JP3716944B2

JP3716944B2 - Ｖ型ノッチの形状検査装置

Info

Publication number: JP3716944B2
Application number: JP02053696A
Authority: JP
Inventors: 明小池; 康紀金森
Original assignee: 東芝セラミックス株式会社
Priority date: 1996-01-11
Filing date: 1996-01-11
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2016-01-11
Also published as: JPH09191035A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンインゴット及びシリコンウェーハの少なくとも一方の位置決め用Ｖ型ノッチの形状を検査するＶ型ノッチの形状検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、ウェーハには、結晶方位を示すため、オリエンテーション・フラット（オリフラ）が形成されている。
しかし、近年のウェーハの大口径化に伴い、オリフラを形成すると、削除（切断）する面積が多くなって歩留まりが低下するので、これに代えて、図４，図５に示すように、シリコンインゴット３１、シリコンウェーハ３２にＶ型ノッチ３３，３４を形成することが採用されようになっている。
このＶ型ノッチ３３，３４は、シリコンウェーハ３２の面上に加工を施す際の位置決めに用いられるもので、極めて高精度が要求され、通常、図６に示すように、Ｖ字状のなす角度θ₁を９０°（＋５°，−１°）とすると共に、Ｖ字状の交差部がシリコンインゴット３１、シリコンウェーハ３２の軸線Ｏを通る角度θ１の２等分線上に位置し（θ₂＝θ₁／２）、かつ０．９ｍｍの最小ブレンド半径を有する一方、Ｖ型ノッチ３３，３４に直径３ｍｍの整合ピン３５を係合した際に、突出した整合ピン３５の外周とシリコンインゴット３１又はシリコンウェーハ３２の外周との間隔が最大２．３ｍｍ、又、突出した整合ピン３５の外周とＶ字状の交差部との間隔が最小３．０５ｍｍとなるように定められている。
従来、上記Ｖ型ノッチ形状を検査する装置は、製作されておらず、Ｖ型ノッチの検査は、デプスゲージを用いて溝の深さのみを測定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、例えばシリコンインゴットの場合には、Ｖ型ノッチの溝の深さしか測定できず、加工された形状の良否は検査できないので、溝の軸方向の傾斜や不正確な角度によるＶ型ノッチの形状不良があると、半導体製造工程でシリコンウェーハの位置決めが正確に行われず、歩留まり低下の原因となっている。
そこで、本発明は、シリコンインゴット及びシリコンウェーハの少なくとも一方のＶ型ノッチの形状の良否を正確に検査し得るＶ型ノッチの形状検査装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の第１のＶ型ノッチの形状検査装置は、光軸を一致させて基台上に対向配置された２台の撮像装置と、シリコンインゴット及びシリコンウェーハの少なくとも一方をその軸線が上記撮像装置の光軸と平行になるように支持可能になし、両撮像装置の中間へ移動可能に基台に設けられた検査テーブルと、検査テーブルと各撮像装置の中間において撮像装置の光軸上へ移動可能に基台に設けられた２台の照明装置と、各撮像装置から入力されたシリコンインゴット又はシリコンウェーハのノッチ画像と予め入力されている標準形状のノッチ画像とを比較してノッチ形状の良否の判定をするノッチ形状判定装置とを備えることを特徴とする。
第２のＶ型ノッチの形状検査装置は、第１の装置において、前記両撮像装置、検査テーブル、両照明装置及びノッチ形状判定装置を決められた手順に従って動作させる制御装置を備えることを特徴とする。
又、第３のＶ型ノッチの形状検査装置は、第１又は第２の装置において、、前記各撮像装置によるノッチ画像を表示する表示装置を備えることを特徴とする。
一方、前記両撮像装置は、相互に接近離反可能であることが好ましい。
又、前記検査テーブルは、がシリコンインゴットを軸線回りに回転可能に支持する複数の支持ローラ及びシリコンウェーハを支持する支持ブラケットの少なくとも一方を有することが好ましい。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１，図２は本発明に係るＶ型ノッチの形状検査装置の実施の形態の一例を示す斜視図，ブロック図である。
図中１，２は光軸を一致させて基台３上に対向配置されたＣＣＤカメラ等の２台の撮像装置で、両撮像装置１，２は、後述する検査テーブルや照明装置等と協働して検査装置本体４を構成するものであり、焦点合わせを可能とするため、光軸と平行に基台３に敷設したレール５上を移動可能な架台６に支持されると共に、架台６に回転可能に螺入したねじ杆７と、このねじ杆７と連動連結させて基台３に取り付けられた焦点合わせモータ８とからなる駆動機構により、相互に接近離反可能に設けられている。
基台３には、検査テーブル９が垂直なレール１０に案内されると共に、検査テーブル９に回転可能に螺入したねじ杆１１と、このねじ杆１１と連動連結させて基台３に取り付けた高さ調整モータ１２とからなる駆動機構により、両撮像装置１，２の中間へ上下動可能に設けられている。そして、検査テーブル９上には、Ｖ型ノッチを有する円柱状のシリコンインゴット１３をその軸線が撮像装置１，２の光軸と平行になるように支持する２本の支持ローラ１４が搭載され、又、Ｖ型ノッチを有するシリコンウェーハ１５をその軸線が撮像装置１，２の光軸と平行になるように支持する支持ブラケット１６が搭載されており、いずれか一方の支持ローラ１４は、シリコンインゴット１３を軸線回りに回転可能とするため、検査テーブル９に取り付けたインゴット回転モータ７とタイミングプーリやタイミングベルト等の巻掛け伝動手段１８を介して連動連結されている。
又、基台３上には、各撮像装置１，２の照明となる２台の照明装置１９，２０が、撮像装置１，２の光軸と水平面内で直交する方向の照明用シリンダ２１，２２を介して検査テーブル９と各撮像装置１，２の中間において撮像装置１，２の光軸上へ移動可能に設けられている。
更に、基台３上には、各撮像装置１，２によるシリコンインゴット１３やシリコンウェーハ１５のノッチ画像や後述のノッチ形状判定装置による判定結果等を表示する表示装置２３が設置されている一方、基台３内には、各撮像装置１，２から入力されたシリコンインゴット１３やシリコンウェーハ１５のノッチ画像と予め入力されている標準形状のノッチ画像とを比較してノッチ形状の良否を判定するノッチ形状判定装置２４が内蔵され、又、両撮像装置１，２、検査テーブル９、両照明装置１９，２０及びノッチ形状判定装置２４等を後述する手順に従って動作させる制御装置２５が内蔵されている。
【０００６】
上記構成のＶ型ノッチの形状検査装置によって、シリコンインゴット１３のノッチ形状を検査するには、シリコンインゴット１３が検査テーブル９上の支持ローラ１４に載せられると、先ず、高さ調整モータ１２が作動してシリコンインゴット１３の上部が撮像装置１，２の光軸と一致するように検査テーブル９を上下動させる。
次に、一方（図１においては左方）の照明装置１９を照明用シリンダ２１の作動によって撮像装置１，２の光軸上に移動させて点灯させる（図３（ａ）参照）。この状態で他方（図１においては右方）の撮像装置２の焦点は、シリコンインゴット１３の他端（図１においては右端）面付近に合っている。
次いで、インゴット回転モータ１７を作動させ、シリコンインゴット１３のＶ型ノッチのノッチ画像が撮像装置２に入力された瞬間に、インゴット回転モータ１７の作動を停止させて粗位置決めが行われ、更に、インゴット回転モータ１７を適宜に作動させてノッチ画像が表示装置２３の中央付近になるように微位置決めを行う。
そして、シリコンインゴット１３が完全に静止したら、撮像装置２にノッチ画像が取り込まれると共に、ノッチ画像がノッチ形状判定装置２４へ出力され、このノッチ形状判定装置２４により予め入力されている標準形状のノッチ画像と比較して他端面のノッチ形状の良否を判定し、判定結果を表示装置２３で表示する。
次に、一方の照明装置１９を光軸上から移動させると共に、他方の照明装置２０を照明用シリンダ２２の作動によって撮像装置１，２の光軸上へ移動させて点灯させる（図３（ｂ）参照）。
そして、シリコンインゴット１３の一端面付近に焦点が合わせられている一方の撮像装置１にノッチ画像が取り込まれると共に、ノッチ画像がノッチ形状判定装置２４へ出力され、同様にノッチ形状判定装置２４により予め入力されている標準形状のノッチ画像と比較して一端面のノッチ形状の良否を判定し、判定結果を表示装置２３で表示する。
一方、シリコンウェーハ１５のノッチ形状を検査するには、シリコンウェーハ１５がＶ型ノッチを上にして支持ブラケット１６に載せられると、先ず、高さ調整モータ１２が作動してシリコンウェーハ１５のＶ型ノッチが撮像装置１，２の光軸と一致するように検査テーブル９を上下動させる。
次に、他方の照明装置２０を照明用シリンダ２２の作動によって撮像装置１，２の光軸上に移動させて点灯させる（図３（ｃ）参照）。
そして、シリコンウェーハ１５のＶ型ノッチに焦点が合うように移動させた一方の撮像装置１にノッチ画像が取り込まれると共に、ノッチ画像がノッチ形状判定装置２４へ出力され、ノッチ形状判定装置２４により予め入力されている標準形状のノッチ画像と比較してシリコンウェーハ１５のノッチ形状の良否を判定し、判定結果を表示装置２３で表示する。
上述した両撮像装置１，２、検査テーブル９、両照明装置１９，２０及びノッチ形状判定装置２４等の動作は、制御装置２５によって予め決められた手順に従って行われる。
【０００７】
なお、上記Ｖ型ノッチの形状検査装置においては、シリコンインゴット１３とシリコンウェーハ１５の両方のＶ型ノッチを検査する場合について述べたが、これに限定されるものではなく、シリコンインゴット１３又はシリコンウェーハ１５のいずれか一方のみを検査するようにしてもよい。
又、両撮像装置１，２や検査テーブル９等の動作を制御装置２５によって制御する場合に限らず、両撮像装置１，２や検査テーブル９等の動作を手動によって制御するようにしてもよい。
更に、表示装置２３を設けることなく、記録装置を設けるようにしてもよい。更に又、検査テーブル９は、上下動可能に設ける場合に限らず、水平移動させて撮像装置１，２の中間へ移動させるようにしてもよい。
又、両照明装置１９，２０は、水平移動させる場合に限らず、上下移動させて検査テーブル９と各撮像装置１，２の中間において撮像装置１，２の光軸上へ移動可能に設けるようにしてもよい。
【０００８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１のＶ型ノッチの形状検査装置によれば、シリコンインゴット及びシリコンウェーハの少なくとも一方のＶ型ノッチ形状を標準形状と比較して判定できるので、ノッチ形状を正確に検査することができ、ひいては後工程での位置決め不良が減少し、半導体デバイスの歩留まりを向上することができる。
第２のＶ型ノッチの形状検査装置によれば、第１のものの効果の他、検査を自動で行うことができ、生産性を向上することができる。
又、第３のＶ型ノッチの形状検査装置によれば、第１又は第２のものの効果の他、検査の経過及び結果を視認することができる。
一方、両撮像装置が相互に接近離反可能であることにより、シリコンインゴットを載せる際の位置決めを余り正確に行う必要がなくなり、検査を容易に行うことができる。
又、支持ローラを有していることにより、シリコンインゴットを載せる際の位置決めを余り正確に行う必要がなくなり、検査を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＶ型ノッチの形状検査装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】図１のＶ型ノッチの形状検査装置のブロック図である。
【図３】（ａ）は図１のＶ型ノッチの形状検査装置による検査工程の説明図、（ｂ）は図１のＶ型ノッチの形状検査装置による検査工程の説明図、（ｃ）は図１のＶ型ノッチの形状検査装置による検査工程の説明図である。
【図４】Ｖ型ノッチを採用したシリコンインゴットの斜視図である。
【図５】Ｖ型ノッチを採用したシリコンウェーハの斜視図である。
【図６】標準形状のＶ型ノッチの説明図である。
【符号の説明】
１撮像装置
２撮像装置
３基台
９検査テーブル
１３シリコンインゴット
１４支持ローラ
１５シリコンウェーハ
１６支持ブラケット
１９照明装置
２０照明装置
２３表示装置
２４ノッチ形状判定装置
２５制御装置

Claims

光軸を一致させて基台上に対向配置された２台の撮像装置と、シリコンインゴット及びシリコンウェーハの少なくとも一方をその軸線が上記撮像装置の光軸と平行となるように支持可能になし、両撮像装置の中間へ移動可能に基台に設けられた検査テーブルと、検査テーブルと各撮像装置の中間において撮像装置の光軸上へ移動可能に基台に設けられた２台の照明装置と、各撮像装置から入力されたシリコンインゴット又はシリコンウェーハのノッチ画像と予め入力されている標準形状のノッチ画像とを比較してノッチ形状の良否の判定をするノッチ形状判定装置とを備えることを特徴とするＶ型ノッチの形状検査装置。
前記両撮像装置、検査テーブル、両照明装置及びノッチ形状判定装置を決められた手順に従って動作させる制御装置を備えることを特徴とする請求項１記載のＶ型ノッチの形状検査装置。
前記各撮像装置によるノッチ画像を表示する表示装置を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のＶ型ノッチの形状検査装置。
前記両撮像装置が相互に接近離反可能であることを特徴とする請求項１，２又は３記載のＶ型ノッチの形状検査装置。
前記検査テーブルがシリコンインゴットを軸線回りに回転可能に支持する複数の支持ローラ及びシリコンウェーハを支持する支持ブラケットの少なくとも一方を有することを特徴とする請求項１，２，３又は４記載のＶ型ノッチの形状検査装置。