JP2018113383A - 検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デバイスに発生したクラックを容易に検出することができる検査装置を提供する。【解決手段】検査装置２は、複数のデバイス４８が形成されたウエーハ４４が載置されるテーブル２４と、テーブル２４の外周に配設されウエーハ４４の外周からウエーハ４４に対して透過性を有する波長の光を照射する光源５６と、テーブル２４に対面して配設されウエーハ４４を撮像する撮像手段１０と、撮像手段１０が撮像した画像を表示する表示手段１２とから少なくとも構成される。【選択図】図３

Description

本発明は、デバイスに発生したクラックを容易に検出することができる検査装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されシリコン基板の表面に形成されたウエーハは、切削ブレードを回転可能に備えたダイシング装置、レーザー光線を照射するレーザー加工装置によって分割予定ラインが切断されて個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン、テレビ等の電気機器に利用される。

しかし、ダイシング装置、レーザー加工装置によってウエーハを個々のデバイスに分割、または分割予定ラインに積層されたパシベーション膜、Ｌｏｗ−ｋ膜を除去する等のハーフカットを行うとデバイスの内部に微細なクラックが発生する場合があり、クラックを見逃してデバイスの品質を低下させるという問題がある（特許文献１及び２参照。）。

また、ウエーハをダイシング装置、レーザー加工装置によって加工する前にウエーハの内部にクラックが生じている場合には、ウエーハのダイシング加工、レーザー加工によってクラックが大きくなり被害が増大するという問題がある。

更に、シリコンウエーハとガラス基板とが積層されたウエーハ、シリコンウエーハが２層以上積層されたウエーハにおいては内部に発生したクラックを検出することが困難であるという問題がある。

特開２００３−３３４７５１号公報 特開２００４−１８８４７５号公報

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、デバイスに発生したクラックを容易に検出することができる検査装置を提供することである。

上記課題を解決するために本発明が提供するのは以下の検査装置である。すなわち、検査装置であって、複数のデバイスが形成されたウエーハが載置されるテーブルと、該テーブルの外周に配設されウエーハの外周からウエーハに対して透過性を有する波長の光を照射する光源と、該テーブルに対面して配設されウエーハを撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像した画像を表示する表示手段と、から、少なくとも構成される検査装置である。

好ましくは、該撮像手段が撮像した画像を記憶する画像記憶手段と、欠陥の位置を記憶する位置記憶手段と、を含み構成される。ウエーハを構成する基板はＳｉであり、ウエーハを透過する波長は１０６４〜３０００ｎｍであるのが好適である。

本発明が提供する検査装置は、複数のデバイスが形成されたウエーハが載置されるテーブルと、該テーブルの外周に配設されウエーハの外周からウエーハに対して透過性を有する波長の光を照射する光源と、該テーブルに対面して配設されウエーハを撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像した画像を表示する表示手段と、から、少なくとも構成されているので、ウエーハの形態を維持した状態で個々のデバイスに発生したクラックを容易に検出することができると共に、分割予定ラインに積層されたパシベーション膜、Ｌｏｗ−ｋ膜を除去する等のハーフカットによってデバイスに発生した微細なクラックを検出することができる。また、本発明の検査装置では、ダイシング装置、レーザー加工装置によってウエーハを加工する前にウエーハの内部にクラックが生じているか否かを検出することができる。

本発明に従って構成された検査装置の斜視図。 本発明の検査装置の光源と、本発明の検査装置によって検査されるウエーハとを示す斜視図。 本発明の検査装置で検査が行われている状態を示す模式図。

以下、本発明に従って構成された検査装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１に示すとおり、検査装置２は、基台４と、ウエーハ等の被検査物を保持する保持手段６と、保持手段６を移動させる移動手段８と、保持手段６に保持された被検査物を撮像する撮像手段１０と、撮像手段１０が撮像した画像を表示する表示手段１２とを備えると共に、図２に示すとおり、被検査物の外周から被検査物を照明する照明手段１４を備える。

図１に示すとおり、保持手段６は、Ｘ方向において移動自在に基台４に搭載された矩形状のＸ方向可動板１６と、Ｙ方向において移動自在にＸ方向可動板１６に搭載された矩形状のＹ方向可動板１８と、Ｙ方向可動板１８の上面に固定された円筒状の支柱２０と、支柱２０の上端に固定された矩形状のカバー板２２とを含む。カバー板２２にはＹ方向に延びる長穴２２ａが形成され、長穴２２ａを通って上方に延びる円形状のテーブル２４が支柱２０の上端に回転自在に搭載されている。テーブル２４の上面には、多孔質材料から形成され実質上水平に延在する円形状の吸着チャック２６が配置され、吸着チャック２６は流路によって吸引手段（図示していない。）に接続されている。そして、テーブル２４においては、吸引手段によって吸着チャック２６の上面に吸引力を生成することにより、吸着チャック２６の上面に載置された被検査物を吸着して保持することができる。また、テーブル２４の周縁には、周方向に間隔をおいて複数個のクランプ２８が配置されている。なお、Ｘ方向は図１に矢印Ｘで示す方向であり、Ｙ方向は図１に矢印Ｙで示す方向であってＸ方向に直交する方向である。Ｘ方向及びＹ方向が規定する平面は実質上水平である。

図１に示すとおり、移動手段８は、テーブル２４をＸ方向に進退させるＸ方向移動手段３０と、テーブル２４をＹ方向に移動させるＹ方向移動手段３２と、上下方向に延びる軸線を中心としてテーブル２４を回転させる回転手段（図示していない。）とを含む。Ｘ方向移動手段３０は、基台４上においてＸ方向に延びるボールねじ３４と、ボールねじ３４の片端部に連結されたモータ３６とを有する。ボールねじ３４のナット部（図示していない。）は、Ｘ方向可動板１６の下面に固定されている。そしてＸ方向移動手段３０は、ボールねじ３４によりモータ３６の回転運動を直線運動に変換してＸ方向可動板１６に伝達し、基台４上の案内レール４ａに沿ってＸ方向可動板１６をＸ方向に進退させ、これによってテーブル２４をＸ方向に進退させる。Ｙ方向移動手段３２は、Ｘ方向可動板１６上においてＹ方向に延びるボールねじ３８と、ボールねじ３８の片端部に連結されたモータ４０とを有する。ボールねじ３８のナット部（図示していない。）は、Ｙ方向可動板１８の下面に固定されている。そしてＹ方向移動手段３２は、ボールねじ３８によりモータ４０の回転運動を直線運動に変換してＹ方向可動板１８に伝達し、Ｘ方向可動板１６上の案内レール１６ａに沿ってＹ方向可動板１８をＹ方向に進退させ、これによってテーブル２４をＹ方向に進退させる。回転手段は、支柱２０に内蔵されたモータ（図示していない。）を有し、上下方向に延びる軸線を中心として支柱２０に対してテーブル２４を回転させる。

図１を参照して説明を続けると、撮像手段１０は、基台４の上面から上方に延び次いで実質上水平に延びる枠体４２の先端下面に配置され、テーブル２４の上方に位置する。撮像手段１０は、可視光線により被検査物を撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）と、赤外線を捕らえる光学系と、光学系が捕らえた赤外線に対応する電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）とを含む（いずれも図示していない。）。また、撮像手段１０に電気的に接続され撮像手段１０が撮像した画像の信号が出力される表示手段１２は、枠体４２の先端上面に搭載されている。

図２を参照して、被検査物としてのウエーハ４４と、検査装置２の照明手段１４とを説明する。Ｓｉ（シリコン）等から形成され得る円盤状のウエーハ４４の表面４４ａは、格子状の分割予定ライン４６によって複数の矩形領域に区画され、複数の矩形領域のそれぞれにはデバイス４８が形成されている。図示の実施形態では、周縁が環状フレーム５０に固定された粘着テープ５２にウエーハ４４の裏面が貼り付けられている。なお、ウエーハ４４の表面４４ａが粘着テープ５２に貼り付けられていてもよい。検査装置２の照明手段１４は、ウエーハ４４の直径よりも大きい内径を有する環状板５４と、環状板５４の上面に周方向に間隔をおいて配置された複数個（図示の実施形態では４個）の光源５６とを含む。環状板５４の外径は環状フレーム５０の内径よりも小さいのが好都合である。環状板５４の径方向内方に向かって光を照射する光源５６は、被検査物に対して透過性を有する波長の光を照射する。たとえば、被検査物としてのウエーハ４４を構成する基板がＳｉ（シリコン）である場合には、光源５６は、Ｓｉ（シリコン）に対して透過性を有する１０６４〜３０００ｎｍの波長の光を照射する。

図示の実施形態では図３に示すとおり、移動手段８、撮像手段１０及び表示手段１２の作動を制御する制御手段５８が移動手段８、撮像手段１０及び表示手段１２に電気的に接続されている。コンピュータから構成される制御手段５８は、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）６０と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）６２と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６４とを含む。そして、本発明に従って構成された検査装置２は、撮像手段１０が撮像した画像を記憶する画像記憶手段と、被検査物のクラック等の欠陥の位置を記憶する位置記憶手段とを含むのが好ましく、図示の実施形態ではランダムアクセスメモリ６４は、画像記憶手段を構成する画像記憶部６４ａと、位置記憶手段を構成する位置記憶部６４ｂとを有する。

検査装置２を用いてウエーハ４４を検査する際は、粘着テープ５２に貼り付けた面（図示の実施形態ではウエーハ４４の裏面）を下に向けて、粘着テープ５２に貼り付けられたウエーハ４４をテーブル２４の上面に載置する。あるいは、切削ブレードを回転可能に備えたダイシング装置、レーザー光線を照射するレーザー加工装置によって分割予定ライン４６に沿ってウエーハ４４が個々のデバイス４８に分割され、粘着テープ５２によってウエーハ４４の形態が維持されているものをテーブル２４の上面に載置してもよい。あるいは、ダイシング装置、レーザー加工装置によって分割予定ライン４６に積層されたパシベーション膜、Ｌｏｗ−ｋ膜を除去する等のハーフカットが施されたものをテーブル２４の上面に載置してもよい。次いで、吸引手段を作動させてテーブル２４の上面に吸引力を生成し、テーブル２４の上面にウエーハ４４（図示の実施形態ではウエーハ４４の裏面側）を吸着させる。また、環状フレーム５０の外周縁部を複数のクランプ２８によって固定する。次いで、図３に示すとおり、ウエーハ４４の外周と環状フレーム５０の内周との間（すなわち、テーブル２４の外周）に照明手段１４を配設し、照明手段１４の光源５６によってウエーハ４４の外周からウエーハ４４に対して透過性を有する波長の光を照射する。次いで、ウエーハ４４に撮像手段１０が対面するようにテーブル２４を移動手段８によって移動させる。次いで、移動手段８によってテーブル２４を適宜移動させながら、ウエーハ４４全体を撮像手段１０によって撮像する。このように、ウエーハ４４の外周からウエーハ４４に対して透過性を有する波長の光を照射しながら、ウエーハ４４に対面して配設された撮像手段１０によってウエーハ４４を撮像することによって、ウエーハ４４に存在するクラックの撮像が可能となる。そして、撮像手段１０が撮像した画像が表示手段１２に表示されるため、表示手段１２に表示された画像に基づいてウエーハ４４のクラック（クラックの例を図３に符号６６で示す。）を検出することができる。クラックを検出した場合は、クラックを含む領域の画像をランダムアクセスメモリ６４の画像記憶部６４ａに記憶させると共に、クラックの位置をランダムアクセスメモリ６４の位置記憶部６４ｂに記憶させる。

以上のとおり、検査装置２においては、ダイシング装置、レーザー加工装置によって分割予定ライン４６に沿ってウエーハ４４を個々のデバイス４８に分割した後にウエーハ４４の形態を維持した状態で個々のデバイス４８に発生したクラックを容易に検出することができると共に、分割予定ライン４６に積層されたパシベーション膜、Ｌｏｗ−ｋ膜を除去する等のハーフカットによってデバイス４８に発生した微細なクラックを検出することができる。また、検査装置２では、ダイシング装置、レーザー加工装置によってウエーハ４４を加工する前にウエーハ４４の内部にクラックが生じているか否かを検出することもできる。

検査装置２においては、ダイシング装置やレーザー加工装置によりウエーハ４４に施す加工の前後に検査を行うことができるので、ウエーハ４４に施す加工がクラックの伸張に及ぼす影響を検証することができる。加工前の検査でウエーハ４４のクラックを検出した場合は、クラックを含む領域の画像をランダムアクセスメモリ６４の画像記憶部６４ａに記憶させると共に、クラックの位置をランダムアクセスメモリ６４の位置記憶部６４ｂに記憶させる。また、加工後の検査において加工前に画像記憶部６４ａに記憶させた領域（クラックを含む領域）と同じ領域を撮像し、撮像した領域の画像を画像記憶部６４ａに記憶させると共に、クラックの位置を位置記憶部６４ｂに記憶させる。そして、加工前の画像と加工後の画像とを比較することによって、ウエーハ４４に施す加工がクラックの伸張に及ぼす影響を検証することができる。

ウエーハ４４を個々のデバイス４８に分割した後には、クラックの無いデバイス４８と、クラックを有するデバイス４８とを選別する選別作業が行われるところ、この選別作業の際に、ランダムアクセスメモリ６４の位置記憶部６４ｂに記憶させたクラックの位置を参照することにより、デバイス４８ごとにクラックの有無を検査する必要がなくなるため、選別作業の効率が向上する。

なお、ダイシング装置またはレーザー加工装置のチャックテーブルおよびアライメントを行うための撮像手段を本発明のテーブルおよび撮像手段として兼用して本発明の検査装置を構成してもよい。また、図示の実施形態では、光源については環状板５４に配置されている例を説明したが、テーブル２４の径方向外方においてテーブル２４の周方向に間隔をおいて保持手段６のカバー板２２に複数個の光源が配置されていてもよい。

２：検査装置
１０：撮像手段
１２：表示手段
２４：テーブル
４４：ウエーハ
４８：デバイス
５６：光源
６４：ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
６４ａ：画像記憶部（画像記憶手段）
６４ｂ：位置記憶部（位置記憶手段）

Claims (3)

1. 検査装置であって、
   複数のデバイスが形成されたウエーハが載置されるテーブルと、該テーブルの外周に配設されウエーハの外周からウエーハに対して透過性を有する波長の光を照射する光源と、該テーブルに対面して配設されウエーハを撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像した画像を表示する表示手段と、
   から、少なくとも構成される検査装置。
2. 該撮像手段が撮像した画像を記憶する画像記憶手段と、欠陥の位置を記憶する位置記憶手段と、を含み構成される請求項１記載の検査装置。
3. ウエーハを構成する基板はＳｉであり、ウエーハを透過する波長は１０６４〜３０００ｎｍである請求項１記載の検査装置。