(57)【要約】      （修正有）【課題】ウェーハの表裏面が汚染されたり、ウェーハの表裏面に傷がついたりする可能性を低く抑えることのできるウェーハ撮像装置を提供する。【解決手段】円盤状のウェーハ１１の外周縁１１ｃを撮像する際に用いられるウェーハ撮像装置２であって、鉛直方向に対してウェーハの厚み方向が非平行となるようにウェーハの外周縁を支持する支持ユニット４と、支持ユニットによって支持されたウェーハの外周縁を撮像する撮像ユニット１２と、を含む。支持ユニットは、それぞれ、ウェーハの外周縁に接触する側面を持つ円柱状の第１ローラー６及び第２ローラー６と、第１ローラー及び第２ローラーが互いに離れた位置で回転できるように且つ第１ローラーの回転軸及び第２ローラーの回転軸が互いに平行になるように第１ローラー及び第２ローラー支持する軸受け部８と、を有する。【選択図】図２
2020126918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状のウェーハの外周縁を撮像する際に用いられるウェーハ撮像装置であって、
鉛直方向に対して該ウェーハの厚み方向が非平行となるように該ウェーハの該外周縁を支持する支持ユニットと、
該支持ユニットによって支持された該ウェーハの該外周縁を撮像する撮像ユニットと、を備え、
該支持ユニットは、
それぞれ、該ウェーハの該外周縁に接触する側面を持つ円柱状の第１ローラー及び第２ローラーと、
該第１ローラー及び該第２ローラーが互いに離れた位置で回転できるように且つ該第１ローラーの回転軸及び該第２ローラーの回転軸が互いに平行になるように該第１ローラー及び該第２ローラーを支持する軸受け部と、を有し、
該第１ローラー及び該第２ローラーによって該ウェーハの該外周縁を支持した状態で該ウェーハの該外周縁を該撮像ユニットで撮像し、該第１ローラー及び該第２ローラーとともに該ウェーハを回転させることを特徴とするウェーハ撮像装置。
【請求項２】
該支持ユニットは、該第１ローラー又は該第２ローラーを該回転軸の周りに回転させる回転駆動機構を更に有することを特徴とする請求項１に記載のウェーハ撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円盤状のウェーハの外周縁を撮像する際に用いられるウェーハ撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の電子機器に組み込まれるデバイスチップの生産には、例えば、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハが使用される。このウェーハは、円柱状の半導体インゴットをワイヤーソー等でスライスして円盤状のアズスライスウェーハを形成し（例えば、特許文献１参照）、その表裏面の平坦度をラッピング処理によって高めた後に、外周縁に残る角を面取り加工によって落とすことで得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１０５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した面取り加工の後には、ウェーハを保持テーブル等に載せて撮像することで、ウェーハの外周縁の状態を確認することが多い。しかしながら、この確認方法では、保持テーブル等との接触によってウェーハの表裏面が汚染されたり、ウェーハの表裏面に傷がついたりする可能性があった。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウェーハの表裏面が汚染されたり、ウェーハの表裏面に傷がついたりする可能性を低く抑えることのできるウェーハ撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、円盤状のウェーハの外周縁を撮像する際に用いられるウェーハ撮像装置であって、鉛直方向に対して該ウェーハの厚み方向が非平行となるように該ウェーハの該外周縁を支持する支持ユニットと、該支持ユニットによって支持された該ウェーハの該外周縁を撮像する撮像ユニットと、を備え、該支持ユニットは、それぞれ、該ウェーハの該外周縁に接触する側面を持つ円柱状の第１ローラー及び第２ローラーと、該第１ローラー及び該第２ローラーが互いに離れた位置で回転できるように且つ該第１ローラーの回転軸及び該第２ローラーの回転軸が互いに平行になるように該第１ローラー及び該第２ローラーを支持する軸受け部と、を有し、該第１ローラー及び該第２ローラーによって該ウェーハの該外周縁を支持した状態で該ウェーハの該外周縁を該撮像ユニットで撮像し、該第１ローラー及び該第２ローラーとともに該ウェーハを回転させるウェーハ撮像装置が提供される。
【０００７】
本発明の一態様において、該支持ユニットは、該第１ローラー又は該第２ローラーを該回転軸の周りに回転させる回転駆動機構を更に有しても良い。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様に係るウェーハ撮像装置では、鉛直方向に対してウェーハの厚み方向が非平行となるように第１ローラー及び第２ローラーによってウェーハの外周縁を支持し、ウェーハの外周縁を撮像ユニットで撮像するので、ウェーハの外周縁を撮像する際に、ウェーハの表裏面が保持テーブル等に接触することはない。よって、ウェーハの表裏面が汚染されたり、ウェーハの表裏面に傷がついたりする可能性を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ウェーハの例を示す斜視図である。
【図２】ウェーハ撮像装置の例を示す斜視図である。
【図３】撮像ユニットによる撮像の対象となる撮像領域等を示す側面図である。
【図４】撮像領域を撮像して得られる画像の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るウェーハ撮像装置によって撮像されるウェーハ１１の例を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態のウェーハ１１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）等の半導体でなる半導体インゴットをスライスして円盤状に構成され、互いに概ね平行な表面１１ａ及び裏面１１ｂを備えている。このウェーハ１１の外周縁１１ｃは、面取り加工されており丸みを帯びている。
【００１１】
ただし、ウェーハ１１の材質、構造、大きさ、製造の方法等に制限はない。例えば、他の半導体、誘電体（絶縁体）、又は強誘電体でなる円盤状のウェーハを撮像の対象としても良い。また、大径のウェーハからコアドリルや切削ブレード等によって切り出された小径のウェーハを撮像の対象とすることもできる。更に、ウェーハ１１の外周縁１１ｃには、結晶の方向（結晶方位）を示すノッチ等のマークが設けられても良い。
【００１２】
図２は、本実施形態に係るウェーハ撮像装置２の例を模式的に示す斜視図である。図２に示すように、ウェーハ撮像装置２は、ウェーハ１１の外周縁１１ｃを下方から支持する支持ユニット４を備えている。この支持ユニット４は、２本のローラー（第１ローラー、第２ローラー）６を含む。
【００１３】
各ローラー６は、円柱状に構成されており、その側面６ａには、ウェーハ１１の厚みに対応する幅の溝６ｂが周方向に沿って設けられている。この２本のローラー６の外径は、概ね等しくなっている。また、各ローラー６の側面６ａ及び溝６ｂは、ウェーハ１１が容易に滑らないゴム等の材料で構成されている。ただし、ローラー６の材質、構造、大きさ等に制限はない。例えば、２本のローラー６の外径は、異なっていても良い。
【００１４】
各ローラー６は、その内部に位置する回転軸６ｃの周りに回転できるように、例えば、軸受け部８によって支持される。本実施形態では、ローラー６は、それぞれ２組の軸受け部８によって両端部を支持されている。各軸受け部８は、代表的には、ボールベアリングを含み、ローラー６同士の間隔が維持されるように、ウェーハ撮像装置２の基台（不図示）等に固定される。
【００１５】
そのため、２本のローラー６は、互いに離れた位置で回転軸６ｃの周りに回転（自転）できる。また、この軸受け部８によって、２本のローラー６は、回転軸６ｃが互いに平行になるように支持される。本実施形態では、回転軸６ｃの方向Ｄ３が鉛直方向Ｄ２に対して垂直になっている。
【００１６】
よって、側面６ａの溝６ｂにウェーハ１１の外周縁１１ｃを接触させて２本のローラー６にウェーハ１１を支持させると、このウェーハ１１の厚み方向Ｄ１（図１）が鉛直方向Ｄ２に対して垂直になる。このように、本実施形態に係るウェーハ撮像装置２では、ウェーハ１１の外周縁１１ｃだけが２本のローラー６によって支持される。
【００１７】
ただし、回転軸６ｃの方向Ｄ３は、少なくとも鉛直方向Ｄ２に対して非平行であれば良く、必ずしも鉛直方向Ｄ２に対して垂直でなくて良い。すなわち、２本のローラー６にウェーハ１１を支持させた状態で、ウェーハ１１の厚み方向Ｄ１が鉛直方向Ｄ２に対して非平行になれば良い。なお、回転軸６ｃの方向Ｄ３が鉛直方向Ｄ２に対して垂直でない場合には、２本のローラー６からウェーハ１１の脱落を防止するための押さえ部材等を更に配置しても良い。
【００１８】
２本のローラー６の間隔は、少なくとも、ウェーハ１１の直径よりも小さくなるように設定される。これにより、２本のローラー６でウェーハ１１を適切に支持できるようになる。ただし、各軸受け部８は、ウェーハ１１の直径等に合わせて２本のローラー６の間隔を変更できるように構成されていても良い。
【００１９】
２本のローラー６の一方には、モーター等を含む回転駆動機構１０が連結されている。そのため、この一方のローラー６は、回転駆動機構１０から付与される力によって回転軸６ｃの周りに回転する。これに対して、２本のローラー６の他方には、回転駆動機構１０等が連結されていない。よって、この他方のローラー６は、外部から付与される力に応じて自由に回転する。
【００２０】
なお、２本のローラー６の両方に回転駆動機構１０が連結されても良い。ただし、この場合には、各ローラー６の回転数や回転のタイミング等を回転駆動機構１０で調整する必要がある。また、この回転駆動機構１０は省略されても良い。その場合には、各ローラー６を手動で回転させることになる。
【００２１】
支持ユニット４の側方には、この支持ユニット４によって支持されるウェーハ１１を撮像する機能を持つ撮像ユニット１２が配置されている。撮像ユニット１２は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサに代表される撮像デバイスと、被写体であるウェーハ１１から出た光を撮像デバイスの撮像面に結像させるレンズと、を含んでいる。
【００２２】
撮像ユニット１２のレンズ及び撮像デバイスは、支持ユニット４によって支持されるウェーハ１１の外周縁１１ｃに相当する位置の側方に配置されている。そのため、この撮像ユニット１２は、支持ユニット４によって支持されるウェーハ１１の外周縁１１ｃを表面１１ａ側（又は裏面１１ｂ側）から撮像できる。
【００２３】
回転駆動機構１０と撮像ユニット１２（撮像デバイス）とは、それぞれ、制御ユニット１４に接続されている。この制御ユニット１４は、例えば、回転駆動機構１０を通じてローラー６の回転を制御するとともに、撮像ユニット１２（撮像デバイス）による撮像のタイミングを制御する。
【００２４】
制御ユニット１４は、代表的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理装置及びフラッシュメモリ等の記憶装置を含むコンピュータによって構成されている。制御ユニット１４の上述した機能は、記憶装置に記憶されるソフトウェアに従い処理装置等を動作させることによって実現される。
【００２５】
次に、このウェーハ撮像装置２を用いるウェーハの撮像方法について説明する。まず、ウェーハ撮像装置２の支持ユニット４にウェーハ１１を支持させる（支持ステップ）。具体的には、２本のローラー６の側面６ａに設けられている溝６ｂにウェーハ１１の外周縁１１ｃが接触するように、２本のローラー６にウェーハ１１を載せる。
【００２６】
本実施形態のウェーハ撮像装置２では、回転軸６ｃの方向Ｄ３が鉛直方向Ｄ２に対して垂直である。よって、ウェーハ１１は、その厚み方向Ｄ１が鉛直方向Ｄ２に対して垂直になるように２本のローラー６に支持される。すなわち、ウェーハ１１の表面１１ａ又は裏面１１ｂは、鉛直方向Ｄ２に対して平行になる。
【００２７】
また、本実施形態では、２本のローラー６によってウェーハ１１の外周縁１１ｃだけが支持される。よって、ウェーハ１１の表面１１ａや裏面１１ｂが保持テーブル等によって支持される場合のように、ウェーハ１１の表面１１ａや裏面１１ｂが汚染されたり、ウェーハ１１の表面１１ａや裏面１１ｂに傷がついたりする可能性がない。
【００２８】
支持ユニット４にウェーハ１１を支持させた後には、このウェーハ１１を撮像する（撮像ステップ）。すなわち、制御ユニット１４で撮像ユニット１２（撮像デバイス）を制御して、ウェーハ１１の外周縁１１ｃを撮像する。本実施形態では、図２に示すように、ウェーハ１１の表面１１ａ側が撮像ユニット１２側を向くように支持ユニット４にウェーハ１１を支持させている。
【００２９】
そのため、撮像ユニット１２によって、ウェーハ１１の外周縁１１ｃが表面１１ａ側から撮像される。撮像ユニット１２の撮像で得られた画像は、例えば、制御ユニット１４の記憶装置に記憶される。図３は、撮像ユニット１２による撮像の対象となる撮像領域１２ａ等を示す側面図である。図３に示すように、撮像ユニット１２の撮像領域１２ａは、ウェーハ１１の一部及び外周縁１１ｃの一部を含む範囲に設定される。
【００３０】
図４は、撮像領域１２ａを撮像して得られる画像１３の例である。図４に示すように、撮像領域１２ａを撮像して得られる画像１３には、ウェーハ１１の一部及び外周縁１１ｃの一部が写っている。この画像１３からは、ウェーハ１１の外周縁１１ｃにチッピング１１ｄが発生していることを確認できる。
【００３１】
ウェーハ１１を撮像した後には、このウェーハ１１を回転させて、撮像ユニット１２で外周縁１１ｃの別の領域を撮像できるようにする（回転ステップ）。具体的には、制御ユニット１４で回転駆動機構１０を制御して、２本のローラー６の一方を回転させる。その結果、図３に示すように、この一方のローラー６の回転に合わせて、ウェーハ１１が回転する。一方のローラー６が回転する方向（図３では反時計回りの方向）とは反対の方向（図３では時計回りの方向）にウェーハ１１が回転する。
【００３２】
なお、ウェーハ１１が回転すると、このウェーハ１１の回転に合わせて、２本のローラー６の他方も回転することになる。他方のローラー６が回転する方向は、一方のローラー６が回転する方向と同じである。上述のように、各ローラー６の側面６ａには、ウェーハ１１の厚みに対応する幅の溝６ｂが設けられている。よって、ローラー６を回転させたとしても、ウェーハ１１はローラー６から容易に脱落しない。
【００３３】
例えば、ウェーハ１１を回転させて外周縁１１ｃの別の領域を撮像領域１２ａ内に位置付けた後には、ローラー６の回転を止める。これにより、外周縁１１ｃの別の領域を撮像ユニット１２で撮像できるようになる。よって、ローラー６の回転を止めた後には、再び撮像ユニット１２でウェーハ１１を撮像すれば良い。このように、ウェーハ１１の撮像と回転とを繰り返すことで、外周縁１１ｃの任意の部分を撮像してその状態を確認できる。
【００３４】
以上のように、本実施形態に係るウェーハ撮像装置２では、鉛直方向Ｄ２に対してウェーハ１１の厚み方向Ｄ１が垂直（非平行）となるように２本のローラー６（第１ローラー、第２ローラー）によってウェーハ１１の外周縁１１ｃを支持し、ウェーハ１１の外周縁１１ｃを撮像ユニット１２で撮像するので、ウェーハ１１の外周縁１１ｃを撮像する際に、ウェーハ１１の表面１１ａや裏面１１ｂが保持テーブル等に接触することはない。よって、ウェーハ１１の表面１１ａや裏面１１ｂが汚染されたり、ウェーハ１１の表面１１ａや裏面１１ｂに傷がついたりする可能性を低く抑えることができる。
【００３５】
なお、本発明は上述した実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、実施形態に係るウェーハの撮像方法では、ウェーハ１１の撮像と回転とを繰り返しているが、上述したウェーハ撮像装置２は、実施形態とは異なるウェーハの撮像方法にも適用できる。
【００３６】
例えば、ウェーハ１１を回転させながら、その外周縁１１ｃを撮像しても良い。この場合には、例えば、支持ユニット４にウェーハ１１を支持させた上で、ウェーハ１１を回転させる。そして、このウェーハ１１の回転を止めることなく、ウェーハ１１の撮像を繰り返す。
【００３７】
ウェーハ１１を回転させる速さや、ウェーハ１１を撮像するタイミング、ウェーハ１１を撮像する回数等の条件は、要求される情報の精度等に応じて適切に設定される。このように、ウェーハ１１を回転させながら外周縁１１ｃを撮像する場合にも、外周縁１１ｃの任意の部分を撮像してその状態を確認できる。
【００３８】
また、上述したウェーハ撮像装置２では、ウェーハ１１の外周縁１１ｃにノッチ等のマークが形成されていても、ウェーハ１１を回転させて外周縁１１ｃを撮像できるが、このマークに起因してウェーハ１１の支持及び回転が不安定になる可能性もある。よって、ウェーハ１１の外周縁１１ｃにノッチ等のマークが形成されている場合には、ウェーハ１１の支持及び回転を安定させるための押さえ部材等を更に設けると良い。同様の観点から、３本以上のローラーでウェーハ１１を支持しても良い。
【００３９】
ところで、ウェーハ１１の支持及び回転は、ノッチ等のマークがローラー６上を通過する際に不安定になり易い。そのため、ノッチ等のマークがローラー６上を通過する前にウェーハ１１を置き直し、このマークがローラー６上を通過しないようにしても良い。これにより、ノッチ等のマークに起因してウェーハ１１の支持及び回転が不安定になるのを防止できる。
【００４０】
その他、上述した実施形態、及び変形例に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【００４１】
２      ：ウェーハ撮像装置
４      ：支持ユニット
６      ：ローラー（第１ローラー、第２ローラー）
６ａ    ：側面
６ｂ    ：溝
６ｃ    ：回転軸
８      ：軸受け部
１０    ：回転駆動機構
１２    ：撮像ユニット
１２ａ  ：撮像領域
１４    ：制御ユニット
１１    ：ウェーハ
１１ａ  ：表面
１１ｂ  ：裏面
１１ｃ  ：外周縁
１１ｄ  ：チッピング
１３    ：画像
【図１】
2020126918.tif 000003
【図２】
2020126918.tif 000004
【図３】
2020126918.tif 000005
【図４】
2020126918.tif 000006