被电子化了的文件，该缺陷明细表中记载有其他检查装置记载的有关缺陷的信息或其他信息。这样，本实施方式中的缺陷检查装置10大多与其他装置可通信地连接。但是，显然缺陷检查装置10也可以独立操作。

步骤301之后，搬送机械手4把晶片1从盒2取出来并把该晶片搬送到预定位器3(步骤302)。预定位器3进行晶片1的预定位(步骤303)。搬送机械手4把进行了预定位的晶片1搬送到XY移动机构5(步骤304)，晶片1由支承部12通过真空吸附而被保持。通过把晶片上的定点进行自动或手动夹持来进行精密地定位(步骤305)。

本实施方式的缺陷检查装置10能够选择由操作者手动检查缺陷的模式和由缺陷检查装置10自动检测缺陷的模式。由操作者手动操作时，操作者使用设置在缺陷检查装置10上的未图示的操作按钮或显示面板进行操作。

在操作者手动操作的情况下，首先，通过操作者的输入操作将摄像仪器11的光学部8移动到晶片1边缘部1c的起点处(步骤306-1)。具体说就是根据操作者的输入操作，缺陷检查装置10的未图示的系统控制器向XY移动机构5和摄像仪器11的升降机构等送出使光学部8向边缘部1c的起点相对移动的控制信号。此时，光学部8一直移动到非常接近晶片1的表面1a的边缘部1c的位置，其距离例如是100～300μm，但并不限于该范围，这要根据光学部8的焦距来决定。

“起点”例如是晶片1的边缘部1c中预先确定的、以X-Y平面内的坐标来表示，XY移动机构5根据该坐标信息使支承部12移动。起点例如也可以设定成是图4所示的晶片1的缺口1d，但并不限定于此。图4是晶片的平面图。晶片1的表面1a具有形成有电路元件而芯片化的产品区域及其以外的区域即边缘部1c。缺陷检查装置10是具有检测该边缘部1c产生的缺陷的功能的装置。作为缺陷，例如有边缘部1c的欠缺、保护层的脱落或是粒子附着等。若有边缘部1c的欠缺则应力会施加在整个晶片1上而导致晶片1破裂等。在保护层脱落的情况下，该脱落成为粒子的成因。另外，也可以通过晶片1的检查工序把边缘部1c的保护层除去之后再由缺陷检查装置10来检查边缘部1c。

在使光学部8向边缘部1c的起点移动时，通过操作者的输入操作并由XY移动机构5使支承台13开始旋转动作或沿边缘部1c移动动作(步骤307-1)。为了在支承台13旋转的情况下光学部8与边缘部1c的相对位置也不偏离，该支承台13的旋转动作是使旋转中心通过XY移动机构5在X轴方向和Y轴方向上被校正而实现的。另外，沿边缘部的移动是通过使支承台13以晶片1的中心为基准进行圆周移动而实现的。或者，也可以在晶片的X-Y平面内把可对晶片周围无间隙地依次摄像的缺陷坐标位置追加到缺陷明细表中，XY移动机构5沿该多个点移动(插补)地进行动作。

如上地，缺陷检查装置10通过摄像仪器11来观察边缘部1c，并得到晶片边缘部1c的放大图像(步骤308-1)。操作者例如一边通过监视器观察由摄像仪器11得到的图像一边检查缺陷，并根据需要通过摄像仪器11获取存在缺陷部分的图像，或图5所示的整周图像。被一个四方形A包围的范围是摄像仪器11的摄像范围，系统控制器将各个图像作为静止像而存储在未图示的存储部件中。当然系统控制器也可以把摄像仪器11得到的图像作为活动像而存储在未图示的存储介质中。

图6是表示摄像仪器11得到的图像6之一例的图。该例中比较大的粒子18附着在边缘部1c上，或边缘部1c产生欠缺19。线23表示例如保护层被除去的边界线，即图中线23左侧的部分表示了保护层残留的状态。线24是晶片1的最外周。上述产品区域1e多是没进入摄像仪器11的摄像范围A内的情况。

另一方面，在缺陷检查装置10自动检测缺陷的情况下，在所述步骤305之后，缺陷检查装置10的系统控制器向XY移动机构5或摄像仪器11的升降机构等送出使光学部8相对地向边缘部1c的起点移动的控制信号。由此，光学部8向边缘部1c的起点移动(步骤306-2)。在光学部8移动到边缘部1c的起点后，与手动操作情况相同，系统控制器向XY移动机构5送出控制信号以使支承台13开始旋转动作或沿边缘部1c开始移动动作，并依次对边缘部1c的图像进行摄像。这样，系统控制器从摄像的图像中检测缺陷并获取缺陷信息(步骤308-2)。这时缺陷被自动进行检测，该方法是公知的方法便可。例如考虑设定图像浓淡的阈值来检测缺陷的方法等。或者也可以是其他的方法。在检测出缺陷时，系统控制器根据需要将检测到的缺陷图像信息与预先保存的缺陷信息(典型缺陷图像等信息)进行比较，自动地判断缺陷的种类并分类(步骤309)。这是所谓的模式匹配。

在所述步骤308-1或步骤309之后，系统控制器将有关缺陷的信息，例如缺陷的图像、种类和尺寸等写入到从所述其他的检查装置或上位的服务器计算机等送来并输入的、被电子文件化了的缺陷明细表中。然后将其向外部的解析缺陷的缺陷解析系统输出(步骤310)。这样，本实施方式的缺陷检查装置10除了其他的检查装置或上位服务器计算机之外也多与缺陷解析系统等可通信地连接。

然后，晶片1被搬送机械手4从XY移动机构5取出并收纳在盒2中(步骤311)。另外，该步骤311的晶片1搬出工序不一定必须在步骤310之后，也可以与步骤310的动作时间带重叠。

如上，本实施方式的缺陷检查装置10由于通过支承部13至少支承晶片1背面1b的边缘部1c，所以能抑制边缘部1c的振摆，能可靠地检测边缘部1c的缺陷。特别是，通过使用现有的XY移动机构5，不需要设置支承晶片1边缘部1c的新机构。

本实施方式中，通过使用摄像仪器11作为缺陷检测用的仪器，能够得到人可视觉辨认的详细缺陷信息。

本实施方式中，在处理直径12英寸的晶片1的情况下是特别有利的。这是由于，晶片1像12英寸晶片这样越大型化，在现有装置中边缘部1c的振摆量和翘曲量就越大，越难使摄像仪器11接近边缘部1c。

图12是表示现有技术的缺陷检查单元的立体图，表示例如使用激光来检查缺陷的单元。该缺陷检查单元100具有保持晶片并进行旋转的旋转工作台101和光学传感器单元102。图13是表示该光学传感器单元102的立体图。光学传感器单元102例如在晶片1的边缘部1c的上下配置有两个。这些光学传感器单元102各自具有能使光在晶片1的径向进行扫描的发光部103和接受被晶片1的边缘部1c反射的光的受光部104。该缺陷检查单元100一边通过旋转工作台101使晶片1旋转一边从发光部103发出激光，根据受光部104接受的光强度等变化信息来进行缺陷的分类等。

但是，这种缺陷检查单元100由于不是像本发明上述实施方式的缺陷检查装置10那样支承晶片1整个背面1b的结构，所以边缘部1c的位置精度差，难以取得高倍率的高分辨率图像。

图7是表示本发明其他实施方式的缺陷检查装置结构的方框图。该例中的缺陷检查装置所具备的机械元件与图1所示缺陷检查装置10所具备的机械元件是相同的，故省略或简略其说明。

缺陷检查装置20具备：缺陷明细表存入部26、程序存储部28、系统控制器25和通信部27等。缺陷明细表存入部26存入所述的缺陷明细表。程序存储部28存储：例如将坐标信息追加记录到缺陷明细表中的坐标信息追记程序31和将与该坐标信息对应的晶片1坐标位置上发生的缺陷相关的信息进行追加记录的缺陷信息追记程序32等。具体说就是通过坐标信息追记程序31把从上位的服务器计算机或其他检查装置送来的缺陷明细表中未记载的坐标信息、例如晶片1边缘部1c的坐标信息进行追加记录。缺陷明细表存入部26和程序存储部28可使用上述的各种存储介质。通信部27与上述的服务器计算机或其他检查装置进行通信。系统控制器25统一控制缺陷检查装置20。

图8是表示缺陷检查装置20动作的流程图。与图3所示的情况相同，若系统控制器25输入缺陷明细表(步骤801)，则搬送机械手4把晶片1从盒2取出来并搬送到预定位器3(步骤802)。系统控制器25根据需要把希望的缺陷坐标追加记录到缺陷明细表中(步骤803)。这里所说的“缺陷坐标”不管在该座标上是否进行了缺陷检测，是晶片1表面1a的边缘部1c中整周的坐标，或是边缘部1c中一部分的坐标。在是追加记录边缘部1c的部分坐标的情况下，既可以是预先确定的坐标，也可以是随机的坐标。

图9是表示从服务器计算机或其他检查装置送来的缺陷明细表的例子的图。系统控制器25使用上述坐标信息追记程序31在缺陷明细表中，特别是在“缺陷信息”的“缺陷坐标”栏中追加记录晶片表面1a侧的边缘部1c的坐标信息。图10表示的是在“缺陷ID”中例如追加了“200～221”，在“缺陷坐标”栏中例如追加了3001(X坐标)、1325(Y坐标)、...状态的缺陷明细表。

在步骤803之后，与图3的情况相同，进行步骤804～步骤806的动作。在步骤806之后，系统控制器25根据步骤803所追加记录的缺陷明细表中的缺陷坐标而使光学部8移动到与该坐标对应的晶片1表面上的位置上(步骤807)。该步骤807与上述实施例同样，可以通过操作者的操作输入(通过手动)使光学部8移动，也可以自动地使光学部8移动。然后，XY移动机构5开始动作(步骤808)，系统控制器25通过摄像仪器11来检查与其坐标对应的晶片1边缘部1c的缺陷。系统控制器25获取缺陷图像并进行分类，使用上述的缺陷信息追记程序32把有关缺陷的信息追加记录到缺陷明细表中(步骤809)。图11表示的是把“小片号”、“缺陷尺寸”、“缺陷分类号”、“图像名”等进行了追加的缺陷明细表。该例中“缺陷尺寸”为零，表示没有缺陷。由于有时小片形成到晶片1的边缘部1c，所以对该小片进行编号。此时，形成在边缘部1c上的小片与通常的芯片的形状不同，因此不能产品化。

在步骤809之后，与图3所示的情况同样地是进行步骤810和步骤811。

如上所述，本实施方式的缺陷检查装置20追加记录原缺陷明细表中没有的任意坐标，并检查与该坐标对应的边缘部1c的缺陷，所以能制作比现有更详细的缺陷明细表。

本发明并不限于以上说明的实施方式，可进行各种变形。

支承台13也可以不支承晶片背面1b侧的中央部而仅支承边缘部。此时，支承台13也可以沿晶片1的外形而形成环状。另外，也可以考虑支承晶片1边缘部1c的多处，例如三处以上的结构。

上述实施例中的基板并不限于半导体晶片，也可以是液晶显示器等中使用的玻璃基板。

Claims (7)

1、一种缺陷检查装置，其特征在于，包括：

支承机构，其从基板的背面侧支承该基板的边缘部；

检测仪器，其对在被所述支承机构支承的所述基板表面侧的所述边缘部上产生的缺陷进行检测；

移动机构，其使被所述支承机构支承的所述基板与所述检测仪器相对移动。

2、如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述检测仪器是摄像仪器。

3、如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述移动机构具有XY移动机构，该XY移动机构使被所述支承机构支承的所述基板在与该基板所述表面平行的面中，沿第一方向和与该第一方向正交的第二方向移动。

4、如权利要求3所述的缺陷检查装置，其特征在于，所述XY移动机构具有插补部件，其使所述基板移动，以在所述面内的坐标的多个点之间进行插补。

5、如权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，还包括：

存入部件，其存入记载有所述基板上第一坐标信息的缺陷明细表；

坐标信息追记部件，其在所述被存入的缺陷明细表中追加记录与所述第一坐标信息不同的坐标信息、即相当于是所述边缘部的第二坐标信息；

控制部件，其控制用所述检测仪器来对与所述追加记录的第二坐标信息相对应的所述边缘部产生的缺陷进行检测。

6、如权利要求5所述的缺陷检查装置，其特征在于，还包括：

缺陷信息追记部件，其在所述缺陷明细表中追加记录与所述检测机构检测出的缺陷相关的缺陷信息。

7、一种缺陷检查方法，其特征在于，包括如下的步骤：

从基板的背面侧支承该基板的边缘部；

使被支承的所述基板的所述边缘部与检测缺陷的检测仪器相对地接近；

一边使所述边缘部与所述检测仪器相对移动，一边对所述基板表面侧的所述边缘部产生的缺陷进行检测。

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