JP2004303987A

JP2004303987A - ウェハマップ自動判定制御方法及び半導体検査装置、半導体製造装置、半導体装置

Info

Publication number: JP2004303987A
Application number: JP2003095962A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Nagatsuka; 義則長塚
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】自動的に適正なウェハマップ傾向を検出するウェハマップ自動判定制御方法及び半導体検査装置、半導体製造装置、半導体装置を提供する。
【解決手段】欠陥検査装置等の検査モードに応じて半導体ウェハの異常箇所を特定する位置情報を取得する（Ｓ１）。一方、処理Ｓ２に示すように、マップ処理工程によって、半導体ウェハの面上が情報処理上の区域に分割され、これが、欠陥検査装置にて得られた異常箇所の情報に重ねられる。演算処理工程は、処理Ｓ２での各区域で、処理Ｓ１での位置情報に基づいた異常箇所の密度または個数が予め設定された基準値を超えるか否かを判定する。基準値内とそれ以外を分けて識別できるよう表示する。異常区域情報取得工程では、基準値を超えていると判定される区域、この区域に隣り合う区域をそれぞれ異常傾向ありとして識別用の表示制御がなされる（処理Ｓ５）。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置製造に係り、特に、半導体ウェハにおける不具合、パターン欠陥や異物の付着などの異常をウェハマップ傾向として判定、認識するウェハマップ自動判定制御方法及び半導体検査装置、半導体製造装置、半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェハ（以下、ウェハともいう）は、ＬＳＩ製造に必要な集積回路のパターンを例えば縮小投影露光によって繰り返し形成する。すなわち、所定のレチクルがセットされた縮小投影露光装置が、ウェハ上の被投影領域を次々と移動させながら繰り返しパターンを露光する。これにより、ウェハ内に所定個数分の集積回路チップ領域を取得する。スクライブライン領域内には、露光すべき複数種類のパターンが合わせ込まれる。その間、成膜工程やエッチング工程、洗浄工程等様々な処理工程の実施を経てチップ製品を完成させる。
【０００３】
ＬＳＩの多機能化に伴い、チップ製品は大規模集積化、デザインルールの縮小化が常に要求される。そして、ロジック製品やメモリ製品等、ある用途に応じたチップ製品をその時のデザインルールで半導体ウェハ一枚からなるべく多数確保する必要がある。かつ、各々性能を均一化し高歩留まりで量産化しなければならない。
【０００４】
ＬＳＩ製造のプロセスにおける最適化条件の模索やプロセスコントロールに影響してウェハ内の欠陥は増減する。露光パターンの不具合に起因するパターン欠陥やパーティクル発生によるウェハ上への異物付着の検査は、一般には比較検査で達成される。すなわち、隣り合う集積回路チップ領域の同一パターン領域の画像を取り込んで比較検査する。その結果は、例えばウェハマップにて異常箇所の座標位置がプロット表示される。ウェハマップは、オペレータ等が実見し、異常箇所の集中部分、散在度合い、その他偏りや傾向等を判定する。これにより、今後のプロセスコントロールや製造ラインの改善、検査レシピの変更等に反映させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のウェハマップは、判定を下すオペレータ等のスキルが左右し、判定者間でばらつきが生じる。これにより、半導体製造に関する適切な処置が十分に行なわれない恐れがある。
本発明は、上記のような事情を考慮してなされたもので、自動的に適正なウェハマップ傾向を検出するウェハマップ自動判定制御方法及び半導体検査装置、半導体製造装置、半導体装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るウェハマップ自動判定制御方法は、半導体ウェハの異常箇所を特定する位置情報を取得する第１情報取得工程と、前記半導体ウェハの面上を情報処理上の区域に分割するマップ処理工程と、前記区域それぞれにおいて前記位置情報に基づいた異常箇所の密度または個数が予め設定された基準値を超えるか否かを判定する演算処理工程と、前記区域のうち前記基準値を超える第１区域、前記第１区域に隣り合う第２区域をそれぞれ記憶する第２情報取得工程と、少なくとも前記第１区域及び第２区域を認識可能なように表示する表示工程と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
上記本発明に係るウェハマップ自動判定制御方法によれば、半導体ウェハのマップは、第１情報取得工程とは別に、マップ処理工程により所定の区域毎に分けられる。演算処理工程によって、それぞれの区域における異常箇所の密度または個数に応じて決められた判定が自動的になされる。しかも、第２情報取得工程によって、同一傾向内にある領域を自動判定する。
【０００８】
なお、上記本発明に係るウェハマップ自動判定制御方法において、好ましい実施態様として次のような特徴をあげる。
前記マップ処理工程は、所定面積単位のメッシュ状のマップシートを前記半導体ウェハの面上に被せるように前記区域を対応させることを特徴とする。
前記区域の大きさは設定変更可能であることを特徴とする。
前記基準値は設定変更可能であることを特徴とする。
前記第２情報取得工程は、前記第１区域の上下左右に存在する区域を第２区域とすることを特徴とする。
前記第２情報取得工程による前記第１区域、前記第２区域のいずれかの数または総数をウェハマップ傾向の評価と関係させることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る半導体検査装置は、上記いずれかに記載の特徴を有するウェハマップ自動判定制御方法を利用することを特徴としている。検査異常箇所におけるマップ傾向について判定が容易になる。
【００１０】
本発明に係る半導体検査装置は、半導体ウェハの異常箇所を特定する位置情報を取得する検査機構と、前記半導体ウェハの面上を情報処理上の区域に分割し、前記区域それぞれにおいて前記位置情報に基づいた異常箇所の密度または個数が予め設定された基準値を超えるか否かを判定する演算制御機構と、前記区域のうち前記基準値を超える第１区域、前記第１区域に隣り合う第２区域をそれぞれ情報記憶する記憶部と、少なくとも前記第１区域及び第２区域を認識可能なように表示する表示部と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
上記本発明に係る半導体検査装置によれば、半導体ウェハのマップは、検査機構とは別に、所定の区域毎に分けられ、演算制御機構によって処理される。すなわち、それぞれの区域における異常箇所の密度または個数に応じて決められた判定が自動的になされ、同一傾向内にある領域と共に情報（第１区域及び第２区域）が記憶部に格納される。これにより、表示部でウェハマップ傾向が容易に確認できる。
【００１２】
上記本発明に係る半導体検査装置において、前記表示部は、前記検査機構による位置情報に基づいた異常箇所をも表示可能であることを特徴とする。実際の異常箇所のマップを参考に表示することも有用である。
【００１３】
上記本発明に係る半導体検査装置において、前記記憶部における前記第１区域、前記第２区域のいずれかの数または総数をウェハマップ傾向の評価と関係させる判定制御部を具備し、前記表示部に前記ウェハマップ傾向を自動判定表示することを特徴とする。
【００１４】
本発明の半導体製造装置は、上記いずれかに記載のウェハマップ自動判定制御方法を利用することを特徴としている。
本発明の半導体装置は、上記いずれかに記載のウェハマップ自動判定制御方法を利用することを特徴としている。
また、本発明の半導体装置は、上記いずれかに記載の半導体検査装置を利用することを特徴としている。
上記により、扱い易く、信頼性の高い半導体製造装置が提供でき、高信頼性の半導体装置の量産に寄与する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係るウェハマップ自動判定制御方法を示す流れ図である。また、図２は、本発明に係るウェハマップ自動判定制御方法を採用したウェハマップを示す平面図である。このようなウェハマップ自動判定制御方法は、半導体ウェハに複数の集積回路チップ領域がスクライブライン領域を隔てて形成されるよう、所定のマスクパターンを繰り返し露光するプロセスを含む半導体装置の製造途中で用いられる。
【００１６】
図１において、処理Ｓ１に示すように、欠陥検査装置等の検査モードに応じて半導体ウェハの異常箇所を特定する位置情報を取得する。例えば、隣り合う２つのチップ領域間で同じ領域の所定パターンどうしを比較検査する。これにより、ウェハ面内の異常箇所の位置情報を取得する。一方、処理Ｓ２に示すように、マップ処理工程によって、半導体ウェハの面上が情報処理上の区域に分割される。例えば、所定面積単位（１ｍｍ角）のメッシュ状のマップシートを半導体ウェハの面上に被せるように上記区域を対応させる（図２参照）。これにより、欠陥検査装置にて得られた異常箇所の情報に重ねる。一つの区域には予め許容できる異常箇所の密度または個数に関係する基準値が設定される。なお、上記メッシュ状の区域（区画）の大きさや基準値は任意に設定変更可能である。
【００１７】
次に、処理Ｓ３のように、演算処理工程がなされる。演算処理工程は、上記処理Ｓ２での区域それぞれにおいて、上記処理Ｓ１での位置情報に基づいた異常箇所の密度または個数が予め設定された基準値を超えるか否かを判定する。基準値を超えていないと判定される区域には色分けなど第１の識別用の表示制御がなされる（処理Ｓ５）。一方、処理Ｓ４に示すように、異常区域情報取得工程では、基準値を超えていると判定される第１異常区域はデータ保持され、情報処理によりさらに、第１異常区域に上下左右に隣り合う区域をそれぞれ異常傾向ありの第２異常区域としてデータ保持される。第１異常区域及び第２異常区域に対し、それぞれ色分けなど第２及び第３の識別用の表示制御がなされる（処理Ｓ５）。
【００１８】
すなわち、処理Ｓ５では、異常のない区域、第１異常区域、及び第１異常区域に隣り合う第２異常区域がメッシュ区画毎にそれぞれ色分け表示されることが好ましい（図２参照）。また、実際の異常箇所のプロット表示が重ねて表示されるようにしてもよい。
【００１９】
上記実施形態のウェハマップ自動判定制御方法によれば、半導体ウェハのマップは、欠陥検査装置等で取得した異常箇所の位置情報とは別に、マップ処理工程により所定の区域毎に分けられる。演算処理工程によって、それぞれの区域における異常箇所の密度または個数に応じて決められた判定が自動的になされる。しかも、異常区域情報取得工程によって、同一傾向内にある領域を自動判定する。これにより、オペレータ間で判定のばらつきはなくなり、より適正となる。このようなウェハマップ自動判定制御方法が組み込まれた半導体製造装置は、扱い易く、信頼性が向上し、高信頼性の半導体装置の量産に寄与する。
【００２０】
図３は、本発明の一実施形態に係る半導体検査装置の要部構成を示すブロック図である。半導体ウェハ１０は、半導体プロセス製造途中のものを含み、図示しないスクライブラインを隔ててチップ領域の所定パターンが繰り返し配置されている。ステージ１１は半導体ウェハ１０が水平に載置されＸ，Ｙ方向に移動可能である。これにより、半導体ウェハ１０上で検査箇所を移動させる。
【００２１】
半導体ウェハの異常箇所を特定する位置情報を取得する検査機構ＩＮＳが設けられている。検査機構ＩＮＳは、制御部１２、画像データ取得機構１３、画像データ処理部１４、メモリ部１５、演算処理部１６、出力制御部１７を含む。画像データ取得機構１３は、例えばカメラによりウェハ１０上の検査対象領域の画像を取得する。画像データ処理部１４にて信号処理された画像データはメモリ部１６に蓄積される。演算処理部１６は、画像データ中の比較検査すべき画像データについて比較して、異なるデータを検出し欠陥データとして位置情報を取得する。出力制御部１７は少なくとも上記欠陥データに関する検査結果の出力を制御する。
【００２２】
演算制御機構２０は、半導体ウェハ１０の面上を情報処理上の区域に分割し、区域それぞれにおいて、上記検査機構ＩＮＳでの位置情報に基づいた異常箇所の密度または個数が予め設定された基準値を超えるか否かを判定する。上記区域のうち基準値を超える第１区域、この第１区域に隣り合う上下左右の第２区域をそれぞれ情報記憶するメモリ２１が設けられている。この第１区域及び第２区域の情報は出力制御部１７を介して表示部２１に伝達され、認識可能なように表示される。
【００２３】
図４は、本発明の他の実施形態に係る半導体検査装置の要部構成を示すブロック図である。図３に比べて判定制御部２２が付加されている。その他の構成は図３と同様であり同一の符号を付す。表示部２１は、検査機構ＩＮＳによる位置情報に基づいた異常箇所をも表示可能である。さらに、メモリ部２１における第１区域、第２区域のいずれかの数または総数をウェハマップ傾向の評価と関係させる判定制御部２２が設けられている。表示部２１にウェハマップ傾向を自動判定表示する際に便利である。
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、半導体ウェハのマップは、通常の欠陥検査から異常個所の位置情報が得られる第１の情報取得工程とは別に、マップ処理工程により所定の区域毎に分けられる。演算処理工程によって、それぞれの区域における異常箇所の密度または個数に応じて決められた判定が自動的になされる。しかも、同一傾向内にある領域を自動判定する。このようなウェハマップ自動判定制御方法を適当な半導体製造装置に組み込めば、扱い易く、処理効率の向上が期待できる。この結果、自動的に適正なウェハマップ傾向を検出するウェハマップ自動判定制御方法及び半導体検査装置、半導体製造装置、半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態に係るウェハマップ自動判定制御方法を示す流れ図。
【図２】本発明に係るウェハマップを示す平面図。
【図３】一実施形態に係る半導体検査装置の要部構成を示すブロック図。
【図４】他の実施形態に係る半導体検査装置の要部構成のブロック図。
【符号の説明】
Ｓ１〜Ｓ５…各処理ステップ、ＩＮＳ…検査機構、１０…半導体ウェハ、１１…ステージ、１２…制御部、１３…画像データ取得機構、１４…画像データ処理部、１５，２１…メモリ部、１６…演算処理部、１７…出力制御部、２０……演算制御機構、２１…表示部、２２…判定制御部。

Claims

半導体ウェハの異常箇所を特定する位置情報を取得する第１情報取得工程と、
前記半導体ウェハの面上を情報処理上の区域に分割するマップ処理工程と、
前記区域それぞれにおいて前記位置情報に基づいた異常箇所の密度または個数が予め設定された基準値を超えるか否かを判定する演算処理工程と、
前記区域のうち前記基準値を超える第１区域、前記第１区域に隣り合う第２区域をそれぞれ記憶する第２情報取得工程と、
少なくとも前記第１区域及び第２区域を認識可能なように表示する表示工程と、
を含むことを特徴とするウェハマップ自動判定制御方法。
前記マップ処理工程は、所定面積単位のメッシュ状のマップシートを前記半導体ウェハの面上に被せるように前記区域を対応させることを特徴とする請求項１記載のウェハマップ自動判定制御方法。
前記区域の大きさは設定変更可能であることを特徴とする請求項１または２記載のウェハマップ自動判定制御方法。
前記基準値は設定変更可能であることを特徴とする請求項１〜３いずれか一つに記載のウェハマップ自動判定制御方法。
前記第２情報取得工程は、前記第１区域の上下左右に存在する区域を前記第２区域とすることを特徴とする請求項１〜４いずれか一つに記載のウェハマップ自動判定制御方法。
前記第２情報取得工程による前記第１区域、前記第２区域のいずれかの数または総数をウェハマップ傾向の評価と関係させることを特徴とする請求項１〜５いずれか一つに記載のウェハマップ自動判定制御方法。
半導体ウェハの異常箇所を特定する位置情報を取得する検査機構と、
前記半導体ウェハの面上を情報処理上の区域に分割し、前記区域それぞれにおいて前記位置情報に基づいた異常箇所の密度または個数が予め設定された基準値を超えるか否かを判定する演算制御機構と、
前記区域のうち前記基準値を超える第１区域、前記第１区域に隣り合う第２区域をそれぞれ情報記憶する記憶部と、
少なくとも前記第１区域及び第２区域を認識可能なように表示する表示部と、を含むことを特徴とする半導体検査装置。
前記表示部は、前記検査機構による位置情報に基づいた異常箇所をも表示可能であることを特徴とする請求項７記載の半導体検査装置。
前記記憶部における前記第１区域、前記第２区域のいずれかの数または総数をウェハマップ傾向の評価と関係させる判定制御部を具備し、前記表示部に前記ウェハマップ傾向を自動判定表示することを特徴とする請求項７または８記載の半導体検査装置。
前記請求項１〜６いずれかに記載のウェハマップ自動判定制御方法を利用することを特徴とした半導体製造装置。
前記請求項１〜６いずれかに記載のウェハマップ自動判定制御方法を利用して形成されたことを特徴とする半導体装置。
前記請求項７〜９いずれかに記載の半導体検査装置を利用して形成されたことを特徴とする半導体装置。