JP2004214250A

JP2004214250A - 文字読み取り方法及び装置並びに結晶検査方法

Info

Publication number: JP2004214250A
Application number: JP2002378917A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Seki; 秀俊関; Tadashi Nakamura; 正中村
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP4370499B2

Abstract

【課題】表面状態の異なったウエーハ表面のＩＤを問題なく読み取ることができ、結晶検査システムにおける各装置の運用効率（特に自動化された装置の運用効率）が良くなり、かつ作業者への負担解消と入力ミス等の人為的なエラーを回避することができるようにした文字読み取り方法及び装置並びこれらの方法及び装置を用いたウエーハの結晶品質を検査するための結晶検査方法を提供する。
【解決手段】ウエーハの表面に印字された識別符号を撮像し、この撮像された画像信号に基づいて該識別符号を認識する文字読み取り方法であって、２つ以上の切り替え可能な符号認識レベル情報を優先順位を付して設定し、優先順位上位の符号認識レベル情報による識別符号の認識が不能な場合には、優先順位に従い符号認識レベル情報を優先順位下位の符号認識レベル情報に自動的に順次切り替えて識別符号の認識作業を行うようにした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウエーハ等のウエーハの結晶品質を自動的に検査する方法に関するもので、特に被検査サンプルの表面に印字された識別符号（以下ＩＤということがある）を自動的に読み取りさせるための文字読み取り方法及び装置並びにこれらの方法及び装置を用いた結晶検査方法に関するものである。
【０００２】
【関連技術】
一般的に半導体結晶（単結晶又はインゴットということがある）の製造方法はチョクラルスキー(ＣＺｏｃｈｒａｌｓｋｉ；ＣＺ)法などの引上げ技術により製造される。半導体ウエーハ（以下単にウエーハということがある）は、ＣＺ法等で得られた円筒状のインゴットを薄円板状に切断（スライシング）し、少なくともその一表面を鏡面化することにより製造される。更に詳しくウエーハの製造工程について示すと、インゴットをスライスするスライス工程と、スライスによって得られたウエーハの厚さ、平坦度を整えるためのラッピング工程と、ラッピング処理されたウエーハの加工歪みを除去するためにウエーハをエッチング液に浸漬して全面をエッチングするエッチング工程と、エッチング処理されたウエーハの表面粗さ及び平坦度を向上させるための鏡面研磨をするための研磨工程とからなり、最終の製品ウエーハが製造される。これらの工程は、代表的な工程を示したものであり、この他に各種洗浄工程や、平面研削工程、面取り工程などが行われたり、同じ工程が複数段行われたりする。このように多くの工程を経て製造された製品ウエーハにデバイスを形成し、メモリーやＬＳＩ等が製造される。
【０００３】
デバイスを形成するウエーハの品質として重要であり基本的な特性として、抵抗率、酸素濃度（格子間酸素濃度）等がある。ウエーハ製造工程で製造された製品ウエーハについて、これらの品質はデバイスの種類などによりそれぞれ規格化されている。従って、各規格内に収まったウエーハを製造、保証することが重要である。
【０００４】
保証の方法として、ウエーハ製造工程で製造された後の製品ウエーハの品質を評価してもよいが、この場合、ウエーハになるまで先に示したように多くの工程を経過した後に評価することになり、その時点で規格外になった場合の時間的ロス及び製造コストへの影響等の問題につながる。
【０００５】
抵抗率、酸素濃度は半導体結晶の基本的品質であり、インゴットの製造によりほぼ決まり、ウエーハ加工工程で品質が変化することはない。そこで、インゴットを製造した直後に検査用のサンプル（ウエーハ）を切り出し、またはウエーハ製造工程の早い段階で製品の一部を抜き取ることにより、これを評価するのが一般的である。
【０００６】
基本的な検査項目である抵抗率は、一般的に四探針法の抵抗率測定器により評価される。抵抗率測定は、ＪＩＳ(ＪａｐａｎｅｓｅＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＳｔａｎｄａｒｄ；日本工業規格)Ｈ６０２などで標準化されている。測定のための好ましい表面状態として、ポリッシュ面やエッチング面よりはアルミナ粒度６００番以上のラッピング面が推奨されている。
【０００７】
酸素濃度の測定については、一般的に赤外吸収法が用いられており、ウエーハを透過した赤外線の吸収スペクトルを測定するフーリエ変換型赤外分光光度計(ＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍＩｎｆｒａｒｅｄＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ;ＦＴＩＲ)により評価される。これについてはＡＳＴＭ(ＡｍｅｒｉｃａｎＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＴｅｓｔｉｎｇａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ)Ｆ１２０、Ｆ１１８８などに記されている。ＡＳＴＭ等で標準化されているサンプル形状は、２ｍｍ厚でサンプル表面が鏡面仕上げされているサンプルで標準化されている。
【０００８】
つまり、四探針法で測定される抵抗率の測定では、精度良く測定するには表面にある程度の歪が存在することが必要であり、好ましい表面状態はラッピング面が理想的である。これに対し、赤外吸収法で評価されるサンプルは表面が鏡面状に形成され赤外光の乱反射が起こらない状態が好ましい。従って鏡面研磨面又は表面が鏡面状（光沢度が９０％以上）になるようにしたエッチング処理したエッチング面で測定している。上記した抵抗率測定、酸素・炭素濃度測定の為の好ましい表面状態は相反するものとなっていた。
【０００９】
このようなＡＳＴＭ等で標準化されているサンプルと同じ状態に合わせるためには、製品ウエーハを製造する時と同じような工程を必要とする。また、工程を簡略化したとしても抵抗率測定と酸素濃度測定等ではウエーハの処理方法が異なり、例えば、抵抗率測定後に再度検査用サンプルをエッチングし光沢度を調整するなどの作業が必要となり、工数が増えていた。通常、コスト削減のためには検査にかかる費用や時間は極力抑える必要がある。
【００１０】
このような問題に対し、抵抗率測定及び酸素濃度測定等を同じサンプルで検査できる技術（特許文献１参照）が開発されている。これは検査用サンプルの作製に際し、平面研削盤にて＃１５００番以上の粒度を持つ砥石による平面研削を施すことにより、高輝度な平面研削面のサンプルを作製し、これを検査することにより表面状態の問題を解決している。これにより抵抗率、酸素濃度（及び炭素濃度）を同一サンプル（同一表面状態）で精度良く測定できるようにしている。
【００１１】
このようなサンプルを使用することにより検査の自動化も可能となってきた。つまり高輝度平面研削面をもつウエーハを検査用サンプルとすることで抵抗率測定機と酸素濃度測定機を並列に配置し、これらの装置間で特別な表面処理をすることなく連続して評価することが可能になった。
【００１２】
また、この検査用サンプルの準備もインゴットから一定厚さのウエーハを切り出し（スライスし）、それを平面研削すればよく、このような部分の自動化も行われている。
【００１３】
また、検査用サンプルについて抵抗率測定の前にドナーキラーと呼ばれる熱処理工程を必要とする場合がある。これは、ＣＺ法で製造されたインゴットを４５０℃付近の低温でアニールすると、数個の酸素原子が集まって１個の電子（サーマルドナー）を放出するためである。シリコン中でこのようなサーマルドナーが存在すると、例えばｎ型のシリコンでは抵抗率が見かけ上減少する。他方、ｐ型のシリコンでは抵抗率が見かけ上増大する。従って正確な抵抗率（ドーパントによる抵抗率）を評価するためには、このサーマルドナーを消滅させる必要がある。
【００１４】
このサーマルドナーの生成量は、アニール時間に比例し増加するが、アニール温度が６００℃以上になると消滅することが知られている。従って抵抗率等を検査する前にアニール温度が６００℃以上の熱処理を行う。通常ウエーハを６５０℃から７００℃で２０〜３０分間程度アニールし、可能な限り５００℃以下に急冷させる熱処理が施されている。このような熱処理についても自動化されつつある。
【００１５】
このように検査工程の一部または全体が自動化されつつあるが、検査用サンプルは、品質を評価した後に、品質の判定やフィードバックが必要であり、どのインゴットから切出したものか、またその切取位置などの情報と測定結果を照合できるようにしておく必要があり、図４に示したように、検査用サンプルＷ自体にあらかじめ識別符号（ＩＤ）５０を印字しておく。なお、図４において、５１はアラインメントマークである。
【００１６】
これは、作業者によりダイヤモンドペン等で手書きによりウエーハＩＤを付加することもあるが、自動化を考えた場合（ウエーハＩＤを自動的に読み取りさせる文字読み取り装置の導入を考えた場合）には、手書きによるウエーハＩＤでは自動化を推進する上で障害となる可能性がある。そのためレーザーマーカによりＩＤを印字する。
【００１７】
このようなレーザーマーカにより印字されたウエーハのＩＤの読み取り装置としては、ウエーハ表面に照明をあてる照明装置と、ウエーハのＩＤを撮像するＣＣＤカメラ等の撮像装置と、このカメラの画像信号に基づいてウエーハのＩＤを認識する画像処理（識別）装置とを備えたものが用いられる。
【００１８】
【特許文献１】特開２００１―１１８９０２号公報
【特許文献２】特開２００２−５０５５４号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、レーザーマーカによりＩＤを印字したウエーハを自動化ラインに流し、各工程で文字を認識しようとすると文字の読み取りエラーが発生することがあり、特に抵抗率を検査する検査工程のローダ部で発生が多かった。
【００２０】
自動文字読み取りを行えないウエーハ（読み取りエラーが発生したウエーハ）は、作業者がウエーハＩＤを手作業で入力するか、手動で抵抗率を測定し手作業で測定値を入力しなければならない。これでは自動化ラインで使用している各装置の運用効率が著しく低下し、かつ作業者にとって大きな負担となり効率が悪く、また、入力ミス等の人為的なエラーにより保証に関して大きな問題になりかねない。そこで、これら読み取りエラーの発生の無い安定した文字読み取り技術が望まれていた。
【００２１】
本発明は、上記した問題点に鑑みなされたもので、表面状態の異なったウエーハ表面のＩＤを問題なく読み取ることができ、結晶検査システムにおける各装置の運用効率（特に自動化された装置の運用効率）が良くなり、かつ作業者への負担解消と入力ミス等の人為的なエラーを回避することができるようにした文字読み取り方法及び装置並びこれらの方法及び装置を用いたウエーハの結晶品質を検査するための結晶検査方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記文字の読み取りエラーについて、本発明者が鋭意調査したところ、ドナーキラー終了後のウエーハの表面が、ドナーキラー前と比べて表面の色が酸化膜の影響等で異なる場合があることがわかった。
【００２３】
すべてのウエーハについてドナーキラーを施すのであれば、たとえ、ドナーキラー前後で表面の色が変化していたとしても、ウエーハの表面の色はある程度一定となるため問題は無い。しかし、エピタキシャルウエーハの材料となるような抵抗率の低いインゴットに関しては、サーマルドナーの影響をほとんど受けないためドナーキラーを施す必要がない。そのため検査工程においては、ドナーキラーを施したウエーハと施していないウエーハが混在した状態で、自動抵抗率測定機に送られることになり、受入段階でウエーハＩＤを自動的に読み取ろうとすると、ドナーキラーの有無による表面状態の違うウエーハがランダムに入ってくるため、その表面状態によってはエラーを引き起こすことがあることがわかった。そこで、これらの表面状態の異なるウエーハに対応した安定して文字読み取りが自動的にできる技術が必要となった。
【００２４】
そこで、本発明の文字読み取り方法は、ウエーハの表面に印字された識別符号を撮像し、この撮像された画像信号に基づいて該識別符号を認識する文字読み取り方法であって、２つ以上の切り替え可能な符号認識レベル情報を優先順位を付して設定し、優先順位上位の符号認識レベル情報による識別符号の認識が不能な場合には、優先順位に従い符号認識レベル情報を優先順位下位の符号認識レベル情報に自動的に順次切り替えて識別符号の認識作業を行うことを特徴とする。上記符号認識レベル情報の設定をしきい値設定によって行うのが好ましい。
【００２５】
従来の文字読み取り装置も、ウエーハ表面に照明をあてる照明装置やウエーハのＩＤをＣＣＤカメラ等で撮像する撮像装置と、このカメラの画像信号に基づいてウエーハのＩＤを認識する画像処理（識別）装置とを備えているが、文字読み取りについては一定のしきい値で固定されるのが一般的であり、文字読み取りのエラーの防止については照明のあて方を工夫するなどして対応していた。
【００２６】
本発明の文字読み取り方法においては、画像を識別する段階でしきい値設定の異なる２つ以上の符号認識レベル情報が設定され、優先順位上位、例えば、第１優先の符号認識レベル情報によってウエーハのＩＤが読み取れない場合には、優先順位に従い符号認識レベル情報を優先順位下位、例えば、第２優先の符号認識レベル情報に自動的に順次切り替えてウエーハのＩＤを認識するようにしている。このようにすることによって文字読み取りエラーの発生が防止できる。
【００２７】
本発明の文字読み取り方法において読み取りの対象となるウエーハのＩＤとしては、ウエーハ表面にレーザーマーカで印字されたものが好適である。レーザーマーカでの印字は文字フォントが統一しやすく自動化が容易である。認識手段の設定条件として変化させるのが、ウエーハ表面の色の変化に対する設定値（主にしきい値レベルの設定）だけで良く、文字情報の設定が行いやすい。
【００２８】
更には、本発明の文字読み取り方法によれば、熱処理の実施の有無が混在する工程で処理されるウエーハ表面に印字されたＩＤを読み取ることが可能である。上記したように検査用ウエーハが熱処理工程を通ると検査用サンプルの表面状態が変化することが多く、熱処理の実施の有無が混在する工程で本発明の文字読み取り方法を用いると効果が大きい。
【００２９】
本発明の文字読み取り装置は、ウエーハの表面に印字された識別符号を撮像する撮像装置と、この撮像された画像信号に基づいてウエーハの識別符号を認識する識別装置とからなる文字読み取り装置であって、該識別装置が、優先順位を付して設定された２つ以上の切り替え可能な符号認識レベル情報と、優先順位上位の符号認識レベル情報による識別符号の認識が不能な場合に優先順位に従い符号認識レベル情報を優先順位下位の符号認識レベル情報に自動的に順次切り替える切り替え手段とを有することを特徴とする。
【００３０】
このように本発明の文字読み取り装置においては、識別装置が符号認識レベル情報を複数保有し、これらを自動的に切り替えることによって安定した文字読み取りが行える。
【００３１】
本発明の文字読み取り方法及び装置は結晶検査に好適に用いられる。本発明の結晶検査方法は、表面にウエーハＩＤを印字した検査用ウエーハを用いその結晶品質を検査する方法において、該ウエーハＩＤを上記した本発明の文字読み取り方法及び装置により識別管理した状態で結晶品質を検査することを特徴とする。
【００３２】
上記検査用ウエーハとしてはウエーハ表面を高輝度平面研削面とした検査用サンプルを用いることができる。このような検査用サンプルは検査の自動化が行いやすく、検査の自動化が行われると自動的に文字を読み取る機会が多い為である。
【００３３】
検査用サンプルの作製から抵抗率など結晶（インゴット）の品質を検査する一連の作業は、スライス工程、識別符号付与工程、平面研削工程、洗浄工程、熱処理工程及び検査工程を連続的に実行するもので、自動的又は半自動的にウエーハの品質を検査する工程を導入するのが好ましい。上述した各工程はほぼ自動化が可能であり、本発明の文字読み取り方法及び装置を用いる効果が大きいが、特に上記熱処理工程後に用いると効果が大きい。
【００３４】
ウエーハ検査工程では、通常のウエーハ製造工程と異なり、種々の仕様の結晶が連続的（ほぼ同時期）に流れ、これを同時に処理する必要がある。つまり上記のような自動化された工程の結晶品質の検査では、熱処理（主にドナーキラー熱処理）の必要なサンプル、不要なサンプル等が混在して自動化ライン又は半自動化ラインに流されることが多い。このような工程で本発明の文字読み取り方法及び装置を採用すると効果が大きい。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明するが、これらの実施の形態は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種種の変形が可能であることはいうまでもない。
【００３６】
図１は本発明の文字読み取り装置の構成の１例を示す模式的説明図である。図１において、５２は本発明の文字読み取り装置で、ウエーハＷの表面に印字されたＩＤ５０を撮像する撮像装置５４と、この撮像された画像信号に基づいてウエーハのＩＤ５０を認識する識別装置５６とを具備している。該識別装置５６は、優先順位を付して設定された２つ以上の切り替え可能な符号認識レベル情報５８ａ，５８ｂ、・・・と、優先順位上位の符号認識レベル情報５８ａによるＩＤ５０の認識が不能な場合に優先順位に従い該符号認識レベル情報５８ａを優先順位下位の符号認識レベル情報５８ｂに自動的に順次切り替える切り替え手段６０とを有している。上記符号認識レベル情報５８ａ，５８ｂ・・・の設定はしきい値の設定によって行えばよい。
【００３７】
さらに、上記文字読み取り装置５２には、ウエーハＷ表面を明るくする為の照明装置６２、及びアライメントマーク５１（図４）等の位置を検出し、文字読み取り位置を決めるセンサー（不図示）、ホストコンピュータへの通信やディスプレイに結果を表示する出力手段６４等が必要に応じて配置される。
【００３８】
従来、主に自動抵抗率測定機の受入段階で文字読み取りを行う際、ドナーキラー熱処理の有無による表面状態の違うウエーハがランダムに投入され、文字認識のためのしきい値レベルの異なるウエーハが流れる為、読み取り不能となってしまう。すなわち、ドナーキラー熱処理を施したウエーハに合わせしきい値レベルを設定すると、ドナーキラーの施していないウエーハに対して文字を読むことが出来ないことがあった。もちろん設定を逆にした場合も同様のことが生じる。
【００３９】
本発明の文字読み取り装置５２の識別装置５６においては、ウエーハ上の文字位置、文字サイズ、フォントやしきい値レベルの設定等による符号認識レベル情報の設定を複数個設定することが重要である。従来の文字読み取り装置においては、このような設定値は一定の値しか使用されていなかった。
【００４０】
本発明の文字読み取り方法では、ウエーハＷ表面に印字されたＩＤ５０を撮像し、この撮像された画像信号に基づいてウエーハＷのＩＤ５０を認識する文字読み取り方法において、２つ以上の切り替え可能な符号認識レベル情報５８ａ，５８ｂ・・・を優先順位を付して設定し、優先順位上位の符号認識レベル情報５８ａによるＩＤ５０の認識が不能な場合には、優先順位に従い符号認識レベル情報を優先順位下位の符号認識レベル情報５８ｂに自動的に順次切り替えてＩＤ５０の認識作業を行うようにした。
【００４１】
識別装置５６において設定される符号認識レベル情報５８ａ，５８ｂ・・・は、特に限定されるものではないが、しきい値レベルはウエーハＷ表面の明るさと文字とのコントラストに影響する為、ウエーハＷの表面の色はある程度一定でなければ識別できなくなる。すなわち、ウエーハＷの表面状態がある範囲で一定であれば、それに対応したしきい値レベルを設定し、異なる表面状態であればそれに対応したしきい値レベルの設定が必要となる。従って、本実施の形態では特にしきい値レベルの異なる２つ以上の符号認識レベル情報５８ａ，５８ｂ・・・を設定登録した。この設定値は本文字読み取り装置を使用する環境により適宜設定すればよい。また、符号識別レベル情報の優先順位の決め方は、特に限定するものではないが、その検査工程に流れる結晶の種類の多い順、例えば、熱処理を行ったウエーハが多く流れるのか、熱処理を行わないウエーハが多く流れるのかなどにより適宜決めれば良い。
【００４２】
また、本発明では優先順位に従い識別していくことが基本であり、ウエーハを検査する毎（被検査対象のウエーハが入れ替わる毎に）に、はじめに決められた第一優先符号識別レベル情報から読み取りを行っていくようにしている。しかし必ずしもこのようにはじめに決められた第一優先の符号識別レベル情報に戻るようなアルゴリズムにする必要はなく、例えば、同じようなウエーハが連続して流れるような傾向にある検査工程では、仮に直前のウエーハの検査で優先順位が切り替わり第二優先の符号識別レベル情報により読み取られたら、次のウエーハを識別する時にはこの第二優先符号識別レベル情報を、第一優先として処理し、読み取れなければ、次の候補へと順次切り替え、結果的に直前ウエーハの検査で第一優先であった符号識別レベル情報に戻るようなアルゴリズムにしても良い。実際に実施する検査工程等の状況により、最適なアルゴリズムで符号識別レベル情報の優先順位や切り替え方法の決定を行うように設定すれば良い。
【００４３】
続いて、本発明の結晶検査方法の一つの実施の形態について添付図面中、特に図２を用いて説明する。図２は本発明の結晶検査方法の工程順の１例を示す模式的説明図である。本発明の結晶検査方法は、例えば、図２に示すように、スライス工程１００、識別符号付与工程２００、平面研削工程３００、洗浄工程４００、熱処理工程５００及び検査工程６００を連続的に実施するシステムとして示すことができる。
【００４４】
このシステムは、初めにスライス工程に被検査対象であるインゴットを投入すると、インゴットの一部から検査用サンプルとしてウエーハ状のサンプルＷを切出し、その品質を自動的又は半自動的に評価するシステムで、ホストコンピュータとの通信を含め一体化したシステムになっている。
【００４５】
このシステムは、主にスライス工程１００から平面研削工程３００までの工程（検査用サンプルの作製工程１０）、洗浄工程４００と熱処理工程５００（検査用サンプルの処理工程２０）、抵抗率測定や酸素濃度測定等の検査工程６００（検査用サンプルの検査工程３０）の３つに大別できる。以下各工程について説明する。
【００４６】
（検査用サンプルの作製工程１０）
（スライス工程１００）
インゴットが製造されたら、その一部から検査用サンプルＷを切出す。これはスライサー（内周刃スライサー等）１０１を用いインゴットからスライスする。スライス工程１００では、ホストコンピュータに登録されたインゴットの識別番号及び検査用サンプルの切取位置情報などによりインゴットから検査用サンプルＷが自動的に切出される。検査用サンプルＷの厚さは特に限定するものではないが、約２．３ｍｍ程度のウエーハ状に切り出す。切断した検査用サンプルＷ（以下検査用ウエーハ又は単にウエーハと言うこともある）はあらかじめ識別符号を持つカセットにセットされ、検査用ウエーハＷ自体に識別符号を付与する識別符号付与工程２００に自動搬送される。
【００４７】
（識別符号付与工程２００）
識別符号付与工程２００では、カセットの識別符号を読み込み、そのカセットにある検査用ウエーハＷの情報をホストコンピュータに照合し、検査用ウエーハに印字すべき符号（ＩＤ）を決定する。決定後、レーザーマーカ２０１等により、例えば図４に示すようにアライメントマーク５１や各種識別符号５０をウエーハＷの任意の位置に印字する。このようなＩＤ５０を印字しておくことにより、半導体結晶についての情報、検査工程でのサンプルと測定条件の照合等が行えるようにしておく。
【００４８】
（平面研削工程３００）
検査用ウエーハＷに識別符号５０が印字されたら、高輝度平面研削工程３００に自動的に送られる。高輝度平面研削工程３００では、＃１５００以上の砥石を用い仕上げ研削（精研）を行う。実際には、前工程２００から投入された検査用ウエーハＷの厚さを均一にするため、＃４００〜＃６００程度の砥石を用い粗研削をし、その後、検査用ウエーハＷの表裏両面の精研を行う。この研削装置３０１及び研削条件については特に限定するものではないが、光沢度計（鏡面研磨した面状態で得られる輝度を１００％として調整したもの）で、ほぼ１００％になるように研削する。ここでの検査用ウエーハＷの厚さは特に限定するものではないが約２ｍｍ程度のウエーハとする。必要に応じ簡単な洗浄（研削屑を除去する程度の洗浄）を行った後、自動的に洗浄工程４００に送られる。
【００４９】
なお、このようなスライス工程１００から平面研削工程３００までの検査サンプルの作製工程１０の自動化については、例えば、特許文献２に記載されている技術を用いればよい。
【００５０】
（検査用サンプルの処理工程２０）
（洗浄工程４００）
次に、洗浄工程（熱処理前洗浄工程）４００では、例えば、アンモニア過水（アンモニア−過酸化水素水の水溶液）洗浄とフッ酸過水（フッ酸−過酸化水素水の水溶液）洗浄を行う。洗浄装置としては、特に限定するものではないが、前工程３００からウエーハを受け取るためのウエーハ搬入ステージ（ローダ）、後工程にウエーハを払い出す搬出ステージ（アンローダ）と、ウエーハを洗浄するアンモニア過水、フッ酸過水などの洗浄槽及びこれをリンスするリンス用純水槽及び洗浄後のウエーハを乾燥する乾燥部（槽）とこれらの各槽間でウエーハを搬送する装置内搬送用ロボットで構成される自動装置が好ましい。これらの装置は枚葉で処理を行うようになっている。
【００５１】
（熱処理工程５００）
次に洗浄された検査用ウエーハＷは熱処理工程５００に送られる。この工程（ドナーキラー熱処理）においては、本実施の形態ではオフラインで実施した例で説明する。特に限定するものではないが、この熱処理工程では、上記洗浄工程で洗浄された被検査サンプル（検査用ウエーハ）Ｗを、図３に示すような石英ボート７４に複数枚仕込み、石英管７２を利用した横型熱処理炉７０に、Ｎ₂ガスを流しながら６５０℃から７００℃で３０分間程度熱処理し、熱処理終了後に石英ボート７４を可能な限り早く石英管７２より引き出し、急冷させるという作業を行っている。このような条件であればドナーキラーが十分に行えるからである。なお、図３において、７６はボート挿入口、７８は石英キャップ、８０はヒータである。
【００５２】
この時、Ｎ₂ガスを流してはいるが、引き出し時に酸素の巻き込み等により石英管７２内に酸素が入ってしまい、ウエーハＷ表面に酸化膜が形成されてしまうことがある。これによりドナーキラー終了後のウエーハの表面は、ドナーキラー前と比べて表面の色が（酸化膜の影響で）異なる場合がある。
【００５３】
上記例においては、オフラインによる熱処理工程の場合を示したが、熱処理工程５００で用いられる熱処理装置としては、前工程４００からウエーハＷを受け入れる受入ステージ、決まった熱処理条件で検査用サンプルを熱処理する熱処理チャンバー、熱処理終了後にウエーハを冷やす冷却ステージ、各ステージ間でウエーハを搬送する装置内搬送用ロボット及び後工程に搬出する払出ステージを装備し枚葉で処理を行う自動装置を配置しても良い。
【００５４】
なお、検査用サンプルの処理工程２０では、すべてのウエーハを処理する必要は無く、例えば低抵抗率ウエーハなどではこの工程を省略することもできる（省略されるのが一般的である）。このような検査用サンプルの処理工程ですべてのウエーハについてドナーキラーを施すのであれば、たとえ、ドナーキラー前後で表面の色が酸化膜の影響で変わったとしても、ウエーハの表面の色はある程度一定となるため、その後の文字読み取りで問題となることは少ない。しかし、サーマルドナーの影響をほとんど受けないため低抵抗率結晶はドナーキラーを施す必要がなく、従って、ドナーキラーを施したウエーハと施していないウエーハが混在した状態で、次工程の検査工程、例えば抵抗率の自動測定機に送られる。
【００５５】
（検査用サンプルの検査工程３０）
（検査工程６００）
このように処理した後に検査工程６００にウエーハＷを流す。検査工程６００では、例えば、抵抗率測定装置６０１、酸素濃度測定装置６５１により検査ウエーハＷを測定する。これらの評価装置が並列されている。
【００５６】
初めに検査工程６００に搬入されてきた検査用サンプルのＩＤを本発明の文字読み取り装置で読み込み、ホストコンピュータに測定情報等を照合し、その結果に基づき検査を行う。従って、検査装置６０１，６５１には文字読み取り装置や、ホストコンピュータとの通信機能を具備している必要がある。更には測定位置を合わせるためのセンタリング装置等も具備している。測定器本体として抵抗率測定装置６０１では４探針式の抵抗率測定器を用い、また酸素濃度測定装置６５０にはＦＴＩＲを用いている。これらの装置では検査用サンプルの好ましい面状態は異なるが、上記方法で処理した高輝度平面研削面であれば同じ面状態でどちらの品質も測定可能であり、装置を併設し、連続的に品質を評価することができる。
【００５７】
このような検査用サンプルの検査工程３０の自動化については、例えば特願２００１−２４１０７０号に記載されている技術を用いればよい。
【００５８】
なお、上記スライス工程から検査工程までの各工程間又は装置間には、ウエーハを搬送するローダ（アンローダ）や自走式ロボットが配置されている。
【００５９】
また、文字読み取り作業は、少なくともホストコンピュータとの通信が必要であるスライス工程１００、識別符号印字工程２００、検査工程６００で主に行われる。なお、必ずしも行う必要はないが、研削工程３００や洗浄工程４００、熱処理工程５００のような工程でも、その装置の前又は後に文字読み取り装置とホストコンピュータへの通信機能を持たせることによりウエーハの加工状況などの進捗状況（処理状況）を確認（管理）することもできる。このように文字読み取り装置は多くの工程間で効果的に使用される。本発明の方法は特に熱処理工程５００後、つまり検査工程６００で使用すると良い。
【００６０】
なお、上記結晶検査方法（システム）において、各工程間（装置間）は必ずしも場所的に隣接する必要はなく、自走式ロボット等の自動搬送装置により離れた位置でも自動搬送し処理するようにしても良い。但し、スライス工程から平面研削工程までの工程（検査用サンプルの作製工程１０）、洗浄工程と熱処工程（検査用サンプルの処理工程２０）、検査工程の各評価装置（検査用サンプルの検査工程３０）の各工程内の装置は、はなるべく併設したほうが好ましい。
【００６１】
【実施例】
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。
【００６２】
（実施例１）
図２に示したような検査システムによりウエーハの検査を行った。特に熱処理工程終了後の抵抗率測定機にてウエーハ表面に印字されたレーザーマークによる文字を自動的に読み取った。ドナーキラー熱処理後のウエーハ表面は酸化膜の影響で薄紫色をしていた。
【００６３】
本実施例で使用した文字読み取り装置について詳述すると、この文字読み取り装置には、２種類の文字フォントをそれぞれの符号認識レベル情報（ファイル）として記憶させてあり、符号認識レベル情報（第１優先）の設定値は座標Ｘ＝２００、Ｙ＝−４２、幅＝４００、高さ＝６０、しきい値レベル＝９０である。符号認識レベル情報（第２優先）の設定値は座標Ｘ＝２００、Ｙ＝−４２、幅＝４００、高さ＝６０、しきい値レベル＝１１０である。本実施例では、第１優先符号認識レベル情報がドナーキラーを施してあるウエーハＩＤを読み取るやすいように設定してある。なお、Ｘ、Ｙ、幅、高さは文字読み取りの枠の設定であるため単位はなく、しきい値レベルは読み取り装置固有の設定値であるためこちらも絶対的な数値ではなく、読み取り装置により適宜設定する。
【００６４】
本実施例では、文字のサイズや位置に関しては同じ設定値でありしきい値レベルのみ異なる設定にしてある。しかし、これに限らず、さらに複数の文字情報を記憶させておいても良い。例えば、文字のサイズや位置の異なる文字読み取りを行う場合には、Ｘ、Ｙ、幅、高さ等文字読み取り枠の設定を複数記憶させておく。これについては適宜設定すればよい。
【００６５】
上記した熱処理（ドナーキラー）後のウエーハを連続して抵抗率測定機に流した。検査用サンプルのウエーハＩＤは、本発明の結晶検査システムの文字読み取り装置で、第１優先符号認識レベル情報が切り替わることなく読み込むことが出来た。このようにして読み込まれたウエーハＩＤをホストコンピュータに伝送し、ホストコンピュータより測定点のレシピを受け取り、抵抗率測定装置でレシピ通りに測定が実施された。その後測定結果をホストコンピュータに伝送して自動抵抗率測定が終了した。続けて熱処理後のウエーハを連続して流しても文字読み取りのエラーは発生せず抵抗率を測ることが出来た。
【００６６】
次に、平面研削終了後のウエーハをドナーキラーせずにそのまま抵抗率測定機に投入した。文字読み取り装置はまず第１優先符号認識レベル情報によって文字読み取りを行ったが文字読み取りができなかった。このような場合、本発明の文字読み取り装置においては、自動的に第２優先符号認識レベル情報に切り替わり文字読み取り作業を実施する。この第２優先符号認識レベル情報により問題なく文字読み取りができたため、ホストコンピュータとの通信、測定等を、従来と同様に行い一連の検査を完了することが出来た。
【００６７】
また、ドナーキラーを施したウエーハと施していないウエーハが混在した状態で、抵抗率測定機にウエーハを投入しても、本発明のように符号認識レベル情報を切り替えて行うことによりウエーハ（の表面状態）に応じ、最適な符号認識レベル情報で読み取ることができ、読み取りエラーを発生することなく連続して検査を行うことが出来た。
【００６８】
以上のように、本発明の文字読み取り方法及び装置を用いることによって、表面状態の異なったウエーハ表面のＩＤを問題なく読み取ることができるようになり、結晶検査システムにおける各装置の運用効率が達成でき、かつ作業者への負担解消と入力ミス等の人為的なエラーを回避することができた。
【００６９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００７０】
例えば、本発明の文字読み取り方法及び装置は、検査用サンプルを評価する際の自動化を目的として発明したものであるが、このような結晶の検査工程に限らず、その他の表面状態のことなるウエーハ等に付与されている識別符号を読み取ることにももちろん用いることができる。例えば、シリコンウエーハの製造工程で言えば、エッチング工程や平面研削工程で得られたウエーハにＩＤ等を印字した場合、表面状態はかなり異なるが、このような表面状態にあった文字情報を記憶させておくことにより読み取りエラーを発生することなく自動的に読み込むことができる。更には本発明の文字読み取り方法及び装置はウエーハ製造工程以外の分野でも使用できる。
【００７１】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明の文字読み取り方法及び装置を用いることにより表面状態の異なったウエーハ表面のＩＤを問題なく読み取ることができるようになり、結晶検査システムにおける各装置の運用効率（特に自動化された装置の運用効率）が良くなり、かつ作業者への負担解消と入力ミス等の人為的なエラーを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の文字読み取り装置の構成の１例を示す模式的説明図である。
【図２】本発明の結晶検査方法の工程順の１例を示す模式的説明図である。
【図３】横型熱処理炉の構造の１例を示す断面的説明図である。
【図４】識別符号を印字した検査用ウエーハの１例を示す上面図である。
【符号の説明】
５０：識別符号、５１：アライメントマーク、５２：文字読み取り装置、５４：撮像装置、５６：識別装置、５８ａ，５８ｂ：符号認識レベル情報、６０：切り替え手段、６２：照明装置、６４：出力手段、７０：横型熱処理炉、７２：石英管、７４：石英ボート、２０１：レーザーマーカ、３０１：研削装置、６０１：抵抗率測定装置、６５０：酸素濃度測定装置、６５１：酸素濃度測定装置、Ｗ：検査用ウエーハ。

Claims

ウエーハの表面に印字された識別符号を撮像し、この撮像された画像信号に基づいて該識別符号を認識する文字読み取り方法であって、２つ以上の切り替え可能な符号認識レベル情報を優先順位を付して設定し、優先順位上位の符号認識レベル情報による識別符号の認識が不能な場合には、優先順位に従い符号認識レベル情報を優先順位下位の符号認識レベル情報に自動的に順次切り替えて識別符号の認識作業を行うことを特徴とする文字読み取り方法。
前記符号認識レベル情報の設定をしきい値設定によって行うことを特徴とする請求項１記載の文字読み取り方法。
前記識別符号がレーザーマーカで印字されることを特徴とする請求項１又は２記載の文字読み取り方法。
熱処理の実施の有無が混在する工程で処理されるウエーハの表面に印字された識別符号を認識することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の文字読み取り方法。
ウエーハの表面に印字された識別符号を撮像する撮像装置と、この撮像された画像信号に基づいてウエーハの識別符号を認識する識別装置とからなる文字読み取り装置であって、該識別装置が、優先順位を付して設定された２つ以上の切り替え可能な符号認識レベル情報と、優先順位上位の符号認識レベル情報による識別符号の認識が不能な場合に優先順位に従い符号認識レベル情報を優先順位下位の符号認識レベル情報に自動的に順次切り替える切り替え手段とを有することを特徴とする文字読み取り装置。
前記符号認識レベル情報の設定をしきい値設定によって行うことを特徴とする請求項５記載の文字読み取り装置。
表面に識別符号を印字した検査用ウエーハを用いその結晶品質を検査する方法において、請求項５記載の文字読み取り装置を用い請求項１〜４のいずれか1項記載の文字読み取り方法によって該識別符号を識別管理した状態で結晶品質を検査することを特徴とする結晶検査方法。
上記検査用ウエーハがウエーハ表面を高輝度平面研削面とした検査用サンプルであることを特徴とする請求項７記載の結晶検査方法。
スライス工程、識別符号付与工程、平面研削工程、洗浄工程、熱処理工程及び検査工程を連続的に実施することによって、結晶インゴットからウエーハを製造し、それとともに自動的又は半自動的に当該ウエーハの結晶品質を検査する方法であって、該熱処理工程後に行う識別符号の認識作業を請求項５記載の文字読み取り装置を用い請求項１〜４のいずれか1項記載の文字読み取り方法によって行うことを特徴とする結晶検査方法。