JP2015088704A - Device and method for inspecting semiconductor wafer circumference part - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウェーハの外周部(エッジ)を検査する装置および方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and method for inspecting an outer peripheral portion (edge) of a semiconductor wafer.
半導体ウェーハ、たとえば、シリコンウェーハの外周部は、それより内方の領域に比して、品質状態、および品質仕様が異なる。このため、外周部に対しては、それより内方の領域とは異なる検査が行われることがある。従来より、シリコンウェーハの外周部を検査するための様々な技術が提案されている。 The outer peripheral portion of a semiconductor wafer, for example, a silicon wafer is different in quality state and quality specification compared to the inner region. For this reason, the outer peripheral portion may be inspected differently from the inner region. Conventionally, various techniques for inspecting the outer peripheral portion of a silicon wafer have been proposed.
特許文献1、および特許文献2には、ウェーハ等の板状部材において、主面に対して傾斜したベベル面を含む外周エッジ部を光学的な方法により検査する装置が開示されている。これらの装置では、ターンテーブルの上にセットしたウェーハの外周エッジ部の一部を撮像するようになっている。ターンテーブルによりウェーハを回転することにより、外周エッジ部を、ウェーハの全周にわたって、撮像することができる。これにより、ウェーハの外周エッジ部に、傷、突起、クラック、パーティクル等が存在するか否かについて検査することができるとされている。
絶縁体上にシリコン層(SOI(Silicon on Insulator)層)が形成されたSOI構造を有するSOIウェーハにおいても、外周部の検査が行われる。
図1A〜図1Fは、SOIウェーハを製造する方法を説明するための断面図である。図2は、SOIウェーハの構造を示す平面図である。
Even in an SOI wafer having an SOI structure in which a silicon layer (SOI (Silicon on Insulator) layer) is formed on an insulator, the outer peripheral portion is inspected.
1A to 1F are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing an SOI wafer. FIG. 2 is a plan view showing the structure of the SOI wafer.
SOIウェーハ1は、以下のようにして製造される。まず、予め表面に酸化膜(熱酸化膜(ボックス層))2aが形成された支持ウェーハ2の上に、活性層用ウェーハ3を貼り合わせる(図1A参照)。支持ウェーハ2、および活性層用ウェーハ3は、たとえば、周縁部に、ノッチNが形成されたものであってもよく、オリエンテーションフラット(以下、「オリフラ」という。)Oが形成されたものであってもよい(図2参照)。また、周縁部にノッチNが形成された支持ウェーハ2および活性層ウェーハ3を位置合わせして貼り合せた後、支持ウェーハ2の周縁部にオリフラOが形成されるように面取り加工を施してもよい。
The SOI
次に、この貼り合わされた支持ウェーハ2、および活性層用ウェーハ3を、熱処理して、支持ウェーハ2と活性層用ウェーハ3との接合を強化する。これにより、活性層用ウェーハ3の表面にも、酸化膜(熱酸化膜)3aが形成される(図1B参照)。この状態で、支持ウェーハ2と活性層用ウェーハ3との対向部の外周部には、未接着領域が存在している。
Next, the bonded support wafer 2 and
次に、この未接着領域を除去するために、まず、活性層用ウェーハ3の周縁部を研削して薄型化する(図1C参照)。これにより、活性層用ウェーハ3の周縁部では、酸化膜3aが除去され、シリコンが露出する。続いて、選択エッチングにより、活性層用ウェーハ3周縁部に露出したシリコンを除去する。さらに、物理的な方法により、活性層用ウェーハ3周縁部の酸化膜3aの残部を除去する(図1D参照)。
Next, in order to remove the unbonded region, first, the peripheral portion of the
その後、平面研削により、活性層用ウェーハ3が薄型化され(図1E参照)、これにより、活性層用ウェーハ3表面の内方の領域にある酸化膜3aが除去される。続いて、研磨により、活性層用ウェーハ3がさらに薄型化されるとともに、活性層用ウェーハ3の表面が平滑にされて(図1F参照)、SOIウェーハ1が得られる。このようにして得られたSOIウェーハ1では、活性層用ウェーハ3の表面には、シリコンが露出しており、また、支持ウェーハ2の外周部上で活性層用ウェーハ3が存在しない領域であるテラス4が存在する(図2参照)。
Thereafter, the
SOIウェーハ1のテラス4には、酸化膜2aが残っている必要がある。これは、テラス4に酸化膜2aが存在しない領域があると、デバイス形成プロセスで、その領域が発塵源になり得るためである。
The
図3および図4は、SOIウェーハ1の外周部の写真である。図2に、図3および図4の写真の視野Vを示す。これらの写真の視野には、活性層用ウェーハ3の領域(図3および図4に、符号「A」で示す領域)と、テラス4の領域(図3および図4において、符号「B」で示す領域)とが入っており、また、テラス4の外周部に形成されたノッチNの一部が入っている。
3 and 4 are photographs of the outer peripheral portion of the
図3に示すSOIウェーハ1では、テラス4の全域に酸化膜が残っており、これにより、図3の写真では、テラス4の領域は、ほぼ同じ明度になっているとともに、活性層用ウェーハ3の領域に比して、明度が低く(より暗い色に)なっている。一方、図4に示すSOIウェーハ1では、テラス4において、外縁部(図4において、符号「C」で示す領域)を除く部分には、酸化膜が残っているが、外縁部では酸化膜が存在せずシリコンが露出している。これにより、図4の写真では、当該外縁部は、それ以外の部分に比して、明度が高く(より白に近く)、活性層用ウェーハ3の領域と同様の明度になっている。
In the
このように、SOIウェーハ1の製造条件によっては、図4に示すような、テラス4の一部に酸化膜が存在しないものが得られることがある。このため、製造されたSOIウェーハ1において、テラス4の酸化膜2aの存在を確認する必要がある。
As described above, depending on the manufacturing conditions of the
しかし、SOIウェーハ1の全周に渡って、テラス4の酸化膜の存在を確認すると、多大な時間を要する。本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、半導体ウェーハの外周部の検査を短時間で行うことができる検査装置、および検査方法を提供することを目的とする。
However, when the presence of the oxide film on the
本発明者らは、図4に示すような、テラス4の一部に酸化膜が存在しないSOIウェーハ1では、SOIウェーハ1の全周に渡って、ほぼ同じ径方向位置に、酸化膜が存在しないことを知見した。これは、ウェーハを、その中心軸周りに自転させながら加工を行うときに、酸化膜が除去されることにより、テラス4の一部に酸化膜が存在しないSOIウェーハ1が得られることを示唆する。酸化膜2aは、たとえば、活性層用ウェーハ3を研磨する際(図1F参照)、テラス4の外周部も研磨されて除去されることが考えられる。
In the SOI wafer 1 in which the oxide film does not exist on a part of the
テラス4において、SOIウェーハ1の周方向の一部の領域で、SOIウェーハ1の径方向の一部に、酸化膜が存在しないことが確認されると、そのSOIウェーハ1は、全周に渡って、その径方向位置でテラス4に酸化膜が存在しない蓋然性が高い。また、テラス4において、SOIウェーハ1の周方向の一部の領域で、SOIウェーハ1の径方向の全域に酸化膜が存在することが確認されると、そのSOIウェーハ1では、テラス4の全域に酸化膜が存在する蓋然性が高い。したがって、テラス4における酸化膜の有無は、SOIウェーハ1の周方向の一部で確認すればよく、必ずしもSOIウェーハ1の全周に渡って行う必要はない。
In the
本発明は、このような知見を得て完成したものであり、下記(1)の半導体ウェーハの検査装置、および下記(2)の半導体ウェーハの検査方法を要旨とする。
(1)互いに離間して積層された複数の半導体ウェーハに対して、各半導体ウェーハについて、外縁から10mm以内の外周部を撮影するカメラと、
前記カメラが、前記複数の半導体ウェーハの積層方向に沿って、前記複数の半導体ウェーハに対して相対移動するように、前記複数の半導体ウェーハ、および前記カメラの少なくとも一方を移動させる移動機構と
を備えていることを特徴とする半導体ウェーハの検査装置。
The present invention has been completed by obtaining such knowledge, and the gist thereof is a semiconductor wafer inspection apparatus (1) below and a semiconductor wafer inspection method (2) below.
(1) For a plurality of semiconductor wafers stacked apart from each other, for each semiconductor wafer, a camera for photographing an outer peripheral portion within 10 mm from the outer edge;
A moving mechanism for moving at least one of the plurality of semiconductor wafers and the camera so that the camera moves relative to the plurality of semiconductor wafers along a stacking direction of the plurality of semiconductor wafers; An inspection apparatus for semiconductor wafers.
(2)複数の半導体ウェーハを、互いに離間して積層する工程と、
カメラを、前記複数の半導体ウェーハの積層方向に沿って、前記複数の半導体ウェーハに対して相対移動させるように、前記複数の半導体ウェーハ、および前記カメラの少なくとも一方を移動させる工程と、
前記カメラにより、各半導体ウェーハについて、外縁から10mm以内の外周部を撮影する工程と、
前記カメラによる撮影で得られた画像に基づいて、各半導体ウェーハの良否を判定する工程と
を含むことを特徴とする半導体ウェーハの検査方法。
(2) a step of laminating a plurality of semiconductor wafers apart from each other;
Moving at least one of the plurality of semiconductor wafers and the camera so as to move the camera relative to the plurality of semiconductor wafers along a stacking direction of the plurality of semiconductor wafers;
With each camera, for each semiconductor wafer, photographing the outer peripheral portion within 10 mm from the outer edge;
And a step of determining the quality of each semiconductor wafer based on an image obtained by photographing with the camera.
本発明において、「外周部」は、半導体ウェーハの端面で半導体ウェーハの主面に対して傾斜した部分のみならず、主面の周縁部も含むものとする。 In the present invention, the “outer peripheral portion” includes not only a portion inclined with respect to the main surface of the semiconductor wafer at the end surface of the semiconductor wafer but also a peripheral portion of the main surface.
本発明の検査装置は、本発明の検査方法を実施するのに適しており、本発明の検査方法による下記の効果を奏することができる。
本発明の検査方法によれば、半導体ウェーハを回転させる必要はなく、各半導体ウェーハの外周部について、周方向の一部についてのみ検査することができる。また、半導体ウェーハを回転させる必要がないことにより、半導体ウェーハは、ターンテーブルにセットする必要はない。半導体ウェーハの外周部は、周方向の一部についてのみ検査すればよいので、半導体ウェーハにおいて検査対象部分が露出されていれば、たとえば、半導体ウェーハをカセットに収容した状態で検査を行うことも可能である。このため、短時間に、半導体ウェーハの検査を行うことができる。
The inspection apparatus of the present invention is suitable for carrying out the inspection method of the present invention, and can exhibit the following effects by the inspection method of the present invention.
According to the inspection method of the present invention, it is not necessary to rotate the semiconductor wafer, and the outer peripheral portion of each semiconductor wafer can be inspected only for a part in the circumferential direction. Further, since it is not necessary to rotate the semiconductor wafer, the semiconductor wafer does not need to be set on the turntable. Since the outer peripheral portion of the semiconductor wafer only needs to be inspected for a part in the circumferential direction, if the inspection target portion is exposed in the semiconductor wafer, for example, the semiconductor wafer can be inspected while being accommodated in a cassette. It is. For this reason, a semiconductor wafer can be inspected in a short time.
1.本発明の検査装置
本発明の検査装置は、前記のとおり、「互いに離間して積層された複数の半導体ウェーハに対して、各半導体ウェーハについて、外縁から10mm以内の外周部を撮影するカメラと、前記カメラが、前記複数の半導体ウェーハの積層方向に沿って、前記複数の半導体ウェーハに対して相対移動するように、前記複数の半導体ウェーハ、および前記カメラの少なくとも一方を移動させる移動機構とを備えていることを特徴とする半導体ウェーハの検査装置」である。
1. As described above, the inspection apparatus of the present invention is, as described above, for a plurality of semiconductor wafers stacked apart from each other, for each semiconductor wafer, a camera for photographing an outer peripheral portion within 10 mm from the outer edge; A moving mechanism for moving at least one of the plurality of semiconductor wafers and the camera so that the camera moves relative to the plurality of semiconductor wafers along a stacking direction of the plurality of semiconductor wafers; It is a semiconductor wafer inspection apparatus characterized by the above.
図5は、本発明の一実施形態に係る、半導体ウェーハの外周部の検査装置の構成を示す正面図である。図6は、図5に示す検査装置の一部を示す平面図である。
この検査装置11は、複数のSOIウェーハ1を収容するカセット(バスケット)12と、カセット12に収容された複数のSOIウェーハ1の各々の外周部(外縁から10mm以内の領域)を撮影するカメラ13と、カメラ13をSOIウェーハ1の上方で移動させる移動機構14とを備えている。
FIG. 5 is a front view showing a configuration of an inspection apparatus for an outer peripheral portion of a semiconductor wafer according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a plan view showing a part of the inspection apparatus shown in FIG.
The
カセット12は、シリコンウェーハや半導体装置の製造工程において、シリコンウェーハを一時的に保管するためのものであり、この検査装置11では、ステージ19の上に載置される。図7は、カセット12の内部の構造を示す断面図である。カセット12の内部には、同じ厚さを有し等間隔に配置された複数の仕切り板12sが設けられている。複数の仕切り板12sは、各仕切り板12sの厚さ方向に配列されている。隣接する2つの仕切り板12sの間隔は、SOIウェーハ1の厚さに比して長い。各SOIウェーハ1は、その主たる面がほぼ鉛直方向(重力の方向に沿う方向)に沿うように向けられた状態で、隣接する2つの仕切り板12sの間に収容されている。
The
それぞれのSOIウェーハ1は、仕切り板12sの配列方向に関して、同じ方向に傾けられている。より詳細には、いずれのSOIウェーハ1も、仕切り板12sの配列方向に関して一方側にある仕切り板12sの下端部付近、およびカセット12の底面に接しつつ、仕切り板12sの配列方向に関して他方側にある仕切り板12sの上端部に接するように配置されている。これにより、各SOIウェーハ1は、上端部が、下端部に比して、上記他方側にずれるように傾き、カセット12に収容された複数のSOIウェーハ1は、互いにほぼ等間隔に離間して積層された状態となっている。複数のSOIウェーハ1の積層方向は、鉛直方向に対してほぼ直交する方向となっている。
Each
カセット12の上部には、ウェーハの収容・取り出し用の開口が形成されているので、この開口を介して、SOIウェーハ1の外周部を、カメラ13で撮影することができる。カメラ13は、たとえば、CCDカメラとすることができる。
Since an opening for accommodating and taking out the wafer is formed in the upper part of the
移動機構14は、水平方向に延びるガイドレール15と、ガイドレール15から上方に延びる第1支持棒16と、第1支持棒16の上端付近に固定されて水平方向に延びる第2支持棒18とを含む。ステージ19は、平面視において矩形であり、ガイドレール15は、平面視において、ステージ19の一辺に沿って配置されている(図6参照)。ガイドレール15の上面には、ガイドレール15の長手方向に延びるガイド溝15aが形成されている。第1支持棒16の下端は、ガイド溝15aに嵌入されており、第1支持棒16はガイド溝15aに沿ってスライド移動可能である。図6に、第1支持棒16がスライド移動可能な方向を、白抜き矢印で示す。
The moving
第2支持棒18は、その一端付近で、固定部材17により、第1支持棒16に固定されている。第2支持棒18の他端付近に、カメラ13が取り付けられている。したがって、第1支持棒16をガイドレール15に沿って移動させることにより、カメラ13をガイドレール15に沿って移動させることができる。カセット12は、ステージ19上に設けられたガイド部材20により、所定の姿勢でステージ19上に固定されるようになっている。カセット12が、ガイド部材20により固定された状態で、カセット12に収容された複数のSOIウェーハ1の積層方向は、ガイドレール15の長手方向に一致するようになっている。したがって、この状態で、カメラ13は、複数のSOIウェーハ1の積層方向に沿って移動可能である。
The
図8は、複数のSOIウェーハ1の上端付近と、カメラ13とを示す側面図である。
各SOIウェーハ1のテラス4は、ほぼ鉛直方向に沿っている。一方、カメラ13は、鉛直方向に対して角度をなす姿勢で、第2支持棒18に固定されており、テラス4を、垂直方向に対して斜めから撮影するようになっている。カメラ13の先端側で、カメラ13の上面には、在荷センサ25が取り付けられている。在荷センサ25により、在荷センサ25の前に、SOIウェーハ1の上端部分が存在するか否かを検知することができる。在荷センサ25の前にSOIウェーハ1の上端部分が存在するとき、カメラ25に、テラス4、およびその周辺部(以下、「テラス4等」という。)が写るようになっている。
FIG. 8 is a side view showing the vicinity of the upper ends of the plurality of
The
図5を参照して、カセット12の下方には、カセット12内の複数のSOIウェーハ1に照明光を照射するための光源21が配置されている。すなわち、光源21は、複数のSOIウェーハ1に対して、カメラ13とは反対側から照明光を照射する。カメラ13は、この照明光に照射されたSOIウェーハ1(テラス4等)を撮影することができる。光源21は、たとえば、ステージ19に埋め込まれているものとすることができ、この場合、たとえば、カセット12の下部に開口が形成されていて、光源21から発せられた照明光は、この開口を介して、カセット12内の複数のSOIウェーハ1を照射するものとすることができる。
With reference to FIG. 5, a
カメラ13からは、カメラ13による撮影で得られた画像に対応する信号が出力されるようになっており、当該信号は、コンピュータ22に入力されるようになっている。コンピュータ22は、記憶装置23(たとえば、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、または追記型もしくは書き換え型光学ディスクおよび当該ディスク用ドライブ)を備えており、カメラ13による撮影で得られた画像のデータ(画像データ)は、デジタル形式で、記憶装置23に保存される。コンピュータ22からは、カメラ13による撮影で得られた画像に対応する信号が出力され、この信号は、モニタ24に入力され、当該画像は、モニタ24に表示される。
The
SOIウェーハ1において、支持ウェーハ2の外周部にノッチ、またはオリフラが形成されている場合、この検査装置11は、各SOIウェーハ1の中心軸線周りの特定の角度位置に、ノッチ、またはオリフラが位置するように、複数のSOIウェーハ1を配置する機構(以下、「ノッチ合わせ機構」という。)をさらに備えているものとすることができる。
In the
図9は、半導体ウェーハの外周部の検査装置に備えられたノッチ合わせ機構の構成を示す正面図である。
ノッチ合わせ機構30は、カセット12内のSOIウェーハ1をほぼその中心軸周りに回転させるウェーハ回転ローラ31と、SOIウェーハ1に形成されたノッチに挿入可能なノッチガイド33と、カセット12を、カメラ13によるSOIウェーハ1観察時の状態に対して傾斜させるカセット傾斜用治具32とを含む。
FIG. 9 is a front view showing a configuration of a notch alignment mechanism provided in the inspection device for the outer peripheral portion of the semiconductor wafer.
The
ウェーハ回転ローラ31は、円柱状であり、ウェーハ回転ローラ31の中心軸は、複数のSOIウェーハ1の積層方向(図9において、紙面に垂直な方向)に延びている。ウェーハ回転ローラ31は、複数のSOIウェーハ1の中心軸の下方に位置している。ウェーハ回転ローラ31は、カセット12下部に形成された開口から露出したSOIウェーハ1の端面に接触して、複数のSOIウェーハ1を、カセット12の底部から、わずかに浮かせた状態にすることができる。この状態で、ウェーハ回転ローラ31が、その中心軸の周りに回転すると、SOIウェーハが、ほぼその中心軸周りに回転する。
The
ノッチガイド33は、棒(円柱)状で、SOIウェーハ1の積層方向に延びるガイド部と、ガイド部を支持して、ガイド部を、ガイド部に平行な軸周りに回動させる支持部とを備えている。SOIウェーハ1に対して、ノッチガイド33のガイド部を、ウェーハ回転ローラ31とは独立して、下方から押し当てることが可能である。ウェーハ回転ローラ31と、ノッチガイド33のガイド部とは、SOIウェーハ1に対して、SOIウェーハ1の周方向に互いにずれた位置で接触する。
The
ウェーハ回転ローラ31により回転されている複数のSOIウェーハ1に対して、下方から、ノッチガイド33のガイド部を押し当てると、各SOIウェーハ1に形成されたノッチが、SOIウェーハ1とガイド部との接触部まで来ると、ガイド部は、ノッチに挿入され、SOIウェーハ1の回転を止める。このようにして、複数のSOIウェーハ1のすべてについて、ガイド部がノッチに挿入されると、すべてのSOIウェーハ1について、中心軸線周りの特定の角度位置に、ノッチが位置するようになる。
When the guide portions of the notch guides 33 are pressed against the plurality of
その後、ノッチからガイド部を外し、必要により、ウェーハ回転ローラ31により、すべてのSOIウェーハ1を同じ角度だけ回転させることにより、すべてのSOIウェーハ1について、ノッチに対して同じ特定の角度位置の領域を観察することが可能になる。
Thereafter, the guide portion is removed from the notch, and if necessary, all the
カセット傾斜用治具32は、カセット12の下方に配置されていて、カセット12の下部において、ウェーハ回転ローラ31に対して一方側を持ち上げて、カセット12を傾斜させるために用いられる。このようにカセット12を傾斜させることにより、SOIウェーハ1に対するウェーハ回転ローラ31の接触状態や、SOIウェーハ1に対するノッチガイド33のガイド部の接触状態を調整することができる。
The
以上の例では、ノッチ合わせ機構30は、検査装置11に備えられているものとしたが、検査装置11とは別の装置として設けられていてもよい。この場合、カセット12内の複数のSOIウェーハ1を、ノッチ合わせ機構30により、SOIウェーハ1の中心軸線周りの特定の角度位置に、ノッチ、またはオリフラが位置するようにした後、このカセット12を、検査装置11のステージ19上に載置して、SOIウェーハ1の観察をする。
In the above example, the
2.本発明の検査方法
次に、前記(2)の本発明の貼合せSOIウェーハについて述べる。この検査方法は、前記の通り、「複数の半導体ウェーハを、互いに離間して積層する工程と、カメラを、前記複数の半導体ウェーハの積層方向に沿って、前記複数の半導体ウェーハに対して相対移動させるように、前記複数の半導体ウェーハ、および前記カメラの少なくとも一方を移動させる工程と、前記カメラにより、各半導体ウェーハについて、外縁から10mm以内の外周部を撮影する工程と、前記カメラによる撮影で得られた画像に基づいて、各半導体ウェーハの良否を判定する工程とを含むことを特徴とする半導体ウェーハの検査方法」である。
2. Next, the bonded SOI wafer of the present invention (2) will be described. As described above, the inspection method is described as follows: “A step of laminating a plurality of semiconductor wafers apart from each other, and a camera relative to the plurality of semiconductor wafers along a laminating direction of the plurality of semiconductor wafers”. The step of moving at least one of the plurality of semiconductor wafers and the camera, the step of photographing an outer peripheral portion within 10 mm from the outer edge of each semiconductor wafer by the camera, and the photographing by the camera A method of inspecting the quality of each semiconductor wafer based on the obtained image ”.
この検査方法について、図5〜図6に示す検査装置11を用いて実施する場合を例として説明する。
This inspection method will be described by taking as an example the case of using the
まず、複数のSOIウェーハ1を、図7に示す状態で、カセット12に収容する。この状態は、以下のようにして得ることができる。すなわち、SOIウェーハ1を、隣接する2つの仕切り板12sの間に挿入し、SOIウェーハ1を、下端が、一方側の仕切り板12sの下端部付近、およびカセット12の底面に当接させる。そして、この当接を維持して、SOIウェーハ1の上部付近が、他方側の仕切り板12sの上端に当接するまで、SOIウェーハ1を徐々に傾ける。複数のSOIウェーハ1について、同様の操作をすることにより、これらのSOIウェーハ1は、図7に示す状態になる。
First, a plurality of
そして、複数のSOIウェーハ1が収容されたカセット12を、ガイド部材20により、ステージ19上に固定する。これにより、複数のSOIウェーハ1の積層方向と、カメラ13の移動方向とが一致するようになる。
Then, the
次に、光源21により、複数のSOIウェーハ1に、照明光を照射する。光源を、複数のSOIウェーハ1に対してカメラ13と同じ側に配置した場合は、照明光のうち、SOIウェーハ1で反射してカメラ13に捉えられるものは、実質的に、SOIウェーハ1の外縁付近(面取り部)で反射したもののみとなる。このため、テラス4等については、前記外縁付近の反射によるハレーションのために明確に撮影できないか、十分な光量で撮影することができない。
Next, the
光源21が、複数のSOIウェーハ1に対して、カメラ13とは反対側に配置されていることにより、テラス4等で反射した照明光は、カメラ13に捉えられる。すなわち、テラス4等について、十分な光量で、カメラ13により撮影することができる。これにより、たとえば、絞りの径を小さくして、カメラ13の焦点深度を深くして、テラス4の全域で焦点が合うようにすることができる。
Since the
次に、第1支持棒16を、ガイドレール15に形成されたガイド溝15aに沿って移動させることにより、カメラ13を、複数のSOIウェーハ1の積層方向に沿って移動させ、各SOIウェーハ1のテラス4を順次撮影する。ガイド溝15aに沿った第1支持棒16の移動は、手動で行ってもよく、図示しない駆動装置により行ってもよい。当該移動を駆動装置により行う場合は、コンピュータ22により駆動装置を制御してもよい。
Next, the
在荷センサ25により、SOIウェーハ1の上端部が検知されたときに、カメラ13により、テラス4等を撮影する(シャッタを切る)。これにより、カメラ13で、テラス4等を撮影し、テラス4等の画像を得ることができる。カメラ13による撮影は、コンピュータ22の制御により、在荷センサ25からの入力に基づいて行ってもよい。テラス4を順次撮影する際、カセット12内のSOIウェーハ1は、動かさない。したがって、各SOIウェーハ1の外周部について、SOIウェーハ1の周方向の一部の画像のみが得られる。すなわち、SOIウェーハ1の外周部の全周の画像は得られない。
When the upper end portion of the
複数のSOIウェーハ1は、等間隔に配置されているので、カメラ13を一定の距離だけ移動させる毎に、テラス4等を撮影することになる。複数のSOIウェーハ1が、等間隔に配置されていることにより、光源21からの光量を均一化し、画像の明暗や色彩のばらつきを小さくすることができる。在荷センサ25を用いることにより、複数のSOIウェーハ1が、互いに等間隔に配置されていない場合でも、適切なタイミングで、SOIウェーハ1を撮影することができる。
Since the plurality of
カメラ13による撮影は、図3および図4に示すように、1つの画像(同じ視野)に、テラス4と、活性層ウェーハ3(表面に酸化膜が形成されておらず、シリコンが露出しているもの)とが入るようにすることが望ましい。この場合、後述のように、活性層用ウェーハ3の色や明度を指標とすることにより、テラス4に、酸化膜が存在しない部分があるか否かを判定しやすくなる。
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the
カメラ13により画像を撮影する時は、カメラ13は静止させてもよい。あるいは、カメラ13を、静止させることなく、複数のSOIウェーハ1の積層方向に沿って、移動させ続けながら、テラス4等にカメラ13の焦点が合うときに、カメラ13により、テラス4等の画像を撮影してもよい。
When taking an image with the
撮影により得られた画像データは、デジタル形式で、記憶装置23に保存する。検査対象のすべてのSOIウェーハ1について、カメラ13によるテラス4等の撮影、および対応する画像データの記憶装置23への保存が終了すると、コンピュータ22により、記憶装置23から、各SOIウェーハ1について、上記撮影により得られた画像データを読み出し、対応する画像を、モニタ24に表示させる。
Image data obtained by photographing is stored in the
そして、モニタ24に表示されたこの画像に基づいて、各SOIウェーハ1について良否判定をする。良否は、たとえば、当該画像を目視して、当該画像の視野内で、テラス4の全域に、酸化膜が存在するか否かにより、判定する。すなわち、テラス4の全域に酸化膜が存在すると判断すれば、そのSOIウェーハ1は、良品と判定し、テラス4において、一部でも、酸化膜が存在しない領域があると判断すれば、そのSOIウェーハ1は、不良品と判定する。
Then, based on this image displayed on the
1つの画像(同じ視野)に、テラス4と、活性層用ウェーハ3(表面に酸化膜が形成されておらず、シリコンが露出しているもの)が存在する場合、テラス4の色および/または明度を、活性層用ウェーハ3の色および/または明度と比較する。テラス4において、活性層用ウェーハ3の色および/または明度と同じ色および/または明度であると判断される部分があれば(図4参照)、その部分はシリコンが露出している、すなわち、酸化膜が存在しないと判定することができる。一方、テラス4において、当該画像内のいずれの部分も、活性層用ウェーハ3の色および/または明度とは区別し得る一様な色および/または明度を有していれば(図3参照)、テラス4の当該いずれの部分にも酸化膜が存在すると判定することができる。
When the
SOIウェーハ1のテラス4を直接目視して検査する(以下、「直接目視検査」という。)場合と、テラス4をモニタ24に表示し、表示された画像を目視して検査する(以下、「モニタ表示検査」という。)場合とについて、どの程度正確に良否判定ができるかを調査した。検査対象として、予め詳細な検査により良品であることが確認されたSOIウェーハ1(以下、「良品ウェーハ」という。)、および良品ウェーハのテラス4の一部を研磨して酸化膜の一部を意図的に除去したもの(以下、「不良品ウェーハ」という。)を用意した。良品ウェーハの酸化膜の厚さは、2μm以上であった。不良品ウェーハにおいて、酸化膜が除去された部分は、SOIウェーハ1の全周に渡って、ほぼ同じ径方向位置に存在していた。
When the
良品ウェーハと、不良品ウェーハとを、合計20枚、無作為の順序に並べ、これらのウェーハについて、直接目視検査、およびモニタ表示検査を行った。直接目視検査、およびモニタ表示検査により、それぞれ、検査対象が、良品ウェーハであるか、不良品ウェーハであるかを正解できるか否かを調べた。表1に、検査対象としたウェーハの枚数に対する正解したウェーハの枚数の割合(良否の正解率)を示す。直接目視検査では、20枚の検査対象のウェーハに対して、2〜3枚、判定を誤ったウェーハがあり、平均正解率は、87%であった。これに対して、モニタ表示検査では、判定を誤ったウェーハはなく、正解率は、100%であった。 A total of 20 non-defective wafers and defective wafers were arranged in a random order, and direct visual inspection and monitor display inspection were performed on these wafers. By direct visual inspection and monitor display inspection, whether or not the inspection object is a non-defective wafer or a defective wafer can be determined. Table 1 shows the ratio of the correct number of wafers to the number of wafers to be inspected (accuracy rate). In direct visual inspection, there were 2 to 3 wafers that were misjudged for 20 wafers to be inspected, and the average accuracy rate was 87%. On the other hand, in the monitor display inspection, no wafer was erroneously determined, and the correct answer rate was 100%.
本発明の実施形態の説明は、以上の通りであるが、本発明は、他の形態でも実施できる。たとえば、複数のシリコンウェーハ(SOIウェーハ1)は、カセット12以外の手段により、互いに離間して積層された状態にされてもよい。たとえば、カセット12の代わりに、複数のシリコンウェーハを搬送するための搬送パックに収容することにより、複数のシリコンウェーハを、互いに離間して積層された状態としてもよい。
The description of the embodiment of the present invention is as described above, but the present invention can be implemented in other forms. For example, a plurality of silicon wafers (SOI wafers 1) may be stacked apart from each other by means other than the
複数のシリコンウェーハ(SOIウェーハ1)の積層方向は、上記実施形態では、水平方向(重力の方向に直交する方向)であるが、鉛直方向(重力の方向に沿う方向)であってもよく、水平方向、および鉛直方向以外の方向であってもよい。移動機構14は、上記実施形態では、固定された複数のSOIウェーハ1に対して、カメラ13を移動させるように構成されている。しかし、移動機構は、固定されたカメラに対して、複数のシリコンウェーハを移動させるように構成されていてもよく、カメラ、および複数のシリコンウェーハの双方を移動させるように構成されていてもよい。
The stacking direction of the plurality of silicon wafers (SOI wafers 1) is the horizontal direction (direction perpendicular to the direction of gravity) in the above embodiment, but may be the vertical direction (direction along the direction of gravity), The direction may be other than the horizontal direction and the vertical direction. In the embodiment, the moving
複数のSOIウェーハ1に照明光を照射する光源21は、ステージ19とカセット12との間に配置されていてもよく、カセット12内の下部に設けられていてもよい。
The
SOIウェーハ1の良否は、コンピュータ22により、自動的に判定するようにしてもよい。この場合も、活性層用ウェーハ3の色および/または明度を指標とする上述の方法に基づくものとすることができる。
検査装置11は、記憶装置23を備えていなくてもよく、この場合、カメラ13により撮影されて得られた画像を、直接(記憶装置23を介することなく)モニタ24に写し、この画像に基づいて、作業者、またはコンピュータ22により、各SOIウェーハ1の良否判定をすることができる。
The quality of the
The
1:SOIウェーハ、 4:テラス、 11:検査装置、 12:カセット、
13:カメラ、 14:移動機構、 21:光源、 22:コンピュータ、
23:記憶装置、 24:モニタ ノッチ合わせ機構30
1: SOI wafer, 4: Terrace, 11: Inspection device, 12: Cassette,
13: Camera, 14: Movement mechanism, 21: Light source, 22: Computer
23: Storage device, 24: Monitor
Claims (15)
前記カメラが、前記複数の半導体ウェーハの積層方向に沿って、前記複数の半導体ウェーハに対して相対移動するように、前記複数の半導体ウェーハ、および前記カメラの少なくとも一方を移動させる移動機構と
を備えていることを特徴とする半導体ウェーハの検査装置。 For a plurality of semiconductor wafers stacked apart from each other, for each semiconductor wafer, a camera for photographing an outer peripheral portion within 10 mm from the outer edge;
A moving mechanism for moving at least one of the plurality of semiconductor wafers and the camera so that the camera moves relative to the plurality of semiconductor wafers along a stacking direction of the plurality of semiconductor wafers; An inspection apparatus for semiconductor wafers.
各半導体ウェーハの中心軸線周りの特定の角度位置に、前記オリエンテーションフラット、またはノッチが位置するように、前記複数の半導体ウェーハを配置する機構をさらに備えていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の半導体ウェーハの検査装置。 An orientation flat or notch is formed in each of the plurality of semiconductor wafers,
5. A mechanism for arranging the plurality of semiconductor wafers so that the orientation flat or notch is positioned at a specific angular position around a central axis of each semiconductor wafer. The semiconductor wafer inspection apparatus according to any one of the above.
カメラを、前記複数の半導体ウェーハの積層方向に沿って、前記複数の半導体ウェーハに対して相対移動させるように、前記複数の半導体ウェーハ、および前記カメラの少なくとも一方を移動させる工程と、
前記カメラにより、各半導体ウェーハについて、外縁から10mm以内の外周部を撮影する工程と
前記カメラによる撮影で得られた画像に基づいて、各半導体ウェーハの良否を判定する工程と
を含むことを特徴とする半導体ウェーハの検査方法。 Laminating a plurality of semiconductor wafers apart from each other;
Moving at least one of the plurality of semiconductor wafers and the camera so as to move the camera relative to the plurality of semiconductor wafers along a stacking direction of the plurality of semiconductor wafers;
A step of photographing an outer peripheral portion within 10 mm from an outer edge of each semiconductor wafer by the camera, and a step of judging pass / fail of each semiconductor wafer based on an image obtained by photographing by the camera. Semiconductor wafer inspection method.
前記判定する工程が、前記保存する工程で前記記憶装置に保存された画像に基づいて、各半導体ウェーハの良否を判定する工程を含むことを特徴とする請求項8に記載の半導体ウェーハの検査方法。 The method further includes a step of storing an image obtained by photographing with the camera in a storage device,
9. The semiconductor wafer inspection method according to claim 8, wherein the determining step includes a step of determining pass / fail of each semiconductor wafer based on the image stored in the storage device in the storing step. .
前記撮影する工程は、前記光源により照明光を照射された各半導体ウェーハについて、前記カメラにより、前記外周部を撮影する工程を含むことを特徴とする請求項8または9に記載の半導体ウェーハの検査方法。 Irradiating the plurality of semiconductor wafers with illumination light by a light source disposed on the opposite side of the camera;
The semiconductor wafer inspection according to claim 8, wherein the photographing step includes a step of photographing the outer peripheral portion with the camera for each semiconductor wafer irradiated with illumination light from the light source. Method.
前記積層する工程は、各半導体ウェーハの中心軸線周りの特定の角度位置に、前記オリエンテーションフラット、またはノッチが位置するように、前記複数の半導体ウェーハを配置する工程を含むことを特徴とする請求項8〜11いずれかに記載の半導体ウェーハの検査方法。 An orientation flat or notch is formed in each of the plurality of semiconductor wafers,
The step of laminating includes the step of arranging the plurality of semiconductor wafers such that the orientation flat or notch is positioned at a specific angular position around a central axis of each semiconductor wafer. The inspection method of the semiconductor wafer in any one of 8-11.
前記各半導体ウェーハの良否を判定する工程は、当該半導体ウェーハの全体について良否を判定する工程を含むことを特徴とする請求項8〜12のいずれかに記載の半導体ウェーハの検査方法。 The step of photographing includes a step of photographing the outer peripheral portion for a part of the circumferential direction of the semiconductor wafer,
The method for inspecting a semiconductor wafer according to any one of claims 8 to 12, wherein the step of determining pass / fail of each semiconductor wafer includes a step of determining pass / fail of the entire semiconductor wafer.
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