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(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】2023-05-10
(45)【発行日】2023-05-18
(54)【発明の名称】検査方法、シリコンウェーハの製造方法および検査装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/683 20060101AFI20230511BHJP
H01L 21/66 20060101ALI20230511BHJP
G01B 11/00 20060101ALI20230511BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 N
H01L21/66 J
G01B11/00 H
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2019207717
(22)【出願日】2019-11-18
(65)【公開番号】P2021082675
(43)【公開日】2021-05-27
【審査請求日】2021-11-24
(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】110000637
【氏名又は名称】弁理士法人樹之下知的財産事務所
(72)【発明者】
【氏名】増田 純久
(72)【発明者】
【氏名】多久島 義幸
【審査官】杢 哲次
(56)【参考文献】
【文献】特開平０７－１４７３１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－６４５１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１５６７４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２３５８９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６３－１８８９５１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／６８３
Ｈ０１Ｌ ２１／６６
Ｇ０１Ｂ １１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
透明または半透明の材料によって形成された容器に、互いに平行に、かつ、各々の中心軸が一致するように等間隔に整列されて収納された複数のウェーハの検査方法であって、前記容器は、平坦な第１の上面部を有する第１の容器、または、段差が形成された第２の上面部を有する第２の容器であり、
前記検査方法は、
検査対象の容器の種類を判別する容器判別工程と、
前記容器の上側において前記ウェーハの主面と平行な方向から前記容器を通して前記複数のウェーハ全体を撮影する第一撮影工程と、
前記容器の上側において前記ウェーハの主面と平行な方向に対して傾斜した方向から前記容器を通して前記ウェーハを撮影する第二撮影工程と、
前記第一撮影工程および前記第二撮影工程で撮影された画像を用いて前記容器内の前記複数のウェーハの位置を検査する検査工程と、を有し、
前記第一撮影工程、前記第二撮影工程、または、前記検査工程は、前記容器判別工程における判別結果に応じた状態で行われることを特徴とする検査方法。
【請求項2】
前記容器は、前記第１の容器、または、互いに異なる位置に段差が形成された第２の上面部を有する複数種類の前記第２の容器であり、
前記第二撮影工程は、前記検査対象の容器が前記複数種類の第２の容器のうちいずれか１つである場合、前記第２の容器の種類に応じて前記ウェーハの撮影位置・角度を変更して撮影することを特徴とする請求項１に記載の検査方法。
【請求項3】
前記検査工程では、前記第一撮影工程および前記第二撮影工程で撮影された画像を用いて前記複数のウェーハの枚数をカウントするとともに、前記複数のウェーハの位置ずれを検査することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の検査方法。
【請求項4】
前記検査対象の容器が前記第１の容器の場合、前記第二撮影工程を行わずに、前記検査工程では、前記第一撮影工程で撮影された画像のみを用いて前記第１の容器内の前記複数のウェーハの位置を検査し、
前記検査対象の容器が前記第２の容器の場合、前記検査工程では、前記第一撮影工程および前記第二撮影工程で撮影された画像を用いて前記第２の容器内の前記複数のウェーハの位置を検査することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の検査方法。
【請求項5】
前記検査工程では、
前記検査対象の容器が前記第１の容器の場合、前記第一撮影工程で撮影された画像のみを用いて前記複数のウェーハの枚数をカウントするとともに、前記複数のウェーハの位置ずれを検査し、
前記検査対象の容器が前記第２の容器の場合、前記第一撮影工程および前記第二撮影工程で撮影された画像を用いて前記複数のウェーハの枚数をカウントするとともに、前記複数のウェーハの位置ずれを検査することを特徴とする請求項４に記載の検査方法。
【請求項6】
前記第一撮影工程において、赤外線カメラを用いて撮影を行うとともに、前記容器を通して前記赤外線カメラの反対側から前記赤外線カメラに向かって赤外線を照射することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の検査方法。
【請求項7】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の検査方法を用いて前記容器内の前記複数のウェーハを検査することを含むシリコンウェーハの製造方法。
【請求項8】
透明または半透明の材料によって形成された容器に、互いに平行に、かつ、各々の中心軸が一致するように等間隔に整列されて収納された複数のウェーハの検査装置であって、前記容器は、平坦な第１の上面部を有する第１の容器、または、段差が形成された第２の上面部を有する第２の容器であり、
前記検査装置は、
検査対象の容器の種類を判別する接触センサと、
前記容器の上側において前記ウェーハの主面と平行な方向から前記容器を通して前記複数のウェーハ全体を撮影するメインカメラと、
前記容器の上側において前記ウェーハの主面と平行な方向に対して傾斜した方向から前記容器を通して前記ウェーハを撮影するサブカメラと、
前記メインカメラおよび前記サブカメラによって撮影された画像を用いて前記容器内の前記複数のウェーハの位置を検査する解析装置と、
前記接触センサにおける判別結果に応じた状態で、前記メインカメラ、前記サブカメラ、または、前記検査装置に関する処理を行う処理部と、を備えることを特徴とする検査装置。
【請求項9】
前記容器は、前記第１の容器、または、互いに異なる位置に段差が形成された第２の上面部を有する複数種類の前記第２の容器であり、
前記処理部は、前記検査対象の容器が前記複数種類の第２の容器のうちいずれか１つである場合、前記第２の容器の種類に応じて前記サブカメラによる前記ウェーハの撮影位置・角度を変更する位置決め装置を備えることを特徴とする請求項８に記載の検査装置。
【請求項10】
前記解析装置は、前記メインカメラおよび前記サブカメラで撮影された画像を用いて前記複数のウェーハの枚数をカウントするとともに、前記複数のウェーハの位置ずれを検査する機能を有することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の検査装置。
【請求項11】
前記処理部は、前記メインカメラおよび前記サブカメラを制御する装置制御部と、前記解析装置とにより構成され、
前記検査対象の容器が前記第１の容器の場合、前記装置制御部が、前記ウェーハを撮像するように前記メインカメラのみを制御した後、前記解析装置が、前記メインカメラによって撮影された画像のみを用いて前記第１の容器内の前記複数のウェーハの位置を検査し、
前記検査対象の容器が前記第２の容器の場合、前記装置制御部が、前記ウェーハを撮像するように前記メインカメラおよび前記サブカメラを制御した後、前記解析装置が、前記メインカメラおよび前記サブカメラによって撮影された画像を用いて前記第２の容器内の前記複数のウェーハの位置を検査することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の検査装置。
【請求項12】
前記解析装置は、
前記検査対象の容器が前記第１の容器の場合、前記メインカメラによって撮影された画像のみを用いて前記複数のウェーハの枚数をカウントするとともに、前記複数のウェーハの位置ずれを検査し、
前記検査対象の容器が前記第２の容器の場合、前記メインカメラおよび前記サブカメラによって撮影された画像を用いて前記複数のウェーハの枚数をカウントするとともに、前記複数のウェーハの位置ずれを検査することを特徴とする請求項１１に記載の検査装置。
【請求項13】
前記容器は、前記複数のウェーハを各々の中心軸が水平となるように収納し、
前記サブカメラは、その光軸が前記複数のウェーハの主面に対して４０°～８０°傾斜するように配置されている請求項８から請求項１２のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項14】
前記メインカメラは、赤外線カメラであり、前記検査装置は、前記容器を通して前記メインカメラの反対側から前記メインカメラに向かって赤外線を照射する赤外照明を有することを特徴とする請求項８から請求項１３のいずれか一項に記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、容器に収納された複数のウェーハの検査を行う検査方法、シリコンウェーハの製造方法および検査装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、シリコンウェーハなどのウェーハは、異物やパターン欠陥を検出する検査などを経て専用の出荷容器に収納される。この際、複数のウェーハは、整列された状態で出荷容器に収納される。
【0003】
次いで、ウェーハが収納された容器におけるウェーハの枚数確認やウェーハの位置ずれなどの最終的な検査が行われる。関連する技術として、特許文献１には、ウェーハが収納される前の容器の清浄度を検査することができる検査装置が記載されている。
【0004】
また、ウェーハの位置についてセンサを用いて自動的に検査を行う技術として、特許文献２には、距離センサなどを用いて、工場内の工程間の搬送容器に設けられている収納段に収納されているウェーハの位置ずれを検査することができる装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１２－９９６９１号公報
【文献】特開２００１－２１０６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、ウェーハを収納する容器は、出荷先によって異なる場合がある。容器の形状や容器を形成する材料は様々である。例えば、容器の一部に凹凸があると、一部のウェーハの位置ずれを検知できないなどの不具合が発生することがある。
これに対し、特許文献１に記載の検査装置は、様々な形状の容器の清浄は可能であるが、そもそも容器内の複数のウェーハの枚数確認や位置ずれを検査する機能を有していない。また、特許文献２に記載の検査装置は、出荷容器に収納されたウェーハを検査するものではなく、移動不可の収納室に収納されたウェーハを検査するものであり、様々な形状の容器に対応させることを意図したものではない。
これに対し、特許文献１に記載の検査装置は、様々な形状の容器の清浄は可能であるが、そもそも容器内の複数のウェーハの枚数確認や位置ずれを検査する機能を有していない。また、特許文献２に記載の検査装置は、出荷容器に収納されたウェーハを検査するものではなく、移動不可の収納室に収納されたウェーハを検査するものであり、様々な形状の容器に対応させることを意図したものではない。
【0007】
本発明は、容器の形状に依らず、容器内の複数のウェーハの位置を検査することができる検査方法、シリコンウェーハの製造方法および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】
【0008】
本発明の検査方法は、透明または半透明の材料によって形成された容器に、互いに平行に、かつ、各々の中心軸が一致するように等間隔に整列されて収納された複数のウェーハの検査方法であって、前記ウェーハの主面と平行な方向から前記容器を通して前記複数のウェーハ全体を撮影する第一撮影工程と、前記ウェーハの主面と平行な方向に対して傾斜した方向から前記容器を通して前記ウェーハを撮影する第二撮影工程と、を有し、前記第一撮影工程および前記第二撮影工程で撮影された画像を用いて前記容器内の前記複数のウェーハの位置を検査する検査工程と、を有することを特徴とする検査方法。
【0009】
上記検査方法において、前記検査工程では、前記第一撮影工程および前記第二撮影工程で撮影された画像を用いて前記複数のウェーハの枚数をカウントするとともに、前記複数のウェーハの位置ずれを検査してもよい。
【0010】
上記検査方法において、前記第一撮影工程において、赤外線カメラを用いて撮影を行うとともに、前記容器を通して前記赤外線カメラの反対側から前記赤外線カメラに向かって赤外線を照射してよい。
【0011】
本発明のシリコンウェーハの製造方法は、上記いずれの検査方法を用いて前記容器内の前記複数のウェーハを検査することを含む。
【0012】
本発明の検査装置は、透明または半透明の材料によって形成された容器に、互いに平行に、かつ、各々の中心軸が一致するように等間隔に整列されて収納された複数のウェーハの検査装置であって、前記ウェーハの主面と平行な方向から前記容器を通して前記複数のウェーハ全体を撮影するメインカメラと、前記ウェーハの主面と平行な方向に対して傾斜した方向から前記容器を通して前記ウェーハを撮影するサブカメラと、前記メインカメラおよび前記サブカメラによって撮影された画像を用いて前記容器内の前記複数のウェーハの位置を検査する解析装置と、を備えることを特徴とする。
【0013】
上記検査装置において、前記解析装置は、前記メインカメラおよび前記サブカメラで撮影された画像を用いて前記複数のウェーハの枚数をカウントするとともに、前記複数のウェーハの位置ずれを検査する機能を有してよい。
【0014】
上記検査装置において、前記メインカメラは、赤外線カメラであり、前記検査装置は、前記容器を通して前記メインカメラの反対側から前記メインカメラに向かって赤外線を照射する赤外照明を有してよい。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、容器の一部に凹凸があり、当該凹凸により複数のウェーハの一部がメインカメラによって撮影できない場合においても、メインカメラによって撮影できないウェーハをサブカメラにより撮影することによって、容器内の複数のウェーハの位置を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施形態の第１の容器の分解斜視図である。
【図2】本発明の実施形態の第２の容器の分解斜視図である。
【図3】本発明の実施形態の第２の容器の蓋体の断面図である。
【図4】本発明の実施形態の検査装置の断面図である。
【図5】本発明の実施形態の検査装置のシステム構成図である。
【図6】ウェーハが収納された第２の容器の要部断面図であって、カメラとの位置関係を説明する図である。
【図7】本発明の実施形態の検査方法について説明するフローチャートである。
【図8】メインカメラによって撮影された画像の一例である。
【図9】サブカメラによって撮影された画像の一例である。
【図10】本発明の実施形態のシリコンウェーハの製造方法について説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
本発明の検査装置は、例えばチョクラルスキー法を用いて製造されたシリコンウェーハなどのウェーハの出荷検査に係り、異物やパターン欠陥などの有無を検出する検査を終え、容器（出荷容器）に収納された複数のウェーハを検査する装置である。
各々のウェーハは、円盤状をなし、容器内に互いに平行に、かつ、各々の中心軸が一致するように等間隔に整列されて収納されている。
ここで、ウェーハは、シリコンウェーハに限ることはなく、ゲルマニウムウェーハなどのウェーハであってよい。すなわち、本発明の検査装置は、例えば円柱状のインゴットを薄くスライスした円盤状の板であるウェーハであれば、検査対象とすることができる。
本発明の検査装置は、例えばチョクラルスキー法を用いて製造されたシリコンウェーハなどのウェーハの出荷検査に係り、異物やパターン欠陥などの有無を検出する検査を終え、容器（出荷容器）に収納された複数のウェーハを検査する装置である。
各々のウェーハは、円盤状をなし、容器内に互いに平行に、かつ、各々の中心軸が一致するように等間隔に整列されて収納されている。
ここで、ウェーハは、シリコンウェーハに限ることはなく、ゲルマニウムウェーハなどのウェーハであってよい。すなわち、本発明の検査装置は、例えば円柱状のインゴットを薄くスライスした円盤状の板であるウェーハであれば、検査対象とすることができる。
【0018】
複数のウェーハを収納する容器は透明または半透明の材料によって形成されている。容器は、外側から複数のウェーハの外周縁が視認できるように形成されている。容器が外部からウェーハの外周縁が視認できるように形成されていることによって、検査装置によって、ウェーハの枚数および複数のウェーハの位置ずれ（隣り合うウェーハ同士の間隔の不一致）の検査を可能としている。
【0019】
ここで、容器の形状は、出荷先によって異なる場合がある。
例えば、一の容器は、半透明のプラスチックによって形成されている。容器が半透明のプラスチックによって形成されている場合は、収納されているウェーハの視認性が悪くなる。
他の容器は、上部に突起が形成されている場合もある。当該突起は、例えば、容器同士を上下方向に重ねた際に、容器同士の位置合わせに使用される。容器の上部に突起が形成されている場合は、突起により特定のウェーハの視認性が悪くなる。
例えば、一の容器は、半透明のプラスチックによって形成されている。容器が半透明のプラスチックによって形成されている場合は、収納されているウェーハの視認性が悪くなる。
他の容器は、上部に突起が形成されている場合もある。当該突起は、例えば、容器同士を上下方向に重ねた際に、容器同士の位置合わせに使用される。容器の上部に突起が形成されている場合は、突起により特定のウェーハの視認性が悪くなる。
【0020】
本発明の検査装置は、容器の材料、形状を問わず、容器に収納された複数のウェーハの位置の検査を可能としている。
【0021】
ここで、使用が想定される容器５０のうち、異なる形態の二つの容器（第１の容器５０Ａ、第２の容器５０Ｂ）について詳細に説明する。
まず、第１の容器５０Ａについて図１を参照して説明する。図１は、第１の容器５０Ａの分解斜視図である。
図１に示されるように、第１の容器５０Ａは、図示しない複数のウェーハを整列させて収納する整列スロット５７が形成されているカセット５６と、カセット５６を収納する容器本体５１と、容器本体５１に対して着脱可能な蓋体５３と、カセット５６内のウェーハを保持して緩衝するウェーハ押さえ部５８と、を有する。
容器本体５１と蓋体５３とは、半透明のプラスチックによって形成されている。半透明とは、例えば乳白色、シボ加工された形態、すりガラス状の形態であり、半透明のプラスチックの反対側にある物体は曇って見える。
まず、第１の容器５０Ａについて図１を参照して説明する。図１は、第１の容器５０Ａの分解斜視図である。
図１に示されるように、第１の容器５０Ａは、図示しない複数のウェーハを整列させて収納する整列スロット５７が形成されているカセット５６と、カセット５６を収納する容器本体５１と、容器本体５１に対して着脱可能な蓋体５３と、カセット５６内のウェーハを保持して緩衝するウェーハ押さえ部５８と、を有する。
容器本体５１と蓋体５３とは、半透明のプラスチックによって形成されている。半透明とは、例えば乳白色、シボ加工された形態、すりガラス状の形態であり、半透明のプラスチックの反対側にある物体は曇って見える。
【0022】
カセット５６の整列スロット５７に保持されることによって、収納された各々のウェーハは互いに平行に配置され、各々のウェーハの中心軸が一致し、各々のウェーハの中心軸が水平（容器５０の底面と平行）となるように整列する。換言すれば、整列スロット５７は、容器に収納された複数のウェーハが、互いに平行に、かつ、各々の中心軸が一致するように等間隔に整列するように形成されている。
【0023】
蓋体５３は、容器本体５１の上部を密閉する部材である。
蓋体５３は、略四角形状をなす上面部５４と、上面部５４の縁部から突出する側面部５５と、を有する。
蓋体５３と容器本体５１とは、蓋体５３の側面部５５と容器本体５１の上部の周縁部とが係合するように形成されている。第１の容器５０Ａの上面部５４は、平坦となるように形成されている。
蓋体５３は、略四角形状をなす上面部５４と、上面部５４の縁部から突出する側面部５５と、を有する。
蓋体５３と容器本体５１とは、蓋体５３の側面部５５と容器本体５１の上部の周縁部とが係合するように形成されている。第１の容器５０Ａの上面部５４は、平坦となるように形成されている。
【0024】
次に、第２の容器５０Ｂについて図２、図３を参照して説明する。以下の説明においては、第１の容器５０Ａとの相違点について説明する。図２は、第２の容器５０Ｂの分解斜視図である。
第１の容器５０Ａにおいては、容器本体５１と蓋体５３とが半透明のプラスチックによって形成されているのに対し、第２の容器５０Ｂにおいては、容器本体５１Ｂと蓋体５３Ｂとは、透明のプラスチックによって形成されている。
図２に示されるように、蓋体５３Ｂの上面部５４Ｂは、上面部５４Ｂの上面に形成された２つの突起５９を有している。各々の突起５９は、収納されたウェーハと平行な方向（ウェーハの配列方向と直交する方向）に延び、互いに平行となるように、形成されている。
第１の容器５０Ａにおいては、容器本体５１と蓋体５３とが半透明のプラスチックによって形成されているのに対し、第２の容器５０Ｂにおいては、容器本体５１Ｂと蓋体５３Ｂとは、透明のプラスチックによって形成されている。
図２に示されるように、蓋体５３Ｂの上面部５４Ｂは、上面部５４Ｂの上面に形成された２つの突起５９を有している。各々の突起５９は、収納されたウェーハと平行な方向（ウェーハの配列方向と直交する方向）に延び、互いに平行となるように、形成されている。
【0025】
図３に示されるように、上面部５４Ｂと突起５９とは一体に形成されている。突起５９の断面形状は、台形状をなしている。
【0026】
第１の容器５０Ａおよび第２の容器５０Ｂは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）その他各種エラストマーに代表される合成樹脂を、これらの樹脂材料を、それぞれの部材の所望の形状に射出成形することにより得ることができる。
なお、容器５０の構成は、複数のウェーハを、互いに平行に、かつ、各々の中心軸が一致するように等間隔に整列することができれば、上記した構成に限ることはなく、適宜変更することができる。
なお、容器５０の構成は、複数のウェーハを、互いに平行に、かつ、各々の中心軸が一致するように等間隔に整列することができれば、上記した構成に限ることはなく、適宜変更することができる。
【0027】
次に、検査装置１について説明する。図４に示すように、検査装置１は、筐体２と、容器５０を搬送する容器搬送装置３と、容器５０を撮影する撮影装置４と、制御装置５と、を備えている。
検査装置１は、容器５０を自動的に筐体２内に取り込み、カメラ１２，１３（撮影装置４）を用いて容器５０内の複数のウェーハＷを撮影し、撮影で得られた画像を解析することによって、ウェーハＷの位置を検査する機能を有する。
検査装置１は、容器５０を自動的に筐体２内に取り込み、カメラ１２，１３（撮影装置４）を用いて容器５０内の複数のウェーハＷを撮影し、撮影で得られた画像を解析することによって、ウェーハＷの位置を検査する機能を有する。
【0028】
筐体２は、フレーム７と、フレーム７の周囲を覆うカバー８から構成され、検査装置１を構成する撮影装置４、制御装置５などを収容する。筐体２は、箱型をなし、その全体を覆うカバー８によって筐体２の内部は暗室となっている。筐体２は、複数のウェーハＷが収納された容器５０を筐体２の内部に搬送するための開口部９を有している。
【0029】
容器搬送装置３は、筐体２の外部の載置位置Ｐ０に載置された容器５０を筐体２の内部に搬送させたり、筐体２の内部で撮影を終えた容器５０を筐体２の外部に搬送させたりする装置である。
容器搬送装置３は、筐体２の開口部９を介して容器５０を筐体２の内外に搬送するベルトコンベア１０と、筐体２の開口部９を開閉するシャッター１１と、を有している。シャッター１１が閉状態となることによって、筐体２の内部を暗室とすることができる。
ベルトコンベア１０は、複数本のベルトを有している。複数本のベルトは、図４の紙面と直交する方向に互いに所定の間隔を介して離間している。
容器搬送装置３は、筐体２の開口部９を介して容器５０を筐体２の内外に搬送するベルトコンベア１０と、筐体２の開口部９を開閉するシャッター１１と、を有している。シャッター１１が閉状態となることによって、筐体２の内部を暗室とすることができる。
ベルトコンベア１０は、複数本のベルトを有している。複数本のベルトは、図４の紙面と直交する方向に互いに所定の間隔を介して離間している。
【0030】
容器搬送装置３は、容器５０を載置位置Ｐ０と、第１の撮影位置Ｐ１と、第２の撮影位置Ｐ２との間で移動させることができる。載置位置Ｐ０は、筐体２の外部であり、作業者が検査対象の容器５０を載置する位置である。
第１の撮影位置Ｐ１および第２の撮影位置Ｐ２は、筐体の内部である。容器搬送装置３は、制御装置５と電気的に接続されている。
第１の撮影位置Ｐ１および第２の撮影位置Ｐ２は、筐体の内部である。容器搬送装置３は、制御装置５と電気的に接続されている。
【0031】
撮影装置４は、筐体２の内部に移動された容器５０（複数のウェーハＷ）を撮影する装置である。
撮影装置４は、第１の撮影位置Ｐ１に配置された容器５０を撮影するメインカメラ１２と、第２の撮影位置Ｐ２に配置された容器５０を撮影するサブカメラ１３と、容器５０を介してメインカメラ１２の反対側からメインカメラ１２に向かって赤外線を照射する赤外照明１４と、を有する。赤外照明１４から照射される赤外線の波長は、容器５０を透過する波長である約７００ｎｍから１ｍｍとすることが好ましい。
撮影装置４は、第１の撮影位置Ｐ１に配置された容器５０を撮影するメインカメラ１２と、第２の撮影位置Ｐ２に配置された容器５０を撮影するサブカメラ１３と、容器５０を介してメインカメラ１２の反対側からメインカメラ１２に向かって赤外線を照射する赤外照明１４と、を有する。赤外照明１４から照射される赤外線の波長は、容器５０を透過する波長である約７００ｎｍから１ｍｍとすることが好ましい。
【0032】
メインカメラ１２およびサブカメラ１３は、赤外線センサを使用したデジタルカメラである。すなわち、メインカメラ１２およびサブカメラ１３は、赤外線を受光し電気信号に変換する機能を有する。
【0033】
メインカメラ１２は、上方から容器５０内の複数のウェーハＷ全体を撮影するカメラである。メインカメラ１２は、容器５０の蓋体５３を通して複数のウェーハＷを撮影する。メインカメラ１２は、ウェーハＷの主面と平行な方向から複数のウェーハＷ全体を撮影する。メインカメラ１２と容器５０との距離は、メインカメラ１２によって容器５０の全体が撮影できる距離に設定されている。メインカメラ１２によって撮影された画像は、制御装置５に送信される。
【0034】
赤外照明１４は、メインカメラ１２の下方、かつ、ベルトコンベア１０の下方から第１の撮影位置Ｐ１に配置された容器５０に対して、赤外線を照射する照明である。赤外線は、ベルトコンベア１０を構成する複数のベルト間を通過し、容器５０を介してメインカメラ１２に達する。
【0035】
サブカメラ１３は、メインカメラ１２とは異なる方向から容器５０内のウェーハＷを容器５０を通して撮影し、メインカメラ１２では、撮影に支障がある特定のウェーハＷｓ（図６参照）を撮影するカメラである。サブカメラ１３は、ウェーハＷの主面と平行な方向に対して傾斜した方向からウェーハＷを撮影する。
具体的には、サブカメラ１３は、突起５９直下の特定のウェーハＷｓを撮影するために、光軸が鉛直線に対して好ましくは４０°～８０°傾斜しており、さらに好ましくは５０°～７０°傾斜している。
具体的には、サブカメラ１３は、突起５９直下の特定のウェーハＷｓを撮影するために、光軸が鉛直線に対して好ましくは４０°～８０°傾斜しており、さらに好ましくは５０°～７０°傾斜している。
【0036】
検査装置１は、容器５０を判別するための複数の接触センサ（図示せず）を有する。接触センサは、載置位置Ｐ０に設けられている。
【0037】
次に、検査装置１の制御装置５について説明する。
図５に示されるように、制御装置５は、容器搬送装置３や撮影装置４を制御する装置制御部１６と、撮影された画像を解析する解析部１７と、を有する。
図５に示されるように、制御装置５は、容器搬送装置３や撮影装置４を制御する装置制御部１６と、撮影された画像を解析する解析部１７と、を有する。
【0038】
装置制御部１６は、撮影装置４を構成するカメラ１２，１３、赤外照明１４、および容器搬送装置３を構成するベルトコンベア１０、シャッター１１と電気的に接続され、これらを制御する装置である。
【0039】
解析部１７は、解析処理を行う解析処理部１８（解析装置）と、解析処理部１８によって得られた結果を出力する出力部１９（ディスプレイ）と、を有する。装置制御部１６と解析処理部１８とは、電気的に接続されており、カメラ１２，１３によって撮影された画像などが装置制御部１６から解析処理部１８に送信され、容器５０の種類などの検査条件が解析処理部１８から装置制御部１６に送信される。
【0040】
解析処理部１８は、接触センサのＯＮ／ＯＦＦなどに基づいて容器５０の種類を判別する機能を有する。
解析処理部１８は、画像処理プログラムに従ってカメラ１２，１３によって撮影された画像を解析処理する。画像処理プログラムは、撮影された画像からウェーハＷの枚数をカウントする機能を有する。
具体的には、画像処理プログラムは、容器５０に付されたラベルからロット情報を取得し、ロット情報に基づくウェーハＷの枚数と、撮影された画像からカウントされたウェーハＷの枚数とが一致しているか否かを判断する。
ロット情報は、記憶装置に記憶されていてもよいし、コンピュータネットワーク網を介して入手できる形でもよい。
また、画像処理プログラムは、撮影された画像からウェーハＷの位置ずれを検査する機能を有する。
解析処理部１８は、画像処理プログラムに従ってカメラ１２，１３によって撮影された画像を解析処理する。画像処理プログラムは、撮影された画像からウェーハＷの枚数をカウントする機能を有する。
具体的には、画像処理プログラムは、容器５０に付されたラベルからロット情報を取得し、ロット情報に基づくウェーハＷの枚数と、撮影された画像からカウントされたウェーハＷの枚数とが一致しているか否かを判断する。
ロット情報は、記憶装置に記憶されていてもよいし、コンピュータネットワーク網を介して入手できる形でもよい。
また、画像処理プログラムは、撮影された画像からウェーハＷの位置ずれを検査する機能を有する。
【0041】
また、画像処理プログラムは、サブカメラ１３によって撮影された画像に基づいて、特定のウェーハＷｓと、特定のウェーハＷｓと隣り合うウェーハとの間隔に問題がないか判断する機能を有する。
【0042】
次に、サブカメラ１３の配置設定について説明する。
図６は、ウェーハＷが収納された第２の容器５０Ｂの要部断面図であって、カメラ１２，１３との位置関係を説明する図である。
図６に示されるように、第２の容器５０Ｂを使用する場合、すなわち、蓋体５３に突起５９（段差）ある容器を使用する場合、メインカメラ１２によって上方から撮影する際に、特定のウェーハＷｓが突起５９によって映りにくくなる。
図６は、ウェーハＷが収納された第２の容器５０Ｂの要部断面図であって、カメラ１２，１３との位置関係を説明する図である。
図６に示されるように、第２の容器５０Ｂを使用する場合、すなわち、蓋体５３に突起５９（段差）ある容器を使用する場合、メインカメラ１２によって上方から撮影する際に、特定のウェーハＷｓが突起５９によって映りにくくなる。
【0043】
サブカメラ１３は、このようにメインカメラ１２によって撮影する際に支障があるウェーハを撮影するためのカメラであり、突起５９の存在により明瞭に撮影できない特定のウェーハＷｓの位置に基づいて配置が設定される。作業者は、サブカメラ１３を特定のウェーハＷｓおよび特定のウェーハＷｓに隣り合う前後のウェーハＷを撮影可能な位置に配置する。突起５９に邪魔されるウェーハＷが複数ある場合、対応する数のサブカメラ１３を設置する。
【0044】
サブカメラ１３の位置や角度は変更することができる。これにより、ウェーハＷが突起５９の位置が異なる容器５０に収容されることにより、撮影した画像中でウェーハＷと突起５９とが干渉する場合においても、サブカメラ１３の位置・角度を変更して対応することができる。すなわち、サブカメラ１３によって撮影される特定のウェーハＷｓは、必要に応じて変更することができる。
サブカメラ１３の位置を決めやすくするために、容器５０とサブカメラ１３の位置・角度の相関表を、検査装置１の内部に表示してもよい。この相関表を後述する表示部に表示させてもよい。また、位置決め装置を併設して、容易にサブカメラ１３の位置・角度を変更できるようにしてもよい。
サブカメラ１３の位置を決めやすくするために、容器５０とサブカメラ１３の位置・角度の相関表を、検査装置１の内部に表示してもよい。この相関表を後述する表示部に表示させてもよい。また、位置決め装置を併設して、容易にサブカメラ１３の位置・角度を変更できるようにしてもよい。
【0045】
次に、本実施形態の検査装置による検査方法について説明する。
図７に示されるように、本実施形態の検査方法は、容器５０内のウェーハＷの位置を検査する方法であり、容器判別工程Ｓ８１と、第一撮影工程Ｓ８２と、第二撮影工程Ｓ８３と、解析工程Ｓ８４と、表示工程Ｓ８５と、判定工程Ｓ８６と、確認工程Ｓ８７と、を有する。
図７に示されるように、本実施形態の検査方法は、容器５０内のウェーハＷの位置を検査する方法であり、容器判別工程Ｓ８１と、第一撮影工程Ｓ８２と、第二撮影工程Ｓ８３と、解析工程Ｓ８４と、表示工程Ｓ８５と、判定工程Ｓ８６と、確認工程Ｓ８７と、を有する。
【0046】
容器判別工程Ｓ８１は、接触センサのＯＮ／ＯＦＦに基づいて容器５０の種類を判別する工程である。容器判別工程Ｓ８１では、解析処理部１８が接触センサのＯＮ／ＯＦＦを取得し、この情報に基づき、容器５０が第１の容器５０Ａか第２の容器５０Ｂかを判別する。
本実施形態では、接触センサを用いて容器５０の判別を行うが、カメラによって撮影された画像を判別材料に加えてもよいし、カメラによって撮影された画像のみによって容器５０の種類を判別してもよい。
本実施形態では、接触センサを用いて容器５０の判別を行うが、カメラによって撮影された画像を判別材料に加えてもよいし、カメラによって撮影された画像のみによって容器５０の種類を判別してもよい。
【0047】
第一撮影工程Ｓ８２は、ウェーハＷの主面と平行な方向から容器５０を通して容器５０に収納された複数のウェーハＷ全体を撮影する工程である。
第一撮影工程Ｓ８２では、装置制御部１６は、容器５０が第１の撮影位置Ｐ１に移動するように、容器搬送装置３を制御し、複数のウェーハＷ全体が撮影されるようにメインカメラ１２および赤外照明１４を制御する。
第一撮影工程Ｓ８２では、装置制御部１６は、容器５０が第１の撮影位置Ｐ１に移動するように、容器搬送装置３を制御し、複数のウェーハＷ全体が撮影されるようにメインカメラ１２および赤外照明１４を制御する。
【0048】
第二撮影工程Ｓ８３は、ウェーハＷの主面と平行な方向に対して傾斜した方向から容器５０を通して特定のウェーハＷｓを撮影する工程である。
第二撮影工程Ｓ８３では、装置制御部１６は、容器５０が第２の撮影位置Ｐ２に移動するように、容器搬送装置３を制御し、特定のウェーハＷｓが撮影されるように、サブカメラ１３を制御する。
なお、容器判別工程Ｓ８１において、容器５０が第１の容器５０Ａであると判別された場合、容器に突起がないため、サブカメラ１３による撮影を省略することができる。
第二撮影工程Ｓ８３では、装置制御部１６は、容器５０が第２の撮影位置Ｐ２に移動するように、容器搬送装置３を制御し、特定のウェーハＷｓが撮影されるように、サブカメラ１３を制御する。
なお、容器判別工程Ｓ８１において、容器５０が第１の容器５０Ａであると判別された場合、容器に突起がないため、サブカメラ１３による撮影を省略することができる。
【0049】
解析工程Ｓ８４では、解析処理部１８は、カメラ１２，１３によって撮影された画像に基づいてウェーハＷの枚数をカウントするとともに、ウェーハＷの位置ずれを検査する。
容器が第２の容器５０Ｂである場合、メインカメラ１２によって撮影された画像は図８のような画像となり、サブカメラ１３によって撮影された画像は図９のような画像となる。図８および図９に示されるように、カメラ１２，１３によって撮影された画像では、ウェーハＷの周縁部が画像処理に適した直線状に表示される。
容器が第２の容器５０Ｂである場合、メインカメラ１２によって撮影された画像は図８のような画像となり、サブカメラ１３によって撮影された画像は図９のような画像となる。図８および図９に示されるように、カメラ１２，１３によって撮影された画像では、ウェーハＷの周縁部が画像処理に適した直線状に表示される。
【0050】
図８に示されるように、一部のウェーハＷ（特定のウェーハＷｓ）は、突起５９により不鮮明となるため、解析処理部１８は、メインカメラ１２の画像から、特定のウェーハＷｓ以外のウェーハＷの枚数をカウントするとともに、特定のウェーハＷｓ以外のウェーハＷの位置ずれの有無を検査する。
図８に示す画像では、カウントされたウェーハＷに番号が付されている。また、画像に基づいて、９の番号が付されたウェーハＷに位置ずれが生じていると判断する。
図８に示す画像では、カウントされたウェーハＷに番号が付されている。また、画像に基づいて、９の番号が付されたウェーハＷに位置ずれが生じていると判断する。
【0051】
次いで、解析処理部１８は、サブカメラ１３によって撮影された画像に基づいて、特定のウェーハＷｓの枚数をカウントするとともに、特定のウェーハＷｓの位置ずれを確認する。
図９に示す画像では、特定のウェーハＷｓがカウントされ、特定のウェーハＷｓの前後のウェーハＷとの関係から、位置ずれがないと判断する。
図９に示す画像では、特定のウェーハＷｓがカウントされ、特定のウェーハＷｓの前後のウェーハＷとの関係から、位置ずれがないと判断する。
【0052】
表示工程Ｓ８５では、制御装置５は、カウントされたウェーハＷの枚数およびウェーハＷの位置ずれの有無を出力部１９に表示する。図８、図９に示した例では、出力部１９には、ウェーハＷの枚数と、仮に位置ずれが生じている場合は、その旨が表示される。
判定工程Ｓ８６では、作業者は、表示された情報に基づいて、ウェーハＷの位置ずれが無いか否かを判定する。ウェーハＷに問題がない場合は、検査を終了する。
ウェーハＷの位置ずれが生じている場合は、確認工程Ｓ８７として、作業者は、容器５０を開けてウェーハＷに傷などがないかウェーハＷの表面の状態を確認する。この際、傷などがなければ、位置ずれを修正した上で容器５０に収納し直し、再度容器５０内のウェーハＷを検査する。検査後、位置ずれなどの問題がなければ、検査を終了する。
判定工程Ｓ８６では、作業者は、表示された情報に基づいて、ウェーハＷの位置ずれが無いか否かを判定する。ウェーハＷに問題がない場合は、検査を終了する。
ウェーハＷの位置ずれが生じている場合は、確認工程Ｓ８７として、作業者は、容器５０を開けてウェーハＷに傷などがないかウェーハＷの表面の状態を確認する。この際、傷などがなければ、位置ずれを修正した上で容器５０に収納し直し、再度容器５０内のウェーハＷを検査する。検査後、位置ずれなどの問題がなければ、検査を終了する。
【0053】
次に、本実施形態の検査方法を含むシリコンウェーハの製造方法について説明する。
シリコンウェーハの製造方法は、チョクラルスキー法を用いてシリコンウェーハを製造し、上記検査方法で容器５０内の複数のウェーハＷの位置を検査した後、出荷までを行う方法である。
シリコンウェーハの製造方法は、チョクラルスキー法を用いてシリコンウェーハを製造し、上記検査方法で容器５０内の複数のウェーハＷの位置を検査した後、出荷までを行う方法である。
【0054】
図１０に示されるように、シリコンウェーハの製造方法は、引き上げ工程Ｓ１と、ブロック加工工程Ｓ２と、スライス工程Ｓ３と、研磨工程Ｓ４と、洗浄工程Ｓ５と、ウェーハ最終検査工程Ｓ６と、容器収納工程Ｓ７と、容器内ウェーハ検査工程Ｓ８と、包装工程Ｓ９と、梱包・出荷工程Ｓ１０と、を有する。
【0055】
引き上げ工程Ｓ１は、チョクラルスキー法を用いてシリコン融液からシリコン単結晶を引き上げる工程である。これにより、円柱状の単結晶インゴットが得られる。
ブロック加工工程Ｓ２は、単結晶インゴットをブロックに加工する工程である。ブロック加工工程Ｓ２では、単結晶インゴットの外周研削を行い、結晶方位に応じてノッチ加工を行った後、例えばバンドソーにより、単結晶インゴットを複数のブロックに切断する。
ブロック加工工程Ｓ２は、単結晶インゴットをブロックに加工する工程である。ブロック加工工程Ｓ２では、単結晶インゴットの外周研削を行い、結晶方位に応じてノッチ加工を行った後、例えばバンドソーにより、単結晶インゴットを複数のブロックに切断する。
【0056】
スライス工程Ｓ３では、内周刃切断機やワイヤーソーにより、ブロックが例えば厚さ１ｍｍ程度の複数のシリコンウェーハにスライスされる。
研磨工程Ｓ４では、ウェーハ両面が平行になるように、例えばアルミナ研磨材などで粗研磨（ラッピング）を行い、必要に応じてエッチングなどを施した後、ウェーハ表面の凹凸をなくし、平坦度の高い鏡面仕上げを行うため、例えばコロイダルシリカ液などを用いて研磨（ポリッシング）を行う。
洗浄工程Ｓ５では、各々のシリコンウェーハに対して、例えばアルカリ性溶液などによる洗浄が行われる。
研磨工程Ｓ４では、ウェーハ両面が平行になるように、例えばアルミナ研磨材などで粗研磨（ラッピング）を行い、必要に応じてエッチングなどを施した後、ウェーハ表面の凹凸をなくし、平坦度の高い鏡面仕上げを行うため、例えばコロイダルシリカ液などを用いて研磨（ポリッシング）を行う。
洗浄工程Ｓ５では、各々のシリコンウェーハに対して、例えばアルカリ性溶液などによる洗浄が行われる。
【0057】
ウェーハ最終検査工程Ｓ６は、ウェーハ表面検査装置などを用いて、シリコンウェーハ上に存在する表面パーティクルや、傷などを検査する工程である。
容器収納工程Ｓ７は、ウェーハ最終検査工程Ｓ６にて良品とされたウェーハを選別し、容器にウェーハを収納する工程である。ウェーハは、装置により自動的に収納されてもよいし、手動で収納されてもよい。また、この際、容器には、ウェーハ識別用にロット情報などが記載されたラベルが貼り付けられる。容器収納工程Ｓ７では、最終的に、容器５０が蓋体５３によって閉じられる。
容器収納工程Ｓ７は、ウェーハ最終検査工程Ｓ６にて良品とされたウェーハを選別し、容器にウェーハを収納する工程である。ウェーハは、装置により自動的に収納されてもよいし、手動で収納されてもよい。また、この際、容器には、ウェーハ識別用にロット情報などが記載されたラベルが貼り付けられる。容器収納工程Ｓ７では、最終的に、容器５０が蓋体５３によって閉じられる。
【0058】
次いで、容器内ウェーハ検査工程Ｓ８として、上記した容器５０内のウェーハＷの位置を検査する方法を行う。容器内ウェーハ検査工程Ｓ８は、容器収納工程Ｓ７の後に行われる。容器内ウェーハ検査工程Ｓ８は、蓋体５３が開けられることなく行われるため、容器５０内の清浄度を保つことができる。
包装工程Ｓ９は、出荷容器を包装する工程である。包装工程Ｓ９では、容器５０を例えば透明プラスチックフィルムによる包装と、アルミニウムを含有する不透明なフィルムとの二重包装とすることが好ましい。
梱包・出荷工程Ｓ１０は、包装された容器を段ボールなどの梱包材に収納し、出荷する工程である。
包装工程Ｓ９は、出荷容器を包装する工程である。包装工程Ｓ９では、容器５０を例えば透明プラスチックフィルムによる包装と、アルミニウムを含有する不透明なフィルムとの二重包装とすることが好ましい。
梱包・出荷工程Ｓ１０は、包装された容器を段ボールなどの梱包材に収納し、出荷する工程である。
【0059】
上記実施形態によれば、容器５０の一部に突起５９（凹凸）があり、突起５９により複数のウェーハＷの一部がメインカメラ１２によって撮影できない場合においても、メインカメラ１２によって撮影できない特定のウェーハＷｓをサブカメラ１３により撮影することによって、複数のウェーハＷの枚数をカウントするとともに、複数のウェーハＷの位置ずれを検知することができる。
【0060】
また、メインカメラ１２は、赤外線カメラであり、メインカメラ１２に向かって赤外線を照射する赤外照明１４を設けたことによって、容器５０を形成する材料が半透明の材料によって形成されている場合においても、得られる画像の検査精度を向上させることができる。
すなわち、メインカメラとして容器５０を透過する波長である赤外線カメラを用いることによって、容器５０がウェーハＷを視認される様に形成されていない場合であっても、ウェーハＷの検査を行うことができる。
すなわち、メインカメラとして容器５０を透過する波長である赤外線カメラを用いることによって、容器５０がウェーハＷを視認される様に形成されていない場合であっても、ウェーハＷの検査を行うことができる。
【0061】
なお、上記説明では、容器５０として２種類の容器５０Ａ，５０Ｂを挙げているが、これに限らず、より多くの容器の種類に対応させてもよい。
また、例えば、下方から撮影するカメラを追加するなどして、検査精度を高めてもよい。
また、例えば、下方から撮影するカメラを追加するなどして、検査精度を高めてもよい。
【符号の説明】
【0062】
１…検査装置、２…筐体、３…容器搬送装置、４…撮影装置、５…制御装置、７…フレーム、８…カバー、９…開口部、１０…ベルトコンベア、１１…シャッター、１２…メインカメラ、１３…サブカメラ、１４…赤外照明、１６…装置制御部、１７…解析部、１８…解析処理部、１９…出力部、５０…容器、５０Ａ…第１の容器、５０Ｂ…第２の容器、５１…容器本体、５３…蓋体、５４…上面部、５４Ｂ…上面部、５５…側面部、５７…整列スロット、５８…ウェーハ押さえ部、５９…突起、Ｐ０…載置位置、Ｐ１…第１の撮影位置、Ｐ２…第２の撮影位置、Ｗ…ウェーハ、Ｗｓ…ウェーハ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】