(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察試料を載置する載置台を揺動傾斜させる揺動傾斜手段を有する外観検査装置において、観察者が手動により傾斜操作できるジョイスティックと、観察者が操作するジョイスティックの動作を検出する検出手段と、該ジョイスティックの動作に対応させて前記揺動傾斜手段を動作させる手動制御手段と、該ジョイスティックを操作したときの前記揺動傾斜手段の動作信号を時間と対応させて記憶し、記憶された動作信号を処理してジョイスティック操作時の前記揺動傾斜手段の動作を再現させる制御情報を得る制御情報作成手段と、スタート信号に基づいて前記制御情報により前記揺動傾斜手段を動作させる自動制御手段と、を有することを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
請求項１の制御情報作成手段は、前記ジョイスティックの傾斜操作及び前記検出手段によって得られる複数箇所の揺動傾斜情報を補間する補間手段を備えることを特徴とする外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハ等の試料表面の外観を検査する外観検査装置に係り、殊に試料表面に照明光を照射してその表面の欠陥等を目視により検査するマクロ検査に好適な装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体ウェハ等の試料表面に照明光を照射し、試料表面の膜圧むらや傷等を目視によりマクロ的に観察する外観検査装置が知られている。外観検査は、大量のウェハを短時間で精度良く行うことが要求されるため、ウェハ１枚にかける検査を効率的に行うことが重要である。
この種の外観検査装置には、ウェハを載置台に載置し、この載置台を傾斜させると共にウェハの観察面を変化させて外観を検査する傾斜公転方式のものが知られている。この傾斜公転方式により載置台を揺動傾斜させる機構としては、ジョイスティックの操作によって載置台に載置されたウェハを自在に揺動傾斜させる手動機構のものと、載置台が予め設定された揺動傾斜を行うように動作する自動機構のものとがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような手動機構及び自動機構のものには、いずれも次のような欠点があった。
手動機構のものはオペレータ自身が検査に必要な揺動動作を行って検査できるので、余分な動きをさせることなく、ウェハ１枚あたりの検査を効率的に行うことができるが、多量のウェハを検査するにはオペレータへの負担、特にジョイスティックを操作する手（ひじ、手首）等への負担が大きい。
また、自動機構のものは、予め設定された揺動傾斜と公転の動きにより自動的にウェハが揺動動作されるのでオペレータの操作に対する負担はないが、常に揺動傾斜等の動作が一定であるとオペレータが望まない余分な動きが含まれることもあり、必ずしも効率的に検査ができるとは限らなかった。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、オペレータに掛かる負担をなるべく軽減させると共に、それぞれのオペレータが望むウェハの動きを実現させて効率良く検査を行うことができる外観検査装置を提供することを技術課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述した課題を解決するために、以下に示す構成を備えることを特徴とする。
（１）  観察試料を載置する載置台を揺動傾斜させる揺動傾斜手段を有する外観検査装置において、観察者が手動により傾斜操作できるジョイスティックと、観察者が操作するジョイスティックの動作を検出する検出手段と、該ジョイスティックの動作に対応させて前記揺動傾斜手段を動作させる手動制御手段と、該ジョイスティックを操作したときの前記揺動傾斜手段の動作信号を時間と対応させて記憶し、記憶された動作信号を処理してジョイスティック操作時の前記揺動傾斜手段の動作を再現させる制御情報を得る制御情報作成手段と、スタート信号に基づいて前記制御情報により前記揺動傾斜手段を動作させる自動制御手段と、を有することを特徴とする。
（２）  （１）の制御情報作成手段は、前記ジョイスティックの傾斜操作及び前記検出手段によって得られる複数箇所の揺動傾斜情報を補間する補間手段を備えることを特徴とする。
【０００６】
【実施例】
本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
全体の構成
図１は実施例の装置の概略構成を示す図である。
１は複数枚のウェハ２を収納するキャリアであり、ウェハ２はキャリア１内の両側面に設けられた棚に１枚ずつ収納される。キャリア１は図示なきロ−ダ−機構により本体部３に対して上下動する。
【０００７】
４はエアピンセットであり、キャリア１に収納されたウェハ２を後述するマクロステージ５まで搬送を行う。エアピンセット４は、マクロステージ５が上昇したときに接触しないように略Ｕ字形をしており、中央部分の空隙にマクロステージ５が位置するようになっている。なお、エアピンセット４にはウェハの脱落を防止するための吸着用の孔が複数設けられている。この詳細については本出願人による特開平２−６３１３５号「試料吸着装置」を参照されたい。
【０００８】
５は搬送されたウェハ２を載置し揺動傾斜するためのマクロステージである。マクロステージ５はその載置面に複数の孔が設けられており、この孔は図示なき真空チューブ、吸着ソレノイドにつながっている。吸着ソレノイドが駆動することによって、孔内の空気は真空チューブへと吸い出され孔内は略真空状態となり、ウェハは載置面に吸着される。このようにして、ウェハを真空吸着することによりウェハがマクロステージ５から脱落することを防いでいる。
【０００９】
６はマクロステージ５をオペレータが手動操作で駆動させるときに使用するジョイスティックであり、マクロステージ５はジョイスティック６の動きに合わせて動作する。７はジョイスティック６の頂部に設けられた記憶スイッチであり、自動モ−ドでのマクロステージ５の動作を装置に記憶させるときに使用する（後述する）。
【００１０】
８は装置に指令するための各種スイッチの配置された操作パネルである。９はマクロステージ５に載置されたウェハに照明光を投光する照明ユニットである。この照明ユニットは種々のフィルタ（グリーン、イエロー、偏光板等）を持ち、検査工程の種類に応じて選択的に使用される。
要部の構成
【００１１】
要部の構成
［ジョイスティック機構］
図２はジョイスティック６の機構を説明する図である。
３０はジョイスティック６の操作ノブ３１を支持する支持軸である。支持軸３０の中間は、固定ブロック３２に設けられた自在回転節機構（図示せず）により、点Ａを中心に自在な方向に回転できるように支持されている。３３はＸ揺動板であり、２つの側面板３３ａの上部が固定ブロック３２に回動自在に取り付けられるている。Ｘ揺動板３３の底板３３ｂにはＸ方向と直交する開口溝３３ｃが設けられており、この開口溝３３ｃに支持軸３０の下方部が挿通している。また、片方の側面板３３ａの下端には固定ブロック３２との取り付け部を中心とした円弧を持つギヤ部が形成されており、このギヤ部にＸ軸エンコーダ３５の回転軸に取り付けられたギヤ３６が噛み合っている。これらの構成により操作ノブ３１の操作によって支持軸３０が揺動すると、Ｘ揺動板は固定ブロック３２との取り付け部を中心にしてＸ方向に揺れ動き、その揺動量がＸ軸エンコーダ３５によって検出される。
【００１２】
３７はＹ揺動板であり、Ｙ揺動板３７はＸ揺動板と方向のみを異にして同様に構成され、底板３７ｂに設けられた開口溝３７ｃに支持軸３０の下方部が挿通している。支持軸３０の揺動により、Ｙ揺動板３７は固定ブロック３２との取り付け部を中心にしてＹ方向に揺れ動き、その揺動量がＹ軸エンコーダ３９によって検出される。
【００１３】
［マクロステージの揺動機構］
図３はマクロステージ５の揺動機構を説明する図である。
ウェハを載置するための載置台４０は支持軸４１に固定されている。支持軸４１は、Ｘ方向揺動部材４２に取り付けられた回転節機構４３により、点Ｂを支点としてＹ方向に回転自在に保持されている。４４はＸ方向揺動部材４２の底板４２ａに固定されたＹ軸モ−タであり、Ｙ軸モ−タ４４の後部回転軸にはＹ軸エンコーダ４５が取り付けられている。Ｙ軸モ−タ４４の前部回転軸には軸４６が取り付けられており、軸４６の他端には支持軸４１を軸方向に摺動自在に保持するスライド部材４７が回動自在に取り付けられている。これにより、Ｙ軸モ−タ４４を回転させると、支持軸４１は回転節機構４３を支点としてＹ方向に揺動する。Ｙ軸エンコーダ４５はＹ軸モ−タ４４の回転を検出する。
【００１４】
Ｘ方向揺動部材４２は、後述するマクロステージ上下移動機構６３の上下動支柱５０に回転節機構４３の部分を回動支点（点Ｃ）として回動可能に取り付けられている。Ｘ方向揺動部材４２の底板４２ａの下端部には、点Ｃを中心とした円弧を持つギヤ部が形成されており、このギヤ部にＸ軸モ−タ４８の回転軸に取り付けられたギヤ４９が噛合している。これにより、Ｘ軸モ−タ４８が回転すると、支持軸４１はＸ方向揺動部材４２とともに点Ｃを支点としてＸ方向に揺動する。５１はＸ軸モ−タ４８に取り付けられたＸ軸エンコーダであり、Ｘ軸モ−タ４８の回転を検出する。
【００１５】
［操作パネル］
図４は操作パネルに配置されているスイッチ類を示す図である。１１は装置を駆動させるためのスタートスイッチ、１２は抜取段指定スイッチである。抜取段指定スイッチ１２は、キャリア２内に収納されているウェハの中から特定のウェハを抜取り指定するときに使用する。１３および１４は判定スイッチであり、１３が合格スイッチ、１４が不合格スイッチである。１５はモード切換えスイッチであり、ジョイスティック６の手動操作によりマクロステージ５を揺動する手動モードと、メモリに記憶させた揺動情報に基づいてマクロステージ５を揺動する自動モードとを切換えることができる。１６はＬＥＤであり、自動モード時に点灯し、手動モード時には消灯する。１７は再度同じウェハを検査するときに使用するリム−ブスイッチである。この他、操作パネルにはマクロステージ５の動作を一時停止させるためのストップボタンや、検査位置にあるウェハがキャリアの何段目のものかを表示するためのウェハ段数表示用ウィンドウ等を設けても構わない。
【００１６】
以上のような構成を備える装置において、その動作を図５の制御系ブロック図を使用して説明する。なお、装置はジョイスティック６の手動操作による手動モ−ドと、メモリに記憶した情報に基づいて自動的にマクロステージ５を揺動する自動モ−ドとが選択できるが、ここでは自動モ−ド時におけるマクロステ−ジ５の揺動動作を、オペレ−タ自身が装置に記憶させる動作を中心に説明する。
【００１７】
まず、モード切換えスイッチ１５により手動モ−ドを選択し、スタートスイッチ１１を押して装置を作動させる。スタートスイッチ１１の入力信号により、制御回路６０はロ−ダ−機構６１を作動させてキャリア１を上下動させる。キャリア１のセット後の最初のスタ−ト信号では、制御回路５０は、キャリア１内の最下段のウェハがエアピンセット４により取り出せる位置になるようにロ−ダ−機構６１を駆動制御する。キャリア１が適切な位置になると、エアピンセット駆動機構６２を作動させ、エアピンセット４によりキャリア２内のウェハを吸着してマクロステージ５まで搬送させる（この段階では、マクロステージ５はエアピンセットに干渉しない最も下降した高さにある）。マクロステージ５の位置まで来ると、エアピンセット４は移動を停止し、ウェハの吸着を解除する。次に、制御回路６０はマクロステージ上下移動機構６３を作動してマクロステージ５を上昇させ、ウェハと同じ高さになったときにウェハを真空吸着する。その後、ウェハを吸着したマクロステージ５の載置台４０は、さらにウェハの揺動傾斜に十分な所定の高さ位置まで上昇する。
【００１８】
マクロステージ４が所定の高さ位置で停止したら、オペレ−タはジョイスティック６の操作を開始する。このとき、記憶スイッチ７を押しながらジョイスティック６の操作する。ジョイスティック６のＸ方向の動きＸ軸エンコーダ３５に、Ｙ方向の動きＹ軸エンコーダ３９により検出され、それぞれの検出信号は制御回路６０に入力される。制御回路６０は入力された信号に基づいて、マクロステージ５のＸ軸モ−タ４８、Ｙ軸モ−タ４４をそれぞれ回転駆動する。Ｘ軸モ−タ４８、Ｙ軸モ−タ４４の駆動により、マクロステージ５の支持軸４１は各方向に揺動し、マクロステージ５上のウェハはジョイスティック６の操作に合わせて揺動傾斜する。この揺動位置は、各モ−タに取り付けられたＸ軸エンコーダ５１及びＹ軸エンコ−ダ４５により検出され、制御回路６０は記憶スイッチ５からの信号が入力されている間は、検出された揺動位置を所定の時間間隔（例えば、０．１秒間隔）でメモリ６４に記憶していく。制御回路６０は更に各揺動位置に円滑に移行させるための各位置情報の補間を行い、これらの情報を揺動制御情報として記憶する。
【００１９】
メモリ６４に記憶されたマクロステージ５の揺動動作は、操作パネルに配置されたリムーブスイッチにより確認することができる。制御回路６０は補間されたした揺動制御情報に基づいてＸ軸モ−タ４８、Ｙ軸モ−タ４４をそれぞれ駆動制御してマクロステージ５を動作させる。これにより、ジョイスティック６で動作させたときとほぼ同様なマクロステージ５の揺動動作を再現することができる。揺動動作が良好でないときは、再度記憶スイッチ７を押しながらのジョイスティック６の操作を行い、揺動制御情報の書き換えを行う。
【００２０】
なお、マクロステージ上のウェハは判定スイッチの合格スイッチ１３を押すことにより、マクロステージ５が下降した後吸着を解除し、エアピンセット４が作動してキャリア１の元の位置に戻される。不合格スイッチ１４を押した場合は、マクロステージ５は水平になり、その場で吸着を解除する。オペレータは不良と判断したウェハを手で取り除くことができる。
【００２１】
以上のようにして、ジョイスティック６によるマクロステージ５の揺動動作を記憶させると、検査者は自動モ−ドを選択することにより、この記憶した揺動動作による検査をすることができる。自動モードでは搬送されてきたウェハがマクロステージ５に配置されると、揺動制御情報に基づいてマクロステージ５を動作させる。その後マクロステージ５を水平にしてオペレータからの合否の指示を待つ（もう１度同じウェハを検査したい時にはリムーブスイッチを押すことによって、再び検査することができる）。判定スイッチを押した後、スタートスイッチ１１を押すことによって次の段のウェハ、あるいは抜取段指定スイッチ１２により指定されたウェハを同様の動作によって検査することができる。
【００２２】
このようにオペレータ自身がマクロステージ５の揺動制御情報を記憶させることができるため、観察に不要な部分は早く、観察に必要な部分は遅くする等、オペレータの所望する動作を組み込むことができる。したがって、これを自動モ−ドでの動作に反映させて、余分な動きをさせることなく、早いスル−プットの検査とオペレータの負担軽減を図ることができる。また、各種の検査工程ごとに、適切な揺動動作を記憶させることができる。
【００２３】
以上の実施例では、一回のジョイスティック６の操作により揺動制御情報を得るものとしたが、複数回の操作の情報を平均処理する等、実際の検査工程における自然な動作に近付けることもできる。
また、マクロステージ５の揺動位置を所定の時間間隔でメモリに記憶させているが、揺動位置と時間を別個に入力させるようにしてもよいし、検査に不可欠な領域の数箇所の揺動情報を得て、その位置間の補間情報を計算することでもよい。後者の場合には、オペレ−タは必要な位置での記憶入力を確認しながら行うことができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、装置に余分な動きをさせることなく、効率の良い検査とオペレータの負担軽減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例である外観検査装置の概略図である。
【図２】本実施例の装置のジョイスティック機構を説明する図である
【図３】本実施例の装置のマクロステージの揺動機構を説明する図である。
【図４】本実施例の装置の操作パネルに配置されているスイッチ類を示す図である。
【図５】本実施例の装置の制御系ブロック図を示す図である。
【符号の説明】
２  ウェハ
５  マクロステ−ジ
６  ジョイスティック
７  記憶スイッチ
８  操作パネル
３５  Ｘ軸エンコーダ
３９  Ｙ軸エンコーダ
４４  Ｙ軸モ−タ
４８  Ｘ軸モ−タ
６０  制御部
６４  メモリ
【図１】
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【図４】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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