ウェーハ検査装置メーカー15社を比較 パターン・材料・検査面別の選び方

KLA Corporationは、チップ製造とウェーハ製造の両方に向けて、パターン付き・未パターンウェーハの欠陥検査、光学検査、電子線検査、欠陥レビューを展開しています。表面だけでなく裏面やエッジの欠陥にも対応する製品群があり、欠陥の検出から分類、工程監視までを一つのプロセス制御環境で構成できます。

39xx・29xxシリーズは先端ロジックやメモリーのパターン欠陥検査、C30xシリーズは200mm・300mmのレガシーノード向け検査で候補になります。検査装置と電子線レビュー、解析ソフトウェアを連携させ、量産ライン全体で欠陥情報を活用したい場合に適しています。

株式会社日立ハイテクは、未パターンウェーハ向けのLSシリーズと、パターン付きウェーハ向けの暗視野式検査装置DI4600を展開しています。LSシリーズはレーザー散乱を用いて鏡面ウェーハ上の微小異物、スクラッチ、ウォーターマークなどを検出し、ウェーハ出荷・受入検査やプロセス装置の清浄度管理に利用できます。

LS9300ADは表面・裏面の検査とDIC検査に対応し、DI4600はパターン付きウェーハの高速モニタリングに向きます。欠陥座標をレビューSEMへ渡し、検出後の観察や分類までつなげたい量産ラインで比較しやすいメーカーです。

レーザーテック株式会社は、SiC・GaNウェーハ、ウェーハエッジ、下層欠陥など、材料や欠陥モードに合わせたウェーハ検査・計測システムを展開しています。SICA88は表面検査とフォトルミネッセンス検査を一台で行い、SiCベアウェーハとエピウェーハの表面欠陥、BPD、SFなどを検出・分類できます。

SICA88の処理能力は6インチウェーハで10WPHです。SiC・GaNの材料欠陥、エピ成長後の欠陥、エッジ・ベベル起因の歩留まり課題を切り分け、検査画像と欠陥マップを使って研究開発から量産管理へ展開したい場合に適しています。

株式会社SCREENセミコンダクターソリューションズは、パターン付きウェーハ外観検査装置ZIシリーズを展開しています。ZI-3600はラインセンサーでウェーハ全面を走査し、分解能の異なる3種類の対物レンズを自動で切り替えながら、マクロ欠陥から1µm以下の微細欠陥まで検出します。

ZI-3600は100～300mm、ZI-2000は76～200mmのウェーハに対応します。パワーデバイス、CIS、MEMSなどのパターン付きウェーハを対象に、品種変更時のレシピ作成や薄ウェーハ対応も含めて検討したい場合に向いています。

Onto Innovation Inc.は、ウェーハ製造、デバイス製造、先端パッケージ向けに検査・計測プラットフォームを展開しています。PrimaScanは未パターンウェーハの表面欠陥や形状評価、Dragonflyはパターン付きウェーハやパネル、先端パッケージのマクロ欠陥・計測で候補になります。

欠陥検査だけでなく、2D・3D計測、リソグラフィ、解析ソフトウェアを組み合わせ、ウェーハメーカーの品質管理からチップレット・先端パッケージ工程までつなげたい場合に向いています。対応径や処理能力は選定する装置と検査条件に合わせて確認が必要です。

Applied Materials, Inc.のHawkEye Optical Wafer Inspection Systemは、パターン付きウェーハの暗視野欠陥検査に用いる装置です。エッチング、CMP、成膜、リソグラフィ、イオン注入などの工程後に、パーティクル、スクラッチ、パターン欠陥、ハンプなどを検出します。

プロセス装置と検査・計測を同じ製造工程の中で設計し、ICAPS領域を含む量産ラインで検査頻度を高めたい場合に候補になります。ウェーハ径、感度、処理能力は対象デバイスと検査レシピによって変わるため、サンプル評価と同じ条件で確認する必要があります。

Nikon Precision Inc.は、半導体露光装置に加えて、OPTISTATION-3000シリーズとAMI-5700などの半導体検査システムを展開しています。OPTISTATION-3000はマクロ・ミクロ検査、AMIシリーズはウェーハ全面の高スループット検査に対応します。

ポストデベロップやポストエッチの外観確認、ウェーハ全面のマクロ欠陥検査、イメージセンサー検査用の照明まで含めて光学系を検討したい場合に向いています。処理能力や対応径は対象装置と構成に合わせて確認します。

タカノ株式会社のWMシリーズは、未パターンのベアウェーハと膜付きウェーハを対象に、レーザーダイオードとスパイラル走査で表面粒子を検出する装置です。WM-10Rは300mm、WM-7SRは200mm以下のウェーハ向けに構成されています。

公式仕様では、WM-10Rはベアウェーハで48nm、WM-7SRは79nmで、61nmのオプションが示されています。検出したXY座標を電子線レビュー装置へ渡せるため、受入・出荷検査と欠陥レビューをつなげたい場合に向いています。

Semilab Semiconductor Physics Laboratory Co. Ltd.は、ウェーハ形状、表面汚染、チッピング、エッジ欠陥、マイクロクラックなどを対象とする計測・検査装置を展開しています。外観画像だけでなく、形状や汚染など材料品質に関わる複数の評価項目を組み合わせられる点が特徴です。

ウェーハメーカーの工程管理、材料受入・出荷管理、ウェーハリング工程などで、形状・表面・エッジの品質を複合的に見たい場合に候補になります。対応径と処理能力は、選択する検査・計測方式と自動搬送の構成ごとに確認します。

東京エレクトロン デバイス株式会社は、SiCウェーハとSiCエピウェーハ向けの欠陥検査装置を提供しています。専用ラインセンサーカメラでウェーハ全体を走査し、表面・裏面・端面に加えて、カーボンインクルージョンやポリタイプなどの面内欠陥を一台で検査できます。

対応ウェーハは150mm・200mm、スループットは検査要件により30～90秒/ウェーハです。2～10カセット、アライナー、IDリーダー、GEMに対応し、サンプル評価も行えるため、SiC量産ラインで感度と過検出、分類精度を実ウェーハで確認したい場合に向いています。

Nova Ltd.は、ウェーハ上の欠陥を直接探す装置に加え、寸法、薄膜、材料、化学状態を管理するメトロロジー製品を展開しています。Nova i570やPrismなどの寸法計測、VeraFlexやMetrionなどの材料計測、めっき液を含む化学分析を工程管理に利用できます。

欠陥検査装置で異常を検出した後、膜厚、CD、材料組成、化学状態まで原因を切り分け、工程条件へフィードバックしたい場合の関連候補です。単独の外観検査装置ではなく、検査・計測データを組み合わせたプロセス制御を重視するラインに向いています。

コマツNTC株式会社の全自動ウェーハ検査装置は、自動搬送と画像処理を組み合わせ、外径・コーナー寸法、欠け、チッピング、汚れ、クラック、ピンホール、異物、板厚、うねり、反りなど複数の検査項目を一台へ集約できます。従来検査が難しかった外縁部にも対応します。

対応ワーク寸法の上限はφ300mmで、公式仕様では20項目の検査で20秒/枚です。OK・NG判定、欠陥種別、測定データ、画像を保存できるため、検査工程の省人化とトレーサビリティを同時に進めたいウェーハ製造工程に向いています。

株式会社神戸製鋼所は、ウェーハの平坦度、厚さムラ、Bow、Warp、ナノトポグラフィーを測定するSBW・LSW・LNSWシリーズと、エッジ形状、貼り合わせずれ、チッピングを検査するLEP・EPB・LEIシリーズを展開しています。製品の取扱会社は株式会社コベルコ科研です。

表面上の粒子検査とは異なり、研削・研磨後の形状管理、貼り合わせ工程、エッジ加工後の品質確認を重視する場合に候補になります。ウェーハ全面の欠陥検査と併用し、形状異常やエッジ起因の不良を別工程で管理したい場合に適しています。

東レエンジニアリング先端半導体MIテクノロジー株式会社は、電子線式半導体ウェーハパターン検査装置NGR5000・NGR3500シリーズを展開しています。広視野電子顕微鏡画像とDie to Databaseアルゴリズムを用いて、パターン欠陥の検査とパターン寸法の2次元多点計測を行います。

NGR5000シリーズは多層化するNAND、微細化するDRAMやロジック向けです。光学検査だけでは切り分けにくい微細パターン欠陥を高感度で検査し、工程へ早くフィードバックしたい先端デバイス製造で比較しやすいメーカーです。

株式会社リガクのXRTmicronシリーズは、X線トポグラフを用いて、Si、SiC、GaN、InP、GaAs、AlN、Ga2O3、サファイアなどの単結晶材料にある結晶欠陥を非破壊で検出・定量評価します。透過法と反射法を一台で使い分け、深さ方向の欠陥構造も調べられます。

300mmまでのウェーハに対応し、Near-Fab・Fab構成では75～300mmの自動搬送、欠陥マッピング、SEMI規格に沿ったレポート、KLARF出力が可能です。表面外観ではなく、SiCのTSD・BPDなど結晶内部の欠陥を研究開発から量産管理まで追いたい場合に向いています。