(57)【要約】【課題】半導体ウエハの裏面検査アセンブリで使用する照明システムが開示されている。【解決手段】照明システムは、高反射性および指向反射性表面に対して約４５度〜約７５度の角度αで高反射性および指向反射性表面に照明を方向付けるように構成された照明光源を備える。【選択図】図４
2008539589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハの裏側検査アセンブリで使用するための照明システムであって、高反射性および指向反射性の表面に対して約４５度〜約７５度の角度αで前記高反射性および指向反射性表面に向かって照明を方向付けるようにした照明光源を備える、照明システム。
【請求項２】
前記角度αが約５０°〜約７０°の間である、請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記照明光源が拡散光を提供する、請求項１に記載の照明システム。
【請求項４】
前記照明光源が、前記高反射性および指向反射性の表面から約１００ｍｍの距離に配置される、請求項１に記載の照明システム。
【請求項５】
前記照明光源が、前記高反射性および指向反射性の表面とほぼ平行な第１の平面にほぼ沿って設けられる、請求項１に記載の照明システム。
【請求項６】
前記検査アセンブリが、前記照明光源によって提供される照明を用いてシリコンウエハ略全体の裏側にある表示マークを検出できる検出システムを備える、請求項１に記載の照明システム。
【請求項７】
半導体ウエハ検査システムであって、
半導体ウエハの動きを少なくともｘ方向およびｙ方向に制御する半導体ウエハ取扱いシステムと、
半導体ウエハの高反射性および指向反射性表面に対して約４５度〜約７５度の角度αで前記半導体ウエハの前記高反射性および指向反射性表面に向かって照明を方向付けるようにした照明光源を備える照明システムと、
少なくとも約１００ｍｍの距離から前記半導体ウエハの前記高反射性および指向反射性表面に向けられるカメラ付き検査システムと、
を備える半導体ウエハ検査システム。
【請求項８】
前記照明光源が少なくとも１つの環状蛍光灯を備え、前記カメラが前記環状蛍光灯の開口部を通って延びる光路を有するように配置されている、請求項７に記載の半導体ウエハ検査システム。
【請求項９】
前記カメラによって提供される画像データを処理するコントローラをさらに備え、前記コントローラは、マーキング用の表示マークの深さが１μｍであるときに、前記マーキング用の表示マークとウエハの研磨線とを区別できる、請求項７に記載の半導体ウエハ検査システム。
【請求項１０】
前記照明光源が拡散照明を提供する、請求項７に記載の照明システム。
【請求項１１】
半導体ウエハ検査システムであって、
半導体ウエハの動きを少なくともｘ方向およびｙ方向に制御する半導体ウエハ取扱いシステムと、
半導体ウエハの高反射性および指向反射性表面に対して約５０度〜約７０度の角度αで前記半導体ウエハの前記高反射性および指向反射性表面に向かって高周波照明を方向付けるようにした照明光源を備える照明システムと、
少なくとも約１１５ｍｍの距離から前記半導体ウエハの前記高反射性および指向反射性表面に向けられるカメラ付き検査システムと、
前記カメラによって提供される画像データを処理するコントローラと、
を備える半導体ウエハ検査システム。
【請求項１２】
前記照明光源が少なくとも１つの環状蛍光灯を備え、前記カメラが前記環状蛍光灯の開口部を通って延びる光路を有するように配置されている、請求項１１に記載の半導体ウエハ検査システム。
【請求項１３】
前記コントローラは、マーキング用の表示マークの深さが１μｍであるときに、前記マーキング用の表示マークとウエハの研磨線とを区別できる、請求項１１に記載の半導体ウエハ検査システム。
【請求項１４】
前記照明光源が複数の高周波数環状蛍光灯を備える、請求項１１に記載の半導体ウエハ検査システム。
【請求項１５】
前記半導体ウエハの前記裏側の前記高反射性および指向性反射性の表面が螺旋状に研磨される、請求項１１に記載の半導体ウエハ検査システム。
【請求項１６】
前記画像データを処理するコントローラが用いるテンプレートマッチングスレショルドが少なくとも３０％である、請求項１１に記載の半導体ウエハ検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には本導体基板処理システムに関し、特に半導体ウエハ用のレーザマーキングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、レーザマーキングがｘｙ平面で通常行なわれ、一般にレーザがｚ方向に沿って入射するように、１つまたはそれより多い半導体ウエハをｘ軸およびｙ軸について相対的に位置決めおよび調節する半導体ウエハ処理システムでは、半導体ウエハ用のレーザマーキングシステムが採用されていることがある。したがって、ウエハステージがｘ方向およびｙ方向に動かされるが、レーザマーキングシステムが不動のままの場合もある。ウエハは直径が約２００ｍｍ〜約３００ｍｍのことがある。
【０００３】
図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、半導体ウエハ１０には表側１２があり、この表側１２上に複数の回路１４ａ、１４ｂ、１４ｃおよび１４ｄを形成されることがある。各回路１４ａ〜１４ｄ上に回路要素１６および１８が形成された後、ウエハ１０が複数の個別回路１４に切り分けられることがある。そのような４つの回路が図１Ｂに示されている。処理機器内で半導体ウエハ１０の正しい方向を識別しやすくするために、半導体ウエハ１０がノッチ２２を備えている場合もある。
【０００４】
特定の応用例では、各回路の表側または裏側に識別マークも加えることが望ましい。このようなマーキングは一般にレーザを用いて行なわれ、このレーザマーキングは回路の識別のみならず、各回路に関連する製造情報、回路に関する方向情報、回路に関する性能データの識別にも用いることができる。
【０００５】
非常に繊密に要素および導体経路が配された回路１４を半導体ウエハ１０の表側１２に備える応用例では、識別マークを半導体ウエハの裏側に形成することが望ましい場合がある。例えば、図２Ａは半導体ウエハ１０の裏側２６を示し、図２Ｂは各回路１４ａ〜１４ｄの裏側上のマーキング２４を示す。マーキング情報は広範囲なテキストまたは他の記号情報を含むことができる。図２Ｂでは、各回路１４の表側の右下隅の四角形２０として表現されている。このようなマーキングは、マーキングされた領域とマーキングされていない領域との対比程度で、容易に機械読取可能とすることができる。
【０００６】
しかし、より薄い回路１４が形成できるように半導体ウエハの厚さを減らすために、従来の半導体ウエハのほとんどは、一般に裏側に研磨が施される。ウエハの厚みを減らすためのこのような研磨は一般に円運動で実施されるが、これにより半導体ウエハ１０の裏側２６の表側上に非常に微細な溝２８が、例えば風車全体の形に、形成される。これにより、表示マーク（ｉｎｄｉｃｉａ）の自動検出が複雑化する。特に、研磨パターンと平行にウエハに入射する光は、研磨パターンに垂直に入射する光よりも、鏡面反射性が概して高い。これは、一般に、より強い拡散を伴って反射されることである。研磨用粒子の方向は半径方向および接線方向に変化するので、研磨マークはウエハ全体では図２Ａに示されるように大きな螺旋曲線パターン２８のように見え、各回路１４ａ〜ｄでは、図２Ｂに示されるように粒子方向が異なっている場合がある。これらのパターンの変化方向および特徴的な風車形は、室内照明環境で表面反射を検査することによって容易に分かる。研磨パターンは、製造毎に、ロット毎に、およびピース毎に異なる場合がある。研磨プロセスが異なれば、変化する粒子方向のパターンが他のパターンとなることもある。このようにして得られる溝の構造は左右非対称となることがあり、したがって拡散が左右非対称となる。
【０００７】
ウエハ１０のレーザマーキング方法の１つは、図３Ａに示されるようにパターン（例えば、３０）を裏側２６の表側に形成することである。しかし、パターンの（図３Ａのｄで示されるような）深さが、例えば１０μｍ以上など、非常に大きいため、そのようなハイコントラストのレーザマーキングによって半導体ウエハの亀裂がもたらされる場合がある。亀裂を回避するパターンは、深さ約１０μｍ未満、例えば、３〜５μｍまたはそれより小さい範囲であろう。
【０００８】
半導体ウエハの裏側をレーザマーキングする別の方法は、レーザを用いて裏側表面２６上に本導体ウェアを溶融トレース（ｍｏｌｔｅｎ  ｔｒａｃｅ）３２を与え、それによって、例えば図３Ｂに示されるように、溝２８によって形成された起伏表面を取り除くことを含む。このようなトレースマークの起伏の深さは、例えば、０〜１．０μｍ、好ましくは約０．５μｍ2とすることができる。例えば、米国特許第６２６１９１９号明細書は、マーキングのために半導体ウエハの裏側に溶融トレースを形成するシステムと方法を開示しており、その開示内容を文献引用によって本願明細書に組み込んだものとする。また、結果として生じる表面下損傷が小さい、ワークピースおよび半導体デバイス上に機械読取可能なマークを形成するための、チップスケールパッケージ（ＣＳＰ）用レーザ使用高速マーキングシステムおよび方法をそれぞれ開示している米国特許出願公開第２００４／００６００９１０号明細書、米国特許出願公開第２００４／００３１７７９号明細書および米国特許出願公開第２００４／０１４４７６０号明細書も参照されたい。
【０００９】
そのため、表示マークを形成するための研磨シリコン基板をなどの材料の表面特性を変更することによって、このようなトレースマークが形成される場合がある。形成されたマークは、表面性状を変更することによって、特に研磨パターンを平坦化することによって、吸収特性を変化させ且つ指向性拡散効果を減少させることができる。この拡散効果減少によって、マークの平坦化領域からの鏡面反射率を増加させることができる。同時に、レーザ照射に由来する吸収増加によって、マーキングされた領域からの総反射を減少させることができる。精細な表示マークが形成される場合、表示のフィーチャサイズを研磨マークの規模と同様とすることができる。最小レーザマーキング電力では、研磨マークの平坦化が始まるとレーザマークが見え始める。これより高い電力では、研磨マークのフィーチャがさらに減少し平坦化が高くなる。さらに高い電力では、材料が移動されたり取り除かれたりしてマークの深さが増加し、スポット間の一部重複マークが形成されはじめることがある。一般に、不完全な平坦化はほぼ最初のマーク深さの最小となり、スポット一部重複マークは、この最小深さマークより深いマーク深さを示す。
【００１０】
表示マークレーザによって形成されるそのようなマークは、どのようなタイプのグラフィックマークでもよいが、通常は、英数字、中が塗りつぶされた丸などのピンインディケータ、回路フィーチャ表示マークおよび逆Ｖ字などのチップ方向マークである。例えば０．１×０．２ｍｍのダイなどの小さいダイは点または方向マークでマーキングでき、例えば２．５ｍｍ×２０ｍｍなどのもっと大きなダイは英数字でマーキングできる。
【００１１】
ＣＢＰマーキングの場合は、ウエハ全体のダイ位置の裏側に表示マークをレーザマーキングすることを可能にするウエハチャックでウエハが保持される。高精度のマーキングは、例えば一辺８０ｍｍの正方形のフィールドなど、ウエハのサイズより小さい走査範囲に表示マークをマーキングすることによって達成される。ウエハ裏側の表示マークが印されるべき全位置を網羅するために、ウエハはステージにより、マーキング範囲に対してステップ送りされる。
【００１２】
溝２８によってもたらされた起伏表面の各部を変更することによるレーザマーキングでは、ウエハが受ける応力は概して少ないが、それによって形成されるマークは、通常、検出システムによる読み取りが難しくなる。一般に、ウエハ裏側の反射性が非常に高いと、検出システムが確認のためにレーザマークを読み取るのがさらに困難になる。また、ウエハのある部位の溝が互いにほぼ平行となる場合があり、高い指向性反射が生じる（視角で回転する風車タイプの反射像をもたらす溝２８など）。このため、裏側のマーキングの上記のような検出は、各回路をウエハから方形切断した後に非常に狭い範囲で実施するのが一般的である。
【００１３】
しかしながら、ある応用例では、レーザマーキングおよびウエハ処理システムがウエハの裏側のレーザマーキングの検査を実行でき、また、このシステムがウエハの上側も検査できることが望ましい。そのような上下検査を相関させるために、方形切断前に各回路上の各マーキングの位置を高精度で試験する。そのような相関を実施するには、ウエハを取り扱いながらウエハの裏側を読み取れる裏側検出システムならびにウエハの表側を読み取れる表側検出システムが必要である。しかしながら、研磨プロセスに起因するウエハ裏側の高い反射性および指向反射性により、ウエハの裏側を確実に検出することは非常に難しいことが分かっている。裏側表面の直下からの照明は鮮やかに反射され、その結果、画像のコントラストが悪くなり、ウエハに沿った側からの照明は混乱を生じさせる無用の光輝部および影部を裏側表面に加える。画像化するために遠くから高反射性および指向反射性の裏側表面を照明しても満足な結果が得られなかった。また、照明と、変化する裏側研磨パターンとの相互作用により、ウエハ全体で画像品質が変動し、領域によっては、画像品質が不十分で画像処理を成功させるに至らない場合がある。
【００１４】
また、多くのウエハ検査応用例で、所要対物距離に制限がある。ＣＳＰマーキングシステム内のウエハは、通常、ウエハ裏側の周囲または他の領域が保持される。ウエハ縁端部またはチャック接触部付近の領域の表示マーク検査では、機械的干渉または光学的混乱を防止するために、照明装置およびカメラとウエハとの間に十分な対物距離を要する。光学的混乱は、照明フィールド各部に対する遮光、チャックまたは関連取付構造からウエハヘの光の拡散、およびカメラ画像フィールド各部に対する遮光などである。利用可能空間は、カメラのパッケージサイズおよび結像レンズサイズによってさらに制限されるであろう。
【００１５】
ある用途では、チャックで保持されたウエハの研磨された裏側にあるレーザマーキングされた表示マークを検査することが望ましい。従来のウエハ検査用に設計された利用可能な照明装置では、像を形成させるためにウエハの極々の領域を検査カメラおよび照明装置に対して位置決めするとき、十分な対物距離および高信頼性のウエハ領域検査を達成できる均一な画像品質を提供するものではなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記に鑑み、ウエハの裏側にレーザマーキングを施すことができ、ウエハの表側および裏側を自動相関させることができるレーザマーキングおよび処理システムが必要とされている。
【００１７】
また、裏側マーキング用チャックに保持されているときに、研磨されたウエハ裏側のレーザマーキングされた表示マークを検査するための、改良型ウエハ照明システムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、一実施形態にしたがう半導体ウエハ裏側検査アセンブリで使用するための照明システムを提供する。この照明システムは、高反射性および指向反射性表面に対して約４５度〜約７５度の角度αで高反射性および指向反射性表面に照明を方向付けるように構成された照明光源を備える。
【００１９】
別の実施形態にしたがえば、本発明は、半導体ウエハ取扱いシステムと、照明システムと、検査システムとを備えた半導体ウエハ検査システムを提供する。この半導体ウエハ取扱いシステムは、半導体ウエハの動きを少なくともｘ方向およびｙ方向に制御するためのものである。この照明システムは、半導体ウエハの高反射性および指向反射性表面に対して約４５度〜約７５度の角度αで半導体ウエハの高反射性および指向反射性表面に照明を方向付けるように構成された照明光源を備える。この検査システムは、少なくとも約１００ｍｍの距離から半導体ウエハの高反射性および指向反射性表面に向けられるカメラを備える。
【００２０】
別の実施形態にしたがえば、本発明は、半導体ウエハ取扱いシステムと、照明システムと、検査システムと、コントローラとを備えた半導体ウエハ検査システムを提供する。この半導体ウエハ取扱いシステムは、半導体ウエハの動きを少なくともｘ方向およびｙ方向に制御するためのものである。この照明システムは、半導体ウエハの裏側の高反射性および指向反射性表面に対して約５０度〜約７０度の角度αで半導体ウエハの高反射性および指向反射性表面に高周波照明を方向付けるように構成された照明光源を備える。この検査システムは、ｚ方向に沿って約１１５ｍｍの距離から半導体ウエハの高反射性および指向反射性表面に向けられるカメラを備える。コントローラは、前記カメラによって提供される画像データを処理し、他のシステム機能を実行するためのものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下の詳細な説明は、添付図面を参照することによって更に深く理解されるであろう。
但し、図面は説明のためにのみ示されるものであり、一定の比率で拡大または縮小されたものではない。
【００２２】
本発明はウエハ検査アセンブリ内の照明システムを提供するものである。一実施形態によれば、本発明は、研磨されたシリコンウエハの裏側の粒子方向が一定でなく、レーザマーキングされた粒子の粗い鏡面状の対象領域を高コントラストに画像化するための照明を提供する。そのような照明システムによれば、ウエハを検査アセンブリで処理しながら、研磨されたウエハ裏側のレーザマーキングされた表示マークを確実に検査することが可能となる。レーザマーキングされた表示マークのフィーチャとウエハ研磨マークとは、照明システムによって提供される照明によって、ある程度まで識別可能である。
【００２３】
図４〜６に示されているように、本発明の一実施形態によるレーザ処理システム４０は、基板４４上に表示マークを形成するレーザマーキングシステム４２（図５に示される）、チャック４６および４８を備え、マーカ４２に対して基板４４を位置決めするための位置決めシステム、表示マークを検出するための裏側検査システム５０、およびマーキングシステム４２の動作を調節するシステムコントローラ５２、および検査システム５０を備えている。マーキングシステム４２および検査システム５０は単体ハウジング５４の内部に設けることができる。このシステムは、やはりコントローラ５２に接続されている表側検査システム５６を備えることもできる。
【００２４】
裏側検査システム５０の照明システムは、一対の同心環状蛍光灯６０および６２を備える。環状蛍光灯の中心孔により、示されているように環状蛍光灯６０および６２の中心孔を通って基板４４の裏側５８に向かって裏側検査システム５０を方向付けることが可能となる。環状灯からの照明は、一般に、図６に示されているように、平均角度約αで基板４４の裏側５８の幅ｗの対象領域６４を照射する。環状灯は、高周波数（例えば、約２５ｋＨｚ）の環状蛍光灯とすることができる。角度αは約４５°〜約７５°、好ましくは約５０°〜７０°とすることができる。
【００２５】
したがって、一実施形態によれば、本発明は、検出されるべき表示マークを含み、また、この表示マーク近傍であるかまたはこの表示マークと交差する表面マークをも含む半導体ウエハ表面上に形成された表示マークを検出する検査システムを提供する。このシステムは、ｚ軸に沿った視野を有し、表面を画像化し且つ表面５８の画像内で表示マーク６４を検出するためのするための撮像装置を備えている。さまざまな実施形態において、このシステムは、範囲中央の角度から表面に当たって、画像化サブシステムで画像化される表面から反射される放射エネルギーを生成するための少なくとも１つの光源を有する照明装置を備える。この光源は、物理的な干渉を実質的に回避するためにエネルギーが表面から十分な距離から発せられ、表面マークからの強い反射が画像化されるのを防止しながら表面マークに由来する画像内の変動を減少させるような入射角度の範囲内で視野軸を囲んでエネルギーが発せられるように配設される。それにより、撮像装置の視野の少なくとも所定部分の内部では、表示マークと表面マークとを区別できる。
【００２６】
種々の実施形態によれば、表面マークは曲線の場合がある。強い反射のうち、少なくとも一部は鏡面反射の場合がある。表面反射は入射角度および入射方向に対して敏感である。表面マークは、マーキングステーションにおいてレーザマーカで表示マークを形成する前の処理ステップ中に、ツールで作られるマークである。表面マークができる表面はシリコン基板の裏側である。光源は実質的に全方向に放射エネルギーを放射でき、光源は環状および／またはドーナツ状とすることができ、光源は拡散反射面を備えることができる。光源は高周波放射を行なってもよく、白色光源であってもよいし、着色光源であってもよい。光源は、複数の拡散光源を備えることもでき、ウエハ表面とほぼ平行な平面で放射エネルギーの放出が生じてもよい。
【００２７】
光源と画像化される裏側表面との間の距離は少なくとも１００ｍｍ（例えば、約１１０ｍｍ〜約１３０ｍｍ）とすることができ、検出システムの視野範囲（ＦＯＶ）は約６ｍｍ〜約１５ｍｍの範囲内とすることができる。レーザマーカで形成される表示マークは深さ約１μｍ以下とすることができる。一実施形態において、検査用の表示マークは、交差する残留研磨マークを減少させるのに十分なエネルギーであるが、テンプレートマッチングスレショルドを広げることになる重複マークの形成を回避できる程度の低いエネルギーでマーキングされる。テンプレートマッチングスレショルドは１０％以上とすることができ、ある実施形態では３０％以上とすることができる。
【００２８】
反射性を備えた表示マークからの光をカメラが受信するとき、ＣＳＰ表示マークの明視野照明では、表示マークおよび隣接するマーキングされていない基板の両方の高い鏡面反射量のせいで、コントラストがかなり悪くなることが分かっている。暗視野照明では、より高いコントラストが得られ、したがってＣＳＰ上の表示マークの画像化には暗視野照明が好ましいことも分かっている。この暗視野画像化技術では、マーキングされていない背景は、カメラに受信される光を拡散するが、レーザマーキングされた表示マークは、カメラに受信されない光を反射および吸収する。拡散光源は、研磨マーク組織内のコントラストを減少させることが好ましい。
【００２９】
光源の角度は強い鏡面反射を回避できる程度に小さいことが好ましく、光源はウエハーによる画像品質の変動を低減化させるために無指向性（例えば、環状光源）であることが好ましい。無指向性の照明は、また、研磨マーク組織のコントラストを減少させることができる。より高い出力光源が好ましく、十分な照明レベルを得るために、複数の光源、および光を成形する拡散体などの効果的な拡散体を使用してもよい。
【００３０】
本発明の実施形態にしたがうシステムの一例において、レーザマーキングは、例えば米国マサチューセッツ州ウィルミントンのＧＳＩ  Ｌｕｍｏｎｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが販売するＳＩ  Ｌｕｍｏｎｉｃｓ  ｍｏｄｅｌ  ＣＳＰ２００などの周波数逓倍グリーンＮｄ：ＹＶＯ４レーザを使用する市販のＣＳＰマーキングシステムで達成できる。マーキングパラメータは、ウエハタイプの違いおよび研磨パターンの違いによって変化するが、深さ１μｍ以下のトレースマーク（ブラックマークとも呼ばれる）の一般的なレーザパラメータは次の通りとすることができる。Ｑスイッチ周波数３００００〜３３０００Ｈｚ；  走査速度２００〜５００ｍｍ／秒；  電力２．５〜３．５Ｗ；Ｑスイッチパルス幅１０〜１３μ秒；  スポットサイズ４０〜６０ｎｍ；走査レンズｆ＝２００ｍｍ；  走査範囲８０ｍｍｘ８０ｍｍ；  パルス幅１５ｎｓ。レーザマーキングは次の一般範囲で達成できる。Ｑスイッチ周波数２００００〜４００００Ｈｚ；  走査速度１２００ｍｍ／秒未満；電力１．８〜５Ｗ；  スポットサイズ７２μｍ未満。
【００３１】
ＣＳＰ２００システムでは、ウエハチャックを搬送する精密ｘ−ｙテーブルでウエハが動かされるが、他タイプの相対移動システムを使用することも可能である。ウエハから結像レンズまでの対物距離は約１６５ｍｍである。カメラは１／２ＣＭＯＳメガピクセルタイプ（例えば、マサチューセッツ州ニ一ダムの  Ｃｏｇｎｅｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが販売しているＣＤＣ−１００）であるが、ＣＣＤセンサなどの他タイプのカメラおよび他の撮像装置サイズフォーマットも可能である。この結像レンズはテレセントリック式の焦点距離５５ｍｍ、約３画素／５０μｍマークフィーチャで撮像範囲サイズ１２ｍｍ×３ｍｍである。入射視角での照射画像コントラストの変動を減少させ、また、対象高さによる位置エラーを減少させるために、テレセントリックレンズが好ましい。必要に応じて、解像度を約６画素／５０μｍのマークフィーチャにあげるために、２×レンズアダプタを使用してもよい。対象領域は、少なくとも、カメラ視野内に１つまたはそれにより多いマーキングされたダイ位置を含む一部分であり、１つまたはそれより多いダイ位置のレーザマーキングされた１つまたはそれより多い表示マークが検査される。画像は、例えばＣｏｇｎｅｘ  ＰａｔＭａｘソフトウェアなど、市販の機械視覚システムで処理できる。
【００３２】
好ましい照明システムとして、高い拡散光出力を備え、研磨マークのコントラストを減少させる程度に高く、強鏡面反射を防止する程度に低い、例えば、好ましくは約４５°〜約５５°の中間照射角度に設定できる、  ＳｔｏｃｋｅｒＹａｌｅ  Ｓｕｐｅｒ  Ｌｉｇｈｔ  モデル１８高周波数環状蛍光灯（ニューハンプシャー州、セイラムのＳｔｏｃｋｅｒＹａｌｅ、  Ｉｎｃ．が販売）などがある。照明装置の一般的な対物距離は約１１５ｍｍである。上記のモデル１８環状蛍光灯を、色温度５１００°ｋの標準的な白色蛍光灯と組み合わせて、または、あるタイプのウエハに好適かもしれない、例えば青色蛍光灯などの別の色温度と別の色の他の市販蛍光灯と組み合わせて使用してもよい。高出力の中間照明角度を備える他タイプの照明装置も可能である。拡散光が好ましいが、十分な出力を備えた非拡散光源〔例えば、ＬＥＤ〕の配列でも画像化を向上させることができる。
【００３３】
実例となる向上例は、３０％のテンプレートマッチングスレショルドを用いて中間照明角度で好適な環状蛍光灯を使って正常に検査できた選択部位が約９２％のレベルであるとき、ＬＥＤクラスタを使用したときに正常に検査できた選択部位が約５０％を越えるレベルである。
【００３４】
当業者には、上述の実施形態に対して、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに数多くの変更および変形を施せることが分かるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１Ａ】先行技術にしたがって複数の回路が形成される半導体ウエハの表側の例示図である。
【図１Ｂ】複数の回路からなる部分集合を備えた、図１Ａに示される図の一部の例示図である。
【図２Ａ】先行技術にしたがって複数の回路が形成される半導体ウエハの裏側の例示図である。
【図２Ｂ】複数の回路からなる部分集合の裏側にマーキングを備えた、図２に示される図の一部の例示図である。
【図３Ａ】先行技術のマーキング技術にしたがう、表示マークを半導体ウエハ裏側（上向きに示されている）に備えた半導体ウエハの一部の側断面を示す例示図である。
【図３Ｂ】先行技術の別のマーキング技術にしたがう、表示マークを半導体ウエハ裏側（上向きに示されている）に備えた半導体ウエハの一部の側断面を示す例示図である。
【図４】本発明の一実施形態にしたがうウエハマーキングおよび画像化システムの例示図である。
【図５】図４に示される照明システムの例示上面図である。
【図６】図５に示されるシステムの一部の例示拡大側面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  半導体ウエハ
１２  半導体ウエハの表側
１４  回路
２４  マーキング
２６  半導体ウエハの裏側
２８  溝
【図１Ａ】
2008539589.tif 000003
【図１Ｂ】
2008539589.tif 000004
【図２Ａ】
2008539589.tif 000005
【図２Ｂ】
2008539589.tif 000006
【図３Ａ】
2008539589.tif 000007
【図３Ｂ】
2008539589.tif 000008
【図４】
2008539589.tif 000009
【図５】
2008539589.tif 000010
【図６】
2008539589.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月28日(2008.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハの裏側検査アセンブリで使用するための照明システムであって、高反射性および指向反射性の表面に対して約４５度〜約７５度の角度αで前記高反射性および指向反射性表面に向かって照明を方向付けるようにした照明光源を備える、照明システム。
【請求項２】
前記角度αが約５０°〜約７０°の間である、請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記照明光源が拡散光を提供する、請求項１に記載の照明システム。
【請求項４】
前記照明光源が、前記高反射性および指向反射性の表面から約１００ｍｍの距離に配置される、請求項１に記載の照明システム。
【請求項５】
前記照明光源が、前記高反射性および指向反射性の表面とほぼ平行な第１の平面にほぼ沿って設けられる、請求項１に記載の照明システム。
【請求項６】
前記検査アセンブリが、前記照明光源によって提供される照明を用いてシリコンウエハ略全体の裏側にある表示マークを検出できる検出システムを備える、請求項１に記載の照明システム。
【請求項７】
半導体ウエハ検査システムであって、
半導体ウエハの動きを少なくともｘ方向およびｙ方向に制御する半導体ウエハ取扱いシステムと、
半導体ウエハの高反射性および指向反射性表面に対して約４５度〜約７５度の角度αで前記半導体ウエハの前記高反射性および指向反射性表面に向かって照明を方向付けるようにした照明光源を備える照明システムと、
少なくとも約１００ｍｍの距離から前記半導体ウエハの前記高反射性および指向反射性表面に向けられるカメラ付き検査システムと、
を備える半導体ウエハ検査システム。
【請求項８】
前記照明光源が少なくとも１つの環状蛍光灯を備え、前記カメラが前記環状蛍光灯の開口部を通って延びる光路を有するように配置されている、請求項７に記載の半導体ウエハ検査システム。
【請求項９】
前記カメラによって提供される画像データを処理するコントローラをさらに備え、前記コントローラは、マーキング用の表示マークの深さが１μｍより小さいときに、前記マーキング用の表示マークとウエハの研磨線とを区別できる、請求項７に記載の半導体ウエハ検査システム。
【請求項１０】
前記照明光源が拡散照明を提供する、請求項７に記載の照明システム。
【請求項１１】
半導体ウエハ検査システムであって、
半導体ウエハの動きを少なくともｘ方向およびｙ方向に制御する半導体ウエハ取扱いシステムと、
半導体ウエハの高反射性および指向反射性表面に対して約５０度〜約７０度の角度αで前記半導体ウエハの前記高反射性および指向反射性表面に向かって高周波照明を方向付けるようにした照明光源を備える照明システムと、
少なくとも約１１５ｍｍの距離から前記半導体ウエハの前記高反射性および指向反射性表面に向けられるカメラ付き検査システムと、
前記カメラによって提供される画像データを処理するコントローラと、
を備える半導体ウエハ検査システム。
【請求項１２】
前記照明光源が少なくとも１つの環状蛍光灯を備え、前記カメラが前記環状蛍光灯の開口部を通って延びる光路を有するように配置されている、請求項１１に記載の半導体ウエハ検査システム。
【請求項１３】
前記コントローラは、マーキング用の表示マークの深さが１μｍより小さいときに、前記マーキング用の表示マークとウエハの研磨線とを区別できる、請求項１１に記載の半導体ウエハ検査システム。
【請求項１４】
前記照明光源が複数の高周波数環状蛍光灯を備える、請求項１１に記載の半導体ウエハ検査システム。
【請求項１５】
前記半導体ウエハの前記裏側の前記高反射性および指向性反射性の表面が螺旋状に研磨される、請求項１１に記載の半導体ウエハ検査システム。
【請求項１６】
前記画像データを処理するコントローラが用いるテンプレートマッチングスレショルドが少なくとも３０％である、請求項１１に記載の半導体ウエハ検査システム。
【国際調査報告】
2008539589.tif 000012
2008539589.tif 000013
2008539589.tif 000014