(57)【要約】【課題】面取り面の形状が異常であるか否かの判定を簡便に行うことができる半導体ウェーハの検査方法を提供すること。【解決手段】半導体ウェーハの検査方法は、第１の撮像装置１２ａを用いて主表面２１側から視た面取り面２３の画像である第１の画像を撮像し、第２の撮像装置１２ｂを用いて裏面２２側から視た面取り面２３の画像である第２の画像を撮像する撮像工程と、撮像工程により撮像された第１の画像に基づいて面取り面２３を主表面２１側から視たときの幅である第１の幅を求め、撮像工程により撮像された第２の画像に基づいて面取り面２３を裏面２２側から視たときの幅である第２の幅を求め、求められた第１の幅と第２の幅との比率を算出する算出工程と、算出工程により算出された比率が所定の範囲から外れている場合には、面取り面２３の形状が異常であると判定する形状判定工程とを備える。【選択図】図１
2010067859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主表面及び裏面並びに周縁部に形成される面取り面を備える半導体ウェーハの前記面取り面の検査を行う半導体ウェーハの検査方法であって、
第１の撮像装置を用いて前記主表面側から視た前記面取り面の画像である第１の画像を撮像し、第２の撮像装置を用いて前記裏面側から視た前記面取り面の画像である第２の画像を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程により撮像された前記第１の画像に基づいて前記面取り面を前記主表面側から視たときの幅である第１の幅を求め、前記撮像工程により撮像された前記第２の画像に基づいて前記面取り面を前記裏面側から視たときの幅である第２の幅を求め、求められた前記第１の幅と前記第２の幅との比率を算出する算出工程と、
前記算出工程により算出された前記比率が所定の範囲から外れている場合には、前記面取り面の形状が異常であると判定する形状判定工程とを備えることを特徴とする半導体ウェーハの検査方法。
【請求項２】
前記第１の撮像装置及び前記第２の撮像装置は、前記半導体ウェーハを厚さ方向に二等分する平面に対して線対称の位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハの検査方法。
【請求項３】
前記撮像工程により撮像された前記第１の画像及び前記第２の画像に基づいて前記面取り面の欠陥を検出する欠陥検出工程を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体ウェーハの検査方法。
【請求項４】
前記撮像工程では、第３の撮像装置を用いて前記面取り面を前記半導体ウェーハの径方向内側に視たときの画像である第３の画像を更に撮像し、
前記欠陥検出工程では、前記第１の画像、前記第２の画像及び前記第３の画像に基づいて前記面取り面の欠陥を検出することを特徴とする請求項３に記載の半導体ウェーハの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハは、平坦面である主面と、周縁部に形成される面取り面とを備えている場合が多い。面取り面は、面取り加工が施されているため、周縁部に外力が加わった場合における半導体ウェーハの損傷を防ぐことができる。
【０００３】
この面取り面にクラック、突起、パーティクルの付着等の欠陥が存在すると、半導体ウェーハの加工時に欠けや割れ等を生じる可能性が高くなる。
このような面取り面の欠陥を検出することを目的として、面取り面を複数の位置から撮像し、撮像された複数の面取り面の画像から面取り面の欠陥を検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１３９５２３号公報
【特許文献２】特開２００３−２４３４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、面取り面の検査としては、欠陥の検出以外に、面取り面の形状が異常であるか否かの判定を行う必要がある。しかしながら、特許文献１及び２に記載された技術では、面取り面の欠陥を検出することはできるが、面取り面の形状が異常であるか否かの判定を行うことはできない。そのため、面取り面の形状が異常であるか否かの判定を別途行う必要があり、検査工程のスループットが悪くなるという問題があった。
【０００５】
したがって、本発明は、面取り面の形状が異常であるか否かの判定を簡便に行うことができる半導体ウェーハの検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の半導体ウェーハの検査方法は、主表面及び裏面並びに周縁部に形成される面取り面を備える半導体ウェーハの前記面取り面の検査を行う半導体ウェーハの検査方法であって、第１の撮像装置を用いて前記主表面側から視た前記面取り面の画像である第１の画像を撮像し、第２の撮像装置を用いて前記裏面側から視た前記面取り面の画像である第２の画像を撮像する撮像工程と、前記撮像工程により撮像された前記第１の画像に基づいて前記面取り面を前記主表面側から視たときの幅である第１の幅を求め、前記撮像工程により撮像された前記第２の画像に基づいて前記面取り面を前記裏面側から視たときの幅である第２の幅を求め、求められた前記第１の幅と前記第２の幅との比率を算出する算出工程と、前記算出工程により算出された前記比率が所定の範囲から外れている場合には、前記面取り面の形状が異常であると判定する形状判定工程とを備えることを特徴とする。
【０００７】
（２）また、前記第１の撮像装置及び前記第２の撮像装置は、前記半導体ウェーハを厚さ方向に二等分する平面に対して線対称の位置に配置されていることが好ましい。
【０００８】
（３）また、前記撮像工程により撮像された前記第１の画像及び前記第２の画像に基づいて前記面取り面の欠陥を検出する欠陥検出工程を更に備えることが好ましい。
【０００９】
（４）また、前記撮像工程では、第３の撮像装置を用いて前記面取り面を前記半導体ウェーハの径方向内側に視たときの画像である第３の画像を更に撮像し、前記欠陥検出工程では、前記第１の画像、前記第２の画像及び前記第３の画像に基づいて前記面取り面の欠陥を検出することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、面取り面の形状が異常であるか否かの判定を簡便に行うことができる半導体ウェーハの検査方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
［第１実施形態］
以下、本発明の半導体ウェーハの検査方法の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。まず、本発明の半導体ウェーハの検査方法の第１実施形態で使用される検査装置１について説明する。
【００１２】
図１は、第１実施形態の半導体ウェーハの検査方法に用いられる検査装置１及び半導体ウェーハ２を模式的に示す側面図である。
まず、図１を参照しながら、周縁部に面取り面２３が形成されている半導体ウェーハ２について説明する。第１実施形態の半導体ウェーハ２は、例えばシリコンウェーハ、ガリウム砒素ウェーハからなる。
【００１３】
図１に示すように、半導体ウェーハ２の外面（表面）は、平坦な面である主面２０と、周縁部に形成され、面取り加工が施される面取り面２３とを備える。
主面２０は、各種処理が行われ、半導体デバイスが形成される主表面２１と、その反対面である裏面２２とを備える。
【００１４】
次に、第１実施形態の半導体ウェーハの検査方法に用いられる検査装置１について説明する。第１実施形態の検査装置１は、半導体ウェーハ２の面取り面２３の欠陥の検出及び面取り面２３の形状が異常であるか否かを判定する装置である。
図１に示すように、検査装置１は、回転テーブル１１と、撮像装置１２（１２ａ、１２ｂ）と、制御装置１３と、表示装置１４とを備える。
【００１５】
回転テーブル１１は、半導体ウェーハ２が載置され、保持される。回転テーブル１１は、回転テーブル１１の中心を通り、回転テーブル１１の厚さ方向に延びる回転軸を中心として回転するように構成される。
【００１６】
撮像装置１２は、例えばＣＣＤカメラで構成され、第１の撮像装置１２ａと、第２の撮像装置１２ｂとを備える。
第１の撮像装置１２ａは、主表面２１側から視た面取り面２３と対向する位置に配置され、主表面２１側の面取り面２３の画像を撮像する。第２の撮像装置１２ｂは、裏面２２側から視た面取り面２３と対向する位置に配置され、裏面２２側の面取り面２３の画像を撮像する。
第１の撮像装置１２ａ及び第２の撮像装置１２ｂは、半導体ウェーハ２を厚さ方向に二等分する平面に対して線対称の位置に配置されている。このため、第１の撮像装置１２ａ及び第２の撮像装置１２ｂによって面取り面２３全体の画像を撮像することができる。
【００１７】
ここで、撮像装置１２の動作について説明する。
まず、半導体ウェーハ２が載置された回転テーブル１１が一定の速度で回転する。そして、撮像装置１２は、半導体ウェーハ２を平面視したときの撮像範囲が半導体ウェーハ２の中心から所定の角度ごとになるように、面取り面２３の画像を撮像する。ここでいう所定の角度は、１０〜３０°が好ましい。このようにして、撮像装置１２は、面取り面２３全体の画像を撮像することができる。
【００１８】
制御装置１３は、撮像装置１２及び表示装置１４が接続され、撮像装置１２及び表示装置１４の制御を行う。制御装置１３は、撮像装置１２により撮像された画像に基づいて、面取り面２３の欠陥を検出する。また、制御装置１３は、撮像装置１２により撮像された画像に基づいて、面取り面２３の形状が異常であるか否かの判定を行う。なお、面取り面２３の欠陥の検出及び形状が異常であるか否かの判定の詳細については、後述する。
【００１９】
表示装置１４は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成され、制御装置１３に接続される。表示装置１４は、制御装置１３によって検出された面取り面２３の欠陥及び形状を判定した結果を表示する。
【００２０】
図２は、第１実施形態の半導体ウェーハの検査方法を示すフローチャートである。第１実施形態の半導体ウェーハの検査方法は、下記工程Ｓ１〜Ｓ５を備える。以下、各工程について説明する。第１実施形態の半導体ウェーハの検査方法では、上述した検査装置１を用いて検査を行う。
【００２１】
（Ｓ１）撮像工程
まず、撮像工程Ｓ１では、第１の撮像装置１２ａを用いて、主表面２１側から視た面取り面２３の画像である第１の画像を撮像し、第２の撮像装置１２ｂを用いて、裏面２２側から視た面取り面２３の画像である第２の画像を撮像する。
撮像された第１の画像及び第２の画像には、面取り面２３全体が含まれる。
【００２２】
（Ｓ２）欠陥検出工程
撮像工程Ｓ１を経た後、撮像工程Ｓ１により撮像された第１の画像及び第２の画像に基づいて、面取り面２３の欠陥を検出する。具体的には、第１の画像及び第２の画像は、制御装置１３により所定の処理が行われ、面取り面２３の欠陥を検出する。所定の処理の一例としては、第１の画像及び第２の画像のそれぞれに対して、基準とする輝度と比べて一定の範囲を超える輝度の領域を欠陥であると判定する処理が挙げられる。なお、面取り面２３の欠陥とは、クラック、突起、パーティクルの付着等をいう。
【００２３】
（Ｓ３）算出工程
欠陥検出工程Ｓ２を経た後、撮像工程Ｓ１により撮像された第１の画像に基づいて、面取り面２３を主表面２１側から視たときの幅である第１の幅Ｗ１（図１参照）を求める。また、撮像工程Ｓ１により撮像された第２の画像に基づいて、面取り面２３を裏面２２側から視たときの幅である第２の幅Ｗ２（図１参照）を求める。そして、求められた第１の幅Ｗ１と第２の幅Ｗ２との比率Ｐ（Ｗ１／Ｗ２又はＷ２／Ｗ１）を算出する。
【００２４】
（Ｓ４）形状判定工程
算出工程Ｓ３を経た後、算出工程Ｓ３により算出された比率Ｐが所定の範囲から外れている場合には、面取り面２３の形状を異常であると判定する。ここで、所定の範囲は、面取り面２３が規格内の形状を有している場合の第１の幅Ｗ１と第２の幅Ｗ２との比率Ｐの範囲である。
【００２５】
（Ｓ５）結果表示工程
形状判定工程Ｓ４を経た後、欠陥検出工程Ｓ２において検出された半導体ウェーハ２の欠陥及び形状判定工程Ｓ４において異常であると判定された面取り面２３の形状を表示装置１４に表示する。
【００２６】
第１実施形態の半導体ウェーハの検査方法は、算出工程Ｓ３において、第１の画像に基づいて、面取り面２３を主表面２１側から視たときの幅である第１の幅Ｗ１を求める。また、第２の画像に基づいて、面取り面２３を裏面２２側から視たときの幅である第２の幅Ｗ２を求める。そして、求められた前記第１の幅Ｗ１と前記第２の幅Ｗ２との比率Ｐを算出する。形状判定工程Ｓ４では、算出工程Ｓ３により算出された比率Ｐが所定の範囲から外れている場合には、面取り面２３の形状が異常であると判定する。
【００２７】
このように、第１実施形態の半導体ウェーハの検査方法によれば、面取り面２３の欠陥を検出し、且つ、面取り面２３の形状が異常であるか否かの判定を行うことができる。したがって、面取り面２３の欠陥の検出と面取り面２３の形状が異常であるか否かの判定とを一括して行うことができるため、検査工程のスループットを向上させることができる。
【００２８】
更に、第１実施形態の半導体ウェーハの検査方法は、半導体ウェーハ２を製造するプロセスの最終検査工程において簡便に行うことができるため、半導体ウェーハ２の品質に影響を与えることなく面取り面２３の形状の判定を行うことができる。したがって、検査対象となる半導体ウェーハ２の全数を検査することができ、面取り面２３の形状の判定の検査精度を向上させることができる。
【００２９】
［第２実施形態］
次に、本発明の半導体ウェーハの検査方法の第２実施形態について図面を参照しながら説明する。以下、第２実施形態における半導体ウェーハの検査方法について第１実施形態における半導体ウェーハの検査方法と異なる点を中心に説明し、他の説明は省略する。
【００３０】
図３は、第２実施形態の半導体ウェーハの検査方法に用いられる検査装置１及び半導体ウェーハ２を模式的に示す側面図である。第２実施形態では、第１の撮像装置１２ａ及び第２の撮像装置１２ｂと共に、第３の撮像装置１２ｃを用いて、つまり３個の撮像装置を用いて面取り面２３の撮像を行う点が第１実施形態とは主として異なる。
【００３１】
第３の撮像装置１２ｃは、半導体ウェーハ２の径方向内側に視たときの面取り面２３と対向する位置に配置され、面取り面２３の画像を撮像する。また、第３の幅Ｗ３（図３参照）は、面取り面２３を半導体ウェーハ２の径方向内側に視たときの幅である。
【００３２】
図４は、第２実施形態の半導体ウェーハの検査方法を示すフローチャートである。第２実施形態の半導体ウェーハの検査方法は、下記工程Ｓ１’〜Ｓ５’を備える。以下、各工程について説明する。なお、工程Ｓ３’〜Ｓ５’は、第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００３３】
（Ｓ１’）撮像工程
第１の撮像装置１２ａを用いて、主表面２１側から視た面取り面２３の画像である第１の画像を撮像し、第２の撮像装置１２ｂを用いて、裏面２２側から視た面取り面２３の画像である第２の画像を撮像する。更に、第３の撮像装置１２ｃを用いて、面取り面２３を半導体ウェーハ２の径方向内側に視たときの画像である第３の画像を撮像する。
撮像された第１の画像、第２の画像及び第３の画像には、面取り面２３全体が含まれる。
【００３４】
（Ｓ２’）欠陥検出工程
撮像工程Ｓ１を経た後、撮像工程Ｓ１により撮像された第１の画像、第２の画像及び第３の画像に基づいて、面取り面２３の欠陥を検出する。
【００３５】
第２実施形態の半導体ウェーハの検査方法によれば、第１実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。すなわち、第２実施形態の半導体ウェーハの検査方法によれば、第３の撮像装置１２ｃを用いて、第３の画像を撮像する。そして、第１の画像、第２の画像及び第３の画像に基づいて、面取り面２３の欠陥を検出する。したがって、第１の画像、第２の画像及び第３の画像に基づいて、面取り面２３の欠陥を検出するため、各々の画像の情報量が多くなり、面取り面２３の欠陥を検出する検査精度を向上させることができる。
【００３６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。例えば、上述の第１及び第２実施形態では、２つ又は３つの撮像装置１２を用いたが、これに限らず、更に撮像装置１２の個数を増やして面取り面２３の画像を撮像してもよい。
【実施例】
【００３７】
次に、本発明について、実施例を用いて更に詳細に説明する。なお、これらの実施例は、本発明の範囲を限定するものではない。
【００３８】
［第１実施形態による撮像工程］
本発明の半導体ウェーハの検査方法を行う検査装置として、レイテックス社製Ｅｄｇｅｓｃａｎ及び日本エレクトロセンサリデバイス（ＮＥＤ）社製エッジ検査装置を用いた。
２つの撮像装置によって半導体ウェーハの面取り面の画像を撮像し、図５に示す画像を得た。図５は、撮像装置により撮像された半導体ウェーハの面取り面の画像である。図５に示すように、画像３１は、主表面側から視た面取り面の画像であり、画像３２は、裏面側から視た面取り面の画像である。画像３１における面取り面の幅Ｗ１−１は、面取り面を主表面側から視たときの幅（第１の幅）である。画像３２における面取り面の幅Ｗ２−１は、面取り面を裏面側から視たときの幅（第２の幅）である。
【００３９】
このように、撮像装置により撮像された画像３１及び３２を用いて、面取り面の幅Ｗ１−１及びＷ２−１を求めることが可能であることを確認できた。
【００４０】
［第２実施形態による撮像工程］
３つの撮像装置によって半導体ウェーハの面取り面の画像を撮像し、図６に示す画像を得た。図６は、撮像装置により撮像された半導体ウェーハの面取り面の画像である。図６に示すように、画像３３は、主表面側から視た面取り面の画像であり、画像３４は、裏面側から視た面取り面の画像である。画像３５は、面取り面を半導体ウェーハの径方向内側に視たときの画像である。
【００４１】
画像３３における面取り面の幅Ｗ１−２は、面取り面を主表面側から視たときの幅（第１の幅）である。画像３４における面取り面の幅Ｗ２−２は、面取り面を裏面側から視たときの幅（第２の幅）である。画像３５における面取り面の幅Ｗ３−１は、面取り面を半導体ウェーハの径方向内側に視たときの幅である。
このように、撮像装置により撮像された画像３３及び３４を用いて、面取り面の幅Ｗ１−２及びＷ２−２を求めることが可能であることを確認できた。
【００４２】
［算出工程及び形状判定工程］
図７に示す、エッジプロファイラーを用いて面取り面の第１の幅と第２の幅との比率を求めた結果と本発明の検査方法を用いて面取り面の第１の幅と第２の幅と比率を求めた結果との相関関係を示すグラフである。
エッジプロファイラーは、面取り面をエッジプロファイラーから面取り面への接線方向から視たときの画像を取得し、取得した画像を解析することにより面取り面の形状を測定する装置である。エッジプロファイラーとしては、コベルコ科研社製ＬＥＰ１２００Ｍを用いた。
【００４３】
図７のグラフにおいて、横軸は、エッジプロファイラーを用いて算出された、半導体ウェーハの面取り面における、第１の幅と第２の幅との比率を示す。縦軸は、本発明の検査方法を用いて算出された、半導体ウェーハの面取り面における第１の幅と第２の幅との比率を示す。
第１の幅と第２の幅の比率の算出には、下記の式（１）を用いた。
比率Ｐ（％）＝（（第２の幅／第１の幅）×１００）−１００・・・（１）
【００４４】
図７に示すように、数値Ａ（□）は、検査装置βを用いたときの面取り面の第１の幅と第２の幅との比率と、エッジプロファイラーを用いたときの面取り面の第１の幅と第２の幅と比率とをプロットした値である。また、数値Ｂ（◆）は、検査装置γを用いたときの面取り面の第１の幅と第２の幅との比率と、エッジプロファイラーを用いたときの面取り面の第１の幅と第２の幅と比率とをプロットした値である。ここで、検査装置β及びγは、撮像装置の個数が異なり、それぞれ２個の撮像装置で面取り面を撮像する検査装置及び３個の撮像装置で面取り面を撮像する検査装置である。
【００４５】
また、グラフＣ及びＤは、検査装置β及びγを用いた面取り面の第１の幅と第２の幅との比率と、エッジプロファイラーを用いた面取り面の第１の幅と第２の幅と比率との相関関係を示すグラフである。
【００４６】
図７に示すように、グラフＣ及びＤからエッジプロファイラーと本発明の半導体ウェーハの検査方法との間には、相関関係があることがわかった。したがって、本発明の半導体ウェーハの検査方法により、面取り面の形状の判定を正確に行うことができることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１実施形態の半導体ウェーハの検査方法に用いられる検査装置１及び半導体ウェーハ２を模式的に示す側面図である。
【図２】第１実施形態の半導体ウェーハの検査方法を示すフローチャートである。
【図３】第２実施形態の半導体ウェーハの検査方法に用いられる検査装置１及び半導体ウェーハ２を模式的に示す側面図である。
【図４】第２実施形態の半導体ウェーハの検査方法を示すフローチャートである。
【図５】撮像装置により撮像された半導体ウェーハの面取り面の画像である。
【図６】撮像装置により撮像された半導体ウェーハの面取り面の画像である。
【図７】エッジプロファイラーを用いて算出した面取り面の第１の幅と第２の幅との比率と、本発明の検査装置を用いて算出した面取り面の第１の幅と第２の幅との比率との相関関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１  検査装置
２  半導体ウェーハ
１１  回転テーブル
１２  撮像装置
１２ａ  第１の撮像装置
１２ｂ  第２の撮像装置
１２ｃ  第３の撮像装置
１３  制御装置
１４  表示装置
２０  主面
２１  主表面
２２  裏面
２３  面取り面
【図１】
2010067859.tif 000003
【図２】
2010067859.tif 000004
【図３】
2010067859.tif 000005
【図４】
2010067859.tif 000006
【図７】
2010067859.tif 000007
【図５】
2010067859.tif 000008
【図６】
2010067859.tif 000009