JP4109799B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造技術に関し、特に、外観検査における異物・欠陥とパターンとの位置関係情報の取得に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下に説明する技術は、本発明を研究、完成するに際し、本発明者によって検討されたものであり、その概要は次のとおりである。
【０００３】
半導体製造工程の特に前工程では、半導体ウェハまたは半導体チップの外観検査として様々なタイプの外観検査装置が用いられている。
【０００４】
これらの外観検査装置における出力は、異物・欠陥の大きさや数である。
【０００５】
なお、半導体製造工程における検査技術については、例えば、ＷＯ９８／０１９０３号にその記載があり、そこには、各検査における座標系の統一技術が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記した技術の外観検査装置では、異物・欠陥の発生位置の情報を得ることはできない。
【０００７】
したがって、異物・欠陥とパターンの位置関係がわからず、その結果、この異物・欠陥の致命・非致命を判定できないことが問題となる。
【０００８】
すなわち、異物・欠陥と歩留りとの相関関係を調査する場合、外観検査装置によって検出された異物・欠陥の致命率を知る必要があり、そのためには、異物・欠陥の大きさと異物・欠陥の発生位置とパターンとの位置関係情報（異物・欠陥の発生位置がパターン上か、またはパターン外か、あるいは、メモリマット部か周辺回路部かなど）が必要となるが、前記外観検査装置では異物・欠陥の大きさ情報を出力することはできるが、異物・欠陥の発生位置の情報を得ることはできない。
【０００９】
本発明の目的は、外観検査において異物・欠陥の致命・非致命を求めるとともに、この検査結果を半導体製造工程に反映させることを実現する半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１２】
すなわち、本発明の半導体装置の製造方法は、移動自在なステージに支持された半導体ウェハの検査用チップに光を照射して、前記光の散乱・回折光をフィルタに通して検出して前記検査用チップ上の異物・欠陥を含んだ情報である検査用チップ情報を取り込む工程と、前記半導体ウェハの異物・欠陥が無いと推定される参照用チップに前記光を照射した後、前記光の散乱・回折光をフィルタに通して検出して前記参照用チップの情報である参照用チップ情報を取り込み、一方、前記散乱・回折光をハーフミラーに反射させてこのハーフミラー反射光を検出してミラー参照用チップ情報を取得し、このミラー参照用チップ情報を２値化処理して前記参照用チップのパターン情報を求める工程と、前記検査用チップ情報と前記参照用チップ情報とを比較して前記検査用チップ上の前記異物・欠陥の位置や大きさなどの情報である異物・欠陥情報を求める工程と、前記異物・欠陥情報による前記異物・欠陥の位置に対しての前記参照用チップの前記パターン情報によるパターンの有無を判定する工程と、前記異物・欠陥の位置に前記パターンが有ると判定した際には前記異物・欠陥を致命とし、前記異物・欠陥の位置に前記パターンが無いと判定した際には前記異物・欠陥を非致命とする工程と、前記異物・欠陥の致命チップ数・非致命チップ数の判定情報から前記半導体ウェハの推定最大歩留および推定最小歩留を算出する工程とを有するものである。
【００１３】
これにより、異物・欠陥の致命・非致命を判定することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる実施の形態１の外観検査装置の主要部の構造の一例を示す斜視図、図２は図１に示す外観検査装置とこれに接続される外部装置とのそれぞれの主要部の構成の一例を示すブロック構成図、図３は図１に示す外観検査装置で用いられるチップマトリクスの一例を示すチップ配置図、図４は本発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる致命・非致命判定方法の一例を示す図であり、（ａ）は膨張処理前のパターン図、（ｂ）は膨張処理後のパターン図、図５は本発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法の検査工程で行われる検査手順の一例を示す検査手順フロー図、図６は図１に示す外観検査装置による致命・非致命判定の検査結果の表示方法の一例であるチップマップ情報を示すマップ図、図７は図１に示す外観検査装置による致命・非致命判定の検査結果の表示方法の一例である時系列推移情報を示す時系列推移図、図８は図１に示す外観検査装置による致命・非致命判定の検査結果の表示方法の一例である製造工程追跡情報を示す工程追跡図、図９は図１に示す外観検査装置によって検査が行われる半導体製造工程の主要前工程の一例を示す工程フロー図である。
【００１７】
本実施の形態１の図１に示す外観検査装置は、半導体製造工程の主に前工程で、図３に示すように半導体ウェハ２に付着（発生）した異物・欠陥８を検出するとともに、その位置を座標として求め、かつこの異物・欠陥８が図４（ａ）に示すパターン１０上に有るか否かで、この異物・欠陥８の致命・非致命を判定するものである。
【００１８】
なお、異物・欠陥８がパターン１０上にある場合が致命であり、また、パターン１０外にある場合が非致命であり、さらにパターン１０の近くにある場合を致命候補とする。
【００１９】
図１に示す外観検査装置は、暗視野方式のものであり、その主要部の構成は、Ｘ方向およびＹ方向に移動自在なステージ１と、光源となるレーザ３と、レーザ光３ａ（光）の散乱・回折光３ｂを検出する検出器４と、異物・欠陥８があると思われる検査用チップ６からの信号および異物・欠陥８がないと推定される参照用チップ７からの信号を取り込んで両者を比較する検出画像比較処理系５と、ステージ１の移動を制御するとともに、異物・欠陥８の座標を求め、かつ致命・非致命の判定を行う中央制御系９とからなる。
【００２０】
次に、本実施の形態１による半導体装置の製造方法を図１〜図９を用いて説明する。
【００２１】
なお、前記半導体装置の製造方法は、半導体製造工程の検査工程で、図１に示す外観検査装置を用いて半導体ウェハ２の異物・欠陥８の検出とこれの致命・非致命の判定を行うものである。
【００２２】
まず、ステージ１上の半導体ウェハ２の検査用チップ６にレーザ３からレーザ光３ａ（光）を照射すると、レーザ光３ａは半導体ウェハ２で反射して散乱・回折光３ｂになり、これにより、パターン１０からの信号と異物・欠陥８からの信号とを検出器４によって検出する。
【００２３】
さらに、検出器４に取り込んだ検査用チップ６のイメージの信号（検査用チップ情報）を検出画像比較処理系５に送る。
【００２４】
この検出画像比較処理系５では、検査用チップ６からのイメージの信号（検査用チップ情報）と参照用チップ７からのイメージの信号（参照用チップ情報）との比較処理を行う（図５のステップＳ１）。すなわち、検査用チップ６のイメージの信号と、検査用チップ６に隣接し、かつ予め記憶してあった参照用チップ７のイメージの信号との差分を取り、この差分の値がパターン１０の差分値の最大値Thnmax（図示せず）より大きい場合を異物・欠陥８異物と判定し、小さい場合をパターン１０と判定する。
【００２５】
その後、検出画像比較処理系５の判定結果によって異物・欠陥８の抽出を行う（ステップＳ２）。
【００２６】
なお、この比較処理を中央制御系９によりステージコントローラを制御しながら、ステージ１を移動させることによって、半導体ウェハ２の全面に対して行う。
【００２７】
この結果、半導体ウェハ２上の異物・欠陥８の位置を特定（ステップＳ３）でき、かつ、それらの位置について、図３に示すように、チップを特定するチップマトリクス１１と、チップ内の予め定められた基準原点からの直交座標であるＸＹ方向のチップ座標１２とを外観検査装置に設けられた図２に示す検査装置記憶系１３に保存する。
【００２８】
これにより、異物・欠陥８の半導体ウェハ２上の座標を得ることができる（ステップＳ４）。
【００２９】
ここでは、前記画像比較処理を用いて、異物・欠陥８の大きさも算出する。
【００３０】
なお、これら異物・欠陥８の位置や大きさの情報を異物・欠陥情報と呼ぶ。
【００３１】
一方、検査装置記憶系１３に保存されたそれぞれの座標データに対応する設計パターンデータを図２に示す設計パターンデータ処理系１４から取り出し、これを中央制御系９に送る。
【００３２】
中央制御系９では、異物・欠陥８の位置座標や大きさなどの異物・欠陥情報を用いて演算し、異物・欠陥８が回路あるいは配線パターン（両者ともパターン１０とする）上か、またはパターン外かを判定する。
【００３３】
その際、まず、図４（ａ）に示すように、設計パターンデータによるパターン１０と異物・欠陥情報による異物・欠陥８の位置座標とのマッチング（ステップＳ５）を行い、これにより、パターン上か、パターン外かを判定する（ステップＳ６）。
【００３４】
ここでは、設計パターンデータと異物・欠陥８の位置座標と異物・欠陥８の大きさとを比較し、パターン上と判断されたならば致命と判定し、これを図５に示す致命異物・欠陥１５として検査装置記憶系１３に記録保存する。
【００３５】
また、パターン外の場合、図４（ｂ）に示すように、設計パターンデータを予め定めた膨張率で膨張処理した後、この結果と異物・欠陥８の座標とを比較して最終的にパターン上と判断されたならばこれを致命候補異物・欠陥１６と判定し、これを検査装置記憶系１３に記録保存する。
【００３６】
なお、致命候補異物・欠陥１６以外は、非致命異物・欠陥１７と判定し、これを検査装置記憶系１３に記録保存する。
【００３７】
したがって、致命・非致命判定では、最終的には、図５に示すように、パターン外の場合が非致命異物・欠陥１７となり、パターン上の場合が、致命異物・欠陥１５と致命候補異物・欠陥１６との判定に分類される。
【００３８】
その後、致命、致命候補あるいは非致命と判定された異物・欠陥８のあるチップに致命、致命候補あるいは非致命と記録し、これを保存する。
【００３９】
さらに、この検査に用いた半導体ウェハ２の該当製造工程の推定最大歩留と推定最小歩留を非致命チップ数と致命チップ数とのそれぞれ用いて計算する（ステップＳ７）。
【００４０】
また、図１に示す外観検査装置では、これに設けられた図２に示す検査装置表示系１８によって、検査に用いた半導体ウェハ２の推定最大歩留と推定最小歩留、図６に示す各種チップマップ情報の表示、図７に示す各種時系列推移情報の表示および図８に示す製造工程追跡情報の表示を行うことができる。
【００４１】
なお、図６は、半導体ウェハ２における異物・欠陥８の位置を示す図であり、図６の向かって左側から順に、全ての異物・欠陥８のチップマップ情報、致命に対応する異物・欠陥８のチップマップ情報、致命候補に対応する異物・欠陥８のチップマップ情報、非致命に対応するチップマップ情報、不良・不良候補チップに置き換えたチップマップ情報をそれぞれ示したものである。
【００４２】
また、図７は、複数の半導体ウェハ２のそれぞれにおける異物・欠陥８の数を検査日ごとに示した時系列推移情報のうちのある特定の検査日のデータであり、図７では向かって左側から順に、全ての異物・欠陥８の数、致命に対応する異物・欠陥８の数、致命＋致命候補に対応する異物・欠陥８の数、非致命に対応するチッ異物・欠陥８の数、工程歩留に置き換えた情報をそれぞれ示したものである。
【００４３】
さらに、図８は、半導体装置の製造工程でウェハ処理を行っている製造工程に対して各々の製造工程（検査工程）における異物・欠陥８の数を製造工程追跡情報として示したものであり、図７では向かって左側から順に、全ての異物・欠陥８の数、致命に対応する異物・欠陥８の数、致命＋致命候補に対応する異物・欠陥８の数、非致命に対応するチッ異物・欠陥８の数、工程歩留に置き換えた情報をそれぞれ示したものであり、それぞれの情報から致命・非致命判定の結果に対して因果関係を持つ製造工程を追跡することができる。
【００４４】
なお、図６、図７および図８に示す各情報の検査結果の表示については、少なくとも何れか１つの種類の情報を表示できればよく、前記３種類のうちの何れか２種類を表示してもよく、また、前記３種類全てを表示してもよい。
【００４５】
また、本実施の形態１の外観検査装置では、これらの検査結果であるそれぞれの異物・欠陥８のチップを特定するチップマトリクス１１のデータ、チップ内の予め定められた基準原点からの直交座標および致命／非致命判定結果を、半導体ウェハ２の識別コードや検査工程などとともに中央制御系９に設けられた検査装置通信系１９によって外部装置である解析装置５０に送信することができる。
【００４６】
ここで、図２に示すように、解析装置５０は、解析装置通信系５１、解析装置記憶系５２、解析ステーション５３、物流管理ステーション５４および解析装置表示系５５などを備えており、解析装置通信系５１と外観検査装置の検査装置通信系１９とが電気的に接続されており、情報伝達が可能となっている。
【００４７】
したがって、外観検査装置の検査装置通信系１９から送信された前記種々の情報は、解析装置５０の解析装置記憶系５２に記憶される。
【００４８】
また、解析ステーション５３では、これに接続された解析装置表示系５５により、外観検査装置の検査装置表示系１８で表示する内容と同じもの、すなわち検査で使用した半導体ウェハ２の推定最大歩留と推定最小歩留、図６に示す各種チップマップ情報、図７に示す各種時系列推移情報および図８に示す製造工程追跡情報を表示することができる。
【００４９】
さらに、解析ステーション５３では、半導体ウェハ２の図９に例示する各検査工程での工程歩留から、電気的回路動作検査工程での歩留を予測し、このデータを解析装置記憶系５２に保存する。
【００５０】
なお、図６に示す各種チップマップ情報、図７に示す各種時系列推移情報および図８に示す製造工程追跡情報の表示については、検査装置表示系１８と解析装置表示系５５のうち、何れか一方で行ってもよいし、あるいは両方で行ってもよい。
【００５１】
また、物流管理ステーション５４では、半導体ウェハ２への所望の処理が行われた検査工程での工程歩留が規定値以下の場合に、この半導体ウェハ２を電子顕微鏡観察などの詳細検査する工程に進める旨の指示を行う。
【００５２】
さらに、物流管理ステーション５４では、半導体製造工程の検査工程内で前記外観検査装置が前記検査方法で検査した製造途中の製品の致命・非致命率の情報を受け、これにより、前記検査工程内に存在する当該品種の歩留りを推定し、出荷予定数量に対する偏差を解析して当該品種の生産数量を制御することができる。
【００５３】
なお、物流管理ステーション５４では、当該検査工程での抜き取り検査率を、例えば、初期設定値である１０％から２５％に増加させる指示を出す。また、当該半導体ウェハ２の当該検査工程での工程歩留において規定値以上の状態が設定期間以上継続した場合には、当該検査工程での抜き取り検査率を、例えば、初期設定値である１０％から５％に減少させるなどの指示を出す。
【００５４】
したがって、解析装置５０では、前記検査工程における検査方法で検査した製造途中の製品の致命・非致命率の情報を受けて、工程内に存在する当該品種の検査率を制御することが可能になる。
【００５５】
また、物流管理ステーション５４は、予測歩留が当初の予測歩留より低い場合には当該製品の着工増加指示を出し、これに対して予測歩留が当初の予測歩留より高い場合には当該製品の着工減少指示を出す。
【００５６】
したがって、致命・非致命判定の結果を受けた解析装置５０の物流管理ステーション５４の前記様々の指示により、詳細検査の効率と製品全体の製造期間短縮が図ることができる。
【００５７】
さらに、製品全体の歩留を低下させる問題工程の検査率を増加させることができ、これにより、不具合の発見と対策を早めて原価低減に寄与できるとともに、カスタム製品の納期管理および不良在庫低減を図ることが可能になる。
【００５８】
すなわち、本実施の形態１の半導体装置の製造方法では、異物・欠陥８の致命・非致命の判定結果情報を、この判定を行った外観検査装置と電気的に接続された解析装置５０（外部装置）における物流管理ステーション５４に送信し、これを用いて物流管理ステーション５４により前記判定結果情報に基づいて半導体製造工程の物流を管理し、その結果、適切な処理を指示することにより、前記外観検査装置による致命・非致命の結果を各製造工程の処理に反映させることができる。
【００５９】
（実施の形態２）
図１０は本発明の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる実施の形態２の外観検査装置の主要部の構造の一例を示す斜視図、図１１は図１０に示す実施の形態２の外観検査装置とこれに接続される外部装置とのそれぞれの主要部の構成の一例を示すブロック構成図、図１２は本発明の実施の形態２における半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる致命・非致命判定方法の一例を示す図であり、（ａ）は参照用チップのパターン図、（ｂ）は（ａ）のフーリエ画像図、図１３は本発明の実施の形態２における半導体装置の製造方法の検査工程で行われる検査手順の一例を示す検査手順フロー図である。
【００６０】
本実施の形態２の半導体装置の製造方法では、前記実施の形態１の半導体装置の製造工程で使用した外観検査装置とほぼ同様の外観検査装置を用いて、異物・欠陥８の致命・非致命の判定を行う。
【００６１】
ここで、図１０に示す本実施の形態２の外観検査装置の構成について、前記実施の形態１の図１に示す外観検査装置との相違点について説明する。
【００６２】
図１０に示す本実施の形態２の外観検査装置は暗視野方式のもので、かつ、図１に示す実施の形態１の外観検査装置にフーリエ画像処理系２０を加えた構造であり、したがって、フーリエ画像処理を行うために、レーザ光３ａの半導体ウェハ２からの散乱・回折光３ｂの光路上にレンズ２１とハーフミラー２２とが設置され、さらにハーフミラー２２からの散乱・回折光３ｂを検出するフーリエ処理用検出器２３が設置されている。
【００６３】
なお、本実施の形態２の外観検査装置のその他の構成は、実施の形態１の外観検査装置と同様であるためその重複説明は省略する。
【００６４】
次に、本実施の形態２の半導体装置の製造方法について説明する。
【００６５】
なお、ここでは、本実施の形態２の異物・欠陥８の致命・非致命判定方法についてのみ説明し、それ以外の前記半導体装置の製造方法については、前記実施の形態１のものと同様であるためその重複説明は省略する。
【００６６】
まず、ステージ１上の半導体ウェハ２の主面の検査用チップ６（第１エリア）にレーザ３からレーザ光３ａ（光）を照射すると、レーザ光３ａは半導体ウェハ２で反射して散乱・回折光３ｂになり、さらにレンズ２１を通った後、ハーフミラー２２を通過する散乱・回折光３ｂと、ハーフミラー２２から反射する散乱・回折光３ｂとに分かれ、前者を検出器４によって検出し、後者をフーリエ処理用検出器２３によって検出する。
【００６７】
したがって、パターン２４（図１２参照）からの信号と異物・欠陥８からの信号とを検出器４およびフーリエ処理用検出器２３によって検出する。
【００６８】
その後、検出器４に取り込んだ検査用チップ６のイメージの信号（検査用チップ情報であり、本実施の形態２では第１エリア情報でもある）を検出画像比較処理系５に送る。
【００６９】
この検出画像比較処理系５では、検査用チップ６からのイメージの信号（検査用チップ情報）と参照用チップ７（第２エリア）からのイメージの信号（参照用チップ情報であり、本実施の形態２では第２エリア情報でもある）との比較処理を行う（図１３のステップＳ１１）。すなわち、検査用チップ６のイメージの信号と、検査用チップ６に隣接し、かつ予め記憶してあった参照用チップ７のイメージの信号との差分を取り、この差分の値がパターン１０の差分値の最大値Thnmax（図示せず）より大きい場合を異物・欠陥８異物と判定し、小さい場合をパターン１０と判定する。
【００７０】
その後、検出画像比較処理系５の判定結果によって異物・欠陥８の抽出を行う（ステップＳ１２）。
【００７１】
なお、この比較処理を中央制御系９によりステージコントローラを制御しながら、ステージ１を移動させることによって、半導体ウェハ２の全面に対して行う。
【００７２】
この結果、半導体ウェハ２上の異物・欠陥８の位置を特定（ステップＳ１３）でき、かつ、それらの位置について、実施の形態１の図３に示すように、チップを特定するチップマトリクス１１と、チップ内の予め定められた基準原点からの直交座標であるＸＹ方向のチップ座標１２とを外観検査装置に設けられた検査装置記憶系１３に保存する。
【００７３】
これにより、異物・欠陥８の半導体ウェハ２上の座標を得ることができ、かつ前記画像比較処理を用いて、異物・欠陥８の大きさも算出する（ステップＳ１４）。
【００７４】
なお、これら異物・欠陥８の位置や大きさの情報を異物・欠陥情報と呼ぶ。
【００７５】
一方、前記検査中に、同時にハーフミラー２２を介して光学的フーリエ変換面の像をフーリエ処理用検出器２３によって検出する。
【００７６】
その後、フーリエ画像処理系２０においてフーリエ画像処理（ステップＳ１５）を行う。
【００７７】
すなわち、フーリエ画像処理系２０において参照用チップ７からのパターン情報（ここでは、主にパターンピッチ）を求める。
【００７８】
なお、図１２は、本実施の形態２のフーリエ画像処理を用いた致命・非致命判定方法を示したものである。図１２（ａ）に示すように、メモリＬＳＩのような繰返しのパターン２４が存在する場合、そのフーリエ画像は、図１２（ｂ）のようになる。中央の０次光箇所２５を遮光すると、繰返しのパターン２４が存在した場合には特徴的はフーリエ画像を観測でき、これにより、フーリエ画像のそれぞれの輝点２６の間隔からパターン２４の空間周波数を計算し、その結果、パターンピッチを算出する。
【００７９】
続いて、異物・欠陥情報による異物・欠陥８の位置に対しての参照用チップ７の前記パターン情報によるパターン２４の有無を判定し、異物・欠陥８の位置にパターン２４が有ると判定した際には異物・欠陥８を致命とし、異物・欠陥８の位置にパターン２４が無いと判定した際には異物・欠陥８を非致命とする。
【００８０】
本実施の形態２では、前記パターンピッチと異物・欠陥８の大きさとを比較し（ステップＳ１６）、異物・欠陥８の大きさが前記パターンピッチの1.５倍以上の場合に致命と判定し、これを図１３に示すように致命異物・欠陥１５として図１１に示す検査装置記憶系１３に記録保存する。
【００８１】
一方、異物・欠陥８の大きさが前記パターンピッチの0.５倍以下の場合は非致命と判定し、これを非致命異物・欠陥１７として検査装置記憶系１３に記録保存する。
【００８２】
さらに、異物・欠陥８の大きさが前記倍率の間であったり、形状が円形から大きく外れた場合には致命候補と判定し、これを致命候補異物・欠陥１６として検査装置記憶系１３に記録保存する。
【００８３】
その後、致命、致命候補あるいは非致命と判定された異物・欠陥８のあるチップに致命、致命候補あるいは非致命と記録し、これを検査装置記憶系１３に保存する。
【００８４】
さらに、この検査に用いた半導体ウェハ２の該当製造工程の推定最大歩留と推定最小歩留を非致命チップ数と致命チップ数とのそれぞれ用いて計算する（ステップＳ１７）。
【００８５】
なお、本実施の形態２の外観検査装置における致命・非致命の判定結果の表示形態・方法、および外観検査装置と電気的に接続される解析装置５０（外部装置）の構成とその機能、さらに、本実施の形態２の半導体装置の製造方法によって得られる効果については前記実施の形態１のものと同様であるため、その重複説明は省略する。
【００８６】
（実施の形態３）
図１４は本発明の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる実施の形態３の外観検査装置の主要部の構造の一例を示す斜視図、図１５は図１４に示す実施の形態３の外観検査装置とこれに接続される外部装置とのそれぞれの主要部の構成の一例を示すブロック構成図、図１６は本発明の実施の形態３の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる致命・非致命判定方法の一例を示す図であり、（ａ）は参照用チップのパターン図、（ｂ）は（ａ）の暗視野検出像図、図１７は本発明の実施の形態３における半導体装置の製造方法の検査工程で行われる検査手順の一例を示す検査手順フロー図である。
【００８７】
本実施の形態３の半導体装置の製造方法では、前記実施の形態１の半導体装置の製造工程で使用した外観検査装置とほぼ同様の外観検査装置を用いて、異物・欠陥８の致命・非致命の判定を行う。
【００８８】
ここで、図１４に示す本実施の形態３の外観検査装置の構成について、前記実施の形態１の図１に示す外観検査装置との相違点について説明する。
【００８９】
図１４に示す本実施の形態３の外観検査装置は暗視野方式のもので、かつ、図１に示す実施の形態１の外観検査装置にしきい値処理系２７を加えた構造であり、図１６（ａ）に示す参照用チップ７のパターン２８をしきい値処理して致命・非致命を判定するものである。
【００９０】
なお、本実施の形態３の外観検査装置のその他の構成は、実施の形態１の外観検査装置と同様であるためその重複説明は省略する。
【００９１】
次に、本実施の形態３の半導体装置の製造方法について説明する。
【００９２】
なお、ここでは、本実施の形態３の異物・欠陥８の致命・非致命判定方法についてのみ説明し、それ以外の前記半導体装置の製造方法については、前記実施の形態１のものと同様であるためその重複説明は省略する。
【００９３】
まず、ステージ１上の半導体ウェハ２の検査用チップ６にレーザ３からレーザ光３ａ（光）を照射すると、レーザ光３ａは半導体ウェハ２で反射して散乱・回折光３ｂになり、これにより、パターン２８からの信号と異物・欠陥８からの信号とを検出器４によって検出する。
【００９４】
さらに、検出器４に取り込んだ検査用チップ６のイメージの信号（検査用チップ情報）を検出画像比較処理系５に送る。
【００９５】
この検出画像比較処理系５では、検査用チップ６からのイメージの信号（検査用チップ情報）と参照用チップ７からのイメージの信号（参照用チップ情報）との比較処理を行う（図１７のステップＳ２１）。すなわち、検査用チップ６のイメージの信号と、検査用チップ６に隣接し、かつ予め記憶してあった参照用チップ７のイメージの信号との差分を取り、この差分の値がパターン１０の差分値の最大値Thnmax（図示せず）より大きい場合を異物・欠陥８異物と判定し、小さい場合をパターン１０と判定する。
【００９６】
その後、検出画像比較処理系５の判定結果によって異物・欠陥８の抽出を行う（ステップＳ２２）。
【００９７】
なお、この比較処理を中央制御系９によりステージコントローラを制御しながら、ステージ１を移動させることによって、半導体ウェハ２の全面に対して行う。
【００９８】
この結果、半導体ウェハ２上の異物・欠陥８の位置を特定（ステップＳ２３）でき、かつ、それらの位置について、図３に示すように、チップを特定するチップマトリクス１１と、チップ内の予め定められた基準原点からの直交座標であるＸＹ方向のチップ座標１２とを外観検査装置に設けられた検査装置記憶系１３に保存する。
【００９９】
これにより、異物・欠陥８の半導体ウェハ２上の座標を得ることができ、さらに前記画像比較処理を用いて、異物・欠陥８の大きさも算出する（ステップＳ２４）。
【０１００】
なお、これら異物・欠陥８の位置や大きさの情報を異物・欠陥情報と呼ぶ。
【０１０１】
一方、これら検査中に、同時に、図１６（ａ）に示す参照用チップ７のパターン２８の暗視野像パターン２９（図１６（ｂ）参照）を取得する。
【０１０２】
さらに、しきい値処理系２７においてしきい値処理を行い（ステップＳ２５）、パターン２９の有無を認識して（ステップＳ２６）、参照用チップ７のパターン情報を求め、このパターン２９のパターン情報を中央制御系９に送る。
【０１０３】
中央制御系９では、異物・欠陥８の位置座標や大きさなどの異物・欠陥情報と、パターン２９の前記パターン情報とを用いて前記異物・欠陥情報による異物・欠陥８の位置に対しての参照用チップ７の前記パターン情報によるパターン２９の有無を判定する（ステップＳ２７）。
【０１０４】
ここでは、異物・欠陥８の位置にパターン２９が有る（パターン上）と判定した際には異物・欠陥８を致命とし、これを図１７に示すように致命異物・欠陥１５として図１５に示す検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０１０５】
また、パターン外の場合、パターン２９を予め定めた膨張率で膨張処理した後、この結果と異物・欠陥８の座標とを比較して最終的にパターン上と判断されたならばこれを致命候補異物・欠陥１６と判定し、これを検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０１０６】
なお、致命候補異物・欠陥１６以外は、非致命異物・欠陥１７と判定し、これを検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０１０７】
その後、致命、致命候補あるいは非致命と判定された異物・欠陥８のあるチップに致命、致命候補あるいは非致命と記録し、これを検査装置記憶系１３に保存する。
【０１０８】
さらに、この検査に用いた半導体ウェハ２の該当製造工程の推定最大歩留と推定最小歩留を非致命チップ数と致命チップ数とのそれぞれ用いて計算する（ステップＳ２８）。
【０１０９】
なお、本実施の形態３の外観検査装置における致命・非致命の判定結果の表示形態・方法、および外観検査装置と電気的に接続される解析装置５０（外部装置）の構成とその機能、さらに、本実施の形態３の半導体装置の製造方法によって得られる効果については前記実施の形態１のものと同様であるため、その重複説明は省略する。
【０１１０】
（実施の形態４）
図１８は本発明の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる実施の形態４の外観検査装置の主要部の構造の一例を示す斜視図、図１９は図１８に示す実施の形態４の外観検査装置とこれに接続される外部装置とのそれぞれの主要部の構成の一例を示すブロック構成図、図２０は本発明の実施の形態４における半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる致命・非致命判定方法の一例を示す図であり、（ａ）は参照用チップのパターンの暗視野像図、（ｂ）は（ａ）を２値化処理して分割した８×８分割図、（ｃ）は（ｂ）の重み付け図、図２１は本発明の実施の形態４における半導体装置の製造方法の検査工程で行われる検査手順の一例を示す検査手順フロー図である。
【０１１１】
本実施の形態４の半導体装置の製造方法では、前記実施の形態１の半導体装置の製造工程で使用した外観検査装置とほぼ同様の外観検査装置を用いて、異物・欠陥８の致命・非致命の判定を行う。
【０１１２】
ここで、図１８に示す本実施の形態４の外観検査装置の構成について、前記実施の形態１の図１に示す外観検査装置との相違点について説明する。
【０１１３】
図１８に示す本実施の形態４の外観検査装置は暗視野方式のもので、かつ、図１に示す実施の形態１の外観検査装置に画像分割２値化処理系３２を加えた構造であり、また、さらに、レーザ光３ａの半導体ウェハ２からの散乱・回折光３ｂの光路上にレンズ３０と空間フィルタ（フィルタ）３１とが設置されており、画像分割と２値化処理とを行って致命・非致命を判定するものである。
【０１１４】
なお、本実施の形態４の外観検査装置のその他の構成は、実施の形態１の外観検査装置と同様であるためその重複説明は省略する。
【０１１５】
次に、本実施の形態４の半導体装置の製造方法について説明する。
【０１１６】
なお、ここでは、本実施の形態４の異物・欠陥８の致命・非致命判定方法についてのみ説明し、それ以外の前記半導体装置の製造方法については、前記実施の形態１のものと同様であるためその重複説明は省略する。
【０１１７】
まず、ステージ１上の半導体ウェハ２の検査用チップ６にレーザ３からレーザ光３ａ（光）を照射すると、レーザ光３ａは半導体ウェハ２で反射して散乱・回折光３ｂになり、この散乱・回折光３ｂがレンズ３０と空間フィルタ３１とを通って検出器４に入る。これにより、パターン１０（図４（ａ）参照）からの信号と異物・欠陥８からの信号とを検出器４によって検出する。
【０１１８】
さらに、検出器４に取り込んだ検査用チップ６のイメージの信号（検査用チップ情報）を検出画像比較処理系５に送る。
【０１１９】
この検出画像比較処理系５では、検査用チップ６からのイメージの信号（検査用チップ情報）と参照用チップ７からのイメージの信号（参照用チップ情報）との比較処理を行う（図２１のステップＳ３１）。すなわち、検査用チップ６のイメージの信号と、検査用チップ６に隣接し、かつ予め記憶してあった参照用チップ７のイメージの信号との差分を取り、この差分の値がパターン１０の差分値の最大値Thnmax（図示せず）より大きい場合を異物・欠陥８異物と判定し、小さい場合をパターン１０と判定する。
【０１２０】
その後、検出画像比較処理系５の判定結果によって異物・欠陥８の抽出を行う（ステップＳ３２）。
【０１２１】
なお、この比較処理を中央制御系９によりステージコントローラを制御しながら、ステージ１を移動させることによって、半導体ウェハ２の全面に対して行う。
【０１２２】
この結果、半導体ウェハ２上の異物・欠陥８の位置を特定（ステップＳ３３）でき、かつ、それらの位置について、図３に示すように、チップを特定するチップマトリクス１１と、チップ内の予め定められた基準原点からの直交座標であるＸＹ方向のチップ座標１２とを外観検査装置に設けられた検査装置記憶系１３に保存する。
【０１２３】
これにより、異物・欠陥８の半導体ウェハ２上の座標を得ることができ、さらに前記画像比較処理を用いて、異物・欠陥８の大きさも算出する（ステップＳ３４）。
【０１２４】
なお、これら異物・欠陥８の位置や大きさの情報を異物・欠陥情報と呼ぶ。
【０１２５】
図２１に示すステップＳ３４の終了後、参照用チップ７にレーザ光３ａを照射してレーザ光３ａの散乱・回折光３ｂを空間フィルタ３１に通さずに検出して参照用チップ情報を取得し、これによって取得した参照用チップ情報を２値化処理して前記参照用チップのパターン情報を求める画像分割２値化処理を行う（ステップＳ３５）。
【０１２６】
その際、本実施の形態４では、空間フィルタ３１を移動させ、散乱・回折光３ｂの光路上に空間フィルタ３１のホルダ３１ｂの開口部３１ａを配置し、散乱・回折光３ｂに空間フィルタ３１が作用しないようにする。
【０１２７】
続いて、検出された異物・欠陥８の位置の参照用チップ７のパターン３３がレンズ３０の視野に入る位置にステージ１を順次移動させ、検出器４によって図２０（ａ）に示す暗視野像を取得する。
【０１２８】
さらに、この暗視野像を例えば８×８＝６４個のマス目に空間分割した後、図２０（ｂ）に示すように、それぞれのセル内で明るさを予め定めたしきい値処理をして明るい箇所を「１」とする２値化処理を行う。続いて、全セルにパターン３３が存在した場合のとの比（これをパターン情報とする）を求める。
【０１２９】
ここでは、図２０（ｂ）に示すように、６４個のマス目中、３１個で「１」となったため、３１／６４で略0.５となった。
【０１３０】
なお、図２０（ｂ）に示す空間分割したそれぞれのセルの２値化処理値に対して分割位置に応じた係数（例えば、最外周から中央に向かって順次「１」、「２」、「４」、「８」を乗じて分割位置ごとに２値化処理値に重みを付けたものが図２０（ｃ）である。
【０１３１】
その後、画像分割２値化処理系３２で求めた前記比であるパターン情報を中央制御系９に送る。
【０１３２】
中央制御系９では、異物・欠陥８の位置座標や大きさなどの異物・欠陥情報と、２値化処理を行って得た前記パターン情報とを用いて前記異物・欠陥情報による異物・欠陥８の位置に対しての参照用チップ７の前記パターン情報によるパターン３３の有無を判定する（ステップＳ３６）。
【０１３３】
これにより、前記パターン情報による前記比の値が、例えば、0.８（これは単に設定値であり、種々変更可能な数値である）以上の場合は、異物・欠陥８を致命と判定し、図２１に示すように、これを致命異物・欠陥１５として図１９に示す検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０１３４】
また、前記比の値が、例えば、0.２（これも単に設定値であり、種々変更可能な数値である）以下の場合は、異物・欠陥８を非致命と判定し、これを非致命異物・欠陥１７として検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０１３５】
なお、前記比の値が0.２と0.８の間の場合には、異物・欠陥８を致命候補と判定し、これを致命候補異物・欠陥１６として検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０１３６】
その後、致命、致命候補あるいは非致命と判定された異物・欠陥８のあるチップに致命、致命候補あるいは非致命と記録し、これを検査装置記憶系１３に保存する。
【０１３７】
さらに、この検査に用いた半導体ウェハ２の該当製造工程の推定最大歩留と推定最小歩留を非致命チップ数と致命チップ数とのそれぞれ用いて計算する（ステップＳ３７）。
【０１３８】
なお、本実施の形態４の外観検査装置における致命・非致命の判定結果の表示形態・方法、および外観検査装置と電気的に接続される解析装置５０（外部装置）の構成とその機能、さらに、本実施の形態４の半導体装置の製造方法によって得られる効果については前記実施の形態１のものと同様であるため、その重複説明は省略する。
【０１３９】
（実施の形態５）
図２２は本発明の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる実施の形態５の外観検査装置の主要部の構造の一例を示す斜視図、図２３は図２２に示す実施の形態５の外観検査装置とこれに接続される外部装置とのそれぞれの主要部の構成の一例を示すブロック構成図、図２４は本発明の実施の形態５における半導体装置の製造方法の検査工程で行われる検査手順の一例を示す検査手順フロー図である。
【０１４０】
本実施の形態５の半導体装置の製造方法では、前記実施の形態１の半導体装置の製造工程で使用した外観検査装置とほぼ同様の外観検査装置を用いて、異物・欠陥８の致命・非致命の判定を行う。
【０１４１】
ここで、図２２に示す本実施の形態５の外観検査装置の構成について、前記実施の形態１の図１に示す外観検査装置との相違点について説明する。
【０１４２】
図２２に示す本実施の形態５の外観検査装置は暗視野方式のもので、かつ、図１に示す実施の形態１の外観検査装置にしきい値処理／パターン抽出系３４およびチップ情報記憶部３５を加えた構造であり、検査前に参照用チップ７のパターン１０（図４参照）のデータを取得してこれをチップ情報記憶部３５に格納しておき、検査時にこのデータを用いて致命・非致命を判定するものである。
【０１４３】
なお、本実施の形態５の外観検査装置のその他の構成は、実施の形態１の外観検査装置と同様であるためその重複説明は省略する。
【０１４４】
次に、本実施の形態５の半導体装置の製造方法について説明する。
【０１４５】
なお、ここでは、本実施の形態５の異物・欠陥８の致命・非致命判定方法についてのみ説明し、それ以外の前記半導体装置の製造方法については、前記実施の形態１のものと同様であるためその重複説明は省略する。
【０１４６】
まず、検査前に、ステージ１に支持された半導体ウェハ２の１つまたは複数の半導体チップ３６にレーザ光３ａを照射してレーザ光３ａの散乱・回折光３ｂを検出し、これの暗視野像を取得する。
【０１４７】
続いて、前記暗視野像から半導体チップ３６上のパターン情報を含むチップ情報を取得し、これによって図２４のステップＳ４１に示すしきい値処理／パターン抽出を行う。
【０１４８】
すなわち、前記暗視野像を２値化処理し、これにより、パターン抽出を行い、これらのチップ情報すなわち半導体チップ３６におけるパターン配置やそのチップ内位置をチップ情報記憶部３５に格納（保存）する。
【０１４９】
その後、検査を行う。
【０１５０】
まず、ステージ１上の半導体ウェハ２の検査用チップ６にレーザ３からレーザ光３ａ（光）を照射すると、レーザ光３ａは半導体ウェハ２で反射して散乱・回折光３ｂになり、これにより、パターン１０からの信号と異物・欠陥８（図３参照）からの信号とを検出器４によって検出する。
【０１５１】
さらに、検出器４に取り込んだ検査用チップ６のイメージの信号（検査用チップ情報）を検出画像比較処理系５に送る。
【０１５２】
この検出画像比較処理系５では、検査用チップ６からのイメージの信号（検査用チップ情報）と参照用チップ７からのイメージの信号（参照用チップ情報）との比較処理を行う（図２４のステップＳ４２）。すなわち、検査用チップ６のイメージの信号と、検査用チップ６に隣接し、かつ予め記憶してあった参照用チップ７のイメージの信号との差分を取り、この差分の値がパターン１０の差分値の最大値Thnmax（図示せず）より大きい場合を異物・欠陥８と判定し、小さい場合をパターン１０と判定する。
【０１５３】
その後、検出画像比較処理系５の判定結果によって異物・欠陥８の抽出を行う（ステップＳ４３）。
【０１５４】
なお、この比較処理を中央制御系９によりステージコントローラを制御しながら、ステージ１を移動させることによって、半導体ウェハ２の全面に対して行う。
【０１５５】
この結果、半導体ウェハ２上の異物・欠陥８の位置を特定（ステップＳ４４）でき、かつ、それらの位置について、図３に示すように、チップを特定するチップマトリクス１１と、チップ内の予め定められた基準原点からの直交座標であるＸＹ方向のチップ座標１２とを外観検査装置に設けられた検査装置記憶系１３に保存する。
【０１５６】
これにより、異物・欠陥８の半導体ウェハ２上の座標を得ることができ、さらに前記画像比較処理を用いて、異物・欠陥８の大きさも算出する（ステップＳ４５）。
【０１５７】
なお、これら異物・欠陥８の位置や大きさの情報を異物・欠陥情報と呼ぶ。
【０１５８】
その後、中央制御系９では、予めチップ情報記憶部３５に保存した半導体チップ３６のチップ情報を取り出し、そのなかのパターン情報を用いて、前記異物・欠陥情報による異物・欠陥８の位置に対しての半導体チップ３６の前記パターン情報によるパターン１０の有無の判定を行う（ステップＳ４６）。
【０１５９】
ここでは、異物・欠陥８の位置にパターン１０が有る（パターン上）と判定した際には異物・欠陥８を致命とし、これを図２４に示すように致命異物・欠陥１５として図２３に示す検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０１６０】
また、パターン外の場合、パターン１０を予め定めた膨張率で膨張処理した後、この結果と異物・欠陥８の座標とを比較して最終的にパターン上と判断されたならばこれを致命候補異物・欠陥１６と判定し、これを検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０１６１】
なお、致命候補異物・欠陥１６以外は、非致命異物・欠陥１７と判定し、これを検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０１６２】
その後、致命、致命候補あるいは非致命と判定された異物・欠陥８のあるチップに致命、致命候補あるいは非致命と記録し、これを検査装置記憶系１３に保存する。
【０１６３】
さらに、この検査に用いた半導体ウェハ２の該当製造工程の推定最大歩留と推定最小歩留を非致命チップ数と致命チップ数とのそれぞれ用いて計算する（ステップＳ４７）。
【０１６４】
なお、本実施の形態５の外観検査装置における致命・非致命の判定結果の表示形態・方法、および外観検査装置と電気的に接続される解析装置５０（外部装置）の構成とその機能、さらに、本実施の形態５の半導体装置の製造方法によって得られる効果については前記実施の形態１のものと同様であるため、その重複説明は省略する。
【０１６５】
（実施の形態６）
図２５は本発明の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる実施の形態６の外観検査装置の主要部の構造の一例を示す斜視図、図２６は図２５に示す実施の形態６の外観検査装置とこれに接続される外部装置とのそれぞれの主要部の構成の一例を示すブロック構成図、図２７は本発明の実施の形態６における半導体装置の製造方法の検査工程で行われる検査手順の一例を示す検査手順フロー図である。
【０１６６】
本実施の形態６の半導体装置の製造方法では、前記実施の形態１の半導体装置の製造工程で使用した外観検査装置とほぼ同様の外観検査装置を用いて、異物・欠陥８の致命・非致命の判定を行う。
【０１６７】
ここで、図２５に示す本実施の形態６の外観検査装置の構成について、前記実施の形態１の図１に示す外観検査装置との相違点について説明する。
【０１６８】
図２５に示す本実施の形態６の外観検査装置は、単色光を用いた暗視野系と可視光を用いた明視野系との２種類の光学系を備えるものである。
【０１６９】
すなわち、前記暗視野系には単色光であるレーザ光３ａを照射するレーザ３と、その散乱・回折光３ｂを検出する第１検出器３７と、前記暗視野系の比較処理を行う第１検出画像比較処理系３８とが設けられ、一方、前記明視野系には、ランプ光４１ａ（可視光）を発する光源であるランプ４１と、ランプ光４１ａを反射させるとともに、その反射光４１ｂを透過させるハーフミラー４０と、ランプ光４１ａを収集するレンズ３９と、ランプ光４１ａの半導体ウェハ２からの反射光４１ｂを検出する第２検出器４２と、前記明視野系の比較処理を行う第２検出画像比較処理系４３と、異物・欠陥８の大きさを求める異物・欠陥サイズ算出系４４と、２値化処理を行う２値化処理系４５とが設けられている。
【０１７０】
すなわち、本実施の形態６の外観検査装置は、前記暗視野系と前記明視野系とを用いて異物・欠陥８の致命・非致命を判定するものである。
【０１７１】
なお、本実施の形態６の外観検査装置のその他の構成は、実施の形態１の外観検査装置と同様であるためその重複説明は省略する。
【０１７２】
次に、本実施の形態６の半導体装置の製造方法について説明する。
【０１７３】
なお、ここでは、本実施の形態６の異物・欠陥８の致命・非致命判定方法についてのみ説明し、それ以外の前記半導体装置の製造方法については、前記実施の形態１のものと同様であるためその重複説明は省略する。
【０１７４】
まず、前記暗視野系において、ステージ１上の半導体ウェハ２の検査用チップ６にレーザ３から単色光であるレーザ光３ａ（光）を照射すると、レーザ光３ａは半導体ウェハ２で反射して散乱・回折光３ｂになり、これにより、パターン１０（図４参照）からの信号と異物・欠陥８（図３参照）からの信号とを第１検出器３７によって検出する。
【０１７５】
さらに、第１検出器３７に取り込んだ検査用チップ６のイメージの信号（検査用チップ情報）を第１検出画像比較処理系３８に送る。
【０１７６】
この第１検出画像比較処理系３８では、検査用チップ６からのイメージの信号（検査用チップ情報）と参照用チップ７からのイメージの信号（参照用チップ情報）との第１比較処理を行う（図２７のステップＳ５１）。すなわち、検査用チップ６のイメージの信号と、検査用チップ６に隣接し、かつ予め記憶してあった参照用チップ７のイメージの信号との差分を取り、この差分の値がパターン１０の差分値の最大値Thnmax（図示せず）より大きい場合を異物・欠陥８異物と判定し、小さい場合をパターン１０と判定する。
【０１７７】
その後、第１検出画像比較処理系３８の判定結果によって異物・欠陥８の抽出を行う（ステップＳ５２）。
【０１７８】
なお、この第１比較処理を中央制御系９によりステージコントローラを制御しながら、ステージ１を移動させることによって、半導体ウェハ２の全面に対して行う。
【０１７９】
この結果、半導体ウェハ２上の異物・欠陥８の位置を特定（ステップＳ５３）でき、かつ、それらの位置について、図３に示すように、チップを特定するチップマトリクス１１と、チップ内の予め定められた基準原点からの直交座標であるＸＹ方向のチップ座標１２とを外観検査装置に設けられた検査装置記憶系１３に保存する。
【０１８０】
これにより、異物・欠陥８の半導体ウェハ２上の座標を得ることができ（ステップＳ５４）、さらに前記第１画像比較処理を用いて、異物・欠陥８の大きさも算出する。
【０１８１】
なお、これら異物・欠陥８の位置や大きさの情報を異物・欠陥情報と呼ぶ。
【０１８２】
その後、前記明視野系の検査を行う。
【０１８３】
まず、異物・欠陥８の検出位置にレンズ３９の視野が納まるようにステージ１を移動する。これにより、レンズ３９にはランプ４１からのランプ光４１ａがハーフミラー４０を介して落射入射し、その結果、明視野画像をレンズ３９を介して第２検出器４２に結像してそこに一時的に記憶しておく。これにより、検査用チップ６からの明視野信号である可視光検査用チップ情報を取得する。
【０１８４】
一方、同様の方法で参照用チップ７からの明視野像を第２検出器４２に取り込んで明視野信号である可視光参照用チップ情報を取得する。
【０１８５】
その後、前記可視光検査用チップ情報と前記可視光参照用チップ情報とを第１検出画像比較処理系３８において第２比較処理（ステップＳ５５）し、これにより、異物・欠陥８の抽出（ステップＳ５６）を行い、さらに、異物・欠陥８の大きさおよびパターン１０の抽出を行う（ステップＳ５７）。
【０１８６】
なお、これらを検出した異物・欠陥８について繰り返して行う。
【０１８７】
その後、中央制御系９では、可視光による参照用チップ情報のパターン情報をしきい値処理（ステップＳ５８に示す２値化処理）し、これにより、前記異物・欠陥情報による異物・欠陥８の位置に対しての前記しきい値処理後の前記パターン情報によるパターン１０の有無の判定を行う（ステップＳ５９）。
【０１８８】
その際、前記しきい値処理後の前記パターン情報と、抽出した異物・欠陥８の位置および大きさを比較をし、異物・欠陥８の一部または全部がパターン領域と重なった場合（パターン上）には異物・欠陥８を致命とし、これを図２７に示すように致命異物・欠陥１５として図２６に示す検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０１８９】
また、パターン領域外（パターン外）の場合には、これを非致命異物・欠陥１７と判定し、検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０１９０】
さらに、異物・欠陥８とパターン領域の距離とが予め定めた数値以下の場合には、致命候補異物・欠陥１６と判定し、これを検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０１９１】
その後、致命、致命候補あるいは非致命と判定された異物・欠陥８のあるチップに致命、致命候補あるいは非致命と記録し、これを検査装置記憶系１３に保存する。
【０１９２】
さらに、この検査に用いた半導体ウェハ２の該当製造工程の推定最大歩留と推定最小歩留を非致命チップ数と致命チップ数とのそれぞれ用いて計算する（ステップＳ６０）。
【０１９３】
なお、本実施の形態６の外観検査装置における致命・非致命の判定結果の表示形態・方法、および外観検査装置と電気的に接続される解析装置５０（外部装置）の構成とその機能については前記実施の形態１のものと同様であるため、その重複説明は省略する。
【０１９４】
本実施の形態６では、暗視野系の画像により異物・欠陥８のパターン情報を取得した後、明視野系の画像により異物・欠陥８のパターン情報を取得して明視野系の画像を用いて致命・非致命の判定を行っている。
【０１９５】
したがって、明視野系の画像を用いたことにより、取り込む画像の解像度を向上させることができ、その結果、致命・非致命の判定精度を高めることができる。
【０１９６】
なお、本実施の形態６の半導体装置の製造方法によって得られるその他の効果については前記実施の形態１のものと同様であるため、その重複説明は省略する。
【０１９７】
（実施の形態７）
図２８は本発明の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる実施の形態７の外観検査装置とこれに接続される外部装置とのそれぞれの主要部の構成の一例を示すブロック構成図、図２９は本発明の実施の形態７における半導体装置の製造方法の検査工程で行われる検査手順の一例を示す検査手順フロー図である。
【０１９８】
本実施の形態７の半導体装置の製造方法では、前記実施の形態６の半導体装置の製造工程で使用した外観検査装置とほぼ同様の外観検査装置を用いて、異物・欠陥８の致命・非致命の判定を行う。
【０１９９】
なお、図２８に示す本実施の形態７の外観検査装置は、前記実施の形態６の外観検査装置と同様に暗視野系（第１検出画像比較処理系３８）と明視野系（第２検出画像比較処理系４８ａ）とを有するものであり、その構成についても実施の形態６のものと同様である。相違点は、第２検出画像比較処理系４８ａにおいて行われる第２比較処理後の致命・非致命の判定の際に、微分によってパターン情報の取得を行うということである。
【０２００】
本実施の形態７の外観検査装置のその他の構成は、実施の形態６の外観検査装置と同様であるためその重複説明は省略する。
【０２０１】
次に、本実施の形態７の半導体装置の製造方法について説明する。
【０２０２】
なお、ここでは、本実施の形態７の異物・欠陥８の致命・非致命判定方法についてのみ説明し、それ以外の前記半導体装置の製造方法については、前記実施の形態１のものと同様であるためその重複説明は省略する。
【０２０３】
まず、前記暗視野系において、ステージ１上の半導体ウェハ２の検査用チップ６にレーザ３から単色光であるレーザ光３ａ（光）を照射すると、レーザ光３ａは半導体ウェハ２で反射して散乱・回折光３ｂになり、これにより、パターン１０（図４参照）からの信号と異物・欠陥８（図３参照）からの信号とを第１検出器３７によって検出する。
【０２０４】
さらに、第１検出器３７に取り込んだ検査用チップ６のイメージの信号（検査用チップ情報）を第１検出画像比較処理系３８に送る。
【０２０５】
この第１検出画像比較処理系３８では、検査用チップ６からのイメージの信号（検査用チップ情報）と参照用チップ７からのイメージの信号（参照用チップ情報）との第１比較処理を行う（図２９のステップＳ６１）。すなわち、検査用チップ６のイメージの信号と、検査用チップ６に隣接し、かつ予め記憶してあった参照用チップ７のイメージの信号との差分を取り、この差分の値がパターン１０の差分値の最大値Thnmax（図示せず）より大きい場合を異物・欠陥８異物と判定し、小さい場合をパターン１０と判定する。
【０２０６】
その後、第１検出画像比較処理系３８の判定結果によって異物・欠陥８の抽出を行う（ステップＳ６２）。
【０２０７】
なお、この第１比較処理を中央制御系９によりステージコントローラを制御しながら、ステージ１を移動させることによって、半導体ウェハ２の全面に対して行う。
【０２０８】
この結果、半導体ウェハ２上の異物・欠陥８の位置を特定（ステップＳ６３）でき、かつ、それらの位置について、図３に示すように、チップを特定するチップマトリクス１１と、チップ内の予め定められた基準原点からの直交座標であるＸＹ方向のチップ座標１２とを外観検査装置に設けられた検査装置記憶系１３に保存する。
【０２０９】
これにより、異物・欠陥８の半導体ウェハ２上の座標を得ることができ（ステップＳ６４）、さらに前記第１画像比較処理を用いて、異物・欠陥８の大きさも算出する。
【０２１０】
なお、これら異物・欠陥８の位置や大きさの情報を異物・欠陥情報と呼ぶ。
【０２１１】
その後、前記明視野系の検査を行う。
【０２１２】
まず、異物・欠陥８の検出位置にレンズ３９の視野が納まるようにステージ１を移動する。これにより、レンズ３９にはランプ４１からのランプ光４１ａがハーフミラー４０を介して落射入射し、その結果、明視野画像をレンズ３９を介して第２検出器４２に結像してそこに一時的に記憶しておく。これにより、検査用チップ６からの明視野信号である可視光検査用チップ情報を取得する。
【０２１３】
一方、同様の方法で参照用チップ７からの明視野像を第２検出器４２に取り込んで明視野信号である可視光参照用チップ情報を取得する。
【０２１４】
その後、前記可視光検査用チップ情報と前記可視光参照用チップ情報とを第１検出画像比較処理系３８において第２比較処理（ステップＳ６５）し、これにより、異物・欠陥８の抽出（ステップＳ６６）を行う。
【０２１５】
なお、これらを検出した異物・欠陥８について繰り返して行う。
【０２１６】
その後、中央制御系９では、可視光による参照用チップ情報のパターン情報すなわち明視野画像によって抽出されたパターン領域の明るさ信号をＸ方向およびＹ方向に微分し、これにより、パターン１０の端部を抽出する（ステップＳ６７）。
【０２１７】
その結果、パターン１０の密度を検出できる。
【０２１８】
続いて、この結果と、抽出した異物・欠陥８の位置および大きさを比較をし（ステップＳ６８）、これにより、前記異物・欠陥情報による異物・欠陥８の位置に対しての前記比較処理後の前記パターン情報によるパターン１０の有無の判定を行う（ステップＳ６９）。
【０２１９】
ここでは、異物・欠陥８の一部または全部がパターン領域と重なった場合（パターン上）には異物・欠陥８を致命とし、これを図２９に示すように致命異物・欠陥１５として図２８に示す検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０２２０】
また、パターン領域外（パターン外）の場合には、これを非致命異物・欠陥１７と判定し、検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０２２１】
さらに、異物・欠陥８とパターン領域の距離とが予め定めた数値以下の場合には、致命候補異物・欠陥１６と判定し、これを検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０２２２】
その後、致命、致命候補あるいは非致命と判定された異物・欠陥８のあるチップに致命、致命候補あるいは非致命と記録し、これを検査装置記憶系１３に保存する。
【０２２３】
さらに、この検査に用いた半導体ウェハ２の該当製造工程の推定最大歩留と推定最小歩留を非致命チップ数と致命チップ数とのそれぞれ用いて計算する（ステップＳ７０）。
【０２２４】
なお、本実施の形態７の外観検査装置における致命・非致命の判定結果の表示形態・方法、および外観検査装置と電気的に接続される解析装置５０（外部装置）の構成とその機能、さらに、本実施の形態７の半導体装置の製造方法によって得られる効果については前記実施の形態６のものと同様であるため、その重複説明は省略する。
【０２２５】
（実施の形態８）
図３０は本発明の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる実施の形態８の外観検査装置とこれに接続される外部装置とのそれぞれの主要部の構成の一例を示すブロック構成図、図３１は本発明の実施の形態８における半導体装置の製造方法の検査工程で行われる検査手順の一例を示す検査手順フロー図である。
【０２２６】
本実施の形態８の半導体装置の製造方法では、前記実施の形態６の半導体装置の製造工程で使用した外観検査装置とほぼ同様の外観検査装置を用いて、異物・欠陥８の致命・非致命の判定を行う。
【０２２７】
なお、図３０に示す本実施の形態８の外観検査装置は、前記実施の形態６の外観検査装置と同様に暗視野系（第１検出画像比較処理系３８）と明視野系（第２検出画像比較処理系４８ｂ）とを有するものであり、その構成についても実施の形態６のものと同様である。相違点は、第２検出画像比較処理系４８ｂにおいて行われる第２比較処理後の致命・非致命の判定の際に、画像オフセットによってパターン情報の取得を行うということである。
【０２２８】
本実施の形態８の外観検査装置のその他の構成は、実施の形態６の外観検査装置と同様であるためその重複説明は省略する。
【０２２９】
次に、本実施の形態８の半導体装置の製造方法について説明する。
【０２３０】
なお、ここでは、本実施の形態８の異物・欠陥８の致命・非致命判定方法についてのみ説明し、それ以外の前記半導体装置の製造方法については、前記実施の形態１のものと同様であるためその重複説明は省略する。
【０２３１】
まず、前記暗視野系において、ステージ１上の半導体ウェハ２の検査用チップ６にレーザ３から単色光であるレーザ光３ａ（光）を照射すると、レーザ光３ａは半導体ウェハ２で反射して散乱・回折光３ｂになり、これにより、パターン１０（図４参照）からの信号と異物・欠陥８（図３参照）からの信号とを第１検出器３７によって検出する。
【０２３２】
さらに、第１検出器３７に取り込んだ検査用チップ６のイメージの信号（検査用チップ情報）を第１検出画像比較処理系３８に送る。
【０２３３】
この第１検出画像比較処理系３８では、検査用チップ６からのイメージの信号（検査用チップ情報）と参照用チップ７からのイメージの信号（参照用チップ情報）との第１比較処理を行う（図３１のステップＳ７１）。すなわち、検査用チップ６のイメージの信号と、検査用チップ６に隣接し、かつ予め記憶してあった参照用チップ７のイメージの信号との差分を取り、この差分の値がパターン１０の差分値の最大値Thnmax（図示せず）より大きい場合を異物・欠陥８異物と判定し、小さい場合をパターン１０と判定する。
【０２３４】
その後、第１検出画像比較処理系３８の判定結果によって異物・欠陥８の抽出を行う（ステップＳ７２）。
【０２３５】
なお、この第１比較処理を中央制御系９によりステージコントローラを制御しながら、ステージ１を移動させることによって、半導体ウェハ２の全面に対して行う。
【０２３６】
この結果、半導体ウェハ２上の異物・欠陥８の位置を特定（ステップＳ７３）でき、かつ、それらの位置について、図３に示すように、チップを特定するチップマトリクス１１と、チップ内の予め定められた基準原点からの直交座標であるＸＹ方向のチップ座標１２とを外観検査装置に設けられた検査装置記憶系１３に保存する。
【０２３７】
これにより、異物・欠陥８の半導体ウェハ２上の座標を得ることができ（ステップＳ７４）、さらに前記第１画像比較処理を用いて、異物・欠陥８の大きさも算出する。
【０２３８】
なお、これら異物・欠陥８の位置や大きさの情報を異物・欠陥情報と呼ぶ。
【０２３９】
その後、前記明視野系の検査を行う。
【０２４０】
まず、異物・欠陥８の検出位置にレンズ３９の視野が納まるようにステージ１を移動する。これにより、レンズ３９にはランプ４１からのランプ光４１ａがハーフミラー４０を介して落射入射し、その結果、明視野画像をレンズ３９を介して第２検出器４２に結像してそこに一時的に記憶しておく。これにより、検査用チップ６からの明視野信号である可視光検査用チップ情報を取得する。
【０２４１】
一方、同様の方法で参照用チップ７からの明視野像を第２検出器４２に取り込んで明視野信号である可視光参照用チップ情報を取得する。
【０２４２】
その後、前記可視光検査用チップ情報と前記可視光参照用チップ情報とを第１検出画像比較処理系３８において第２比較処理（ステップＳ７５）し、これにより、異物・欠陥８の抽出（ステップＳ７６）を行う。
【０２４３】
その後、中央制御系９では、可視光による参照用チップ情報のパターン情報すなわち明視野画像によって抽出されたパターン領域の明るさ信号をＸ方向およびＹ方向にずらし（オフセットし）、これにより、差信号からパターン１０の端部を抽出する（ステップＳ７７）。
【０２４４】
なお、これらを検出した異物・欠陥８について繰り返して行う。
【０２４５】
その結果、パターン１０の密度を検出できる。
【０２４６】
続いて、この結果と、抽出した異物・欠陥８の位置および大きさを比較をし（ステップＳ７８）、これにより、前記異物・欠陥情報による異物・欠陥８の位置に対しての前記比較処理後の前記パターン情報によるパターン１０の有無の判定を行う（ステップＳ７９）。
【０２４７】
ここでは、異物・欠陥８の一部または全部がパターン領域と重なった場合（パターン上）には異物・欠陥８を致命とし、これを図３１に示すように致命異物・欠陥１５として図３０に示す検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０２４８】
また、パターン領域外（パターン外）の場合には、これを非致命異物・欠陥１７と判定し、検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０２４９】
さらに、異物・欠陥８とパターン領域の距離とが予め定めた数値以下の場合には、致命候補異物・欠陥１６と判定し、これを検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０２５０】
その後、致命、致命候補あるいは非致命と判定された異物・欠陥８のあるチップに致命、致命候補あるいは非致命と記録し、これを検査装置記憶系１３に保存する。
【０２５１】
さらに、この検査に用いた半導体ウェハ２の該当製造工程の推定最大歩留と推定最小歩留を非致命チップ数と致命チップ数とのそれぞれ用いて計算する（ステップＳ８０）。
【０２５２】
なお、本実施の形態８の外観検査装置における致命・非致命の判定結果の表示形態・方法、および外観検査装置と電気的に接続される解析装置５０（外部装置）の構成とその機能、さらに、本実施の形態８の半導体装置の製造方法によって得られる効果については前記実施の形態６のものと同様であるため、その重複説明は省略する。
【０２５３】
（実施の形態９）
図３２は本発明の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる実施の形態９の外観検査装置とこれに接続される外部装置とのそれぞれの主要部の構成の一例を示すブロック構成図、図３３は本発明の実施の形態９における半導体装置の製造方法の検査工程で行われる検査手順の一例を示す検査手順フロー図である。
【０２５４】
本実施の形態９の半導体装置の製造方法では、前記実施の形態６の半導体装置の製造工程で使用した外観検査装置とほぼ同様の外観検査装置を用いて、異物・欠陥８の致命・非致命の判定を行う。
【０２５５】
なお、図３２に示す本実施の形態９の外観検査装置は、前記実施の形態６の外観検査装置と同様に暗視野系（第１検出画像比較処理系３８）と明視野系（第２検出画像比較処理系４８ｃ）とを有するものであり、その構成についても実施の形態６のものと同様である。相違点は、第２検出画像比較処理系４８ｃにおいて行われる第２比較処理後の致命・非致命の判定の際に、色情報を用いてパターン情報の取得を行うということである。
【０２５６】
すなわち、本実施の形態９の外観検査装置における第２検出画像比較処理系４８ｃは、明視野光学系で取り込まれた信号の色情報を検査する色情報検査系である。
【０２５７】
本実施の形態９の外観検査装置のその他の構成は、実施の形態６の外観検査装置と同様であるためその重複説明は省略する。
【０２５８】
次に、本実施の形態９の半導体装置の製造方法について説明する。
【０２５９】
なお、ここでは、本実施の形態９の異物・欠陥８の致命・非致命判定方法についてのみ説明し、それ以外の前記半導体装置の製造方法については、前記実施の形態１のものと同様であるためその重複説明は省略する。
【０２６０】
まず、前記暗視野系において、ステージ１上の半導体ウェハ２の検査用チップ６にレーザ３から単色光であるレーザ光３ａ（光）を照射すると、レーザ光３ａは半導体ウェハ２で反射して散乱・回折光３ｂになり、これにより、パターン１０（図４参照）からの信号と異物・欠陥８（図３参照）からの信号とを第１検出器３７によって検出する。
【０２６１】
さらに、第１検出器３７に取り込んだ検査用チップ６のイメージの信号（検査用チップ情報）を第１検出画像比較処理系３８に送る。
【０２６２】
この第１検出画像比較処理系３８では、検査用チップ６からのイメージの信号（検査用チップ情報）と参照用チップ７からのイメージの信号（参照用チップ情報）との第１比較処理を行う（図３３のステップＳ８１）。すなわち、検査用チップ６のイメージの信号と、検査用チップ６に隣接し、かつ予め記憶してあった参照用チップ７のイメージの信号との差分を取り、この差分の値がパターン１０の差分値の最大値Thnmax（図示せず）より大きい場合を異物・欠陥８異物と判定し、小さい場合をパターン１０と判定する。
【０２６３】
その後、第１検出画像比較処理系３８の判定結果によって異物・欠陥８の抽出を行う（ステップＳ８２）。
【０２６４】
なお、この第１比較処理を中央制御系９によりステージコントローラを制御しながら、ステージ１を移動させることによって、半導体ウェハ２の全面に対して行う。
【０２６５】
この結果、半導体ウェハ２上の異物・欠陥８の位置を特定（ステップＳ８３）でき、かつ、それらの位置について、図３に示すように、チップを特定するチップマトリクス１１と、チップ内の予め定められた基準原点からの直交座標であるＸＹ方向のチップ座標１２とを外観検査装置に設けられた検査装置記憶系１３に保存する。
【０２６６】
これにより、異物・欠陥８の半導体ウェハ２上の座標を得ることができ（ステップＳ８４）、さらに前記第１画像比較処理を用いて、異物・欠陥８の大きさも算出する。
【０２６７】
なお、これら異物・欠陥８の位置や大きさの情報を異物・欠陥情報と呼ぶ。
【０２６８】
その後、前記明視野系の検査を行う。
【０２６９】
まず、異物・欠陥８の検出位置にレンズ３９の視野が納まるようにステージ１を移動する。これにより、レンズ３９にはランプ４１からのランプ光４１ａがハーフミラー４０を介して落射入射し、その結果、明視野画像をレンズ３９を介して第２検出器４２に結像してそこに一時的に記憶しておく。これにより、検査用チップ６からの明視野信号である可視光検査用チップ情報を取得する。
【０２７０】
一方、同様の方法で参照用チップ７からの明視野像を第２検出器４２に取り込んで明視野信号である可視光参照用チップ情報を取得する。
【０２７１】
その後、前記可視光検査用チップ情報と前記可視光参照用チップ情報とを第２検出画像比較処理系４８ｃすなわち色情報検査系において第２比較処理（ステップＳ８５）する。
【０２７２】
その際、中央制御系９では、まず、可視光による検査用チップ６の暗視野系において色情報を用いて異物・欠陥８の抽出を行う（ステップＳ８６）。
【０２７３】
さらに、参照用チップ情報のパターン情報を前記色情報を用いて取得する。つまり、色情報を用いたパターン１０の抽出を行う（ステップＳ８７）。
【０２７４】
なお、これらを抽出した異物・欠陥８について繰り返して行う。
【０２７５】
その後、明視野画像で抽出されたパターン領域の色情報を用いて、パターン１０の密度を計算する。
【０２７６】
なお、異物・欠陥８が１つの視野に複数存在した場合には同色と見なされる異物・欠陥８を包含して単一異物として扱う。
【０２７７】
この結果と、抽出した異物・欠陥８の位置および大きさを比較をし（ステップＳ８８）、これにより、前記異物・欠陥情報による異物・欠陥８の位置に対しての前記比較処理後の前記パターン情報によるパターン１０の有無の判定を行う（ステップＳ８９）。
【０２７８】
ここでは、異物・欠陥８の一部または全部がパターン領域と重なった場合（パターン上）には異物・欠陥８を致命とし、これを図３３に示すように致命異物・欠陥１５として図３２に示す検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０２７９】
また、パターン領域外（パターン外）の場合には、これを非致命異物・欠陥１７と判定し、検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０２８０】
さらに、異物・欠陥８とパターン領域の距離とが予め定めた数値以下の場合には、致命候補異物・欠陥１６と判定し、これを検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０２８１】
その後、致命、致命候補あるいは非致命と判定された異物・欠陥８のあるチップに致命、致命候補あるいは非致命と記録し、これを検査装置記憶系１３に保存する。
【０２８２】
さらに、この検査に用いた半導体ウェハ２の該当製造工程の推定最大歩留と推定最小歩留を非致命チップ数と致命チップ数とのそれぞれ用いて計算する（ステップＳ９０）。
【０２８３】
なお、本実施の形態９の外観検査装置における致命・非致命の判定結果の表示形態・方法、および外観検査装置と電気的に接続される解析装置５０（外部装置）の構成とその機能、さらに、本実施の形態９の半導体装置の製造方法によって得られる効果については前記実施の形態６のものと同様であるため、その重複説明は省略する。
【０２８４】
（実施の形態１０）
図３４は本発明の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる実施の形態１０の外観検査装置の主要部の構造の一例を示す斜視図、図３５は図３４に示す実施の形態１０の外観検査装置とこれに接続される外部装置とのそれぞれの主要部の構成の一例を示すブロック構成図、図３６は本発明の実施の形態１０における半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる致命・非致命判定方法の一例を示す図であり、（ａ）は参照用チップのパターンの暗視野像図、（ｂ）は（ａ）を２値化処理して分割した８×８分割図、図３７は本発明の実施の形態１０における半導体装置の製造方法の検査工程で行われる検査手順の一例を示す検査手順フロー図である。
【０２８５】
本実施の形態１０の半導体装置の製造方法では、前記実施の形態４の半導体装置の製造工程で使用した外観検査装置とほぼ同様の外観検査装置を用いて、異物・欠陥８の致命・非致命の判定を行う。
【０２８６】
ここで、図３４に示す本実施の形態１０の外観検査装置の構成について、前記実施の形態４の図１８に示す外観検査装置との相違点について説明する。
【０２８７】
図３４に示す本実施の形態１０の外観検査装置は暗視野方式のもので、かつ、図１８に示す実施の形態４の外観検査装置の散乱・回折光３ｂの光路上Ｉ６におけるレンズ３０と空間フィルタ３１（フィルタ）との間にハーフミラー４６を配置し、さらに、致命・非致命の判定を行う際の２値化処理系（画像分割２値化処理系４９）に２値化処理系検出器４７を設置したものである。
【０２８８】
したがって、レーザ光３ａの半導体ウェハ２からの散乱・回折光３ｂをハーフミラー４６によって検出器４と２値化処理系検出器４７との両方に同時に取り込み、異物・欠陥８の大きさや位置などの検出と致命・非致命の判定とをほぼ同時に順次行うものである。
【０２８９】
なお、本実施の形態１０の外観検査装置のその他の構成は、実施の形態４の外観検査装置と同様であるためその重複説明は省略する。
【０２９０】
次に、本実施の形態１０の半導体装置の製造方法について説明する。
【０２９１】
なお、ここでは、本実施の形態１０の異物・欠陥８の致命・非致命判定方法についてのみ説明し、それ以外の前記半導体装置の製造方法については、前記実施の形態４のものと同様であるためその重複説明は省略する。
【０２９２】
まず、ステージ１上の半導体ウェハ２の検査用チップ６にレーザ３からレーザ光３ａ（光）を照射すると、レーザ光３ａは半導体ウェハ２で反射して散乱・回折光３ｂになり、この散乱・回折光３ｂがレンズ３０とハーフミラー４６と空間フィルタ３１とを通って検出器４に入る。これにより、パターン１０（図４参照）からの信号と異物・欠陥８からの信号とを検出器４によって検出する。
【０２９３】
さらに、検出器４に取り込んだ検査用チップ６のイメージの信号（検査用チップ情報）を検出画像比較処理系５に送る。
【０２９４】
この検出画像比較処理系５では、検査用チップ６からのイメージの信号（検査用チップ情報）と参照用チップ７からのイメージの信号（参照用チップ情報）との比較処理を行う（図３７のステップＳ９１）。すなわち、検査用チップ６のイメージの信号と、検査用チップ６に隣接し、かつ予め記憶してあった参照用チップ７のイメージの信号との差分を取り、この差分の値がパターン１０の差分値の最大値Thnmax（図示せず）より大きい場合を異物・欠陥８異物と判定し、小さい場合をパターン１０と判定する。
【０２９５】
その後、検出画像比較処理系５の判定結果によって異物・欠陥８の抽出を行う（ステップＳ９２）。
【０２９６】
なお、この比較処理を中央制御系９によりステージコントローラを制御しながら、ステージ１を移動させることによって、半導体ウェハ２の全面に対して行う。
【０２９７】
この結果、半導体ウェハ２上の異物・欠陥８の位置を特定（ステップＳ９３）でき、かつ、それらの位置について、図３に示すように、チップを特定するチップマトリクス１１と、チップ内の予め定められた基準原点からの直交座標であるＸＹ方向のチップ座標１２とを外観検査装置に設けられた検査装置記憶系１３に保存する。
【０２９８】
これにより、異物・欠陥８の半導体ウェハ２上の座標を得ることができ、さらに前記画像比較処理を用いて、異物・欠陥８の大きさも算出する（ステップＳ９４）。
【０２９９】
なお、これら異物・欠陥８の位置や大きさの情報を異物・欠陥情報と呼ぶ。
【０３００】
一方、本実施の形態１０では、これらの検査中に、半導体ウェハ２からのレーザ光３ａの散乱・回折光３ｂをハーフミラー４６によって光路変換し、これによるハーフミラー反射光４６ａを２値化処理系検出器４７に暗視野像として取り込む。
【０３０１】
さらに、この２値化処理系検出器４７のハーフミラー反射光４６ａの検出により、参照用チップ情報を取得し、これによって取得した参照用チップ情報を２値化処理して前記参照用チップのパターン情報を求める画像分割２値化処理を行う（ステップＳ９５）。
【０３０２】
その際、２値化処理系検出器４７に取り込んだ前記暗視野像を図３６（ａ）に示すように、例えば８×８＝６４個のマス目に空間分割した後、図３６（ｂ）に示すように、それぞれのセル内で明るさを予め定めたしきい値処理をして明るい箇所を「１」とする２値化処理を行って、これをパターン情報とする。
【０３０３】
ここでは、図３６（ｂ）に示すように、６４個のマス目中、３１個で「１」となった。
【０３０４】
その後、画像分割２値化処理系４９で求めた前記パターン情報を中央制御系９に送る。
【０３０５】
中央制御系９では、異物・欠陥８の位置座標や大きさなどの異物・欠陥情報と、２値化処理を行って得た前記パターン情報とを用いて前記異物・欠陥情報による異物・欠陥８の位置に対しての参照用チップ７の前記パターン情報によるパターン３３の有無を判定する（ステップＳ９６）。
【０３０６】
すなわち、前記異物・欠陥情報と参照用チップ７の前記パターン情報との比較において、異物・欠陥８の位置に対応したセルにおける２値化処理の数値で、少なくとも１つのセルに「１」があった場合、この異物・欠陥８を致命と判定し、図３７に示すように、致命異物・欠陥１５として図３５に示す検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０３０７】
また、異物・欠陥８の座標と大きさに対応した１つもしくは複数のセルの隣接セルの少なくとも１つのセルに「１」があった場合、これを致命候補と判定し、致命候補異物・欠陥１６として検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０３０８】
なお、これ以外の場合には、異物・欠陥８を非致命と判定し、これを非致命異物・欠陥１７として検査装置記憶系１３に記録保存する。
【０３０９】
その後、致命、致命候補あるいは非致命と判定された異物・欠陥８のあるチップに致命、致命候補あるいは非致命と記録し、これを検査装置記憶系１３に保存する。
【０３１０】
さらに、この検査に用いた半導体ウェハ２の該当製造工程の推定最大歩留と推定最小歩留を非致命チップ数と致命チップ数とのそれぞれ用いて計算する（ステップＳ９７）。
【０３１１】
なお、本実施の形態１０の外観検査装置における致命・非致命の判定結果の表示形態・方法、および外観検査装置と電気的に接続される解析装置５０（外部装置）の構成とその機能、さらに、本実施の形態１０の半導体装置の製造方法によって得られる効果については前記実施の形態４のものと同様であるため、その重複説明は省略する。
【０３１２】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【０３１３】
例えば、前記実施の形態１〜１０においては、外観検査装置による検査対象部材を半導体ウェハ２としたが、前記検査対象部材は、半導体ウェハ２以外のレチクルや液晶基板などであってもよい。
【０３１４】
また、前記実施の形態１〜１０では、単色光を発する光源としてレーザ３を取り上げたが、前記光源は、単色光を発することが可能なものであれば、レーザ３以外のものであってもよく、また、可視光を発する光源についても、ランプ４１以外のものであってもよい。
【０３１５】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【０３１６】
（１）．半導体装置の製造工程において外観検査装置を用いて異物・欠陥の致命判定を行うことが可能になり、その結果、製品の歩留りへの寄与率を知ることが可能になる。
【０３１７】
（２）．前記（１）により、致命度の高い異物・欠陥から解析、対策することが可能となり、その結果、歩留り向上の効率化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる実施の形態１の外観検査装置の主要部の構造の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す外観検査装置とこれに接続される外部装置とのそれぞれの主要部の構成の一例を示すブロック構成図である。
【図３】図１に示す外観検査装置で用いられるチップマトリクスの一例を示すチップ配置図である。
【図４】（ａ),（ｂ) は本発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる致命・非致命判定方法の一例を示す図であり、（ａ）は膨張処理前のパターン図、（ｂ）は膨張処理後のパターン図である。
【図５】本発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法の検査工程で行われる検査手順の一例を示す検査手順フロー図である。
【図６】図１に示す外観検査装置による致命・非致命判定の検査結果の表示方法の一例であるチップマップ情報を示すマップ図である。
【図７】図１に示す外観検査装置による致命・非致命判定の検査結果の表示方法の一例である時系列推移情報を示す時系列推移図である。
【図８】図１に示す外観検査装置による致命・非致命判定の検査結果の表示方法の一例である製造工程追跡情報を示す工程追跡図である。
【図９】図１に示す外観検査装置によって検査が行われる半導体製造工程の主要前工程の一例を示す工程フロー図である。
【図１０】本発明の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる実施の形態２の外観検査装置の主要部の構造の一例を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示す実施の形態２の外観検査装置とこれに接続される外部装置とのそれぞれの主要部の構成の一例を示すブロック構成図である。
【図１２】（ａ),（ｂ) は本発明の実施の形態２における半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる致命・非致命判定方法の一例を示す図であり、（ａ）は参照用チップのパターン図、（ｂ）は（ａ）のフーリエ画像図である。
【図１３】本発明の実施の形態２における半導体装置の製造方法の検査工程で行われる検査手順の一例を示す検査手順フロー図である。
【図１４】本発明の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる実施の形態３の外観検査装置の主要部の構造の一例を示す斜視図である。
【図１５】図１４に示す実施の形態３の外観検査装置とこれに接続される外部装置とのそれぞれの主要部の構成の一例を示すブロック構成図である。
【図１６】（ａ),（ｂ) は本発明の実施の形態３の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる致命・非致命判定方法の一例を示す図であり、（ａ）は参照用チップのパターン図、（ｂ）は（ａ）の暗視野検出像図である。
【図１７】本発明の実施の形態３における半導体装置の製造方法の検査工程で行われる検査手順の一例を示す検査手順フロー図である。
【図１８】本発明の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる実施の形態４の外観検査装置の主要部の構造の一例を示す斜視図である。
【図１９】図１８に示す実施の形態４の外観検査装置とこれに接続される外部装置とのそれぞれの主要部の構成の一例を示すブロック構成図である。
【図２０】（ａ),（ｂ),（ｃ）は本発明の実施の形態４における半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる致命・非致命判定方法の一例を示す図であり、（ａ）は参照用チップのパターンの暗視野像図、（ｂ）は（ａ）を２値化処理して分割した８×８分割図、（ｃ）は（ｂ）の重み付け図である。
【図２１】本発明の実施の形態４における半導体装置の製造方法の検査工程で行われる検査手順の一例を示す検査手順フロー図である。
【図２２】本発明の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる実施の形態５の外観検査装置の主要部の構造の一例を示す斜視図である。
【図２３】図２２に示す実施の形態５の外観検査装置とこれに接続される外部装置とのそれぞれの主要部の構成の一例を示すブロック構成図である。
【図２４】本発明の実施の形態５における半導体装置の製造方法の検査工程で行われる検査手順の一例を示す検査手順フロー図である。
【図２５】本発明の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる実施の形態６の外観検査装置の主要部の構造の一例を示す斜視図である。
【図２６】図２５に示す実施の形態６の外観検査装置とこれに接続される外部装置とのそれぞれの主要部の構成の一例を示すブロック構成図である。
【図２７】本発明の実施の形態６における半導体装置の製造方法の検査工程で行われる検査手順の一例を示す検査手順フロー図である。
【図２８】本発明の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる実施の形態７の外観検査装置とこれに接続される外部装置とのそれぞれの主要部の構成の一例を示すブロック構成図である。
【図２９】本発明の実施の形態７における半導体装置の製造方法の検査工程で行われる検査手順の一例を示す検査手順フロー図である。
【図３０】本発明の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる実施の形態８の外観検査装置とこれに接続される外部装置とのそれぞれの主要部の構成の一例を示すブロック構成図である。
【図３１】本発明の実施の形態８における半導体装置の製造方法の検査工程で行われる検査手順の一例を示す検査手順フロー図である。
【図３２】本発明の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる実施の形態９の外観検査装置とこれに接続される外部装置とのそれぞれの主要部の構成の一例を示すブロック構成図である。
【図３３】本発明の実施の形態９における半導体装置の製造方法の検査工程で行われる検査手順の一例を示す検査手順フロー図である。
【図３４】本発明の半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる実施の形態１０の外観検査装置の主要部の構造の一例を示す斜視図である。
【図３５】図３４に示す実施の形態１０の外観検査装置とこれに接続される外部装置とのそれぞれの主要部の構成の一例を示すブロック構成図である。
【図３６】（ａ),（ｂ) は本発明の実施の形態１０における半導体装置の製造方法の検査工程で用いられる致命・非致命判定方法の一例を示す図であり、（ａ）は参照用チップのパターンの暗視野像図、（ｂ）は（ａ）を２値化処理して分割した８×８分割図である。
【図３７】本発明の実施の形態１０における半導体装置の製造方法の検査工程で行われる検査手順の一例を示す検査手順フロー図である。
【符号の説明】
１ ステージ
２ 半導体ウェハ
３ レーザ
３ａ レーザ光（光）
３ｂ 散乱・回折光
４ 検出器
５ 検出画像比較処理系
６ 検査用チップ（第１エリア）
７ 参照用チップ（第２エリア）
８ 異物・欠陥
９ 中央制御系
１０ パターン
１１ チップマトリクス
１２ チップ座標
１３ 検査装置記憶系
１４ 設計パターンデータ処理系
１５ 致命異物・欠陥
１６ 致命候補異物・欠陥
１７ 非致命異物・欠陥
１８ 検査装置表示系
１９ 検査装置通信系
２０ フーリエ画像処理系
２１ レンズ
２２ ハーフミラー
２３ フーリエ処理用検出器
２４ パターン
２５ ０次光箇所
２６ 輝点
２７ しきい値処理系
２８ パターン
２９ パターン
３０ レンズ
３１ 空間フィルタ（フィルタ）
３１ａ 開口部
３１ｂ ホルダ
３２ 画像分割２値化処理系
３３ パターン
３４ しきい値処理／パターン抽出系
３５ チップ情報記憶部
３６ 半導体チップ
３７ 第１検出器
３８ 第１検出画像比較処理系
３９ レンズ
４０ ハーフミラー
４１ ランプ
４１ａ ランプ光（可視光）
４１ｂ 反射光
４２ 第２検出器
４３ 第２検出画像比較処理系
４４ 異物・欠陥サイズ算出系
４５ ２値化処理系
４６ ハーフミラー
４６ａ ハーフミラー反射光
４７ ２値化処理系検出器
４８ａ，４８ｂ，４８ｃ 第２検出画像比較処理系
４９ 画像分割２値化処理系
５０ 解析装置（外部装置）
５１ 解析装置通信系
５２ 解析装置記憶系
５３ 解析ステーション
５４ 物流管理ステーション
５５ 解析装置表示系

Claims (1)

1. 移動自在なステージに支持された半導体ウェハの検査用チップに光を照射して、前記光の散乱・回折光をフィルタに通して検出して前記検査用チップ上の異物・欠陥を含んだ情報である検査用チップ情報を取り込む工程と、
   前記半導体ウェハの異物・欠陥が無いと推定される参照用チップに前記光を照射した後、前記光の散乱・回折光をフィルタに通して検出して前記参照用チップの情報である参照用チップ情報を取り込み、一方、前記散乱・回折光をハーフミラーに反射させてこのハーフミラー反射光を検出してミラー参照用チップ情報を取得し、このミラー参照用チップ情報を２値化処理して前記参照用チップのパターン情報を求める工程と、
   前記検査用チップ情報と前記参照用チップ情報とを比較して前記検査用チップ上の前記異物・欠陥の位置や大きさなどの情報である異物・欠陥情報を求める工程と、
   前記異物・欠陥情報による前記異物・欠陥の位置に対しての前記参照用チップの前記パターン情報によるパターンの有無を判定する工程と、
   前記異物・欠陥の位置に前記パターンが有ると判定した際には前記異物・欠陥を致命とし、前記異物・欠陥の位置に前記パターンが無いと判定した際には前記異物・欠陥を非致命とする工程と、
   前記異物・欠陥の致命チップ数・非致命チップ数の判定情報から前記半導体ウェハの推定最大歩留および推定最小歩留を算出する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。

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