(57)【要約】【課題】ステージに搭載される被検査対象物の搭載位置に関する誤差量を短時間で取得することが可能な検査装置および検査方法を提供する。【解決手段】例えば、ステージ上に搭載された半導体ウエハＷＦの側面と対向する位置かつそれぞれ異なる位置に複数の距離計測センサ（計測器）ＬＳＥＮｗ１〜ＬＳＥＮｗ３，ＬＳＥＮｎ１，ＬＳＥＮｎ２を配置する。各距離計測センサ（計測器）は、ＷＦの側面に向けて電磁波を照射し、その反射波を検出することで、対応する側面との間の距離をそれぞれ計測する。ＬＳＥＮｗ１〜ＬＳＥＮｗ３の計測結果によってＷＦの搭載位置に関する偏芯誤差量が算出され、ノッチＮＣを計測対象とするＬＳＥＮｎ１，ＬＳＥＮｎ２の計測結果によってＷＦの搭載位置に関する回転誤差量が算出される。【選択図】図３
2014092489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査対象物の裏面が接触するように前記被検査対象物が搭載されるステージと、
前記被検査対象物の前記ステージ上での搭載位置を計測する複数の計測器と、
前記複数の計測器の計測結果を用いて処理を行う情報処理部とを備え、
前記被検査対象物は、前記ステージ上の予め定められた目標位置に搭載され、
前記複数の計測器は、前記ステージ上に搭載された前記被検査対象物の側面と対向する位置かつそれぞれ異なる位置に配置され、前記被検査対象物の側面に向けて電磁波を照射し、前記被検査対象物の側面からの反射波を検出することで、前記被検査対象物の側面との間の距離をそれぞれ計測し、
前記情報処理部は、前記複数の計測器からの計測結果に基づいて、前記ステージ上での前記被検査対象物の搭載位置を認識し、前記搭載位置の前記目標位置からの誤差量を算出する検査装置。
【請求項２】
請求項１記載の検査装置において、
前記被検査対象物は、半導体ウエハであり、
前記複数の計測器は、前記半導体ウエハを表面から見た場合に、前記半導体ウエハの外周の外側の位置で、前記半導体ウエハの回転方向において所定の角度刻みで配置される第１〜第３計測器を含む検査装置。
【請求項３】
請求項２記載の検査装置において、
前記複数の計測器は、さらに、前記半導体ウエハが備えるノッチ内の２辺を計測対象として設けられる第４および第５計測器を備え、
前記第４計測器は、前記２辺中の一辺の側面と対向する位置に配置され、当該一辺の側面との間の距離を計測し、
前記第５計測器は、前記２辺中の他の一辺の側面と対向する位置に配置され、当該他の一辺の側面との間の距離を計測する検査装置。
【請求項４】
請求項３記載の検査装置において、
前記情報処理部は、前記第１〜第３計測器の計測結果によって前記半導体ウエハの中心座標の誤差量を算出し、前記第４および第５計測器の計測結果によって前記半導体ウエハの回転方向の誤差量を算出する検査装置。
【請求項５】
請求項４記載の検査装置において、さらに、
前記ステージ上に搭載された前記半導体ウエハの表面に向けてレーザ光を照射し、前記半導体ウエハの表面からの散乱光を観測することで前記半導体ウエハの表面に存在する異物又は欠陥の有無ならびに当該異物又は欠陥の座標を検出する異物検出部を備え、
前記情報処理部は、前記異物検出部からの前記異物又は欠陥の座標を前記算出した誤差量に基づいて補正し、当該補正後の座標を出力する検査装置。
【請求項６】
被検査対象物の裏面が接触するように前記被検査対象物をステージ上に搭載する第１ステップと、
前記被検査対象物の前記ステージ上での搭載位置を計測する第２ステップと、
前記第２ステップでの計測結果を用いて処理を行う第３ステップとを備え、
前記第１ステップでは、前記被検査対象物が前記ステージ上の予め定められた目標位置に搭載され、
前記第２ステップでは、前記ステージ上に搭載された前記被検査対象物の側面に向けて電磁波が照射され、前記被検査対象物の側面からの反射波が検出されることで、前記被検査対象物の側面との間の距離がそれぞれ計測され、
前記第３ステップでは、前記第２ステップでの計測結果に基づいて前記ステージ上での前記被検査対象物の搭載位置が認識され、前記搭載位置の前記目標位置からの誤差量が算出される検査方法。
【請求項７】
請求項６記載の検査方法において、
前記被検査対象物は、半導体ウエハであり、
前記第２ステップでは、前記半導体ウエハの側面のそれぞれ異なる３箇所以上に前記電磁波が照射される検査方法。
【請求項８】
請求項７記載の検査方法において、
前記第２ステップは、さらに、前記半導体ウエハが備えるノッチ内の２辺の側面にそれぞれ電磁波が照射される検査方法。
【請求項９】
請求項８記載の検査方法において、
前記第３ステップでは、前記半導体ウエハの中心座標の誤差量と、前記半導体ウエハの回転方向の誤差量とが算出される検査方法。
【請求項１０】
請求項９記載の検査方法において、さらに、
前記ステージ上に搭載された前記半導体ウエハの表面に向けてレーザ光が照射され、前記半導体ウエハの表面からの散乱光を観測することで前記半導体ウエハの表面に存在する異物又は欠陥の有無ならびに当該異物又は欠陥の座標が検出される第４ステップを備え、
前記第３ステップでは、前記第４ステップで検出された前記異物又は欠陥の座標が前記第３ステップで算出された誤差量に基づいて補正され、当該補正後の座標が出力される検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置および検査方法に関し、例えば、半導体ウエハの表面に存在する異物・欠陥分布情報をレーザ光を用いて調べる表面検査装置および表面検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、半導体ウエハを回転台に搭載した際の搭載位置に関し、その搭載位置の回転方向の誤差量を検出し、当該誤差量を補正する位置決め装置が示されている。当該位置決め装置は、回転台に搭載された半導体ウエハの外周の垂直方向において、半導体ウエハの表面側および裏面側の一方に光源を他方に受光素子を備える。そして、当該位置決め装置は、半導体ウエハを回転させながら受光素子の光量を観測し、その変化量からオリフラやノッチの位置を検出することで回転方向の誤差量を検出し、この誤差量を相殺するように回転台を回転させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２０４３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、半導体デバイスの各製造工程で半導体ウエハの表面にある異物や欠陥のサイズと位置情報の分布を得る検査が必要とされている。このような検査で用いられるのが表面検査装置である。表面検査装置では、半導体ウエハにおける異物・欠陥の位置情報を正確に得るために、回転台に搭載された半導体ウエハの偏芯誤差量と回転誤差量を検出することが重要である。例えば、回転台および半導体ウエハの各面内において、中心点を原点とし、当該原点を起点として互いに直交するｘ軸とｙ軸を定めた場合、半導体ウエハは、回転台を基準として、理想的には、原点が一致し、ｘ軸（又はｙ軸）が所定の角度（例えば０°）をなすように回転台上に搭載される。この場合、偏芯誤差量とは、回転台の原点と半導体ウエハの原点の誤差量を意味し、回転誤差量とは、回転台のｘ軸（又はｙ軸）と半導体ウエハのｘ軸（又はｙ軸）がなす角度の理想状態（例えば０°）からの誤差量（すなわち回転方向の誤差量）を意味する。
【０００５】
こうした中、例えば、特許文献１には、回転誤差量を検出する技術が示されている。しかしながら、当該技術では、回転誤差量を検出するため、回転台を介して半導体ウエハを一回転させる必要がある。半導体ウエハを一回転させるためには、例えば、２〜３秒程度の時間が必要とされる。このように、当該技術では、ステージ（例えば回転台）に搭載された半導体ウエハの搭載位置に関する誤差量を取得するのに時間を要し、その結果、表面検査装置のスループットが低下する恐れがある。
【０００６】
本発明は、このようなことを鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、ステージに搭載される被検査対象物の搭載位置に関する誤差量を短時間で取得することが可能な検査装置および検査方法を提供することにある。本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【０００８】
本実施の形態による検査装置は、被検査対象物の裏面が接触するように被検査対象物が搭載されるステージと、被検査対象物のステージ上での搭載位置を計測する複数の計測器と、当該複数の計測器の計測結果を用いて処理を行う情報処理部とを備える。被検査対象物は、ステージ上の予め定められた目標位置に搭載される。複数の計測器は、ステージ上に搭載された被検査対象物の側面と対向する位置かつそれぞれ異なる位置に配置され、被検査対象物の側面に向けて電磁波を照射し、その反射波を検出することで、被検査対象物の側面との間の距離をそれぞれ計測する。情報処理部は、複数の計測器からの計測結果に基づいて、ステージ上での被検査対象物の搭載位置を認識し、当該搭載位置の目標位置からの誤差量を算出する。
【発明の効果】
【０００９】
本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すると、ステージに搭載される被検査対象物の搭載位置に関する誤差量を短時間で取得することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１による検査装置において、その概略構成例を示す上面図である。
【図２】図１の検査装置において、その検査部の検査原点周りの詳細な構成例を示す側面図である。
【図３】図１の検査装置において、その検査部のアライメント原点周りの詳細な構成例を示す上面図である。
【図４】図３における各距離計測センサ（計測器）と半導体ウエハとの配置関係の一例を示す断面図である。
【図５】図３において偏芯誤差量を計測する距離計測センサ（計測器）の測定原理の一例を示す説明図である。
【図６】図３において回転誤差量を計測する距離計測センサ（計測器）の測定原理の一例を示す説明図である。
【図７】図１の検査装置における主要な動作例を示すフロー図である。
【図８】図７における偏芯誤差量、回転誤差量の算出と検査結果の補正に伴う処理内容の一例を示す説明図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、図８に続く処理内容の一例を示す説明図である。
【図１０】図９に続く処理内容の一例を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態２による検査装置において、図１の検査部のアライメント原点周りの詳細な構成例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【００１２】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１４】
（実施の形態１）
《検査装置の概略構成》
図１は、本発明の実施の形態１による検査装置において、その概略構成例を示す上面図である。図１に示す検査装置は、例えば半導体ウエハＷＦの表面における異物・欠陥の有無を検査する表面検査装置であり、複数のローダ部ＬＤと、搬送部（ハンドリング部）ＨＤＵと、検査部ＭＥＳＵを備える。ローダ部ＬＤは、複数の半導体ウエハＷＦが格納されたウエハ格納容器（ウエハポッド）ＷＦＰを設置する。搬送部ＨＤＵは、アームを持つウエハ搬送ロボットＨＲと、プリアライメント部ＰＡＬを備える。
【００１５】
ウエハ搬送ロボットＨＲは、ローダ部ＬＤのウエハ格納容器ＷＦＰ内から半導体ウエハＷＦを取り出し、それをプリアライメント部ＰＡＬに搬送し、ＰＡＬ上に搭載する。プリアライメント部ＰＡＬは、前述した半導体ウエハＷＦの偏芯誤差量と回転誤差量をゼロに近づけることを目的としてＷＦの位置を調整する。プリアライメント部ＰＡＬ上で位置が調整された半導体ウエハＷＦは、再びウエハ搬送ロボットＨＲによって取り出され、検査部ＭＥＳＵの挿入口まで搬送される。
【００１６】
検査部ＭＥＳＵは、搭載ステージＳＴＧと、制御部ＣＴＬＵを備える。ウエハ搬送ロボットＨＲは、前述したように、プリアライメント部ＰＡＬからの半導体ウエハＷＦを検査部ＭＥＳＵの挿入口まで搬送したのち、搭載ステージＳＴＧ上に備わったウエハ保持機構ＨＭ上に搭載する。この際に、ウエハ保持機構ＨＭは、その中心がアライメント原点ＡＰと一致する位置となるように予め搭載ステージＳＴＧ上を移動している。ウエハ搬送ロボットＨＲは、プリアライメント部ＰＡＬで位置が調整された半導体ウエハＷＦを予め定まった一定の動作でウエハ保持機構ＨＭ上に搭載する。
【００１７】
したがって、仮に、プリアライメント部ＰＡＬでの位置調整に誤差が無く、かつＨＲの動作にも誤差が無ければ、ウエハ保持機構ＨＭに搭載された半導体ウエハＷＦの搭載ステージＳＴＧに対する偏芯誤差量と回転誤差量はゼロとなる。ただし、現実的にはある程度の誤差が存在し、例えば、偏芯誤差量として数十μｍ程度、回転誤差量として０．５°程度が存在する場合がある。そこで、このアライメント原点ＡＰでは、偏芯誤差量と回転誤差量の計測が行われ、詳細は後述するが、この際の計測方式が本実施の形態の主要な特徴となっている。
【００１８】
アライメント原点ＡＰにおいて偏芯誤差量と回転誤差量が計測された半導体ウエハＷＦは、ウエハ保持機構ＨＭに搭載されたまま、搭載ステージＳＴＧ上の搬送機構を用いて検査原点ＭＰに向けて所定の方向（ここではｘ軸方向とする）に搬送される。その後、検査部ＭＥＳＵは、検査原点ＭＰを起点として、半導体ウエハＷＦを適宜回転させたり、ｘ軸方向へ適宜移動させながらＷＦの表面全体を検査し、ＷＦの表面に存在する異物・欠陥を検出する。表面検査が行われた半導体ウエハＷＦは、搭載ステージＳＴＧ上の搬送機構を用いて搬送部ＨＤＵに向けて搬送され、ウエハ搬送ロボットＨＲによって取り出されたのちウエハ格納容器ＷＦＰ内に格納される。
【００１９】
制御部ＣＴＬＵは、情報処理部ＩＰＵと、ステージ制御部ＳＣＴＬＵと、検査制御部ＭＣＴＬＵを備える。ステージ制御部ＳＣＴＬＵは、搭載ステージＳＴＧ上で半導体ウエハＷＦの移動や回転を制御する。検査制御部ＭＣＴＬＵは、アライメント原点ＡＰで誤差を計測する際の計測機構の制御や、検査原点ＭＰで半導体ウエハＷＦの表面を検査する際の検査機構の制御を行う。情報処理部ＩＰＵは、この計測機構からの計測結果や検査機構からの検査結果を受けて所定の処理を行う。また、制御部ＣＴＬＵは、例えばパーソナルコンピュータ等の端末ＴＭと通信回線を介して接続される。端末ＴＭは、例えば、制御部ＣＴＬＵに対して検査の指示を与えたり、あるいは、ＣＴＬＵから検査結果を取得し、その表示等を行う。
【００２０】
このように、表面検査装置では、アライメント原点ＡＰにおける偏芯誤差量と回転誤差量の計測と、検査原点ＭＰにおける表面検査とが行われるため、表面検査装置のスループットを向上させるためには、表面検査の検査時間に加えて偏芯誤差量と回転誤差量の計測時間を短縮することが求められる。そこで、後述する本実施の形態の計測方式を用いることが有益となる。なお、本実施の形態では、半導体ウエハＷＦを被検査対象物とする表面検査装置を例として説明するが、必ずしもこれに限定されるものではなく、正確な座標の特定が必要な様々な検査装置に対して適用可能である。例えば、液晶パネルのガラス基板や太陽電池パネル等を被検査対象物とする検査装置に対しても同様に適用が可能である。
【００２１】
《表面検査機構の詳細》
図２は、図１の検査装置において、その検査部の検査原点ＭＰ周りの詳細な構成例を示す側面図である。図２に示す検査部は、搭載ステージＳＴＧと、ＳＴＧ上の搬送機構となるＸステージＸＳＴＧと、ＳＴＧ上のウエハ回転機構となる回転ステージθＳＴＧと、ウエハ保持機構ＨＭと、レーザ光照射部ＬＳＯＴと、複数の散乱光検出部ＬＳＤＴと、制御部ＣＴＬＵを備える。ＸステージＸＳＴＧは、図１でも述べたように、搭載ステージＳＴＧ上でｘ軸方向に移動する機構を持つ。回転ステージθＳＴＧは、ＸステージＸＳＴＧ上に設置され、ｚ軸を軸としてｘｙ平面上で回転する機構を持つ。ウエハ保持機構ＨＭは、回転ステージθＳＴＧ上に設置され、半導体ウエハＷＦの裏面が接触するようにＷＦを搭載し、当該ＷＦを保持する。制御部ＣＴＬＵ内のステージ制御部ＳＣＴＬＵは、予め定まったプログラム処理等に基づき、ＸステージＸＳＴＧや回転ステージθＳＴＧの動作を適宜制御する。
【００２２】
搭載ステージＳＴＧ、ＸステージＸＳＴＧ、回転ステージθＳＴＧ、およびウエハ保持機構ＨＭは、全体として、半導体ウエハＷＦが搭載される１個のステージとみなすことができる。この場合、当該ステージは、図１からも判るように、搭載された半導体ウエハＷＦを、当該ステージ上の所定の（ｘ，ｙ）座標（図１のアライメント原点ＡＰや検査原点ＭＰ等）に移動させる機構や、ｘｙ平面上で回転させる機構などを持つ。
【００２３】
レーザ光照射部ＬＳＯＴは、ウエハ保持機構ＨＭ上に搭載された半導体ウエハＷＦの表面に向けてレーザ光を照射する。各散乱光検出部ＬＳＤＴは、レーザ光の照射によって生じる散乱光を観測する。制御部ＣＴＬＵ内の検査制御部ＭＣＴＬＵは、予め定まったプログラム処理等に基づき、レーザ光照射部ＬＳＯＴや散乱光検出部ＬＳＤＴの動作を適宜制御する。制御部ＣＴＬＵ内の情報処理部ＩＰＵは、ステージ制御部ＳＣＴＬＵを介して得られる半導体ウエハＷＦの（ｘ，ｙ）座標やｘｙ平面上での回転座標（θ）と、各座標における散乱光検出部ＬＳＤＴでの観測結果に基づいて、ＷＦの表面に存在する異物又は欠陥の有無を検出し、当該異物又は欠陥の座標や大きさを算出する。このように、レーザ光照射部ＬＳＯＴ、散乱光検出部ＬＳＤＴ、および制御部ＣＴＬＵは、異物・欠陥検出部として機能する。なお、レーザ光照射部ＬＳＯＴや散乱光検出部ＬＳＤＴの設置数や設置箇所は、勿論、図２に限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。
【００２４】
《ウエハ搭載位置の計測機構の詳細》
図３は、図１の検査装置において、その検査部のアライメント原点ＡＰ周りの詳細な構成例を示す上面図である。図３において、半導体ウエハＷＦは、座標の基準点を表すために形成されるノッチＮＣを備えている。ノッチＮＣは、半導体ウエハＷＦの外周の一部を扇型に加工したものであり、ＷＦの外周から内側に向けて延びる２辺を備えている。そして、当該半導体ウエハＷＦは、搭載ステージＳＴＧ（図１）上に、アライメント原点ＡＰを中心点の目標位置とし、かつ、ノッチＮＣがｙ軸対象となる位置をＮＣの目標位置として搭載される。
【００２５】
図３に示す検査部は、このような半導体ウエハＷＦを計測対象として、その外周の外側に配置された複数の距離計測センサ（計測器）ＬＳＥＮｗ１〜ＬＳＥＮｗ３，ＬＳＥＮｎ１，ＬＳＥＮｎ２を備えている。距離計測センサＬＳＥＮｗ１〜ＬＳＥＮｗ３は、例えば、当該半導体ウエハの回転方向（周回方向）において所定の角度刻み（ここでは１２０°刻み）で配置され、アライメント原点ＡＰまでの距離が等距離となるように配置される。ＬＳＥＮｗ１は、ｙ軸上で半導体ウエハＷＦを挟んでノッチＮＣと対向する側に配置され、そこから反時計回りに１２０°刻みでＬＳＥＮｗ２，ＬＳＥＮｗ３が順に配置される。ＬＳＥＮｗ１〜ＬＳＥＮｗ３は、それぞれ、半導体ウエハＷＦの外周までの距離（または基準の距離からの変位量）Ｌｗ１〜Ｌｗ３を計測することで、ＷＦの中心点のアライメント原点ＡＰからの誤差（偏芯誤差量）を検出する。
【００２６】
距離計測センサＬＳＥＮｎ１，ＬＳＥＮｎ２は、半導体ウエハＷＦが備えるノッチＮＣ内の２辺を計測対象として設けられ、ｙ軸を基準としたＮＣの回転誤差量（すなわちＷＦの回転方向（周回方向）の誤差量）を検出する。ＬＳＥＮｎ１は、ノッチＮＣの２辺中の一辺までの距離（または基準の距離からの変位量）Ｌｎ１を計測し、ＬＳＥＮｎ２は、ＮＣの２辺中の他の一辺までの距離（または基準の距離からの変位量）Ｌｎ２を計測する。基準の距離からの変位量とは、半導体ウエハＷＦがアライメント原点ＡＰを中心とする座標軸（ｘｙ平面）上に誤差無く搭載された場合に得られる距離を基準とした変位量であり、実質的には距離と等価である。
【００２７】
図４は、図３における各距離計測センサ（計測器）と半導体ウエハとの配置関係の一例を示す断面図である。図４に示すように、各距離計測センサ（計測器）ＬＳＥＮ（ＬＳＥＮｗ１〜ＬＳＥＮｗ３，ＬＳＥＮｎ１，ＬＳＥＮｎ２）は、例えばｘｙ平面上で、それぞれ、半導体ウエハＷＦの側面と対向する位置に配置される。各距離計測センサ（計測器）ＬＳＥＮは、半導体ウエハＷＦの側面に向けて電磁波を照射し当該側面からの反射波を検出することで、当該側面との間の距離Ｌを計測する。各距離計測センサ（計測器）ＬＳＥＮは、代表的には、レーザ光等の電磁波を用いて基準の距離からの変位量を計測する。特に限定はされないが、例えば、三角測量を応用した反射型のレーザ変位センサ等を用いれば、１μｍ以下の精度で基準の距離からの変位量を測定できる。なお、半導体ウエハＷＦの厚さＨは、例えば、５００μｍ〜１０００μｍ等である。また、各距離計測センサ（計測器）は、距離を測定できるものであれば良く、場合によっては、超音波センサや、接触式センサなどであってもよい。
【００２８】
図５は、図３において偏芯誤差量を計測する距離計測センサ（計測器）の測定原理の一例を示す説明図である。図５に示すように、例えば、距離計測センサ（計測器）ＬＳＥＮｗ１〜ＬＳＥＮｗ３がアライメント原点ＡＰに対して等距離で配置され、かつ、半導体ウエハが誤差ゼロの位置（基準位置ＲＥＦｗｆ）に搭載されていた場合、ＬＳＥＮｗ１〜ＬＳＥＮｗ３によって計測される距離は全て同じとなる。この基準位置ＲＥＦｗｆで得られる距離を基準として、例えば図５の例のように、半導体ウエハＷＦの中心点Ｃ１がアライメント原点ＡＰから（Δｘ，Δｙ）だけずれている場合、距離計測センサ（計測器）ＬＳＥＮｗ２によって計測される距離Ｌｗ２が伸び、ＬＳＥＮｗ１によって計測される距離Ｌｗ１が縮む。
【００２９】
このように距離計測センサ（計測器）ＬＳＥＮｗ１〜ＬＳＥＮｗ３によって距離Ｌｗ１〜Ｌｗ３が計測されれば、ＬＳＥＮｗ１〜ＬＳＥＮｗ３からそれぞれＬｗ１〜Ｌｗ３だけ離れた点を全て通る円が一義的に定まり、この円の中心点も一義的に定まることで偏芯誤差量（Δｘ，Δｙ）が算出できる。なお、半導体ウエハＷＦの直径は予め定まっているため、原理的には、ＷＦの側面との間の異なる２箇所における距離が判明すれば偏芯誤差量を算出できる。したがって、場合によっては、ＬＳＥＮｗ１〜ＬＳＥＮｗ３の代わりに、半導体ウエハＷＦの側面の異なる２箇所を計測対象として２個の距離計測センサ（計測器）を配置したような構成であってもよい。また、ＬＳＥＮｗ１〜ＬＳＥＮｗ３は、アライメント原点ＡＰとの距離がそれぞれ異なるように配置されていてもよい。ただし、偏芯誤差量の算出精度をより高めるためには、３個以上の距離計測センサ（計測器）を等しい角度刻みで配置することが望ましく、装置コストの観点からは３個とすることが望ましい。
【００３０】
図６は、図３において回転誤差量を計測する距離計測センサ（計測器）の測定原理の一例を示す説明図である。図６に示すように、例えば、距離計測センサ（計測器）ＬＳＥＮｎ１，ＬＳＥＮｎ２がｙ軸対象に配置され、かつ、半導体ウエハが誤差ゼロの位置（基準位置ＲＥＦｗｆ）に搭載されていた場合、ＬＳＥＮｎ１，ＬＳＥＮｎ２によって計測される距離は共に同じとなる。この基準位置ＲＥＦｗｆで得られる距離を基準として、図６の例のように、半導体ウエハＷＦのノッチＮＣがｙ軸に対してＷＦの回転方向（周回方向）にΔθだけずれている場合、距離計測センサ（計測器）ＬＳＥＮｎ１によって計測される距離Ｌｎ１が伸び、ＬＳＥＮｎ２によって計測される距離Ｌｎ２が縮む。
【００３１】
ノッチＮＣは、半導体ウエハＷＦの外周上に予め定まった大きさ・形状で形成されるため、ＷＦの外周の位置と、距離計測センサ（計測器）ＬＳＥＮｎ１，ＬＳＥＮｎ２による距離Ｌｎ１，Ｌｎ２とが判明すれば、ＮＣの座標が一義的に定められる。半導体ウエハＷＦの外周の位置は、図５の計測によって定められるため、距離Ｌｎ１，Ｌｎ２の計測結果を用いてＮＣの座標が得られ、回転誤差量（Δθ）が算出できる。なお、図６では、半導体ウエハＷＦの中心点とアライメント原点ＡＰが等しい状態で回転誤差量（Δθ）が生じた場合の例が示されている。
【００３２】
《検査装置を用いた検査方法》
図７は、図１の検査装置における主要な動作例を示すフロー図である。図７において、検査装置（表面検査装置）は、図１で述べたようにプリアライメント部ＰＡＬを用いて半導体ウエハＷＦの位置合わせを行ったのち、当該ＷＦを搭載ステージＳＴＧ上の目標位置に搭載する（ステップＳ７０１）。ここで、図３で述べたように、半導体ウエハＷＦの中心点の目標位置は、アライメント原点ＡＰとなり、ＷＦのノッチＮＣの目標位置は、ＮＣがｙ軸対象となる位置となる。次いで、表面検査装置は、図５および図６で述べたように、距離計測センサ（計測器）ＬＳＥＮｗ１〜ＬＳＥＮｗ３，ＬＳＥＮｎ１，ＬＳＥＮｎ２を用いて半導体ウエハＷＦの搭載位置（ＷＦの外周の側面までの距離、ノッチＮＣの２辺の側面までの距離）を計測する（ステップＳ７０２）。
【００３３】
続いて、表面検査装置は、図５および図６で述べたように、ステップＳ７０２での計測結果から、図１の情報処理部ＩＰＵを用いて半導体ウエハＷＦの偏芯誤差量（Δｘ，Δｙ）と回転誤差量（Δθ）を算出する（ステップＳ７０３）。次いで、表面検査装置は、搭載ステージＳＴＧ上の検査原点ＭＰに半導体ウエハＷＦを移動させ、図２に示したような異物・欠陥検出部を用いてＷＦの表面を検査する（ステップＳ７０４）。その後、表面検査装置は、図１の情報処理部ＩＰＵを用いて、ステップＳ７０４で得られた検査結果に、ステップＳ７０３で算出した偏芯誤差量（Δｘ，Δｙ）および回転誤差量（Δθ）に基づく補正を行い、その補正後の結果を図１の端末ＴＭ等に出力する（ステップＳ７０５）。
【００３４】
《表面検査結果の補正処理の詳細》
図８、図９（ａ）および図９（ｂ）、ならびに図１０は、図７における偏芯誤差量、回転誤差量の算出と検査結果の補正に伴う処理内容の一例を示す説明図である。まず、図８に示すように、情報処理部ＩＰＵは、距離計測センサ（計測器）ＬＳＥＮｗ１〜ＬＳＥＮｗ３，ＬＳＥＮｎ１，ＬＳＥＮｎ２による距離の計測結果に基づいて、ノッチＮＣを含めた半導体ウエハの外枠座標（ＣＡＬｗｆ）を算出することができる。情報処理部ＩＰＵは、この半導体ウエハの外枠座標（ＣＡＬｗｆ）から、図９（ａ）に示すように、回転誤差量がゼロの場合の半導体ウエハの外枠座標（ＣＡＬ’ｗｆ）と、ＣＡＬ’ｗｆがなす円の中心点Ｃ１の座標（Δｘ，Δｙ）とを算出することができる。これによって、情報処理部ＩＰＵは、アライメント原点ＡＰの座標（０，０）からの偏芯誤差量（Δｘ，Δｙ）を算出することができる。
【００３５】
また、情報処理部ＩＰＵは、図９（ｂ）に示すように、図９（ａ）に示した回転誤差量がゼロの場合の半導体ウエハの外枠座標（ＣＡＬ’ｗｆ）と、図８に示した半導体ウエハの外枠座標（ＣＡＬｗｆ）とを比較し、例えば、ノッチＮＣ内の２辺が交差する先端部の座標の相違等から回転誤差量（Δθ）を算出することができる。一方、図７のステップＳ７０４において、前述した異物・欠陥検出部は、図１０に示すように、半導体ウエハＷＦの搭載位置に誤差が無い場合を前提として（すなわちＷＦ内にアライメント原点ＡＰを座標（０，０）とするｘｙ座標軸を構築して）、ＷＦ内の異物・欠陥の座標（ｘ１，ｙ１）を出力する。
【００３６】
ただし、実際には、半導体ウエハＷＦは偏芯誤差量（Δｘ，Δｙ）と回転誤差量（Δθ）を持つため、ＷＦ内の実際の異物・欠陥の座標は（ｘ１，ｙ１）とは異なる。そこで、情報処理部ＩＰＵは、図１０に示すように、アライメント原点ＡＰに偏芯誤差量（Δｘ，Δｙ）を加えた点を原点Ｃ’とし、当該Ｃ’を座標（０，０）とするｘ’ｙ’座標軸を構築し、このｘ’ｙ’座標軸を半導体ウエハＷＦ内の実際の座標軸として設定する。ｘ’軸はｘ軸に対して回転誤差量（Δθ）の角度で交差し、ｙ’軸もｙ軸に対して回転誤差量（Δθ）の角度で交差する。そして、情報処理部ＩＰＵは、前述したｘｙ座標軸上の異物・欠陥の座標（ｘ１，ｙ１）をｘ’ｙ’座標軸上での実際の異物・欠陥の座標（ｘ２，ｙ２）に補正（変換）し、当該補正（変換）後の座標（ｘ２，ｙ２）を端末ＴＭ等に出力する。具体的には、（ｘ２，ｙ２）は、（ｘ１＋Δｘ，ｙ１＋Δｙ）をΔθの三角関数で定められる所謂回転行列によって変換することで算出することができる。
【００３７】
以上、本実施の形態１の検査装置を用いることで、例えば、特許文献１に示されるような半導体ウエハＷＦの回転動作を行わずに搭載ステージＳＴＧに搭載される被検査対象物（例えば半導体ウエハＷＦ）の搭載位置に関する誤差量を取得することが可能になる。その結果、当該誤差量を短時間で取得することができ、これによって、例えば表面検査装置を代表とする検査装置のスループットを向上させることが可能になる。
【００３８】
（実施の形態２）
《ウエハ搭載位置の計測機構の詳細（変形例）》
図１１は、本発明の実施の形態２による検査装置において、図１の検査部のアライメント原点ＡＰ周りの詳細な構成例を示す斜視図である。図１１に示す検査部は、前述した図３における距離計測センサ（計測器）ＬＳＥＮｗ１〜ＬＳＥＮｗ３，ＬＳＥＮｎ１，ＬＳＥＮｎ２の代わりに光学式カメラＣＭ１〜ＣＭ４を備える。ＣＭ１〜ＣＭ４は、それぞれ、半導体ウエハＷＦの外周の９０°刻みの位置において、そのｚ軸方向（ＷＦの回転軸方向）に配置され、当該ＷＦの外周を９０°刻みで部分的に撮像する。なお、この内のＣＭ４は、ノッチＮＣを撮像する。
【００３９】
この場合、例えば、図１の情報処理部ＩＰＵは、光学式カメラＣＭ１〜ＣＭ３での撮像結果から外周を検出し、この検出した外周の座標と、予め定められた基準となる外周の座標（すなわち、半導体ウエハＷＦが図５の基準位置ＲＥＦｗｆの場合に得られる筈の外周の座標）との相違に基づいて偏芯誤差量を算出する。また、図１の情報処理部ＩＰＵは、光学式カメラＣＭ４での撮像結果からノッチＮＣの形状を検出し、この検出したＮＣの座標と、予め定められた基準となるＮＣの座標（すなわち、図５のＲＥＦｗｆの場合に得られる筈のＮＣの座標）との相違、ならびに前述した偏芯誤差量に基づいて回転誤差量を算出する。
【００４０】
このような構成例を用いることでも、実施の形態１の場合と同様に、被検査対象物（例えば半導体ウエハＷＦ）の搭載位置に関する誤差量を短時間で取得することができ、例えば表面検査装置を代表とする検査装置のスループットを向上させることが可能になる。ただし、高い計測精度を低コストで得るためには、実施の形態１のような距離計測センサ（計測器）を用いた構成例の方が望ましい。
【００４１】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、前述した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００４２】
例えば、図１では、搭載ステージＳＴＧ上にアライメント原点ＡＰと検査原点ＭＰを個別に備える構成例を示したが、場合によっては、アライメント原点ＡＰと検査原点ＭＰを一つの原点に統一した構成とすることも可能である。すなわち、半導体ウエハＷＦを当該一つの原点に配置して表面検査を行う際に、この表面検査を行う直前又は直後の短い時間で偏芯誤差量および回転誤差量を検出するようなことも可能である。
【符号の説明】
【００４３】
ＡＰ  アライメント原点
Ｃ  中心点
ＣＭ  光学式カメラ
ＣＴＬＵ  制御部
ＨＤＵ  搬送部（ハンドリング部）
ＨＭ  ウエハ保持機構
ＨＲ  ウエハ搬送ロボット
ＩＰＵ  情報処理部
Ｌ  距離
ＬＤ  ローダ部
ＬＳＤＴ  散乱光検出部
ＬＳＥＮ  距離計測センサ（計測器）
ＬＳＯＴ  レーザ光照射部
ＭＣＴＬＵ  検査制御部
ＭＥＳＵ  検査部
ＭＰ  検査原点
ＮＣ  ノッチ
ＰＡＬ  プリアライメント部
ＲＥＦｗｆ  基準位置
ＳＣＴＬＵ  ステージ制御部
ＳＴＧ  搭載ステージ
ＴＭ  端末
ＷＦ  半導体ウエハ
ＷＦＰ  ウエハ格納容器（ウエハポッド）
ＸＳＴＧ  Ｘステージ
θＳＴＧ  回転ステージ
【図１】
2014092489.tif 000003
【図２】
2014092489.tif 000004
【図３】
2014092489.tif 000005
【図４】
2014092489.tif 000006
【図５】
2014092489.tif 000007
【図６】
2014092489.tif 000008
【図７】
2014092489.tif 000009
【図８】
2014092489.tif 000010
【図９】
2014092489.tif 000011
【図１０】
2014092489.tif 000012
【図１１】
2014092489.tif 000013