JPH0515219B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体ウエハなどの表面の異物を
検出する異物検査装置に関する。

さらに詳細には、この発明は、半導体ウエハの
表面などの異物を検出し、検出した異物のマツプ
をデイスプレイ画面またはプリント紙に出力する
異物検査装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、半導体ウエハ表面の異物検査を行う異物
検査装置においては、半導体ウエハの輪郭パター
ン重ねて、検出した異物をプロツトした異物マツ
プをデイスプレイ画面に表示したり、またはプリ
ントアウトするようになつている。

〔解決しようとする問題点〕

半導体ウエハの表面は、複数のチツプ領域に区
画されており、異物管理が真に必要な部分は各チ
ツプ領域の周辺部を除いた領域（有効領域）であ
る。

換言すれば、半導体ウエハの周辺部や、チツプ
領域の周辺部に存在する異物は重要ではなく、真
に重要なことは、各チツプ領域の有効領域内にお
ける異物の分布、量、サイズなどを把握して、各
チツプ領域が利用可能か否かを知ることである。

しかるに、従来の異物検査装置によつて得られ
る異物マツプからは、半導体ウエハ表面全体にお
ける異物の分布などを把握することはできても、
各チツプ領域を使用可能であるか否かを容易に判
断することはできない。

〔発明の目的〕

したがつて、この発明の目的は、そのような問
題点を解消し、半導体ウエハ表面の各チツプ領域
の利用可否などを容易に判断できる異物マツプを
出力する異物検査装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、被検査面上の異物を検出し、検出
した異物のマツプをデイスプレイ画面またはプリ
ント紙に出力する異物検査装置において、被検査
面内の区画を示すパターンをデイスプレイ画面ま
たはプリント紙に出力させる手段と、検出された
異物のうち区画の有効領域内の異物だけを有効異
物として抽出する手段と、その有効異物のパター
ンをデイスプレイ画面またはプリント紙に前記区
画のパターンと重ねて出力させる手段とを具備せ
しめることにより、前記のような問題点を解決す
るものである。

〔作用〕

このような構成であるから、例えば半導体ウエ
ハの表面を被検査面とし、区画をチツプ領域とし
た場合、各チツプ領域の有効領域内の異物のパタ
ーンだけを、チツプ領域のパターンと重ねた異物
マツプが得られる。

このような異物マツプによれば、半導体ウエハ
上の各チツプ領域の真に問題となる異物の分布な
どをチツプ領域対応に把握できる。したがつて、
各チツプ領域が利用可能であるか否かを容易に判
断できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照し、この発明の一実施例につ
いて詳細に説明する。

第１図は、この発明による半導体ウエハ用異物
検査装置の概要図である。

この図において、１０は半導体ウエハ表面を光
学的に観測するための観測部である。この観測部
１０について説明すれば、１２は半導体ウエハ１
４を移動させるための移動ステージ機構である。
１６および１８はＳ偏光レーザビームを半導体ウ
エハ１４の表面に斜めに照射するためのＳ偏光レ
ーザ発振器である。

移動ステージ機構１２によつて半導体ウエハ１
４をＸ方向およびＹ方向に移動させることによ
り、半導体ウエハ１４の表面はＳ偏光レーザビー
ムによつてXY走査される。移動ステージ機構１
２は、その走査位置を検出するための位置エンコ
ーダを内蔵しており、その位置情報を外部に出力
されるようになつている。

２０は対物レンズ、２２はＳ偏光カツトフイル
タ、２４はホトマルチプライヤである。半導体ウ
エハ表面からのほぼ垂直方向への散乱光は、対物
レンズ２０を介してＳ偏光カツトフイルタ２２に
入射し、そのＰ偏光成分だけが抽出されてホトマ
ルチプライヤ２４に入射し、電気信号に変換され
る。

走査点に異物が存在する場合、異物表面は微小
な凹凸があるため、散乱光のＰ偏光成分が多くな
るが、異物が存在しない場合は散乱光のＰ偏光成
分は充分に少ない。なお、パターンのエツジ部に
おいても、垂直方向の散乱光が増加するが、その
エツジ部はミクロ的に見ると平滑であるから、散
乱光のＰ偏光成分は充分に少ない。

その結果、ホトマルチプライヤ２４の出力信号
レベルから、半導体ウエハ表面のパターンと弁別
して異物の有無を判定できる。

また、ホトマルチプライヤ２４の出力信号レベ
ルは、その視野内における散乱光のＰ光成分の平
均レベルに比例するから、ホトマルチプライヤ２
４の出力レベルから異物のサイズも判定できる。

２６はそのような判定を行うためのレベル比較
回路である。このレベル比較回路２６は、ホトマ
ルチプライヤ２４の出力信号を異物サイズ対応の
複数の閾値とレベル比較を行い、サイズ対応の異
物データを出力する。

２８は移動ステージ１２の駆動用モータなどの
駆動制御を行う駆動制御回路である。

３０は処理制御部である。この処理制御部３０
は、マイクロプロセツサ３２、メモリ３４、イン
ターフエイス回路３８をバス４６で相互に接続し
た構成である。

レベル比較回路２６から出力される異物データ
は、インターフエイス回路３８を通じて処理制御
部３０に入力される。

駆動制御回路２８に対する制御指令は、インタ
ーフエイス回路３８を介して処理制御部３０から
出力される。また、このインターフエイス回路３
８を介して、移動ステージ機構１２から位置情報
が入力される。

４８はキーボードであり、このキーボード４８
からインターフエイス回路３８を介して処理制御
部３０に情報を入力できる。

５０は異物マツプなどの表示のためのデイスプ
レイユニツトである。５２はそのコントローラで
あり、バス４６に接続される。このコントローラ
５２は、デイスプレイ画面の表示データをビツト
マツプの形で記憶するための画像メモリ５４を内
蔵している。この画像メモリ５４はマイクロプロ
セツサ３２によつてアクセス可能であり、コント
ローラ５２は、画像メモリ５４の記憶データをビ
デオ信号に変換してデイスプレイユニツト５０へ
送出し、そのデイスプレイ画面に表示させる。

第２図は、処理制御部３０の処理の流れを示す
概略フローチヤートである。以下、このフローチ
ヤートを参照しながら、この異物検査装置の動作
を説明する。

半導体ウエハ１４が移動ステージ機構１２に位
置決め固定された状態で、キーボード４８の特定
キーが押下されると、処理制御部３０のマイクロ
プロセツサ３２は第２図に示すような処理および
制御のためのプログラム（メモリ３４に格納され
ている）の実行を開始する。

なお、予め検査対象の半導体ウエハ１４のサイ
ズ情報、チツプ配列定義情報がキーボード４８か
ら処理制御部３０に入力され、その入力情報か
ら、走査終了座標と、各チツプ領域の輪郭座標、
および各チツプ領域の有効領域の輪郭座標が計算
され、メモリ３４上の座標テーブル３４ｂに記憶
されている。

まず、メモリ３４上の異物テーブル３４ａなど
のクリア、画像メモリ５２のクリアなどの初期化
が行われる（ステツプ１００）。

ステツプ１０２において、移動ステージ機構１
２を走査開始位置に移動させるように、駆動制御
回路２８に制御指令が送られる。

この走査開始位置への位置決めが完了すると、
ステツプ１０４において、走査開始指令が駆動制
御回路２８へ送られる。これにより、移動ステー
ジ機構１２がＸ方向およびＹ方向に移動し、半導
体ウエハ表面のＳ偏光レーザビームによるXY走
査が始まる。

この走査開始後、一定の周期で、レベル比較回
路２６による判定データおよび移動ステージ機構
１２から送出される走査位置情報がサンプリング
され、マイクロプロセツサ３２の内部レジスタに
保持される（ステツプ１０６）。

マイクロプロセツサ３２において、サンプリン
グした判定データがいずれかのサイズの異物を示
すコードであるか判定される（ステツプ１０８）。

異物のコードであれば、ステツプ１１０におい
て、サンプリングした走査位置情報（走査位置の
座標）と、座標テーブル３４ｂに記憶されている
各チツプ領域の有効領域の輪郭座標との比較が行
われ、走査位置がいずれかのチツプ領域の有効領
域内であるか調べられる。

有効領域内であれば、ステツプ１１２におい
て、判定データ（異物サイズを示すコード）と、
走査位置情報がペアにされて異物テーブル３４ａ
に書き込まれ、ステツプ１０６へ戻る。

ステツプ１０８において異物のコードでないと
判定された場合、または、ステツプ１１０におい
てチツプ領域の有効領域でないと判定された場
合、ステツプ１１４に進む。このステツプにおい
ては、走査位置情報と座標テーブル３４ｂに記憶
されている走査終了座標とが比較され、走査終了
の判定が行われる。終了でなければ、ステツプ１
０６に戻るが、終了ならばステツプ１１６に進
む。このように、検出された異物のうち、チツプ
領域の有効領域内の異物だけが抽出され、その情
報が異物テーブル３４ａに書き込まれる。換言す
れば、チツプ領域の有効領域外で検出された異
物、つまりチツプ領域の周辺部および半導体ウエ
ハの周辺部で検出された異物はマスキングされ、
異物テーブル３４ａには登録されない。

ステツプ１１６において、駆動制御回路２８に
対して走査停止指令が送られ、移動ステージ機構
１２は停止させられる。

次のステツプ１１８において、マイクロプロセ
ツサ３２は、座標テーブル３４ｂに記憶されてい
る座標情報に従い、半導体ウエハの輪郭パターン
と各チツプ領域の輪郭パターンを画像メモリ５２
上に生成する。

この処理が終わると、異物のプロツトを開始す
る。まずステツプ１２０において、異物テーブル
３４ａに登録されている異物の判定コードが、最
初に登録された異物のものからマイクロプロセツ
サ３２に読み込まれ、その判定コード（異物サイ
ズ）に対応したパターンが生成され、マイクロプ
ロセツサ３２の内部レジスタに保持される。

次のステツプ１２２において、その異物の位置
情報が異物テーブル３４ａからマイクロプロセツ
サ３２に読み込まれ、その異物位置に対応する画
像メモリ５４の領域のデータがマイクロプロセツ
サ３４に読み込まれる。そして、そのデータと異
物パターンとの論理和データが、画像メモリ５４
の同じ領域に書き込まれる。

異物テーブル３４ａに登録されている最後の異
物まで同様な処理が実行されると、ステツプ１２
４で終了と判定され、処理を終了する。

このようにして、デイスプレイユニツト５０の
画面には、第３図に示すような異物マツプが表示
される。この図において、６０は半導体ウエハの
輪郭パターン、６２はチツプ領域の輪郭パター
ン、６４は異物パターンである。

このような異物マツプによれば、各チツプ領域
に対応して、その有効領域内の異物の分布、サイ
ズなとを把握し、各チツプ領域を利用可能である
か否かを容易に判断できる。

以上、一実施例について説明したが、この発明
はそれだけに限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲内で様々に変形して実施できる
ものである。

例えば、前記実施例においては、異物マツプを
デイスプレイ画面に表示したが、プリントアウト
してもよい。

前記実施例においては、半導体ウエハの輪郭パ
ターンも表示したが、必ずしも表示しなくともよ
い。

前記実施例においては、異物の判定データの読
込みの都度、チツプ有効領域内の異物の抽出（そ
れ以外の異物のマスキング）を行つている。しか
し、検出された異物を無条件に異物テーブルに登
録した後、有効異物の抽出処理を一括して行うこ
ともできる。

前記実施例においては、半導体ウエハ表面の
XY走査を行つたが、螺旋走査を行つてもよい。

さらに、前記実施例においては、半導体ウエハ
のＸ，Ｙ方向および回転方向の位置ずれがないと
して説明したが、そのような位置ずれを考慮する
必要がある場合は、適当な処理段階で異物検出位
置の補正処理を行えばよい。

また、この発明は、半導体ウエハ以外の被検査
物の表面の異物検査を行うための装置にも同様に
適用できるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は、被検査面上
の異物を検出し、検出した異物のマツプをデイス
プレイ画面またはプリント紙に出力する異物検査
装置において、被検査面内の区画を示すパターン
をデイスプレイ画面またはプリント紙に出力させ
る手段と、検出された異物のうち区画の有効領域
内の異物だけを有効異物として抽出する手段と、
その有効異物のパターンをデイスプレイ画面また
はプリント紙に前記区画のパターンと重ねて出力
させる手段とを具備せしめるから、その異物マツ
プから、例えば半導体ウエハの各チツプ領域の有
効領域内の異物の分布などを把握し、各チツプ領
域の利用の可否を容易に判断できるなど、従来装
置の問題点を解消した異物検査装置を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による異物検査装置の概要
図、第２図は処理制御部の処理および制御を説明
するための概略フローチヤート、第３図は異物マ
ツプの説明図である。 １０…観測部、１４…半導体ウエハ、１２…移
動ステージ機構、１６，１８…Ｓ偏光レーザ発振
器、２４…ホトマルチプライヤ、２６…レベル比
較回路、３０…処理制御部、３２…マイクロプロ
セツサ、３４…メモリ、３４ａ…異物マツプ、３
４ｂ…座標テーブル、５０…デイスプレイユニツ
ト、５２…コントローラ、５４…画像メモリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検査面上の異物を検出し、検出した異物の
   マツプをデイスプレイ画面またはプリント紙に出
   力する異物検査装置において、被検査面内の区画
   を示すパターンをデイスプレイ画面またはプリン
   ト紙に出力させる手段と、検出された異物のうち
   区画の有効領域内の異物だけを有効異物として抽
   出する手段と、その有効異物のパターンをデイス
   プレイ画面またはプリント紙に前記区画のパター
   ンと重ねて出力させる手段とを有することを特徴
   とする異物検査装置。 ２ 被検査面はウエハの表面であり、区画はチツ
   プ領域であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の異物検査装置。