JP2005114587A - Inspection device and method of silicon wafer - Google Patents
Inspection device and method of silicon wafer Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005114587A JP2005114587A JP2003350074A JP2003350074A JP2005114587A JP 2005114587 A JP2005114587 A JP 2005114587A JP 2003350074 A JP2003350074 A JP 2003350074A JP 2003350074 A JP2003350074 A JP 2003350074A JP 2005114587 A JP2005114587 A JP 2005114587A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon wafer
- light
- sil
- crack
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Image Input (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
Description
本発明は、シリコンウェハの表面に生じるクラックを検出するシリコンウェハの検査装置および検査方法に関する。 The present invention relates to a silicon wafer inspection apparatus and inspection method for detecting cracks generated on the surface of a silicon wafer.
近年、シリコンウェハを裏面研削した薄型ウェハが量産され始めてきている。薄型ウェハは、その厚みが０．１〜０．２ｍｍ程度であり、薄いために結晶欠陥があると、搬送中などにクラックが発生し易い。したがって、クラックの発生の有無を検査するための検査装置が必要となる。このクラックの検査装置としては、クラックの幅が１μｍ程度であるために、シリコンウェハをＸＹ移動ステージ上に載せてＸＹ方向に移動させることによりウェハ表面を走査しながら、ウェハ表面の全体を顕微鏡で拡大して観察するようにすることが一般的である。 In recent years, thin wafers obtained by back grinding a silicon wafer have begun to be mass-produced. A thin wafer has a thickness of about 0.1 to 0.2 mm, and if it has a thin crystal defect, cracks are likely to occur during transportation. Therefore, an inspection device for inspecting the occurrence of cracks is required. As the crack inspection apparatus, since the crack width is about 1 μm, the entire wafer surface is scanned with a microscope while scanning the wafer surface by moving the silicon wafer on the XY moving stage in the XY direction. It is common to enlarge and observe.
しかしながら、この検査装置は回路パターンの焼き付けられたウェハの外観を検査する検査装置と同等の検査装置であり、極めて高価である。また、約１μｍ幅のクラックの検出には０．５μｍ程度の分解能が必要であり、１０倍から２０倍程度の対物レンズを備えた顕微鏡で拡大観察した場合、１０6画素程度のカメラ（この種の検査装置で多く用いられている）で撮影すると、視野の大きさは０．５ｍｍ角程度でしかなく、１００ｍｍ角のシリコンウェハを検査するためには４×１０4程度の画面が必要となり、ウェハ表面の全体を走査するためには多くの検査時間を必要とする。 However, this inspection apparatus is an inspection apparatus equivalent to the inspection apparatus for inspecting the appearance of the wafer on which the circuit pattern is burned, and is extremely expensive. In addition, a resolution of about 0.5 μm is required for detection of cracks with a width of about 1 μm, and a camera with about 10 6 pixels (this type) The field of view is only about 0.5 mm square, and a screen of about 4 × 10 4 is required to inspect a 100 mm square silicon wafer. In order to scan the entire wafer surface, a lot of inspection time is required.
一方では、このようなクラックは半導体製造工程の随所で発生するものであり、多くの製造工程でクラックの検査装置が必要であるので、従来から、クラックを高速で検出できかつ低価格の検査装置および検査方法が望まれていた。 On the other hand, such cracks occur everywhere in the semiconductor manufacturing process, and many inspection processes require crack inspection equipment. Conventionally, cracks can be detected at high speed and at low cost. And an inspection method was desired.
本発明は、上記問題点に対処するためになされたもので、その目的は、シリコンウェハの表面に生じるクラックを簡単な構成により短時間で検出できるシリコンウェハの検出装置および検出方法を提供することにある。 The present invention has been made to address the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a silicon wafer detection apparatus and detection method capable of detecting cracks generated on the surface of a silicon wafer in a short time with a simple configuration. It is in.
前記目的を達成するために、本発明の特徴は、光を発する光源と、前記発せられた光から平行光を生成してシリコンウェハの表面に照射し、同シリコンウェハの表面にて反射した所定視野内の反射光を導く光学装置と、前記導かれた反射光によるシリコンウェハの表面画像を撮像する撮像手段とを備えたシリコンウェハの検査装置にある。 In order to achieve the above object, a feature of the present invention is that a light source that emits light, and a predetermined light reflected from the surface of the silicon wafer by generating parallel light from the emitted light and irradiating the surface of the silicon wafer. A silicon wafer inspection apparatus includes an optical device that guides reflected light in a visual field, and an imaging unit that captures a surface image of the silicon wafer by the guided reflected light.
また、本発明を別の観点から捉えると、本発明の特徴は、光源によって発せられた光から平行光を生成してシリコンウェハの表面に照射し、シリコンウェハの表面にて反射した所定視野内の反射光を導き、かつ前記導かれた反射光によるシリコンウェハの表面画像を撮像手段に撮像させるシリコンウェハの検査方法にある。これらの場合、前記撮像手段は、例えば、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラおよびラインセンサのうちのいずれか一つである Further, from another point of view, the present invention is characterized in that the parallel light is generated from the light emitted from the light source, irradiated on the surface of the silicon wafer, and reflected within the predetermined visual field reflected by the surface of the silicon wafer. And a silicon wafer inspection method in which an imaging means is used to guide the surface image of the silicon wafer by the reflected light. In these cases, the imaging means is, for example, any one of a CCD camera, a CMOS camera, and a line sensor.
シリコンウェハの表面にクラックが発生した場合、クラック自体は、その幅が１μｍ程度の細い線状のものであるが、その両側は図３に示すように盛り上がり、またはその逆に窪んだものとなる。本発明はこの盛り上がり部分または窪み部分を検出することによりクラックを検出するもので、このクラック両側の盛り上がり部分または窪み部分の幅はクラックの幅に比べて非常に広い。 When a crack occurs on the surface of the silicon wafer, the crack itself is a thin line having a width of about 1 μm, but both sides rise as shown in FIG. 3, or vice versa. . In the present invention, the crack is detected by detecting the raised portion or the recessed portion, and the width of the raised portion or the recessed portion on both sides of the crack is much wider than the width of the crack.
本発明のように、シリコンウェハの表面に平行光を照射すると、クラックの発生していないシリコンウェハの表面は鏡面であるので、前記照射された平行光は所定の反射角で反射する。しかし、シリコンウェハにクラックが発生している場合には、通常、前記盛り上がり部分または窪み部分の傾斜により平行光の反射方向が変わり、盛り上がり部分または窪み部分からの反射光は所定視野から外れるので、撮像手段によって撮像される反射光によるシリコンウェハの表面の画像はクラックに沿って周囲に比べて暗い帯状部分を有することになる（図２(Ａ)および図３(Ａ)参照）。また、シリコンウェハと撮像手段との間の距離によっては、前記盛り上がり部分または窪み部分の傾斜がレンズ効果をもって、撮像手段によって撮像された反射光によるシリコンウェハの表面の画像がクラックに沿って周囲に比べて明るい帯状部分を有することもある（図２(Ｂ)および図３(Ｂ)参照）。 When the surface of the silicon wafer is irradiated with parallel light as in the present invention, the surface of the silicon wafer where no crack is generated is a mirror surface, and thus the irradiated parallel light is reflected at a predetermined reflection angle. However, when a crack has occurred in the silicon wafer, the reflection direction of the parallel light usually changes due to the inclination of the raised portion or the recessed portion, and the reflected light from the raised portion or the recessed portion deviates from the predetermined visual field. The image of the surface of the silicon wafer by the reflected light imaged by the imaging means has a dark belt-like portion along the crack as compared with the surroundings (see FIGS. 2A and 3A). In addition, depending on the distance between the silicon wafer and the imaging means, the slope of the bulging portion or the depression portion has a lens effect, and the image of the surface of the silicon wafer by the reflected light imaged by the imaging means circulates around the crack. In comparison, it may have a bright band-like portion (see FIGS. 2B and 3B).
このような反射光による画像の暗い帯状部分および明るい帯状部分は、前記のようにクラックの周囲の盛り上がりまたは窪みに起因するものでクラックの幅に比べて非常に広いので、分解能が比較的低くても、例えば数１０μｍ〜１００μｍ程度でも、クラックを検出可能である。したがって、例えば、１０6画素程度の撮像手段を用いれば、５０ｍｍ〜３００ｍｍ角程度の広い視野を一度に撮像することができるようになる。したがって、分解能の比較的低い撮像手段を用いても、シリコンウェハの表面に対する光の照射の走査処理をなくし、または少なくすることができる。その結果、シリコンウェハの表面に生じるクラックを簡単な構成による安価な装置を用いて短時間で検出できるようになる。 As described above, the dark belt-like portion and the bright belt-like portion of the image due to the reflected light are caused by the bulge or depression around the crack, and are extremely wide compared to the width of the crack, so the resolution is relatively low. In addition, for example, cracks can be detected even in the order of several tens of μm to 100 μm. Therefore, for example, if an imaging means of about 10 6 pixels is used, a wide field of view of about 50 mm to 300 mm square can be imaged at a time. Therefore, even if an imaging means having a relatively low resolution is used, it is possible to eliminate or reduce the light irradiation scanning process on the surface of the silicon wafer. As a result, cracks generated on the surface of the silicon wafer can be detected in a short time using an inexpensive apparatus with a simple configuration.
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明すると、図１は同実施形態に係るシリコンウェハの検査装置を概略的に示すブロック図である。この検査装置は、ＸＹ移動ステージ１０、光源２０、光学装置３０および撮像カメラユニット４０からなる。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram schematically showing a silicon wafer inspection apparatus according to the embodiment. The inspection apparatus includes an XY moving stage 10, a light source 20, an optical device 30, and an imaging camera unit 40.
ＸＹ移動ステージ１０は、シリコンウェハＳＩＬを上面に載置させるもので、水平面内を互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に構成されている。このＸＹ移動ステージ１０には、電動モータなどの駆動源を備えた駆動装置１１が接続されており、ＸＹ移動ステージ１０は駆動装置１１によってＸ軸およびＹ軸に移動されるようになっている。光源２０は、レーザ光源、ＬＥＤ光源、蛍光灯光源、ハロゲン等の電球式光源などで構成されて、単色または白色光を発する。 The XY moving stage 10 places the silicon wafer SIL on the upper surface, and is configured to be movable in the X axis direction and the Y axis direction orthogonal to each other in the horizontal plane. The XY moving stage 10 is connected to a driving device 11 having a driving source such as an electric motor. The XY moving stage 10 is moved by the driving device 11 to the X axis and the Y axis. The light source 20 includes a light source such as a laser light source, an LED light source, a fluorescent light source, and a halogen light source, and emits monochromatic or white light.
光学装置３０は、光ファイバ３１、接眼レンズ３２、ピンホール部材３３、ハーフミラー３４、コリメートレンズ３５および撮像レンズユニット３６からなる。光ファイバ３１は、光源２０から発せられた光を接眼レンズ３２に導く。接眼レンズ３２は、光の強度を上げるために、光ファイバ３１によって導かれた光を集光する。ピンホール部材３３は、接眼レンズ３２による光の集光位置にピンホールを形成してなり、接眼レンズ３２から入射した光を点光源として出射する。 The optical device 30 includes an optical fiber 31, an eyepiece lens 32, a pinhole member 33, a half mirror 34, a collimator lens 35, and an imaging lens unit 36. The optical fiber 31 guides light emitted from the light source 20 to the eyepiece lens 32. The eyepiece lens 32 condenses the light guided by the optical fiber 31 in order to increase the light intensity. The pinhole member 33 forms a pinhole at the light condensing position of the eyepiece lens 32 and emits the light incident from the eyepiece lens 32 as a point light source.
ハーフミラー３４、コリメートレンズ３５および撮像レンズユニット３６は、ＸＹ移動ステージ１０上のシリコンウェハＳＩＬ上に垂直であって撮像カメラユニット４０の光軸と同一の光軸となるように配置されている。ハーフミラー３４は、ピンホール部材３３からの光束をコリメートレンズ３５に向けて反射するとともに、コリメートレンズ３５を介した反射光を透過させる。コリメートレンズ３５は、ハーフミラー３４による反射光を平行光に変換して、同平行光をＸＹ移動ステージ１０上のシリコンウェハＳＩＬの上面に対して垂直に照射するとともに、シリコンウェハＳＩＬによる垂直の反射光（この反射光も平行光である）をコリメートレンズ３５の焦点位置Ｏ１に集光する。この場合、コリメートレンズ３５の視野内に入射しない反射光は焦点位置Ｏ１に集光されない。撮像レンズユニット３６は、撮像レンズ（結像レンズ）３６ａを内蔵していて、ハーフミラー３４を介した反射光を焦点位置Ｏ２に集光して、同反射光によるシリコンウェハＳＩＬの表面の画像を結像する。 The half mirror 34, the collimating lens 35, and the imaging lens unit 36 are arranged so as to be perpendicular to the silicon wafer SIL on the XY moving stage 10 and have the same optical axis as the optical axis of the imaging camera unit 40. The half mirror 34 reflects the light beam from the pinhole member 33 toward the collimating lens 35 and transmits the reflected light through the collimating lens 35. The collimator lens 35 converts the reflected light from the half mirror 34 into parallel light, and irradiates the parallel light perpendicularly to the upper surface of the silicon wafer SIL on the XY moving stage 10, and also reflects vertically by the silicon wafer SIL. Light (this reflected light is also parallel light) is collected at the focal position O1 of the collimating lens 35. In this case, the reflected light that does not enter the field of view of the collimating lens 35 is not collected at the focal position O1. The imaging lens unit 36 has a built-in imaging lens (imaging lens) 36a, condenses the reflected light from the half mirror 34 at the focal position O2, and displays an image of the surface of the silicon wafer SIL by the reflected light. Form an image.
撮像カメラユニット４０は、撮像レンズユニット３６によるシリコンウェハＳＩＬの焦点位置（結像位置）Ｏ２にて撮像レンズ３６ａに対向するように配置されたカメラ本体４１を内蔵しており、同カメラ本体４１はシリコンウェハＳＩＬの表面の画像を撮像する。この場合、カメラ本体４１としては、ＣＣＤカメラまたはＣＭＯＳカメラが利用される。 The imaging camera unit 40 has a built-in camera body 41 disposed so as to face the imaging lens 36a at the focal position (imaging position) O2 of the silicon wafer SIL by the imaging lens unit 36. An image of the surface of the silicon wafer SIL is taken. In this case, a CCD camera or a CMOS camera is used as the camera body 41.
また、この検査装置は、駆動装置１１、光源２０および撮像カメラユニット４０に接続された電気制御装置５０を備えている。電気制御装置５０は、駆動装置１１を制御してＸＹ移動ステージ１０を水平面内にてＸ軸方向およびＹ軸方向に移動するとともに、光源２０の作動を制御する。また、この電気制御装置５０は、コンピュータ装置５１を内蔵しており、コンピュータ装置５１は、カメラ本体４１により撮像されて電気制御装置５０に送られるシリコンウェハＳＩＬの表面の画像データを画像処理する。 Further, this inspection apparatus includes an electric control device 50 connected to the drive device 11, the light source 20, and the imaging camera unit 40. The electric control device 50 controls the driving device 11 to move the XY moving stage 10 in the X-axis direction and the Y-axis direction in the horizontal plane, and controls the operation of the light source 20. The electric control device 50 includes a computer device 51. The computer device 51 performs image processing on the image data of the surface of the silicon wafer SIL that is captured by the camera body 41 and sent to the electric control device 50.
次に、上記のように構成した検査装置の動作について説明する。ＸＹ移動ステージ１０上にシリコンウェハＳＩＬを載せた状態で、この検査装置を作動開始させる。この作動開始により、光源２０は、電気制御装置５０に作動制御されて光を発する。この発せられた光は光ファイバ３１を介して接眼レンズ３２に導かれ、接眼レンズ３２は前記導かれた光をピンホール部材３３のピンホール位置に集光する。ピンホール部材３３のピンホールは点光源として光を出射し、同出射された光はハーフミラー３４によって反射されて、コリメートレンズ３５に入射する。コリメートレンズ３５をこの入射した光を平行光に変換して、この平行光をシリコンウェハＳＩＬの表面に垂直に照射する。 Next, the operation of the inspection apparatus configured as described above will be described. With the silicon wafer SIL placed on the XY moving stage 10, the operation of this inspection apparatus is started. By starting the operation, the light source 20 is controlled by the electric control device 50 to emit light. The emitted light is guided to the eyepiece lens 32 through the optical fiber 31, and the eyepiece lens 32 condenses the guided light at the pinhole position of the pinhole member 33. The pinhole of the pinhole member 33 emits light as a point light source, and the emitted light is reflected by the half mirror 34 and enters the collimating lens 35. The collimating lens 35 converts the incident light into parallel light, and irradiates the parallel light perpendicularly on the surface of the silicon wafer SIL.
シリコンウェハＳＩＬの表面に平行光が照射されると、クラックの発生していないシリコンウェハＳＩＬの表面は鏡面であるので、前記照射された平行光は垂直上方に反射する。なお、この垂直上方に反射された反射光も平行光である。そして、この反射光はコリメートレンズ３５によりハーフミラー３４を介して所定位置Ｏ１に集光した後、さらに上方に進んで撮像レンズユニット３６に入射する。撮像レンズユニット３６の撮像レンズ３６ａは前記入射した反射光を集光して、結像位置Ｏ２に反射光によるシリコンウェハＳＩＬの表面の画像を結像する。この結像されたシリコンウェハＳＩＬの画像は、結像位置Ｏ２に設けたカメラ本体４１により撮像される。そして、この撮像されたシリコンウェハＳＩＬの画像を表す画像データはコンピュータ装置５１に供給され、コンピュータ装置５１はこの画像データを画像処理して、シリコンウェハＳＩＬの表面上のクラックの発生の有無、クラックが発生している場合にはクラックの発生位置、長さなどが計測される。 When parallel light is irradiated onto the surface of the silicon wafer SIL, the surface of the silicon wafer SIL where no cracks are generated is a mirror surface, and thus the irradiated parallel light is reflected vertically upward. The reflected light reflected vertically upward is also parallel light. The reflected light is collected by the collimator lens 35 through the half mirror 34 at a predetermined position O1, and then travels further upward to enter the imaging lens unit 36. The imaging lens 36a of the imaging lens unit 36 condenses the incident reflected light and forms an image of the surface of the silicon wafer SIL by the reflected light at the imaging position O2. The formed image of the silicon wafer SIL is picked up by the camera body 41 provided at the image forming position O2. The image data representing the captured image of the silicon wafer SIL is supplied to the computer device 51. The computer device 51 performs image processing on the image data to determine whether or not cracks have occurred on the surface of the silicon wafer SIL. When this occurs, the position and length of the crack are measured.
シリコンウェハＳＩＬの表面上にクラックが発生していなければ、カメラ本体４１に撮像される画像は鏡面状のシリコンウェハＳＩＬの画像を表す。したがって、この場合には、コンピュータ装置５１はクラックの発生なしを判定する。 If no crack is generated on the surface of the silicon wafer SIL, the image picked up by the camera body 41 represents an image of the mirror-like silicon wafer SIL. Therefore, in this case, the computer device 51 determines that no crack has occurred.
次に、シリコンウェハＳＩＬの表面にクラックが発生している場合について説明する。この場合、図２に示すように、クラックＸ自体は、その幅が１μｍ程度の細い線状のものであるが、その両側は盛り上がり、またはその逆に窪み、このクラックＸ両側の盛り上がり部分または窪み部分の幅はクラックＸの幅に比べれば非常に広い。前記のように、コリメートレンズ３５を介してシリコンウェハＳＩＬの表面に平行光を照射すると、クラックＸの発生していないシリコンウェハＳＩＬの表面部分は鏡面であるので、前記垂直下方に照射された平行光は垂直上方に反射する。しかし、図２(Ａ)に示すような前記盛り上がり部分または窪み部分の傾斜により平行光の反射方向が変わり、通常、盛り上がり部分または窪み部分からの反射光はコリメートレンズ３５には届かず、またはコリメートレンズ３５による焦点位置Ｏ１には集光されないので、撮像レンズ３６ａによって結像されかつカメラ本体４１によって撮像される反射光によるシリコンウェハＳＩＬの画像はクラックＸに沿って周囲に比べて暗い帯状部分を有することになる。すなわち、この盛り上がり部分または窪み部分からの反射光は、コリメートレンズ３５および撮像レンズ３６ａの視野外となる。図３(Ａ)は、撮像カメラユニット４０によって撮像したシリコンウェハＳＩＬの表面の画像を示しており、図中左下の黒い（暗い）線状部分がクラックＸを示している。 Next, a case where a crack has occurred on the surface of the silicon wafer SIL will be described. In this case, as shown in FIG. 2, the crack X itself is a thin line having a width of about 1 μm, but its both sides rise, or vice versa, and the raised portions or depressions on both sides of the crack X The width of the portion is very wide compared to the width of the crack X. As described above, when parallel light is irradiated on the surface of the silicon wafer SIL through the collimating lens 35, the surface portion of the silicon wafer SIL in which no crack X is generated is a mirror surface, and therefore, the parallel light irradiated vertically downward is formed. Light reflects vertically upward. However, the reflection direction of the parallel light changes due to the inclination of the raised portion or the recessed portion as shown in FIG. 2A, and the reflected light from the raised portion or the recessed portion usually does not reach the collimating lens 35, or the collimated Since the light is not condensed at the focal position O1 by the lens 35, the image of the silicon wafer SIL by the reflected light imaged by the imaging lens 36a and imaged by the camera body 41 has a band-like portion that is darker than the surrounding along the crack X. Will have. That is, the reflected light from the raised portion or the recessed portion is out of the field of view of the collimating lens 35 and the imaging lens 36a. FIG. 3A shows an image of the surface of the silicon wafer SIL picked up by the image pickup camera unit 40, and the black (dark) linear portion at the lower left in the drawing shows a crack X.
一方、シリコンウェハＳＩＬとカメラ本体４１との間の距離によっては、前記盛り上がり部分または窪み部分の傾斜がレンズ効果をもって、反射光によるシリコンウェハＳＩＬの表面の画像がクラックに沿って周囲に比べて明るい帯状部分を有することもある。図２(Ｂ)はこの状態を模擬的に示している。図３(Ｂ)は、撮像カメラユニット４０によって撮像したこの状態におけるシリコンウェハＳＩＬの表面の画像を示しており、図中左下の白い（明るい）線状部分がクラックＸを示している。 On the other hand, depending on the distance between the silicon wafer SIL and the camera body 41, the slope of the raised or recessed portion has a lens effect, and the image of the surface of the silicon wafer SIL by the reflected light is brighter than the surroundings along the crack. It may have a band-like part. FIG. 2B schematically shows this state. FIG. 3B shows an image of the surface of the silicon wafer SIL in this state imaged by the imaging camera unit 40, and the white (bright) linear portion at the lower left in the drawing shows the crack X.
そして、このような黒い線状部分または白い線状部分を含むシリコンウェハＳＩＬの表面の画像を表す画像データがコンピュータ装置５１に供給されると、コンピュータ装置５１は画像処理により、黒い線状部分または白い線状部分によりクラックＸの発生ありを判定するとともに、クラックＸの位置、長さなども計測する。 Then, when image data representing an image of the surface of the silicon wafer SIL including such a black linear portion or a white linear portion is supplied to the computer device 51, the computer device 51 performs image processing to cause the black linear portion or The occurrence of the crack X is determined by the white linear portion, and the position and length of the crack X are also measured.
このような画像処理後、撮像カメラユニット４０がシリコンウェハＳＩＬの表面全体を視野内に入れていれば、新たなシリコンウェハＳＩＬをＸＹ移動ステージ１０に載せて前記のような検査工程を実施する。しかし、撮像カメラユニット４０がシリコンウェハＳＩＬの表面全体を視野内に入れていない場合には、電気制御装置５０により駆動装置１１を制御してＸＹ移動ステージ１０すなわちシリコンウェハＳＩＬの位置をＸ軸および／またはＹ軸方向に移動させることにより、シリコンウェハＳＩＬの表面全体を走査して前記検査をふたたび実施する。この走査により、シリコンウェハＳＩＬの表面全体の画像を撮像でき、シリコンウェハＳＩＬの表面全体の検査が終了する。この場合も、前述のように、新たなシリコンウェハＳＩＬをＸＹ移動ステージ１０に載せて前記のような検査工程を実施する。 After such image processing, if the imaging camera unit 40 puts the entire surface of the silicon wafer SIL within the field of view, a new silicon wafer SIL is placed on the XY moving stage 10 and the above-described inspection process is performed. However, when the imaging camera unit 40 does not put the entire surface of the silicon wafer SIL in the field of view, the electric control device 50 controls the driving device 11 so that the position of the XY moving stage 10, that is, the silicon wafer SIL is set to the X axis and The inspection is performed again by scanning the entire surface of the silicon wafer SIL by moving in the Y-axis direction. By this scanning, an image of the entire surface of the silicon wafer SIL can be taken, and the inspection of the entire surface of the silicon wafer SIL is completed. Also in this case, as described above, a new silicon wafer SIL is placed on the XY moving stage 10 and the above-described inspection process is performed.
このようなＸＹ移動ステージ１０の移動を伴う測定の場合には、ＸＹ移動ステージ１０の移動ごとにＸＹ移動ステージ１０を静止させてシリコンウェハＳＩＬの表面を撮像するようにしてもよい。しかし、光源２０としてストロボなどの瞬間発光光源を用いるか、カメラの電子シャッター機能で短時間だけ露光させ、かつＸＹ移動ステージ１０を移動させるようにしてもよい。検査時間としては、後者の方が有利である。 In the case of such a measurement involving the movement of the XY movement stage 10, the XY movement stage 10 may be stopped every time the XY movement stage 10 is moved and the surface of the silicon wafer SIL may be imaged. However, an instantaneous light source such as a strobe light may be used as the light source 20, or exposure may be performed for a short time using an electronic shutter function of the camera, and the XY moving stage 10 may be moved. The latter is more advantageous as the inspection time.
上記作動説明からも理解できるように、前記反射光による画像の暗い帯状部分および明るい帯状部分は、前記のようにクラックＸの周囲の盛り上がりまたは窪みに起因するものでクラックＸの幅に比べて非常に広いので、撮像カメラユニット４０の分解能が比較的大きくても、例えば数１０μｍ〜１００μｍ程度でも、クラックＸを検出可能である。例えば、１０6画素程度の撮像カメラユニット４０を用いれば、５０ｍｍ〜３００ｍｍ角程度の広い視野を一度に撮像することができるようになる。したがって、分解能の比較的低い撮像カメラユニット４０を用いても、シリコンウェハＳＩＬの表面に対する光の照射の走査処理をなくし、または少なくすることができる。その結果、シリコンウェハＳＩＬの表面に生じるクラックＸを簡単な構成による安価な装置を用いて短時間で検出できるようになる。 As can be understood from the above description of operation, the dark belt-like portion and the bright belt-like portion of the image due to the reflected light are caused by the bulge or the depression around the crack X as described above, and are extremely in comparison with the width of the crack X. Therefore, the crack X can be detected even if the resolution of the imaging camera unit 40 is relatively large, for example, about several tens of μm to 100 μm. For example, if an imaging camera unit 40 having about 10 6 pixels is used, a wide field of view of about 50 mm to 300 mm square can be captured at a time. Therefore, even when the imaging camera unit 40 having a relatively low resolution is used, it is possible to eliminate or reduce the light irradiation scanning process on the surface of the silicon wafer SIL. As a result, the crack X generated on the surface of the silicon wafer SIL can be detected in a short time using an inexpensive apparatus with a simple configuration.
また、上記実施形態においては、撮像カメラユニット４０によるシリコンウェハＳＩＬの表面の画像の分解能は粗くてもよいので、ＸＹ移動ステージ１０として、例えば２軸直交ロボットなどのような簡単な構成のものを利用できる。また、上記実施形態においては、視野が広いためにレンズの被写界深度が深いため、シリコンウェハＳＩＬの垂直方向（すなわちＺ軸方向）のオートフォーカス機能も不要であり、このことが検査装置を簡単に構成できる一因でもある。 In the above embodiment, since the resolution of the image of the surface of the silicon wafer SIL by the imaging camera unit 40 may be rough, the XY moving stage 10 has a simple configuration such as a biaxial orthogonal robot. Available. Further, in the above embodiment, since the field of view is wide and the depth of field of the lens is deep, an autofocus function in the vertical direction (that is, the Z-axis direction) of the silicon wafer SIL is not necessary. It is also a factor that can be easily configured.
さらに、本発明の実施にあたっては、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 Furthermore, the implementation of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
例えば、シリコンウェハＳＩＬの表面に平行光を照射する光学装置３０は種々に変形される。図４に示すように、上記実施形態のハーフミラー３４を省略して光学装置３０を構成できる。具体的には、接眼レンズ３２からピンホール部材３３のピンホールを介した光をコリメートレンズ３５に直接導くようにする。この場合、ピンホールから出射された光束の光軸およびコリメートレンズ３５によって変換された平行光の光束の光軸は、シリコンウェハＳＩＬの表面に対して垂直方向から僅かに傾いている。そして、シリコンウェハＳＩＬの表面からの反射光の光軸もシリコンウェハＳＩＬの表面に対して垂直方向から前記方向とは逆方向に僅かに傾いていて、コリメートレンズ３５から出射された反射光は撮像レンズユニット３６および撮像カメラユニット４０に直接入射する。 For example, the optical device 30 that irradiates parallel light onto the surface of the silicon wafer SIL is variously modified. As shown in FIG. 4, the optical device 30 can be configured by omitting the half mirror 34 of the above embodiment. Specifically, the light from the eyepiece lens 32 through the pinhole of the pinhole member 33 is directly guided to the collimating lens 35. In this case, the optical axis of the light beam emitted from the pinhole and the optical axis of the parallel light beam converted by the collimator lens 35 are slightly inclined from the vertical direction with respect to the surface of the silicon wafer SIL. The optical axis of the reflected light from the surface of the silicon wafer SIL is also slightly inclined from the direction perpendicular to the surface of the silicon wafer SIL in the direction opposite to the above direction, and the reflected light emitted from the collimating lens 35 is imaged. The light directly enters the lens unit 36 and the imaging camera unit 40.
また、図５に示すように、平行光を生成するために凹面ミラー３７を用いた光学装置３０を用いてもよい。すなわち、接眼レンズ３２からピンホール部材３３のピンホールを介した光をハーフミラー３４を介して凹面ミラー３７に入射させる。凹面ミラー３７は、この入射光束を平行光に変換してシリコンウェハＳＩＬの表面に照射する。シリコンウェハＳＩＬの表面からの反射光（平行光）は、凹面ミラー３７によって反射されるとともに焦点位置Ｏ１に集光された後、撮像レンズユニット３６および撮像カメラユニット４０に入射する。なお、この場合も、シリコンウェハＳＩＬの表面を照射する平行光束および同シリコンウェハＳＩＬから反射される平行光束の光軸はシリコンウェハＳＩＬの表面に対して垂直方向から僅かにずれている。 In addition, as shown in FIG. 5, an optical device 30 using a concave mirror 37 may be used to generate parallel light. That is, light from the eyepiece 32 through the pinhole of the pinhole member 33 is incident on the concave mirror 37 through the half mirror 34. The concave mirror 37 converts this incident light beam into parallel light and irradiates the surface of the silicon wafer SIL. Reflected light (parallel light) from the surface of the silicon wafer SIL is reflected by the concave mirror 37 and condensed at the focal position O1, and then enters the imaging lens unit 36 and the imaging camera unit 40. Also in this case, the optical axes of the parallel light beam that irradiates the surface of the silicon wafer SIL and the parallel light beam that is reflected from the silicon wafer SIL are slightly shifted from the vertical direction with respect to the surface of the silicon wafer SIL.
このように変形した光学装置３０を用いても、シリコンウェハＳＩＬの表面には平行光束が照射され、同照射による反射光は撮像カメラユニット４０に導かれて、撮像カメラユニット４０にて反射光によるシリコンウェハＳＩＬの表面の画像が撮像される。すなわち、上記実施形態と同様に動作する。したがって、これらの変形例によっても、上記実施形態と同様な効果が期待される。 Even when the optical device 30 modified in this way is used, the surface of the silicon wafer SIL is irradiated with a parallel light beam, and reflected light due to the irradiation is guided to the imaging camera unit 40 and is reflected by the imaging camera unit 40. An image of the surface of the silicon wafer SIL is taken. That is, the operation is the same as in the above embodiment. Therefore, the same effects as those of the above-described embodiment are also expected by these modified examples.
また、実施形態および変形例においては、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラなどのカメラ本体４１を用いてシリコンウェハＳＩＬの表面を２次元的に撮像するようにした。しかし、これに代えて、複数の受光素子を１列に配置させたラインセンサ（すなわち、１次元撮像センサ）を用いてシリコンウェハＳＩＬの表面を撮像して検査するようにしてもよい。ただし、この場合には、ラインセンサの長さに関係なく、ラインセンサの延長方向と直角方向にＸＹ移動ステージ１０を移動させることにより、シリコンウェハＳＩＬの表面全体を走査して撮像する必要がある。 In the embodiment and the modification, the surface of the silicon wafer SIL is two-dimensionally imaged using the camera body 41 such as a CCD camera or a CMOS camera. However, instead of this, the surface of the silicon wafer SIL may be imaged and inspected using a line sensor (that is, a one-dimensional imaging sensor) in which a plurality of light receiving elements are arranged in a line. However, in this case, it is necessary to scan and image the entire surface of the silicon wafer SIL by moving the XY moving stage 10 in a direction perpendicular to the extending direction of the line sensor regardless of the length of the line sensor. .
また、上記実施形態および変形例では、シリコンウェハＳＩＬの表面全体を撮像するための走査において、ＸＹ移動ステージ１０を移動させるようにした。しかし、これに代えて、ＸＹ移動ステージ１０を固定しておいて、光学装置３０および撮像カメラユニット４０を移動させて、シリコンウェハＳＩＬの表面全体を走査して撮像するようにしてもよい。さらに、ＸＹ移動ステージ１０を移動させるとともに、光学装置３０および撮像カメラユニット４０をも移動させて、シリコンウェハＳＩＬの表面全体を走査して撮像するようにしてもよい。 In the embodiment and the modification, the XY moving stage 10 is moved in scanning for imaging the entire surface of the silicon wafer SIL. However, instead of this, the XY moving stage 10 may be fixed, the optical device 30 and the imaging camera unit 40 may be moved, and the entire surface of the silicon wafer SIL may be scanned and imaged. Further, the XY moving stage 10 may be moved, and the optical device 30 and the imaging camera unit 40 may be moved to scan and image the entire surface of the silicon wafer SIL.
１０…ＸＹ移動ステージ、２０…光源、３０…光学装置、３２…接眼レンズ、３３…ピンホール部材、３４…ハーフミラー、３５…コリメートレンズ、３６…撮像レンズユニット、３６ａ…撮像レンズ、３７…凹面ミラー、４０…撮像カメラユニット、４１…カメラ本体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... XY moving stage, 20 ... Light source, 30 ... Optical apparatus, 32 ... Eyepiece lens, 33 ... Pinhole member, 34 ... Half mirror, 35 ... Collimating lens, 36 ... Imaging lens unit, 36a ... Imaging lens, 37 ... Concave surface Mirror, 40 ... imaging camera unit, 41 ... camera body
Claims (3)
前記発せられた光から平行光を生成してシリコンウェハの表面に照射し、同シリコンウェハの表面にて反射した所定視野内の反射光を導く光学装置と、
前記導かれた反射光によるシリコンウェハの表面画像を撮像する撮像手段とを備えたことを特徴とするシリコンウェハの検査装置。 A light source that emits light;
An optical device that generates parallel light from the emitted light, irradiates the surface of the silicon wafer, and guides reflected light in a predetermined field of view reflected by the surface of the silicon wafer;
An inspection apparatus for a silicon wafer, comprising: imaging means for capturing an image of the surface of the silicon wafer by the guided reflected light.
シリコンウェハの表面にて反射した所定視野内の反射光を導き、かつ
前記導かれた反射光によるシリコンウェハの表面画像を撮像手段に撮像させるようにしたことを特徴とするシリコンウェハの検査方法。 Generate parallel light from the light emitted by the light source and irradiate the surface of the silicon wafer,
A method for inspecting a silicon wafer, wherein reflected light within a predetermined field of view reflected by the surface of the silicon wafer is guided, and an image of the surface of the silicon wafer by the guided reflected light is picked up by an imaging means.
前記撮像手段は、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラおよびラインセンサのうちのいずれか一つである。
In the silicon wafer inspection apparatus according to claim 1 or the silicon wafer inspection method according to claim 2,
The imaging means is any one of a CCD camera, a CMOS camera, and a line sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003350074A JP2005114587A (en) | 2003-10-08 | 2003-10-08 | Inspection device and method of silicon wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003350074A JP2005114587A (en) | 2003-10-08 | 2003-10-08 | Inspection device and method of silicon wafer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005114587A true JP2005114587A (en) | 2005-04-28 |
Family
ID=34541756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003350074A Pending JP2005114587A (en) | 2003-10-08 | 2003-10-08 | Inspection device and method of silicon wafer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005114587A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008089489A (en) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Mitsubishi Electric Corp | Profile measuring device and method |
| CN112179916A (en) * | 2020-08-19 | 2021-01-05 | 宁波赫兹光电科技有限公司 | Optical subfissure detection device for solar silicon wafer |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03285106A (en) * | 1990-03-31 | 1991-12-16 | Photonics:Kk | Surface inspecting apparatus |
| JPH0530761U (en) * | 1991-09-30 | 1993-04-23 | 京セラ株式会社 | Defect observation device |
| JPH07107346A (en) * | 1993-09-29 | 1995-04-21 | New Kurieishiyon:Kk | Inspection device |
| JP2002039956A (en) * | 2000-04-10 | 2002-02-06 | Ccs Inc | Surface-inspecting apparatus |
-
2003
- 2003-10-08 JP JP2003350074A patent/JP2005114587A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03285106A (en) * | 1990-03-31 | 1991-12-16 | Photonics:Kk | Surface inspecting apparatus |
| JPH0530761U (en) * | 1991-09-30 | 1993-04-23 | 京セラ株式会社 | Defect observation device |
| JPH07107346A (en) * | 1993-09-29 | 1995-04-21 | New Kurieishiyon:Kk | Inspection device |
| JP2002039956A (en) * | 2000-04-10 | 2002-02-06 | Ccs Inc | Surface-inspecting apparatus |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008089489A (en) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Mitsubishi Electric Corp | Profile measuring device and method |
| CN112179916A (en) * | 2020-08-19 | 2021-01-05 | 宁波赫兹光电科技有限公司 | Optical subfissure detection device for solar silicon wafer |
| CN112179916B (en) * | 2020-08-19 | 2024-04-19 | 宁波赫兹光电科技有限公司 | Solar silicon wafer optical hidden crack detection device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI663394B (en) | Apparatus, method and computer program product for defect detection in work pieces | |
| KR20160013813A (en) | Auto-Focus system | |
| JP2001082926A (en) | Mechanism and method for controlling focal position and apparatus and method for inspecting semiconductor wafer | |
| JP2007327836A (en) | Appearance inspection apparatus and method | |
| JP3235009B2 (en) | Bonding wire inspection method | |
| US20020031250A1 (en) | Method and apparatus for examining through holes | |
| JP2014062940A (en) | Checking device | |
| JP5042503B2 (en) | Defect detection method | |
| JP5281815B2 (en) | Optical device defect inspection method and optical device defect inspection apparatus | |
| JP2003294419A (en) | Measuring instrument for infinitesimal dimension | |
| JP2005114587A (en) | Inspection device and method of silicon wafer | |
| JP3135063B2 (en) | Comparative inspection method and apparatus | |
| JP4279412B2 (en) | Semiconductor device inspection equipment | |
| KR101178055B1 (en) | Device and method for measuring height between top and bottom of sample | |
| JP2008064656A (en) | Peripheral edge inspecting apparatus | |
| JP2004093211A (en) | Nondestructive inspection system | |
| TWI715662B (en) | Check device | |
| JP2004212353A (en) | Optical inspection apparatus | |
| JPH1183465A (en) | Surface inspecting method and device therefor | |
| JP2018146496A (en) | Surface shape measurement method | |
| JPH07208917A (en) | Automatic focusing method and device | |
| JP2019179097A (en) | Focusing method, focusing mechanism, focusing operation program and optical microscope | |
| JP2003295066A (en) | Microscope apparatus | |
| KR101138647B1 (en) | High speed substrate inspection apparatus and method using the same | |
| JP2015225015A (en) | Defect determination device and defect determination method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061006 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090213 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090217 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090616 |