(57)【要約】【課題】必要床面積が少なくて済む検査装置を提供する。【解決手段】被検物面が略鉛直面内に延在するように前記被検物を保持する保持手段３と、光軸が前記被検物面と略垂直となるように設置され、前記被検物体面の一部領域を観察可能な観察光学系５と、保持手段３を略鉛直方向に駆動する被検物駆動手段４と、観察光学系５を略水平方向に駆動する観察光学系駆動手段６とを備える。【選択図】　図１
2004108925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物面が略鉛直面内に延在するように前記被検物を保持する保持手段と、
光軸が前記被検物面と略垂直となるように設置され、前記被検物体面の一部領域を観察可能な観察光学系と、
前記保持手段を略鉛直方向に駆動する被検物駆動手段と、
前記観察光学系を略水平方向に駆動する観察光学系駆動手段と
を備えたことを特徴とする検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検査装置であって、
前記被検物駆動手段が、少なくとも前記保持手段を前記被検物面の略垂直方向の長さだけ移動可能であることを特徴とする検査装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の検査装置であって、
前記観察光学系駆動手段が、少なくとも前記観察光学系を前記被検物面の略水平方向の長さだけ移動可能であることを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の被検物を光学的手法により観察する検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハの検査装置等、被検物面を２次元的に観察したり検査する検査装置においては、多くの場合、顕微鏡等の観察光学系ユニットを固定し、被検物を水平なＸＹステージ上に載置して、被検物をＸ軸、Ｙ軸方向に駆動することにより２次元的な観察、検査を行っている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２３７３０６号
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような方式においては、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向共に、被検物の大きさの２倍のスペースを必要とする。よって、被検物が大型化するにつれて、装置の必要床面積が大幅に増加し、そのため、装置全体が大型化するという問題点があった。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、必要床面積が少なくて済む検査装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決のため、請求項１の発明は、
被検物面が略鉛直面内に延在するように前記被検物を保持する保持手段と、
光軸が前記被検物面と略垂直となるように設置され、前記被検物体面の一部領域を観察可能な観察光学系と、
前記保持手段を略鉛直方向に駆動する被検物駆動手段と、
前記観察光学系を略水平方向に駆動する観察光学系駆動手段と
を備えたことを特徴とする。
【０００６】
なお、略鉛直、略水平の「略」というのは、駆動する際の必要精度から考えて問題とならない程度に鉛直、水平であればよいということであり、本明細書では、特に断らない限り、「略」とは必要精度から考えて問題とならない程度の誤差を許容できるという意味である。
【０００７】
また、請求項２の発明は、
請求項１の検査装置であって、
前記被検物駆動手段が、少なくとも前記保持手段を前記被検物面の略垂直方向の長さだけ移動可能であることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３の発明は、
請求項１又は２の検査装置であって、
前記観察光学系駆動手段が、少なくとも前記観察光学系を前記被検物面の略水平方向の長さだけ移動可能であることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の１例であるウエハ検査装置の外観を示す図である。また、図２は、同ウエハ検査装置の構成を示すブロック図である。
【００１０】
被検物であるウエハ１は、不図示のロボットアームにより搬送され、ウエハホルダ３の吸着面３ａに吸着され固定される。ウエハホルダ３は、吸着面３ａがベース面２に対して垂直な面と略平行となるように、ウエハホルダ駆動装置４に固定されている。ウエハホルダ駆動装置４は、垂直ベース９の垂直面９ａ上に形成された垂直ガイドレール７ａ、７ｂを介して、垂直ベース９に固定されている。この垂直ガイドレール７ａ、７ｂは、ベース面２に対して略垂直方向に向かって形成されている。そして、ウエハホルダ駆動装置４は、リニアモータ等の垂直駆動モータ１２により、垂直ガイドレール７ａ、７ｂに沿って、略垂直方向を上下に移動可能である。これにより、ウエハホルダ３を略垂直方向に駆動させることができる。
【００１１】
一方、観察光学系５は、その光軸がウエハホルダ３に吸着されたウエハ１面と略垂直となるように観察光学系駆動装置６に固定されている。観察光学系駆動装置６は、水平ベース１０の水平面１０ａ上に形成された水平ガイドレール８ａ、８ｂを介して、水平ベース１０に固定されている。この水平ガイドレール８ａ、８ｂは、ベース面２に対して略平行な方向で、ウエハホルダ３に吸着されたウエハ１面と略平行な方向（略水平方向）に向かって形成されている。そして、観察光学系駆動装置６は、リニアモータ等の水平駆動モータ１３により、水平ガイドレール８ａ、８ｂに沿って、略水平方向に移動可能である。これにより、ウエハホルダ３を略水平方向に駆動させることができる。
【００１２】
観察光学系５は、照明光学系と結像光学系を有しており、さらに、結像光学系にはＣＣＤカメラが設けられている。照明光学系によりウエハ１の表面の一部分を照明し、その反射光は結像光学系によりＣＣＤカメラ１５の撮像面に結像される。このとき、ＣＣＤカメラ１５の撮像面には、ウエハ１の表面に形成された回路パターンの拡大像が形成されることになる。この拡大像は、画像信号としてＣＣＤカメラ１５から出力される。その画像信号は、モニタ装置１６に入力され、モニタ装置の画面にＣＣＤカメラ１５で撮像された画像が表示される。
【００１３】
制御装置１１は、垂直駆動モータ１２、水平駆動モータ１３、ＣＣＤカメラ１５の動作を制御する。これらの制御は、入力装置１４からに入力に基づいて行う。
【００１４】
以上のようにして、ウエハ１を略垂直方向に、観察光学系５を略水平方向に移動させるわけであるが、その移動範囲は、ウエハ１の直径分だけあればよい。すなわち、略垂直方向に関しては、ウエハホルダ駆動装置４は、ウエハ１の略垂直方向の長さ（ウエハの直径）だけ移動可能であればよい。また、略水平方向に関しては、観察光学系駆動装置６は、ウエハ１の略水平方向の長さ（ウエハの直径）だけ移動可能であればよい。このように構成することにより、ウエハ１の全表面の任意の位置に観察光学系５の撮像視野を相対移動させることが可能であり、ウエハ１の全表面の任意の位置を撮像することができる。
【００１５】
以下、本ウエハ検査装置によりウエハ１の検査を行う場合の動作について説明する。
【００１６】
まず、ロボットアームによってウエハ１を搬送し、ウエハ１をウエハホルダ３の吸着面３ａに吸着させ固定する。次に、ジョイスティック等からなる入力装置１４を操作することにより、その操作に応じて制御装置１１は、垂直駆動モータ１２、水平駆動モータ１３を駆動し、ウエハ１と観察光学系５の相対位置関係を変える。この動作によって、操作者は、観察光学系５の視野位置をウエハ１の表面上に任意の場所に移動させる。
【００１７】
移動させた後、制御装置は、垂直駆動モータ１２、水平駆動モータ１３の駆動を停止させ、ウエハ１と観察光学系５に位置を固定する。そして、ＣＣＤカメラ１５を作動させ、撮像された画像をモニタ装置１６に表示する。操作者は、この画像を見て、ウエハ１の現在撮像している部分の良否を判断する。次に、操作者は、入力装置１４を操作することにより、上記動作を繰り返し、ウエハ１の別の部分の良否を判断する。このような動作を繰り返すことにより、ウエハ１の検査を行う。検査が終わったら、ウエハホルダ３に吸着されたウエハ１をロボットアームに受け渡す。
【００１８】
観察光学系５の視野位置をウエハ１の複数の位置のそれぞれに順次移動させる場合、ウエハ１と観察光学系５は、それぞれを同時に移動させてもよいが、一方の位置を固定させた状態で、他方を移動させたほうが操作がしやすい。たとえば、観察光学系５の水平方向位置を固定させた状態で、入力装置１４を操作して、ウエハ１を垂直方向に順次移動させていき、それぞれの位置で検査を行う。そして、次に、観察光学系５を所定量だけ水平方向に移動させ、再びウエハ１を垂直方向に順次移動させ、それぞれの位置で検査を行う。このような操作を繰り返し、ウエハ１の面を２次元的に観察、検査する。本実施形態では、モニタ装置１６に検査対象位置の画像を表示する構成としたが、観察光学系５の接眼部を有し、操作者がそこを覗くことにより検査を行う構成の場合、上記のようになるべく観察光学系５の位置を固定した状態で検査を行った方がよい。
【００１９】
図３に、図１に示した本発明の実施の形態である検査装置の設置面積と、従来の検査装置の設置面積を比較して示す。図３（ａ）は本方式、即ち図１に示した検査装置、図３（ｂ）は従来のＸＹステージによりウエハ位置を移動させる方式の検査装置である。図から明らかなように、本方式による検査装置の占有面積は、従来型検査装置の占有面積に対し、大幅に少なくなっている。
【００２０】
又、本実施の形態のよれば、従来のＸＹステージのようにステージを重ねず、各駆動装置が独立しているので、他の駆動装置の影響を受けにくい構造となり、装置の剛性を高めることができる。
【００２１】
又、装置の振動は水平方向成分がほとんどであり、垂直方向成分が少ないのでウエハ等の被検物の駆動垂直方向とすることにより、ＸＹ両方向に駆動していた従来方式と比べ、振動の影響を受けにくくなる。
【００２２】
さらに、ウエハ等の被検物を垂直に保持する場合は、被検物表面にゴミがたまりにくくなるという効果が得られる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、必要床面積が少なくて済む検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例であるウエハ検査装置の外観を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の１例であるウエハ検査装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示すウエハ検査装置とＸＹステージ型の従来の検査装置の占有面積を比較して示す図である。
【符号の説明】
１・・・ウエハ
２・・・ベース面
３・・・ウエハホルダ
３ａ・・・吸着面
４・・・ウエハホルダ駆動装置
５・・・観察光学系
６・・・観察光学系駆動装置
７ａ、７ｂ・・・垂直ガイドレール
８ａ、８ｂ・・・水平ガイドレール
９・・・垂直ベース
９ａ・・・垂直面
１０・・・水平ベース
１０ａ・・・水平面
１１・・・制御装置
１２・・・垂直駆動モータ
１３・・・水平駆動モータ
１４・・・入力部
１５・・・ＣＣＤカメラ
１６・・・モニタ装置
【図１】
2004108925.tif 000003
【図２】
2004108925.tif 000004
【図３】
2004108925.tif 000005