JP2890082B2 - ウエーハの検査方法及び装置 - Google Patents

ウエーハの検査方法及び装置

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JP2890082B2 JP35806191A JP35806191A JP2890082B2 JP 2890082 B2 JP2890082 B2 JP 2890082B2 JP 35806191 A JP35806191 A JP 35806191A JP 35806191 A JP35806191 A JP 35806191A JP 2890082 B2 JP2890082 B2 JP 2890082B2
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克夫 吉沢
守 岡田
好 大木
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Shin Etsu Handotai Co Ltd
Nagano Electronics Industrial Co Ltd
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Shin Etsu Handotai Co Ltd
Nagano Electronics Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、研磨工程の中間過程で
ウエーハの表面を観察する検査方法および検査装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】ウエーハは、SiやGeのような単体元
素、3−5族や2−6族化合物に代表される化合物半導
体の単結晶から製造され、各種エレクトロニクス製品を
製造するための重要な素材となっている。
【0003】その代表的製品であるSiウエーハを例に
挙げれば、その鏡面上に形成される半導体素子の集積度
は年々向上し、それに伴ってウエーハ鏡面の平坦度や表
面粗さ、微粒子や不純物による汚染への対策は、留まる
ことのない重要課題となっている。
【0004】斯かるウエーハは、例えばCZ法によって
引き上げ製造された単結晶の棒を、円筒研削した後、所
定の厚さにスライスして円板を得、以下、面取り、ラッ
ピング、エッチング、熱処理等の諸工程を経た後、更に
鏡面研磨、洗浄、乾燥等の工程を経て製造される鏡面ウ
エーハの略称である。尚、最終工程の鏡面研磨や洗浄は
数段階のステップで行なわれ、ウエーハ製品としての品
質は、この最終工程で決定づけられる。
【0005】ところで、前記鏡面研磨において、現在最
も一般的に行なわれている方法は、ウエーハの片面のみ
を研磨する片面鏡面研磨方法である。同方法において
は、研磨中のウエーハを固定する手段として、ワックス
マウント方式が通常採用されている。
【0006】その研磨装置の概略構成を図2に示すが、
該研磨装置においては、ガラス又はセラミック材から成
る円板状のプレート5の表面に、研磨されるべきウエー
ハ4が接着剤(ワックス)3によって接着固定され、該
ウエーハ4の研磨面が、研磨布2を貼着したターンテー
ブル1上に、トップリング6を介し押し付けられる。
【0007】そして、上記状態から研磨布2の面にスラ
リー(研磨剤)7を供給しながら、ターンテーブル1を
強制回転させると、プレート5とトップリング6が連れ
回り、プレート5に保持されたウエーハ4と研磨布2相
互の擦り合せ運動によりウエーハ4の表面が鏡面研磨さ
れる。尚、図中、8はガイドローラーであって、これは
プレート5の周囲に複数配され、プレート5の位置合せ
と、同プレート5の径方向外方への飛び出しを防ぐ役割
を果たす。
【0008】而して、上記鏡面研磨は、研磨布2やスラ
リー7、その他の条件を変更しながら、数次の段階に分
けて行なわれている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記工
程を経て製造されたウエーハ製品について、その鏡面を
微分干渉顕微鏡で観察するとき、その面に1μm以上の
周期(波長)で凹凸を成すサザ波状の面荒れを認めるこ
とがある。
【0010】上記の場合には、ウエーハを研磨工程まで
フィードバックして対処しなければならず、該ウエーハ
に対して今までに施された研磨後の処理が無駄になるば
かりか、フィードバックによる再研磨という不利益を生
じる。又、異常発生の原因究明が遅れ、即座に適切な処
置を施すことも不可能である。
【0011】そのため、従来は鏡面研磨工程における1
次や2次研磨の段階で、研磨中のウエーハを研磨装置の
プレートから剥してこれを洗浄乾燥させた後、その表面
を検査し、該ウエーハを再びプレートに接着し直してそ
の表面を研磨するという手間を掛けていた。
【0012】ところが、上記手法を採る場合、上述のよ
うな手間が掛るという問題の他、ウエーハに対する洗浄
乾燥が不完全である場合には、スラリーがウエーハ表面
に焼付き、それに起因すると見られる新たな面異常が発
生したり、自然酸化膜が形成されたり、更には、ウエー
ハハンドリング時の擦れによってウエーハ表面に新たな
傷が発生し、ウエーハの品質が無用の悪影響を受ける虞
れがあるという問題が発生する。
【0013】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、従来のウエーハの検査方法を
大幅に簡略化すると同時に、ウエーハ製造工程中におけ
る無駄を無くして生産効率を高めることができるウエー
ハの検査方法、およびこれを実施するのに好適な検査装
置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明に係るウエーハの検査方法は、ウエーハをプレート
上に接着固定した状態で、該ウエーハの接着固定面とは
反対側の面を、平面状態の研磨布又は砥石に押し当て、
相互の擦り合せ運動により当該ウエーハの表面を研磨す
る研磨工程の中間過程で、前記プレートを取り外してこ
れに固定されたウエーハをその研磨面を上にした状態で
プレートと共に水中に浸漬せしめ、微分干渉顕微鏡で水
中のウエーハの表面を観察することを特徴とする。
【0015】また、本発明に係るウエーハの検査装置
は、表面を研磨するべきウエーハを接着固定したプレー
トが貯留水中に浸漬せしめられる水槽と、水中レンズお
よびCCDカメラを備え前記水槽の近傍に配された微分
干渉顕微鏡と、該微分干渉顕微鏡および前記CCDカメ
ラの作動を自動制御するコンピュータと、前記CCDカ
メラに連絡されたCRTモニターとを設けてなり、前記
微分干渉顕微鏡で観察されたウエーハの表面状態を前記
CCDカメラを介して前記CRTモニターに表示させる
ようにしたことを特徴とする。
【0016】上記検査装置では、前記水槽が貯留水中に
前記プレートを水平方向に姿勢を保って浸漬しうるもの
であり、前記微分干渉顕微鏡が、前記コンピュータで作
動が自動制御されるX軸ステージおよびY軸ステージに
より水平方向に2次元的に移動してウエーハ表面を走査
しうるものであることが好ましい。
【0017】
【作用】本発明によれば、ウエーハの研磨工程の途中
で、ウエーハをプレートに接着したまま、その表面を微
分干渉顕微鏡で直ちに観察することができるため、検査
用のウエーハをプレートより剥離してこれを洗浄乾燥す
る手間が省かれ、その手間による新たなウエーハ表面の
面異常や傷の発生を防ぐことができるとともに、ウエー
ハの研磨面に面荒れや面異常が発生した場合には、その
場で即座にその原因を究明して適切な処置を施すことが
できる。従って、従来のような工程的な無駄が発生する
ことがなく、生産効率が高められる。
【0018】又、観察はウエーハを水中に浸漬させた状
態でなされるため、該ウエーハ表面の汚染が防がれる。
【0019】
【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
【0020】図1は本発明に係るウエーハの検査装置の
斜視図である。
【0021】図1において、枠構造を成す基台11の上
方には可視光(タングステン光源)を用いた非接触式の
微分干渉顕微鏡12がX軸ステージ13及びY軸ステー
ジ14に沿って、したがって水平方向かつ2次元的に移
動自在に設置されている。すなわち、微分干渉顕微鏡1
2は、不図示のモータによって駆動されるボールネジ機
構によって前記X軸ステージ13及びY軸ステージ14
に沿って移動せしめられるようになっている。また、微
分干渉顕微鏡12にはCCDカメラ15が接続されてい
る。
【0022】又、前記基台11上には底面が水平方向に
沿う水槽16が設置されており、該水槽16内には純水
が収容されている。
【0023】更に、基台11上の水槽16の側方には、
微分干渉顕微鏡12、X軸ステージ13、Y軸ステージ
14及びCCDカメラ15の各作動を制御するための操
作制御コンピュータ17と、ウエーハ4の表面状態を所
定の倍率で表示するためのCRTモニター18とが設け
られている。尚、微分干渉顕微鏡12の先部に取り付け
られた水中レンズ19は防水処理されており、この部分
への水の浸入が防がれる。
【0024】而して、研磨工程の途中で、プレート5上
にワックスにより接着固定されたウエーハ4は、その表
面を水平方向に沿わせてプレート5と共に水槽16内の
純水中に浸漬せしめられる。すると、操作制御コンピュ
ータ17に予め入力されたプログラムに従ってX軸、Y
軸ステージ13,14が駆動され、微分干渉顕微鏡12
はこれらのステージに沿って水平方向に移動して各ウエ
ーハ4を走査し、各ウエーハ4は微分干渉顕微鏡12に
よってその表面状態(表面粗さ)が観察され、その観察
像はCCDカメラ15によってキャッチされてCRTモ
ニター18に表示される。
【0025】従って、作業者はCRTモニター18に表
示されるウエーハ4の表面状態を観察することができ、
ウエーハ4の研磨面にサザ波状の面荒れや面異常が発生
した場合には、その場で即座にその原因を究明すること
ができるとともに、ウエーハ4をプレート5に接着した
まま水から引き上げてこれを研磨装置に再セットし、面
異常が発生した箇所を再研磨する等の適切な処置を施す
ことができる。
【0026】
【発明の効果】以上の説明で明らかな如く、本発明によ
れば、ウエーハの研磨工程の途中で、研磨装置のプレー
トを、これにウエーハを接着した状態で水中に浸漬せし
め、微分干渉顕微鏡で水中のウエーハの表面を観察する
ようにしたため、従来必要としていた、研磨の途中で検
査用のウエーハをプレートより剥離してこれを洗浄乾燥
した後、該ウエーハの表面を検査するという手間や、そ
の検査後に再びウエーハをプレートに接着し直すという
手間を省略することができる。
【0027】 又、斯かる手間に伴うウエーハ表面の新た
な面異常、傷、汚れ等の発生を防ぐことができる。
【0028】 しかも、ウエーハ研磨の途中で、ウエーハ
の研磨面を簡単に検査することができるため、面の異常
発生時における原因の究明や適切な処置を即座になし得
て生産効率を高めることができ、その結果、規定の工程
で製品化されたウエーハを検査する段階で、その表面不
良を発見し、再び研磨工程にフィードバックすることに
伴う不利益を無くすことができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るウエーハの検査装置の斜視図であ
る。
【図2】研磨装置の概略構成図である。
【符号の説明】
4 ウエーハ 5 ガラスプレート 11 基台 12 微分干渉顕微鏡 15 CCDカメラ 16 水槽 17 操作制御コンピュータ 18 CRTモニター 19 水中レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大木 好 群馬県安中市磯部2丁目13番1号信越半 導体株式会社 半導体磯部研究所内 (56)参考文献 特開 平4−368146(JP,A) 特開 平4−225229(JP,A) 特開 平4−92443(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/66 G01N 21/88 H01L 21/304

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウエーハをプレート上に接着固定した状
    態で、該ウエーハの接着固定面とは反対側の面を、平面
    状態の研磨布又は砥石に押し当て、相互の擦り合せ運動
    により当該ウエーハの表面を研磨する研磨工程の中間過
    程で、前記プレートを取り外してこれに固定されたウエ
    ーハをその研磨面を上にした状態でプレートと共に水中
    に浸漬せしめ、微分干渉顕微鏡で水中のウエーハの表面
    を観察することを特徴とするウエーハの検査方法。
  2. 【請求項2】 表面を研磨するべきウエーハを接着固定
    したプレートが貯留水中に浸漬せしめられる水槽と、水
    中レンズおよびCCDカメラを備え前記水槽の近傍に配
    された微分干渉顕微鏡と、該微分干渉顕微鏡および前記
    CCDカメラの作動を自動制御するコンピュータと、前
    記CCDカメラに連絡されたCRTモニターとを設けて
    なり、前記微分干渉顕微鏡で観察されたウエーハの表面
    状態を前記CCDカメラを介して前記CRTモニターに
    表示させるようにしたことを特徴とするウエーハの検査
    装置。
  3. 【請求項3】 前記水槽は貯留水中に前記プレートを水
    平方向に姿勢を保って浸漬しうるものであり、前記微分
    干渉顕微鏡は、前記コンピュータで作動が自動制御され
    るX軸ステージおよびY軸ステージにより水平方向に2
    次元的に移動してウエーハ表面を走査しうるものである
    ことを特徴とする請求項2に記載のウエーハの検査装
    置。
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EP0806266A3 (en) * 1996-05-09 1998-12-09 Canon Kabushiki Kaisha Polishing method and polishing apparatus using the same
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JP3946470B2 (ja) 2001-03-12 2007-07-18 株式会社デンソー 半導体層の膜厚測定方法及び半導体基板の製造方法
BRPI0720499A2 (pt) 2006-12-21 2014-02-04 Johnson & Johnson Vision Care Cubeta para lente oftálmica

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