(57)【要約】【課題】  従来技術に係る光学手法を用いたウェーハＶノッチ部のキズ検査方式では、キズ部の明暗度が弱いため閾値の設定が微妙であり、生産工程での自動検査システムでは歩留まりの低下と品質管理の低下が著しく問題となっているが、明暗度が鮮明化できる検査方法および装置を提供する。【解決手段】本発明においては、拡散光照明で検査表面を照射すると同時に、Ｖノッチの３次元構成面に、各面で独立に暗視野面を構成するため、光ファイバーでの光学系で各微小領域を照射し、表面と裏面を各1台のカメラ、合計2台のカメラで斜め方向より撮像し、焦点深度の深い検査対象部でも距離に関係なく検査できる構成となっている。キズ部の明暗度が鮮明なため欠陥の判定精度が大幅に向上できる。     【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハ外周のノッチ部に散乱照明と暗視野照明を同時に照射し、表・裏面を２台のカメラで撮像し、微小欠陥を検査する表面検査方法。
【請求項２】
前記散乱照明は、ノッチ部の表面、裏面、ウェーハ外周側面方向から行うことを特徴とする請求項１に記載の表面検査方法。
【請求項３】
前記暗視野照明は、光ファイバー光学系を用いＶ型ノッチの多角面の各面を独立に照明することを特徴とする請求項１または２に記載の表面検査方法。
【請求項４】
前記カメラは2次元ＣＣＤ機能を有していることを特徴とする請求項１乃至３に記載の表面検査方法。
【請求項５】
前記光ファイバー光学系は、照射対象面に照射角度を微細に調整可能な機構を備えていることを特徴とする請求項１乃至４に記載の表面検査方法および装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物の表面上にある微細な欠陥、特にシリコンウェーハ外周のＶ型ノッチ部のキズを検査する表面キズ欠陥検査装置および表面キズ欠陥検査装置である。
【背景技術】
【０００２】
鏡面および半鏡面状にある微細キズ欠陥を検査する方法として、対象表面を照射し、その反射光を撮像し、微妙な明暗部を画像処理して欠陥を検出する方法が知られている。
【０００３】
特許文献１においては、微細な欠陥の検出方法が提案されている。この手法では5台のカメラでノッチ部の各部表面を観察し、画像処理されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２４３４６５
【０００５】
特許文献２においては、Ｖノッチの各部辺にプリズムを用いて１つの画像に多数の辺領域部を撮像する手法で表面観察されている。
【０００６】
【特許文献２】特開２００７−１０６４０
【０００７】
特許文献１及び特許文献２の発明は、多数のカメラや精密な特殊プリズムが必要であり、検査装置のコスト面で問題となっている。
【０００８】
一方、従来の光学システムでは微妙な明暗度の画像に閾値を設定しているため、良品までも欠陥品と判定する場合があり、製造工程での歩留まりを悪化させている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の如く、従来技術に係る光学手法を用いた検査方式では、明暗の閾値の設定が微妙であり、生産工程での自動検査システムでは歩留まりの低下と品質管理の低下が著しく問題となっており、その改善策が課題である。
【００１０】
本発明は、このような課題に対応するために、明視野と暗視野をバランス良く組み合わせて閾値を鮮明にし、最小限の光学機器でコストを低減した表面キズ検査方法および表面キズ検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明においては、第１の課題解決手段は拡散光照明で検査表面を照射し、表面検査対象物に対して、表面、裏面、ウェーハ外周面方向から照射する構成になっている。また、裏面検査対象物に対しても、裏面、表面、ウェーハ外周面方向から照射する構成になっている。
【００１２】
第２の課題解決手段は暗視野照明である。Ｖノッチは３次元鏡面で構成されているが、各面で独立に暗視野面を構成するため、光ファイバーでの光学系で各微小領域を照射している。
【００１３】
第３の課題解決手段は表面と裏面を各1台のカメラ、合計2台のカメラで斜め方向より撮像し、焦点深度の深い検査対象部でも距離に関係なく検査できる。
【発明の効果】
【００１４】
上述のごとく本発明の表面検査方法は、散乱光と光ファイバー式光源を用いて、明視野と暗視野を微妙にバランスさせ、明暗コントラストの閾値を広範囲に選択でき、キズ欠陥の分別精度が向上した。使用するカメラも2台で最小コストの表面キズ検査装置を実現できるため、生産現場での検査装置として使用が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を添付した図面を参照して説明する。なお、本発明は本実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１６】
図１は本発明の第１実施例であり、表面キズ検査方法およびキズ検査装置の説明図である。
検査用ウェーハ１のＶノッチ部１１は上下面、外周面を散乱光拡散部材２で取り囲み、散乱用光源７で照明される。散乱光拡散部材２にはカメラ撮像用の窓２０a、２０bがあり、表面カメラ５、裏面カメラ６が表裏各面から約４５度の角度で撮像できる構成となっている。また、Ｖノッチ各面部を暗視野照明する光ファイバー３，４が設置され、散乱光拡散部材２には図示しない光ファイバー照明用の穴がファイバーに対応する形で明けられている。
【００１７】
図２は表面カメラ５に必要な散乱光源系である。
表面上部の右テーパ部では入射光２１aで反射光２１ｂが得られ、左テーパ部では入射光２２aで反射光２２ｂが得られる。
側面右部では入射光２３aで反射光２３ｂが、側面左部では入射光２４aで反射光２４ｂが
えられる。
【００１８】
図３は図２を元に暗視野系の入射光源を説明している。ノッチ部では縦方向のキズ検査が主目的とされるため、入射光源は表面カメラ用右テーパ部入射光３１〜裏面カメラ用左側部入射光４４までの最少８方向の光源が必要である。
これらは各々の独立性が求められるため、本発明では散乱光拡散部材２の最適箇所に照明用の穴を設置し、光ファイバーで対象面を照射されている。
【００１９】
図４は光ファイバーの配置説明図である。
散乱光拡散部材２には、ウェーハ１の外周面上のＶノッチ谷部を原点として角度45度の方向にカメラ撮像穴２０a，２０bが設定されている。
光ファイバーＦ３１〜Ｆ４４は図３の暗視野入射光源系に対応しており、散乱光拡散部材２には光ファイバー照明用の穴８が個々のファイバーに対応して設置されている。
個々のファイバーは撮像カメラを見ながら、最も鮮明な画像が得られる角度に設定される。
【００２０】
図５は本発明の第１の実施例での撮像写真である。（a）は散乱光のみの画像、（ｂ）は散乱光＋暗視野光である。暗視野光によって検査キズ部が鮮明に写しだすことができる。
本画像での分解能は１０μmである。
【００２１】
図６はVノッチ側面右部の縦キズ幅ABと表面カメラの視野幅FCとの関係の説明図である。視野幅FCはノッチ角βに依存することを説明している。
【実施例２】
【００２２】
第２の実施例では図４の光ファイバーをＬＥＤ光源に置き換えることができる。この場合、ＬＥＤ光源は指向性の強い光源が望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】表面欠陥測定装置の装置構成図
【図２】表面カメラの光源系
【図３】ノッチ部暗視野の入射光源系
【図４】暗視野用光ファイバーの配置図
【図５】本発明での画像処理例
【図６】カメラ視覚とキズ幅との関係
【図７ａ】シリコンウェーハ端部の断面形状例
【図７ｂ】Ｖ型ノッチ部の平面形状
【符号の説明】
【００２４】
１      検査用ウェーハ
２      散乱光拡散部材
３      光ファイバー
４      光ファイバー
５      表面カメラ
６      裏面カメラ
７      散乱用光源
７a     ＬＥＤ光源
８      光ファイバー用の穴
１１    Ｖノッチ部
２０a   表面カメラ撮像用の窓
２０b   裏面カメラ撮像用の窓
２１a   表面右テーパ部入射光
２１b   表面右テーパ部反射光
２２a   表面左テーパ部入射光
２２b   表面左テーパ部反射光
２３a   側面右部入射光
２３b   側面右部反射光
２４a   側面左部入射光
２４b   側面左部反射光
３１    表面カメラ用右テーパ部入射光
３２    表面カメラ用左テーパ部入射光
３３    表面カメラ用右側部入射光
３４    表面カメラ用左側部入射光
４１    裏面カメラ用右テーパ部入射光
４２    裏面カメラ用左テーパ部入射光
４３    裏面カメラ用右側部入射光
４４    裏面カメラ用左側部入射光
１１１  表面右テーパ部のキズ
１１２  表面左テーパ部のキズ
１１３  側面右部のキズ
１１４  側面左部のキズ
Ｆ３１  表面カメラ用右テーパ部光ファイバー
Ｆ３２  表面カメラ用左テーパ部光ファイバー
Ｆ３３  表面カメラ用右側部光ファイバー
Ｆ３４  表面カメラ用左側部光ファイバー
Ｆ４１  裏面カメラ用右テーパ部光ファイバー
Ｆ４２  裏面カメラ用左テーパ部光ファイバー
Ｆ４３  裏面カメラ用右側部光ファイバー
Ｆ４４  裏面カメラ用左側部光ファイバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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