特許 6229438 半導体ウェーハの外周部の検査装置および検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6229438

(24)【登録日】2017年10月27日

(45)【発行日】2017年11月15日

(54)【発明の名称】半導体ウェーハの外周部の検査装置および検査方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20171106BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/66 J

【請求項の数】13

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-228604(P2013-228604)

(22)【出願日】2013年11月1日

(65)【公開番号】特開2015-88704(P2015-88704A)

(43)【公開日】2015年5月7日

【審査請求日】2016年9月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】302006854

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＭＣＯ

(74)【代理人】

【識別番号】110001553

【氏名又は名称】アセンド特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】森川 靖之

(72)【発明者】

【氏名】廣重 毅

【審査官】 鈴木 和樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−３５４５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０３３８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０８０３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０４５１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３４００３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２８１３３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２１９４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに離間して積層された複数の半導体ウェーハに対して、各半導体ウェーハについて、外縁から１０ｍｍ以内の外周部において少なくとも当該半導体ウェーハの主面の周縁部を撮影するカメラと、
前記カメラが、前記複数の半導体ウェーハの積層方向に沿って、前記複数の半導体ウェーハに対して相対移動するように、前記複数の半導体ウェーハ、および前記カメラの少なくとも一方を移動させる移動機構と、
前記複数の半導体ウェーハに対して、前記カメラの反対側から照明光を照射する光源と
を備えていることを特徴とする半導体ウェーハの検査装置。

【請求項2】

前記カメラによる撮影で得られた画像のデータを保存する記憶装置をさらに備え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装置。

【請求項3】

前記複数の半導体ウェーハを、等間隔に保持する保持部材をさらに備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体ウェーハの検査装置。

【請求項4】

前記複数の半導体ウェーハの各々に、オリエンテーションフラット、またはノッチが形成されており、
各半導体ウェーハの中心軸線周りの特定の角度位置に、前記オリエンテーションフラット、またはノッチが位置するように、前記複数の半導体ウェーハを配置する機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体ウェーハの検査装置。

【請求項5】

前記半導体ウェーハがＳＯＩウェーハであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体ウェーハの検査装置。

【請求項6】

前記ＳＯＩウェーハが、前記外周部にテラスが形成された貼り合わせＳＯＩウェーハであることを特徴とする請求項５に記載の半導体ウェーハの検査装置。

【請求項7】

複数の半導体ウェーハを、互いに離間して積層する工程と、
カメラを、前記複数の半導体ウェーハの積層方向に沿って、前記複数の半導体ウェーハに対して相対移動させるように、前記複数の半導体ウェーハ、および前記カメラの少なくとも一方を移動させる工程と、
前記カメラの反対側に配置された光源により、前記複数の半導体ウェーハに照明光を照射する工程と、
前記カメラにより、各半導体ウェーハについて、外縁から１０ｍｍ以内の外周部において少なくとも当該半導体ウェーハの主面の周縁部を撮影する工程と、
前記カメラによる撮影で得られた画像に基づいて、各半導体ウェーハの良否を判定する工程と
を含み、
前記撮影する工程は、前記光源により照明光を照射された各半導体ウェーハについて、前記カメラにより、前記外周部において少なくとも前記主面の周縁部を撮影する工程を含むことを特徴とする半導体ウェーハの検査方法。

【請求項8】

前記カメラによる撮影で得られた画像を、記憶装置に保存する工程をさらに含み、
前記判定する工程が、前記保存する工程で前記記憶装置に保存された画像に基づいて、各半導体ウェーハの良否を判定する工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の半導体ウェーハの検査方法。

【請求項9】

前記積層する工程は、前記複数の半導体ウェーハを、等間隔に保持する工程を含むことを特徴とする請求項７または８に記載の半導体ウェーハの検査方法。

【請求項10】

前記複数の半導体ウェーハの各々に、オリエンテーションフラット、またはノッチが形成されており、
前記積層する工程は、各半導体ウェーハの中心軸線周りの特定の角度位置に、前記オリエンテーションフラット、またはノッチが位置するように、前記複数の半導体ウェーハを配置する工程を含むことを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の半導体ウェーハの検査方法。

【請求項11】

前記撮影する工程は、前記半導体ウェーハの周方向の一部について、前記外周部を撮影する工程を含み、
前記各半導体ウェーハの良否を判定する工程は、当該半導体ウェーハの全体について良否を判定する工程を含むことを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の半導体ウェーハの検査方法。

【請求項12】

前記半導体ウェーハがＳＯＩウェーハであることを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載の半導体ウェーハの検査方法。

【請求項13】

前記ＳＯＩウェーハが、前記外周部にテラスが形成された貼り合わせＳＯＩウェーハであることを特徴とする請求項１２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、半導体ウェーハの外周部（エッジ）を検査する装置および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウェーハ、たとえば、シリコンウェーハの外周部は、それより内方の領域に比して、品質状態、および品質仕様が異なる。このため、外周部に対しては、それより内方の領域とは異なる検査が行われることがある。従来より、シリコンウェーハの外周部を検査するための様々な技術が提案されている。

【0003】

特許文献１、および特許文献２には、ウェーハ等の板状部材において、主面に対して傾斜したベベル面を含む外周エッジ部を光学的な方法により検査する装置が開示されている。これらの装置では、ターンテーブルの上にセットしたウェーハの外周エッジ部の一部を撮像するようになっている。ターンテーブルによりウェーハを回転することにより、外周エッジ部を、ウェーハの全周にわたって、撮像することができる。これにより、ウェーハの外周エッジ部に、傷、突起、クラック、パーティクル等が存在するか否かについて検査することができるとされている。

【0004】

絶縁体上にシリコン層（ＳＯＩ(Silicon on Insulator)層）が形成されたＳＯＩ構造を有するＳＯＩウェーハにおいても、外周部の検査が行われる。
図１Ａ〜図１Ｆは、ＳＯＩウェーハを製造する方法を説明するための断面図である。図２は、ＳＯＩウェーハの構造を示す平面図である。

【0005】

ＳＯＩウェーハ１は、以下のようにして製造される。まず、予め表面に酸化膜（熱酸化膜（ボックス層））２ａが形成された支持ウェーハ２の上に、活性層用ウェーハ３を貼り合わせる（図１Ａ参照）。支持ウェーハ２、および活性層用ウェーハ３は、たとえば、周縁部に、ノッチＮが形成されたものであってもよく、オリエンテーションフラット（以下、「オリフラ」という。）Ｏが形成されたものであってもよい（図２参照）。また、周縁部にノッチＮが形成された支持ウェーハ２および活性層ウェーハ３を位置合わせして貼り合せた後、支持ウェーハ２の周縁部にオリフラＯが形成されるように面取り加工を施してもよい。

【0006】

次に、この貼り合わされた支持ウェーハ２、および活性層用ウェーハ３を、熱処理して、支持ウェーハ２と活性層用ウェーハ３との接合を強化する。これにより、活性層用ウェーハ３の表面にも、酸化膜（熱酸化膜）３ａが形成される（図１Ｂ参照）。この状態で、支持ウェーハ２と活性層用ウェーハ３との対向部の外周部には、未接着領域が存在している。

【0007】

次に、この未接着領域を除去するために、まず、活性層用ウェーハ３の周縁部を研削して薄型化する（図１Ｃ参照）。これにより、活性層用ウェーハ３の周縁部では、酸化膜３ａが除去され、シリコンが露出する。続いて、選択エッチングにより、活性層用ウェーハ３周縁部に露出したシリコンを除去する。さらに、物理的な方法により、活性層用ウェーハ３周縁部の酸化膜３ａの残部を除去する（図１Ｄ参照）。

【0008】

その後、平面研削により、活性層用ウェーハ３が薄型化され（図１Ｅ参照）、これにより、活性層用ウェーハ３表面の内方の領域にある酸化膜３ａが除去される。続いて、研磨により、活性層用ウェーハ３がさらに薄型化されるとともに、活性層用ウェーハ３の表面が平滑にされて（図１Ｆ参照）、ＳＯＩウェーハ１が得られる。このようにして得られたＳＯＩウェーハ１では、活性層用ウェーハ３の表面には、シリコンが露出しており、また、支持ウェーハ２の外周部上で活性層用ウェーハ３が存在しない領域であるテラス４が存在する（図２参照）。

【0009】

ＳＯＩウェーハ１のテラス４には、酸化膜２ａが残っている必要がある。これは、テラス４に酸化膜２ａが存在しない領域があると、デバイス形成プロセスで、その領域が発塵源になり得るためである。

【0010】

図３および図４は、ＳＯＩウェーハ１の外周部の写真である。図２に、図３および図４の写真の視野Ｖを示す。これらの写真の視野には、活性層用ウェーハ３の領域（図３および図４に、符号「Ａ」で示す領域）と、テラス４の領域（図３および図４において、符号「Ｂ」で示す領域）とが入っており、また、テラス４の外周部に形成されたノッチＮの一部が入っている。

【0011】

図３に示すＳＯＩウェーハ１では、テラス４の全域に酸化膜が残っており、これにより、図３の写真では、テラス４の領域は、ほぼ同じ明度になっているとともに、活性層用ウェーハ３の領域に比して、明度が低く（より暗い色に）なっている。一方、図４に示すＳＯＩウェーハ１では、テラス４において、外縁部（図４において、符号「Ｃ」で示す領域）を除く部分には、酸化膜が残っているが、外縁部では酸化膜が存在せずシリコンが露出している。これにより、図４の写真では、当該外縁部は、それ以外の部分に比して、明度が高く（より白に近く）、活性層用ウェーハ３の領域と同様の明度になっている。

【0012】

このように、ＳＯＩウェーハ１の製造条件によっては、図４に示すような、テラス４の一部に酸化膜が存在しないものが得られることがある。このため、製造されたＳＯＩウェーハ１において、テラス４の酸化膜２ａの存在を確認する必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】国際公開第２００８／１２３４５９号

【特許文献2】国際公開第２００８／１３６４３２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

しかし、ＳＯＩウェーハ１の全周に渡って、テラス４の酸化膜の存在を確認すると、多大な時間を要する。本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、半導体ウェーハの外周部の検査を短時間で行うことができる検査装置、および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】

【0015】

本発明者らは、図４に示すような、テラス４の一部に酸化膜が存在しないＳＯＩウェーハ１では、ＳＯＩウェーハ１の全周に渡って、ほぼ同じ径方向位置に、酸化膜が存在しないことを知見した。これは、ウェーハを、その中心軸周りに自転させながら加工を行うときに、酸化膜が除去されることにより、テラス４の一部に酸化膜が存在しないＳＯＩウェーハ１が得られることを示唆する。酸化膜２ａは、たとえば、活性層用ウェーハ３を研磨する際（図１Ｆ参照）、テラス４の外周部も研磨されて除去されることが考えられる。

【0016】

テラス４において、ＳＯＩウェーハ１の周方向の一部の領域で、ＳＯＩウェーハ１の径方向の一部に、酸化膜が存在しないことが確認されると、そのＳＯＩウェーハ１は、全周に渡って、その径方向位置でテラス４に酸化膜が存在しない蓋然性が高い。また、テラス４において、ＳＯＩウェーハ１の周方向の一部の領域で、ＳＯＩウェーハ１の径方向の全域に酸化膜が存在することが確認されると、そのＳＯＩウェーハ１では、テラス４の全域に酸化膜が存在する蓋然性が高い。したがって、テラス４における酸化膜の有無は、ＳＯＩウェーハ１の周方向の一部で確認すればよく、必ずしもＳＯＩウェーハ１の全周に渡って行う必要はない。

【0017】

本発明は、このような知見を得て完成したものであり、下記（１）の半導体ウェーハの検査装置、および下記（２）の半導体ウェーハの検査方法を要旨とする。
（１）互いに離間して積層された複数の半導体ウェーハに対して、各半導体ウェーハについて、外縁から１０ｍｍ以内の外周部において少なくとも当該半導体ウェーハの主面の周縁部を撮影するカメラと、
前記カメラが、前記複数の半導体ウェーハの積層方向に沿って、前記複数の半導体ウェーハに対して相対移動するように、前記複数の半導体ウェーハ、および前記カメラの少なくとも一方を移動させる移動機構と、
前記複数の半導体ウェーハに対して、前記カメラの反対側から照明光を照射する光源と
を備えていることを特徴とする半導体ウェーハの検査装置。

【0018】

（２）複数の半導体ウェーハを、互いに離間して積層する工程と、
カメラを、前記複数の半導体ウェーハの積層方向に沿って、前記複数の半導体ウェーハに対して相対移動させるように、前記複数の半導体ウェーハ、および前記カメラの少なくとも一方を移動させる工程と、
前記カメラの反対側に配置された光源により、前記複数の半導体ウェーハに照明光を照射する工程と、
前記カメラにより、各半導体ウェーハについて、外縁から１０ｍｍ以内の外周部において少なくとも当該半導体ウェーハの主面の周縁部を撮影する工程と、
前記カメラによる撮影で得られた画像に基づいて、各半導体ウェーハの良否を判定する工程と
を含み、
前記撮影する工程は、前記光源により照明光を照射された各半導体ウェーハについて、前記カメラにより、前記外周部において少なくとも前記主面の周縁部を撮影する工程を含むことを特徴とする半導体ウェーハの検査方法。

【0019】

本発明において、「外周部」は、半導体ウェーハの端面で半導体ウェーハの主面に対して傾斜した部分のみならず、主面の周縁部も含むものとする。

【発明の効果】

【0020】

本発明の検査装置は、本発明の検査方法を実施するのに適しており、本発明の検査方法による下記の効果を奏することができる。
本発明の検査方法によれば、半導体ウェーハを回転させる必要はなく、各半導体ウェーハの外周部について、周方向の一部についてのみ検査することができる。また、半導体ウェーハを回転させる必要がないことにより、半導体ウェーハは、ターンテーブルにセットする必要はない。半導体ウェーハの外周部は、周方向の一部についてのみ検査すればよいので、半導体ウェーハにおいて検査対象部分が露出されていれば、たとえば、半導体ウェーハをカセットに収容した状態で検査を行うことも可能である。このため、短時間に、半導体ウェーハの検査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1A】ＳＯＩウェーハを製造する方法を説明するための断面図であり、支持ウェーハと活性層用ウェーハとを貼り合わせる工程を示す。

【図1B】ＳＯＩウェーハを製造する方法を説明するための断面図であり、貼り合わされた支持ウェーハと活性層用ウェーハとを熱処理する工程を示す。

【図1C】ＳＯＩウェーハを製造する方法を説明するための断面図であり、活性層用ウェーハの周縁部を研削する工程を示す。

【図1D】ＳＯＩウェーハを製造する方法を説明するための断面図であり、活性層用ウェーハの周縁部をエッチングする工程を示す。

【図1E】ＳＯＩウェーハを製造する方法を説明するための断面図であり、活性層用ウェーハを平面研削する工程を示す。

【図1F】ＳＯＩウェーハを製造する方法を説明するための断面図であり、活性層用ウェーハを研磨する工程を示す。

【図2】ＳＯＩウェーハの構造を示す平面図である。

【図3】テラスに全域に酸化膜が存在するＳＯＩウェーハの外周部の写真である。

【図4】テラスの一部に酸化膜が存在しないＳＯＩウェーハの外周部の写真である。

【図5】本発明の一実施形態に係る、シリコンウェーハの外周部の検査装置の構成を示す正面図である。

【図6】図５に示す検査装置の一部を示す平面図である。

【図7】カセットの内部の構造を示す断面図である。

【図8】複数のＳＯＩウェーハの上端付近と、カメラとを示す側面図である。

【図9】シリコンウェーハの外周部の検査装置に備えられたノッチ合わせ機構の構成を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

１．本発明の検査装置
本発明の検査装置は、前記のとおり、「互いに離間して積層された複数の半導体ウェーハに対して、各半導体ウェーハについて、外縁から１０ｍｍ以内の外周部において少なくとも当該半導体ウェーハの主面の周縁部を撮影するカメラと、前記カメラが、前記複数の半導体ウェーハの積層方向に沿って、前記複数の半導体ウェーハに対して相対移動するように、前記複数の半導体ウェーハ、および前記カメラの少なくとも一方を移動させる移動機構と、前記複数の半導体ウェーハに対して、前記カメラの反対側から照明光を照射する光源とを備えていることを特徴とする半導体ウェーハの検査装置」である。

【0023】

図５は、本発明の一実施形態に係る、半導体ウェーハの外周部の検査装置の構成を示す正面図である。図６は、図５に示す検査装置の一部を示す平面図である。
この検査装置１１は、複数のＳＯＩウェーハ１を収容するカセット（バスケット）１２と、カセット１２に収容された複数のＳＯＩウェーハ１の各々の外周部（外縁から１０ｍｍ以内の領域）を撮影するカメラ１３と、カメラ１３をＳＯＩウェーハ１の上方で移動させる移動機構１４とを備えている。

【0024】

カセット１２は、シリコンウェーハや半導体装置の製造工程において、シリコンウェーハを一時的に保管するためのものであり、この検査装置１１では、ステージ１９の上に載置される。図７は、カセット１２の内部の構造を示す断面図である。カセット１２の内部には、同じ厚さを有し等間隔に配置された複数の仕切り板１２ｓが設けられている。複数の仕切り板１２ｓは、各仕切り板１２ｓの厚さ方向に配列されている。隣接する２つの仕切り板１２ｓの間隔は、ＳＯＩウェーハ１の厚さに比して長い。各ＳＯＩウェーハ１は、その主たる面がほぼ鉛直方向（重力の方向に沿う方向）に沿うように向けられた状態で、隣接する２つの仕切り板１２ｓの間に収容されている。

【0025】

それぞれのＳＯＩウェーハ１は、仕切り板１２ｓの配列方向に関して、同じ方向に傾けられている。より詳細には、いずれのＳＯＩウェーハ１も、仕切り板１２ｓの配列方向に関して一方側にある仕切り板１２ｓの下端部付近、およびカセット１２の底面に接しつつ、仕切り板１２ｓの配列方向に関して他方側にある仕切り板１２ｓの上端部に接するように配置されている。これにより、各ＳＯＩウェーハ１は、上端部が、下端部に比して、上記他方側にずれるように傾き、カセット１２に収容された複数のＳＯＩウェーハ１は、互いにほぼ等間隔に離間して積層された状態となっている。複数のＳＯＩウェーハ１の積層方向は、鉛直方向に対してほぼ直交する方向となっている。

【0026】

カセット１２の上部には、ウェーハの収容・取り出し用の開口が形成されているので、この開口を介して、ＳＯＩウェーハ１の外周部を、カメラ１３で撮影することができる。カメラ１３は、たとえば、ＣＣＤカメラとすることができる。

【0027】

移動機構１４は、水平方向に延びるガイドレール１５と、ガイドレール１５から上方に延びる第１支持棒１６と、第１支持棒１６の上端付近に固定されて水平方向に延びる第２支持棒１８とを含む。ステージ１９は、平面視において矩形であり、ガイドレール１５は、平面視において、ステージ１９の一辺に沿って配置されている（図６参照）。ガイドレール１５の上面には、ガイドレール１５の長手方向に延びるガイド溝１５ａが形成されている。第１支持棒１６の下端は、ガイド溝１５ａに嵌入されており、第１支持棒１６はガイド溝１５ａに沿ってスライド移動可能である。図６に、第１支持棒１６がスライド移動可能な方向を、白抜き矢印で示す。

【0028】

第２支持棒１８は、その一端付近で、固定部材１７により、第１支持棒１６に固定されている。第２支持棒１８の他端付近に、カメラ１３が取り付けられている。したがって、第１支持棒１６をガイドレール１５に沿って移動させることにより、カメラ１３をガイドレール１５に沿って移動させることができる。カセット１２は、ステージ１９上に設けられたガイド部材２０により、所定の姿勢でステージ１９上に固定されるようになっている。カセット１２が、ガイド部材２０により固定された状態で、カセット１２に収容された複数のＳＯＩウェーハ１の積層方向は、ガイドレール１５の長手方向に一致するようになっている。したがって、この状態で、カメラ１３は、複数のＳＯＩウェーハ１の積層方向に沿って移動可能である。

【0029】

図８は、複数のＳＯＩウェーハ１の上端付近と、カメラ１３とを示す側面図である。
各ＳＯＩウェーハ１のテラス４は、ほぼ鉛直方向に沿っている。一方、カメラ１３は、鉛直方向に対して角度をなす姿勢で、第２支持棒１８に固定されており、テラス４を、垂直方向に対して斜めから撮影するようになっている。カメラ１３の先端側で、カメラ１３の上面には、在荷センサ２５が取り付けられている。在荷センサ２５により、在荷センサ２５の前に、ＳＯＩウェーハ１の上端部分が存在するか否かを検知することができる。在荷センサ２５の前にＳＯＩウェーハ１の上端部分が存在するとき、カメラ１３に、テラス４、およびその周辺部（以下、「テラス４等」という。）が写るようになっている。

【0030】

図５を参照して、カセット１２の下方には、カセット１２内の複数のＳＯＩウェーハ１に照明光を照射するための光源２１が配置されている。すなわち、光源２１は、複数のＳＯＩウェーハ１に対して、カメラ１３とは反対側から照明光を照射する。カメラ１３は、この照明光に照射されたＳＯＩウェーハ１（テラス４等）を撮影することができる。光源２１は、たとえば、ステージ１９に埋め込まれているものとすることができ、この場合、たとえば、カセット１２の下部に開口が形成されていて、光源２１から発せられた照明光は、この開口を介して、カセット１２内の複数のＳＯＩウェーハ１を照射するものとすることができる。

【0031】

カメラ１３からは、カメラ１３による撮影で得られた画像に対応する信号が出力されるようになっており、当該信号は、コンピュータ２２に入力されるようになっている。コンピュータ２２は、記憶装置２３（たとえば、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、または追記型もしくは書き換え型光学ディスクおよび当該ディスク用ドライブ）を備えており、カメラ１３による撮影で得られた画像のデータ（画像データ）は、デジタル形式で、記憶装置２３に保存される。コンピュータ２２からは、カメラ１３による撮影で得られた画像に対応する信号が出力され、この信号は、モニタ２４に入力され、当該画像は、モニタ２４に表示される。

【0032】

ＳＯＩウェーハ１において、支持ウェーハ２の外周部にノッチ、またはオリフラが形成されている場合、この検査装置１１は、各ＳＯＩウェーハ１の中心軸線周りの特定の角度位置に、ノッチ、またはオリフラが位置するように、複数のＳＯＩウェーハ１を配置する機構（以下、「ノッチ合わせ機構」という。）をさらに備えているものとすることができる。

【0033】

図９は、半導体ウェーハの外周部の検査装置に備えられたノッチ合わせ機構の構成を示す正面図である。
ノッチ合わせ機構３０は、カセット１２内のＳＯＩウェーハ１をほぼその中心軸周りに回転させるウェーハ回転ローラ３１と、ＳＯＩウェーハ１に形成されたノッチに挿入可能なノッチガイド３３と、カセット１２を、カメラ１３によるＳＯＩウェーハ１観察時の状態に対して傾斜させるカセット傾斜用治具３２とを含む。

【0034】

ウェーハ回転ローラ３１は、円柱状であり、ウェーハ回転ローラ３１の中心軸は、複数のＳＯＩウェーハ１の積層方向（図９において、紙面に垂直な方向）に延びている。ウェーハ回転ローラ３１は、複数のＳＯＩウェーハ１の中心軸の下方に位置している。ウェーハ回転ローラ３１は、カセット１２下部に形成された開口から露出したＳＯＩウェーハ１の端面に接触して、複数のＳＯＩウェーハ１を、カセット１２の底部から、わずかに浮かせた状態にすることができる。この状態で、ウェーハ回転ローラ３１が、その中心軸の周りに回転すると、ＳＯＩウェーハが、ほぼその中心軸周りに回転する。

【0035】

ノッチガイド３３は、棒（円柱）状で、ＳＯＩウェーハ１の積層方向に延びるガイド部と、ガイド部を支持して、ガイド部を、ガイド部に平行な軸周りに回動させる支持部とを備えている。ＳＯＩウェーハ１に対して、ノッチガイド３３のガイド部を、ウェーハ回転ローラ３１とは独立して、下方から押し当てることが可能である。ウェーハ回転ローラ３１と、ノッチガイド３３のガイド部とは、ＳＯＩウェーハ１に対して、ＳＯＩウェーハ１の周方向に互いにずれた位置で接触する。

【0036】

ウェーハ回転ローラ３１により回転されている複数のＳＯＩウェーハ１に対して、下方から、ノッチガイド３３のガイド部を押し当てると、各ＳＯＩウェーハ１に形成されたノッチが、ＳＯＩウェーハ１とガイド部との接触部まで来ると、ガイド部は、ノッチに挿入され、ＳＯＩウェーハ１の回転を止める。このようにして、複数のＳＯＩウェーハ１のすべてについて、ガイド部がノッチに挿入されると、すべてのＳＯＩウェーハ１について、中心軸線周りの特定の角度位置に、ノッチが位置するようになる。

【0037】

その後、ノッチからガイド部を外し、必要により、ウェーハ回転ローラ３１により、すべてのＳＯＩウェーハ１を同じ角度だけ回転させることにより、すべてのＳＯＩウェーハ１について、ノッチに対して同じ特定の角度位置の領域を観察することが可能になる。

【0038】

カセット傾斜用治具３２は、カセット１２の下方に配置されていて、カセット１２の下部において、ウェーハ回転ローラ３１に対して一方側を持ち上げて、カセット１２を傾斜させるために用いられる。このようにカセット１２を傾斜させることにより、ＳＯＩウェーハ１に対するウェーハ回転ローラ３１の接触状態や、ＳＯＩウェーハ１に対するノッチガイド３３のガイド部の接触状態を調整することができる。

【0039】

以上の例では、ノッチ合わせ機構３０は、検査装置１１に備えられているものとしたが、検査装置１１とは別の装置として設けられていてもよい。この場合、カセット１２内の複数のＳＯＩウェーハ１を、ノッチ合わせ機構３０により、ＳＯＩウェーハ１の中心軸線周りの特定の角度位置に、ノッチ、またはオリフラが位置するようにした後、このカセット１２を、検査装置１１のステージ１９上に載置して、ＳＯＩウェーハ１の観察をする。

【0040】

２．本発明の検査方法
次に、前記（２）の本発明の検査方法について述べる。この検査方法は、前記の通り、「複数の半導体ウェーハを、互いに離間して積層する工程と、カメラを、前記複数の半導体ウェーハの積層方向に沿って、前記複数の半導体ウェーハに対して相対移動させるように、前記複数の半導体ウェーハ、および前記カメラの少なくとも一方を移動させる工程と、前記カメラの反対側に配置された光源により、前記複数の半導体ウェーハに照明光を照射する工程と、前記カメラにより、各半導体ウェーハについて、外縁から１０ｍｍ以内の外周部において少なくとも当該半導体ウェーハの主面の周縁部を撮影する工程と、前記カメラによる撮影で得られた画像に基づいて、各半導体ウェーハの良否を判定する工程とを含み、前記撮影する工程は、前記光源により照明光を照射された各半導体ウェーハについて、前記カメラにより、前記外周部において少なくとも前記主面の周縁部を撮影する工程を含むことを特徴とする半導体ウェーハの検査方法」である。

【0041】

この検査方法について、図５〜図６に示す検査装置１１を用いて実施する場合を例として説明する。

【0042】

まず、複数のＳＯＩウェーハ１を、図７に示す状態で、カセット１２に収容する。この状態は、以下のようにして得ることができる。すなわち、ＳＯＩウェーハ１を、隣接する２つの仕切り板１２ｓの間に挿入し、ＳＯＩウェーハ１を、下端が、一方側の仕切り板１２ｓの下端部付近、およびカセット１２の底面に当接させる。そして、この当接を維持して、ＳＯＩウェーハ１の上部付近が、他方側の仕切り板１２ｓの上端に当接するまで、ＳＯＩウェーハ１を徐々に傾ける。複数のＳＯＩウェーハ１について、同様の操作をすることにより、これらのＳＯＩウェーハ１は、図７に示す状態になる。

【0043】

そして、複数のＳＯＩウェーハ１が収容されたカセット１２を、ガイド部材２０により、ステージ１９上に固定する。これにより、複数のＳＯＩウェーハ１の積層方向と、カメラ１３の移動方向とが一致するようになる。

【0044】

次に、光源２１により、複数のＳＯＩウェーハ１に、照明光を照射する。光源を、複数のＳＯＩウェーハ１に対してカメラ１３と同じ側に配置した場合は、照明光のうち、ＳＯＩウェーハ１で反射してカメラ１３に捉えられるものは、実質的に、ＳＯＩウェーハ１の外縁付近（面取り部）で反射したもののみとなる。このため、テラス４等については、前記外縁付近の反射によるハレーションのために明確に撮影できないか、十分な光量で撮影することができない。

【0045】

光源２１が、複数のＳＯＩウェーハ１に対して、カメラ１３とは反対側に配置されていることにより、テラス４等で反射した照明光は、カメラ１３に捉えられる。すなわち、テラス４等について、十分な光量で、カメラ１３により撮影することができる。これにより、たとえば、絞りの径を小さくして、カメラ１３の焦点深度を深くして、テラス４の全域で焦点が合うようにすることができる。

【0046】

次に、第１支持棒１６を、ガイドレール１５に形成されたガイド溝１５ａに沿って移動させることにより、カメラ１３を、複数のＳＯＩウェーハ１の積層方向に沿って移動させ、各ＳＯＩウェーハ１のテラス４を順次撮影する。ガイド溝１５ａに沿った第１支持棒１６の移動は、手動で行ってもよく、図示しない駆動装置により行ってもよい。当該移動を駆動装置により行う場合は、コンピュータ２２により駆動装置を制御してもよい。

【0047】

在荷センサ２５により、ＳＯＩウェーハ１の上端部が検知されたときに、カメラ１３により、テラス４等を撮影する（シャッタを切る）。これにより、カメラ１３で、テラス４等を撮影し、テラス４等の画像を得ることができる。カメラ１３による撮影は、コンピュータ２２の制御により、在荷センサ２５からの入力に基づいて行ってもよい。テラス４を順次撮影する際、カセット１２内のＳＯＩウェーハ１は、動かさない。したがって、各ＳＯＩウェーハ１の外周部について、ＳＯＩウェーハ１の周方向の一部の画像のみが得られる。すなわち、ＳＯＩウェーハ１の外周部の全周の画像は得られない。

【0048】

複数のＳＯＩウェーハ１は、等間隔に配置されているので、カメラ１３を一定の距離だけ移動させる毎に、テラス４等を撮影することになる。複数のＳＯＩウェーハ１が、等間隔に配置されていることにより、光源２１からの光量を均一化し、画像の明暗や色彩のばらつきを小さくすることができる。在荷センサ２５を用いることにより、複数のＳＯＩウェーハ１が、互いに等間隔に配置されていない場合でも、適切なタイミングで、ＳＯＩウェーハ１を撮影することができる。

【0049】

カメラ１３による撮影は、図３および図４に示すように、１つの画像（同じ視野）に、テラス４と、活性層ウェーハ３（表面に酸化膜が形成されておらず、シリコンが露出しているもの）とが入るようにすることが望ましい。この場合、後述のように、活性層用ウェーハ３の色や明度を指標とすることにより、テラス４に、酸化膜が存在しない部分があるか否かを判定しやすくなる。

【0050】

カメラ１３により画像を撮影する時は、カメラ１３は静止させてもよい。あるいは、カメラ１３を、静止させることなく、複数のＳＯＩウェーハ１の積層方向に沿って、移動させ続けながら、テラス４等にカメラ１３の焦点が合うときに、カメラ１３により、テラス４等の画像を撮影してもよい。

【0051】

撮影により得られた画像データは、デジタル形式で、記憶装置２３に保存する。検査対象のすべてのＳＯＩウェーハ１について、カメラ１３によるテラス４等の撮影、および対応する画像データの記憶装置２３への保存が終了すると、コンピュータ２２により、記憶装置２３から、各ＳＯＩウェーハ１について、上記撮影により得られた画像データを読み出し、対応する画像を、モニタ２４に表示させる。

【0052】

そして、モニタ２４に表示されたこの画像に基づいて、各ＳＯＩウェーハ１について良否判定をする。良否は、たとえば、当該画像を目視して、当該画像の視野内で、テラス４の全域に、酸化膜が存在するか否かにより、判定する。すなわち、テラス４の全域に酸化膜が存在すると判断すれば、そのＳＯＩウェーハ１は、良品と判定し、テラス４において、一部でも、酸化膜が存在しない領域があると判断すれば、そのＳＯＩウェーハ１は、不良品と判定する。

【0053】

１つの画像（同じ視野）に、テラス４と、活性層用ウェーハ３（表面に酸化膜が形成されておらず、シリコンが露出しているもの）が存在する場合、テラス４の色および／または明度を、活性層用ウェーハ３の色および／または明度と比較する。テラス４において、活性層用ウェーハ３の色および／または明度と同じ色および／または明度であると判断される部分があれば（図４参照）、その部分はシリコンが露出している、すなわち、酸化膜が存在しないと判定することができる。一方、テラス４において、当該画像内のいずれの部分も、活性層用ウェーハ３の色および／または明度とは区別し得る一様な色および／または明度を有していれば（図３参照）、テラス４の当該いずれの部分にも酸化膜が存在すると判定することができる。

【0054】

ＳＯＩウェーハ１のテラス４を直接目視して検査する（以下、「直接目視検査」という。）場合と、テラス４をモニタ２４に表示し、表示された画像を目視して検査する（以下、「モニタ表示検査」という。）場合とについて、どの程度正確に良否判定ができるかを調査した。検査対象として、予め詳細な検査により良品であることが確認されたＳＯＩウェーハ１（以下、「良品ウェーハ」という。）、および良品ウェーハのテラス４の一部を研磨して酸化膜の一部を意図的に除去したもの（以下、「不良品ウェーハ」という。）を用意した。良品ウェーハの酸化膜の厚さは、２μｍ以上であった。不良品ウェーハにおいて、酸化膜が除去された部分は、ＳＯＩウェーハ１の全周に渡って、ほぼ同じ径方向位置に存在していた。

【0055】

良品ウェーハと、不良品ウェーハとを、合計２０枚、無作為の順序に並べ、これらのウェーハについて、直接目視検査、およびモニタ表示検査を行った。直接目視検査、およびモニタ表示検査により、それぞれ、検査対象が、良品ウェーハであるか、不良品ウェーハであるかを正解できるか否かを調べた。表１に、検査対象としたウェーハの枚数に対する正解したウェーハの枚数の割合（良否の正解率）を示す。直接目視検査では、２０枚の検査対象のウェーハに対して、２〜３枚、判定を誤ったウェーハがあり、平均正解率は、８７％であった。これに対して、モニタ表示検査では、判定を誤ったウェーハはなく、正解率は、１００％であった。

【0056】

【表1】

【0057】

本発明の実施形態の説明は、以上の通りであるが、本発明は、他の形態でも実施できる。たとえば、複数のシリコンウェーハ（ＳＯＩウェーハ１）は、カセット１２以外の手段により、互いに離間して積層された状態にされてもよい。たとえば、カセット１２の代わりに、複数のシリコンウェーハを搬送するための搬送パックに収容することにより、複数のシリコンウェーハを、互いに離間して積層された状態としてもよい。

【0058】

複数のシリコンウェーハ（ＳＯＩウェーハ１）の積層方向は、上記実施形態では、水平方向（重力の方向に直交する方向）であるが、鉛直方向（重力の方向に沿う方向）であってもよく、水平方向、および鉛直方向以外の方向であってもよい。移動機構１４は、上記実施形態では、固定された複数のＳＯＩウェーハ１に対して、カメラ１３を移動させるように構成されている。しかし、移動機構は、固定されたカメラに対して、複数のシリコンウェーハを移動させるように構成されていてもよく、カメラ、および複数のシリコンウェーハの双方を移動させるように構成されていてもよい。

【0059】

複数のＳＯＩウェーハ１に照明光を照射する光源２１は、ステージ１９とカセット１２との間に配置されていてもよく、カセット１２内の下部に設けられていてもよい。

【0060】

ＳＯＩウェーハ１の良否は、コンピュータ２２により、自動的に判定するようにしてもよい。この場合も、活性層用ウェーハ３の色および／または明度を指標とする上述の方法に基づくものとすることができる。
検査装置１１は、記憶装置２３を備えていなくてもよく、この場合、カメラ１３により撮影されて得られた画像を、直接（記憶装置２３を介することなく）モニタ２４に写し、この画像に基づいて、作業者、またはコンピュータ２２により、各ＳＯＩウェーハ１の良否判定をすることができる。

【符号の説明】

【0061】

１：ＳＯＩウェーハ、 ４：テラス、 １１：検査装置、 １２：カセット、
１３：カメラ、 １４：移動機構、 ２１：光源、 ２２：コンピュータ、
２３：記憶装置、 ２４：モニタ、 ３０：ノッチ合わせ機構。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図1F】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】