JPH05206242A - 半導体ウエハーのボイド検出装置 - Google Patents

半導体ウエハーのボイド検出装置

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JPH05206242A
JPH05206242A JP1330992A JP1330992A JPH05206242A JP H05206242 A JPH05206242 A JP H05206242A JP 1330992 A JP1330992 A JP 1330992A JP 1330992 A JP1330992 A JP 1330992A JP H05206242 A JPH05206242 A JP H05206242A
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JP
Japan
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soi substrate
laser
void
emitting means
glass table
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Pending
Application number
JP1330992A
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English (en)
Inventor
Shuji Noda
田 修 司 野
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各チップ毎のミクロなボイド解析を行い、従
来すり抜けていたボイド不良を検出できる検査装置を提
供するもの。 【構成】 平面方向に作動する枠体2aを有するXYス
テージ2と、該枠体に設けられたガラステーブル4と、
該ガラステーブル4上に載置されたSOI基板1と、前
記ガラステーブル4の側に設けられたレーザ発射手段6
と、該レーザ発射手段6と前記ガラステーブル4の間に
は、レーザ発射手段から入力されたレーザ光の焦点が前
記SOI基板内になる集光レンズ5と、前記SOI基板
の側に前記SOI基板1から放射された赤外線を検知す
る赤外線検出手段8を設けたことを特徴とする半導体ウ
エハーのボイド検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハーのボイ
ド検出装置に関し、多層集積構造を有するSOI(Si
licon On Insulator、以下SOIと
いう)層ウエハー基板のボイド検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体ウエハーの耐熱、高速、高耐圧等
の目的のために、開発が進められているSOI基板につ
いて、特に、貼り合わせ基板では貼り合わせのボイドが
製品の品質に大きな影響を与える。従来、貼り合わせS
OIウエハ基板のボイド検査はウエハ貼り合わせ直後、
又は貼り合わせのための熱処理後、ウエハ全体に対し、
赤外線、超音波、X線、魔鏡法等を用いて行ってきた。
【0003】これらの方法は、全体をすぐに把握できる
ので、初期段階又はマクロの検査には有効である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、初期段
階以降のパターニング熱処理工程で、初期には発見でき
なかったボイドが成長する場合があり、従来はこれらの
ボイドは無検査になっていた。ボイド量のひどい場合
は、トランジスタのベース、エミッタ電極の電圧差ΔV
BE等の電気特性による検査が行われるが、精度がよくな
いといった問題点があった。
【0005】このような不良が無検査のまま、市場に出
て、温度の高い場所で使用されると、各チップ内のトラ
ンジスタ抵抗の下にボイドがある場合、その温度特性の
変化により、正常な回路特性が不能になる。さらに出力
の大きいトランジスタが含まれる場合には、その部分で
熱の放散が悪いためホットスポットを形成し、チップが
破壊される可能性がある。
【0006】このように、従来は貼り合わせ直後、又は
貼り合わせ熱処理後のウエハ全体のマクロのボイドの評
価がなされているだけで、ウエハ上に形成される各デバ
イス毎のミクロな検査は行われなく、各チップ毎の良、
不良が特定できておらず、不良チップが流出する可能性
があった。また、ウエハ工程で繰り返されるパターニン
グ、熱処理の間に、貼り合わせ部にボイドが形成される
可能性もあり、最終品質を保証する上で、より最終段階
でのボイド検査が重要である。
【0007】本発明は、各チップ毎のミクロなボイド解
析を行い、従来すり抜けていたボイド不良を検出できる
検査装置を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の技術的手段は、平面方向に作動する枠体を有するXY
ステージと、該枠体に設けられたガラステーブルと、該
ガラステーブル上に載置されたSOI基板と、前記ガラ
ステーブルの側に設けられたレーザ発射手段と、該レー
ザ発射手段と前記ガラステーブルの間には、レーザ発射
手段から入力されたレーザ光の焦点が前記SOI基板内
になる集光レンズと、前記SOI基板の側に前記SOI
基板から放射された赤外線を検知する赤外線検出手段を
設けたことを特徴とする半導体ウエハーのボイド検出装
置である。
【0009】
【作用】本発明は、上記のような手段からなるので、レ
ーザ発射手段から発射されたレーザにより、ボイドの有
無によりSOI基板から放射される赤外線の量が比較検
出できボイドの有無を検出できる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例について図1〜図3を
参考にして説明する。
【0011】図1は、貼り合わせ処理を行ったSOI基
板1を、パターニング熱処理を繰り返し、デバイス形成
を行い、電極取り出しのコンタクト工程前の段階で止
め、ボイド検査を行う状態の本装置の正面図である。
【0012】チップ寸法の割り出しのできるXYステー
ジ2は、XYステージコントローラ3により任意にX
軸、Y軸方向に作動するように制御される。このXYス
テージ2の枠2a全体には、石英ガラス板4がセットさ
れている。この石英ガラス板4には真空吸着孔4aが複
数貫設されている。この真空吸着孔4aは、石英ガラス
板4上に、SOI基板1を載置した時、SOI基板1の
周縁部に対応する位置に貫設されている。
【0013】XYステージ2の下方には、つまり石英ガ
ラス板4の下には、凸レンズ状の集光レンズ5が設置さ
れている。さらにこの集光レンズ5の下方にはレーザ発
射装置6が設置されている。このレーザ発射装置6はY
AGレーザとよばれる固体レーザであり、その主な波長
は1.06μmである。YAGレーザとは、ネオジウム
イオンNd3+をドープしたYAG(イットリウム・アル
ミニウム・ガーネット,Y3 Al 312)の立方晶系に
属する非常に固く(硬度8.5)、融点が約1700℃
の結晶体において、ネオジウムイオンNd3+によってレ
ーザ発振されるものである。
【0014】またこの波長1.06μmにおいては前記
の石英ガラスにおいてはエネルギーが吸収されず、SO
I基板1においてエネルギーが吸収される。
【0015】このレーザ発射装置6にはレーザー出力コ
ントローラー7が接続されており、エネルギー、パルス
を調整後、レーザーの出力量を制御するものである。X
Yステージ2上方には、赤外線の量を検出できるサーモ
ビュア8が設置されている。
【0016】集光レンズ5は、上記のレーザ発射装置6
から発射されるレーザR1が、集光レンズ5で集光さ
れ、集光されたレーザR2の焦点は、SOI基板1内で
焦点となる位置に設置される。またこれらレーザ発射装
置6、集光レンズ5とサーモビュア8の軸は一直線状に
配置されている。
【0017】レーザー出力コントローラー7とサーモビ
ュア8にはボイド検出装置9が接続されている。このボ
イド検出装置9は予め把握されることができる大きなボ
イドとレーザ出力に対する赤外線の検出率の相関を取っ
ておき、その相関に従って、実際の数値に現れない小さ
なボイドがあるか否かを判断して、良、不良を判定する
装置である。
【0018】これにより、SOI基板1上のデバイスの
良、不良を各SOI基板1のNo.のどのデバイスかを
メモリーし、ウエハプローバ工程、又は外観検査工程
で、他の不良と合成し、バッドマークを図3に示すよう
に打刻することができ、ボイド不良のないチップを選別
することができる。
【0019】また、石英ガラス板1の斜め上方側に、別
のYAGレーザ装置13、集光レンズ12を設置し、Y
AGレーザ13のコントローラ14でSOI基板1のシ
リコン最表面のみ僅かに溶融させる条件に設定する。こ
の装置により、不良品のみ、そのデバイスに溶融による
バッドマーク22を打刻し、良品21と区別することが
可能となるものである。この場合、後工程のウエハプロ
ーブ工程で特性不良として検出される。
【0020】以上の様に構成された本装置に関する作動
について説明する。
【0021】まず、SOI基板1をXYステージ2の石
英ガラス4上に載置する。SOI基板1周辺部の下に貫
設された真空吸着孔4aから真空で吸引し、SOI基板
1を固定する。
【0022】次に、SOI基板1の一部を加熱でき、か
つXYステージ2の石英ガラス4にエネルギーを吸収さ
れにくいYAGレーザからなるレーザ発射装置6にてレ
ーザ光を発射し、レーザパルスコントローラ7で、エネ
ルギー、パルスを調整後、レーザビームR1を集光レン
ズ5でSOI基板1内に集光させる。
【0023】このときの状態が図2である。SOI基板
1はSOI基板デバイス部1aとSOI基板サブ1bと
から構成されているが、レーザ光R1はSOI基板サブ
1bの裏面1bbが加熱され、瞬間的に与えられてた熱
エネルギーE1が、SOI基板1のSOI基板サブ1b
を通過する。
【0024】図2(a)では、貼り合わせ部に空隙状の
ボイドVがない場合のため、熱伝導のよいシリコン単結
晶内を瞬時に伝導し、SOI基板デバイス1a側を通
り、SOI基板1表面より、赤外線R2として放射され
る。一方図2(b)では、SOI基板サブ1bとSOI
基板デバイス1bの間に、ボイドVがあり、熱エネルギ
はE1は、この部分のみ熱伝導でなく、熱放射の状態に
なり、エネルギを損失する。従つて、SOI基板デバイ
ス1a側を熱伝導するエネルギーも減少し、SOI基板
1表面から放射される赤外線R2も減少する。
【0025】さらに、その赤外線R2を検出できるサー
モビュア8がその赤外線量を検出し、サーモビュア8に
接続されるボイド検出装置9は、予め把握されることが
できる大きなボイドとレーザ出力に対する赤外線の検出
率の相関を取っておき、その相関に従って、実際の数値
に現れない小さなボイドがあるか否かを判断して、良、
不良を判定できる。
【0026】これにより、SOI基板1上のデバイスの
良、不良を各SOI基板1のNo.のどのデバイスかを
メモリーし、ウエハプローバ工程、又は外観検査工程
で、他の不良と合成し、バッドマークを図3に示すよう
に打刻することができ、ボイド不良のないチップを選別
することができる。
【0027】この判定はXYステージ2をX軸Y軸に作
動させてSOI基板1のひとつひとつのチップ毎にレー
ザを発射させてその赤外線量を検出する。
【0028】また、石英ガラス板1の斜め上方側に、別
のYAGレーザ装置13、集光レンズ12を設置し、Y
AGレーザ13のコントローラ14でSOI基板1のシ
リコン最表面のみ僅かに溶融させる条件に設定すること
により、不良品のみ、そのデバイスに溶融によるバッド
マーク22を打刻し、良品21と区別することが可能と
なる。このように、後工程のウエハプローブ工程で特性
不良として検出される。
【0029】なお、この方式の場合、加熱源として同じ
YAGレーザを用いる場合、上記のように2台のレーザ
装置6、13を用いず、1台のレーザをタイムシェアリ
ングで出力条件とミラーによる光路変更を制御すること
も可能である。
【0030】
【発明の効果】以上の装置からなる本発明は、SOI基
板に繰り返されるパターニング、熱処理の間に貼り合わ
せ部にボイドの有無を検出でき、SOI基板の拡散工程
後のコンタクト孔工程前の各チップ毎のミクロなボイド
解析であり、より最終工程に近い段階での検査が可能
で、従来すり抜けていたボイド不良が検出可能となるた
めSOI基板の品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の半導体ウエハーのボイド検出
装置である。
【図2】(a)はボイドがない場合のSOI基板にレー
ザが集光されたSOI基板の部分断面図であり、(b)
はボイドがある場合のSOI基板にレーザが集光された
SOI基板の部分断面図である。
【図3】SOI基板のチップにバッドマークが打刻され
たSOI基板の部分平面図である。
【符号の説明】
1 ・・・SOI基板 2 ・・・XYステージ 2a・・・枠体 3 ・・・第1中空ケース 4 ・・・石英ガラス 5 ・・・集光レンズ 6 ・・・レーザ発射手段(レーザ発射装置) 8 ・・・赤外線検出手段(サーモビュア)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平面方向に作動する枠体を有するXYス
    テージと、 該枠体に設けられたガラステーブルと、 該ガラステーブル上に載置されたSOI基板と、 前記ガラステーブルの側に設けられたレーザー発射手段
    と、 該レーザ発射手段と前記ガラステーブルの間には、レー
    ザ発射手段から入力されたレーザ光の焦点が前記SOI
    基板内になる集光レンズと、 前記SOI基板の側に前記SOI基板から放射された赤
    外線を検知する赤外線検出手段を設けたことを特徴とす
    る半導体ウエハーのボイド検出装置。
  2. 【請求項2】 前記レーザ発射手段は前記ガラステーブ
    ルには吸収されず、SOI基板には吸収される波長を有
    するレーザを発射する発射手段であることを特徴とする
    請求項1記載の半導体ウエハーのボイド検出装置。
  3. 【請求項3】 前記レーザ発射手段はYAGレーザであ
    ることを特徴とする請求項2記載の半導体ウエハーのボ
    イド検出装置。
  4. 【請求項4】 前記レーザ発射手段は波長1.06μm
    のレーザを発射するレーザ発射手段であることを特徴と
    する請求項2記載の半導体ウエハーのボイド検出装置。
  5. 【請求項5】 前記ガラステーブルは石英ガラスからな
    ることを特徴とする請求項2記載の半導体ウエハーのボ
    イド検出装置。
JP1330992A 1992-01-28 1992-01-28 半導体ウエハーのボイド検出装置 Pending JPH05206242A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007240217A (ja) * 2006-03-06 2007-09-20 I-Bit Co Ltd 半導体ウェハ透視検査装置
CN114141991A (zh) * 2021-10-28 2022-03-04 李癸卨 电动汽车用二次电池的激光开槽后旗形板成型装置
US11460447B2 (en) 2019-09-09 2022-10-04 Kioxia Corporation Inspection apparatus

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