JP2002039745A

JP2002039745A - ウェーハ形状検査方法およびその装置

Info

Publication number: JP2002039745A
Application number: JP2000228259A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kawai; 慎一河井
Original assignee: Mitsubishi Materials Silicon Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Silicon Corp
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2002-02-06
Anticipated expiration: 2020-07-28
Also published as: JP3713571B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高い検査精度で、半導体ウェーハの形状を三
次元的に定量評価するウェーハ形状検査方法およびその
装置を提供する。【解決手段】真空チャック盤１１のステージ面にシリ
コンウェーハＷの外周部を第２の真空ポンプＰ２によっ
て吸着して、シリコンウェーハＷを仮止めする。その
後、シリコンウェーハＷの表面に現出された微小凹凸の
検査、ウェーハ外周部形状の検査などを行う。このよう
に、ウェーハＷをステージ面に仮止めした状態で検査す
るため、ウェーハ形状検査装置１０から伝わってくる振
動の影響をほとんど受けず、ウェーハＷをフリーな姿勢
のまま検査できる。その結果、高い検査精度で、ウェー
ハＷの形状を三次元的に定量評価できる。なお、通常の
ウェーハ裏面基準の検査も行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はウェーハ形状検査
方法およびその装置、詳しくは半導体ウェーハの形状
（ウェーハ表面の微小凹凸，ウェーハ外周部形状を含
む）を三次元的に定量評価するウェーハ形状検査方法お
よびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体ウェーハの表面の平坦度お
よびウェーハの反りの検査方法として、静電容量センサ
による検査方式と、レーザ光源を用いた検査方式とが知
られている。これらはウェーハ裏面を基準にした検査
で、吸着ステージのステージ面に半導体ウェーハの裏面
を真空吸着した状態で、その検査、評価が行われる。

【０００３】ところで、今日、次世代デバイスプロセス
に対応して、半導体ウェーハの表面に存在する微小凹凸
の度合い、半導体ウェーハの外周部形状が問題化してき
ている。微小凹凸はナノトポグラフィにより発生する。
ナノトポグラフィとは、ウェーハ製造時のエッチング工
程で発生した気泡によってウェーハ表裏両面に生じる周
期２０ｍｍくらい、高さ数十ｎｍくらいのうねりであ
る。ウェーハ外周部形状の異常は、半導体ウェーハの反
り（ワープ）などにより発生する。これらの微小凹凸お
よびウェーハ外周部形状の検査時には、まず吸着ステー
ジのステージ面に半導体ウェーハを真空吸着による変形
を起こしていないフリーな姿勢で保持する。その後、こ
の状態を維持したまま、魔鏡検査装置またはこれに類似
した装置を使ってこの微小凹凸の検査を行ったり、ウェ
ーハ外周部形状の検査を行ったりする。なお、ここでい
う魔鏡検査装置とは、光を半導体ウェーハに照射し、そ
の反射光を観察面に平面的（二次元的）な明暗分布とし
てとらえて検査する装置である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術によれば、半導体ウェーハの表面の微小凹
凸およびウェーハ外周部形状の検査は、魔鏡検査装置ま
たはそれに類似した装置によって行われていた。したが
って、この検査は観察面に投影された平面的な画像を検
査用のデータとして行われる。そのため、性状的で具体
性に欠ける検査結果しか得られなかった。しかも、この
ように検査時のウェーハは、ステージ面に載置されただ
けのフリーな姿勢となっている。このため、例えば魔境
検査装置のわずかな振動などによって、ステージ面上の
半導体ウェーハが動きやすかった。その結果、検査精度
が低下してしまうという問題点があった。

【０００５】

【発明の目的】そこで、この発明は、高い検査精度で、
半導体ウェーハの形状を三次元的に定量評価することが
できるウェーハ形状検査方法およびその装置を提供する
ことを、その目的としている。また、この発明は、１台
の検査装置を使用して、ウェーハ仮止め姿勢によるウェ
ーハ形状の検査とウェーハ片面基準の検査とを行うこと
ができるウェーハ形状検査方法およびその装置を提供す
ることを、その目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、吸着ステージのステージ面に半導体ウェーハの外周
部を真空吸着して、この半導体ウェーハを形状検査する
工程と、前記吸着ステージのステージ面に半導体ウェー
ハの中央部を真空吸着して、この半導体ウェーハをウェ
ーハ片面基準で形状検査する工程とを備えたウェーハ形
状検査方法である。ここでいう吸着ステージとは、負圧
力によって、半導体ウェーハをステージ面に真空吸着可
能なステージを意味する。この吸着ステージの形状、大
きさなどは限定されない。例えば、これらの吸着ステー
ジと半導体ウェーハとは同じ直径であってもよいし、こ
の半導体ウェーハよりも小径または大径なステージでも
よい。半導体ウェーハの種類は限定されない。例えば、
シリコンウェーハ，ガリウム砒素ウェーハなどが挙げら
れる。

【０００７】吸着ステージに真空吸着される半導体ウェ
ーハの面は、ウェーハ表面でもよいし、ウェーハ裏面で
もよい。ただし、通常はウェーハの裏面である。半導体
ウェーハをフリーな姿勢でステージ面に真空吸着する
（以下、仮止めという場合がある）際の負圧力は限定さ
れない。ただし、通常は２〜２０Ｐａ、好ましくは５〜
１０Ｐａである。この仮止め時には、例えばウェーハ中
心位置を中心としたウェーハ周方向へ向かう所定角度ご
とのウェーハ外周部の部分をスポット的に真空吸着して
もよい。また、ウェーハ中心位置を中心とした仮想円に
沿ったウェーハ外周部の部分を真空吸着してもよい。こ
の仮止め時、ウェーハ外縁からウェーハ中心に向かって
２〜１０ｍｍの範囲を吸着範囲とした方が好ましい。

【０００８】このように、半導体ウェーハの外周部をス
テージ面に真空吸着することで、ステージ面に半導体ウ
ェーハが、この吸着ステージの吸着力にほとんど束縛さ
れないフリーの姿勢に近い状態で仮止めされる。こうす
れば、吸着ステージの振動などの影響をほとんど受けず
に半導体ウェーハの形状検査を行うことができる。な
お、ここでいう半導体ウェーハの形状検査とは、例えば
ウェーハ表面の平坦度検査、ウェーハの反りを測定する
ワープ検査、ウェーハ表面の微小凹凸を測定する検査、
ウェーハの外周部形状の検査などを意味する。このう
ち、ウェーハを仮止め状態で検査するものとしては、微
小凹凸検査、ウェーハ外周部形状検査が挙げられる。も
ちろん、これらには限定されない。また、ウェーハ形状
検査用の検査装置も限定されない。例えば、請求項３の
光源、集光レンズ、撮像部、画像解析部を具備した検査
装置などが挙げられる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、半導体ウェーハ
が真空吸着されるステージ面を有する吸着ステージと、
前記ステージ面に載置された半導体ウェーハの外周部を
真空吸着して、この半導体ウェーハをステージ面に保持
する外周部吸着手段と、前記ステージ面に載置された半
導体ウェーハの中央部を、このステージ面に真空吸着す
る中央部吸着手段と、半導体ウェーハの形状を検査する
検査手段とを備えたウェーハ形状検査装置である。中央
部吸着手段および外周部吸着手段には、例えば、各種の
負圧発生装置を採用することができる。これらの中央部
吸着手段および外周部吸着手段は、それぞれ別個の負圧
発生装置を具備してもよい。また、１台の負圧発生装置
を兼用してもよい。兼用の場合は、一般的に切り換え弁
を操作してウェーハの中央部を真空吸着したり、ウェー
ハの外周部を真空吸着したりすることになる。また、検
査手段としては、例えばウェーハ表面の微小凹凸検査な
どの検査種目に合わせて、多種の検査装置の中から選択
して使用することができる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、前記検査手段
が、半導体ウェーハに照射される光の光源と、半導体ウ
ェーハから反射した光を集める集光レンズと、該集光レ
ンズによって集められた光をとりこみ、それを画像信号
に変換する撮像部と、該撮像部からの画像信号を画像解
析する画像解析部とを有している請求項２に記載のウェ
ーハ形状検査装置である。光源の種類は限定されない。
例えば、蛍光ランプなどが挙げられる。集光レンズに
は、例えば凸レンズなどを採用することができる。撮像
部の種類も限定されない。例えば、ＣＣＤイメージセン
サ，ＭＯＳイメージセンサなどの固体イメージセンサ付
きのカメラを採用することができる。また、画像解析部
には、例えばパソコンを採用することができる。この撮
像部は半導体ウェーハの側方に配置した方が、簡単に三
次元的なウェーハ画像が得られて好ましい。

【００１１】

【作用】請求項１および請求項２の発明によれば、吸着
ステージのステージ面に半導体ウェーハの外周部を真空
吸着して、ウェーハを仮止めする。その後、ウェーハの
形状検査、具体的には例えばウェーハの表面に現れた微
小凹凸の検査、ウェーハ外周部形状の検査などを行う。
このように、半導体ウェーハをステージ面に仮止めして
検査するので、吸着ステージから伝わってくる振動の影
響をほとんど受けずに、ウェーハをフリーな姿勢に近い
状態で検査することができる。これにより、高い検査精
度で半導体ウェーハの形状を三次元的に定量評価するこ
とができる。また、ウェーハ片面基準の検査時には、ま
ずステージ面に半導体ウェーハの中央部を真空吸着す
る。これにより、略半導体ウェーハの片面全体が吸着ス
テージに密着する。その後、この状態を保って、検査手
段によりウェーハ片面基準（通常は裏面基準）の形状検
査、例えばウェーハ表面の平坦度検査およびワープ検査
などを行う。

【００１２】特に、請求項２の発明では、このように半
導体ウェーハを真空吸着する手段として、半導体ウェー
ハを部分的に真空吸着する中央部吸着手段と外周部吸着
手段とを採用したので、１台の形状検査装置によって、
通常のウェーハ裏面基準の検査と、次世代デバイスプロ
セスに対応可能なウェーハ仮止め状態での検査とを行う
ことができる。その結果、設備コストの低減および検査
時間の短縮が図れる。

【００１３】また、請求項３の発明によれば、半導体ウ
ェーハに反射した光を集光レンズで集光し、それを撮像
部にとりこんで画像信号に変換し、その後、これを画像
解析部により画像解析する。これにより、さらに高い検
査精度で半導体ウェーハの形状を三次元的に定量評価す
ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例に係るウ
ェーハ形状検査方法およびその装置を説明する。まず、
第１の実施例を説明する。図１は、この発明の第１の実
施例に係るウェーハ形状検査装置の吸着ステージの概略
縦断面図である。図２は、この発明の第１の実施例に係
るウェーハ形状検査装置の全体図である。図３は、この
発明の第１の実施例に係るウェーハ形状検査装置の吸着
ステージの概略平面図である。図４（ａ）は、この発明
の第１の実施例に係る仮止め検査により得られた三次元
的な半導体ウェーハの斜視図である。図４（ｂ）は、こ
の発明の第１の実施例に係る仮止め検査中の要部拡大断
面図である。図４（ｃ）は、この発明の第１の実施例に
係る裏面基準検査により得られた三次元的な半導体ウェ
ーハの斜視図である。図４（ｄ）は、この発明の第１の
実施例に係る裏面基準検査中の半導体ウェーハの要部拡
大断面図である。

【００１５】図２において、１０はこの発明の第１の実
施例に係るウェーハ形状検査装置であり、このウェーハ
形状検査装置１０は、主に、シリコンウェーハ（半導体
ウェーハ）Ｗが真空吸着されるステージ面を有する真空
チャック盤（吸着ステージ）１１と、この真空チャック
盤１１上に載置されたシリコンウェーハＷの中央部を、
ステージ面に真空吸着する第１の真空ポンプ（中央部吸
着手段）Ｐ１と、このステージ面に載置されたシリコン
ウェーハＷの外周部を真空吸着して、シリコンウェーハ
Ｗをステージ面上に保持する第２の真空ポンプ（外周部
吸着手段）Ｐ２と、シリコンウェーハＷの形状を検査す
る検査手段１２とを備えている。以下、これらの構成体
を詳細に説明する。

【００１６】図１および図３に示すように、真空チャッ
ク盤１１は、主に、平面視して円形のベース板１３と、
このベース板１３上に固着された同じく平面視して円形
の吸着板１４とを有している。なお、両板１３，１４
は、略同じ半径を有している。ベース板１３の上面の外
周部を除いた全域には、平面視して円形の凹部が形成さ
れている。この凹部は、吸着板１４の下面との間で区画
されて円形負圧ポート１５となる。この円形負圧ポート
１５は、連通管１６Ａを介して、第１の真空ポンプＰ１
と連通されている。連通管１６Ａの途中には、レギュレ
ータ１７Ａが連結されている。

【００１７】また、このベース板１３の上面の外周部に
は、環状の深溝が刻設されている。この深溝は、吸着板
１４の下面との間で区画されて環状負圧ポート１８とな
る。環状負圧ポート１８は、連通管１６Ｂを介して、第
２の真空ポンプＰ２と連通されている。連通管１６Ｂの
途中には、レギュレータ１７Ｂが連結されている。前記
吸着板１４は、厚肉でポーラスなセラミック製の円板で
ある。この吸着板１４の上面の外周部には、環状の外周
枠１４ａが突設されている。この外周枠１４ａには上下
両面を貫通して、環状負圧ポート１８と連通した環状の
外周吸引孔１４ｂが穿設されている。吸着板１４の上面
には、吸着板１４と中心を同じくした半径が異なる３つ
の仮想同心円に沿って、シリコンウェーハＷを下方から
支持する細い３本の環状支持枠１４ｃが突設されてい
る。また、各環状支持枠１４ｃと外周枠１４ａとは、平
面視して十字形状を有する十字支持枠１４ｄによって一
体的に連結されている。さらに、この吸着板１４の、各
環状支持枠１４ｃの間および最外周の環状支持枠１４ｃ
と外周枠１４ａとの間には、吸着板１４の上下両面を貫
通して、多数個の中央吸引孔１４ｅが穿設されている。
なお、これらの外周枠１４ａと、環状支持枠１４ｃと、
十字支持枠１４ｄとは、それぞれ同じ高さに揃えられて
いる。これらの枠１４ａ，１４ｃ，１４ｄの上端を含む
水平面が、真空チャック盤１１のステージ面となってい
る。

【００１８】次に、図２を参照して、前記検査手段１２
を詳細に説明する。図２に示すように、この検査手段１
２は、シリコンウェーハＷに照射される光の光源１９
と、シリコンウェーハＷから反射した光を集める凸形状
の集光レンズ２０と、この集光レンズ２０によって集め
られた光をとりこみ、それを画像信号に変換するＣＣＤ
カメラ（撮像部）２１と、このＣＣＤカメラ２１からの
画像信号を画像解析するパソコン２２に内蔵された画像
解析部（図示せず）とを有している。なお、光源１９
は、真空チャック盤１１に真空吸着されたシリコンウェ
ーハＷの略真上に配置されている。また、ＣＣＤカメラ
２１は、シリコンウェーハＷの側部上方に配置されてい
る。シリコンウェーハＷを斜め上方から撮影すること
で、立体的な画像が得やすい。

【００１９】次に、図４を参照して、このウェーハ形状
検査装置１０を用いたシリコンウェーハＷの形状検査方
法を説明する。まず、ウェーハ表面の微小凹凸およびウ
ェーハ外周部形状の検査方法を説明する。図４（ｂ）に
示すように、真空チャック盤１１のステージ面にシリコ
ンウェーハＷの外周部を真空吸着して、これを仮止めす
る。具体的には、第２の真空ポンプＰ２を作動させて環
状負圧ポート１８が負圧化し、これにより、環状の外周
吸引孔１４ｂを通して、シリコンウェーハＷの外周部だ
けがステージ面に真空吸着される。仮止めにより、シリ
コンウェーハＷはフリーな姿勢に近い状態で吸着板１４
のステージ面に保持される。

【００２０】次に、この状態を保持して、光源１９から
の光をシリコンウェーハＷの表面に照射する。その反射
光は集光レンズ２０によって集光され、シリコンウェー
ハＷの斜め上方に配置されたＣＣＤカメラ２１にとりこ
まれる。その後、光はＣＣＤカメラ２１の内部で画像信
号に変換され、画像信号はパソコン２２に内蔵された画
像解析部により画像解析される。その結果、図４（ａ）
に示すような、ウェーハ外周部がウェーハ表面側に反っ
たこのウェーハＷの等高線画像が得られる。その後、こ
の画像に基づいて、シリコンウェーハＷの表面の微小凹
凸の検査およびウェーハ外周部形状の検査を行う。

【００２１】次に、シリコンウェーハＷの裏面を基準と
した形状検査を説明する。この検査は、ステージ面にシ
リコンウェーハＷの中央部を真空吸着して行われる。具
体的には、まず第２の真空ポンプＰ２の作動を停止し、
第１の真空ポンプＰ１を作動させる。このポンプＰ１の
作動によって円形負圧ポート１５が負圧化し、多数個の
中央吸引孔１４ｅを介して、３本の環状支持枠１４ｃ間
の各隙間、および、最外周の環状支持枠１４ｃと外周枠
１４ａとの隙間がそれぞれ負圧化する。その負圧力によ
って、略シリコンウェーハＷの裏面全体が真空チャック
盤１１に密着する（図４（ｄ））。それから、この状態
を保って、検査手段１２により、ウェーハ表面が平坦な
ウェーハ裏面基準のシリコンウェーハＷの等高線画像を
得る（図４（ｃ））。その後、この画像に基づいて、ウ
ェーハ裏面基準の形状検査、例えばウェーハ表面の平坦
度の検査やワープの検査などを行う。

【００２２】このように、シリコンウェーハＷをステー
ジ面に仮止めして検査するので、真空チャック盤１１か
ら伝わるさまざまな振動などによるシリコンウェーハＷ
のステージ面上での動きを規制し、シリコンウェーハＷ
をフリーな姿勢に近い状態で形状検査することができ
る。このため、従来の魔鏡法などを採用した平面的な検
査に比べて、高い検査精度で、これらのウェーハ表面の
微小凹凸、ウェーハ外周部形状を三次元的に定量評価す
ることができる。また、ウェーハ形状検査装置１０に
は、ウェーハ中央部を真空吸着する第１の真空ポンプＰ
１と、ウェーハ外周部を真空吸着する第２の真空ポンプ
Ｐ２とが搭載されているので、１台のウェーハ形状検査
装置１０によって、通常のウェーハ裏面基準の検査と、
次世代デバイスプロセスに対応可能なウェーハ仮止め状
態での検査とを行うことができる。これにより、設備コ
ストの低減および検査時間の短縮が図れる。さらに、こ
のようにシリコンウェーハＷに反射した光を集光レンズ
２０で集光し、これをＣＣＤカメラ２１にとりこんで画
像信号に変換した後、パソコン２２の画像解析部によっ
て画像解析するようにしたので、さらに高い検査精度で
シリコンウェーハＷの形状を三次元的に定量評価するこ
とができる。

【００２３】次に、図５および図６に基づいて、この発
明の第２の実施例に係るウェーハ形状検査方法およびそ
の装置を説明する。図５は、この発明の第２の実施例に
係るウェーハ形状検査装置の吸着ステージの概略平面図
である。図６（ａ）は、この発明の第２の実施例に係る
仮止め検査中の要部拡大断面図である。図６（ｂ）は、
この発明の第２の実施例に係る裏面基準検査中の半導体
ウェーハの要部拡大断面図である。図５および図６に示
すように、この第２の実施例に係るウェーハ形状検査装
置３０は、第１の実施例の真空チャック盤１１とは異な
るウェーハ吸着構造を有する真空チャック盤１１Ａを採
用した例である。

【００２４】すなわち、図５に示すように、この第２の
実施例のウェーハ形状検査装置３０の特長は、吸着板１
４Ａとして、第１の実施例の環状支持枠１４ｃおよび十
字支持枠１４ｄの代わりに、シリコンウェーハＷを裏面
側から支持する多数本のウェーハ支持ピン１４ｆを、吸
着板１４Ａの上面に散在させた点である。ウェーハ裏面
基準による検査時、シリコンウェーハＷは、これらのウ
ェーハ支持ピン１４ｆによって下方から支持される。そ
の他の構成、作用、効果は、第１の実施例から推測でき
る範囲であるので、説明を省略する。

【００２５】次に、図７および図８に基づいて、この発
明の第３の実施例に係るウェーハ形状検査方法およびそ
の装置を説明する。図７は、この発明の第３の実施例に
係るウェーハ形状検査装置の吸着ステージの概略縦断面
図である。図８は、この発明の第３の実施例に係るウェ
ーハ形状検査装置の吸着ステージの概略平面図である。
図７および図８に示すように、この第３の実施例に係る
ウェーハ形状検査装置４０は、第１の実施例および第２
の実施例の真空チャック盤１１とは異なるウェーハ吸着
構造を有する真空チャック盤１１Ｂを採用した例であ
る。以下、この真空チャック盤１１Ｂの構造の特長を説
明する。ベース板１３Ａの上面の外周部には、１２０度
ごとに３つの深溝が刻設され、これらの深溝は、吸着板
１４Ｂの下面との間で区画されて３つの穴状負圧ポート
１８Ａとなる。各穴状負圧ポート１８Ａは、平面視して
Ｖ字配置されたＶ字連通路１８Ｂによって連通されてい
る。そして、各穴状負圧ポート１８Ａは、連通管１６Ｂ
を介して、第２の真空ポンプＰ２と連通されている。

【００２６】吸着板１４Ｂの上面の外縁には、外縁枠１
４ｇが周設されている。吸着板１４Ｂの上面の略全域に
は、シリコンウェーハＷを裏面側から支持する多数本の
ウェーハ支持ピン１４ｈが、吸着板１４Ｂの上面に散在
されている。なお、これらのウェーハ支持ピン１４ｈ
は、第２の実施例のウェーハ支持ピン１４ｆに比べて、
先端部が丸みをおびている。また、吸着板１４Ｂの上面
の外周部には、前記各穴状負圧ポート１８Ａの真上に、
３本の円筒形状の吸着突起１４ｉが突設されている。各
吸着突起１４ｉには、上下両面を貫通して、穴状負圧ポ
ート１８Ａと連通した吸引孔１４ｊが穿設されている。
ウェーハ仮止め時、第２の真空ポンプＰ２を作動させる
ことで、穴状負圧ポート１８Ａ、吸引孔１４ｊを介し
て、シリコンウェーハＷが三角配置された３本の吸着突
起１４ｉの上面に吸着支持される。このように、ウェー
ハ外周部を裏面側から３点支持することで、シリコンウ
ェーハＷをよりフリーに近い状態で保持することができ
る。その結果、ウェーハ形状検査の精度をさらに高める
ことができる。その他の構成、作用、効果は、第１の実
施例から推測できる範囲であるので、説明を省略する。

【００２７】ここで、図９に基づいて、この発明のウェ
ーハ形状検査方法と従来のウェーハ形状検査方法により
得られた検査方法別のウェーハ検査画像を比較する。図
９は、この発明法および従来法によって得られたウェー
ハ検査画像の検査方法別の対比表である。従来法として
は、山下電装社製のウェーハ検査装置（ＹＩＳ−２００
ＳＰ）による魔鏡検査と、エステック社製のウェーハ検
査装置（商品名ＡＤＥＷＩＳ−ＣＲ８３ＳＱＭ）に
よるナノトポグラフィ検査と、エステック社製のウェー
ハ検査装置（商品名ＡＤＥ９９００）によるワープ検
査とを採用している。このうち、フリーに近い姿勢での
ウェーハ形状検査は、魔鏡検査、ナノトポグラフィ検査
およびこの発明の検査について行った。また、ウェーハ
裏面基準の形状検査は、魔鏡検査、ワープ検査およびこ
の発明の検査について行った。なお、この発明による検
査は、ＡＤＥＷＩＳ−ＣＲ８３ＳＱＭによるウェー
ハ表面の平坦度検査と同等レベルの検査とする。図９の
表から明らかなように、従来の各検査方法では平面的な
定性検査であったのに対して、この発明の検査は、ウェ
ーハを高い検査精度で三次元的に定量評価することがで
きた。

【００２８】

【発明の効果】請求項１および請求項２の発明によれ
ば、このように半導体ウェーハを吸着ステージのステー
ジ面に仮止めするので、半導体ウェーハをフリーな姿勢
に近い状態で形状検査することができる。その結果、高
い検査精度で、半導体ウェーハの形状を三次元的に定量
評価することができる。しかも、従来どおりに半導体ウ
ェーハの片面（裏面）を基準とした各種の形状検査も行
うことができる。このうち、請求項２の発明によれば、
１台の形状検査装置を使用して、通常のウェーハ片面基
準の検査と、次世代デバイスプロセスに対応可能なウェ
ーハ仮止め状態での検査とを行うことができる。その結
果、設備コストの低減および検査時間の短縮が図れる。

【００２９】特に、請求項３の発明によれば、検査手段
として、半導体ウェーハに反射した光を集光レンズで集
光し、それを撮像部にとりこんで画像信号に変換した
後、これを画像解析部により画像解析するという装置を
採用したので、より高い検査精度で半導体ウェーハの形
状を三次元的に定量評価することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例に係るウェーハ形状検
査装置の吸着ステージの概略縦断面図である。

【図２】この発明の第１の実施例に係るウェーハ形状検
査装置の全体図である。

【図３】この発明の第１の実施例に係るウェーハ形状検
査装置の吸着ステージの概略平面図である。

【図４】（ａ）は、この発明の第１の実施例に係る仮止
め検査により得られた三次元的な半導体ウェーハの斜視
図である。（ｂ）は、この発明の第１の実施例に係る仮
止め検査中の要部拡大断面図である。（ｃ）は、この発
明の第１の実施例に係る裏面基準検査により得られた三
次元的な半導体ウェーハの斜視図である。（ｄ）は、こ
の発明の第１の実施例に係る裏面基準検査中の半導体ウ
ェーハの要部拡大断面図である。

【図５】この発明の第２の実施例に係るウェーハ形状検
査装置の吸着ステージの概略平面図である。

【図６】（ａ）は、この発明の第２の実施例に係る仮止
め検査中の半導体ウェーハの要部拡大断面図である。
（ｂ）は、この発明の第２の実施例に係る裏面基準検査
中の半導体ウェーハの要部拡大断面図である。

【図７】この発明の第３の実施例に係るウェーハ形状検
査装置の吸着ステージの概略縦断面図である。

【図８】この発明の第３の実施例に係るウェーハ形状検
査装置の吸着ステージの概略平面図である。

【図９】この発明法および従来法によって得られたウェ
ーハ検査画像の検査方法別の対比表である。

【符号の説明】

１０，３０，４０ウェーハ形状検査装置、１１，１１Ａ，１１Ｂ真空チャック盤（吸着ステー
ジ）、１２検査手段、１３，１３Ａベース板、１４，１４Ａ，１４Ｂ吸着板、１９光源、２０集光レンズ、２１ＣＣＤカメラ（撮像部）、２２パソコン（画像解析部）、Ｐ１第１の真空ポンプ（中央部吸着手段）、Ｐ２第２の真空ポンプ（外周部吸着手段）、Ｗシリコンウェーハ（半導体ウェーハ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA47 AA51 CC19 DD06 FF01 FF04 GG03 JJ03 JJ08 JJ26 PP11 QQ31 SS02 SS13 UU04 2F069 AA54 BB15 GG04 MM03 2G051 AA51 AB07 CA04 CB01 4M106 AA01 CA24 CA38 CA47 DB04 DB07 DJ02 DJ20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸着ステージのステージ面に半導体ウェ
ーハの外周部を真空吸着して、この半導体ウェーハを形
状検査する工程と、前記吸着ステージのステージ面に半導体ウェーハの中央
部を真空吸着して、この半導体ウェーハをウェーハ片面
基準で形状検査する工程とを備えたウェーハ形状検査方
法。
【請求項２】半導体ウェーハが真空吸着されるステー
ジ面を有する吸着ステージと、前記ステージ面に載置された半導体ウェーハの外周部を
真空吸着して、この半導体ウェーハをステージ面に保持
する外周部吸着手段と、前記ステージ面に載置された半導体ウェーハの中央部
を、このステージ面に真空吸着する中央部吸着手段と、半導体ウェーハの形状を検査する検査手段とを備えたウ
ェーハ形状検査装置。
【請求項３】前記検査手段が、半導体ウェーハに照射される光の光源と、半導体ウェー
ハから反射した光を集める集光レンズと、該集光レンズ
によって集められた光をとりこみ、それを画像信号に変
換する撮像部と、該撮像部からの画像信号を画像解析す
る画像解析部とを有している請求項２に記載のウェーハ
形状検査装置。