(57)【要約】【課題】検査時間を短縮できる異物判定装置および方法を提供すること。【解決手段】本発明の異物判定装置１は、ウェハ９の検査面９１上に載置される基準板４と、基準板４に所定の圧力をかける加圧手段６とを備えている。また、加圧手段６により基準板４に所定の圧力が加えられた状態で、ウェハ９と基準板４との隙間を測定する測定手段７を備えている。さらに、異物判定装置１は、隙間が閾値より小さい場合には、そのウェハ９の検査面９１には除去が必要な異物Ｘ２は存在しないと判定し、隙間が閾値以上の場合には、そのウェハ９の検査面９１には除去が必要な異物Ｘ２が存在すると判定する判定手段８１１を備えている。従って、検査面９１に除去が必要な異物Ｘ２は存在しないと判定されたウェハ９においては、当該ウェハ９に付着する異物Ｘ１，Ｘ２の位置の測定および除去を不要にできるので、その分、検査時間を短縮できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハの検査面上に載置される基準板と、
前記基準板に所定の圧力をかける加圧手段と、
前記加圧手段により前記基準板に前記所定の圧力が加えられた状態で、前記ウェハと前記基準板との隙間を測定する測定手段と、
前記隙間が閾値より小さい場合には、そのウェハの検査面には除去が必要な異物は存在しないと判定し、前記隙間が前記閾値以上の場合には、そのウェハの検査面には除去が必要な異物が存在すると判定する判定手段とを備えている
ことを特徴とする異物判定装置。
【請求項２】
ウェハの検査面上に載置され、かつ所定の重量を有する基準板と、
前記基準板の重量によって前記ウェハの検査面に付着する異物に所定の圧力が加えられた状態で、前記ウェハと前記基準板との隙間を測定する測定手段と、
前記隙間が閾値より小さい場合には、そのウェハの検査面には除去が必要な異物は存在しないと判定し、前記隙間が前記閾値以上の場合には、そのウェハの検査面には除去が必要な異物が存在すると判定する判定手段とを備えている
ことを特徴とする異物判定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の異物判定装置において、
前記所定の圧力は、前記検査面に付着する有機化合物から構成された異物は潰れ、かつ無機化合物から構成された異物が前記検査面に傷を付けることがない圧力である
ことを特徴とする異物判定装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の異物判定装置において、
前記測定手段は、平面視で前記ウェハの中心を通りかつ互いに直交する第１方向および第２方向上の前記ウェハの両端部と、前記基準板との隙間を測定し、
前記判定手段は、前記４箇所の隙間のうち、最大の隙間が前記閾値より小さい場合には、そのウェハの検査面には除去が必要な異物は存在しないと判定し、前記最大の隙間が前記閾値以上の場合には、そのウェハの検査面には除去が必要な異物が存在すると判定する
ことを特徴とする異物判定装置。
【請求項５】
ウェハの検査面上に基準板を載置する基準板載置工程と、
前記基準板に所定の圧力をかけた状態で、前記ウェハと前記基準板との隙間を測定する測定工程と、
前記隙間が閾値より小さい場合には、そのウェハの検査面には除去が必要な異物は存在しないと判定し、前記隙間が前記閾値以上の場合には、そのウェハの検査面には除去が必要な異物が存在すると判定する判定工程とを備えている
ことを特徴とする異物判定方法。
【請求項６】
ウェハの検査面上に、所定の重量を有する基準板を載置する基準板載置工程と、
前記基準板の重量によって前記ウェハの検査面に付着する異物に所定の圧力が加えられた状態で、前記ウェハと前記基準板との隙間を測定する測定工程と、
前記隙間が閾値より小さい場合には、そのウェハの検査面には除去が必要な異物は存在しないと判定し、前記隙間が前記閾値以上の場合には、そのウェハの検査面には除去が必要な異物が存在すると判定する判定工程とを備えている
ことを特徴とする異物判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハの検査面に除去が必要な異物が存在するか否かを判定する異物判定装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微細な機械部品と電子回路とを集積したシステム（ＭＥＭＳ）や、インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）など、複数のウェハが貼り合わせられて製造される半導体製品が知られている（例えば特許文献１）。
このような製品において、ウェハの貼り合わせは、一般に、いずれか一方のウェハの接着面に接着剤を塗布した後に、他方のウェハを一方のウェハに貼り合わせることにより行うのだが、この際、ウェハの接着面に所定の高さ（例えば３μｍ）以上の高さの硬い異物が付着していると、ウェハ割れが生じることがある。このため、従来、ウェハ同士を貼り合わせる前に、各ウェハの接着面に付着する異物を全て３次元測定器等で測定し、所定の高さ以上の高さの異物があれば、当該異物を全て除去していた。なお、所定の高さより低い異物は、接着面に残しておいても、接着剤の厚み等もあり問題ない。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の検査方法では、ウェハに付着する異物の数が多いと、検査時間がかかるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、検査時間を短縮できる異物判定装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の異物判定装置は、ウェハの検査面上に載置される基準板と、前記基準板に所定の圧力をかける加圧手段と、前記加圧手段により前記基準板に前記所定の圧力が加えられた状態で、前記ウェハと前記基準板との隙間を測定する測定手段と、前記隙間が閾値より小さい場合には、そのウェハの検査面には除去が必要な異物は存在しないと判定し、前記隙間が前記閾値以上の場合には、そのウェハの検査面には除去が必要な異物が存在すると判定する判定手段とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の異物判定方法は、ウェハの検査面上に基準板を載置する基準板載置工程と、前記基準板に所定の圧力をかけた状態で、前記ウェハと前記基準板との隙間を測定する測定工程と、前記隙間が閾値より小さい場合には、そのウェハの検査面には除去が必要な異物は存在しないと判定し、前記隙間が前記閾値以上の場合には、そのウェハの検査面には除去が必要な異物が存在すると判定する判定工程とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、基準板に所定の圧力、すなわち、ウェハの検査面に付着する柔らかい異物（例えば有機化合物から構成された異物）が潰れ、ウェハと基準板との隙間が硬い異物（例えば無機化合物から構成された異物）によって形成される圧力、をかけた状態で、当該隙間を測定する。このため、隙間が閾値よりも小さければ、そのウェハの検査面には、ウェハ割れを引き起こす可能性がある所定の高さ以上の高さの硬い異物（除去が必要な異物）は存在しないこととなる。そして、本発明は、そのような隙間が閾値より小さいウェハの検査面には、除去が必要な異物は存在しないと判定し、隙間が閾値以上のウェハの検査面には、除去が必要な異物が存在すると判定する。
従って、本発明によれば、検査面に除去が必要な異物は存在しないと判定されたウェハにおいては、当該ウェハに付着する異物の位置の測定および除去を不要にできるので、その分、検査時間を短縮できる。なお、所定の高さより低い異物は、検査面に残しておいても、貼り合わせの際に検査面に塗布される接着剤の厚み等もあり問題ない。
【０００９】
本発明の異物判定装置は、ウェハの検査面上に載置され、かつ所定の重量を有する基準板と、前記基準板の重量によって前記ウェハの検査面に付着する異物に所定の圧力が加えられた状態で、前記ウェハと前記基準板との隙間を測定する測定手段と、前記隙間が閾値より小さい場合には、そのウェハの検査面には除去が必要な異物は存在しないと判定し、前記隙間が前記閾値以上の場合には、そのウェハの検査面には除去が必要な異物が存在すると判定する判定手段とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の異物判定方法は、ウェハの検査面上に、所定の重量を有する基準板を載置する基準板載置工程と、前記基準板の重量によって前記ウェハの検査面に付着する異物に所定の圧力が加えられた状態で、前記ウェハと前記基準板との隙間を測定する測定工程と、前記隙間が閾値より小さい場合には、そのウェハの検査面には除去が必要な異物は存在しないと判定し、前記隙間が前記閾値以上の場合には、そのウェハの検査面には除去が必要な異物が存在すると判定する判定工程とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、前述の発明と略同様の構成により、同様の効果を奏することができるうえ、基準板が所定の重量を有するので、当該基準板をウェハに載せるだけで、ウェハに付着する異物に直接所定の圧力を加えることができる。従って、基準板に所定の圧力を加えるための加圧手段を不要にでき、装置の構成を簡略化できる。また、基準板に所定の圧力を加えることを不要にできるので、その分、判定にかかる時間を短縮できる。
【００１２】
本発明の異物判定装置では、前記所定の圧力は、前記検査面に付着する有機化合物から構成された異物は潰れ、かつ無機化合物から構成された異物が前記検査面に傷を付けることがない圧力であることが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、基準板に、無機化合物から構成された硬い異物がウェハの検査面に傷を付けることがない圧力を加えるので、ウェハの検査面を傷つけることなく、ウェハの検査面に除去が必要な異物が存在するか否かを判定することができる。
【００１４】
本発明の異物判定装置では、前記測定手段は、平面視で前記ウェハの中心を通りかつ互いに直交する第１方向および第２方向上の前記ウェハの両端部と、前記基準板との隙間を測定し、前記判定手段は、前記４箇所の隙間のうち、最大の隙間が前記閾値より小さい場合には、そのウェハの検査面には除去が必要な異物は存在しないと判定し、前記最大の隙間が前記閾値以上の場合には、そのウェハの検査面には除去が必要な異物が存在すると判定することが好ましい。
【００１５】
本発明によれば、ウェハの中心を通りかつ互いに直交する第１方向および第２方向上のウェハの両端部と基準板との隙間を測定し、そのうちの最大の隙間と閾値とを比較するので、十分に精度良く、ウェハの検査面に除去が必要な異物が存在するか否かを判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面を参照して説明する。
〔１．異物判定装置の構成〕
図１は、本実施形態に係る異物判定装置１の構成概略図である。
異物判定装置１は、ウェハ９同士が貼り合わせられて製造される半導体製品の製造工程におけるウェハ９の検査工程において、ウェハ９の接着面９１に付着する異物Ｘ１，Ｘ２を除去する前に、ウェハ９の接着面９１に、除去が必要な異物Ｘ２が存在するか否かを判定するための装置である。この異物判定装置１は、図１に示すように、吸引手段２と、定盤３と、基準板４と、加圧手段６と、測定手段７と、コンピュータ装置８とを備えて構成されている。
【００１７】
吸引手段２は、図示しない吸引ポンプを備えている。吸引手段２は、図１に示すように、定盤３の吸引路３１にホース２１を介して連結されており、定盤３の吸引路３１に負圧を供給する。
定盤３には、前述した吸引路３１が形成されている。吸引路３１は、当該定盤３の上面に吸引口３２として複数開口しており、吸引手段２に連結されている。この定盤３上には、図示しない搬送機により、順次、検査対象のウェハ９が検査面としての接着面９１を上（図１中上側）に向けた状態で載置される。なお、ウェハ９は、平面視略円形状に形成され、外周には、直線部分、すなわち、位置決め等のためのオリフラが形成されている。接着面９１上には、有機化合物から構成された柔らかい異物Ｘ１、および無機化合物から構成された硬い異物Ｘ２が複数付着している。
【００１８】
基準板４は、金属製でウェハ９と同形状に形成されている。なお、基準板４は、ウェハ９と同形状に形成されることに限定されず、平面視でウェハ９より大きく形成されていればよい。
加圧手段６は、基準板載置手段でもあり、基準板４をウェハ９上に載置可能に構成されているとともに、ウェハ９上に載置した基準板４に所定の圧力を加えることが可能に構成されている。このような加圧手段６は、エアシリンダ６１、エアシリンダ６１のロッド６１１の先端に回動可能に設けられた吸着治具６２、および図示しない吸引ポンプを有しホース２１を介して吸着治具６２と連結する吸引手段６３を備えて構成されている。
【００１９】
エアシリンダ６１は、ロッド６１１を備え、ロッド６１１を上下動させることで吸着治具６２を上下動させるとともに、ウェハ９上に載置した基準板４に吸着治具６２を当て、当該吸着治具６２、ひいては基準板４に所定の圧力を加えることが可能に構成されている。
吸着治具６２には、吸着治具６２の下面に複数開口し吸引手段６３に連結された吸引路６２１が形成されている。吸着治具６２は、吸引路６２１に吸引手段６３から負圧が供給されることにより、基準板４を吸着する。
測定手段７は、例えば、レーザ変位計から構成され、ウェハ９と基準板４との隙間を測定し、測定結果をコンピュータ装置８に出力する。
【００２０】
コンピュータ装置８には、これら吸引手段２、加圧手段６、および測定手段７が接続されている。コンピュータ装置８は、これら各手段を制御する制御手段８１を備えている。制御手段８１は、ＣＰＵ等から構成され、判定手段８１１を備えている。
判定手段８１１は、測定手段７から入力された情報（隙間の大きさ）に基づき、検査対象のウェハ９の接着面９１に、除去が必要な異物Ｘ２が存在するか否かを判定する。
【００２１】
〔２．異物判定装置による異物判定工程〕
以下、異物判定装置１による検査対象のウェハ９の接着面９１に、除去が必要な異物Ｘ２が存在するか否かを判定する異物判定工程について説明する。
図２は、異物判定装置１による異物判定工程を示すフローチャート、図３は、基準板４がウェハ９上に載置された状態を示す側面図、図４は、基準板４に所定の圧力が加えられた状態を示す側面図、図５は、ウェハ９と基準板４との隙間の測定部分を示す上面図、図６は、ウェハ９と基準板４との隙間を示す側面図である。なお、この検出工程の前に、予め、図示しない搬送機が、検査対象のウェハ９を定盤３上の所定の位置に、接着面９１を上に向けた状態で載置する。そして、吸引手段２が吸引路３１に負圧を供給することにより、ウェハ９を定盤３上に固定する。
【００２２】
異物判定装置１による異物判定工程では、まず、基準板４を吸着した加圧手段６が、平面視で基準板４とウェハ９とが完全に重なる位置で当該基準板４を離し、当該基準板４をウェハ９上に載置する（図３および図５参照：基準板載置工程Ｓ１）。この際、図３に示すように、ウェハ９と基準板４との間には、ウェハ９の接着面９１に付着する異物Ｘ１、Ｘ２により、隙間が形成される。
【００２３】
基準板載置工程Ｓ１の後に、加圧手段６は、ウェハ９上に載置した基準板４に吸着治具６２を当て、図４に示すように、基準板４に所定の圧力を加える。具体的には、加圧手段６は、有機化合物から構成された柔らかい異物Ｘ１は潰れ、かつ無機化合物から構成された硬い異物Ｘ２が接着面９１に傷を付けることがない圧力を、基準板４に加える。これにより、ウェハ９と基準板４との隙間は、硬い異物Ｘ２によって形成されることとなる。
【００２４】
そして、加圧手段６によって基準板４に所定の圧力を加えた状態のまま、測定手段７が、図５および図６に示すように、平面視でウェハ９の中心（円弧の中心）を通りかつ互いに直交する第１方向Ｐ１および第２方向Ｐ２上のウェハ９の両端部と基準板４との隙間、計４箇所の隙間を、ウェハ９および基準板４の側方から測定し、その測定結果を判定手段８１１に出力する（測定工程Ｓ２）。
【００２５】
測定工程Ｓ２の後、判定手段８１１が、前記４箇所の隙間のうち、一番大きい隙間が所定の閾値より小さい場合、当該ウェハ９の接着面９１には除去が必要な異物（所定の高さ（例えば３μｍ）以上の高さの硬い異物Ｘ２）Ｘ２は存在しないと判定し、一番大きい隙間が所定の閾値以上の場合には、当該ウェハ９の接着面９１には除去が必要な異物Ｘ２が存在すると判定し、異物判定工程を終了する（判定工程Ｓ３）。なお、閾値は、所定の高さ以上の高さの硬い異物Ｘ２が、ウェハ９の接着面９１の適宜の位置（例えば、ウェハ９の端部において、ウェハ９の第１方向Ｐ１上の端部とウェハの第２方向Ｐ２上の端部との中間部分である図５中Ｙで示す部分）に付着していても、当該所定の高さ以上の高さの硬い異物Ｘ２を検出できる値、すなわち、所定の高さより若干小さい値に設定されている。
【００２６】
これにより、判定手段８１１に、接着面９１には除去が必要な異物Ｘ２は存在しないと判定されたウェハ９においては、当該ウェハ９に付着する異物Ｘ１，Ｘ２の位置の測定および除去を不要にできるので、その分ウェハ９の検査時間を短縮できる。よって、ウェハ９同士を貼り合わせてなる半導体製品の製造時間を短縮できる。
【００２７】
一方、接着面９１に除去が必要な異物Ｘ２が存在すると判定されたウェハ９においては、当該ウェハ９の外観検査を行い、所定の高さ以上の高さの異物Ｘ１，Ｘ２の位置を確認した後に、例えば特開平６−３７１２１号公報に開示されている異物Ｘ１，Ｘ２に向けて空気を噴きつける等の公知の方法により、当該所定の高さ以上の高さの異物Ｘ１，Ｘ２を除去すればよい。
【００２８】
〔３．本実施形態による効果〕
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）本実施形態の異物判定装置１では、基準板４に所定の圧力を加え、柔らかい異物Ｘ１を潰した状態、すなわち、ウェハ９と基準板４との隙間が硬い異物Ｘ２によって形成された状態で、当該ウェハ９と基準板４との隙間を測定する。これにより、隙間が閾値より小さいウェハ９には、ウェハ割れを引き起こす所定の高さ以上の高さの硬い異物（除去が必要な異物）Ｘ２が付着していないこととなる。そして、本実施形態の異物判定装置１は、そのような隙間が閾値より小さいウェハ９の接着面９１には、除去が必要な異物Ｘ２は存在しないと判定し、隙間が閾値以上のウェハ９の接着面９１には、除去が必要な異物Ｘ２が存在すると判定する。従って、接着面９１に除去が必要な異物Ｘ２は存在しないと判定したウェハ９においては、当該ウェハ９に付着する異物Ｘ１，Ｘ２の位置の測定および除去を不要にできるので、その分、検査時間を短縮できる。
【００２９】
（２）基準板４に、硬い異物Ｘ２がウェハ９の接着面９１に傷を付けることがない圧力を加えるので、ウェハ９の接着面９１に傷をつけることなく、ウェハ９の接着面９１に除去が必要な異物Ｘ２が存在しているか否かの判定を行うことができる。
【００３０】
（３）ウェハ９の中心を通りかつ互いに直交する第１方向Ｐ１および第２方向Ｐ２上のウェハ９の両端部と基準板４との隙間を測定し、そのうちの最大の隙間と閾値とを比較するので、十分に精度良く、接着面９１に除去が必要な異物Ｘ２が存在するか否かを判定することができる。
【００３１】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態の異物判定装置について説明する。
図７は、本実施形態に係るウェハ９および基準板４の側面図である。
前記第１実施形態の異物判定装置１では、基準板４に所定の圧力を加えることにより、ウェハ９に付着する異物Ｘ１，Ｘ２に当該所定の圧力を加えた。これに対し、本実施形態の異物判定装置では、所定の重みを有する基準板４Ａをウェハ９上に載せることにより、ウェハ９に付着する異物Ｘ１，Ｘ２に、直接所定の圧力を加えることが特徴である。
【００３２】
なお、本実施形態の異物判定装置では、前記第１実施形態の加圧手段６が、構成は変わらずに基準板載置手段となる。すなわち、本実施形態の基準板載置手段（前記第１実施形態における加圧手段６）は、基準板４Ａをウェハ９上に載せたり、基準板４Ａを吸着して持ち上げたりする役割だけを果たす。本実施形態の異物判定装置のその他の構成は、前記第１実施形態の異物判定装置１と同様である。このような本実施形態の異物判定装置でも、前記第１実施形態と略同様の構成により、同様の効果（１）〜（３）を奏することできるうえ、以下の効果を奏することができる。
【００３３】
（３）本実施形態の異物判定装置では、基準板４Ａが所定の重みを有するので、当該基準板４Ａをウェハ９上に載置するだけで、ウェハ９に付着する異物Ｘ１，Ｘ２に直接所定の圧力を加えることができる。従って、基準板４Ａに所定の圧力を加えることを不要にでき、その分、判定にかかる時間を短縮できる。
【００３４】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記各実施形態では、第１方向Ｐ１および第２方向Ｐ２上のウェハ９の両端部と基準板４，４Ａとの隙間、すなわち、ウェハ９を真円とした場合におけるウェハ９の端部において、周方向に９０度ずつずれた各位置と基準板４，４Ａとの計４箇所の隙間を測定していたが、ウェハ９端部における周方向に４５度ずつずれた各位置と基準板４，４Ａとの隙間、計８箇所の隙間を測定してもよく、適宜の箇所を測定してよい。
【００３５】
前記各実施形態では、ウェハ９と基準板４，４Ａとの隙間は、測定手段７がウェハ９および基準板４、４Ａの側方から測定したが、ウェハ９と基準板４，４Ａとの隙間は、測定手段が、基準板４，４Ａの上方から当該測定手段と基準板４，４Ａの上面との距離を測定することにより測定（算出）してもよい。すなわち、測定手段と定盤３の上面との距離から、測定手段と基準板４，４Ａの上面との距離、基準板４，４Ａの厚み、およびウェハ９の厚みを引くことにより、ウェハ９と基準板４，４Ａとの隙間を測定してもよい。
【００３６】
前記第１実施形態では、加圧手段６は、エアシリンダ６１を備えていたが、本発明の加圧手段は、エアシリンダ６１を備えているものに限定されず、基準板４に所定の圧力を加えることができるように構成されていればよい。
【００３７】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る異物判定装置の構成概略図。
【図２】前記実施形態における異物判定装置の異物判定工程を示すフローチャート。
【図３】前記実施形態における基準板がウェハ上に載置された状態を示す側面図。
【図４】前記実施形態における基準板に所定の圧力が加えられた状態を示す側面図。
【図５】前記実施形態におけるウェハと基準板との隙間の測定部分を示す上面図。
【図６】前記実施形態におけるウェハと基準板との隙間を示す側面図
【図７】本発明の第２実施形態に係るウェハおよび基準板の側面図。
【符号の説明】
【００３９】
１…異物判定装置、４，４Ａ…基準板、６…加圧手段、７…測定手段、９…ウェハ、９１…接着面（検査面）、８１１…判定手段、Ｓ１…基準板載置工程、Ｓ２…測定工程、Ｓ３…判定工程、Ｘ１…有機物から構成された異物、Ｘ２…無機物から構成された異物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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