專利名稱：半導體晶片檢查設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于檢測晶片的外周部(以下簡稱為晶片邊緣部(edge))上的劃傷和灰塵、裂紋等缺陷的半導體晶片檢查設備。
背景技術：
半導體的制造工序，通常如下，在每個制造工序中進行缺陷檢查。半導體制造的前工序中，首先在半導體晶片(以下簡稱晶片)的表面上形成氧化膜(SiO2)，然后，在該氧化膜上淀積氮化硅薄膜。
接著，進入光刻工序，在晶片的表面上涂敷光致抗蝕劑(感光性樹脂)薄膜。然后，在晶片的邊緣部上適量地滴下一些清洗(rinse)液，按規(guī)定的寬度去掉晶片邊緣部的光致抗蝕劑。
然后，在逐次移動式曝光機(stepper)等的曝光機上，通過已形成了半導體電路圖形的掩模，用紫外線光來照射涂敷了光致抗蝕劑的晶片，把半導體電路圖形轉(zhuǎn)印到光致抗蝕劑薄膜上。然后進行顯影，例如，利用溶劑來溶化曝光部的光致抗蝕劑，留下未曝光部的光致抗蝕劑圖形。
然后，把晶片表面上剩余的光致抗蝕劑圖形作為掩模，連續(xù)地有選擇地除去(腐蝕)晶片表面上的氧化膜和氮化硅膜。然后利用灰化方法來除去(剝離光致抗蝕劑)晶片表面上的光致抗蝕劑圖形。接著對晶片進行清洗，除掉雜質(zhì)。
在上述半導體制造工序中，在每道制造工序都進行缺陷檢查。該缺陷檢查，主要是檢查，例如半導體晶片表面上的劃傷和灰塵、裂紋、沾污、斑痕等缺陷部。最近要求觀察晶片的邊緣去除(edge cut)量和分布等。尤其，由于裂紋而可能造成晶片裂開，所以，希望盡量在較早的工序上對晶片邊緣部有無裂紋進行檢測，并決定晶片是否合格。
并且，晶片邊緣部，在晶片表面上涂敷光致抗蝕劑薄膜后，滴下適量的清洗液，按規(guī)定寬度去除邊緣上的光致抗蝕劑。檢測出這時光致抗蝕劑的去除寬度(以下簡稱為邊緣去除線寬)，也是對于在以后的工序中進行處理，制造優(yōu)質(zhì)半導體晶片來說非常重要的檢查項目。
進行晶片邊緣部檢查的技術，例如特開平9-269298號公報所述。在該技術中，利用橢圓鏡進行聚光后的平行光，照射到晶片邊緣部上，在產(chǎn)生的折射光中，對低元的折射光進行遮擋，對高維(元)的折射光用橢圓鏡進行聚光，根據(jù)該折射光的強度和/或頻率成分來對晶片的邊緣部的缺陷、性狀進行判定。并且，有一種技術，如特開2000-46537號公報所述，把焦點位置對準到晶片的內(nèi)部，檢測出從晶片內(nèi)部來的散射光。并且，還有一種技術，如特開2000-136916號公報所述，把紅外線激光束照射到晶片的邊緣部上，使晶片相對于激光束保持傾斜狀態(tài)，至少用一臺攝相機進行檢查。
但是，上述各種技術，均能檢測出晶片的邊緣部。但并非檢測晶片邊緣部的缺陷部，尤其邊緣去除線寬。所以，這有可能成為下列故障的原因，即在涂敷光致抗蝕劑膜之后的工序中，進行處理，制成不合格的晶片。
并且，在缺陷檢查，應當取得晶片整個外周的圖像數(shù)據(jù)(邊緣圖像)。但上述各項技術并非取得整個外周的邊緣圖像，也并非檢測半導體晶片的邊緣部整個外周的缺陷部。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用很短時間很容易就能在半導體制造檢查工序中進行半導體晶片外周部分檢查的半導體晶片檢查設備。
本發(fā)明的半導體晶片檢查設備，具有旋轉(zhuǎn)臺，用于吸附保持半導體晶片；照明裝置，用于對保持在上述旋轉(zhuǎn)臺上的上述半導體晶片的至少邊緣部進行照明；攝像裝置，用于對由上述照明裝置照明的上述半導體晶片的邊緣部進行攝像；圖像處理裝置，用于取得由上述攝像裝置拍攝的上述邊緣部圖像，并至少檢測出邊緣去除量或裂紋；以及顯示部，用于顯示輸出由上述圖像處理裝置進行過圖像處理的上述邊緣部的圖像。


圖1是表示采用涉及本發(fā)明第1實施方式的半導體晶片檢查設備的對準器的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示涉及本發(fā)明第1實施方式的缺陷檢查設備主體的概要結(jié)構(gòu)圖。
圖3是表示涉及本發(fā)明第1實施方式的半導體晶片檢查設備的動作流程的圖。
圖4A、圖4B是表示涉及本發(fā)明第1實施方式的晶片邊緣部的放大顯示例的圖。
圖5是表示涉及本發(fā)明第1實施方式的晶片邊緣部的顯示例的圖。
圖6是表示涉及本發(fā)明第2實施方式的晶片邊緣檢查設備的概要結(jié)構(gòu)的圖。
圖7是表示涉及本發(fā)明第2實施方式的中的晶片邊緣檢查設備的、帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)的顯示輸出例的圖。
圖8是表示涉及本發(fā)明第2實施方式缺陷部分的放大圖像的顯示例的圖。
圖9是表示利用涉及本發(fā)明的第2實施方式的缺陷檢測部而計算出的缺陷部的坐標位置及其面積的模式圖。
圖10是表示涉及本發(fā)明第3實施方式的邊緣缺陷檢測設備的結(jié)構(gòu)圖。
圖11是表示涉及本發(fā)明第3實施方式的晶片邊緣檢查設備中的帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)的顯示輸出的變形例的圖。
圖12是表示涉及本發(fā)明第3實施方式的晶片邊緣檢查設備中的帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)的顯示輸出的變形例的圖。
具體實施例方式
以下參照附圖，詳細說明本發(fā)明的實施方式圖1是表示采用本發(fā)明的第1實施方式的半導體晶片檢查設備的對準器(アライナ)結(jié)構(gòu)的圖，該對準器1具有在把半導體晶片2(以下簡稱晶片)傳送到缺陷檢查設備主體3之前進行位置對準的功能。缺陷檢查設備主體3接收位置已對準的半導體晶片2，對該半導體晶片2的表面或背面的各種缺陷進行宏觀的或微觀的檢查。
2個晶片架4、5內(nèi)，分別存放未檢查和已檢查的晶片2。在晶片架4、5和對準器1之間，設置搬運機械手6，用于構(gòu)成裝片部，以便從晶片架4中取出晶片2，通過對準器1而傳送到缺陷檢查裝置主體3上。
搬運機械手6分上下2級，具有能伸縮的2根臂桿7、8，在這些臂桿7、8上，分別安裝手臂9、10。而且，手臂9、10互相重合，所以，圖示出1個。并且，搬運機械手6設置在移動機構(gòu)11上。
移動機構(gòu)11設有軌道，軌道與并排設置晶片架4、5的方向相平行，用于使搬運機械手6沿箭頭a方向移動，并能分別停止在與各晶片架4、5相對應的各個位置上。
對準器1，其功能有當晶片2放到旋轉(zhuǎn)臺1a上時，使晶片2按照一定的轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)，這樣檢測出晶片2的中心位置和缺口(定位面)或定位標記邊緣的方向，根據(jù)該檢測結(jié)果，來進行晶片2的對準。
圖2是表示涉及本發(fā)明第1實施方式的缺陷檢查設備主體3的概要結(jié)構(gòu)圖。
在圖2中，2軸移動臺30(電動臺)，能向X軸和Y軸方向移動，它由Y方向移動臺31a和X方向移動臺32a構(gòu)成。而且，Y方向移動臺31a依靠Y方向驅(qū)動部31而向Y方向移動；而X方向移動臺32a依靠X方向驅(qū)動部32而向X方向移動。在2軸移動臺30的上部，布置了一種對晶片進行吸附保持，利用旋轉(zhuǎn)機構(gòu)驅(qū)動部20來對其進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)臺21。
并且，微觀觀察，通過顯微鏡的物鏡60用攝像裝置61進行攝像。在檢查晶片邊緣部的情況下，通過設定到邊緣觀察方式上，對Y方向移動臺31a和X方向移動臺32a進行控制，把被保持在旋轉(zhuǎn)臺21上的晶片的邊緣部對準到顯微鏡的物鏡60的下方，這樣，把晶片邊緣部對準到物鏡下方，用攝像裝置61來進行攝像。由該攝像裝置61攝像的晶片邊緣部的圖像，由圖像處理部進行數(shù)值分析，計算出邊緣去除量。
并且，半導體晶片檢查設備的操作，利用操作盤或計算機顯示部上所顯示的GUI(圖像用戶接口)來進行。
邊緣觀察/通常觀察切換機40是一種開關，用于切換作為瞄準器(pointing device)50的控制對象的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)驅(qū)動部20和Y方向驅(qū)動部31。瞄準器50由手動控制器(JS)等構(gòu)成。瞄準器50對2軸移動臺30的位置進行控制，或者對旋轉(zhuǎn)臺21上的晶片旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度進行控制。這樣，在觀察晶片邊緣部(外周部)時，能對晶片位置進行微調(diào)，使晶片邊緣部對準到物鏡60的下方，或者對旋轉(zhuǎn)速度進行微調(diào)，對觀察速度進行調(diào)整。
以下說明上述結(jié)構(gòu)的半導體晶片檢查設備的動作。
圖3是表示涉及第1實施方式的半導體晶片檢查設備的動作流程的圖。操作員從通常的晶片表面缺陷檢查轉(zhuǎn)移到晶片邊緣部檢查。首先，操作員在S1步，例如對安裝在操作盤上的邊緣移動鈕進行按壓，或者對顯示在顯示裝置畫面上的邊緣位置移動鈕進行按壓。以下，邊緣位置移動鈕、旋轉(zhuǎn)鈕、旋轉(zhuǎn)停止鈕、旋轉(zhuǎn)/移動速度切換鈕、瞄準器等的各個操作鈕，顯示在顯示裝置上。通過對顯示在該顯示裝置上的操作鈕進行按壓而進行操作。
當按壓邊緣位置移動鈕時，例如，2軸移動臺30的X方向移動臺32a向X方向移動。這樣，在S2步，被吸吸附保持在旋轉(zhuǎn)臺21上的晶片的邊緣部向物鏡60下移動，利用物鏡60能觀察晶片邊緣部附近的詳細圖像。這時，使自動聚焦功能工作，使物鏡60進行聚焦后，為了防止晶片邊緣離開物鏡61而不能聚焦，最好切斷自動聚焦功能。當晶片邊緣部移動到物鏡60下方時，在S3、S4步從移動臺返回結(jié)束信號，在操作畫面或操作盤上顯示出此內(nèi)容。然后，由操作員確認顯示在顯示裝置上的圖像，在S5步根據(jù)需要來操作瞄準器50，在S6步對2軸移動臺30進行微調(diào)，使晶片邊緣部完全進入到物鏡視場內(nèi)。然后，在S7、S8步從Y方向驅(qū)動部31和X方向驅(qū)動部32返回結(jié)束信號。
接著，在S9步，當操作員按壓旋轉(zhuǎn)鈕，選擇旋轉(zhuǎn)方向時，在S10步，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)驅(qū)動部20進行驅(qū)動；晶片2由于旋轉(zhuǎn)臺21而開始旋轉(zhuǎn)。當旋轉(zhuǎn)臺21旋轉(zhuǎn)時，在S11、S12步，從旋轉(zhuǎn)機構(gòu)驅(qū)動部20返回旋轉(zhuǎn)開始信號。旋轉(zhuǎn)臺21的旋轉(zhuǎn)，在操作員按壓旋轉(zhuǎn)停止鈕之前持續(xù)進行。當旋轉(zhuǎn)臺21旋轉(zhuǎn)時，物鏡60下的晶片2的邊緣部，被攝像裝置61進行拍攝，在顯示裝置上進行顯示。由操作員來觀察顯示在顯示裝置上的晶片邊緣部的圖像。而且，在晶片2開始旋轉(zhuǎn)時，或者根據(jù)操作員的指示，邊緣觀察/通常觀察切換機40被切換到邊緣觀察方式上時，瞄準器50能調(diào)整旋轉(zhuǎn)機構(gòu)21的旋轉(zhuǎn)速度。
這樣，在開始觀察晶片邊緣部之前，利用瞄準器(pointing device)50來控制2軸移動臺30的位置，進行微調(diào)，使晶片邊緣部的觀察位置到達物鏡60的視場中心。并且，在開始觀察晶片邊緣部之后，能利用瞄準器50來控制旋轉(zhuǎn)臺21的旋轉(zhuǎn)速度，根據(jù)操作員的愛好來調(diào)整觀察速度。通過這種控制，能提高可操作性。
當晶片的觀察結(jié)束，在S13步由操作員來按壓旋轉(zhuǎn)停止鈕時，在S14步，向旋轉(zhuǎn)機構(gòu)驅(qū)動部20發(fā)送停止信號，旋轉(zhuǎn)臺21停止旋轉(zhuǎn)(晶片停止旋轉(zhuǎn))。然后，在S15、S16步，從旋轉(zhuǎn)機構(gòu)驅(qū)動部20返回旋轉(zhuǎn)停止信號。而且，該晶片2的旋轉(zhuǎn)/停止，是在發(fā)現(xiàn)清洗去除(リンスカツト)不佳和裂紋等缺陷部時，根據(jù)需要使其停止，利用攝像裝置61對晶片邊緣部進行攝像，在圖像處理部對該圖像數(shù)據(jù)進行解析。并且，在觀察晶片邊緣部時，定期(按一定周期)取得該觀察部分的圖像數(shù)據(jù)，在圖像處理部對清洗去除量和裂紋等缺陷進行解析。
在該圖像處理部安裝自動缺陷分類軟件，在清洗去除量超過規(guī)定值的情況下，或者在缺陷為裂紋的情況下，把該晶片2判斷為不合格。在圖像處理部中，當判斷出清洗去除欠佳的情況下，該晶片2返回到光致抗蝕劑除膜工序上；在判斷為裂紋不合格的情況下，該晶片2因為在后工序中可能裂開，所以將其報廢處理。
并且，當晶片邊緣部觀察方式結(jié)束時，在S17步由操作員按壓復位鈕。當按壓復位鈕時，在S18步旋轉(zhuǎn)機構(gòu)驅(qū)動部20被控制，旋轉(zhuǎn)臺21返回到觀察前的角度(初始狀態(tài))。也就是說，使晶片角度(旋轉(zhuǎn)角度)返回原狀，以便被旋轉(zhuǎn)臺21吸持的晶片2的缺口與原標準位置，例如0°位置相一致。然后，在S19、S20步，從轉(zhuǎn)臺返回結(jié)束信號。
圖4A、圖4B是表示晶片邊緣部的放大顯示例的圖。當利用低倍率的物鏡60來觀察晶片邊緣部時，例如發(fā)現(xiàn)圖4A那樣的像是裂紋的異常的情況下，更改物鏡高放大倍率，如圖4B所示將其放大后進行觀察。該放大倍率的更改也可以是在操作員利用顯微鏡的目鏡通過目視而發(fā)現(xiàn)異常的情況下；也可以是在利用圖像處理的自動缺陷分類軟件來把由攝像裝置拍攝的圖像判斷為異常的情況下。
這樣，切換成高放大倍率的物鏡60對異常部分放大后進行觀察，能更容易判斷出是否是缺陷造成的異常。例如，用5倍的低倍率進行觀察并發(fā)現(xiàn)異常的情況下。更改為比低倍率大的10倍、20倍、50倍或100倍的高倍率物鏡，對異常部分進行放大后，進行詳細的缺陷檢查。并且，在判定這種異常是缺陷的情況下，最好把該缺陷數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)記錄下來。這樣，可以把該缺陷數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)有效地利用于以后的檢查。
并且，在進行晶片邊緣部觀察的情況下，也可能弄不清楚觀察的是晶片2的哪一部分。所以，如圖5所示，當觀察邊緣時，最好根據(jù)Y方向驅(qū)動部31、X方向驅(qū)動部32、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)驅(qū)動部20的脈沖信號等，求出觀察位置的坐標和旋轉(zhuǎn)角度，在操作畫面(或操作盤)61上，顯示出當時觀察的是晶片2的哪一部分。例如，如圖5所示，在操作畫面上顯示出晶片圖2′；在該晶片圖2′上顯示出觀察點A。而且，在圖5的操作畫面61上，除顯示出觀察點A的晶片圖像外，還顯示出為對缺陷種類進行分類用的分類鈕62、為保存缺陷圖像用的保存鈕63、為記錄缺陷數(shù)據(jù)用的記錄鈕64。
如上所述，從布置在2軸移動臺30上的旋轉(zhuǎn)臺21的旋轉(zhuǎn)中心起，在與晶片2的半徑相同的同心圓上，具有把檢測晶片邊緣的檢測器布置在3個部分上的對準機構(gòu)。該對準機構(gòu)根據(jù)3個點的晶片邊緣坐標數(shù)據(jù)來求出晶片中心偏移量，為使晶片2的中心成為旋轉(zhuǎn)中心，而與旋轉(zhuǎn)臺21的旋轉(zhuǎn)動作相連動，對2軸移動臺30進行自動控制。這樣，為了使被偏心吸持在旋轉(zhuǎn)臺21上的晶片2的中心成為旋轉(zhuǎn)中心，對半導體晶片2的位置進行校正，這樣，能隨時準確地觀察半導體晶片2的邊緣部附近。
而且，本發(fā)明并非僅限于上述第1實施方式。例如，在開始觀察邊緣時，利用2軸移動臺來使半導體晶片在微觀觀察光學系統(tǒng)中與學軸方向相垂直的X-Y平面內(nèi)進行移動，使晶片邊緣部移動到物鏡下。但也可以使物鏡移動到晶片邊緣部上。
采用第2實施方式的半導體晶片檢查設備的對準器的結(jié)構(gòu)與圖1相同。
圖6表示涉及本發(fā)明第2實施方式的半導體晶片檢查設備的概要結(jié)構(gòu)。在上述對準器1上設置了圖3所示的晶片邊緣檢查設備70。在對準器1的上方設置了照明裝置71。該照明裝置71使照明光按規(guī)定角度照射(斜照明)到晶片2的邊緣部上。照明裝置71在把照明光斜照射到晶片2的邊緣部上時，能任意設定該照射角度θ1。
并且，在從照明裝置71輸出的照明光的光路上，設置了濾光片變換器72。該濾光片變換器72，把帶通濾光片731和偏光濾光片732的任一個插入(拔出)到照明光的光路上。而且，若把帶通濾光片731插入到照明光的光路上，則能使指定的波長的照明光照射到晶片2的邊緣部上，進行干涉攝像。并且，若把偏光濾光片732插入到照明光路上，則能進行偏光攝像。
再者，在對準器1的上方，在與上述照明裝置71相對的一側(cè)上設置了攝像裝置74。該攝像裝置74對利用對準器1按一定轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)的晶片2的邊緣部進行攝像。在攝像裝置74中，例如采用一維CCD(單行傳感器相機)、二維CCD傳感器或延時相機(TDI相機)。攝像裝置74能按任意角度θ2對半導體晶片2的邊緣部進行攝像。并且，攝像裝置74能把攝像放大倍率更改成任意倍率，能選擇縱向分辨率。
該攝像裝置74采用一維CCD，對和對準器1的旋轉(zhuǎn)臺1a的轉(zhuǎn)速相同步，按一定轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)的晶片2的邊緣部連續(xù)地進行攝像，這樣，對晶片邊緣部取得帶狀的拍攝圖像數(shù)據(jù)。所以，攝像裝置74，通過改變旋轉(zhuǎn)臺1a的轉(zhuǎn)速，即可更改攝像的橫向分辨率(晶片邊緣部縱長方向的分辨率)。
而且，通過使攝像裝置74的位置接近晶片2來提高放大倍率。從攝像裝置74輸出的圖像信號被傳送到邊緣缺陷處理部75內(nèi)。該邊緣缺陷處理部75能夠?qū)νㄟ^攝像裝置74的拍攝而取得的帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)和合格產(chǎn)品的上述晶片的圖像數(shù)據(jù)進行比較，檢測出晶片的邊緣部中的缺陷部，而且顯示輸出該帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)。
具體來說，邊緣缺陷處理部75由以下各部分構(gòu)成主控制部76，它由cpu等構(gòu)成；圖像存儲器77，它能利用該主控制部76來進行讀出和寫入，用于存儲從攝像裝置74輸出的圖像信號作為帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)；合格圖像數(shù)據(jù)存儲器78，用于存儲合格晶片的邊緣部的圖像數(shù)據(jù)；缺陷檢測部79，用于對帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)和合格晶片2的圖像數(shù)據(jù)進行比較，檢測出晶片2的邊緣部內(nèi)的缺陷部；以及顯示部81，用于在顯示器80上顯示輸出帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)。
存儲在合格圖像數(shù)據(jù)存儲器78內(nèi)的合格半導體晶片2的圖像數(shù)據(jù)，采用例如通過過去的檢查而被判斷為合格的晶片2的帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)；或者每當依次檢查每批中的晶片2時判斷合格的晶片2，更改該合格的晶片2的圖像數(shù)據(jù)。
缺陷檢測部79具有這樣的功能，即通過對帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)和合格晶片2的圖像數(shù)據(jù)進行比較，即可判斷出晶片2的邊緣部的缺陷部的種類，例如灰塵、劃傷、缺口(晶片外周微小破損)、裂紋等，計算出這些缺陷部的缺陷數(shù)、坐標位置(X、Y)、缺陷面積(大小)等。
并且，缺陷檢測部79還具有這樣的功能，即在半導體制造工序中在晶片表2面上涂敷光致抗蝕劑之后，在晶片2的邊緣部上滴下清洗液，按規(guī)定寬度去除光致抗蝕劑時檢測出邊緣去除線寬，對該邊緣去除線寬和預先設定的閾值進行比較，判斷邊緣去除線寬的異常部分，計算出該坐標位置(X、Y)及其面積。
圖7表示本晶片邊緣檢查設備中的帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)的顯示輸出例。顯示器81具有這樣的功能，即例如圖7所示，把帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)劃分成許多個，例如制作成按90°劃分的4個組合圖像數(shù)據(jù)A、B、C、D，把這些組合圖像數(shù)據(jù)A、B、C、D顯示到顯示器30上。
在此，組合圖像數(shù)據(jù)A中的G1表示缺口；組合圖像數(shù)據(jù)B中的G2表示劃傷；組合圖像數(shù)據(jù)C中的G3表示灰塵；組合圖像數(shù)據(jù)D中的G4表示邊緣去除線寬的異常部分。
顯示部81，如圖7所示，具有這樣的功能把由單行傳感器攝像機攝像的帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)在晶片圖的畫面上展開成圓形狀，顯示在顯示器80上。這時的圖像處理，把4個組合圖像數(shù)據(jù)A、B、C、D貼合在一起，即可獲得圓形狀的攝像圖像。
顯示器81還具有這樣的功能在顯示器80上所顯示的晶片圖上，例如使瞄準器移動到缺陷部G1～G4的任一個上，通過點擊操作，即可如圖8所示把由瞄準器所指示的缺陷部G1～G4的放大圖像顯示到顯示器80上。
并且，顯示器81還具有這樣的功能在顯示了帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)(組合圖像數(shù)據(jù)A、B、C、D)的顯示器80的畫面上，根據(jù)缺陷部G1～G4的種類，用不同顏色分別顯示出這些缺陷部G1～G4。
再者，顯示器81能輸出顯示帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)(組合圖像數(shù)據(jù)A、B、C、D)，同時顯示出缺陷檢測部79的判斷結(jié)果。半導體晶片2的邊緣部中的缺陷部有例如圖9所示的劃傷、異物、缺口(晶片微小掉塊)、邊緣去除線寬的異常部分和灰塵、裂紋等，判斷結(jié)果是各缺陷部的坐標位置(X、Y)以及其面積等。
以下說明上述結(jié)構(gòu)的晶片邊緣檢查設備的動作。
對準器1，當放上晶片2時，使該晶片2按一定轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)，這樣，用一個邊緣傳感器(EDGE SENSE)來檢測晶片2的3點的邊緣坐標，根據(jù)這3點的邊緣坐標數(shù)據(jù)來檢測晶片2的中心位置和缺口(定位面)的方向，根據(jù)該檢測結(jié)果，進行半導體晶片2的對準。
與此同時，照明裝置71按照規(guī)定的照射角度θ1把照明光斜照射到按一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的半導體晶片2的邊緣部上。
攝像裝置74，對由對準器1使其按一定轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)的晶片2的邊緣部所產(chǎn)生的反射光，按照與晶片2的邊緣部形成任一角度θ2進行攝像，輸出其圖像信號。該圖像信號作為晶片的邊緣部的帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)而存儲在邊緣缺陷處理部75的圖像存儲器77內(nèi)。
該邊緣缺陷處理部75的缺陷檢測部79，對攝像圖像數(shù)據(jù)和合格品圖像數(shù)據(jù)進行比較，計算出晶片邊緣部的缺陷灰塵、劃傷、破損(晶片微小掉塊)、裂紋、邊緣去除線寬的異常部分等的坐標位置(X、Y)以及其面積。
另一方面，顯示部81，把存儲在圖像存儲器77內(nèi)的帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)，如圖7所示劃分成許多個(假定是圓形，例如按90度進行劃分)制成4個組合圖像數(shù)據(jù)A、B、C、D，把這些組合圖像數(shù)據(jù)A、B、C、D顯示到顯示器80上。與此同時，由顯示部81把帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)展開成與半導體晶片2的圓形狀相對應的圓形狀，顯示在顯示器80上。
在此情況下，如圖7所示，在顯示器80的畫面上的上部顯示出已展開成圓形狀的攝像圖像數(shù)據(jù)，在下部按上下方向并排地顯示出4個帶狀組合圖像數(shù)據(jù)A、B、C、D。并且，使各缺陷部G1～G4(破損G1、劃傷G2、灰塵G3、邊緣去除線寬的異常部分G4)符號與這些圓形狀的圖像和帶狀的組合圖像相一致進行顯示。
并且，顯示部81，在顯示了帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)(組合圖像數(shù)據(jù)A、B、C、D)的顯示器80的畫面上，根據(jù)缺陷部G1～G4的種類，用不同顏色來顯示這些缺陷部G1～G4。
再者，顯示部81，顯示輸出帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)(組合圖像數(shù)據(jù)A、B、C、D)，同時顯示出缺陷檢測部79的判斷結(jié)果。晶片2的邊緣部中的缺陷部，例如是圖9所示的劃傷、異物、破損(晶片微小掉塊)、邊緣去除線寬的異常部分和灰塵、裂紋等，判斷結(jié)果是各缺陷部的坐標位置(X、Y)及其面積等。
這樣在第2實施方式中，利用攝像裝置74來對由對準器1使其按一定轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)的晶片2的邊緣部進行攝像，對通過該攝像而取得的帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)和合格品的圖像數(shù)據(jù)進行比較，對晶片2的邊緣部缺陷進行檢查。與此同時，把帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)作為該組合圖像數(shù)據(jù)A、B、C、D進行顯示，而且作為展開成圓形狀的攝像圖像數(shù)據(jù)進行顯示，所以能檢測出作為半導體晶片1的整個外周的邊緣中的缺陷部的灰塵、劃傷、破損(晶片微小掉塊)、裂縫、邊緣去除線寬的異常部分等。
這樣，在涂敷了光致抗蝕劑薄膜之后的工序中進行處理方面，能準確地檢測出造成不合格晶片的故障原因之一。并且，攝像裝置74通過改變對準器1中的轉(zhuǎn)速，能更改攝像的橫向分辨率，所以能提高晶片邊緣部的縱長方向的分辨率，取得無失真的攝像圖像數(shù)據(jù)，提高缺陷部的檢測精度。
并且，在對準器1中，為了把晶片2傳送到缺陷檢查設備主體3上而進行位置對準動作時，使半導體晶片2按一定轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)。利用此法來對半導體晶片2的邊緣部的缺陷進行檢查，可以不必另外設置檢查裝置，只要使已具有的對準器1具有照明裝置71和攝像裝置74、邊緣缺陷處理部75即可，用簡單的結(jié)構(gòu)即可進行晶片邊緣的檢查。
再者，通過對帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)和展開成圓形狀的攝像圖像數(shù)據(jù)進行顯示，即可用視覺來識別灰塵、劃傷、破損(晶片微小掉塊)、裂縫、邊緣去除線寬的異常部分等各個缺陷部G1～G4的位置是實際的半導體晶片2上的什么位置。
并且，在半導體晶片2的邊緣部上標注了有關晶片2的信息，例如晶片的識別號碼(晶片ID)W。該識別號碼W標注在晶片邊緣部上預先規(guī)定的位置上。識別號碼W例如由字符信息“AE021”構(gòu)成。
在對該識別號碼W進行識別的情況下，使攝像裝置74移動到標注了識別號碼W的位置上。對從攝像裝置74中輸出的圖像信號，在圖6所示的邊緣缺陷處理部75內(nèi)追加的信息讀取部82中進行圖像處理，對標注在晶片邊緣部上的半導體晶片2的識別號碼W進行字符識別。
而且，有時半導體晶片2的邊緣部被薄膜覆蓋，在此情況下，半導體晶片2的識別號碼W不能進行字符識別。在此情況下，在照明裝置71或攝像裝置74內(nèi)安裝規(guī)定波長的濾光片，這樣，即使半導體晶片2的邊緣部被薄膜覆蓋，也能對識別號碼進行字符識別。
再者，根據(jù)各缺陷部的種類等來標注和顯示符號G1～G4或者用不同顏色進行顯示，這樣也能防止把各缺陷部G1～G4的位置和種類稿錯。
并且，當對展開成圓形狀的攝像圖像數(shù)據(jù)進行顯示時的實際的圖像處理僅僅是對4個組合圖像數(shù)據(jù)A、B、C、D進行貼合，所以，用簡單的圖像處理即可。
再者，半導體晶片2的邊緣部中的缺陷部G1～G4，例如表示灰塵、劃傷、破損(晶片微小掉塊)、裂縫、邊緣去除線寬的異常部分等，另外，對這些坐標位置(X、Y)及其面積一起進行顯示，所以能識別各缺陷部G1～G4的缺陷狀態(tài)。并且，如果把邊緣部G1～G4的放大圖像顯示在顯示器30的畫面上，那么能觀察確認邊緣部G1～G4的詳細狀態(tài)。
再者，利用濾光片變換器72來把帶通濾光片731插入到照明光路上，這樣，能通過干涉攝像來進行觀察。并且，通過用濾光片變換器72來把偏光濾光片732插入到照明光路上，能用偏光攝像來進行觀察。
圖10表示涉及本發(fā)明第3實施方式的邊緣缺陷檢測裝置的結(jié)構(gòu)。該邊緣缺陷檢測裝置100采用反射遠心照明成像光學系統(tǒng)。傳感器框體101形成筒狀。
光源是發(fā)光二極管(LED)102。該LED102輸出LED光。LED102設置在傳感器框體101的側(cè)面上。
半透明反射鏡103傾斜地設置在傳感器框體41內(nèi)部，半透明反射鏡103是一種光路分割元件，它把從LED102輸出的LED光反射到遠心透鏡104側(cè)，而且，使利用遠心透鏡104聚光的來自半導體晶片2的反射光進行透射。
遠心透鏡104具有把從LED102輸出的LED光整形成平行光，照射到半導體晶片2的邊緣部上的照準透鏡作用、以及對從半導體晶片2反射的LED光進行聚光的聚光透鏡作用。
圖像傳感器部106設置在遠心透鏡104的后焦點側(cè)的光軸部上。該圖像傳感器部106由光圈107、中繼成像用透鏡108和2維攝像元件109構(gòu)成。
2維攝像元件109把許多個固體攝像器件(CCD)縱橫排列成2維平面狀。由該2維攝像器件109來取得的2維圖像信號中，取得1行或多行圖像數(shù)據(jù)，這樣，圖像傳感器部106用作行傳感器攝像機。
邊緣缺陷檢測裝置100被設置在晶片2的邊緣部上方的不影響晶片2傳送、取出的位置上。并且，在圖像傳感器部106的輸出端子上，連接圖6所示的邊緣缺陷處理部75。
本第3實施方式的邊緣缺陷檢測裝置100也和上述第2實施方式一樣，對由對準器1使其按一定轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)的半導體晶片2的邊緣部進行攝像。圖像傳感器部106的2維攝像器件109，與對準器1中的一定轉(zhuǎn)速相同步，對半導體晶片2的邊緣部進行攝像，這樣取得圖7所示的晶片邊緣部的帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)。而且，關于用邊緣缺陷處理部75進行的圖像處理，進行和上述第2實施方式相同的處理，所以，其詳細說明從略。
這樣，若采用本第3實施方式，則和上述第2實施方式一樣，利用圖像傳感器部106來對旋轉(zhuǎn)的晶片2的邊緣部進行攝像，對這樣攝像而取得的帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)和合格品的圖像數(shù)據(jù)進行比較，能對半導體晶片2的邊緣部的缺陷進行檢查。
在本第3實施方式中，除了獲得與上述第2實施方式相同的效果外，還能接近半透明反射鏡103，集中地布置LED102、遠心透鏡104、和圖像傳感器106，使邊緣缺陷檢測裝置100實現(xiàn)小型化。這樣，邊緣缺陷檢測裝置100能很容易地設置在半導體制造工序中布置的半導體晶片2的表面缺陷和圖形形狀測量用的檢查設備、以及曝光設備等制造設備中設置的對準器上。
而且，本發(fā)明并非僅限于上述第2和第3實施方式。例如，顯示器80的畫面上的顯示方法也可以改變?nèi)缦隆?br> 圖11、圖12表示本晶片邊緣檢查設備中的帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)的顯示輸出的變形例。圖11所示的顯示例，沿著展開成圓形狀的攝像圖像數(shù)據(jù)的外周側(cè)，顯示出各組合圖像數(shù)據(jù)A、B、C、D。也就是說，圓形狀的攝像圖像數(shù)據(jù)按90度進行劃分，使其分別對應于各個組合圖像數(shù)據(jù)A、B、C、D進行顯示。這樣顯示出攝像圖像數(shù)據(jù)和各組合圖像數(shù)據(jù)的位置關系。
圖12所示的顯示例表示在展開成圓形狀的攝像圖像數(shù)據(jù)的上下側(cè)，顯示出各組合圖像數(shù)據(jù)E、F。也就是說，圓形狀的攝像圖像數(shù)據(jù)按180度進行劃分，使其對應于一分為二的各個組合圖像數(shù)據(jù)E、F進行顯示。這樣，顯示出攝像圖像數(shù)據(jù)和各組合圖像數(shù)據(jù)的位置關系。而且，在該顯示例中，顯示了按180度劃分為2部分的各組合圖像數(shù)據(jù)E、F。劃分的角度可設定為任意角度。
并且，在顯示出由操作員進行單擊操作的、例如缺陷部G1的放大圖像的情況下，也可以利用變焦功能來連續(xù)改變放大倍率。并且，也可以以缺陷部G1～G4的各個位置，例如半導體晶片2的缺口N或定位面為標準位置，計算出與該標準位置的角度，進行顯示。并且，也可以把帶狀攝像圖像數(shù)據(jù)的一部分顯示到顯示器80上，根據(jù)操作員的操作來更改該顯示區(qū)域，進行滾動顯示。
再者，能安裝在使晶片2按一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的各種制造設備等上。并且，不言而喻，不僅能適用于半導體制造方面，也可以適用于對圓形狀的檢查對象的外周部進行觀察和檢查的一般設備。
本發(fā)明不僅限于上述各實施方式，而且在不改變要點的范圍內(nèi)，能適當變形加以實施。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性若采用本發(fā)明，則能提供一種能在短時間內(nèi)很容易對半導體制造檢查工序中的半導體晶片的外周部分進行檢查的半導體晶片檢查設備。
也就是說，若采用本發(fā)明，則能利用微觀觀察光學系統(tǒng)，順利地觀察半導體晶片的邊緣部附近。因此，能提高半導體制造設備中的檢查工序的效率。再者，容易觀察邊緣部，能順利地操作，所以，能提高半導體檢查工序中的生產(chǎn)效率。
并且，若采用本發(fā)明，則能對半導體晶片的邊緣部的整個外周進行缺陷部的判定。
權利要求
1.一種半導體晶片檢查設備，其特征在于具有旋轉(zhuǎn)臺，用于吸附保持半導體晶片；照明裝置，用于對保持在上述旋轉(zhuǎn)臺上的上述半導體晶片的至少邊緣部進行照明；攝像裝置，用于對由上述照明裝置照明的上述半導體晶片的邊緣部進行攝像；圖像處理裝置，用于取得由上述攝像裝置拍攝的上述邊緣部圖像，并至少檢測邊緣去除量或裂紋；以及顯示部，用于顯示輸出由上述圖像處理裝置進行了圖像處理的上述邊緣部的圖像。
2.如權利要求1所述的半導體晶片檢查設備，其特征在于上述圖像處理裝置具有在上述邊緣去除量偏離規(guī)定值的情況下，把該半導體晶片判斷為不合格的功能。
3.如權利要求1所述的半導體晶片檢查設備，其特征在于上述圖像處理裝置具有在判斷出是上述裂紋的情況下，把該半導體晶片判斷為不合格的功能。
4.如權利要求1所述的半導體晶片檢查設備，其特征在于上述攝像裝置具有按規(guī)定放大倍率來對上述半導體晶片的邊緣部進行放大的物鏡，上述旋轉(zhuǎn)臺具有使上述半導體晶片的邊緣部向上述物鏡的下方移動的2軸移動臺，一邊使上述旋轉(zhuǎn)臺進行旋轉(zhuǎn)，一邊用上述攝像裝置來對上述半導體晶片的邊緣部進行攝像。
5.如權利要求4所述的半導體晶片檢查設備，其特征在于上述2軸移動臺，與上述旋轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)動作相連動，在XY方向上進行移動控制，以便預先求出的上述半導體晶片的中心成為旋轉(zhuǎn)中心。
6.如權利要求4所述的半導體晶片檢查設備，其特征在于上述2軸移動臺，與上述旋轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)動作相連，根據(jù)預先求出的上述半導體晶片的中心偏差量，在XY方向上進行移動控制，使上述半導體晶片的邊緣部始終位于上述物鏡的視場內(nèi)。
7.如權利要求4所述的半導體晶片檢查設備，其特征在于上述2軸移動臺，為了使上述邊緣部位于上述物鏡的視場中心，利用瞄準器在XY方向上進行微調(diào)。
8.如權利要求1所述的半導體晶片檢查設備，其特征在于上述攝像裝置一邊使上述旋轉(zhuǎn)臺進行旋轉(zhuǎn)，一邊連續(xù)對上述半導體晶片的邊緣部進行一維攝像，上述圖像處理裝置取得由上述攝像裝置取入的上述半導體晶片的邊緣部，作為帶狀的邊緣圖像。
9.如權利要求8所述的半導體晶片檢查設備，其特征在于上述圖像處理裝置使上述半導體晶片的晶片圖顯示在上述顯示部上，與該晶片圖的周緣位置相對應，把上述帶狀邊緣圖像劃分成多個進行顯示。
10.如權利要求8或9所述的半導體晶片檢查設備，其特征在于上述圖像處理裝置，在上述顯示部上把上述帶狀邊緣圖像重疊到上述半導體晶片的晶片圖周緣上進行顯示，利用瞄準器來點擊在該邊緣圖像上顯示的缺陷部，由此來顯示該缺陷部的放大圖像。
11.如權利要求1所述的半導體晶片檢查設備，其特征在于上述旋轉(zhuǎn)臺具有對準器功能，該對準器包括用于檢測上述半導體晶片的至少3點的邊緣坐標的反射遠心照明成像光學系統(tǒng)、以及用于獲取上述邊緣部的圖像的圖像傳感器，該圖像傳感器作為上述攝像裝置使用。
12.如權利要求1所述的半導體晶片檢查設備，其特征在于對上述攝像裝置和上述照明裝置進行布置，使其相對于上述半導體晶片面形成規(guī)定角度，使上述照明裝置的照射角度可變。
13.如權利要求1所述的半導體晶片檢查設備，其特征在于上述攝像裝置具有自動聚焦功能，使上述旋轉(zhuǎn)臺進行旋轉(zhuǎn)，當開始檢查上述半導體晶片時，解除上述自動聚焦功能。
14.如權利要求1所述的半導體晶片檢查設備，其特征在于上述顯示部在上述半導體晶片的晶片圖上，顯示表示觀察位置的觀察點。
全文摘要
本發(fā)明的半導體晶片檢查設備，其特征在于具有旋轉(zhuǎn)臺，用于吸附保持半導體晶片；照明裝置，用于對保持在上述旋轉(zhuǎn)臺上的上述半導體晶片的至少邊緣部進行照明；攝像裝置，用于對由上述照明裝置照明的上述半導體晶片的邊緣部進行攝像；圖像處理裝置，用于取得由上述攝像裝置拍攝的上述邊緣部圖像，并至少檢測出邊緣去除量或裂紋；顯示部，用于顯示輸出由上述圖像處理裝置進行過圖像處理的上述邊緣部的圖像。
文檔編號G01N21/95GK1473360SQ02802937
公開日2004年2月4日 申請日期2002年9月19日 優(yōu)先權日2001年9月19日
發(fā)明者辻治之, 北原康利, 橋本勝行, 池野泰教, 倉田俊輔, 矢澤雅彥, 利, 彥, 教, 治之, 行, 輔 申請人:奧林巴斯光學工業(yè)株式會社