JP7074036B2 - 貼付物の検査方法および半導体ウェーハの内装方法 - Google Patents

Description

本発明は、貼付物の検査方法および半導体ウェーハの内装方法に関する。

製造したシリコンウェーハなどの半導体ウェーハを出荷して輸送する際に、これら半導体ウェーハを収容するウェーハ搬送容器として、ＦＯＳＢ（Front Opening Shipping Box）が知られている（例えば、特許文献１～３参照）。ＦＯＳＢは、ＳＥＭＩ規格Ｍ３１で標準化されている。

図１は、一般的なＦＯＳＢの一例の分解斜視図を示している。この図に示すＦＯＳＢ１００は、樹脂製の透明な容器であり、複数枚の半導体ウェーハＷを互いに平行に収容可能な容器本体１０と、該容器本体１０の開口部に着脱自在に嵌め合わされる蓋部２０と、ドアクッション３０とを備える。

容器本体１０の内部には、左右一対の支持片１２が複数対、上下方向に所定の間隔で配列されており、この支持片１２の間に複数枚の半導体ウェーハＷが互いに平行に収容される。また、ドアクッション３０（「フロントリテーナ」とも称される。）は、枠体３２、弾性片３４および複数対の溝付きブロック３６を有し、蓋体２０の内側に着脱可能に取り付けられている。

そして、蓋体２０が容器本体１０に嵌め合わされると、一対の溝付きブロック３６の溝部分に半導体ウェーハＷの端部が挿入され、弾性片３４の弾性力によって、溝付きブロック３６が半導体ウェーハＷを容器本体１０に押し付け固定する。このように半導体ウェーハＷを収容したＦＯＳＢ１００は、陸路、空路、海路といったあらゆる経路で輸送される。

特開２００５－３５３８９８号公報 特表２００５－５１８３１８号公報 特表２０１４－５２７７２１号公報

図２は、上述のように複数枚の半導体ウェーハＷが収容されたウェーハ搬送容器１００が出荷されるまでに行われる従来の半導体ウェーハＷの内装方法のフローを示している。まず、ステップＳ１において、上述のように複数枚の半導体ウェーハＷが収容されたウェーハ搬送容器（製品）１００を受け入れる。次に、ステップＳ２において、ウェーハ搬送容器１００に、製品情報やレーザーマークの情報などが表示されたラベルを貼付する。

続いて、ステップＳ３において、上記ラベルが貼付されるべき面に貼付されているか否かを目視で確認し、ラベルが貼付されるべき面に貼付されていない場合には、ラベルを剥がして貼付されるべき面に貼り直す。一方、ラベルが貼付されるべき面に貼付されている場合には、ステップＳ４において、ウェーハ搬送容器１００を透明袋に内装し、透明袋を介してウェーハ搬送容器１００に乾燥剤を貼付する。

次に、ステップＳ５において、乾燥剤が貼付されるべき面に貼付されているか否かを目視で確認し、乾燥剤が貼付されるべき面に貼付されていない場合には、乾燥剤を剥がして貼付されるべき面に貼り直し、必要であれば再度検査を行う。一方、乾燥剤が貼付されるべき面に貼付されている場合には、ステップＳ６において、ウェーハ搬送容器１００をアルミニウム袋などの袋に内装する。こうして内装作業が終了した後に、半導体ウェーハＷは出荷される。

上述のように、図２に示した従来の半導体ウェーハＷの内装方法のフローにおいては、ラベルや乾燥剤などの貼付物が貼付されるべき面に貼付されているか否かの判定は、作業者の目視確認により行われていた。そのため、貼付物が誤った面に貼付されているウェーハ搬送容器１００が見逃されてしまう場合があった。

そこで、本発明の目的は、半導体ウェーハが収容されたウェーハ搬送容器に貼付された貼付物がその貼付されるべき面に貼付されているか否かを従来よりも正しく判定できる貼付物の検査方法および半導体ウェーハの内装方法を提案することにある。

上記課題を解決する本発明の要旨構成は、以下の通りである。

［１］複数枚の半導体ウェーハを収容して搬送するための透明なウェーハ搬送容器に貼付物がその貼付されるべき面に貼付されているか否かを検査する方法であって、
低照度下で前記ウェーハ搬送容器の少なくとも前記貼付されるべき面を撮像する撮像工程と、
得られた画像に対して少なくとも二値化処理を施す画像処理工程と、
少なくとも二値化処理が施された前記画像に基づいて前記貼付物が前記貼付されるべき面に貼付されているか否かを判定する判定工程と、
を有することを特徴とする貼付物の検査方法。

［２］前記撮像工程は、５０ルクス以上３００ルクス以下の照度下で行う、前記［１］に記載の貼付物の検査方法。

［３］前記判定工程は、前記貼付物が前記貼付されるべき面における予め定められた領域内に配置されているか否かを判定する位置判定工程を含む、前記［１］または［２］に記載の貼付物の検査方法。

［４］前記判定工程は、前記貼付物が予め定められた向きで貼付されているか否かの判定を行う配向判定工程を含む、前記［１］～［３］のいずれか一項に記載の貼付物の検査方法。

［５］前記貼付物はラベルである、前記［１］～［４］のいずれか一項に記載の貼付物の検査方法。

［６］前記貼付物は乾燥剤であり、前記ウェーハ搬送容器は透明袋に収容されており、前記乾燥剤は前記透明袋を介して前記ウェーハ搬送容器に貼付されている、前記［１］～［４］のいずれか一項に記載の貼付物の検査方法。

［７］複数枚の半導体ウェーハが収容されたウェーハ搬送容器にラベルを貼付し、前記［１］～［６］のいずれかに記載の方法によって、前記ラベルがその貼付されるべき面に貼付されているか否か判定し、
前記ラベルがその貼付されるべき面に貼付されていると判定された場合に、前記ウェーハ搬送容器を透明袋に内装した後、乾燥剤を前記透明袋を介して前記ウェーハ搬送容器に貼付し、前記［１］～［６］のいずれかに記載の方法によって、前記乾燥剤がその貼付されるべき面に貼付されているか否か判定し、
前記乾燥剤がその貼付されるべき面に貼付されていると判定された場合に、前記ウェーハ搬送容器を所定の袋に内装することを特徴とする半導体ウェーハの内装方法。

本発明によれば、半導体ウェーハが収容されたウェーハ搬送容器に貼付された貼付物がその貼付されるべき面に貼付されているか否かを従来よりも正しく判定できる。

一般的なＦＯＳＢの一例の分解斜視図である。 従来の半導体ウェーハの内装方法のフローである。 本発明による貼付物の検査方法のフローである。 ラベルの画像の一例であり、（ａ）は二値化処理前の画像、（ｂ）は二値化処理後の画像をそれぞれ示している。 乾燥剤の画像の一例であり、（ａ）は二値化処理前の画像、（ｂ）は二値化処理後の画像をそれぞれ示している。 本発明による半導体ウェーハの内装方法のフローである。

（貼付物の検査方法）
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図３は、本発明による貼付物の検査方法のフローを示している。本発明による貼付物の検査方法は、複数枚の半導体ウェーハＷを収容して搬送するための透明なウェーハ搬送容器１００に貼付物がその貼付されるべき面に貼付されているか否かを検査する方法であり、低照度下でウェーハ搬送容器１００の少なくとも上記貼付されるべき面を撮像する撮像工程（ステップＳ１１）と、得られた画像に対して少なくとも二値化処理を施す画像処理工程（ステップＳ１２）と、少なくとも二値化処理が施された画像に基づいて貼付物が上記貼付されるべき面に貼付されているか否かを判定する判定工程（ステップＳ１３）とを有することを特徴とする。

上述のように、作業者の目視確認に依存する従来の貼付物の検査方法においては、ヒューマンエラーによって貼付物が誤った面に貼付されている場合にも見逃すおそれがある。そこで、本発明者は作業者に依存しないで検査する方法を検討し、その結果、撮像装置によってウェーハ搬送装置１００の貼付物が貼付されるべき面を撮像し、得られた画像を解析することによって検査することに想到した。

しかし、ウェーハ搬送装置１００のラベルが貼付された面を撮像してみたところ、ラベルや乾燥剤を認識することが困難な場合があることが判明した。本発明者らの検討の結果、これは、半導体ウェーハＷの表面が鏡面研磨されているため、照明が点灯された明るい環境の下で撮像を行うと、ウェーハＷの表面に背景や作業者が映り込んだり、照明からの光が反射したりしたためであることが分かった。

そこで本発明者らは、上述のような撮像時の背景の映り込みや照明からの光の反射を抑制する方途について鋭意検討した。その結果、上記ウェーハ搬送容器１００の撮像を低照度下で行うことが極めて有効であることを見出し、本発明を完成させたのである。以下、各工程について説明する。

まず、ステップＳ１１において、低照度下でウェーハ搬送容器１００の少なくとも貼付物が貼付されるべき面を撮像する（撮像工程）。

本発明において検査する対象である貼付物は、半導体ウェーハＷの内装作業の際にウェーハ搬送容器１００に貼付されるものであり、ラベルや乾燥剤などが挙げられる。ラベルには、品番や出荷ロットナンバーなどの製品情報が表示された製品ラベルやレーザマークの情報が表示されたレーザーマークシート、製品情報が表示されたバーコードラベルなどがあり、仕様によって貼付されるラベルの種類が異なる。また、どのラベルをどの面に貼付するかについても仕様によって異なり、面上の位置（領域）まで指定される場合もある。このように、貼付されるラベルの種類と配置の組み合わせは多種多様であり、この多様さが、作業者によるヒューマンエラーの大きな原因となっていた。

また、乾燥剤は、半導体ウェーハＷの搬送時に空気中の水分による湿害から半導体ウェーハＷを保護するために貼付されるものであり、上述のように、ウェーハ搬送容器１００を透明袋に内装した後、ウェーハ搬送容器１００に貼付される。

本発明においては、上記撮像工程を低照度下で行うことが肝要である。これにより、上述のような背景の映り込みや反射を大きく抑制することができる。具体的には、撮像工程は、５０ルクス以上３００ルクス以下の照度下で行うことが好ましい。これにより、背景の映り込みや反射をより抑制して、貼付物の検出をより容易に行うことができる。上記撮像工程は、最も好ましくは１２０ルクスの照度下で行う。

上記撮像工程における照度の調節は、例えば照明装置として明るさを細かく調節することが可能なものを用いることによって行うことができる。また、照明装置の明るさを調節することができない場合には、例えば遮光カーテンなどを用いて照明装置から撮像対象のウェーハ搬送容器１００に入射する光を調節することによって行うことができる。

撮像工程は、貼付物がラベルの場合には、ウェーハ搬送容器１００を透明袋に内装するラインの上流に、ＣＣＤカメラなどの撮像装置を配置することによって行うことができる。また、貼付物が乾燥剤の場合には、上記ウェーハ搬送容器１００を透明袋に内装するラインと、その下流のウェーハ搬送容器１００をアルミニウム袋に内装するラインとの間に撮像装置を配置することによって行うことができる。

次に、ステップＳ１２において、ステップＳ１１にて得られた画像に対して、少なくとも二値化処理を施す（画像処理工程）。二値化処理に用いる閾値は、例えば画像における各画素の輝度値情報を取得し、得られた輝度値の分布から適切な閾値を決定することができる。また、予め多数枚の画像に対して二値化処理を施し、ラベルや乾燥剤を検出可能な閾値を経験的に求めておき、求めた閾値を用いて二値化処理を行うことができる。さらに、判別分析法などにより分離度が最大となる閾値を用いて二値化処理を行うことができる。

図４は、ラベルの画像の一例を示しており、（ａ）は二値化処理前の画像、（ｂ）は二値化処理後の画像をそれぞれ示している。ラベルは白を基調としたものが多いため、図４に示すように、ラベルは周囲に比べて白く表示されるのに対して、ラベルの周囲の領域は黒く表示される。

また、図５は、乾燥剤の画像の一例を示しており、（ａ）は二値化処理前の画像、（ｂ）は二値化処理後の画像をそれぞれ示している。乾燥剤についても白を基調としたものが多いため、乾燥剤は周囲に比べて白く表示されるのに対して、ラベルの周囲の領域は黒く表示される。なお、図５においては、乾燥剤の領域以外にも白い領域が存在するが、ラベルのサイズや形状などの情報から、後述するステップＳ１３において乾燥剤の有無を判定することができる。

なお、上記二値化処理に加えて、微分処理などの他の適切な処理を行って、画像におけるラベルの検出をより容易にするようにしてもよい。

続いて、ステップＳ１３において、ステップＳ１２にて得られた少なくとも二値化処理が施された画像に基づいて、貼付物が貼付されるべき面に貼付されているか否かを判定する（判定工程）。上記ステップＳ１２にて得られた画像では、ラベルや乾燥剤などの貼付物の輪郭付近で画像の輝度値が急激に変化する。そこで、こうした輝度値の変化を利用して、画像における貼付物の領域を検出することができる。

具体的には、二値化処理後の画像における各画素の輝度値情報を取得し、隣接する画素との輝度値の差が所定の閾値を超える画素を検出して、貼付物の領域と推定される領域を求める。そして、ラベルの種類や表示内容、サイズ、形状、貼付すべき面および面上の位置などのデータベースを予め作成しておき、上述のように推定された貼付物の領域のサイズなどから、貼付物が貼付すべきウェーハ搬送容器１００の面に貼付されているか否かを判定することができる。

なお、貼付物が貼付されるべき面上の位置（領域）が予め定められている場合には、貼付物の面上の位置を特定することによって、位置（領域）に配置されているか否かについても判定することができる（位置判定工程）。貼付物の位置が誤っていると判定された場合には、貼付物を剥がして上記領域内に貼り直し、必要であれば再度検査を行うことができる。

また、貼付された貼付物の向きが予め定められている場合には、貼付物の形状に基づいて、あるいは二値化処理後の画像における貼付物領域の情報（例えば、文字や数字）を取得し、その向きに基づいて、貼付物が予め定められた向きで貼付されているか否かを判定することができる（配向判定工程）。貼付物の向きが誤っていると判定された場合には、貼付物を剥がして正しい向きで貼り直し、必要であれば再度検査を行うことができる。

（半導体ウェーハの内装方法）
次に、本発明による半導体ウェーハの内装方法について説明する。図６は、本発明による半導体ウェーハの内装方法のフローを示している。本発明による半導体ウェーハの内装方法は、複数枚の半導体ウェーハが収容されたウェーハ搬送容器にラベルを貼付（ステップＳ２２）し、上述した本発明による貼付物の検査方法によって、ラベルがその貼付されるべき面に貼付されているか否か判定する（ステップＳ２３～Ｓ２５）。そして、ラベルがその貼付されるべき面に貼付されていると判定された場合に、ウェーハ搬送容器を透明袋に内装した後、乾燥剤を上記透明袋を介してウェーハ搬送容器に貼付し（ステップＳ２６）、上述した本発明による貼付物の検査方法によって、乾燥剤がその貼付されるべき面に貼付されているか否か判定し（ステップＳ２７～Ｓ２９）、乾燥剤がその貼付されるべき面に貼付されていると判定された場合にウェーハ搬送容器を所定の袋に内装する（ステップＳ３０）ことを特徴とする。以下、各工程について説明する。

まず、ステップＳ２１において、複数枚の半導体ウェーハが収容されたウェーハ搬送容器１００を受け付ける。

次に、ステップＳ２２において、製品情報やレーザ－マークの情報などが記載されたラベルをウェーハ搬送容器１００に貼付する。ラベルの貼付は、機械で行ってもよいし、作業者が行ってもよい。

続くステップＳ２３～Ｓ２５は、上述した本発明による貼付物の検査方法のステップＳ１１～Ｓ１３に対応する工程であり、説明を省略する。これらのステップＳ２３～Ｓ２５により、ラベルがその貼付されるべき面に貼付されているか否か判定することができる。ラベルが貼付されるべき面に貼付されていないと判定された場合には、ラベルを剥がして貼付されるべき面に貼り直し、必要であれば再度検査を行うことができる。

一方、ラベルが貼付されるべき面に貼付されていると判定された場合には、ステップＳ２６に進み、ウェーハ搬送容器１００を透明袋に内装し、透明袋を介してウェーハ搬送容器１００に乾燥剤を貼付する。乾燥剤の貼付は、機械で行ってもよいし、作業者が行ってもよい。

続くステップＳ２７～Ｓ２９は、上述した本発明による貼付物の検査方法のステップＳ１１～１３に対応する工程であり、説明を省略する。これらステップＳ２７～Ｓ２９により、乾燥剤がその貼付されるべき面に貼付されているか否か判定することができる。乾燥剤が貼付されるべき面に貼付されていないと判定された場合には、乾燥剤を剥がして貼付されるべき面に貼り直し、必要であれば再度検査を行うことができる。

一方、乾燥剤が貼付されるべき面に貼付されていると判定された場合には、ステップＳ３０に進み、ウェーハ搬送容器１００を所定の袋に内装する。所定の袋としては、湿気を遮断してウェーハ品質に影響を与えないようにする点から、アルミニウム袋や透明防湿袋などを用いることができる。こうして内装作業が終了する。内装された半導体ウェーハＷは出荷されて所定の目的地に搬送される。

本発明によれば、半導体ウェーハが収容されたウェーハ搬送容器に貼付された貼付物がその貼付されるべき面に貼付されているか否かを従来よりも正しく判定できるため、半導体ウェーハ製造業において有用である。

１０ 容器本体
１２ 支持片
２０ 蓋体
３０ ドアクッション
３２ 枠体
３４ 弾性片
３６ 溝付きブロック
１００ ＦＯＳＢ（ウェーハ搬送容器）
Ｗ 半導体ウェーハ

Claims (6)

1. 複数枚の半導体ウェーハを収容して搬送するための透明なウェーハ搬送容器に貼付物がその貼付されるべき面に貼付されているか否かを検査する方法であって、
   ５０ルクス以上３００ルクス以下の照度下で前記ウェーハ搬送容器の少なくとも前記貼付されるべき面を撮像する撮像工程と、
   得られた画像に対して少なくとも二値化処理を施す画像処理工程と、
   少なくとも二値化処理が施された前記画像に基づいて前記貼付物が前記貼付されるべき面に貼付されているか否かを判定する判定工程と、
   を有することを特徴とする貼付物の検査方法。
2. 前記判定工程は、前記貼付物が前記貼付されるべき面における予め定められた領域内に配置されているか否かを判定する位置判定工程を含む、請求項１に記載の貼付物の検査方法。
3. 前記判定工程は、前記貼付物が予め定められた向きで貼付されているか否かの判定を行う配向判定工程を含む、請求項１または２に記載の貼付物の検査方法。
4. 前記貼付物はラベルである、請求項１～３のいずれか一項に記載の貼付物の検査方法。
5. 前記貼付物は乾燥剤であり、前記ウェーハ搬送容器は透明袋に収容されており、前記乾燥剤は前記透明袋を介して前記ウェーハ搬送容器に貼付されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の貼付物の検査方法。
6. 複数枚の半導体ウェーハが収容されたウェーハ搬送容器にラベルを貼付し、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法によって、前記ラベルがその貼付されるべき面に貼付されているか否か判定し、
   前記ラベルがその貼付されるべき面に貼付されていると判定された場合に、前記ウェーハ搬送容器を透明袋に内装した後、乾燥剤を前記透明袋を介して前記ウェーハ搬送容器に貼付し、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法によって、前記乾燥剤がその貼付されるべき面に貼付されているか否か判定し、
   前記乾燥剤がその貼付されるべき面に貼付されていると判定された場合に、前記ウェーハ搬送容器を所定の袋に内装することを特徴とする半導体ウェーハの内装方法。

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