JP2996263B2 - 異物検出用の最適閾値決定方法 - Google Patents
異物検出用の最適閾値決定方法Info
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Description
て異物を検出するための最適閾値の決定方法に関する。
どの素材のウエハに対して、同一のパターンを有する多
数のICチップ(以下単にチップという)が形成され、
この段階で異物検査が行われる。異物検査はレーザビー
ムをウエハ面に投射し、その反射または散乱光を受光し
てなされるが、異物とともにパターンからも散乱光が散
乱されるので、これらを区別して異物のみを検出するこ
とが必要、かつ重要である。これに適応する方法には各
種のものが開発されているが、その一つとして互いに隣
接した2個のチップ(隣接チップ)を相互に比較する方
法がある。
略構成と隣接チップの比較による異物検出方法を示す。
(a) に示すように、ウエハ1の表面には、オリエンティ
ション・フラット(OF)を基準線(X軸とする)とし
て、同一パターンを有する多数のチップ11がマトリック
ス状に形成されている。(b) において、ウエハは移動ス
テージ2に載置され、これに対して検査光学系3の光源
3a よりレーザビームLx をウエハの表面に照射する。
ウエハはX方向に往復移動されてレーザビームが各チッ
プ列を順次に走査し、その散乱光が対物レンズ3b を経
てCCDセンサ3c (他の光センサでも可)に入力す
る。(c)(イ)において、チップ列中の任意の隣接チップを
11a,11b とし、チップ11b には図示の位置に異物p1,p
2 が付着しているとする。まずチップ11a の散乱光を受
光し、CCDセンサの各画素の出力信号(以下単に画素
信号という)は逐次に画素信号処理部4に入力し、A/
D変換器4a によりデジタル化され、メモリ(MEM)
4b に記憶される。ついでチップ11b の散乱光より同様
にえられる各画素信号が差分回路4c に入力し、MEM
に記憶されているチップ11a の各画素信号との差分デー
タが出力される。(c)の(ロ) は両チップのパターンPT
および異物p1,p2 に対する各画素信号gn(nは画素
番号)よりなる画素データSa,Sb を示し、パターンの
無い基板面Kは値が低く、パターンPT は反射率が大き
いので値が大きい。また、異物p1,p2の画素信号gは
データSb の上方に突出している。前記したように両パ
ターンPT は同一であるので、両画素データのパターン
部分はほぼ同一となり、これらの差分をとると(ハ) に示
す差分データ(Sb −Sa )がえられる。差分データは
異物検出部4d において適当な閾値Vthと比較されて異
物p1,p2 が検出され、異物データはコンピュータ(C
PU)4e により編集されて表示器4f にマップ表示さ
れる。
データSa,Sb のパターン部分は同一と仮定したが、両
チップのパターンが同一であっても、例えば照射位置に
よるレーザビームの強度変化などにより対応した両画素
信号gはかならずしも同一とならない。このために、差
分データ(Sb −Sa)には、(ハ) に例示した残留パター
ンRが残留する。このような差分データより、残留パタ
ーンRを検出することなく異物p1,p2 のみを検出する
ためには、残留パターンに応じた最適の閾値を設定する
ことが必要である。一方、ICの製造プロセスの段階が
進行するにつれて、パターンは反射率が変化するので、
残留パターンもまたプロセスごとに変化する。従って、
最適閾値は少なくともプロセスの段階ごとに決定するこ
とが必要である。これに対して、従来においてはプロセ
スごとに任意の隣接チップをとってテストチップとし、
手作業により閾値を増減しながら異物検出を繰り返して
最適値を求める方法が行われている。しかしこの方法で
は作業者の熟練度などにより左右されて最適閾値がかな
らずしもえられず、また決定するまでの作業時間が長く
かかる欠点がある。この発明は以上に鑑みてなされたも
ので、統計的な手法を用い、コンピュータの処理により
最適閾値を迅速に決定する方法を提供することを目的と
する。
達成する最適閾値の決定方法であって、上記のウエハ異
物検査装置において、チップパターンを形成するプロセ
スの段階ごとに、任意の隣接チップをテストチップとし
てテストを行う。コンピュータの処理により、テストチ
ップの各画素信号のレベルに対する画素数の頻度分布を
作成し、この頻度分布に近似する近似曲線を求める。近
似曲線が0となるレベルを算出し、これを最適閾値とす
るものである。
ュータの処理により、画素信号のレベル対画素数の頻度
分布とその近似曲線、および近似曲線が0となる画素信
号のレベルの作成または算出が迅速になされて最適閾値
が短時間でえられる。ここで、頻度分布と近似曲線につ
いて述べると、各画素信号のレベルはランダムであり、
またその画素の総数は非常に多いので、これらをレベル
順に並べた各レベルに対する画素数の頻度分布は誤差分
布、またはそれに近いものを示す。ただし、異物は個数
が極めて小数であり、またパターン部分より突出してい
るため、パターン部分の頻度分布よりレベルの高い方に
分散する。頻度分布の近似曲線が0となる画素信号のレ
ベルを算出し、これを閾値とするとパターン部分の画素
数は0となが、一方、異物の画素は近似曲線よりレベル
の高い方に分散するから、パターン部分は検出されずに
異物のみが検出される。以上により、近似曲線が0とな
る画素信号のレベルを最適閾値と決定され、これを検査
装置に設定して当該プロセス段階の各チップに対する異
物検査がなされる。
度分布作成回路の構成図、(b) は頻度分布とその近似曲
線を示す図である。図1(a) において、頻度分布作成回
路5は前記した図2(b) の異物検査装置の差分回路4c
とCPU4e の間に接続される。ICチップの各プロセ
スにおけるテストチップを任意に選定し、異物検査装置
によりテストする。テストチップのテストにより差分回
路4c より差分データ(Sb−Sa)が出力される。差分
データの各画素信号にはレベル(LV)に対応したアドレ
ス番号を付与し、このアドレス番号をメモリ(MEM)
5a のアドレス端子ADに入力してアドレスを指定す
る。指定された都度、アドレスに記憶された画素数デー
タがデータDAの出力(OUT)端子より読出され、加
算器5b により“1" が加算されて入力(IN)端子よ
りMEMに入力し、当該アドレスの画素数データを更新
する。逐次の画素信号によるアドレス指定により、テス
トチップの全面に対するレベル別の画素数データが累積
され、これをCPUにより読出して(b) に例示するレベ
ルLV 対画素数Ng の頻度分布が作成される。この頻度
分布において、残留パターンに対する頻度分布[R]の
画素数Ng は、レベルLV が0のとき最大値をとり、レ
ベルLV の増加とともに階段状に下降する。これに対し
て異物[p1 〜pn]は、[R]から離れてレベルLV の
高い方に分散している。CPUの処理により、頻度分布
[R]に近似する近似曲線f(LV)を求める。図におい
てはf(LV)を便宜上ほぼ直線としたが、一般には2次
曲線ないしは誤差曲線となり、いずれにしても容易に求
められる。ここで、f(LV)が横軸と交わる交点qを求
めると、交点qではパターンの画素数Ngが0となるの
で、これを閾値とすることにより残留パターンRは検出
されず、異物p1 〜pn のみが検出される。すなわち交
点qのレベルが最適閾値Vmth と決定される。なお、小
さい異物は[R]のなかに混在して検出されず、これが
異物の大きさに対する検出限界となる。以上の最適閾値
Vmth は当該プロセス段階の各ICチップの異物検査に
適用される。
適閾値の決定方法においては、ICチップの各プロセス
段階におけるテストチップに対して、コンピュータの処
理により、画素信号のレベル対画素数の頻度分布と近似
曲線の作成、および近似曲線がの算出が迅速になされ、
当該プロセス段階の各チップの異物検査に対する最適閾
値が短時間に決定されるもので、隣接チップの比較方法
による異物検査に寄与するところには大きいものがあ
る。
作成回路の構成図、(b) は頻度分布とその近似曲線を示
す図である。
は隣接チップの比較方法による異物検査装置の概略構
成、(c) は隣接チップの各画素データと差分データをそ
れぞれ示す図である。
動ステージ、3…検査光学系、3a …光源、3b …対物
レンズ、3c …CCDセンサ、4…画素信号処理部、4
a …A/D変換器、4b …メモリ(MEM)、4c …差
分回路、4d …異物検出部、4e…コンピュータ(CP
U)、4f …表示器、5…頻度分布作成回路、5a …メ
モリ(MEM)、5b …加算器、LX …レーザビームの
走査線、OF…オリエンティション・フラット、PT …
パターン、R…残留パターン、p1,p2 〜pn …異物、
g,gn …画素信号、Sa,Sb …画素データ、(Sb −
Sa)…差分データ、Ng …画素数、LV …画素信号のレ
ベル、Vth…閾値、Vmth …最適閾値。
Claims (1)
- 【請求項1】 ウエハの表面に形成された同一パターン
を有する複数のICチップを検査対象とし、隣接した2
個の該ICチップに対してレーザビームを走査し、該表
面の散乱光を光センサにより受光し、該光センサの各画
素が出力する対応する画素信号の差分データを、適当な
閾値に比較して異物を検出するウエハ異物検査装置にお
いて、前記パターンを形成するプロセスの段階ごとに任
意の隣接チップをテストチップとしてテストし、コンピ
ュータの処理により、該テストチップの前記差分データ
の各画素信号のレベルに対する前記画素の個数の頻度分
布を作成し、該頻度分布に近似する近似曲線を求め、該
近似曲線が0となる前記レベルを算出し、該レベルを最
適閾値とすることを特徴とする、異物検出用の最適閾値
決定方法。
Priority Applications (1)
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JP22883391A JP2996263B2 (ja) | 1991-08-14 | 1991-08-14 | 異物検出用の最適閾値決定方法 |
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US7336815B2 (en) | 2004-12-13 | 2008-02-26 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Image defect inspection method, image defect inspection apparatus, and appearance inspection apparatus |
US7346207B2 (en) | 2005-01-19 | 2008-03-18 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Image defect inspection method, image defect inspection apparatus, and appearance inspection apparatus |
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1991
- 1991-08-14 JP JP22883391A patent/JP2996263B2/ja not_active Expired - Fee Related
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