JPH03150859A - 半導体ウエハ検査装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、半導体ウェハの周辺部に生じるスリップライ
ンを検査する半導体ウェハ検査装置に関する。

（従来の技術） 半導体ウェハには、結晶面間にすべりが発生し、結晶表
面に断面が凹凸な平行線つまりスリップラインが現れる
。このスリップラインは特に半導体ウェハの周辺部に現
れ、半導体ウェハの品質向上のために検査されている。

かかるスリップラインの検査はオペレータが微分干渉顕
微鏡を用いて半導体ウェハの周辺部を観察し、この観察
によりスリップラインを検出すると、このスリップライ
ンを測長している。

ところで、スリップラインは１００Ａ程度の段差しかな
く微分干渉顕微鏡の検出感度が高くても微分干渉顕微鏡
の調整が適切でないと、スリ、ツブラインを検出できな
い場合がある。又、スリップラインの検出及び測長作業
は熟練を要するとともに各オペレータ間においてばらつ
きが生じる。そのうえ、検出及び測長作業には時間がか
かり、受入検査での全数検査は困難である。

（発明が解決しようとする課題） 以上のようにスリップラインを検出できない場合があり
、又作業は熟練を要するとともに各オペレータ間におい
てばらつきが生じる。そのうえ、検出及び測長作業には
時間がかかる。

そこで本発明は、熟練を必要とせずに各オペレータ間で
ばらつきが生ぜず、かつ短時間で正確にスリップライン
の検査ができる半導体ウェハ検査装置を提供することを
目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、半導体ウェハを載置するステージと、半導体
ウェハを拡大して撮像する拡大撮像手段と、拡大撮像手
段からの画像信号を受けて画像データを作成し、この画
像データ上の濃淡レベルと欠陥検出濃淡レベルとを比較
判断する欠陥検出手段と、この欠陥検出手段の比較結果
に応じてステージと拡大撮像手段との少なくとも一方を
移動させて拡大撮像手段の視野を半導体ウェハの内側に
向かって又は半導体ウェハの周辺に沿って移す視野移動
手段と、この視野移動手段により拡大撮像手段の視野を
半導体ウェハの内側に向かって移動させた場合に欠陥を
測長する測長手段とを備えて上記目的を達成しようとす
る半導体ウェハ検査装置である。

（作用） このような手段を備えたことにより、半導体ウェハが拡
大撮像手段により拡大撮像されてその画像信号が欠陥検
出手段に送られる。この欠陥検出手段は画像データを作
成し、この画像データ上の濃淡レベルと欠陥検出濃淡レ
ベルとを比較判断する。この比較結果、視野移動手段は
ステージと拡大撮像手段との少なくとも一方を移動させ
て拡大撮像手段の視野を半導体ウェハの内側に向かって
又は半導体ウェハの周辺に沿って移し、このうち半導体
ウェハの内側に向かって移動させた場合に測長手段は欠
陥を測長する。

（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図は半導体ウェハ検査装置の構成図である。

ＸＹステージ１の上面には半導体ウェハ２が載置されて
いる。このＸＹステージ２の上方には微分干渉顕微鏡３
が配置されるとともにこの微分干渉顕微Ｍ３にテレビジ
ョンカメラ４が取り付けられている。このテレビジョン
カメラ４は微分干渉顕微鏡３を通して半導体ウェハ２の
拡大像を撮像してその画像信号を出力するものとなって
いる。なお、テレビジョンカメラ４はスリップラインと
その他の部分とのコントラストが最大となるようにセッ
トされている。そして、このテレビジョンカメラ４の出
力端子は前処理等を行う信号処理装置５及びＡ／Ｄ　（
アナログ／ディジタル）変換器６を介して欠陥判断装置
７に接続されている。

この欠陥判断装置７は、Ａ／Ｄ変換器６からのディジタ
ル画像信号を受けて画像データを作成し、半導体ウェハ
２の円周方向に沿ったスキャンラインＳにおける画像デ
ータ上の濃淡レベルと予め設定された欠陥検出濃淡レベ
ル（スレッシュホールドレベルＳＬ）とを比較判断する
欠陥検出機能と、この欠陥検出機能の比較結果に応じて
ＸＹステージ１を移動動作させてテレビジョンカメラ４
の視野を半導体ウェハ２の内側に向かって又は半導体ウ
ェハ２のエツジに沿って移す視野移動機能と、テレビジ
ョンカメラ４の視野を半導体ウェハ２の内側に向かって
移動させた場合にスリップラインを測長する機能とを有
している。

ここで、濃淡レベルとスレッシュホールドレベルＳＬと
の比較判断に応じたＸＹステージ１の移動方向について
説明する。テレビジョンカメラ４の視野４ａは第２図に
示すように半導体ウェハ２のエツジに沿った矢印（イ）
方向にステップ状に移動し、スリップライン１０が検出
されると、次のように移動する。すなわち、半導体ウェ
ハ２におけるスリップライン１０は半導体ウェハ２のエ
ツジから中心に向かって現れる。従って、半導体ウェハ
２をＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄの４つの各領域に分けた場合、テレ
ビジョンカメラ４の視野ζよ、Ａ領域ではＸ軸方向の負
側にステップ状に移動させＳＢ領領域はＹ軸方向の負側
にステップ状に移動させ、さらにＣ領域ではＸ軸方向の
正側にステップ状に移動させ、Ｄ　ｎＲ域ではＹ軸方向
の正側にステップ状に移動させるものとなる。

移動コントローラ８は欠陥判断装置７からの移動指令、
例えばスリップライン１０をＡ領域において検出した場
合にテレビジョンカメラ４の視野４ａをＸ軸方向の負側
にステップ状に移動させる指令を受けてＸＹステージ１
のパルスモータを駆動させる機能を有するものである。

次に上記の如く構成された装置の作用について説明する
。

ＸＹステージ１は移動コントローラ８の移動制御によっ
て微分干渉顕微鏡３を通したテレビジョンカメラ４の視
野４ａを半導体ウエノ１２におけるＡ領域のＱ部にセッ
トする。この状態にテレビジョンカメラ４は微分干渉顕
微鏡３を通して半導体ウェハ２のＱ部の拡大像を撮像し
てその画像信号を出力する。この画像信号は信号処理装
置５により前処理され、Ａ／Ｄ変換器６によりディジタ
ル化されて欠陥判断装置７に送られる。

この欠陥判断装置７はディジタル画像信号を受けて画像
データとして記憶し、半導体ウェハ２の円周方向に沿っ
たスキャンラインＳで画像データをスキャンし、このス
キャンラインＳ上の濃淡レベルとスレッシュホールドレ
ベルＳＬとを比較判断する。撮像位置Ｑ部においてはス
リップライン１０が現れていないので、スキャンライン
Ｓ上の濃淡レベルはスレッシュホールドレベルＳＬより
低く、欠陥判断装置７はスリップライン１０が現れてい
ないと判断する。この判断の結果、欠陥判断装置７は移
動コントローラ８に対してテレビジョンカメラ４の視野
４ａを半導体ウェハ２のエツジに沿って矢印（イ）方向
に１ステツプ移動させる指令を発する。これにより、テ
レビジョンカメラ４の視野４ａは半導体ウェハ２のエツ
ジに沿って１ステツプ移動する。そして、上記作用と同
様に１ステツプ移動後に得られた画像データにおけるス
キャンラインＳ上の濃淡レベルとスレッシュホールドレ
ベルＳＬとが比較判断される。

このようにして濃淡レベルが比較判断されながらテレビ
ジョンカメラ４の視野４ａが半導体ウェハ２のエツジに
沿って移動し、そうしてスリップライン１０の現れてい
る部分に達すると、第４図に示すようにスキャンライン
Ｓ上の濃淡レベルがスレッシュホールドレベルＳＬより
も高くなる。

そうすると、欠陥判断装置７はスリップライン１０が在
ると判断して移動コントローラ８に対してテレビジョン
カメラ４の視野４ａをＸ軸方向の負側にステップ状に移
動させる指令を発する。これにより、テレビジョンカメ
ラ４の視野４ａは第５図に示すようにＸ軸方向の負側に
１ステツプだけ移動する。

１ステツプ移動後、再び画像データにおけるスキャンラ
インＳ上の濃淡レベルとスレッシュホールドレベルＳＬ
とを比較判断する。この判断の結果、スキャンラインＳ
上の濃淡レベルがスレッシュホールドレベルＳＬよりも
高ければ、欠陥判断装置７はスリップライン１０が在る
と判断して再び移動コントローラ８に対してテレビジョ
ンカメラ４の視野４ａをＸ軸方向の負側にさらに１ステ
ツプに移動させる指令を発する。このようにしてテレビ
ジョンカメラ４の視野４ａをＸ軸方向の負側に移動させ
、テレビジョンカメラ４の視野４ａが第５図に示すＱ部
に達してスキャンラインＳ上の濃淡レベルがスレッシュ
ホールドレベルＳ、よりも低くなると、欠陥判断装置７
はスリップライン１０が、無いと判断する。なお、第６
図及び第７図はテレビジョンカメラ４の視野４ａがＸ軸
方向の負側に１ステツプに移動したときの任意の位置に
おける濃淡レベルを示している。このようにスリップラ
イン１０が無いと判断すると、欠陥判断装置７はＸ軸方
向の負側へのステップ数とそのステップ距離とからスリ
ップライン１０の長さを求める。

この後、欠陥判断装置７はテレビジョンカメラ４の視野
４ａを半導体ウニｌ＼２のエツジでかつＸ軸方向の負側
に１ステツプ移動させる前の位置から１ステツプ矢印（
イ）方向に移動させる指令を移動コントローラ８に発す
る。

以後、欠陥判断装置７はテレビジョンカメラ４の視野４
ａを半導体ウェハ２のエツジに沿って移動させ、スリッ
プライン１０が検出されると視野４ａを半導体ウェハ２
の内側へ向かって移動させる。

このように上記一実施例においては、画像データ上の濃
淡レベルとスレッシュホールドレベルＳＬとを比較判断
し、この比較結果に応じてＸＹステージ１を移動させて
テレビジョンカメラ４の視野４ａを半導体ウェハ２の内
側に向かって又はエツジに沿って移し、このうち半導体
ウェハ２の内側に向かって移動させた場合にスリップラ
イン１０を測長するようにしたので、半導体ウエノ＼２
に現れるスリップライン１０を検査の熟練度に関係なく
かつ各オペレータにより検査結果にばらつきを生ずるこ
とがなく自動的にスリップライン１０を検出しその長さ
を測定できる。そして、本装置を使用すれば従来半導体
ウェハ１枚当り３０分程度要していた検査時間を作か１
〜２分に短縮できる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形しても良い。例えば、テ
レビジョンカメラ４の視野４ａを移動させるには、テレ
ビジョンカメラ４を移動させるように構成してもよく、
又ＸＹステージ１とテレビジョンカメラ４とを相互に移
動させるように構成しても良い。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、熟練を必要とせず
に各オペレータ間でばらつきが生ぜず、かつ短時間で正
確にスリップラインの検査ができる半導体ウェハ検査装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明に係わる半導体ウェハ検査装
置の一実施例を説明するための図であって、第１図は構
成図、第２図はテレビジョンカメラの視野の移動を説明
するための模式図、第３図乃至第７図はスリットライン
を検出した場合のテレビジョンカメラの視野の移動を説
明するための模式図である。 １・・・ＸＹテーブル、２・・・半導体ウェハ、３・・
・微分干渉顕微鏡、４・・・テレビジョンカメラ、５・
・・信号処理装置、６・・・Ａ／Ｄ変換器、７・・・欠
陥判断装置、８・・・移動コントローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体ウェハを載置するステージと、前記半導体ウェ
   ハを拡大して撮像する拡大撮像手段と、前記拡大撮像手
   段からの画像信号を受けて画像データを作成し、この画
   像データ上の濃淡レベルと欠陥検出濃淡レベルとを比較
   判断する欠陥検出手段と、この欠陥検出手段の比較結果
   に応じて前記ステージと前記拡大撮像手段との少なくと
   も一方を移動させて前記拡大撮像手段の視野を前記半導
   体ウェハの内側に向かって又は前記半導体ウェハの周辺
   に沿って移す視野移動手段と、この視野移動手段により
   前記拡大撮像手段の視野を前記半導体ウェハの内側に向
   かって移動させた場合に前記欠陥を測長する測長手段と
   を具備したことを特徴とする半導体ウェハ検査装置。