JPH01248616A - 表面欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は例えば半導体ウェハ（以下、単にウェハと略称
する）表面に形成されるレジストの欠陥検査に最適な表
面欠陥検査装置に関する。

（従来の技術） 集積回路を製造する工程において、ファトエッチング工
程（ＰＥＰ工程）があるが、この工程においては特にウ
ェハ表面に形成されるレジストの状態、例えばレジスト
の膜厚等を検査することが重要である。第７図は、かか
る検査の方法を示す図である。すなわち第７図において
、作業員Ａはバキュームピンセット１を使用してウェハ
２を吸着し、この状態でウェハ２をタングステンランプ
３のスポット光が照射される位置に搬送する。

そして、作業員Ａはスポット光の照射されたウェハ２か
らの反射散乱光の強度を目視により確認することによっ
て、レジストに欠陥があるか否かを検査する。

ところが、このような検査方法では、ウェハ２の表面ウ
ェハにおける露光のフォーカスずれや溶液の残りの付着
等の欠陥を検出することが難しく、これを見逃すことが
多い。また、各作業員によって検査精度にバラツキを生
じる問題がある。さらに、検査は一枚の得に対してＰＥ
Ｐ工程中に通常１０〜１５回程度行なう必要があり、検
査の際に作業員によるゴミが発生するという問題がある
。

さらにまた、ウェハに対して均一に照明すること、すな
わち照明ムラを無くすることが困難であり、そのために
特別な照明装置を用いなければならない。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように、従来では欠陥を見落としたり、検査精度
にバラツキが生じるばかりでなく、ゴミが発生したり、
照明ムラが発生するという問題があった。

本発明の目的は、被検査体の欠陥を精度よくかつ検査精
度にバラツキを生じることなくしかもゴミあるいは照明
ムラを発生することなく検査することが可能な表面欠陥
検査装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明では、パターンが形
成された被検査体に対して光源から所定角度で光を照射
し、この時の被検査体からの反射散乱光を受けて・被検
査体の表面欠陥検査を行なう表面欠陥検査装置において
、 被検査体をＸＹ移動テーブル上に載置して、ステッパ露
光でのワンショットの周期パターンに同期するように被
検査体を移動させ、被検査体からの反射散乱光を撮像す
る撮像装置と、撮＠ｌ装置からの画像信号を受けてステ
ッパ露光のワンショットで露光される一領域での画像デ
ータと他領域での画像データとを比較し、この両画像デ
ータの差から被検査体の欠陥を検査する検査手段とを備
えて構成している。

（作用） 従って、本発明では以上のような手段を備えたことによ
り、被検査体からの反射散乱光を撮像装置によりｍ像し
、この銀像装置からの画像信号を受けて検査手段は、ス
テッパ露光のワンショットで露光される一領域での画像
データと他領域での画像データとを比較し、この両画像
データの差から被検査体の欠陥検査が行なわれる。そし
て、この画像データを取込む際には、ステッパ露光での
ワンショットの周期パターンに同期するように被検査体
を移動させることにより、各画像の被検査体上のパター
ンはワンショットに同期した相対位置にあり、ステッパ
露光露光でのワンショットのパターンに含まれる周期的
な位置合わせパターン、および照明のムラを取除くこと
が可能となる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は、本発明による表面欠陥検査装置の構成図であ
る。第１図において、−様なパターンが形成された被検
査体であるウェハ２は、移動機構を構成するＸＹ移動テ
ーブル１０上に載置されている。このＸＹ移動テーブル
１０は、Ｘ軸テーブル１１およびＹ軸テーブル１２を有
し、それぞれＸ軸モータ１３．Ｙ軸モータ１４によって
、ステッパ露光でのワンショットの周期パターンに同期
して移動するようになっている。

一方、ウェハ２の上方には光源としてのタングステンラ
ンプ１５が配置され、このタングステンランプ１５から
光がウェハ２の面に対して所定角度で照射されるように
なっている。また、ウェハ２の上方には、ステッパ露光
でのワンショットで露光される領域相当の大きさの＠像
領域を持った撮像装置１６が配置され、この撮像装置１
６によってウェハ２の所定領域を搬像するようになって
いる。そして、このＶａ懺装置１６から出力される画像
信号は、検査手段としての画像処理装置１７に与えられ
るようになっている。

この画像処理装置１７は、ステッパ露光でのワンショッ
トで露光される一領域での画像データと他領域での画像
データとを比較し、この両画像データの差からウェハ２
のレジストにおける欠陥の有無を判断する機能を有する
ものである。具体的には、撮像装＠１６からの画像信号
をデジタル化するＡ／Ｄ　（アナログ７／デジタル）変
換器１８が備えられ、このＡ／Ｄ　（アナログ／デジタ
ル）変換器１８でデジタル化された後に、画像データと
して画像メモリ１９に記憶されるようになっている。ま
た、比較部２０は、画像メモリ１９に記憶されている各
領域での画像データを比較して両画像データの差をとり
、−画像部分を除去して残った画像部分から欠陥を判断
する機能を有するものである。さらに、画像処理制御部
２１は、画像メモリ１９および比較部２０間における画
像データの受渡しを行なって画像処理を制御する機能を
有し、かつｌ１０（インプット／アウトプット）ボート
２２を通して取込まれるホストコンピュータ２３からの
指令を受けて画像処理を実行させる機能を有するもので
ある。さらに、ホストコンピュータ２３は、画像処理装
置１７に画像処理指令を発すると共に、テーブル制御部
２４に移動指令を発してウェハ２の撮像領域を変更させ
る機能を有するものである。

次に、以上の如く構成された表面欠陥検査装置の作用に
ついて説明する。

ウェハ２がＸＹ移動テーブル１０上に載置され　。

ると、ホストコンピュータ２３から移動指令がテーブル
制御部２４に発せられる。この移動指令は、Ｉｆｉ像装
置１６のＩｆｉ像領１ｉｉＱがウェハ２の一部にセット
する内容となっている。テーブル制御部２４は、移動指
令の内容に応じてＸ軸モータ１３．Ｙ軸モータ１４を駆
動させ、これによりＶａ＠Ｈａ１６の撮像領域Ｑが第２
図に示すようにウェハ２の該当部にセットされる。この
時、タングステンランプ１５は点灯して、光をウェハ２
の面に対して所定角度で照射している。これにより、ウ
ェハ２から反射散乱光が生じる。この状態で、ｍｅ装＠
１６はウェハ２からの反！）ｌ散乱光をｍｔｉしてその
画像信号を出力する。この画像信号は、画像処理装置１
７のＡ／Ｄ変換器１８によりデジタル化されて、第３図
に示すような画像データとして画像メモリ１９に記憶さ
れる。このように画像データが記憶されると、画像処理
制御部２１はこの旨をＩ１０ポート２２を通してホスト
コンピュータ２３に与える。

この画像処理制御部２１からの画像データ記憶の旨を受
けると、ホストコンピュータ２３はテーブル制御部２４
に対して、ステッパ露光でのワンショットの周期パター
ンに同期して移動指令を発する。この移動指令は、搬像
装置１６のｍｌＩ領域が第２図に示すように搬像領域Ｒ
１となる内容となっている。この移動指令によってウェ
ハ２は移動され、しかしてｌｆｉ像装置１６はｍ像領域
Ｒ１を撮像してその画像信号を出力する。そうして、こ
の１Ｉｉｌ＆領域Ｒ１の第４図に示すような画像データ
が画像メモリ１９に記憶される。

さて、このとき画像処理制御部２１は、画像メモリ１９
に記憶された第３図および第４図に示す各画像データを
読み出して比較部２０へ渡す。この比較部２０は、これ
らの画像データを受けて両者の差をとり、各画像データ
から同一パターン部分の画像部分を相殺する（各画像デ
ータのウェハ２上のパターンは、ステッパ露光でのワン
ショットに同期した相対位置にある）。すなわち、同一
濃淡レベルとなっている部分、っまりウェハ２の同一パ
ターン部分やダンシングラインｄが相殺される。この結
果、第５図に示すような画像データが得られる。ここで
、もし撮像領域Ｒ１においてウェハ２に欠陥を示す部分
Ｇが存在すれば、この部分Ｇのみが除去されずに残る。

しかして、比較部２０はこの部分Ｇを欠陥として明瞭に
判断し、その旨Ｅを外部の報知手段へ送出する。

次に、ホストコンピュータ２３は再びテーブル制御部２
４に対して、ステッパ露光でのワンショットの周期パタ
ーンに同期して移動指令を発する。

この移動指令は、ｌ１ｉｌ像装＠１６のｍ像領域が第２
図に示すように撮像領域Ｒ２となる内容となっている。

この移動指令によってウェハ２は移動され、しかして撮
像装置１６は撮像領１１Ｒ２をｍ像してその画像信号を
出力する。そうして、このｍ像領域Ｒ２の画像データが
画像メモリ１９に記憶される。そして、画像処理制御部
２１は、画像メモリ１つに記憶された各画像データ、こ
こではウェハ２の撮像領域Ｑの画像データと撮像領域Ｒ
２の画像データとを読み出して比較部２０へ渡す。この
比較部２０は、これらの画像データを受けて両者の差を
とり、各画像データから同一パターン部分の画像部分を
相殺する。そうして、もし搬凶領域Ｒ２においてウェハ
２に欠陥を示す部分が存在すれば、この部分のみが除去
されずに残り、しかして比較部２０はこの部分を欠陥と
して明瞭に判断し、その旨Ｅを外部の報知手段へ送出す
る。

なお、第６図はステッパ露光の一例を示すもので、同図
（ａ）の斜線部分がステッパ露光のワンショットで露光
される部分であり、同図（ｂ）で示すように複数個のチ
ップが含まれている。

このように、ウェハ２の一部分における画像データとウ
ェハ２の他の部分における画像データとを比較して両者
の差をとることにより、その残った画像データ部分から
欠陥が判断される。またこの場合、ステッパ露光でのワ
ンショットの周期で両画像データの差を求めることによ
り、ステッパ露光でのワンショットのパターンに含まれ
る周期的な位置合わせパターン、および照明のムラを取
除くことができる。ワンショット内にある周期的パター
ンは、ウェハ２のチップの周期パターンとは一致しない
。これは、照明ムラはタングステンランプ１５とウェハ
２および搬像装置１６の相対位置が一致する場合は、常
に同じとなることがその理由である。すなわち、両画像
データの差を求めるときに、それぞれの画像データに含
まれるワンショットの周期パターンおよび照明ムラは、
ウェハ２上のパターンと同様に相殺される。

上述したように、本実施例の表面欠陥検査装置において
は、ステッパ露光でのワンショットで露光される領域相
当の撮像領域を持つ搬像装置１６により、ウェハ２から
の反射散乱光を撮像し、このときＸＹ移動テーブル１０
によってウェハ２を、ステッパ露光でのワンショット周
期パターンに同期して移動させて撮像領域を変更し、こ
のときの各領域での画像データを比較してその両者の差
をとり、この差の画像データからウェハ２の欠陥を検査
す−るようにしたので、欠陥を示す部分のみが残って容
易にかつ明瞭に欠陥を判断することができ、これにより
目視では検査できなかった露光のフォーカスずれや液体
の残り等を、検査精度にバラツキを生じることなく確実
に検出することが可能となる。また、タングステンラン
プ１５のウェハ２面への光の照射にムラがあっても、ス
テッパ露光でのワンショット周期パターンに同期するよ
うにウェハ２を移動させているため、撮像するときの各
撮像領域Ｑ、Ｒ１，Ｒ２，・・・・・・における照射ム
ラが無くなり、従ってタングステンランプ１５の照射に
ムラがかなりあっても、その影響を受けずに正確に欠陥
のみを検出することが可能となる。ざらに、検査は従来
のような作業員による目視観察でないため、検査の際に
ゴミが発生するというようなことが無くなる。

尚、本発明は上記実施例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に変形して実施すること
ができるものである。

例えば、比較部２０で比較する各画像データの一方をウ
ェハ２の撮像領域Ｑの画像データと限定せずに、他の領
域の画像データを用いたり、あるいはその都度前回記憶
した画像データを読み出して比較するようにしてもよい
。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、被検査体の欠陥を
精度よくかつ検査精度にバラツキを生じることなくしか
もゴミあるいは照明ムラを発生することなく検査するこ
とが可能な表面欠陥検査装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による表面欠陥検査装置の一実施例を示
す構成図、第２図乃至第６図は同実施例における作用を
説明するための図、第７図は従来技術を説明するための
図である。 ２・・・ウェハ、１０・・・ＸＹ移動テーブル、１１・
・・Ｘ軸テーブル、１２・・・Ｙ軸テーブル、１３・・
・Ｘ軸モータ、１４・・・Ｙ軸モータ、１５・・・タン
グステンランプ、１６・・・愁像装置、５１７・・・画
像処理装置。 １９・・・画像メモリ、２０・・・比較部、２１・・・
画像処理制御部、２３・・・ホストコンピュータ、２４
・・・テーブル制御部。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 第３図　　　第。図 第５図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　パターンが形成された被検査体に対して光源から所定
   角度で光を照射し、この時の前記被検査体からの反射散
   乱光を受けて当該被検査体の表面欠陥検査を行なう表面
   欠陥検査装置において、前記被検査体をＸＹ移動テーブ
   ル上に載置して、ステッパ露光でのワンショットの周期
   パターンに同期するように被検査体を移動させ、 前記被検査体からの反射散乱光を撮像する撮像装置と、 前記撮像装置からの画像信号を受けてステツパ露光のワ
   ンショットで露光される一領域での画像データと他領域
   での画像データとを比較し、この両画像データの差から
   前記被検査体の欠陥を検査する検査手段と、 を備えて成ることを特徴とする表面欠陥検査装置。