JP2006086309A - 板状体の観察方法、観察装置、及び観察用補助治具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】板状体の外縁部又は破断面に向けて光を照射し、前記外縁部又は破断面により反射された光を受光することにより該外縁部又は破断面を観察する方法において、前記板状体の少なくとも片面側において前記外縁部又は破断面に沿って光散乱体を配置し、前記板状体の外縁部又は破断面に向けて照射された光を前記光散乱体により散乱させ、前記板状体の外縁部又は破断面により反射された光を受光することにより該外縁部又は破断面を観察する。
【選択図】図1
Description
しかし、面取り部に単に光を当ててカメラで観察すると、キズ等の散乱の強い部分や、光の方向に依存した特定の一部分のみが明るくなって観察されることになる。従って、面取り部の他の部分も含めてウエーハの厚さ方向に全体的に観察するには、光源あるいはサンプルを傾斜させて明るい部分を変えながら観察する必要があり、時間や手間がかかるという問題がある。
しかし、この方法では、複数の検出器や楕円鏡を用いるため、それらを設置するための広いスペースが必要であり、また、コストが高くなるという問題がある。また、光源と楕円鏡と検出器との位置関係を正確に調整する必要があり、検査に手間がかかるという問題もある。
この方法では、照射光の光軸を合わせるための光検出器と、散乱光を検出するための光検出器がそれぞれ必要であり、前記と同様に設置スペースやコストの問題がある。
また、ウエーハから面取り部を含むように切り出したサンプルを専用の治具で保持し、顕微鏡で観察する方法もある。
しかし、これらのエッチングやサンプルの切り出しを伴う方法では、手間がかかるほか、観察に供するウエーハはもはや製品としての価値が無くなるという問題もある。
このように板状体の両面側に光散乱体を配置して観察を行えば、板状体の外縁部又は破断面の全体をより明瞭に観察することができる。
このように光散乱体と観察すべき板状体との間の相対的な移動あるいは間隔の調整により観察を行えば、散乱光を外縁部又は破断面のより広範囲に、かつあらゆる角度から照射することができるし、光散乱体の位置決めや散乱光の照射量や角度の微調整も容易に行うことができる。また、光散乱体との間隔を設けることにより、半導体ウエーハのように高い清浄度が要求される対象物に対して汚染を確実に防ぐことができる。
本発明は、従来手間がかかったシリコンウエーハの面取り部や破断面の観察に特に有効であり、面取り部等の形状、キズ、面荒れ、段差、異物、欠陥等について簡便にかつ詳細に観察することができる。
このような板状体観察装置であれば、前記した本発明に係る板状体の観察方法を容易に行うことができる。従って、この観察装置を用いれば、例えばシリコンウエーハを破壊や消耗せずに、一方向から一回で、面取り部の形状、キズ、異物等について簡便にかつ詳細に観察を行うこともできる。
これらの受光手段は市場で容易に入手することができる上、高い解像度により詳細な観察を行うことができる。
支持手段が回転機構を有していれば、板状体の外縁部全体、あるいは任意の位置について観察を行うことができる。
このような相対移動機構により、散乱光を外縁部又は破断面のより広範囲に、かつあらゆる角度から照射することができるし、光散乱体の移動や位置決めが容易となり、また、観察対象となる板状体の厚さに応じて板状体と光散乱体との間隔を適切に調整することができるものとなる。
このような板状体観察用補助治具を用いることにより、前記した本発明に係る板状体の観察方法を容易に行うことができる。そして、このような観察補助治具を既存の観察装置に対して用いれば、装置コストを低く抑えた上で、シリコンウエーハの面取り部の形状、キズ、異物等について簡便にかつ詳細に観察を行うことができる。
このような支持部、アーム部、及び光散乱部を有する観察用補助治具とすれば、使用時の取り扱い性に優れたものとなる。
このような光散乱部の相対移動機構を有していれば、板状体に対する光散乱部の移動や位置決めを容易に行うことができるものとなる。
環状又は円弧状の光散乱部を有する観察用補助治具とすれば、半導体ウエーハのような円形の観察対象物に対してその外形形状に沿って光散乱部を配置することができ、好適に用いることができるものとなる。
これらの材質で光散乱部を構成したものであれば、半導体ウエーハのように高い清浄度が求められる観察対象物に対して汚染をより効果的に防ぐことができるとともに、効果的に光を散乱することができる。
また、既存の観察装置に対して本発明に係る光散乱体を配置して用いることができ、装置コストを低く抑えることもできる。
本発明者は、シリコンウエーハの面取り部等、板状体の外縁部又は破断面の観察方法について鋭意研究を行ったところ、板状体の少なくとも片面側において外縁部又は破断面に沿って光散乱体を配置して観察を行えば、簡単かつ明瞭に外縁部等を観察することができることを見出し、さらに使用する装置及び治具についても検討を重ねて本発明を完成させた。
この観察装置1は、ウエーハWを支持するためのステージ(支持手段)5と、ウエーハWの面取り部16を撮影するための受光手段としてデジタルマイクロスコープ3を備えている。デジタルマイクロスコープ3の内部にはウエーハWの面取り部16に光を照射するための光源としてハロゲンランプ4が内蔵されている(例えば12V、100Wのハロゲンランプを使用できる)。さらに、この観察装置1は、観察の際、ウエーハWの面取り部に沿って光散乱体6,7を配置するための観察用補助治具2を備えている。
また、デジタルマイクロスコープ3は、アーム機構8により保持されており、任意の方向にレンズを向けることができる。なお、受光手段3としては、デジタルマイクロスコープのほか、例えばCCDカメラ又はビデオカメラも好適に用いることができる。これらの受光手段であれば、市場で容易に入手することができるし、観察の際、高い解像度で撮影してモニターに拡大表示することもできる。
また、図1に示した観察装置1では、前記したようにデジタルマイクロスコープ3にランプ4が内蔵され、光源4と受光手段3とが一体化されているが、受光手段3の外部に光源を設けても良い。
各散乱板6,7は、支持部11と、支持部11から延出するアーム部12と、アーム部12の先端に設けられた光散乱部13とが一体的に形成されている。各部11,12,13の形状は、観察するサンプルの形状、サイズ等に応じて適宜設計すれば良いが、光散乱部13はサンプルの形状に合致した又はそれに類似した形状とすることが好ましい。図3に示された各散乱板6,7の光散乱部13はウエーハWの外周形状に合致した円弧状に形成されている。
また、観察対象物が汚染されてもよい場合は、光散乱板6,7を対象物に接触させて配置しても良い。
まず、図1に示されるように補助治具2と受光手段3とを退避させた状態でステージ5上にシリコンウエーハWを水平にセットする。
そして、上下の光散乱板6,7がウエーハWを挟み込むように治具2の回転軸9を回転させ、各光散乱板6,7を、ウエーハWの両面側において面取り部16に沿うように配置する。
図5(A)に見られるように、ウエーハWの面取り部16の先端と散乱体6,7の先端とを一致させた状態で面取り部16を観察すると、面取り部のうちウエーハの各主面側に近い部分の像をより明確に得ることができる。
一方、図5(B)は散乱体6,7の先端がウエーハWの面取り部16の先端から3mm突き出るように配置して観察を行った場合を示しており、ウエーハの各主面側から面取り部の中央部付近まで明確な像を得ることができる。
さらに、図5(C)は散乱体6,7の先端がウエーハWの面取り部16の先端から11mm突き出るように配置して観察を行った場合を示しており、面取り部全体、特にウエーハの最外縁部の像を得ることができる。
なお、光散乱板6,7の配置を相対的に移動することにより、一方向から、一回の観察でウエーハWの面取り部全体を観察することができるが、例えばウエーハWを固定したまま、散乱体6,7を受光手段に対して前後に(ウエーハの面方向に)移動させて数回撮影してもよいし、さらにこれらの撮影で得られた画像を合成することにより面取り部全体についてより鮮明な画像を得ることもできる。
そして、このような環状の光散乱体を用いた場合でも、光散乱体により光が散乱され、ウエーハの面取り部について明瞭に観察を行うことができる。
(実施例)
図1に示したような構成の板状体観察装置を用い、シリコンウエーハの面取り部の観察を行った。なお、受光手段としてデジタルマイクロスコープ(DMS)VHX−100(キーエンス社製)を用い、観察用補助治具は、光散乱板をポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で成形し、光散乱部をサンドペーパーで粗面化したものを用いた。
次いで、2枚の光散乱板がウエーハを挟み込むように移動させ、光散乱部がウエーハの面取り部に沿って配置されるように位置決めした。
その後、DMSを固定したアームを傾けてDMSの受光部(レンズ)をウエーハの面取り部に向けた。また、DMSに内蔵された光源(ランプ)の出力を上げ、レンズを透過した光をウエーハの面取り部及び治具の光散乱部に向けて照射した。
そして、面取り部全体に光が照射されるように移動機構及び調整ネジにより散乱体の位置を調整した後、DMSで面取り部を観察した。
実施例と同じウエーハに対し、光散乱板を用いずにDMSにより面取り部を観察した。この場合、図8(B)に見られるように、面取り部の最外縁部付近しか映し出されておらず、面取り部全体を観察するには面取り部に対するDMSの角度を変えて数回に分けて観察する必要があった。
例えば、上記実施形態ではシリコンウエーハの面取り部に対して観察を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、シリコンウエーハの破断面、あるいは他の板状体の外縁部または破断面の観察にも好適に適用することができる。
5…支持手段、 6,7…光散乱体(光散乱板)、 8…アーム機構、
9…光散乱体移動機構(回転軸)、 10…調整ネジ、 11…支持部、
12…アーム部、 13…光散乱部、 14…回転機構、 16…面取り部、
W…ウエーハ。
Claims (15)
- 板状体の外縁部又は破断面に向けて光を照射し、前記外縁部又は破断面により反射された光を受光することにより該外縁部又は破断面を観察する方法において、前記板状体の少なくとも片面側において前記外縁部又は破断面に沿って光散乱体を配置し、前記板状体の外縁部又は破断面に向けて照射された光を前記光散乱体により散乱させ、前記板状体の外縁部又は破断面により反射された光を受光することにより該外縁部又は破断面を観察することを特徴とする板状体の観察方法。
- 前記光散乱体を、前記板状体の両面側にそれぞれ配置して前記外縁部又は破断面の観察を行うことを特徴とする請求項1に記載の板状体の観察方法。
- 前記光散乱体を、前記板状体の面方向に相対的に移動させて前記板状体の外縁部又は破断面の観察を行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の板状体の観察方法。
- 前記光散乱体と板状体との間隔を調整して前記外縁部又は破断面の観察を行うことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の板状体の観察方法。
- 前記観察する板状体を、シリコンウエーハとすることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の板状体の観察方法。
- 板状体の外縁部又は破断面を光学的に観察する装置であって、少なくとも、前記板状体を支持する支持手段と、前記板状体の少なくとも片面側において前記外縁部又は破断面に沿って配置される光散乱体と、該光散乱体が配置された板状体の外縁部又は破断面に向けて光を照射する光源と、前記外縁部又は破断面により反射された光を受光する受光手段とを具備することを特徴とする板状体観察装置。
- 前記光源と受光手段とが一体化されているものであることを特徴とする請求項6に記載の板状体観察装置。
- 前記受光手段が、デジタルマイクロスコープ、CCDカメラ、又はビデオカメラであることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の板状体観察装置。
- 前記支持手段が、回転機構を有することを特徴とする請求項6ないし請求項8のいずれか1項に記載の板状体観察装置。
- 前記光散乱体を、前記板状体に対して相対的に移動させる移動機構を有することを特徴とする請求項6ないし請求項9のいずれか1項に記載の板状体観察装置。
- 板状体の外縁部又は破断面を光学的に観察する際に用いる観察用補助治具であって、少なくとも前記板状体の片面側において前記外縁部又は破断面に沿って配置される光散乱部を有することを特徴とする板状体観察用補助治具。
- 前記板状体観察用補助治具は、支持部と、該支持部から延出するアーム部とを有し、該アーム部の先端に前記光散乱部が設けられているものであることを特徴とする請求項11に記載の板状体観察用補助治具。
- 前記板状体観察用補助治具は、少なくとも光散乱部を、前記板状体に対して相対的に移動させる移動機構を有することを特徴とする請求項11又は請求項12に記載の板状体観察用補助治具。
- 前記光散乱部は、環状又は円弧状であることを特徴とする請求項11ないし請求項13のいずれか1項に記載の板状体観察用補助治具。
- 前記板状体観察用補助治具の少なくとも光散乱部の材質が、フッ素樹脂又はポリエーテルエーテルケトンであることを特徴とする請求項11ないし請求項14のいずれか1項に記載の板状体観察用補助治具。
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JP2010153769A (ja) * | 2008-11-19 | 2010-07-08 | Tokyo Electron Ltd | 基板位置検出装置、基板位置検出方法、成膜装置、成膜方法、プログラム及びコンピュータ可読記憶媒体 |
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2004
- 2004-09-15 JP JP2004269023A patent/JP4396461B2/ja active Active
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