特許 7194025 ウェハ検査装置

(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】

(24)【登録日】2022-12-13

(45)【発行日】2022-12-21

(54)【発明の名称】ウェハ検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/956 20060101AFI20221214BHJP

   G01N 19/00 20060101ALI20221214BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20221214BHJP

【ＦＩ】

G01N21/956 A

G01N19/00 J

H01L21/66 D

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019001236

(22)【出願日】2019-01-08

(65)【公開番号】P2020112367

(43)【公開日】2020-07-27

【審査請求日】2021-10-11

(73)【特許権者】

【識別番号】390019839

【氏名又は名称】三星電子株式会社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ－ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ－ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100154922

【弁理士】

【氏名又は名称】崔 允辰

(74)【代理人】

【識別番号】100140534

【氏名又は名称】木内 敬二

(72)【発明者】

【氏名】杉浦 貴優

(72)【発明者】

【氏名】梶並 将人

(72)【発明者】

【氏名】諸石 史孝

【審査官】小野 健二

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２７８８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１３９２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５３４７２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０２９７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－１５３５０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ２１／８４－Ｇ０１Ｎ２１／９５８

Ｇ０１Ｎ７／００－１９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブレードが挿入されクラックが生じている接合ウェハを保持するウェハ保持部と、
少なくとも２つの波長の光源を有する照明部と、
前記接合ウェハに写る前記クラックの検出に用いる前記照明部の光源を、撮像条件に基づいて選択する光源調整部と、
前記光源の波長に感度を有し、前記光源の波長に対応する前記撮像条件を用いて前記接合ウェハを撮像する撮像部と、
前記撮像条件のうち一つの撮像条件を選択して、選択された撮像条件を送信して撮像する前記接合ウェハの画像から抽出されるブレードエッジからクラックエッジまでの距離に、さらに、切刃の長さを足したクラック距離、に基づいて接合強度を算出する計算機と、
を有するウェハ検査装置。

【請求項2】

前記一つの撮像条件は、前記撮像部が撮像した前記接合ウェハの画像において、前記撮像条件に対応する指標値を算出し、算出された前記指標値が示す撮像条件である、
請求項１に記載のウェハ検査装置。

【請求項3】

前記計算機は、
前記撮像部および前記光源調整部に対して、前記撮像条件を送信して、前記撮像部および前記光源調整部を制御する撮像制御部と、
前記撮像部が撮像した前記接合ウェハの画像において、前記接合ウェハと前記ブレードとが接するエッジである前記ブレードエッジから最も遠く、所定以上の画素を有するエッジである前記クラックエッジが持つ、前記撮像条件に対応する前記指標値を算出し、
前記指標値のうちピーク値である指標値と判定される推奨指標値を算出し、
前記指標値または前記推奨指標値のうちから、所定の条件により指標値を選択する指標値算出部と、
前記撮像制御部が、前記選択された指標値が示す前記撮像条件を送信して撮像する前記接合ウェハの画像から抽出される、前記ブレードエッジから前記クラックエッジまでの距離に、さらに、切刃の長さを足した前記クラック距離、に基づいて接合強度を算出する接合強度算出部と、
を有する請求項２に記載のウェハ検査装置。

【請求項4】

前記指標値は、前記クラックエッジの輝度のコントラスト、前記接合ウェハの内部の輝度のコントラスト、または前記クラックエッジを検出する際のクラック検出再現性である、
請求項３に記載のウェハ検査装置。

【請求項5】

前記撮像制御部は、前記照明部の波長、及び電流値を変化させる前記撮像条件を送信して、前記照明部および前記撮像部を制御し、
前記指標値算出部は、前記撮像条件のうち前記照明部の複数の波長に対して求められる前記推奨指標値を複数算出し、
算出された前記複数の推奨指標値のうち、
前記推奨指標値が前記クラックエッジの輝度のコントラスト、または前記接合ウェハの内部の輝度のコントラストである場合、前記推奨指標値のうち最も大きい推奨指標値を選択し、
前記推奨指標値が、前記クラックエッジを検出する際のクラック検出再現性である場合、当該クラック検出再現性の高低に対応する、前記推奨指標値のうち最も小さい推奨指標値を選択し、
前記撮像制御部は、選択された推奨指標値が示す前記撮像条件を送信して前記照明部および前記撮像部を制御する、
請求項３または請求項４に記載のウェハ検査装置。

【請求項6】

前記指標値算出部が、前記推奨指標値を前記複数の波長のうち少なくとも１つの波長に対して算出できない場合、
前記撮像制御部は、前記照明部の複数の波長のうち前記推奨指標値が算出できなかった波長に対して前記撮像部の露光条件を変化させる撮像条件を送信して、前記照明部および前記撮像部を制御し、
前記指標値算出部は、前記撮像条件のうち前記撮像部の露光条件に対応する複数の指標値を算出し、
前記指標値が、前記クラックエッジの輝度のコントラスト、または前記接合ウェハの内部の輝度のコントラストである場合、前記複数の指標値、および前記推奨指標値が算出できた場合の推奨指標値を含んだ複数の指標値のうち最も大きい指標値を選択し、
前記指標値が、前記クラックエッジを検出する際のクラック検出再現性である場合、前記複数の指標値、および前記推奨指標値が算出できた場合の推奨指標値を含んだ複数の指標値のうち最も小さい指標値を選択し、
前記撮像制御部は、選択された指標値が示す前記撮像条件を送信して前記照明部および前記撮像部を制御する、
請求項５に記載のウェハ検査装置。

【請求項7】

前記照明部が有する光源は、短波赤外波長帯域の波長である、
請求項１から請求項６いずれか一項に記載のウェハ検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェハ検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスの高集積化技術として、半導体デバイスを３次元に積層する技術が提案されている。例えば、２枚の半導体ウェハに対して、接合面をプラズマ等で活性化させ、上下に配置した状態でウェハの中心部分を押圧することで接合する。ここで、接合強度が不十分な場合、接合後のウェハの搬送時にウェハが落下したり、接合後のダイシング等の工程で剥離したりする場合が生じ、歩留まりが悪化する。そのため、接合強度を測定する必要がある。

【0003】

従来の接合強度の測定は、接合ウェハにブレードを挿入し、接合ウェハ間に生じたクラックを、赤外波長帯の光源で照らし観察する。そして、ブレードとクラック間の距離、ウェハの厚さ、ブレードの厚さ、および、ヤング係数から接合強度を算出するものがある（たとえば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】中国特許出願公開第１６４８６３２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、ウェハの材質によって光の吸収率等が変わるため、クラックの観察に最適な照明の波長や輝度は異なる。従来の接合強度測定では、波長を切り替えることなく観察するため、クラックを観察するのに十分なコントラストを確保できず接合強度の測定精度が低下する場合があった。

【0006】

そこで、本発明は、接合ウェハの接合強度を精度よく測定することが可能なウェハ検査装置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】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、ブレードが挿入されクラックが生じている接合ウェハを保持するウェハ保持部と、少なくとも２つの波長の光源を有する照明部と、前記接合ウェハに写る前記クラックの検出に用いる前記照明部の光源を、撮像条件に基づいて選択する光源調整部と、前記光源の波長に感度を有し、前記光源の波長に対応する前記撮像条件を用いて前記接合ウェハを撮像する撮像部と、前記撮像条件のうち一つの撮像条件を選択して、選択された撮像条件を送信して撮像する前記接合ウェハの画像から抽出されるブレードエッジからクラックエッジまでの距離に、さらに、切刃の長さを足したクラック距離、に基づいて接合強度を算出する計算機と、を有するウェハ検査装置である。

【0008】

また、本発明の一態様は、上記ウェハ検査装置であって、前記一つの撮像条件は、前記撮像部が撮像した前記接合ウェハの画像において、前記撮像条件に対応する指標値を算出し、算出された前記指標値が示す撮像条件である。

【0009】

また、本発明の一態様は、上記ウェハ検査装置であって、前記計算機は、前記撮像部および前記光源調整部に対して、前記撮像条件を送信して、前記撮像部および前記光源調整部を制御する撮像制御部と、前記撮像部が撮像した前記接合ウェハの画像において、前記接合ウェハと前記ブレードとが接するエッジである前記ブレードエッジから最も遠く、所定以上の画素を有するエッジである前記クラックエッジが持つ、前記撮像条件に対応する前記指標値を算出し、前記指標値のうちピーク値である指標値と判定される推奨指標値を算出し、前記指標値または前記推奨指標値のうちから、所定の条件により指標値を選択する指標値算出部と、前記撮像制御部が、前記選択された指標値が示す前記撮像条件を送信して撮像する前記接合ウェハの画像から抽出される、前記ブレードエッジから前記クラックエッジまでの距離に、さらに、切刃の長さを足した前記クラック距離、に基づいて接合強度を算出する接合強度算出部と、を有する。

【0010】

また、本発明の一態様は、上記ウェハ検査装置であって、前記指標値は、前記クラックエッジの輝度のコントラスト、前記接合ウェハの内部の輝度のコントラスト、または前記クラックエッジを検出する際のクラック検出再現性である。

【0011】

また、本発明の一態様は、上記ウェハ検査装置であって、前記撮像制御部は、前記照明部の波長、及び電流値を変化させる前記撮像条件を送信して、前記照明部および前記撮像部を制御し、前記指標値算出部は、前記撮像条件のうち前記照明部の複数の波長に対して求められる前記推奨指標値を複数算出し、算出された前記複数の推奨指標値のうち、前記推奨指標値が前記クラックエッジの輝度のコントラスト、または前記接合ウェハの内部の輝度のコントラストである場合、前記推奨指標値のうち最も大きい推奨指標値を選択し、前記推奨指標値が、前記クラックエッジを検出する際のクラック検出再現性である場合、当該クラック検出再現性の高低に対応する、前記推奨指標値のうち最も小さい推奨指標値を選択し、前記撮像制御部は、選択された推奨指標値が示す前記撮像条件を送信して前記照明部および前記撮像部を制御する。

【0012】

また、本発明の一態様は、上記ウェハ検査装置であって、前記指標値算出部が、前記推奨指標値を前記複数の波長のうち少なくとも１つの波長に対して算出できない場合、前記撮像制御部は、前記照明部の複数の波長のうち前記推奨指標値が算出できなかった波長に対して前記撮像部の露光条件を変化させる撮像条件を送信して、前記照明部および前記撮像部を制御し、前記指標値算出部は、前記撮像条件のうち前記撮像部の露光条件に対応する複数の指標値を算出し、前記指標値が、前記クラックエッジの輝度のコントラスト、または前記接合ウェハの内部の輝度のコントラストである場合、前記複数の指標値、および前記推奨指標値が算出できた場合の推奨指標値を含んだ複数の指標値のうち最も大きい指標値を選択し、前記指標値が、前記クラックエッジを検出する際のクラック検出再現性である場合、前記複数の指標値、および前記推奨指標値が算出できた場合の推奨指標値を含んだ複数の指標値のうち最も小さい指標値を選択し、前記撮像制御部は、選択された指標値が示す前記撮像条件を送信して前記照明部および前記撮像部を制御する。

【0013】

また、本発明の一態様は、上記ウェハ検査装置であって、前記照明部が有する光源は、短波赤外波長帯域の波長である。

【発明の効果】

【0014】

本発明は、撮像部が撮像した接合ウェハの画像（すくなくとも２つ以上の波長に基づいて撮像された接合ウェハの画像）において、撮像条件に対応する指標値を算出し、指標値が示す撮像条件を送信して撮像する接合ウェハの画像から抽出されるブレードエッジからクラックエッジまでの距離に、さらに、切刃の長さを足したクラック距離、に基づいて接合強度を算出する計算機を有する。これにより、本発明によれば、接合ウェハの接合強度を精度よく測定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係るウェハ検査装置の構成図である。

【図2】図１に示す指標値算出部が算出するクラックエッジの輝度のコントラストを指標値として算出する際の算出処理のフローを説明するための概略図である。

【図3】図２（ｅ）に表す画像データを説明するための概略図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るウェハ検査装置が、接合強度を算出する際に実行する処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係るウェハ検査装置の構成例について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るウェハ検査装置１の構成図である。図１に示すウェハ検査装置１は、ステージ１０（ウェハ保持部）、照明２０（照明部）、照明コントローラ３０（光源調整部）、撮像部４０、計算機５０を有する。

【0017】

ステージ１０は、接合ウェハ１００を保持する。
ステージ１０は、接合ウェハ１００の剥離に影響を与えないように、接合ウェハ１００全面でなく一部のみを保持し、接合ウェハ１００の剥離部分にステージ１０との接点はないようにする。接合ウェハ１００を保持できれば、ステージ１０の形状・機構・材質等は限定しない。例えば、チャック（静電チャック、バキュームチャック等）や、万力のようにウェハを挟むタイプのものでもよい。

【0018】

接合ウェハ１００は、ウェハＡとウェハＢが接合されている。なお、ウェハＡとウェハＢの材質や厚さは異なってもよい。ただし、本実施形態において、接合ウェハ１００は、ＸＹ平面において円形を有しており、Ｚ方向に対して所定の厚さ（ウェハＡとウェハＢの厚さの合計値）を有するものとする。
また、接合ウェハ１００は、図１に示すように、ブレード２００がウェハＡとウェハＢとの間（Ｚ＝０とする）に挿入されることにより、部分的に、すなわち、図１においてＹ座標が小さい値から大きな値において剥離されている。ここで、図１において、Ｙ座標の大きな値で示されている接合ウェハ１００の剥離面のエッジであるクラックエッジを、クラックエッジＣＥとして示している。また、接合ウェハ１００とブレード２００とが接するエッジであるブレードエッジをブレードエッジＢＥとして示している。
なお、モータ３００は、ブレード２００を接合ウェハ１００のウェハ挿入方向、すなわちＹ方向に移動させるものである。

【0019】

照明２０は、短波赤外波長帯域の複数の（少なくとも２つの）波長を有する。照明２０は、例えば、１０７０ｎｍ,１２００ｎｍ,１３００ｎｍ,１４５０ｎｍの４つの波長のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；発光ダイオード）を光源として有する。さらに、照明２０は、波長別で回路がわかれ、波長ごとに異なる電流を流すことが可能な構成を有している。
なお、照明２０は、図１に示すように、ステージ１０の下側、すなわちＺ＜０の位置に配置され、接合ウェハ１００のＸＹ平面にウェハＢ側からＬＥＤ光源の光を照射する。

【0020】

照明コントローラ３０は、計算機５０が送信する、波長設定値および電流値設定値（撮像条件）に基づいて、照明２０が波長別に流す電流値を制御する。

【0021】

撮像部４０は、カメラ４０ａと、レンズ４０ｂと、を含んで構成される。
カメラ４０ａは、ＩｎＧａＡｓセンサーを備える短波赤外波長帯域に感度を持つカメラである。なお、カメラ４０ａは、感度があればセンサーはＩｎＧａＡｓセンサーに限定はしない。
レンズ４０ｂは、短波赤外波長帯域の光を透過するレンズである。
すなわち、撮像部４０は、光源の波長に対応する撮像条件を用いて接合ウェハ１００を撮像する。ここで、光源の波長に対応する撮像条件とは、撮像部４０の露光時間設定値（露光条件）、ゲインを含んだ撮像条件である。本実施形態では、波長設定値および電流値設定値（撮像条件）と、光源の波長に対応する撮像条件とを含んだ条件を、接合ウェハ１００を撮像する際の撮像条件と言うことにする。

【0022】

計算機５０は、撮像制御部５０ａと、指標値算出部５０ｂと、接合強度算出部５０ｃと、を含んで構成される。
計算機５０は、一般的なパソコンを示しており、カメラ４０ａとはＧｉｇＥやＣａｍｅｒａＬｉｎｋ等の通信規格でつながり、カメラ４０ａからの撮像画像を取り込み可能である計算機である。また、照明コントローラ３０とはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＵＳＢ、ＲＳ－２３２等の通信規格でつながり、波長ごとに流す電流値を設定可能である。
すなわち、撮像制御部５０ａは、撮像部４０および照明コントローラ３０（光源調整部）に対して、撮像条件を送信して、撮像部４０および照明コントローラ３０を制御する。

【0023】

また、指標値算出部５０ｂは、撮像部４０が撮像した接合ウェハ１００の画像において、接合ウェハ１００とブレード２００とが接するエッジであるブレードエッジＢＥから最も遠く、所定以上の画素を有するエッジであるクラックエッジＣＥが持つ、撮像条件に対応する指標値を算出する。
ここで、指標値は、（指標値１）クラックエッジＣＥの輝度のコントラスト、（指標値２）接合ウェハの内部の輝度のコントラスト、（指標値３）クラックエッジＣＥを検出する際のクラック検出再現性の３つがある。
これらの指標値１～３の計算方法について、以下に（１）～（３）として説明する。

【0024】

（１）指標値計算方法１（指標値１：クラックのコントラスト）
指標値１の計算方法について、図２を参照しつつ説明する。
図２は、図１に示す指標値算出部５０ｂが算出するクラックエッジＣＥの輝度のコントラストを指標値として算出する際の算出処理のフローを説明するための概略図である。
図２（ａ）は、撮像部４０から指標値算出部５０ｂへ入力される入力画像を表す。また、図２（ｂ）は、入力画像からエッジ領域を抽出し、ラベリング（カラー化）した画像データを表す。また、図２（ｃ）は、画像データからブレードエッジＢＥを検出した領域を表すブレードエッジＢＥ領域データを表す。また、図２（ｄ）は、画像データからクラックエッジＣＥを検出した領域を表すクラックエッジＣＥ領域データを表す。また、図２（ｅ）は、入力画像から輝度値の勾配強度を表す画像データを表す。

【0025】

指標値算出部５０ｂは、図２（ａ）に表す入力画像から、例えばＣａｎｎｙ法を用いて明るさ（輝度）の変化の大きいエッジ画素を抽出し、隣接、もしくは、近傍にあるエッジ画素同士を連結した画素群をエッジ領域としたとき、各エッジ領域をラベリングする。図２（ｂ）は、ラベリングを図示するために、各ラベルで異なる色を用いてカラー化した画像データを表す。ここで、エッジ領域のいずれかには、クラックエッジＣＥ、ブレードエッジＢＥを含む。

【0026】

次に、指標値算出部５０ｂは、図２（ｂ）に表す画像データからブレードエッジＢＥを抽出し、図２（ｃ）に表すブレードエッジＢＥ領域データを生成する。ここでは、入力画像に対して閾値処理法によって二値化し、輝度の小さい領域に属するラベルのエッジ領域をブレードエッジＢＥとする。なお、当該閾値は、固定値でもよいし、ユーザが設定した値であってもよいし、判別分析法で求めた値であってもよい。

【0027】

次に、指標値算出部５０ｂは、図２（ｂ）に表す画像データからクラックエッジＣＥを抽出し、図２（ｄ）に表すクラックエッジＣＥ領域データを生成する。ここでは、ブレードエッジＢＥから最も遠く、所定以上の画素を有するラベルのエッジ領域をクラックエッジＣＥとする。
ここまでの、クラックエッジの検出方法は限定しない。ユーザがマウス等でクラックをなぞるようにしてクラックの座標を教示してもよいし、ユーザがウェハ内のクラックと平坦部のみを囲うようにＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）を設定することでブレード検出やラベリング処理を省いてもよいし、深層学習等によりクラックがあらかじめ教示されたデータを用いて学習された識別器でクラックを検出してもよい。

【0028】

次に、指標値算出部５０ｂは、図２（ａ）に表す入力画像から輝度値の勾配強度（コントラスト；対比）を表す画像データ（図２（ｅ）に表す画像データ）を生成する。
ここで、図３を参照しつつ図２（ｅ）に表す画像データについて説明する。図３は、図２（ｅ）に表す画像データを説明するための概略図である。図３において、図３（ａ）は、図２（ａ）に該当する入力画像を表す。また、図３（ｂ）は、図２（ｅ）に該当する勾配強度画像を表す。また、図３（ｃ）は、図３（ａ）のＡ－Ａ’線上の輝度値のプロファイルを表す。また、図３（ｄ）は、図３（ｂ）のＢ－Ｂ’線上の輝度値のプロファイルを表す。なお、図３（ｃ）および図３（ｄ）では、横軸はＤｉｓｔａｎｃｅ（ｐｉｘｅｌｓ）、縦軸はＧｒａｙ Ｖａｌｕｅを示し、Ａ－Ａ’またはＢ－Ｂ’に位置する各画素が持つ輝度値（黒に対応する０からグレイに対応する中間値を経て白に対応する２５５までの値）を示している。
図３（ｃ）に示す入力画像の明るさの変化が大きい画素ほど、図３（ｂ）の勾配強度画像においては、明るい（勾配が大きい）、すなわち、白または中間値に対応する輝度値を持つ画像（ブレードエッジＢＥ側は明るく、クラックエッジＣＥ側はやや暗めにした画像）となっている。
また、図３（ｃ）に示す平坦部（輝度値の変化がない部分）の画素は、図３（ｂ）の勾配強度画像においては、暗い、すなわち、黒に対応する輝度値を持つ画像となっている。
つまり、図３（ｂ）で表す勾配強度画像（図２（ｅ）に該当する勾配強度画像）は、図３（ａ）で表す入力画像（図２（ａ）に該当する入力画像）の輝度値の変化を濃淡で表す画像となっている。

【0029】

図２に戻って、指標値算出部５０ｂは、図２（ｄ）と図２（ｅ）を照らし合わせ、クラックエッジＣＥ領域に属する輝度値の勾配強度を指標値１として算出する。
ただし、輝度値が所定値より高い、もしくは、低い画素が一定数以上ある場合は、指標値の計算対象から除外する。画像が明るすぎる、もしくは、暗すぎる場合は検査に不向きなので除外するための処理である。また、クラックエッジＣＥを検出する際に、所定以上の画素を有するラベルがない場合も除外とする。クラックエッジＣＥが写っておらず、エッジ抽出をしてもノイズやごみしか抽出されない場合に除外するための処理である。

【0030】

（２）指標値計算方法２（指標値２：ウェハ内のコントラスト）
指標値２の計算方法について説明する。
接合ウェハ１００内部の輝度のコントラストを指標値２として求める。
接合ウェハ１００内部領域の抽出は、しきい値処理や、Ｋ－ｍｅａｎｓ法やＭｅａｎ－ｓｈｉｆｔ法等による領域分割をし、背景：明、ブレード：暗、ウェハ：中間の輝度を持つ特徴からウェハ領域を求める。
他には、ユーザがウェハの境界を引くことでウェハ領域を教示してもよい。Ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ、ブレード挿入前から生じているクラックや、Ｖｏｉｄ等の観察対象のクラック以外に大きくコントラストを変化させる要因がない場合は、指標値２は指標値１と比較して簡便に指標値を求めることができる。

【0031】

（３）指標値計算方法３（指標値３：クラック検出再現性）
指標値３の計算方法について説明する。
１つの条件（波長、電流）につき、複数回撮像し、指標値計算方法１と同様にクラックエッジＣＥを求める。そして、複数回撮像した画像におけるクラックエッジのばらつきを指標値３として求める。ばらつきは、クラックエッジＣＥの座標の標準偏差や、（最大値－最小値）で求める。もしくは、クラックエッジＣＥからブレードエッジＢＥまでの距離のばらつき（座標と同様に標準偏差や（最大値－最小値））を指標値３としてもよい。
なお、推奨指標値３が小さい場合は、クラック検出再現性が高い場合に対応し、推奨指標値３が大きい場合は、クラック検出再現性が低い場合に対応する。すなわち、指標値３の大小は、クラック検出再現性の高低に対応する。

【0032】

また、指標値算出部５０ｂは、算出した指標値のうちピーク値である指標値と判定される推奨指標値を算出する。
具体的には、撮像制御部５０ａは、照明コントローラ３０（光源調整部）および撮像部４０に対して、撮像条件を送信して、照明コントローラ３０および撮像部４０を制御する際、波長設定値、露光時間設定値を固定し、複数の電流設定値を変化させる電流値ループにより照明コントローラ３０を制御している。
撮像制御部５０ａが、当該電流値ループにより電流値設定値を送信し、撮像部４０が撮像した後、指標値算出部５０ｂは、指標値（指標値１～指標値３のうちのいずれか一つ）を算出する(後に図４を参照して述べるステップＳ６における動作)。

【0033】

指標値算出部５０ｂは、これら複数の電流値設定値に対応する指標値が算出された後、すなわち、電流ループを終えた後、指標値のピークが存在したかどうかを判定する(後に図４を参照して述べるステップＳ７における動作)。
ここで、ピークが存在するとは、横軸に電流値、縦軸に指標値としたグラフを書いた時に凸状（指標値１，２の場合）、もしくは、凹状（指標値３の場合）となることを意味する。なお、ピークが存在しない場合は、平坦部のみ、或いは単純増加・減少となる場合、もしくは、全電流値において指標値の計算対象から除外する場合を意味する。

【0034】

ここでは、指標値算出部５０ｂは、波長設定値を固定した状態で、電流設定値の変化による輝度の変化範囲内に最良な指標値（推奨指標値）が存在したか、さらなる輝度の変化が必要かどうかを判定する。
そして、ピークが存在しない場合は、撮像制御部５０ａは、波長設定値および電流設定値を固定した状態で撮像部４０の露光時間（露光条件）を変化させる露光時間ループに進む(後に図４を参照して述べるステップＳ８における動作)。

【0035】

一方、ピークが存在する場合は、撮像制御部５０ａは、全ての波長設定値を用いて撮像が終わっていない場合、波長設定値を変化させて他の波長設定値に固定させ、電流設定値を変化させる波長ループおよび電流ループに進む。もしくは、指標値算出部５０ｂは、全ての波長設定値に対する電流ループが終了した場合、推奨指標値あるいは指標値のうちから指標値を選択する処理に移行する(後に図４を参照して述べるステップＳ１１における動作)。
そして、撮像制御部５０ａは、照明コントローラ３０（光源調整部）および撮像部４０に対して、選択された指標値に対応する撮像条件を送信して、撮像部４０に接合ウェハ１００を撮像させる（後に図４を参照して述べるステップＳ１２における動作）。

【0036】

接合強度算出部５０ｃは、撮像制御部５０ａが、選択された指標値に対応する撮像条件により撮像する接合ウェハ１００の画像から抽出される、ブレードエッジＢＥからクラックエッジＣＥまでの距離に、さらに、切刃の長さを足したクラック距離、に基づいて接合強度を算出する（後に図４を参照して述べるステップＳ１３における動作）。
ここで、指標値算出部５０ｂは、例えば、上記指標値計算方法１と同様にしてブレード領域を抽出する。そして、ブレード領域内のエッジに対してハフ変換をすることで直線を求め、この直線をブレード線(ブレードエッジＢＥ)とする。また、指標値計算方法１と同様にしてクラックエッジＣＥを求め、ブレードエッジＢＥからクラックエッジＣＥまでの距離に、さらに、切刃の長さを足した距離をクラック距離とする。そして、クラック距離と、接合ウェハ１００の厚さ、ブレード２００の厚さ、ヤング係数から接合強度を算出する。

【0037】

続いて、図４を参照して、ウェハ検査装置１による接合強度の算出について説明する。
図４は、本発明の一実施形態に係るウェハ検査装置１が、接合強度を算出する際に実行する処理を示すフローチャートである。
ステージ１０が接合ウェハ１００を保持する（ステップＳ１）。
ブレード挿入を実行する（ステップＳ２）。具体的には、モータ３００の制御によりブレード２００をウェハ挿入方向（図１に示すＹ方向）へ移動させブレード２００を接合ウェハ１００に対して挿入し、接合ウェハ１００の一部を剥離させる。なお、接合ウェハ１００が完全に剥離した場合や、接合強度が強くブレードが挿入できない場合は、接合強度検査の対象外とする。

【0038】

波長ループを開始する(ステップＳ３)。ウェハ検査装置１は、波長ループにおいて、様々な波長での撮像を開始する。ここでは、撮像制御部５０ａは、波長設定値として、１０７０ｎｍ、１２００ｎｍ、１３００ｎｍ、１４５０ｎｍの４つの波長を切り替える。
具体的には、撮像制御部５０ａは、照明コントローラ３０に対して波長設定値(撮像条件の一つ)を送信する。照明コントローラ３０は、波長設定値が表す波長のＬＥＤを光源として有する照明２０から、波長設定値が表す波長の光を接合ウェハ１００に対して照射させる。

【0039】

電流値ループを開始する(ステップＳ４)。ウェハ検査装置１は、様々な電流値での撮像を開始する。ここでは、撮像制御部５０ａは、電流値設定値として、ＬＥＤが安定して点灯する５ｍＡからＬＥＤの最大定格電流値である１００ｍＡまで切り替える。
具体的には、撮像制御部５０ａは、照明コントローラ３０に対して電流値設定値(撮像条件の一つ)を送信する。照明コントローラ３０は、Ｓ３により固定された波長設定値が表す波長のＬＥＤを光源として有する照明２０から、波長設定値ごとに異なる電流値設定値が表す電流を流させて、ステップＳ３により固定された波長設定値が表す波長の光を接合ウェハ１００に対して照射させる。

【0040】

撮像を実行する(ステップＳ５)。具体的には、撮像制御部５０ａは、撮像条件として、波長設定値、電流値設定値を、照明コントローラ３０に対して送信し、照明コントローラ３０を制御する。照明コントローラ３０は、送信されてきた波長設定値、電流値設定値に基づいて、波長設置値が表す波長の光源を選択して、光を接合ウェハ１００に照射させる。また、撮像制御部５０ａは、撮像条件として、規定値の露光時間を撮像部４０のカメラ４０ａに対して送信し、撮像時間を制御する。すなわち、撮像制御部５０ａは、撮像条件として、撮影条件（波長設定値、電流値設定値、露光時間設定値）を、照明コントローラ３０および撮像部４０に送信して、照明コントローラ３０および撮像部４０を制御して、接合ウェハ１００の画像を撮像する。

【0041】

選択値指標値計算を実行する(ステップＳ６)。具体的には、指標値算出部５０ｂは、撮像された画像から、後述するピークがあるか否かについての判定（ステップＳ７）を行う際の、ステップＳ５において接合ウェハ１００を撮像した際の撮影条件（波長設定値、電流値設定値、露光時間設定値）に対応する指標値を算出する。
この指標値は、上述したように、指標値１～３の３つがある。

【0042】

選択値にピークがあるか否かを判定する(ステップＳ７)。具体的には、指標値算出部５０ｂは、電流ループを終えた後に、ステップＳ５における撮像に用いた撮像条件（波長設定値、電流値設定値、露光時間設定値）毎にステップＳ６において算出された指標値の中にピーク値であると判定される指標値(推奨指標値)があるか否かを判定する。ここで、推奨指標値については、指標値１～３の３つそれぞれに対応して３つ存在するということについては上述したので、ここではその説明は省略する。

【0043】

推奨指標値が存在しない場合（ステップＳ７－Ｎ）は、ステップＳ８に進み、存在する場合（ステップＳ７－Ｙ）は、ステップＳ３、若しくはステップＳ１１に進む。ここで、ステップＳ３に進むとは、ステップＳ５における接合ウェハ１００の撮像に用いる撮像条件（波長設定値、電流値設定値、露光時間設定値）を、次の撮像条件（次の波長設定値、電流値設定値、露光時間設定値）とするためである。また、ステップＳ１１に進むとは、全ての撮像条件（波長設定値、電流値設定値、露光時間設定値）を用いて接合ウェハ１００の撮像が完了したことを意味している。

【0044】

ステップＳ７において、推奨指標値が存在しない場合（ステップＳ７－Ｎ）は、露光時間ループを開始する(ステップＳ８)。ウェハ検査装置１は、露光時間ループにおいて、ステップＳ４で用いられた波長（推奨指標値が算出できなかった波長）において、様々な露光時間での撮像を開始する。露光時間の変化範囲は、例えばカメラ４０ａのスペックから設定可能な範囲とする。
具体的には、撮像制御部５０ａは、撮像部４０におけるカメラ４０ａに対して露光時間設定値(撮像条件の一つ)を送信する。カメラ４０ａは、露光時間設定値が表す露光時間により接合ウェハ１００を撮像する。

【0045】

撮像を実行する(ステップＳ９)。具体的には、撮像制御部５０ａは、撮像条件として、露光時間を撮像部４０のカメラ４０ａに対して送信し、撮像時間を制御する。すなわち、撮像制御部５０ａは、撮像条件として、撮影条件（ステップＳ４で用いられた波長設定値、ステップＳ４で用いられた波長設定値に対応する電流値設定値、露光時間設定値）を、照明コントローラ３０および撮像部４０に送信して、照明コントローラ３０および撮像部４０を制御して、接合ウェハ１００の画像を撮像する。

【0046】

選択値指標値計算を実行する(ステップＳ１０)。具体的には、指標値算出部５０ｂは、撮像された画像から、後述する選択（ステップＳ１１）を行う際の、ステップＳ９において接合ウェハ１００を撮像した際の撮影条件（波長設定値、電流値設定値、露光時間設定値）に対応する指標値を算出する。
この指標値は、上述したように、指標値１～３の３つがある。

【0047】

選択処理を実行する(ステップＳ１１)。具体的には、指標値算出部５０ｂは、ステップＳ６、Ｓ１０で算出された指標値およびステップＳ７で算出された推奨指標値のうちから、指標値１、２の場合は指標値および推奨指標値のうち最大となる指標値を選択し、指標値３の場合は指標値および推奨指標値のうち最小となる指標値を選択する。
ここで、ステップＳ７において推奨指標値が算出できたということは、ステップＳ６における波長設置値に対応する複数算出された指標値が、ピークを持っていたことを示し、推奨指標値が算出できないということは、ステップＳ６における波長設置値に対応する複数算出された指標値が、ピークを持っていなかったことを意味する。
そのため、上記選択に使われるステップＳ６、Ｓ１０で算出された指標値は、波長設定値に対応する推奨指標値が算出されなかった指標値を指す。一方、ステップＳ７で算出された推奨指標値は、言葉通り、波長設定値に対応する推奨指標値がステップＳ７において算出された推奨指標値を指す。

【0048】

すなわち、全ての撮影条件（波長設定値、電流値設定値、露光時間設定値）において、全ての（本実施形態においてはＮ＝４個の）波長設定値に対応する推奨指標値が存在する場合、Ｎ＝３個の波長設定値に対応する推奨指標値が存在する場合、Ｎ＝２個の波長設定値に対応する推奨指標値が存在する場合、Ｎ＝１個の波長設定値に対応する推奨指標値が存在する場合、一つも波長設定値に対応する推奨指標値が存在しなかった場合の５つのケースが存在することになる。
そこで、指標値算出部５０ｂは、指標値１、２の場合は複数算出された指標値および推奨指標値のうち最大となる指標値を選択し、指標値３の場合は複数算出された指標値および推奨指標値のうち最小となる指標値を選択することとした。
すなわち、指標値算出部５０ｂは、所定の条件により、指標値および推奨指標値のうちから、１つの指標値を選択する。
これにより、撮像した接合ウェハ１００において、複数算出された指標値および推奨指標値のうちから最良な指標値（１つの指標値）を取得することが可能となる。

【0049】

撮像を実行する(ステップＳ１２)。具体的には、撮像制御部５０ａは、指標値算出部５０ｂがステップＳ１１において選択した指標値が示す撮影条件（波長設定値、電流値設定値、露光時間設定値）を、照明コントローラ３０および撮像部４０に送信して、照明コントローラ３０および撮像部４０を制御して、接合ウェハ１００の画像を撮像する。

【0050】

接合強度算出を実行する(ステップＳ１３)。具体的には、接合強度算出部５０ｃは、撮像制御部５０ａが、選択された指標値（ステップＳ１１において指標値算出部５０ｂが所定の条件により選択した指標値）が示す撮像条件を送信して撮像する接合ウェハ１００の画像から抽出される、ブレードエッジＢＥからクラックエッジＣＥまでの距離に切刃の長さを足したクラック距離、に基づいて接合強度を算出する。

【0051】

以上説明したウェハ検査装置１では、接合ウェハ１００の接合強度を精度よく測定することが可能となる。
すなわち、従来技術では、上記説明におけるステップＳ３－Ｓ１１がなく（すなわち、撮像制御部５０ａ、指標値算出部５０ｂがなく）、いかなる接合ウェハに対しても同じ波長の照明条件が使用されていた。しかし、ウェハやウェハ上の膜の材質が変わると、反射率や吸収率が変化しクラックの写りが悪化する場合があった。本発明によれば、クラックのコントラスト（指標値１，２）、もしくは、クラックの検出性能（指標値３）がよい波長を選択し検査するため、いかなるウェハの材質であってもクラックの描画能を低下させることなく接合強度を高精度に検査可能となる。

【0052】

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【0053】

例えば、上記実施形態においては、ステップＳ４を電流値ループ、ステップＳ８を露光時間ループとした。このステップＳ４を露光時間ループ、ステップＳ８を電流値ループとしてもよい。この場合、ステップＳ５の撮像においては、電流値は規定値を使用する。例えば、規定値を最大定格電流とすればよい。
また、例えば、撮像部のゲイン値ループを採用してもよい。ゲイン値ループは、電流値ループ、もしくは、露光時間ループの差し替えでもよいし、追加してもよい。電流値ループ、露光時間ループ、ゲイン値ループは、いずれも画像の明るさを調整するためのループであり、画像の明るさを調整するために採用するループは限定しない。
また、照明は短波近赤外波長帯域を含む広帯域な光を発するハロゲンランプやＬＥＤを有し、バンドパスフィルタを用いて波長を限定してもよい。

【符号の説明】

【0054】

１…ウェハ検査装置、１０…ステージ（ウェハ保持部）、２０…照明（照明部）、３０…照明コントローラ（光源調整部）、４０…撮像部、４０ａ…カメラ、４０ｂ…レンズ、５０…計算機、５０ａ…撮像制御部、５０ｂ…指標値算出部、５０ｃ…接合強度算出部、１００…接合ウェハ、２００…ブレード、３００…モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】