JPH1183749A - 半導体検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ＣＣＤカメラを利用した半導体検査装置にお
いて、照明コストの増大を抑制しつつ撮像環境における
十分な明るさの確保し、検査でのスループットを短くす
ることを可能とする。 【解決手段】 二つの照明器具よりなる照明４を具備す
るＣＣＤカメラ３を装着して被検査体２の裏面に照明光
５を集光し、ＣＣＤカメラ３の撮像を可能とする集光部
材６を具備して構成する。そして、この集光部材６は、
側壁部分７と開口部分８とからなるカップ形状を有し、
被検査体２を支持して開口部分８に装着することが可能
であり、また、側壁部分７を用いて開口部分８にある被
検査体２に照明光５を集光し、更にＣＣＤカメラ３を開
口部分８と対向する側壁部分７に装着して、ＣＣＤカメ
ラ３の撮像を可能とするように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造に使用す
るウエハ等の基板を被検査体として、その上の欠陥、異
物等の検出を行う半導体検査装置に関するものであり、
特にウエハ等被検査体の半導体が形成される表の面に対
し、裏面上のキズ、異物、レジスト付着異物等の異常の
検出を行う半導体検査装置に関するものである。

【０００２】近年の半導体の製造分野においては、使用
する基板の大口径化や、その上に形成される回路パター
ンの微細化が進み、更に、製造されるＬＳＩが高密度
化、高集積化、高性能化するにつれて、ウエハプロセス
中で発生する異物やパターン欠陥などが製品の歩留りや
信頼性に及ぼす影響は非常に大きいものとなっている。
また、半導体製造工程における汚染の発生源には、製
造ラインの環境、プロセス材料、装置構造・材質、
作業員からの影響、等が挙げられるが、クリーンルー
ムや材料の高清浄化が進んだ結果、ウエハ上の異物に関
しては、その９０％は製造装置や工程に起因するもので
あると言われている。

【０００３】そこで、高い生産性を達成して、それを維
持するためには、検査装置を有効に使用し、製造ライン
の状態を的確にモニタリングすることが必要不可欠にな
っている。また、現状では、半導体デバイスが直接に形
成されるウエハ表面の欠陥や異物などの検査が重要視さ
れているが、今後、今以上の回路パターンの微細化が進
むことが予想され、そうした場合にウエハ裏面のキズや
異物等の異常によって生じるステッパのフォーカスのず
れ等が今以上に問題となり、製品の歩留りや信頼性に大
きく影響することが予想される。

【０００４】従って、ウエハ裏面についてもその検査は
非常に重要なものとなる。

【０００５】

【従来の技術】ウエハ裏面の異常により発生する問題と
は具体的に説明すると、半導体製造装置の排気不良や裏
面洗浄不良などにより発生した異物、薬品残又はキズ等
がプロセス処理されたウエハ裏面上に残留した場合に生
じるものであり、即ち、上記したような異物によるステ
ッパーのフォーカスずれや、以後の工程で生じる裏面か
らの脱離と表面への再付着のことである。

【０００６】これらは何れも製造される半導体デバイス
のデバイス特性に影響を与える原因となりうるものであ
る。従来、ウエハ表面に対してウエハの裏面検査につい
ては、確固たる検査方法は確立されておらず、従って検
査装置も十分ではなく、もっぱら検査員の技能に依存し
ており、検査員がウエハ保持用のカセットから検査の必
要なウエハを一枚ずつ抜き出し、目視にてその検査を行
うというものが主流であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、ウエハの裏面
検査は、その検査精度を常に一定に保つことは困難であ
り、ウエハ裏面の異常を見逃し、結果として上記の問題
を引き起こし、半導体の素子特性を低下させてしまうこ
とがあった。また、検査員による目視検査では、スルー
プットが悪く、更にハンドリングによる作業であるた
め、検査のためにカセットからウエハを抜き出す際にキ
ズを生じさせてしまうこともある。

【０００８】そして、目視検査において作業員にかかる
負担はことのほか大きく、作業効率を現状以上に高める
ことも困難である。こうした状況のもと、作業員による
裏面検査の負担を軽減し、その効率を高めるために自
動顕微鏡の使用、ウエハハンドリングロボットを用い
たウエハのハンドリングと作業員の目視検査中における
支持、などが検討されている。

【０００９】しかし、については、半導体素子が形成
される表面へのキズを回避するためにウエハを裏返し状
態にして検査することができず、十分な検査をすること
はできない。については、ハンドリングの負担は軽減
されるが、以前として目視検査は必要であり、これを用
いることの効果はもともと小さい。

【００１０】そこで、検討されたのが、ＣＣＤカメラ
を用いた測定である。については、ウエハの支持の方
法は多様であり、表面にキズを付けることはなく、例え
ばのウエハハンドリングロボット等と併用すれば、か
なり効果的な検査、特に自動検査が可能となる。しか
し、現状では以下の点が問題となる。

【００１１】つまり、通常の検査条件では明るさが不足
し、ウエハの一部の微小な領域のみしか撮像・観察でき
ないことである。従って、一回若しくは少ない回数での
観察では、必要な裏面全面の検査は困難であり、検査す
るスループットがかかりすぎてしまう。この問題を回避
するために、その検査環境の明るさの向上なども考えら
れるが、満足なＣＣＤカメラの撮像／検査を行うまでに
照明の強度を高めることは、照明にかかる、ひいては検
査にかかるコストの増大を引き起こし、結果的にコスト
的な新たな問題を招くこととなり、満足な解決は得られ
ない。

【００１２】そこで、ＣＣＤカメラを利用した自動検査
において、検査環境での十分な明るさの確保とコスト増
大抑制の両立、そして検査でのスループットの向上が課
題となる。以上より、本発明の目的は、上記の課題を解
決した新規な半導体検査装置を提供することである。

【００１３】また、本発明の別の目的は、ＣＣＤカメラ
を利用して検査の自動化を可能とすると共に、十分な測
定環境の明るさを確保し、スループットの向上が可能な
半導体検査装置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
被検査体の検査面の撮像をするＣＣＤカメラと、該検査
面を照らす照明と、を備えて該検査面を検査する半導体
検査装置において、該ＣＣＤカメラを装着すると共に該
被検査体の検査面に該照明からの照明光を集光し、該Ｃ
ＣＤカメラによる撮像を可能とする集光部材を具備した
ことを特徴とする。

【００１５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の半
導体検査装置において、前記集光部材を側壁部分と開口
部分とからなるカップ形状とし、該側壁部分が該開口部
分にある該被検査体の検査面に該照明からの照明光を集
光する構成とすると共に、前記ＣＣＤカメラを該開口部
分と対向する該側壁部分に装着したことを特徴とする。

【００１６】請求項３記載の発明は、請求項２記載の半
導体検査装置において、前記集光部材は前記被検査体を
前記開口部分に装着する構成としたことを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項３記載の半導体検査装置
において、前記集光部材は前記開口部分に前記被検査体
を吸着させて支持する吸着機構を具備し、該吸着機構
は、前記側壁部分内側を減圧して該開口部分に吸着させ
るものであることを特徴とする。

【００１７】請求項５記載の発明は、請求項２記載の半
導体検査装置において、被検査体を支持して検査面の検
査を可能にする支持手段と、前記集光部材を支持すると
共に上下左右の走査が可能であり、該支持手段に支持さ
れた被検査体の検査面に対して前記集光部材の開口部分
の位置を任意に設定できる走査機構と、を具備したこと
を特徴とする。

【００１８】請求項６記載の発明は、請求項２乃至請求
項５の何れか一項記載の半導体検査装置において、前記
集光部材に、前記ＣＣＤカメラを支持して、前記ＣＣＤ
カメラと前記開口部分にある被検査体との焦点距離を調
整する位置調整機構を設けたこと特徴とする。

【００１９】請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求
項６の何れか一項記載の半導体検査装置において、前記
ＣＣＤカメラを複数個設けたことを特徴とする。請求項
８記載の発明は、請求項１乃至請求項７の何れか一項記
載の半導体検査装置において、前記照明は前記ＣＣＤカ
メラに装着された少なくとも一個の照明器具から構成さ
れるものであることを特徴とする。

【００２０】請求項９記載の発明は、請求項１乃至請求
項７の何れか一項記載の半導体検査装置において、前記
照明は前記集光部材の側壁部分に装着された少なくとも
一個の照明器具から構成されるものであることを特徴と
する。請求項１０記載の発明は、請求項２乃至請求項９
の何れか一項記載の半導体検査装置において、前記集光
部材は冷却手段を具備することを特徴とする。

【００２１】請求項１１記載の発明は、請求項１乃至請
求項１０の何れか一項記載の半導体検査装置において、
前記被検査体は半導体の製造に用いられるシリコンウエ
ハであり、前記検査面は素子形成のされない裏面である
ことを特徴とする。請求項１記載の発明によれば、被検
査体の検査面を照らす照明光を集光して、ＣＣＤカメラ
による該検査面の撮像をすることが可能となり、検査に
おける照明光の照明効果をより効率良くすることが可能
となる。

【００２２】従って、ＣＣＤカメラによる検査面の撮像
において、照明の強度を適度な水準に維持したまま、十
分な検査環境の明るさを確保することが可能となり、そ
の結果、一回若しくは少ない回数での必要な検査面全域
の撮像を可能となる。よって、検査面の撮像において、
照明にかかるコストの上昇を抑制し、検査でのスループ
ットの向上が可能な半導体検査装置の提供が可能とな
る。

【００２３】請求項２記載の発明によれば、集光部材が
カップ形状を有することにより、その構造は単純である
が、側壁部分を使用することにより具備する開口部分に
効率よく光を集めることが可能となる。また、検査面の
撮像を行うＣＣＤカメラを該開口部分と対向する集光部
材の側壁部分に装着することにより、該ＣＣＤカメラに
より照明光の集光される開口部分の撮像を確実に行うこ
とが可能となる。

【００２４】よって、検査面の撮像において、照明にか
かるコストの上昇を抑制し、検査でのスループットの向
上が可能な半導体検査装置の提供が可能となる。請求項
３記載の発明によれば、集光部材を、具備する開口部分
での検査体の支持が可能となる構成とすることにより、
開口部分に集光された光は効率良く被検査体の検査面を
照らすことが可能となる。

【００２５】従って、ＣＣＤカメラによる検査面の撮像
において、照明の強度を適度な水準に維持したまま、十
分な検査環境の明るさを確保することが可能となり、そ
の結果、一回若しくは少ない回数での必要な検査面全域
の撮像を可能となる。よって、検査面の撮像において、
照明にかかるコストの上昇を抑制し、検査でのスループ
ットを短くすることが可能な半導体検査装置の提供が可
能となる。

【００２６】請求項４記載の発明によれば、集光部材
を、吸着機構を具備する構成とし、開口部分での検査体
の装着を確実にすることが可能となる。よって、該開口
部分に集光された照明光は光漏れなく効率良く被検査体
の検査面を照らすことが可能となり、検査面の撮像にお
いて、照明にかかるコストの上昇を抑制し、検査でのス
ループットを短くすることが可能な半導体検査装置の提
供が可能となる。

【００２７】請求項５記載の発明によれば、支持手段に
よって支持された検査体に対し、ＣＣＤカメラの設置位
置を所望の走査動作により任意に変ええて、複数回に分
けて所望の領域の検査を行うことが可能となる。また、
この時、該ＣＣＤカメラはそれが装着される集光部材の
持つ照明光の集光効果により、その撮像環境を十分に明
るくすることができ、走査動作によって設定された何れ
の位置でも、十分な領域の撮像が可能となる。

【００２８】よって、該ＣＣＤカメラの撮像領域より広
い検査面を有する検査体に対しても、一回以上の該走査
動作により全領域をカバーすると共に、その全領域の検
査を十分な明るさの検査環境下行うことの可能であり、
照明にかかるコストの上昇を抑制し、検査でのスループ
ットを短くすることが可能な半導体検査装置の提供が可
能となる。

【００２９】請求項６記載の発明によれば、ＣＣＤカメ
ラの位置調整機構による位置の変動により、該ＣＣＤカ
メラの撮像領域の調整が可能となり、開口部分にある検
査体の全領域の焦点ずれのない撮像や、その一部のみを
拡大して行う焦点ずれの無い撮像をも行うことが可能と
なる。よって、該ＣＣＤカメラの最大撮像可能領域より
小さい検査体又は小さい検査面の面積を有する検査体に
対しても、該変動により該検査面のみをカバーすると共
に、その検査面全領域の検査を十分な明るさの検査環境
下で高解像度で行うことの可能となる。

【００３０】従って、照明にかかるコストの上昇を抑制
し、検査でのスループットを短くすることが可能な半導
体検査装置の提供が可能となる。請求項７記載の発明に
よれば、ＣＣＤカメラを複数個設けて構成することによ
り、その全てのＣＣＤカメラを選択して行う開口部分に
ある検査体全領域の撮像や、その複数の中の一部のＣＣ
Ｄカメラのみを選択して使用し、検査面の一部分のみを
拡大して行う撮像が可能となる。

【００３１】よって、該ＣＣＤカメラの撮像領域の調整
が可能となり、開口部分より小さい検査体又は小さい検
査面の面積を有する検査体に対しても、上記の選択によ
り該検査面のみをカバーすると共に、その検査面全領域
の検査を十分な明るさの検査環境下で高解像度で行うこ
との可能となる。従って、照明にかかるコストの上昇を
抑制し、検査でのスループットを短くすることが可能な
半導体検査装置の提供が可能となる。

【００３２】請求項８及び請求項９記載の発明によれ
ば、照明器具を複数、集光部材のカップ状の側壁部分内
側に設けることが可能となり、該側壁部分によって簡便
且つ効率よくその照明光が集光され、開口部分にある被
検査体の検査面を照らすことが可能となる。従って、Ｃ
ＣＤカメラによる検査面の撮像において、照明の強度を
適度な水準に維持したまま、十分な検査環境の明るさを
確保することが可能となり、その結果、一回若しくは少
ない回数での必要な検査面全域の撮像を可能となる。

【００３３】よって、検査面の撮像において、照明にか
かるコストの上昇を抑制し、検査でのスループットを短
くすることが可能な半導体検査装置の提供が可能とな
る。請求項１０記載の発明によれば、照明による発熱、
ひいては被検査体の高温度化を防止することが可能とな
り、薬剤等が塗布された被検査体に対し、安全な環境で
その検査を行うことが可能となる。

【００３４】よって、検査面の撮像において、照明にか
かるコストの上昇を抑制し、検査でのスループットを短
くするとともに、安全に被検査体の検査をする半導体検
査装置の提供が可能となる。請求項１１記載の発明によ
れば、従来、確固たる検査方法が確立されず、適した検
査装置も無いシリコンウエハの素子形成のされない裏面
の異常の検査を、検査のための十分な明るさ環境のもと
で、ＣＣＤカメラを用いた自動検査により短いスループ
ットで行う半導体検査装置の提供が可能となる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
例について説明する。 （実施例１）図１は本発明にかかる第一実施例である半
導体検査装置の構成を説明する図である。

【００３６】本発明にかかる第一実施例である半導体検
査装置１は、シリコンウエハ等の被検査体２の検査面の
撮像をするＣＣＤカメラ３と、ＣＣＤカメラ３から送ら
れる画像データを処理して検査面上の異物等の異常を検
出する画像データ処理装置２０と、該検査面を照らす照
明４と、を備えて該検査面を検査するものである。そし
て、ＣＣＤカメラ３を装着すると共に被検査体２の検査
面に、ＣＣＤカメラ３に装着された二つの照明器具から
なる照明４からの照明光５を集光し、ＣＣＤカメラ３に
よる撮像を可能とする集光部材６を具備して構成され
る。尚、照明器具はランプや、該装置とは別に設けられ
たランプからの光を光ファイバを介して出射する光出射
装置等が使用可能であるが、本実施例ではランプを、具
体的にはハロゲンランプを用いる。

【００３７】また、照明４は後に説明する光センサによ
る計測値に従い、均一で適正な明るさでの撮像ができる
ように各照明器具の光強度の調整がなされうる。この
時、集光部材６は、側壁部分７と開口部分８とからなる
カップ形状を有し、シリコンウエハ等の被検査体２を支
持して開口部分８に装着することが可能であり、また、
側壁部分７の内面側を用いて開口部分８にある被検査体
２の検査面に照明４からの照明光５を集光し、更にＣＣ
Ｄカメラ３を開口部分８と対向する側壁部分７に装着し
て、該検査面のＣＣＤカメラ３による撮像を可能とする
ように構成されるものである。

【００３８】また、側壁部分７の開口部８近傍には二つ
の光センサ２２を具備して、照明４の光強度を常にモニ
タリングできるようになっており、適正な明るさでの検
査面の撮像を可能なものとしている。側壁部分７の内面
側を構成する部材としては、鏡面上の表面を有するアル
ミニウムやステンレス材が使用可能であり、また、樹脂
材等に光反射率の高い白色塗料を塗布して用いることも
可能である。本実施例においては鏡面上の表面を有する
アルミニウム材を実際に使用する。

【００３９】尚、集光部材６は、ＣＣＤカメラ３を支持
して、ＣＣＤカメラ３と開口部分８との距離を変動させ
ることの可能な位置調整機構を有しており、該位置調整
機構によるＣＣＤカメラ３の図１中に矢印９で示される
変動により、開口部分８にある被検査体２の検査面に対
するＣＣＤカメラ３の焦点調整を可能とされており、開
口部分８に装着される被検査体２の大きさに対応し、例
えば、開口部分８より被検査面が小さい場合でも、十分
な解像度を持った適正な検査面の撮像を行うことができ
る。

【００４０】更に、集光部材６は、照明４の作用によ
り、自身の、若しくは側壁部分７内側空間の、延いては
装着される被検査体２の温度が上昇した場合に備え、冷
却手段を具備することが可能である。具体的には、集光
部材６の内面側若しくは外面側若しくは側壁部分７中に
配管を設けて水を通し、水冷することや、集光部材６に
吸気・排気用のフィルターを設け、側壁部分７の内側空
間と外部環境との空気の交換を行うことが可能である。

【００４１】本実施例においては、集光部材６の側壁部
分７の照明器具近くの部位に二つの吸排気用エアーフィ
ルター１０を設け、側壁部分７の内側空間と外部環境と
の空気の交換を可能とする。また、本実施例の半導体検
査装置１は、ウエハハンドリングロボット２３を具備す
ることにより自動検査システムを構成することが可能で
ある。

【００４２】図２は、ウエハハンドリングロボット２３
とウエハ収納用のカセットステージ２４を具備し、第一
実施例である半導体検査装置を用いた自動検査システム
の構成を説明する図である。図１と図２を用い、第一実
施例である半導体検査装置を使用してウエハ裏面の検査
について説明する。

【００４３】ウエハハンドリングロボット２３を用いて
カセットステージ２４から一枚のシリコンウエハ２を取
り出し、集光部材６上に裏面を下側のＣＣＤカメラ３側
に向けて装着する。次に、照明４を点灯し、集光部材６
に具備された光センサ２２で光強度を計測し、ウエハ２
裏面がＣＣＤカメラ３で均一に適正な解像度をもって撮
像されるように照明４を構成する各ランプの光強度を設
定し、また、位置調整機構によるＣＣＤカメラ３の位置
調整をする。

【００４４】そして、ＣＣＤカメラ３でウエハ２裏面の
画像を撮影し、得られた画像から異物・キズ・薬品残な
どの異常が発生している部分だけを取り出し、画像デー
タを画像データ処理装置２０で処理することによってウ
エハ２の裏面状態を自動的に検査する。尚、この検査に
よって得られたデータをホスト端末２１に転送し、半導
体製造工程中の問題起因装置にフィードバックさせ、装
置の停止及びエンジニアリングによるメンテナンスを行
うことができる。

【００４５】以上の半導体検査装置及び自動検査システ
ムを用いて、シリコンウエハの素子形成されない裏面に
ついてその検査を行った。ＣＣＤカメラ３により開口部
分８に装着されたシリコンウエハ裏面の撮像がなされ、
画像データ処理装置２０による異常の検出がされ、シリ
コンウエハ裏面の検査をすることができた。

【００４６】次に、照明の設置方法が異なる本発明にか
かる第一実施例である半導体検査装置の四つの変形例に
ついて説明する。図３（Ａ）〜（Ｄ）は本発明にかかる
第一実施例である半導体検査装置の変形例が具備する集
光部材の要部構成を説明する図である。これら四つの変
形例は照明を構成する照明器具の設置位置やその個数が
上記例とそれぞれ異なるという特徴を有する。その他の
装置の構成については上記第一実施例と同一であり、そ
の説明の詳細は省略する。そして、便宜上、同一の構成
要素には同一の符号を使用する。

【００４７】各変形例の集光部材３１は側壁部分３２と
ＣＣＤカメラ３３と光センサ３４と複数のランプからな
る照明３５，３６，３７，３８とを具備し、集光部材３
１の開口部分３９にウエハ４０を装着している。そして
図３（Ａ）に示す第一変形例はＣＣＤカメラ３３を取り
囲むように８個のランプ（図は４個のみ示す）を配設し
た例である。

【００４８】図３（Ｂ）に示す第二変形例はＣＣＤカメ
ラ３３の周囲に４個のランプ（図は３個のみ示す）を十
字状に配設した例である。図３（Ｃ）に示す第三変形例
は側壁部分３２の内側の開口部分３９とＣＣＤカメラ３
３の間の中間付近にほぼ等間隔となるように８個のラン
プ（図は５個のみ示す）を配設した例である。

【００４９】図３（Ｄ）に示す第四変形例は側壁部分３
２の内側最上部の開口部分３９近傍にほぼ等間隔となる
ように６個のランプ（図は３個のみ示す）を配設した例
である。これら四つの第一実施例である半導体検査装置
の変形例を使用して、ウエハ４０の検査を行ったとこ
ろ、何れも、ＣＣＤカメラ３３により開口部分３９に装
着されたウエハ４０の裏面の撮像がなされ、画像データ
処理装置（図示されない）による異常の検出がされ、ウ
エハ４０の裏面の検査を上記の第一実施例である半導体
検査装置と同様に行うことができた。

【００５０】（実施例２）図４は本発明にかかる第二実
施例である半導体検査装置の構成を説明する図である。
本発明にかかる第二実施例である半導体検査装置は、照
明を構成する照明器具の設置位置に関する点とＣＣＤカ
メラが二個設けられて構成されるという点で上記第一実
施例と異なるが、その他の装置の構成と作用については
上記第一実施例と共通しており、その説明の詳細は省略
する。

【００５１】本発明にかかる第二実施例である半導体検
査装置４１は、シリコンウエハ等の被検査体４２の検査
面の撮像をするＣＣＤカメラ４３と、二個のＣＣＤカメ
ラ５０，５１から送られる画像データを処理して検査面
上の異物等の異常を検出する画像データ処理装置５３
と、該検査面を照らす照明４４と、を備えて該検査面を
検査するものである。

【００５２】そして、光センサ５２と二個のＣＣＤカメ
ラ５０，５１を装着すると共に開口部分４８に装着され
た被検査体４２の検査面に、その側壁部分４７の最上部
に装着された二つの照明器具よりなる照明４４からの照
明光４５を集光し、二個のＣＣＤカメラ５０，５１によ
る撮像を可能とする集光部材４６を具備して構成され
る。

【００５３】この時、二個のＣＣＤカメラ５０，５１
は、それぞれの撮像領域を合わせることにより、開口部
分４８に装着された被検査体４２の検査面の全域の撮像
が可能となるように構成されている。従って、何れか一
個のＣＣＤカメラの撮像可能範囲より大きい被検査体の
検査面に対しても、二個のＣＣＤカメラを用いることに
より、その撮像を行うことが可能となり、また小さい検
査体の検査面に対しては何れか一方の対応するＣＣＤカ
メラのみを使用して検査面の撮像を行うことが可能であ
り、検査面の大きさに関して広い範囲の被検査体に対し
撮像・検査の対応が可能となる。

【００５４】また、ＣＣＤカメラ一つのみ具備して該一
個のみ撮像する場合に比べ、二個のＣＣＤカメラを用い
ることにより、二個のＣＣＤカメラの内、一個のでカバ
ーすべき撮像領域を狭くすることが可能となり、結果と
してそれぞれ一個のＣＣＤカメラの撮影する画像の分解
能が向上し、高い精度の検査が可能となる。尚、集光部
材４６は、ＣＣＤカメラ５０，５１をそれぞれ支持し
て、ＣＣＤカメラ５０，５１と開口部分４８との距離を
変動させることの可能な位置調整機構を有しており、該
位置調整機構による図４中に矢印４９で示されるＣＣＤ
カメラ５０，５１の変動により、開口部分４８にある被
検査体４２の検査面に対するＣＣＤカメラ５０，５１各
々の焦点調整を可能とされており、開口部分４８に装着
される被検査体４２の大きさ対応し、例えば、開口部分
８より被検査面が小さい場合でも、十分な解像度を持っ
た適正な検査面の撮像を行うことができる。

【００５５】次に、第二実施例である半導体検査装置４
１を使用して、ウエハ４２の検査を行ったところ、二個
のＣＣＤカメラ５０，５１により開口部分４８に装着さ
れたウエハ４２の裏面の高分解能の撮像がなされ、画像
データ処理装置５３による異常の検出がされ、ウエハ４
０の裏面の検査を行うことができた。 （実施例３）図５は本発明にかかる第三実施例である半
導体検査装置の構成を説明する図である。

【００５６】本発明にかかる第三実施例である半導体検
査装置は、具備する集光部材の開口部分での被検査体の
装着を、該集光部材が具備する真空ポンプとオン／オフ
スイッチとを主要部として構成される吸着機構用いて行
う点で上記第一実施例と異なる。しかし、その他の装置
の構成と作用については上記第一実施例とほぼ共通して
おり、共通する部分についてはその説明の詳細を省略す
る。

【００５７】第三実施例である半導体検査装置６１は、
被検査体であるウエハ６２の装着を行う集光部材６６の
開口部分６８のウエハ６２と接触する側壁部分６７に、
側壁部分６７を貫通する８点の吸着穴７０をほぼ等間隔
に有している。そして、図５に示すように、オン／オフ
スイッチ７２をオンして真空ポンプ７１を作動させるこ
とにより側壁部分６７の上部から減圧し、ウエハ６２を
接触する側壁部分６７に吸着させる。

【００５８】また、ウエハ６２を取り外す場合は、真空
ポンプ７１をオフにして側壁部分６７内側の減圧を解除
して大気圧に戻し、取り外す。尚、吸着穴７０の内の十
字状の四点にリフトピン７３〜７６を設置し、このリフ
トピン７３〜７６を上下させることにより、第一実施例
と同様の自動検査システムを構成する場合に、ウエハハ
ンドリングロボット７７を用いて集光部材６６上にウエ
ハ６２を載せ、またウエハを把持して集光部材６６から
取り外す際に、ウエハハンドリングロボット７７による
その作業が容易なものとなる。

【００５９】次に、第三実施例である半導体検査装置６
１を使用して、ウエハ６２の検査を行ったところ、ウエ
ハ６２の開口部分６８への確実な装着ができて、ＣＣＤ
カメラ６３によりウエハ６２の裏面の撮像がなされ、画
像データ処理装置（図示されない）による異常の検出が
され、ウエハ６２の裏面の検査を行うことができた。 （実施例４）図６は本発明にかかる第四実施例である半
導体検査装置の構成を説明する図である。

【００６０】本発明にかかる第四実施例である半導体検
査装置は、被検査体の装着を、具備する集光部材の開口
部分で行わず、別に支持手段を設けたこと、更に、該集
光部材を走査して広い範囲の検査を可能とした点で上記
第一実施例と異なる。しかし、その他の装置の構成と作
用については上記第一実施例と共通する部分も多く、共
通する部分についてはその説明の詳細を省略する。

【００６１】本発明にかかる第四実施例である半導体検
査装置８１は、シリコンウエハ等の被検査体８２の検査
面の撮像をするＣＣＤカメラ８３と、ＣＣＤカメラ８３
から送られる画像データを処理して検査面上の異物等の
異常を検出する画像データ処理装置９５と、該検査面を
照らす照明８４と、を備えて該検査面を検査するもので
ある。

【００６２】そして、ＣＣＤカメラ８３を装着すると共
に被検査体８２の検査面に、ＣＣＤカメラ８３に装着さ
れた二つの照明器具からなる照明８４からの照明光８５
を集光し、ＣＣＤカメラ８３による撮像を可能とする集
光部材８６を具備して構成される。また、照明８４は後
に説明する光センサによる計測値に従い、均一で適正な
明るさでの撮像ができるように各照明器具の光強度の調
整がなされうる。

【００６３】この時、集光部材８６は、側壁部分８７と
開口部分８８とからなるカップ形状を有し、後に説明す
るように、側壁部分８７の内面側を用いて、検査時に開
口部分８８の上方でステージ９０に支持されている被検
査体８２の検査面に、照明８４からの照明光８５を集光
し、更にＣＣＤカメラ８３を開口部分８８と対向する側
壁部分８７に装着して、該検査面のＣＣＤカメラ８３に
よる撮像を可能とするように構成されるものである。

【００６４】そして、被検査体８２を支持してその検査
面である裏面の検査を可能にする支持手段としてステー
ジ９０を具備する。このステージ９０は、被検査体８２
を検査面である裏面を下にして搭載して、その裏面の周
辺部分のごく一部を用いて被検査体８２を支持し、且つ
裏面の大部分でステージ下側からのＣＣＤカメラ８３の
撮像が可能となるように開放された構造を有する。

【００６５】更に、集光部材８６を支持すると共に上下
左右の走査（図６中の矢印９１にて表す）が可能であ
り、ステージ９０上で支持された被検査体８２の検査面
に対して集光部材８６の開口部分８８の位置を任意に設
定できる走査機構（図示されない）をステージ９０内に
具備する。こうして、支持された被検査体８２の検査面
に対しての該走査機構による集光部材８６の開口部分８
８の設置とＣＣＤカメラ８３による撮像とを少なくとも
一回行い、該検査面の検査を行う。

【００６６】従って、ＣＣＤカメラ８３の撮像範囲に比
べ、被検査体の検査面が大きい場合には、更に必要な回
数の集光部材８６の走査と開口部分８８の設置とＣＣＤ
カメラ８３による撮像とを行い、検査の必要な範囲をす
べて検査する。また、側壁部分８７の開口部８８近傍に
は二つの光センサ９２を具備して、ＣＣＤカメラ８３の
撮像時の照明８４の照明光８５強度を常にモニタリング
できるようになっており、集光部材８６の走査後、適正
な明るさでの検査面の撮像を可能なものとしている。

【００６７】尚、集光部材８６は、ＣＣＤカメラ８３を
支持して、ＣＣＤカメラ８３と開口部分８８との距離を
変動させることの可能な位置調整機構を有しており、該
位置調整機構によるＣＣＤカメラ８３の変動により、開
口部分８８にある被検査体８２の検査面に対するＣＣＤ
カメラ８３の焦点調整を可能とされており、十分な解像
度を持った適正な検査面の撮像を行うことができる。

【００６８】また、本実施例の半導体検査装置８１は、
ウエハハンドリングロボット９３を具備することにより
自動検査システムを構成することが可能である。図７
は、ウエハハンドリングロボット９３とウエハ収納用の
カセットステージ９４を具備し、第四実施例である半導
体検査装置を用いた自動検査システムの構成を説明する
図である。

【００６９】図６と図７を用い、第四実施例である半導
体検査装置を使用してウエハ裏面の検査について説明す
る。ウエハハンドリングロボット９３を用いてカセット
ステージ９４から一枚のシリコンウエハ８２を取り出
し、その検査面である裏面が下側を向き、且つ、開放す
るようにステージ９０上に装着する。

【００７０】次に、集光部材８６をステージ９０の下で
走査させ、適当な検査位置に集光部材８６を設定し、照
明８４を点灯し、集光部材８６に具備された光センサ９
２で光強度を計測し、ウエハ８２の裏面がＣＣＤカメラ
８３で均一に適正な解像度をもって撮像されるように照
明８４を構成する各ランプの光強度を設定し、また、位
置調整機構によるＣＣＤカメラ８３の位置調整をする。

【００７１】そして、ＣＣＤカメラ８３でウエハ８２の
裏面の画像を撮影し、得られた画像から異物・キズ・薬
品残などの異常が発生している部分だけを取り出し、画
像データを画像データ処理装置９５で処理することによ
ってウエハ８２の裏面状態を自動的に検査する。必要な
場合は、再び集光部材８６を走査させ、次の検査位置に
設定し、同様の検査を行う。

【００７２】尚、この検査によって得られたデータをホ
スト端末９６に転送し、半導体製造工程中の問題起因装
置にフィードバックさせ、装置の停止及びエンジニアリ
ングによるメンテナンスを行うことができる。以上の半
導体検査装置及び自動検査システムを用いて、シリコン
ウエハの素子形成されない裏面についてその検査を行っ
た。

【００７３】ＣＣＤカメラ８３によりステージ９０に装
着されたシリコンウエハ裏面の撮像がなされ、画像デー
タ処理装置９５による異常の検出がされ、シリコンウエ
ハ裏面の検査をすることができた。

【００７４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ＣＣＤカ
メラによる検査面の撮像において、照明の強度を適度な
水準に維持したまま、十分な検査環境の明るさを確保す
ることが可能となり、その結果、一回若しくは少ない回
数での必要な検査面全域の撮像を可能となる。

【００７５】よって、検査面の撮像において、照明にか
かるコストの上昇を抑制し、検査でのスループットの向
上が可能な半導体検査装置の提供が可能となる。請求項
２記載の発明によれば、集光部材が光を効率よく集める
ことが可能となる。また、具備するＣＣＤカメラにより
照明光の集光される開口部分の撮像を確実に行うことが
可能となる。

【００７６】よって、検査面の撮像において、照明にか
かるコストの上昇を抑制し、検査でのスループットの向
上が可能な半導体検査装置の提供が可能となる。請求項
３記載に発明によれば、ＣＣＤカメラによる検査面の撮
像において、照明の強度を適度な水準に維持したまま、
十分な検査環境の明るさを確保することが可能となり、
その結果、一回若しくは少ない回数での必要な検査面全
域の撮像を可能となる。

【００７７】よって、検査面の撮像において、照明にか
かるコストの上昇を抑制し、検査でのスループットを短
くすることが可能な半導体検査装置の提供が可能とな
る。請求項４記載の発明によれば、開口部分に集光され
た照明光は光漏れなく効率良く被検査体の検査面を照ら
すことが可能となり、検査面の撮像において、照明にか
かるコストの上昇を抑制し、検査でのスループットを短
くすることが可能な半導体検査装置の提供が可能とな
る。

【００７８】請求項５記載の発明によれば、具備するＣ
ＣＤカメラの撮像領域より広い検査面を有する検査体に
対しても、一回以上の走査動作により全領域をカバーす
ると共に、その全領域の検査を十分な明るさの検査環境
下行うことの可能であり、照明にかかるコストの上昇を
抑制し、検査でのスループットを短くすることが可能な
半導体検査装置の提供が可能となる。

【００７９】請求項６記載の発明によれば、具備するＣ
ＣＤカメラの最大撮像可能領域より小さい検査体又は小
さい検査面の面積を有する検査体に対しても、焦点距離
の調整により該検査面のみをカバーすると共に、その検
査面全領域の検査を十分な明るさの検査環境下で高解像
度で行うことの可能となる。従って、照明にかかるコス
トの上昇を抑制し、検査でのスループットを短くするこ
とが可能な半導体検査装置の提供が可能となる。

【００８０】請求項７記載の発明によれば、具備するＣ
ＣＤカメラの撮像領域の調整が可能となり、開口部分よ
り小さい検査体又は小さい検査面の面積を有する検査体
に対しても、上記の選択により該検査面のみをカバーす
ると共に、その検査面全領域の検査を十分な明るさの検
査環境下で高解像度で行うことの可能となる。従って、
照明にかかるコストの上昇を抑制し、検査でのスループ
ットを短くすることが可能な半導体検査装置の提供が可
能となる。

【００８１】請求項８及び請求項９記載の発明によれ
ば、ＣＣＤカメラによる検査面の撮像において、照明の
強度を適度な水準に維持したまま、十分な検査環境の明
るさを確保することが可能となり、その結果、一回若し
くは少ない回数での必要な検査面全域の撮像を可能とな
る。よって、検査面の撮像において、照明にかかるコス
トの上昇を抑制し、検査でのスループットを短くするこ
とが可能な半導体検査装置の提供が可能となる。

【００８２】請求項１０記載の発明によれば、検査面の
撮像において、照明にかかるコストの上昇を抑制し、検
査でのスループットを短くするとともに、安全に被検査
体の検査をする半導体検査装置の提供が可能となる。請
求項１１記載の発明によれば、従来、確固たる検査方法
が確立されず、適した検査装置も無いシリコンウエハの
素子形成のされない裏面の異常の検査を、検査のための
十分な明るさ環境のもとで、ＣＣＤカメラを用いた自動
検査により短いスループットで行う半導体検査装置の提
供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる第一実施例である半導体検査装
置の構成を説明する図である。

【図２】本発明にかかる第一実施例である半導体検査装
置を用いた自動検査システムの構成を説明する図であ
る。

【図３】本発明にかかる第一実施例である半導体検査装
置の変形例が具備する集光部材の要部構成を説明する図
である。

【図４】本発明にかかる第二実施例である半導体検査装
置の構成を説明する図である。

【図５】本発明にかかる第三実施例である半導体検査装
置の構成を説明する図である。

【図６】本発明にかかる第四実施例である半導体検査装
置の構成を説明する図である。

【図７】本発明にかかる第四実施例である半導体検査装
置を用いた自動検査システムの構成を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１，４１，６１，８１ 半導体検査装置 ２，４０，４２，６２，８２ 被検査体／ウエハ ３，３３，４３，５０，５１，６３，８３ ＣＣＤカ
メラ ４，３５，３６，３７，３８，４４，８４ 照明 ５，４５，８５ 照明光 ６，３１，４６，６６，８６ 集光部材 ７，３２，４７，６７，８７ 側壁部分 ８，３９，４８，６８，８８ 開口部分 ９，４９ ＣＣＤカメラの変動 １０ エアーフィルター ２０，５３，９５ 画像データ処理装置 ２１，９６ ホスト端末 ２２，３４，９２ 光センサ ２３，７７，９３ ウエハハンドリングロボット ２４，９４ カセットステージ ７０ 吸着穴 ７１ 真空ポンプ ７２ オン／オフスイッチ ７３，７４，７５，７６ リフトピン ９０ ステージ ９１ 集光部材の走査方向

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査体の検査面の撮像をするＣＣＤカ
   メラと、該検査面を照らす照明と、を備えて該検査面を
   検査する半導体検査装置において、 該ＣＣＤカメラを装着すると共に該被検査体の検査面に
   該照明からの照明光を集光し、該ＣＣＤカメラによる撮
   像を可能とする集光部材を具備したことを特徴とする半
   導体検査装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体検査装置におい
   て、 前記集光部材を側壁部分と開口部分とからなるカップ形
   状とし、該側壁部分が該開口部分にある該被検査体の検
   査面に該照明からの照明光を集光する構成とすると共
   に、前記ＣＣＤカメラを該開口部分と対向する該側壁部
   分に装着したことを特徴とする半導体検査装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の半導体検査装置におい
   て、 前記集光部材は前記被検査体を前記開口部分に装着する
   構成としたことを特徴とする半導体検査装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の半導体検査装置におい
   て、 前記集光部材は前記開口部分に前記被検査体を吸着させ
   て支持する吸着機構を具備し、 該吸着機構は、前記側壁部分内側を減圧して該開口部分
   に吸着させるものであることを特徴とする半導体検査装
   置。
5. 【請求項５】 請求項２記載の半導体検査装置におい
   て、 被検査体を支持して検査面の検査を可能にする支持手段
   と、 前記集光部材を支持すると共に上下左右の走査が可能で
   あり、該支持手段に支持された被検査体の検査面に対し
   て前記集光部材の開口部分の位置を任意に設定できる走
   査機構と、を具備したことを特徴とする半導体検査装
   置。
6. 【請求項６】 請求項２乃至請求項５の何れか一項記載
   の半導体検査装置において、 前記集光部材に、前記ＣＣＤカメラを支持して、前記Ｃ
   ＣＤカメラと前記開口部分にある被検査体との焦点距離
   を調整する位置調整機構を設けたこと特徴とする半導体
   検査装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項６の何れか一項記載
   の半導体検査装置において、 前記ＣＣＤカメラを複数個設けたことを特徴とする半導
   体検査装置。
8. 【請求項８】 請求項１乃至請求項７の何れか一項記載
   の半導体検査装置において、 前記照明は前記ＣＣＤカメラに装着された少なくとも一
   個の照明器具から構成されるものであることを特徴とす
   る半導体検査装置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至請求項７の何れか一項記載
   の半導体検査装置において、 前記照明は前記集光部材の側壁部分に装着された少なく
   とも一個の照明器具から構成されるものであることを特
   徴とする半導体検査装置。
10. 【請求項１０】 請求項２乃至請求項９の何れか一項記
    載の半導体検査装置において、 前記集光部材は冷却手段を具備することを特徴とする半
    導体検査装置。
11. 【請求項１１】 請求項１乃至請求項１０の何れか一項
    記載の半導体検査装置において、 前記被検査体は半導体の製造に用いられるシリコンウエ
    ハであり、前記検査面は素子形成のされない裏面である
    ことを特徴とする半導体検査装置。