JP2013083491A - Surface inspection system for semiconductor wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウェハの表面に光を照射し、半導体ウェハの表面からの反射光または散乱光を検出することで、半導体ウェハの表面の、線状の凹凸を検出しまたは、該凹凸の大きさを測定する半導体ウェハの表面検査システムに関する。 The present invention irradiates the surface of a semiconductor wafer with light and detects reflected light or scattered light from the surface of the semiconductor wafer, thereby detecting linear unevenness on the surface of the semiconductor wafer or the size of the unevenness. The present invention relates to a semiconductor wafer surface inspection system for measuring the thickness.
従来より、半導体素子や太陽電池の製造用の半導体ウェハは、インゴットの生成後、ワイヤーソーなどでインゴットをスライスすることによって製造されることが多い。インゴットを半導体ウェハにスライスする際のワイヤーソーなどの加工跡は、半導体ウェハの表面に線状の凹凸として残る。このような表面の凹凸の程度が大きいと、例えば太陽電池の場合には光エネルギーの電気エネルギーへの変換効率が低下したり寿命が短くなるなどの不都合の原因となることが知られている。従って、半導体ウェハの製造工程においては、半導体ウェハの表面の線状の凹凸(以下、ソーマークともいう。)について検査し、凹凸の大きさが許容範囲を超えた半導体ウェハについては除去する必要がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, semiconductor wafers for manufacturing semiconductor elements and solar cells are often manufactured by slicing an ingot with a wire saw after the ingot is generated. Processing traces such as a wire saw when slicing the ingot into a semiconductor wafer remain as linear irregularities on the surface of the semiconductor wafer. It is known that such a large degree of unevenness on the surface causes inconveniences such as a reduction in conversion efficiency of light energy to electric energy and a shortened life in the case of a solar cell. Therefore, in the manufacturing process of a semiconductor wafer, it is necessary to inspect for linear irregularities (hereinafter also referred to as saw marks) on the surface of the semiconductor wafer, and to remove semiconductor wafers whose irregularities exceed an allowable range. .
半導体ウェハの表面の線状の凹凸を計測する方法としては、光源装置で、半導体ウェハの表面を斜め上方から照射し、線状の凹凸からの反射光または散乱光をエリアセンサカメラまたはラインセンサカメラで撮影する方法が考えられる。この方法においては、光源装置は、線状の凹凸において入射光が散乱するように、線状の凹凸を形成する凹部または凸部が延びる方向(線状の凹凸における線の方向。以下、これを「線状の凹凸の方向」ともいう。)と直交する方向から半導体ウェハを照射するよう配置されていた。 As a method for measuring the linear unevenness on the surface of the semiconductor wafer, an area sensor camera or a line sensor camera that irradiates the surface of the semiconductor wafer obliquely from above with a light source device and reflects or scattered light from the linear unevenness It is possible to shoot with In this method, the light source device has a direction in which a concave portion or a convex portion in which the linear irregularity is formed extends so that incident light is scattered in the linear irregularity (the direction of the line in the linear irregularity. It was also arranged to irradiate the semiconductor wafer from a direction orthogonal to “the direction of linear unevenness”.
そして、光源装置において直接光を発光する発光部の長さは、半導体ウェハの表面において撮影されるべき領域の長さの2〜3倍程度の長さである必要があった。これは、そのようにしなければ、エリアセンサカメラまたはラインセンサカメラで半導体ウェハの表面を撮影した際に、撮影領域における照射光強度が不均一になったり撮影領域の両端にケラレが生じたりする不都合が生じる場合があるからである。このことは、光源装置のコスト低減の妨げになっていたとともに、システム全体の構成の簡略化や、コスト低減を妨げる要因となっていた。 And the length of the light emission part which light-emits light directly in a light source device needed to be about 2 to 3 times the length of the area | region which should be image | photographed on the surface of a semiconductor wafer. Otherwise, when the surface of the semiconductor wafer is photographed with an area sensor camera or a line sensor camera, the irradiation light intensity in the photographing region becomes uneven or vignetting occurs at both ends of the photographing region. This is because there may occur. This has hindered the cost reduction of the light source device, and has been a factor preventing simplification of the entire system configuration and cost reduction.
また、半導体ウェハの製造工程で上記の方法を用いる場合には、ベルトコンベアで半導体ウェハを線状の凹凸の方向に直交する方向に移動させながら、線状の凹凸の方向に平行な領域を撮影するラインセンサで表面を撮影することで凹凸を測定する場合があった。この方法においては、ラインセンサの各センサ素子による受光信号の時間的変化に基づいて、半導体ウェハの表面の線状の凹凸の高さを連続的に測定していた。しかしながら、このようなシステムでは、ベルトコンベアの速度ムラであるジッターが測定結果に影響を与える場合があった。 In addition, when using the above method in the manufacturing process of a semiconductor wafer, a region parallel to the direction of the linear irregularities is photographed while moving the semiconductor wafer in a direction perpendicular to the direction of the linear irregularities by a belt conveyor. In some cases, unevenness was measured by photographing the surface with a line sensor. In this method, the height of the linear unevenness on the surface of the semiconductor wafer is continuously measured based on the temporal change of the light reception signal by each sensor element of the line sensor. However, in such a system, there is a case where jitter, which is a speed unevenness of the belt conveyor, affects the measurement result.
加えて、半導体ウェハの製造工程で上記の方法を用いる場合には、半導体ウェハの上下両側に配置された光源装置から半導体ウェハの上下両面に光を照射し、半導体ウェハの上下両側に配置されたラインセンサで両面の凹凸を一度に測定するシステムも知られている。このようなシステムにおいては、特に半導体ウェハの下表面を測定する光源装置は、例えばベルトコンベアの間の空間において半導体ウェハに光を照射する必要があるので、ベルトコンベアの間の空間を広く確保する必要があり、測定時における半導体ウェハの移動安定性を低下させ、振動などの原因となる場合があった。また、ベルトコンベアの間の空間において光源装置からの照射光を半導体ウェハの下側表面に対して直接斜めに入射させることが物理的に困難となり、光路中にミラーなどを配置して、光を屈折させる必要があった。このことは、システムの小型化・簡略化の妨げとなっていた。 In addition, when the above method is used in the manufacturing process of the semiconductor wafer, the light source devices arranged on the upper and lower sides of the semiconductor wafer are irradiated with light on the upper and lower sides of the semiconductor wafer and are arranged on the upper and lower sides of the semiconductor wafer. A system that measures the unevenness of both sides at once with a line sensor is also known. In such a system, the light source device that measures the lower surface of the semiconductor wafer in particular needs to irradiate the semiconductor wafer with light in the space between the belt conveyors, so that a wide space between the belt conveyors is ensured. There is a need to reduce the movement stability of the semiconductor wafer during measurement, which may cause vibration. In addition, it is physically difficult to make the irradiation light from the light source device incident obliquely directly on the lower surface of the semiconductor wafer in the space between the belt conveyors. It was necessary to refract. This has hindered miniaturization and simplification of the system.
本発明は上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、より小型または簡単な構成で、より精度よく、半導体ウェハの表面に存在する線状の凹凸の検出し又はその大きさの測定を行うことが可能な技術を提供することである。 The present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to detect linear irregularities existing on the surface of a semiconductor wafer with a smaller size or a simpler configuration and with higher accuracy. Or providing a technique capable of measuring the size thereof.
本発明においては、半導体ウェハの表面に斜め方向から、少なくとも入射面において平行光である光を照射し、撮影装置で半導体ウェハの表面におけるライン状の領域を撮影することで、半導体ウェハの表面からの前記照射光の反射光または散乱光を検出し、この強度に基づいて、半導体ウェハの表面における線状の凹凸を検出し、またはその大きさを測定する。
そして、前記光源装置は、撮影装置によって撮影されるライン状の領域のラインに平行な方向から光を照射し、
前記半導体ウェハは、前記線状の凹凸における前記線の方向が、前記ラインの方向に直交するように配置された状態で、前記線状の凹凸が検出され、または線状の凹凸の大きさが測定されることを最大の特徴とする。
In the present invention, the surface of the semiconductor wafer is irradiated with light that is parallel light at least on the incident surface from an oblique direction, and a line-shaped region on the surface of the semiconductor wafer is imaged with an imaging device, so that from the surface of the semiconductor wafer. The reflected light or scattered light of the irradiation light is detected, and linear irregularities on the surface of the semiconductor wafer are detected or the size thereof is measured based on the intensity.
And the light source device irradiates light from a direction parallel to the line of the line-shaped region photographed by the photographing device,
In the semiconductor wafer, the linear unevenness is detected or the size of the linear unevenness is determined in a state where the direction of the line in the linear unevenness is perpendicular to the direction of the line. The greatest feature is being measured.
より詳しくは、半導体ウェハの表面における線状の凹凸を検出し、または該線状の凹凸の大きさを測定する半導体ウェハの表面検査システムであって、
半導体ウェハの表面に対して斜め方向から、入射面において平行光である光を照射する光源装置と、
前記半導体ウェハの表面におけるライン状の領域であるライン撮影領域を撮影する撮影装置と、を備え、
前記光源装置は、前記撮影装置によって撮影されるライン撮影領域に対し、前記ラインに平行な方向から光を照射すべく配置され、
前記半導体ウェハが、前記線状の凹凸における前記線に平行な方向である凹凸方向が、前記ラインの方向に直交するように配置された状態で、前記線状の凹凸が検出され、または該線状の凹凸の大きさが測定されることを特徴とする。
More specifically, it is a semiconductor wafer surface inspection system that detects linear irregularities on the surface of a semiconductor wafer or measures the size of the linear irregularities,
A light source device that irradiates light that is parallel light on the incident surface from a direction oblique to the surface of the semiconductor wafer;
A photographing device for photographing a line photographing region that is a line-shaped region on the surface of the semiconductor wafer,
The light source device is arranged to irradiate light from a direction parallel to the line with respect to a line photographing region photographed by the photographing device,
In the state where the semiconductor wafer is arranged so that the uneven direction which is a direction parallel to the line in the linear unevenness is perpendicular to the direction of the line, the linear unevenness is detected, or the line The size of the concavo-convex shape is measured.
すなわち、本発明においては、光源装置は、撮影装置によって撮影されるライン撮影領域のラインの方向と平行な方向から、光を照射する。また、線状の凹凸における線の方向である凹凸方向が、ライン撮影領域のラインの方向と直交する状態で、前記線状の凹凸が検出され、または該線状の凹凸の大きさが測定される(以下、単純に「線状の凹凸が測定される」ともいう。)。これによれば、光源装置は、ライン撮影領域のラインの方向と平行な方向から、ライン撮影領域をカバーする範囲に光を照射すればよいので、光源装置において光を発光する部分である発光部の幅をより小さなものとすることができる。 That is, in the present invention, the light source device irradiates light from a direction parallel to the line direction of the line photographing region photographed by the photographing device. In addition, the linear unevenness is detected or the size of the linear unevenness is measured in a state where the uneven direction, which is the direction of the line in the linear unevenness, is orthogonal to the line direction of the line imaging region. (Hereafter, it is also simply referred to as “linear irregularities are measured”). According to this, since the light source device may irradiate light in a range that covers the line imaging region from a direction parallel to the line direction of the line imaging region, the light emitting unit that is a portion that emits light in the light source device The width of can be made smaller.
また、本発明においては、測定時に半導体ウェハは、前記凹凸方向がライン撮影領域の前記ラインの方向と直交する状態であるので、半導体ウェハの表面からの反射光または散乱光の、ライン撮影領域における空間的な強度分布より、より精度よく、線状の凹凸の測定を行うことができる。 In the present invention, since the semiconductor wafer is in a state where the uneven direction is perpendicular to the direction of the line in the line imaging region at the time of measurement, reflected light or scattered light from the surface of the semiconductor wafer in the line imaging region The linear unevenness can be measured with higher accuracy than the spatial intensity distribution.
また、本発明においては、前記半導体ウェハを支持するとともに、前記ライン撮影領域を通過するように移動させる運搬装置をさらに備え、
前記運搬装置は、支持した半導体ウェハが、前記凹凸方向と前記ラインの方向とが直交する状態で前記ライン撮影領域を通過するように、前記支持した半導体ウェハを前記凹凸方向に移動させるようにしてもよい。
In the present invention, the apparatus further includes a transport device that supports the semiconductor wafer and moves the wafer to pass through the line imaging region,
The transport device moves the supported semiconductor wafer in the uneven direction so that the supported semiconductor wafer passes through the line imaging region in a state where the uneven direction and the line direction are orthogonal to each other. Also good.
すなわち、運搬装置には、半導体ウェハが、前記凹凸方向に移動するような方向に載置され、さらに、運搬装置は、前記凹凸方向と前記ライン撮影領域における前記ラインの方向とが直交するように、半導体ウェハに前記ライン撮影領域を通過させる。これによれば、撮影装置は、ライン撮影領域に直交する方向に延びる線状の凹凸が、凹凸方向に移動する際に撮影することとなる。 That is, a semiconductor wafer is mounted on the transport device in a direction that moves in the uneven direction, and the transport device is configured so that the uneven direction and the direction of the line in the line imaging region are orthogonal to each other. Then, the line imaging region is passed through the semiconductor wafer. According to this, an imaging device will image | photograph when the linear unevenness | corrugation extended in the direction orthogonal to a line imaging | photography area | region moves to an uneven | corrugated direction.
ここで、従来のシステムにおいては、ライン撮影領域のラインの方向と凹凸方向とが平行であり、運搬装置は、半導体ウェハを、凹凸方向に直交する方向に移動させていた。従って、従来のシステムでは、運搬装置の移動に伴い、撮影装置は、時間に対して周期的に強度が変化する反射光または散乱光を検出する。この反射光または散乱光の強度の周期的変化またはその積分値より、線状の凹凸の測定が行われていた。 Here, in the conventional system, the line direction of the line imaging region and the uneven direction are parallel, and the transport device moves the semiconductor wafer in a direction orthogonal to the uneven direction. Therefore, in the conventional system, as the transport device moves, the imaging device detects reflected light or scattered light whose intensity periodically changes with time. Linear irregularities were measured from the periodic change of the intensity of the reflected light or scattered light or its integrated value.
これに対し、本発明においては、線状の凹凸の測定をする際に、撮影装置によって撮影されるライン撮影領域からの光の反射光または散乱光は、従来のシステムのように、時間に対して周期的な変化をしない。その代わりに線状の凹凸による反射光または散乱光の強度変化は、ライン撮影領域において撮影される光強度の前記ライン上における空間的変化として現れる。すなわち、本発明においては、半導体ウェハの表面からの反射光または散乱光の強度の空間に対しての周期的変化またはその積分値に基づいて、線状の凹凸の測定が行われる。従って、本発明においては、運搬装置の動きにジッターが生じたとしても、線状の凹凸の測定の測定精度に影響を及ぼさない。 On the other hand, in the present invention, when measuring the linear unevenness, the reflected light or scattered light from the line photographing area photographed by the photographing device is not time-dependent as in the conventional system. Do not make periodic changes. Instead, the intensity change of the reflected light or scattered light due to the linear unevenness appears as a spatial change on the line of the light intensity imaged in the line imaging region. That is, in the present invention, linear unevenness is measured based on the periodic change of the intensity of the reflected light or scattered light from the surface of the semiconductor wafer or the integrated value thereof. Therefore, in the present invention, even if jitter occurs in the movement of the transporting device, it does not affect the measurement accuracy of linear unevenness measurement.
また、本発明においては、前記運搬装置は、前記半導体ウェハの移動方向に所定の間隔を有しつつ並列した複数のベルトコンベアを含み、
前記光源装置は、前記半導体ウェハの下側から該半導体ウェハの下側の表面に光を照射する下面用光源装置を含み、
前記下面用光源装置は、前記ベルトコンベアとベルトコンベアの間の空間において、前記半導体ウェハの下側の表面に光を照射するよう配置されてもよい。
Further, in the present invention, the transport device includes a plurality of belt conveyors arranged in parallel with a predetermined interval in the moving direction of the semiconductor wafer,
The light source device includes a light source device for lower surface that irradiates light from a lower side of the semiconductor wafer to a lower surface of the semiconductor wafer,
The lower surface light source device may be arranged to irradiate light on a lower surface of the semiconductor wafer in a space between the belt conveyor and the belt conveyor.
従来より、光源装置及び撮影装置を、半導体ウェハの下側に備えており、半導体ウェハの下側の表面における線状の凹凸の測定を行うシステムが知られている。このようなシステムにおいては、光源装置は、下側から見て運搬装置による半導体ウェハの移動方向と平行な方向からライン撮影領域に光を照射するため、その発光部の長さは、ライン撮影領域のラインの長さより長い(3倍程度)必要があった。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a system that includes a light source device and a photographing device on the lower side of a semiconductor wafer and measures linear irregularities on the lower surface of the semiconductor wafer. In such a system, the light source device irradiates light to the line imaging region from a direction parallel to the moving direction of the semiconductor wafer by the transport device when viewed from the lower side. It was necessary to be longer than the line length (about 3 times).
従って、従来のシステムにおいては、運搬装置におけるベルトコンベアとベルトコンベアの間に、ある程度の空間を設け、この空間において、半導体ウェハの下側の表面の線状の凹凸の測定を行う必要があった。より具体的には、光源装置、撮影装置をベルトコンベアとベルトコンベアの間の空間に配置する必要があった。その結果、システム全体の小型化を阻害することとなり、また、ベルトコンベアとベルトコンベアの間の空間を大きくする必要から、半導体ウェハを円滑に移動させることが困難になる場合があった。 Therefore, in the conventional system, a certain amount of space is provided between the belt conveyor and the belt conveyor in the transport device, and in this space, it is necessary to measure the linear unevenness on the lower surface of the semiconductor wafer. . More specifically, it is necessary to arrange the light source device and the photographing device in a space between the belt conveyor and the belt conveyor. As a result, downsizing of the entire system is hindered, and the space between the belt conveyor and the belt conveyor needs to be increased, which may make it difficult to move the semiconductor wafer smoothly.
それに対し、本発明において光源装置は、ライン撮影領域に対しラインに平行な方向から光を照射すべく配置され、且つ、運搬装置は、半導体ウェハが、前記凹凸方向と前記ラ
インの方向とが直交する状態でライン撮影領域を通過するように、半導体ウェハを凹凸方向に移動させるので、結果的に、光源装置は、半導体ウェハの移動方向に対して側面から光を照射することとなる。これによれば、光源装置をベルトコンベアとベルトコンベアの間の空間の側面に配置することが可能であり、その結果、ベルトコンベアとベルトコンベアの間の空間を小さくすることができるので、半導体ウェハを安定的に運搬することが可能となる。また、ベルトコンベアとベルトコンベアの間の空間にミラーを配置する必要もなくなり、システム全体の構造の簡略化、コスト低減を促進することができる。
On the other hand, in the present invention, the light source device is arranged to irradiate light from a direction parallel to the line with respect to the line photographing region, and the transport device is such that the semiconductor wafer is perpendicular to the uneven direction and the line direction. In such a state, the semiconductor wafer is moved in the concavo-convex direction so as to pass through the line imaging region, and as a result, the light source device emits light from the side with respect to the moving direction of the semiconductor wafer. According to this, it is possible to arrange the light source device on the side surface of the space between the belt conveyor and the belt conveyor, and as a result, the space between the belt conveyor and the belt conveyor can be reduced. Can be transported stably. Further, it is not necessary to arrange a mirror in the space between the belt conveyor and the simplification of the structure of the entire system and cost reduction can be promoted.
また、本発明においては、前記光源装置は、前記半導体ウェハの上側から該半導体ウェハの上側の表面を照射する上面用光源装置をさらに含み、前記上面用光源装置と前記下面用光源装置とを一体的に構成するようにしてもよい。これによれば、システム全体の構成を簡略化することが可能となる。 In the present invention, the light source device further includes an upper surface light source device that irradiates an upper surface of the semiconductor wafer from an upper side of the semiconductor wafer, and the upper surface light source device and the lower surface light source device are integrated. You may make it comprise. According to this, it becomes possible to simplify the structure of the whole system.
また、本発明においては、光源装置は、半導体ウェハにおける撮影すべき領域の幅以上の長さの線分状に構成された発光部を備えており、
さらに、発光部の両端またはその内側において発光部に垂直な反射面を有して対向する二枚の反射鏡を備えており、発光部と半導体ウェハとの間の光路において、光路中の照射光を対向する反射鏡側に互いに反射するようにした。
In the present invention, the light source device includes a light emitting unit configured in a line segment having a length equal to or longer than the width of the region to be photographed in the semiconductor wafer,
Furthermore, two reflecting mirrors having a reflecting surface perpendicular to the light emitting unit at both ends or inside of the light emitting unit are provided to face each other, and in the optical path between the light emitting unit and the semiconductor wafer, the irradiation light in the optical path Are reflected from each other on the opposite reflecting mirror side.
より詳しくは、半導体ウェハの表面に対して斜め方向から、入射面において平行光である光を照射する光源装置と、
前記半導体ウェハの表面を撮影する撮影装置と、を備え、
前記撮影装置で前記半導体ウェハの表面を撮影することで得られた、前記光源装置から照射された光の散乱光または反射光の強度に基づいて、半導体ウェハの表面における凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定する半導体ウェハの表面検査システムであって、
前記光源装置は、
前記半導体ウェハにおける撮影すべき領域の幅以上の長さを有し長さ方向において該撮影すべき領域を包含する線分状に構成された発光部と、
前記発光部の両端または両端より内側において前記線分に直交する平面上に設けられ、前記発光部と前記半導体ウェハとの間の光路において互いに対向する反射面を有する二枚の平板反射鏡と、
を有することを特徴とする。
More specifically, a light source device that irradiates light that is parallel light on the incident surface from an oblique direction with respect to the surface of the semiconductor wafer;
An imaging device for imaging the surface of the semiconductor wafer,
Detecting irregularities on the surface of the semiconductor wafer based on the intensity of scattered light or reflected light of the light emitted from the light source device obtained by photographing the surface of the semiconductor wafer with the imaging device, or A semiconductor wafer surface inspection system for measuring the size of irregularities,
The light source device is
A light emitting section configured in a line shape having a length equal to or greater than the width of the area to be imaged in the semiconductor wafer and including the area to be imaged in the length direction;
Two flat plate reflecting mirrors provided on a plane orthogonal to the line segment at both ends or both ends of the light emitting section and having reflecting surfaces facing each other in an optical path between the light emitting section and the semiconductor wafer;
It is characterized by having.
ここで、前述のように、光源装置の発光部の長さは、半導体ウェハの撮影されるべき領域の幅の3倍程度の長さが必要であった。発光部がこの長さより短い場合には、撮影されるべき領域における照射光強度が不均一になったり、撮影されるべき領域にケラレが生じたりする場合があるからである。しかしながら、光源装置の発光部の長さを半導体ウェハの撮影されるべき領域の幅の3倍程度の長さにすることは、装置の大きさ、コストの点で困難な場合があった。本発明によれば二枚の反射鏡によって、半導体ウェハからは、発光部の幅が見かけ上、撮影されるべき領域の3倍程度となる。従って、実際には発光部の幅は、撮影されるべき領域の幅とあまり変わらなくても、照射光強度の不均一やケラレを抑制することができる。 Here, as described above, the length of the light emitting unit of the light source device needs to be about three times the width of the region to be photographed of the semiconductor wafer. This is because when the light emitting portion is shorter than this length, the intensity of the irradiated light in the region to be photographed may be non-uniform or vignetting may occur in the region to be photographed. However, it may be difficult to make the length of the light emitting unit of the light source device about three times the width of the region to be imaged of the semiconductor wafer in terms of the size and cost of the device. According to the present invention, due to the two reflecting mirrors, the width of the light emitting portion apparently becomes about three times the area to be photographed from the semiconductor wafer. Therefore, in practice, even if the width of the light emitting portion is not much different from the width of the region to be photographed, it is possible to suppress unevenness and vignetting of the irradiation light intensity.
また、本発明においては、前記平板反射鏡は、前記反射面が、前記発光部の端部と、前記撮影すべき領域の前記端部側の端面との間に配置されるように設けられてもよい。例えば、発光部の長さが撮影されるべき領域の幅より両側に各々dだけ長くなっている場合には、平板反射鏡の反射面は、前記の幅dの範囲に配置されるようにする。そうすれば、実際の発光部と、平板反射鏡に映った発光部の実像との間に隙間が無く、見かけ上連続的な発光部を形成し得る。 In the present invention, the flat reflector is provided such that the reflecting surface is disposed between an end portion of the light emitting portion and an end surface on the end portion side of the region to be photographed. Also good. For example, when the length of the light emitting part is longer by d on both sides than the width of the area to be photographed, the reflecting surface of the flat reflector is arranged in the range of the width d. . By doing so, there is no gap between the actual light emitting part and the real image of the light emitting part reflected on the flat reflector, and an apparently continuous light emitting part can be formed.
この場合はさらに、平板反射鏡の発光部側の端部が、前記撮影されるべき領域の発光部側の端面において平板反射鏡が無い場合に生じるケラレの中央側端点と、発光部の端部とを結んだ直線よりも発光部側となるようにするとよい。これによって、より確実に、見かけ上連続的な発光部を形成することが可能となる。 In this case, the end on the light emitting unit side of the flat plate reflecting mirror is a central end point of vignetting that occurs when there is no flat plate reflecting mirror on the light emitting unit side end surface of the area to be photographed, and the end of the light emitting unit. It is better to be on the light emitting part side than the straight line connecting This makes it possible to form an apparently continuous light emitting portion more reliably.
また、本発明においては、前記平板反射鏡は、該平板反射鏡の前記発光部と反対側の端部が、前記撮影すべき領域の前記発光部側の端面よりも、前記発光部に対して遠い側に配置されるように設けられてもよい。これにより、撮影されるべき領域における発光部とは反対側の部分についてもケラレの発生を抑制することができる。 Further, in the present invention, the flat reflector has an end on the side opposite to the light emitting part of the flat reflector with respect to the light emitting part rather than an end face on the light emitting part side of the region to be photographed. It may be provided so as to be arranged on the far side. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of vignetting in a portion on the side opposite to the light emitting portion in the region to be photographed.
この場合、平板反射鏡における発光部と反対側の端部は、発光部における平板反射鏡から最も遠い点の、反射面に対する線対称点と、半導体ウェハの発光部と反対側の端面で最も前記平板反射鏡側の点とを結んだ直線より、発光部に対して遠い側に配置されるとよい。これにより、より確実に、撮影されるべき領域の全域に対して(発光部の反対側の部分に対しても)ケラレを抑制することができる。 In this case, the end of the flat reflector opposite to the light emitting portion is the point farthest from the flat reflector in the light emitting portion, the point of line symmetry with respect to the reflecting surface, and the end face of the semiconductor wafer opposite to the light emitting portion. It is good to arrange | position on the side far from a light emission part from the straight line which connected the point by the side of a flat reflector. Accordingly, vignetting can be more reliably suppressed with respect to the entire region to be photographed (even for the portion on the opposite side of the light emitting portion).
また、本発明は、半導体ウェハの表面に対して斜め方向から、入射面において平行光である光を照射する光源装置と、
前記半導体ウェハの表面を撮影する撮影装置と、を備え、
前記撮影装置で前記半導体ウェハの表面を撮影することで得られた、前記光源装置から照射された光の散乱光または反射光の強度に基づいて、半導体ウェハの表面における線状の凹凸を検出し、または該線状の凹凸の大きさを測定する半導体ウェハの表面検査システムであって、
前記光源装置は、
前記半導体ウェハの表面における線状の凹凸における線が曲がりを伴う場合に、前記線状の凹凸の線の曲率中心側から、前記光を照射することを特徴とする半導体ウェハの表面検査システムであってもよい。
あるいは、半導体ウェハの表面に対して斜め方向から、入射面において平行光である光を照射し、
前記半導体ウェハの表面を撮影し、
前記半導体ウェハの表面を撮影することで得られた、前記照射された光の半導体ウェハの表面からの散乱光または反射光の強度に基づいて、半導体ウェハの表面における線状の凹凸を検出し、または該線状の凹凸の大きさを測定する半導体ウェハの表面検査方法であって、
前記半導体ウェハの表面における線状の凹凸における線が曲がりを伴う場合に、前記線状の凹凸の線の曲率中心側から、前記光を照射することを特徴とする半導体ウェハの表面検査方法であってもよい。
Further, the present invention provides a light source device that irradiates light that is parallel light on the incident surface from an oblique direction with respect to the surface of the semiconductor wafer;
An imaging device for imaging the surface of the semiconductor wafer,
Based on the intensity of the scattered light or reflected light of the light emitted from the light source device obtained by photographing the surface of the semiconductor wafer with the photographing device, linear unevenness on the surface of the semiconductor wafer is detected. Or a semiconductor wafer surface inspection system for measuring the size of the linear irregularities,
The light source device is
The semiconductor wafer surface inspection system irradiates the light from the center of curvature of the line of the line-shaped unevenness when the line of the line-shaped unevenness on the surface of the semiconductor wafer is curved. May be.
Alternatively, from the oblique direction with respect to the surface of the semiconductor wafer, irradiate light that is parallel light on the incident surface,
Photographing the surface of the semiconductor wafer;
Based on the intensity of the scattered light or reflected light from the surface of the semiconductor wafer of the irradiated light obtained by photographing the surface of the semiconductor wafer, linear irregularities on the surface of the semiconductor wafer are detected, Or a method for inspecting the surface of a semiconductor wafer for measuring the size of the linear irregularities,
A method for inspecting a surface of a semiconductor wafer, comprising: irradiating the light from the center of curvature of the line of the line-shaped unevenness when a line in the line-shaped unevenness on the surface of the semiconductor wafer is curved. May be.
ここで、前述のように、従来のシステムにおいて、光源装置の発光部の長さは、半導体ウェハの撮影されるべき領域の幅の3倍程度の長さが必要であり、発光部がこの長さより短い場合には、撮影されるべき領域における照射光強度が不均一になったり、撮影されるべき領域にケラレが生じたりする場合があった。これに関し、半導体ウェハの表面上の線状の凹凸が、直線状でなく曲がり(撓み)を伴う場合(例えば、弓なりになっている場合)には、曲率中心側(撓みが負となっている方向または、弓なりの弓の内側)から光を照射した方が、ケラレが少ないことが経験的に分かっている。 Here, as described above, in the conventional system, the length of the light emitting unit of the light source device is required to be about three times the width of the region to be imaged of the semiconductor wafer, and the light emitting unit has this length. If it is shorter than this, the irradiation light intensity in the area to be photographed may be non-uniform or vignetting may occur in the area to be photographed. In this regard, when the linear irregularities on the surface of the semiconductor wafer are not linear but are bent (bent) (for example, in the case of a bow), the curvature center side (bending is negative). It has been empirically known that vignetting is less when irradiated from the direction or inside the bow.
従って、本発明においては、前記半導体ウェハの表面における線状の凹凸における線が曲がり(撓み)を伴う場合に、前記線状の凹凸の線の曲率中心側(撓みが負となる方向)から、前記光を照射することとした。これによれば、発光部の長さが充分に長くない場合でも、ケラレの影響を可及的に低減させることが可能となる。なお、上記において、凹凸
の線の曲率中心側とは、凹凸の線の撓みが負となる方向、または、弓なりの凹凸における弓の内側、または、曲がった線が凹状に見える方向を示す。
Accordingly, in the present invention, when the line in the linear unevenness on the surface of the semiconductor wafer is accompanied by bending (bending), from the curvature center side (direction in which the bending becomes negative) of the line of the linear unevenness, The light was irradiated. According to this, even when the length of the light emitting part is not sufficiently long, it is possible to reduce the influence of vignetting as much as possible. In the above description, the center of curvature of the concavo-convex line indicates a direction in which the undulation of the concavo-convex line is negative, or a direction in which the bent line appears to be concave, or inside the bow in the concavo-convex form.
また、本発明は、半導体ウェハの表面に対して斜め方向から、入射面において平行光である光を照射する光源装置と、
前記半導体ウェハの表面を撮影する撮影装置と、を備え、
前記撮影装置で前記半導体ウェハの表面を撮影することで得られた、前記光源装置から照射された光の散乱光または反射光の強度に基づいて、半導体ウェハの表面における線状の凹凸を検出し、または該線状の凹凸の大きさを測定する半導体ウェハの表面検査システムであって、
前記光源装置は、
前記半導体ウェハの表面における線状の凹凸における線が曲がりを伴う場合に、前記線状の凹凸の線の曲率中心と逆側から、前記光を照射することを特徴とする半導体ウェハの表面検査システムであってもよい。
あるいは、半導体ウェハの表面に対して斜め方向から、入射面において平行光である光を照射し、
前記半導体ウェハの表面を撮影し、
前記半導体ウェハの表面を撮影することで得られた、前記照射された光の半導体ウェハの表面からの散乱光または反射光の強度に基づいて、半導体ウェハの表面における線状の凹凸を検出し、または該線状の凹凸の大きさを測定する半導体ウェハの表面検査方法であって、
前記半導体ウェハの表面における線状の凹凸における線が曲がりを伴う場合に、前記線状の凹凸の線の曲率中心と逆側から、前記光を照射することを特徴とする半導体ウェハの表面検査方法であってもよい。
Further, the present invention provides a light source device that irradiates light that is parallel light on the incident surface from an oblique direction with respect to the surface of the semiconductor wafer;
An imaging device for imaging the surface of the semiconductor wafer,
Based on the intensity of the scattered light or reflected light of the light emitted from the light source device obtained by photographing the surface of the semiconductor wafer with the photographing device, linear unevenness on the surface of the semiconductor wafer is detected. Or a semiconductor wafer surface inspection system for measuring the size of the linear irregularities,
The light source device is
A surface inspection system for a semiconductor wafer that irradiates the light from the opposite side of the center of curvature of the line of the line-shaped unevenness when a line in the line-shaped unevenness on the surface of the semiconductor wafer is curved. It may be.
Alternatively, from the oblique direction with respect to the surface of the semiconductor wafer, irradiate light that is parallel light on the incident surface,
Photographing the surface of the semiconductor wafer;
Based on the intensity of the scattered light or reflected light from the surface of the semiconductor wafer of the irradiated light obtained by photographing the surface of the semiconductor wafer, linear irregularities on the surface of the semiconductor wafer are detected, Or a method for inspecting the surface of a semiconductor wafer for measuring the size of the linear irregularities,
A method for inspecting a surface of a semiconductor wafer, comprising: irradiating the light from a side opposite to a center of curvature of the line of the line-shaped unevenness when a line in the line-shaped unevenness on the surface of the semiconductor wafer is curved. It may be.
すなわち、線状の凹凸が直線状でなく曲がりを伴っている場合において、例えば、線状の凹凸の一部を特に測定したいなどの要求があるときには、線状の凹凸に対して曲率中心と逆側から光を照射してもよい。そうすれば、簡単な方法で、線状の凹凸の一部の領域(例えば、光の入射方向に対して線状の凹凸がより垂直に近い領域)に限定した情報を得ることが可能である。 That is, in the case where the linear irregularities are not linear but accompanied by a bend, for example, when there is a demand for particularly measuring a part of the linear irregularities, the linear curvature is opposite to the center of curvature. Light may be irradiated from the side. Then, it is possible to obtain information limited to a partial region of the linear unevenness (for example, a region where the linear unevenness is more perpendicular to the incident direction of light) by a simple method. .
また、本発明は、半導体ウェハの表面における凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定する半導体ウェハの表面検査システムであって、
半導体ウェハの表面の全域に対して斜め方向から、入射面において平行光である光を照射する光源装置と、
前記半導体ウェハの表面全体を撮影する撮影装置と、を備え、
前記撮影装置で前記半導体ウェハの表面の全体を撮影することで得られた、前記光源装置から照射された光の散乱光または反射光の2次元的な強度分布に基づいて、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定する半導体ウェハの表面検査システムであって、
前記半導体ウェハは太陽電池用ウェハであり、前記凹凸は、太陽電池用ウェハ表面に設けられた電極による凹凸であることを特徴とする半導体ウェハの表面検査システムであってもよい。
Further, the present invention is a semiconductor wafer surface inspection system for detecting unevenness on the surface of a semiconductor wafer or measuring the size of the unevenness,
A light source device that irradiates light that is parallel light on the incident surface from an oblique direction with respect to the entire surface of the semiconductor wafer;
An imaging device for imaging the entire surface of the semiconductor wafer,
The unevenness is detected based on a two-dimensional intensity distribution of scattered light or reflected light of the light emitted from the light source device obtained by photographing the entire surface of the semiconductor wafer with the photographing device. Or a semiconductor wafer surface inspection system for measuring the size of the irregularities,
The semiconductor wafer surface inspection system may be characterized in that the semiconductor wafer is a solar cell wafer, and the unevenness is an unevenness caused by electrodes provided on the surface of the solar cell wafer.
この場合は、太陽電池において発生した電力を取り出すための電極の形成状態を精度良く測定することができるので、太陽電池の品質向上をより容易にまたは、より確実に促進することが可能となる。 In this case, since the formation state of the electrode for taking out the electric power generated in the solar cell can be measured with high accuracy, the quality improvement of the solar cell can be promoted more easily or surely.
なお、上記した本発明の課題を解決する手段については、可能なかぎり組み合わせて用いることができる。 The means for solving the above-described problems of the present invention can be used in combination as much as possible.
本発明にあっては、より小型または簡単な構成で、より精度よく、半導体ウェハの表面に存在する線状の凹凸を検出し、又はその大きさの測定を行うことができる。 In the present invention, linear irregularities existing on the surface of a semiconductor wafer can be detected or measured in size with a smaller or simpler configuration with higher accuracy.
以下、本発明に係る半導体ウェハ表面検査システムについて、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a semiconductor wafer surface inspection system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔実施例1〕
先ず、半導体ウェハの表面に光源から平行光が斜めに入射した場合に生じる現象について図1を用いて説明する。図1において、半導体ウェハの平均的表面をxz面(z軸は紙面に垂直方向の軸)とし、x軸からz軸回りに角度θだけ傾いた微小表面を強度I0の平行光で照射する場合を考える。照射光の入射方向はx軸に対してz軸回りに角度θ0だけ傾いている。図1において照射光の入射面はxy面である。照射光の大部分は半導体ウェハの表面において鏡面反射するが、実際にはこの微小表面もさらに微細な粗面により構成されており、各粗面において拡散反射(乱反射あるいは散乱)が生じている。この面が均等拡散面であると仮定すれば、半導体ウェハの表面に垂直なy軸方向に向かう光の強度Iは、(1)式により与えられる。
First, a phenomenon that occurs when parallel light is obliquely incident on the surface of a semiconductor wafer from the light source will be described with reference to FIG. In FIG. 1, an average surface of a semiconductor wafer is an xz plane (z-axis is an axis perpendicular to the paper surface), and a minute surface inclined by an angle θ around the z-axis from the x-axis is irradiated with parallel light of intensity I 0. Think about the case. The incident direction of the irradiation light is inclined by an angle θ 0 around the z axis with respect to the x axis. In FIG. 1, the incident surface of the irradiation light is an xy plane. Most of the irradiation light is specularly reflected on the surface of the semiconductor wafer, but actually, this minute surface is also composed of a finer rough surface, and diffuse reflection (irregular reflection or scattering) occurs on each rough surface. Assuming that this surface is a uniform diffusion surface, the intensity I of light traveling in the y-axis direction perpendicular to the surface of the semiconductor wafer is given by equation (1).
ここで、Kdは反射率を表す定数である。(1)式によれば、光源に対して斜めに傾い
た平面上における強度に反射率を乗じたものが観測される強度となるようであるが、実際には均等拡散面の性質を規定するランバートの余弦則を考慮し、測光学的な考察が行われた結果として得られたものである。このように、本発明で扱う散乱光または反射光は、半導体ウェハの表面に生じた凹凸の尖鋭なエッジによる散乱というよりは、半導体ウェハの微細な拡散面によって生じるものであり、その拡散面の形状と高い相関を有した情報を含むものである。
Here, Kd is a constant representing the reflectance. According to the equation (1), it appears that the intensity obtained by multiplying the intensity on the plane inclined obliquely with respect to the light source by the reflectance becomes the observed intensity, but actually defines the properties of the uniform diffusion surface. It was obtained as a result of photometric considerations taking Lambert's cosine law into account. As described above, the scattered light or reflected light handled in the present invention is generated by the fine diffusion surface of the semiconductor wafer rather than by the sharp edges of the irregularities generated on the surface of the semiconductor wafer. It contains information that has a high correlation with the shape.
一般に表面粗さによる傾斜角θは十分に小さいと考えられるので、この条件で上式を変形すると、(2)式が得られる。
さらに、(2)式を変形して以下の(3)式を得ることができる。
表面形状をy(x)、強度分布をI(x)とすれば、θ=dy/dxであるから、以下の(4)式を得ることができる。
これをx=0からx=tの間で積分すれば、x=tにおける半導体ウェハの表面の大きさを得る事が可能である。従って、半導体ウェハの表面の大きさを表す式として以下の(5)を得ることができる。
以上から明確なように、(3)式により、半導体ウェハの垂直上方にエリアセンサカメラまたはラインセンサカメラを設置して半導体ウェハの表面の画像を撮影した際に、半導体ウェハの表面からの反射光または散乱光の強度I(x)により、半導体ウェハの表面形状の傾きの分布を取得することができる。また、(5)式により、I(x)を積分することによって、半導体ウェハの表面凹凸の大きさの分布を取得することができる。 As is clear from the above, when an area sensor camera or line sensor camera is installed vertically above the semiconductor wafer and an image of the surface of the semiconductor wafer is taken according to equation (3), the reflected light from the surface of the semiconductor wafer Alternatively, the distribution of the inclination of the surface shape of the semiconductor wafer can be obtained from the intensity I (x) of the scattered light. Further, by integrating I (x) by the equation (5), the distribution of the size of the surface irregularities of the semiconductor wafer can be acquired.
次に、上記の原理を利用する、本実施例における半導体ウェハ表面検査システム50の概略構成について図2を用いて説明する。なお、以下においては、半導体ウェハの表面凹凸の例として所謂ソーマークを測定する例について説明する。半導体ウェハ表面検査システム50においては、評価対象である半導体ウェハWに対し斜めに光を照射する光源装置52が備えられている。この光源装置52には少なくとも入射面において平行光を半導体ウェハWに入射可能なLED光源等が用いられている。LED光源の波長は特に限定されない。また、CCDをセンサとして備えた撮影装置としてのエリアセンサカメラ54が、半導体ウェハWを略垂直上方から撮影可能なように設置されている。エリアセンサカメラ54には、撮影した半導体ウェハWの画像データを伝送し、半導体ウェハWの表面における線状の凹凸であるソーマークの凹凸の大きさを導出する演算ユニット56が電気的に接続されている。また、演算ユニット56には、演算ユニット56による検査結果を表示する表示ユニット58が電気的に接続されている。
Next, a schematic configuration of the semiconductor wafer
半導体ウェハ表面検査システム50において測定感度を向上させるためには前述のとおり、半導体ウェハWの表面に対してできるだけ浅い角度で平行度が高く、照度の一様な照射光を入射させる必要がある。そのためには光源装置52と半導体ウェハWの距離を大きく取った方がよい。このこととシステム全体の大きさとを考慮し、半導体ウェハ表面検査システム50では、光源装置52からの照射光をミラー53を用いて折り返して半導体ウェハWに照射する構成とした。
In order to improve the measurement sensitivity in the semiconductor wafer
その際、入射光と半導体ウェハWの表面との間の角度は5°とした(入射角は85°)。また、半導体ウェハWの表面の画像を撮影するエリアセンサカメラ54としては画像解析の際の横分解能を十分に確保するために画素数の大きなものがよい。本実施例においてはエリアセンサカメラ54の画素数は、観察視野全体で960×960画素のものを用いた。カメラレンズ54aについては半導体ウェハWの全体を視野に入れる必要があるが、画像周辺での歪みを避けるため、作動距離が長くなることを犠牲にして焦点距離12mmのレンズを用いた。エリアセンサカメラ54において撮影された画像データは、演算ユニット56に伝送される。
At that time, the angle between the incident light and the surface of the semiconductor wafer W was 5 ° (incident angle was 85 °). In addition, the
演算ユニット56においては、上記の画像データより、半導体ウェハWの外形寸法、外形の欠けの有無、結晶の欠陥、表面に発生しているクラックなどが検出される。また、ソーマークの凹凸の大きさが導出される。その検出結果は、演算ユニット56内のメモリに記憶されるとともに、表示ユニット58において表示される。なお、演算ユニット56及び表示ユニット58はパソコンのシステムにより構成してもよいし、独自に回路及びプログラムを形成することで作製してもよい。
In the
図3には、本実施例における960×1280画素のCCDエリアセンサカメラ54で撮影した半導体ウェハWの表面の画像の例を示す。図3ではソーマークにおいて散乱または反射された光を撮影することで得られた強度分布を模式的に帯で示している。前述の(3)式で示したとおり、この強度の違いがその部分における表面の傾きの違いを表している。なお、図3では照射光は図中上方から下方に向かって入射している。
FIG. 3 shows an example of an image of the surface of the semiconductor wafer W taken by the CCD
図3に示す散乱光または反射光の強度分布の画像から表面凹凸の曲線を算出するには、
前述の(5)式に従ってCCD画像上の各画素の列に沿って測定された散乱光または反射光の強度の積分を行う。この結果画像の列数分の表面凹凸の曲線を瞬時に得ることができる。しかし、表面の凹凸は確率的な現象の結果得られるものであるから、本実施例においては、観察領域全体としての表面凹凸の大きさの平均値を数値として与える。以下、その際の具体的方法について説明する。
In order to calculate the surface unevenness curve from the image of the intensity distribution of the scattered light or reflected light shown in FIG.
The intensity of the scattered light or reflected light measured along each pixel row on the CCD image is integrated according to the above-described equation (5). As a result, it is possible to instantaneously obtain surface unevenness curves corresponding to the number of columns of the image. However, since the surface unevenness is obtained as a result of a stochastic phenomenon, in this embodiment, the average value of the size of the surface unevenness of the entire observation region is given as a numerical value. Hereinafter, a specific method at that time will be described.
得られた散乱光または反射光の強度のデータは、演算ユニット56において、各行ごとに平均化され、それらの値から積分計算が行われ、列方向に対する表面凹凸の曲線が得られる。こうすることによってソーマーク以外のランダムな表面粗さが平均化され、ソーマークの特徴のみを抽出することができる。そして、得られた表面凹凸の曲線上でのPV値(最大値と最小値の差)としてソーマークの大きさを評価する。これにより、より簡単にソーマークを抽出し、その大きさを測定することが可能である。なお、この場合は、ソーマークによる線が延びる方向(凹凸方向に相当する。以下、「ソーマークの方向」ともいう。)は画像の行に平行でなければならない。ソーマークの方向が画像の行の方向からずれている場合には、表面凹凸の曲線は小さく評価されてしまうので注意を要する。
The obtained scattered light or reflected light intensity data is averaged for each row in the
次に、光源装置52について説明する。図4に光源装置52の主要部分の一例を示す。光源装置52には、前述のように、半導体ウェハWへの入射面内における平行度は極めて高いことが要求される。一方、入射面に垂直な面内では高い平行度は要求されない。それは、表面凹凸の大きさの分布曲線は表面に引かれた仮想の直線に沿った断面形状を与えるものであるので、本実施例においては光源装置52からの照射光の入射面を断面とする表面凹凸の形状を重要視するためである。
Next, the
また、図1において半導体ウェハWの表面がx軸の周りにも傾いていた場合には、表面における照射光の照度はその傾きの影響を受けるので、真のz軸周りの傾きとは異なった測定結果が得られてしまうおそれがある。しかしながら、光源装置52からの照射光が、入射面と垂直方向に対して平行でなければ、多数の照射源からの光線が半導体ウェハWの表面上の1点を照射することになるので、半導体ウェハWの表面のx軸の周りの傾きが照度に与える影響を抑制できる。光源装置52においてはこれらの点を考慮し、光源装置52の光源52aとして、複数のLEDを入射面と垂直方向に一列に並べた発光部としての線状LED光源52aを用いている。LEDの列から出射された光は第1の円筒レンズ52bによりその後ろに置いたスリット52c上に結像され、その一部はスリット52cを通過した後に再び拡散し、第2の円筒レンズ52dにより平行光とされる。
Further, in FIG. 1, when the surface of the semiconductor wafer W is also tilted around the x-axis, the illuminance of the irradiation light on the surface is affected by the tilt, so that it differs from the tilt around the true z-axis. Measurement results may be obtained. However, if the irradiation light from the
第2の円筒レンズ52dを通過した光の、入射面における平行度はスリット52cの幅が狭いほど高くなる。一方、第1の円筒レンズ52b及び第2の円筒レンズ52dの長手方向(入射面と垂直方向)についてはレンズ効果はないから、個々のLEDからの光は発散する。このようにして入射面と平行方向については平行光、入射面と垂直方向については発散光となる照射光を形成することができる。ここで、発散光は距離とともにその強度は弱くなるが、LEDの列の長さが十分長ければ、その中央あたりでは一様な強度となる。また、前述のように光源装置52と半導体ウェハWとの距離を十分に大きくすることによって照射光強度の一様性の度合いをさらに向上させることができる。
The parallelism of the light that has passed through the second
次に、光源装置52の他の例について説明する。この例では、まず、図5に示すような光源52eを用いている。この場合は、光ファイバの束52gの一端に、別途設けた発光素子52hより発光された光を入射し、この光ファイバの束52gの出射側の端部を直線状に一列または複数列に並べて発光部としての光出射部52fを形成している。これによれば、より精度のよい直線状の光源が得られるとともに、発光素子自体の配置に自由度を持たせることが可能となり、装置全体のレイアウトを容易にすることができる。
Next, another example of the
また、この例では、光源52aまたは光源52eから出射した光を、入射面と平行方向については平行光、入射面と垂直方向については発散光となる照射光とするための光学系を簡略化している。すなわち、図5に示すように、光源52eから出射した光を、シリンドリカルレンズ52kによって、入射面と平行方向については平行光、入射面と垂直方向については発散光とする。この構成では、より簡単に光源装置52を構成することができ、装置全体のレイアウトを容易にするとともにコストを低減することが可能となる。
Further, in this example, the optical system for simplifying the light emitted from the
ところで、上記の半導体ウェハ表面検査システム50においては、光源装置52は、半導体ウェハWの表面全域に対して光を照射しなければならないが、特にソーマークの方向に関しては、半導体ウェハWの幅の3倍程度の幅を有する発光部から光を照射する必要があった。換言すると、光源52aや光出射部52fの幅は、半導体ウェハWの幅の3倍程度必要であった。これは、半導体ウェハWの幅の3倍程度の幅の発光部から光を出射することで、半導体ウェハWの表面上の光強度をより均一にすることができるとともに、撮影装置54によって撮影された半導体ウェハWの画像においてケラレの発生を防止することができるからである。図6(a)には、図5に示した光源装置52を用いた場合の、発光部である光照射部52fの幅と、半導体ウェハWのソーマーク方向の幅との関係を模式的に示す。なお、図6(a)及び、後述する図6(b)においては、ミラー53は省略されている。
Incidentally, in the semiconductor wafer
しかしながら、測定対象である半導体ウェハWのソーマーク方向の幅の3倍程度の幅の発光部を確保することは、光源装置52のコストダウンをの妨げとなり、システム全体の小型化の妨げとなり得る。それに対し、本実施例においては、光源装置52の発光部である光照射部52fと、半導体ウェハWとの間の光路において、図6(b)に示すように、半導体ウェハWのソーマーク方向の幅と同等の間隔で一組のミラー52m、52nを、平行に且つ、反射面が互いに対向する面にくるように設置した。
However, securing a light emitting portion having a width about three times the width of the semiconductor wafer W to be measured in the saw mark direction can hinder cost reduction of the
この場合は、光照射部52fの幅と半導体ウェハWの幅とは略同等になっているが、ミラー52m、52nによって、光照射部52fの実像を作ることにより、半導体ウェハWの幅の3倍の光照射部52fを設置したことと同等の効果を得ることが可能になる。これにより、光学装置52のコストを低減することが可能となり、また、システムの小型化を促進することが可能となる。なお、図6においては、図5に示した光学装置52に対してミラー52m、52nを適用した例について記載したが、図4に示した光学装置52やその他のタイプの光学装置の発光部に対して適用できることは当然である。
In this case, the width of the
図7には、ミラー52m、52nによって光照射部52fの実像を作る場合の、光照射部52f、ミラー52m、52n、半導体ウェハWの配置について示す。図7において、半導体ウェハWは、一辺の長さaの正方形ABCDで表わされている。半導体ウェハWにおいてハッチングを施した領域Waは、ケラレが生じた状態における光照射部52fによる照射領域である。光照射部52fの大きさはKLで示され、半導体ウェハWの一辺の長さaに対して、両側にdだけ大きくなっている。光照射部52fと半導体ウェハWの距離はhで表わされている。
FIG. 7 shows the arrangement of the
光源を大きく見せるためのミラー52nはIJで表わされ、半導体ウェハWからxだけ離して置かれているとする。また、半導体ウェハWの光照射部52f側の一辺ADのラインから光照射部52f側にy、反対側にzの長さを有するとする。この図から長さKLの光照射部52fにより照明されている半導体ウェハの領域はEFGHであり、その他の領域は光照射部52fがもっと大きくなければ照明されないことになる。すなわち、線分KLで示される光照射部52fのミラー52nによる実像MNによって光を照射されなければならない。このことを考えると、点Hが光照射部52fの実像LNを見込む角内にミラー52nがなければならない。したがってミラー52nの上端はHLとミラー面が交差す
る点Iとなる。また、C点についても同様に考えると、ミラー52fの下端はCNとミラー面が交差する点Jとなる。他のG点及びD点については、光照射部52fの像によって照明されることになる。
The
上記より、y、zをxの関数として表示すると
なお、図7及び図8に示したy、zの値は、半導体ウェハW上に光源装置52による照射光のケラレが発生することを防止するための最小値である。従って、図7及び図8で示したxに対応するy、zの値以上のy、zを採用することによって、より確実にケラレの発生を防止することが可能となる。一方、図7及び図8で示したxに対応するy、zの値より小さいy、zを採用した場合には、実際の光照射部52fと、ミラー52nによる実像との間に隙間が発生し部分的にケラレが発生したり、半導体ウェハWにおける光照射部52fとは反対側の領域でケラレが発生したりするおそれがある。
The values y and z shown in FIGS. 7 and 8 are the minimum values for preventing the vignetting of the light emitted from the
図9は、ミラー52fを半導体ウェハWの右側に少し離して置いて撮影した場合のCCD画像である。いずれの像においても半導体ウェハWの左側が欠けているのに対して右側はほぼ全面が写っており、ミラー52nの効果が確認できる。しかし、この部分の明るさは中央部に比較して暗く、画像としては十分とは言えない。この原因はミラー52nの長さが短く、ミラー52nで映すことの出来る仮想光源を十分に使うことが出来ていないためである。これを改善するためには、ミラー52nを今よりも大きくするとともに、それを置く配置について上の計算結果を考慮して決定する必要がある。
FIG. 9 shows a CCD image when the
なお、本発明が適用される半導体ウェハ表面検査システムは、上記に示した構成のシステムに限られない。また、上記の実施例では、エリアセンサカメラ54で得られた散乱光または反射光の強度のデータが、演算ユニット56で各行ごとに平均化され、それらの値から積分計算が行われ、列方向に対する表面凹凸の曲線を得る例について説明したが、本発明が適用されるシステムにおけるデータ処理の内容については上記に限られないことは当然である。例えば、演算ユニット56において、表面凹凸の曲線についてフーリエ変換を用いて周波数分析し、各周波数に対する振幅の密度分布を求めるようなシステムであってもよい。
The semiconductor wafer surface inspection system to which the present invention is applied is not limited to the system having the configuration described above. Further, in the above embodiment, the intensity data of the scattered light or reflected light obtained by the
また、上記の説明においては、半導体ウェハの表面の凹凸がソーマークである例について説明した。しかしながら、本発明は半導体ウェハの他の表面の凹凸にも適用可能である
。例えば、半導体ウェハが太陽電池用ウェハである場合、表面の凹凸は、ウェハ表面に形成された電極による凹凸でも構わない。より具体的には、本発明を、太陽電池用ウェハのバスバーやフィンガーによる凹凸の特定に適用しても構わない。このように、本発明及び全ての実施例において、半導体ウェハの表面の凹凸は、ソーマークの他、他の原因による凹凸、表面における異材料による形成物をも含む。
In the above description, an example in which the irregularities on the surface of the semiconductor wafer are saw marks has been described. However, the present invention can also be applied to irregularities on other surfaces of the semiconductor wafer. For example, when the semiconductor wafer is a solar cell wafer, the unevenness on the surface may be unevenness due to electrodes formed on the wafer surface. More specifically, the present invention may be applied to identification of irregularities by bus bars or fingers of a solar cell wafer. As described above, in the present invention and all the embodiments, the irregularities on the surface of the semiconductor wafer include not only saw marks but also irregularities caused by other causes, and formations of different materials on the surface.
そうすれば、より容易にまたはより確実に、太陽電池用ウェハのバスバーやフィンガーの形成異常を検出することが可能になる。 If it does so, it will become possible to detect formation abnormality of a bus bar and a finger of a wafer for solar cells more easily or surely.
〔実施例2〕
次に、本発明の実施例2について説明する。ここで、実施例1で示したように、従来のシステムにおいて、光源装置の発光部の長さは、半導体ウェハの撮影されるべき領域の幅の3倍程度の長さが必要であり、発光部がこの長さより短い場合には、撮影されるべき領域における照射光強度が不均一になったり、撮影されるべき領域にケラレが生じたりする場合があった。これに関し、半導体ウェハの表面上の線状の凹凸が、直線状でなく曲がり(撓み)を伴う場合(例えば、弓なりになっている場合)には、曲がりの曲率中心側(撓みが負となっている方向)から光を照射した方が、ケラレが少ないことが経験的に分かっている。図10(a)には、線状の凹凸の曲率中心と逆側から光を入射した場合のケラレを示す。図10(b)には、線状の凹凸の曲率中心側から光を入射した場合のケラレを示す。図10から分かるように、線状の凹凸の曲率中心側(撓みが負となる方向)から光を入射した場合の方が、ケラレが少なく(反射光、散乱光が得られる領域が広く)なっている。
[Example 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Here, as shown in the first embodiment, in the conventional system, the length of the light emitting unit of the light source device needs to be about three times the width of the region to be imaged of the semiconductor wafer. When the portion is shorter than this length, the irradiation light intensity in the area to be photographed may be non-uniform or vignetting may occur in the area to be photographed. In this regard, when the linear unevenness on the surface of the semiconductor wafer is not linear but is bent (bent) (for example, when it is bowed), the curvature center side of the bent (bending is negative). It is empirically known that vignetting is less when the light is irradiated from the same direction. FIG. 10A shows vignetting when light is incident from the opposite side of the center of curvature of the linear unevenness. FIG. 10B shows vignetting when light is incident from the center of curvature of the linear unevenness. As can be seen from FIG. 10, vignetting is less when light is incident from the center of curvature of the linear unevenness (the direction in which bending is negative) (the area where reflected light and scattered light can be obtained is wider). ing.
従って、本実施例においては、前記半導体ウェハの表面における線状の凹凸における線が曲がり(撓み)を伴う場合に、前記線状の凹凸の線の曲率中心側(撓みが負となる方向)から、前記光を照射することとした。これによれば、発光部の長さが充分に長くない場合でも、ケラレの影響を可及的に低減させることが可能となる。なお、本実施例においては、実施例1において説明したシステムの構成を全て使用することができる。また、本実施例においては、逆に、線状の凹凸が直線状でなく曲がりを伴い、線状の凹凸の一部を特に測定したいなどの場合には、線状の凹凸に対して曲率中心と逆側から光を照射してもよい。そうすれば、簡単な方法で、線状の凹凸の一部の領域(例えば、光の入射方向に対して線状の凹凸がより垂直に近い領域)に限定した情報を得ることが可能である。なお、上記の実施例1と実施例2で説明した事項は、必要に応じ組み合わせて、あるいは独立して使用することが可能である。 Therefore, in this embodiment, when the line in the linear unevenness on the surface of the semiconductor wafer is accompanied by bending (deflection), from the center of curvature of the line of the linear unevenness (direction in which the bend is negative). The light was irradiated. According to this, even when the length of the light emitting part is not sufficiently long, it is possible to reduce the influence of vignetting as much as possible. In the present embodiment, all the system configurations described in the first embodiment can be used. Also, in this embodiment, conversely, when the linear irregularities are not linear but accompanied by bending, and when it is particularly desired to measure a part of the linear irregularities, the center of curvature is relative to the linear irregularities. The light may be irradiated from the opposite side. Then, it is possible to obtain information limited to a partial region of the linear unevenness (for example, a region where the linear unevenness is more perpendicular to the incident direction of light) by a simple method. . The matters described in the first embodiment and the second embodiment can be used in combination or independently as necessary.
〔実施例3〕
次に、本発明の実施例3について説明する。本実施例においては、実施例1で示したように、エリアセンサカメラ54で半導体ウェハWの表面全体を撮影することにより、ソーマークの測定を行うのではなく、CCDをセンサとして用いたラインセンサカメラで半導体ウェハWの表面におけるライン状の領域についてのみ撮影することで、ソーマークの測定を行うシステム例について説明する。
Example 3
Next,
図11には、先ず、生産ライン上で、半導体ウェハWの表面のソーマークを連続的に測定することを前提とした、従来の半導体ウェハ表面検査システム100について示す。図11(a)はシステムの平面図、図11(b)は半導体ウェハWの生産ライン上での移動方向に直交する方向から見た側面図である。図11(a)に示すように、従来のシステムにおいては、半導体ウェハWは、ソーマークの方向が、生産ラインにおける移動方向に直交するように、ベルトコンベア105a、105cの上に載置される。
FIG. 11 shows a conventional semiconductor wafer
また、従来のシステム100においては、半導体ウェハWを照射する光源装置101は
、ソーマークの方向に直交する方向から、半導体ウェハWに照射光を入射する。換言すると、発光部としての光源装置101は、ソーマークの方向と平行に点光源を並べることで形成される。そして、光源装置101からの照射光が、半導体ウェハWの表面においてソーマークの方向と平行に形成されたライン状の撮影領域(以下、ライン撮影領域ともいう。)103aにおいて反射または散乱した光(反射光または散乱光)を、図11(b)に示す撮影装置としてのラインセンサカメラ103で検出する。
In the
この従来例においては、ベルトコンベア105a、105c等を用いた搬送装置105(105a、105c以外のベルトコンベアを含んでいてよいことは当然である。)による半導体ウェハWの移動に伴い、ラインセンサカメラ103の下をソーマークによる凹凸が通過する際に、その高さに応じた反射光または散乱光がラインセンサカメラ103に入射する。従って、ラインセンサカメラ103の各センサ素子による検出信号の時間的変化に基づいて、ソーマークの凹凸の大きさを測定することが可能となる。なお、搬送装置105は本実施例において運搬装置に相当する。
In this conventional example, along with the movement of the semiconductor wafer W by the
ここで、上記のようにラインセンサカメラ103を用いて、半導体ウェハWの表面における直線状の領域からの反射光または散乱光を検出する場合、光源装置101は、ソーマークの方向と直交する方向(半導体ウェハWの移動方向)については、半導体ウェハWの幅全体に光を照射する必要はなく、ライン撮影領域103aのライン幅のみに光を照射すれば足りる。一方、ソーマークの方向については、光源装置101は、先述した説明と同様、半導体ウェハWの幅の2〜3倍程度の幅より光を照射する必要がある。このことは、やはり光源装置101として高価なものを使用する必要性を生じせしめ、システム全体のコストダウンの妨げになっていた。
Here, when the reflected light or scattered light from the linear region on the surface of the semiconductor wafer W is detected using the
また、上記のシステムにおいては、図11(b)に示すように、半導体ウェハWの上側には、光源装置101及びラインセンサカメラ103が備えられるとともに、半導体ウェハWの下側には、下側光源装置102及び下側ラインセンサカメラ104が備えられている。そして、半導体ウェハWの上下から、ソーマークによる凹凸を測定することが可能になっている。そして、この場合には、下側光源装置102及び、下側ラインセンサカメラ104を、搬送装置105におけるベルトコンベア105aとベルトコンベア105cとの間の空間105bを利用して配置する必要があった。その結果、ベルトコンベア105aとベルトコンベア105cの間の空間105bを広くする必要があり、搬送装置105によって半導体ウェハWを円滑に搬送することが困難になる場合があった。より具体的には、ベルトコンベア105aとベルトコンベア105cとの間隔が大きくなり、半導体ウェハWの移動時の振動が大きくなる場合があった。
In the above system, as shown in FIG. 11B, the
さらに図11(b)に示すように、下側光源装置102は、ベルトコンベア105a、105cに邪魔され、半導体ウェハWの表面に対し上側の光源装置101と同様の角度で斜めから光を照射することが困難な場合があった。従って実際には、ミラー106を用いて下側光源装置106からの照射光を屈曲させるなどの対応が必要となり、部品点数や部品コストの点で不利になる場合があった。
Further, as shown in FIG. 11B, the lower
さらに、上記の従来例においては上述のように、ラインセンサカメラ103、下側ラインセンサカメラ104の各センサにおける信号強度の時間的変化に基づいて、ソーマークの大きさを測定しているため、搬送装置105の速度ムラであるジッターが測定結果に影響を及ぼす場合があった。
Further, in the above conventional example, as described above, since the size of the saw mark is measured based on the temporal change of the signal intensity in each sensor of the
次に、上記の不都合を鑑みて構成された、本実施例に係る半導体ウェハ表面検査システム10について、図12を用いて説明する。図12(a)は本実施例に係る半導体ウェハ表面検査システムの平面図、図12(b)は生産ラインにおける半導体ウェハWの移動方
向から見た側面図、図12(c)は生産ラインにおける半導体ウェハWの移動方向に直交する方向から見た側面図である。図12(a)を見て分かるように、本実施例においては、半導体ウェハWは、搬送装置5によって、ソーマークの方向と平行な方向に搬送される。
Next, the semiconductor wafer
また、ラインセンサカメラ3が、そのラインセンサ(不図示)の方向がソーマークの方向に直交するように設置されることで、ライン撮影領域3aも、ソーマークの方向に直交するように設定されている。さらに、光源装置1は、ライン撮影領域3aのラインに平行の方向から、ライン撮影領域3aに対して光を照射するように配置されている。なお、光源装置1から照射される光は、入射面において高い平行度を有していることは本実施例でも変わらない。そうすると、本実施例においては、先述の従来例のように、光源装置1の幅を広くしなくても、ライン撮影領域3aの長さに対して充分に長い領域に光を照射することが可能である。
Further, the
また、図12(c)に示すように、本実施例における下側光源装置2は、充分に幅が狭く、しかも、搬送装置5のベルトコンベア5aの側面外側から光を照射しているので、搬送装置5におけるベルトコンベア5aとベルトコンベア5cの間の空間5bを小さく抑えることができる。従って、搬送装置5によって、半導体ウェハWをより円滑に移動させることができ、半導体ウェハWの移動中の振動を抑制することができる。また、ミラー等により下側光源装置2からの照射光の方向を変更する必要もないので、システムの部品点数、コストを低減することができる。
Moreover, as shown in FIG.12 (c), since the lower side
また、本実施例においては、半導体ウェハWは、ソーマークの方向に移動するように配置されており、ラインセンサカメラ3の各センサ素子における検出信号の時間的変化ではなく、ラインセンサカメラ3を構成する各センサ素子間の検出信号の変化、すなわち空間的変化に基づいて、ソーマークの大きさを測定している。従って、搬送装置5のジッターの測定結果への影響を可及的に低減させることが可能である。
In the present embodiment, the semiconductor wafer W is arranged so as to move in the direction of the saw mark, and constitutes the
図13には、上述した、従来のシステムと本実施例のシステムにおける信号検出の態様を比較した図を示す。図13(a)に示すように、従来のシステムにおいては、ライン撮影領域103aの各微小領域からの反射光または散乱光による信号強度の時間的変化を検出し、この時間的変化またはその時間積分値に基づいて、ソーマークの測定を行う。それに対し、本実施例に係る半導体ウェハ表面検査システム10では、図13(b)に示すように、ある瞬間の、ライン撮影領域3aにおける各微小領域からの信号強度の分布(空間的変化)またはその積分値に基づいて、ソーマークの測定を行う。もちろん、本実施例に係るシステムにおいては、各微小領域からの信号強度の分布(空間的変化)またはその積分値について、時間的な平均をとるなどの処理をしても構わない。
In FIG. 13, the figure which compared the aspect of the signal detection in the conventional system mentioned above and the system of a present Example is shown. As shown in FIG. 13A, in the conventional system, a temporal change in signal intensity due to reflected light or scattered light from each minute region of the
なお、上記の実施例においては、光源装置1及び、下側光源装置2は、別個の光源によって構成したが、これを同一の光源装置からの出射光を光学素子を用いて分離することによりあたかも二つの光源として用いてもよい。図14には、光源装置と下側光源装置とを一体化した場合の構成例を示す。図14においては、光ファイバの光照射部11が、半導体ウェハWの側面に配置されている。ここで半導体ウェハWは紙面に垂直に移動する。そして、図14ではベルトコンベアは省略されている。
In the above-described embodiment, the
光照射部11には、2段のファイバ出力端11a及び11bが配置されている。ファイバ出力端11a及び11bは、紙面に垂直の方向には一つだけ設けられていてもよいし、各々複数個並べられていてもよい。そして、光照射部11の前方には集光レンズ12が、その光軸中心が半導体ウェハWの厚み中心に一致するように設けられている。また、集光レンズ12とファイバ出力端11a及び11bとの距離は、集光レンズ12の焦点距離と
一致している。
Two stages of fiber output ends 11 a and 11 b are arranged in the
この構成によれば、集光レンズ12により、上段のファイバ出力端11aから出射された光を略平行光とし、半導体ウェハWの上側の表面を照射することが可能である。同様に、下段のファイバ出力端11bから出射された光を略平行光とし、半導体ウェハWの下側の表面を照射することが可能である。このような構成により、半導体ウェハWの上側の表面を照射する光源と、下側の表面を照射する光源を一体に構成することができ、システムの組み立てをより簡単にすることが可能である。なお、図14に示した例において、11a、11bはファイバ出力端ではなくLEDの発行部としても構わないし、集光レンズ12はシリンドリカルレンズやフレネルレンズによって構成しても構わない。また、集光レンズ12は必ずしも1つのレンズにより構成される必要はなく、例えば、光軸を各々半導体ウェハW側に傾けた2つのレンズにより構成しても構わない。
According to this configuration, it is possible to irradiate the upper surface of the semiconductor wafer W by making the light emitted from the upper fiber output end 11 a into the substantially parallel light by the
なお、上記の実施例においては、半導体ウェハの表面における線状の凹凸がソーマークである例について説明したが、本発明はソーマーク以外の線状の凹凸の測定にも適用可能である。また、半導体ウェハとしては、半導体素子製造用のウェハの他、太陽電池にも適用可能である。さらに、本発明は、線状の凹凸の角度や大きさを測定するシステムのみならず、線状の凹凸の曲線についてフーリエ変換を用いて周波数分析し、各周波数に対する振幅の密度分布を求めるようなシステムにも適用可能である。 In the above-described embodiment, the example in which the linear irregularities on the surface of the semiconductor wafer are saw marks has been described. However, the present invention can also be applied to the measurement of linear irregularities other than the saw marks. Moreover, as a semiconductor wafer, it is applicable also to a solar cell other than the wafer for semiconductor element manufacture. Furthermore, the present invention is not limited to a system that measures the angle and size of linear irregularities, but also performs frequency analysis on the linear irregularities using Fourier transform to obtain the amplitude density distribution for each frequency. It is also applicable to the system.
1、52、101・・・光源装置
2、102・・・下側光源装置
3、103・・・ラインセンサカメラ
3a、103a・・・ライン撮影領域
4、104・・・下側ラインセンサカメラ
5、105・・・搬送装置
5a、105a・・・ベルトコンベア
10、50、100・・・半導体ウェハ表面検査システム
11・・・光照射部
11a、11b・・・ファイバ出力端
52・・・光源装置
52f・・・光照射部
52m、52n・・・ミラー
54・・・エリアセンサカメラ
56・・・演算装置
58・・・表示装置
W・・・半導体ウェハ
DESCRIPTION OF
Claims (12)
半導体ウェハの表面に対して斜め方向から、入射面において平行光である光を照射する光源装置と、
前記半導体ウェハの表面におけるライン状の領域であるライン撮影領域を撮影する撮影装置と、を備え、
前記光源装置は、前記撮影装置によって撮影されるライン撮影領域に対し、前記ラインに平行な方向から光を照射すべく配置され、
前記半導体ウェハが、前記線状の凹凸における前記線に平行な方向である凹凸方向が、前記ラインの方向に直交するように配置された状態で、前記線状の凹凸が検出され、または該線状の凹凸の大きさが測定されることを特徴とする半導体ウェハの表面検査システム。 A semiconductor wafer surface inspection system for detecting linear irregularities on the surface of a semiconductor wafer or measuring the size of the linear irregularities,
A light source device that irradiates light that is parallel light on the incident surface from a direction oblique to the surface of the semiconductor wafer;
A photographing device for photographing a line photographing region that is a line-shaped region on the surface of the semiconductor wafer,
The light source device is arranged to irradiate light from a direction parallel to the line with respect to a line photographing region photographed by the photographing device,
In the state where the semiconductor wafer is arranged so that the uneven direction which is a direction parallel to the line in the linear unevenness is perpendicular to the direction of the line, the linear unevenness is detected, or the line A surface inspection system for a semiconductor wafer, characterized in that the size of the uneven surface is measured.
前記運搬装置は、支持した半導体ウェハが、前記凹凸方向と前記ラインの方向とが直交する状態で前記ライン撮影領域を通過するように、前記支持した半導体ウェハを前記凹凸方向に移動させることを特徴とする請求項1に記載の半導体ウェハの表面検査システム。 Further comprising a transport device that supports the semiconductor wafer and moves it so as to pass through the line imaging region,
The transport device moves the supported semiconductor wafer in the uneven direction so that the supported semiconductor wafer passes through the line imaging region in a state where the uneven direction and the line direction are orthogonal to each other. The semiconductor wafer surface inspection system according to claim 1.
前記光源装置は、前記半導体ウェハの下側から該半導体ウェハの下側の表面に光を照射する下面用光源装置を含み、
前記下面用光源装置は、前記ベルトコンベアとベルトコンベアの間の空間において、前記半導体ウェハの下側の表面に光を照射するよう配置されたことを特徴とする請求項2に記載の半導体ウェハの表面検査システム。 The transport device includes a plurality of belt conveyors arranged in parallel with a predetermined interval in the moving direction of the semiconductor wafer,
The light source device includes a light source device for lower surface that irradiates light from a lower side of the semiconductor wafer to a lower surface of the semiconductor wafer,
3. The semiconductor wafer according to claim 2, wherein the lower surface light source device is arranged to irradiate light on a lower surface of the semiconductor wafer in a space between the belt conveyor and the belt conveyor. Surface inspection system.
前記上面用光源装置と前記下面用光源装置とを一体的に構成したことを特徴とする請求項3に記載の半導体ウェハの表面検査システム。 The light source device further includes an upper surface light source device that irradiates the upper surface of the semiconductor wafer from the upper side of the semiconductor wafer,
4. The semiconductor wafer surface inspection system according to claim 3, wherein the upper surface light source device and the lower surface light source device are integrally formed.
前記半導体ウェハの表面を撮影する撮影装置と、を備え、
前記撮影装置で前記半導体ウェハの表面を撮影することで得られた、前記光源装置から照射された光の散乱光または反射光の強度に基づいて、半導体ウェハの表面における凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定する半導体ウェハの表面検査システムであって、
前記光源装置は、
前記半導体ウェハにおける撮影すべき領域の幅以上の長さを有し長さ方向において該撮影すべき領域を包含する線分状に構成された発光部と、
前記発光部の両端または両端より内側において前記線分に直交する平面上に設けられ、前記発光部と前記半導体ウェハとの間の光路において互いに対向する反射面を有する二枚の平板反射鏡と、
を有することを特徴とする半導体ウェハの表面検査システム。 A light source device that irradiates light that is parallel light on the incident surface from a direction oblique to the surface of the semiconductor wafer;
An imaging device for imaging the surface of the semiconductor wafer,
Detecting irregularities on the surface of the semiconductor wafer based on the intensity of scattered light or reflected light of the light emitted from the light source device obtained by photographing the surface of the semiconductor wafer with the imaging device, or A semiconductor wafer surface inspection system for measuring the size of irregularities,
The light source device is
A light emitting section configured in a line shape having a length equal to or greater than the width of the area to be imaged in the semiconductor wafer and including the area to be imaged in the length direction;
Two flat plate reflecting mirrors provided on a plane orthogonal to the line segment at both ends or both ends of the light emitting section and having reflecting surfaces facing each other in an optical path between the light emitting section and the semiconductor wafer;
A surface inspection system for a semiconductor wafer, comprising:
導体ウェハの表面検査システム。 The flat plate mirror is provided such that the reflection surface is disposed between an end portion of the light emitting portion and an end surface on the end portion side of the region to be photographed. Item 6. A semiconductor wafer surface inspection system according to Item 5.
前記半導体ウェハの表面における線状の凹凸における線が曲がりを伴う場合に、前記線状の凹凸の線の曲率中心側から、前記光を照射することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の半導体ウェハの表面検査システム。 The light source device is
The said light is irradiated from the curvature center side of the line of the said linear unevenness | corrugation, when the line in the linear unevenness | corrugation in the surface of the said semiconductor wafer is accompanied by a curve. The surface inspection system for a semiconductor wafer according to one item.
前記半導体ウェハの表面を撮影する撮影装置と、を備え、
前記撮影装置で前記半導体ウェハの表面を撮影することで得られた、前記光源装置から照射された光の散乱光または反射光の強度に基づいて、半導体ウェハの表面における線状の凹凸を検出し、または該線状の凹凸の大きさを測定する半導体ウェハの表面検査システムであって、
前記光源装置は、
前記半導体ウェハの表面における線状の凹凸における線が曲がりを伴う場合に、前記線状の凹凸の線の曲率中心側から、前記光を照射することを特徴とする半導体ウェハの表面検査システム。 A light source device that irradiates light that is parallel light on the incident surface from a direction oblique to the surface of the semiconductor wafer;
An imaging device for imaging the surface of the semiconductor wafer,
Based on the intensity of the scattered light or reflected light of the light emitted from the light source device obtained by photographing the surface of the semiconductor wafer with the photographing device, linear unevenness on the surface of the semiconductor wafer is detected. Or a semiconductor wafer surface inspection system for measuring the size of the linear irregularities,
The light source device is
A surface inspection system for a semiconductor wafer, wherein the light is irradiated from a center of curvature of the line of the line-shaped unevenness when a line in the line-shaped unevenness on the surface of the semiconductor wafer is bent.
前記半導体ウェハの表面を撮影し、
前記半導体ウェハの表面を撮影することで得られた、前記照射された光の半導体ウェハの表面からの散乱光または反射光の強度に基づいて、半導体ウェハの表面における線状の凹凸を検出し、または該線状の凹凸の大きさを測定する半導体ウェハの表面検査方法であって、
前記半導体ウェハの表面における線状の凹凸における線が曲がりを伴う場合に、前記線状の凹凸の線の曲率中心側から、前記光を照射することを特徴とする半導体ウェハの表面検査方法。 Irradiate light that is parallel light on the incident surface from an oblique direction with respect to the surface of the semiconductor wafer,
Photographing the surface of the semiconductor wafer;
Based on the intensity of the scattered light or reflected light from the surface of the semiconductor wafer of the irradiated light obtained by photographing the surface of the semiconductor wafer, linear irregularities on the surface of the semiconductor wafer are detected, Or a method for inspecting the surface of a semiconductor wafer for measuring the size of the linear irregularities,
A method for inspecting a surface of a semiconductor wafer, comprising: irradiating the light from the center of curvature of the line of the line-shaped unevenness when a line in the line-shaped unevenness on the surface of the semiconductor wafer is curved.
半導体ウェハの表面の全域に対して斜め方向から、入射面において平行光である光を照射する光源装置と、
前記半導体ウェハの表面全体を撮影する撮影装置と、を備え、
前記撮影装置で前記半導体ウェハの表面の全体を撮影することで得られた、前記光源装置から照射された光の散乱光または反射光の2次元的な強度分布に基づいて、前記凹凸を検出し、または該凹凸の大きさを測定する半導体ウェハの表面検査システムであって、
前記半導体ウェハは太陽電池用ウェハであり、前記凹凸は、太陽電池用ウェハ表面に設けられた電極による凹凸であることを特徴とする半導体ウェハの表面検査システム。 A semiconductor wafer surface inspection system for detecting unevenness on the surface of a semiconductor wafer or measuring the size of the unevenness,
A light source device that irradiates light that is parallel light on the incident surface from an oblique direction with respect to the entire surface of the semiconductor wafer;
An imaging device for imaging the entire surface of the semiconductor wafer,
The unevenness is detected based on a two-dimensional intensity distribution of scattered light or reflected light of the light emitted from the light source device obtained by photographing the entire surface of the semiconductor wafer with the photographing device. Or a semiconductor wafer surface inspection system for measuring the size of the irregularities,
The semiconductor wafer surface inspection system, wherein the semiconductor wafer is a solar cell wafer, and the irregularities are irregularities formed by electrodes provided on the surface of the solar cell wafer.
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