JPS6352434A - ウエ−ハ外観検査装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、半導体製造技術に関し、例えば、ウェーハ
外観検査装置に適用して有効な技術に関する。

［従来の技術］ ウェーハの拡散層や配線層あるいは絶縁膜のパターンは
、年々、微細化、高密度化される傾向にある。微細パタ
ーンをもつウェーハを低コストで歩留まり良く生産する
ためには、できるだけ沫い段階で欠陥検査を行ない、不
良箇所の検出をすることが必要である。

ウェーハ上のパターン欠陥検査は、一般に電気的特性検
査と外観検査が併用される。ここで、例えば、ウェーハ
上の配線パターンの線幅の不同、傷、欠は等に欠陥があ
っても電気的導通状態は一応確保されるため、電気的特
性検査によるパターン欠陥の発見は困難である。そのた
め、外観検査が重要な意味を持つことになる。

例えば、外観検査として、光′ＦＸ（ハロゲンランプ）
を光ファイバーによって線光源に変え、これをウェーハ
表面に斜め方向から多重照射し、その反射光を２０４８
画素のＣＣＤ　（ｃｈａｒｇｅ　ｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖ
ｉｃｅ）ライン・センサーで検出する方法が知られでＬ
）る。（日経マグロウヒル社　昭和６１年６月１日発行
の「日経マイクロデバイス」第１５６頁参照）。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記した外観検査方法は、ウェーハ内のメモリセルのよ
うな微細パターンが形成されている高感度検査を必要と
する部分も、メモリ周辺の比較的大きいパターンが形成
されている部分も、同一に定められた感度で検査を行な
っていた。

ここで、検査感度を高くして検査すると、比較的大きい
パターンが形成されている部分において、欠陥としなく
てもよい部分を欠陥と判定（以下、欠陥の誤報と記す）
してしまう。

しかも、大きいパターンが形成されている部分を必要以
上に高い感度で検出するので、検査時間のロスが大きく
なるという問題があった。

一方、検出感度を低くして検査すると、微細なパターン
が形成されている部分において、本来欠陥と判定すべき
箇所を無欠陥と判定してしまう（以下、欠陥の見逃しと
記す）という間スがあった。

本発明の目的は、欠陥の誤報や見逃しの極めて少なく、
しかも高速で検査可能なウェーハ外観検査装置を提供す
ることにある。

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。

［問題点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
を説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、ウェーハパターンの所定位置に光を照射し、
これによって得られる反射光を検出して欠陥を検出する
装置にマイクロコンピュータによって検出感度を変更可
能にされる検出感度設定回路を設けるものである。

［作用コ 上記した手段によれば、微細パターン部分は高い検出感
度で、また大きなパターン部分は比較的低い検出感度で
検査が行なえることにより、欠陥の誤報や見逃しが少な
くしかも高速検査可能なウェーハ外観検査装置を提供す
るという上記目的を達成することができる。

［実施例］ 第１図に本発明の一実施例を示すウェーハ外観検査装置
の説明図を示す。

このウェーハ外観検査装置は、ステージ１上に固定され
たウェーハ２を、ステージ移動台３によって順次Ｘ、Ｙ
両方向に所望の距離だけ移動させ、ウェーハ２上のパタ
ーンの欠陥を検査するようにされている。ウェーハ２の
パターンには、光源Ｐ１及びＰ２の光がそれぞれハーフ
ミラ−Ｍｌ、Ｍ２によって反射され、これらが、対物レ
ンズＯＬ１、ＯＬ２によって集光されて画像検出器４，
５に供給されるようにされている。

画像検出器４，５は、特に制限されないが、光の量によ
り誘起されるキャリアの量を転送させ、アナログ信号と
して取り出すようにされるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏ
ｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）によって構成される。

つまり、画像検出器４，５は、それぞれ、光源Ｐ１、Ｐ
２の照射光がウェーハ２によって反射された光を受けて
、その光の量に比例したアナログ信号をＡＤ変換回路６
及び７に出力する。

ＡＤ変換回路６は、上記検出器５からのアナログ信号を
受け、これを２値化信号に変換して、位置ずれ検出回路
８及び画像信号シフト回路９に供給する。

一方、ＡＤ変換回路７は、上記検出器４からのアナログ
信号を受け、これを２値化信号に変換して、不一致検出
回路１０及び位置ずれ検出回路８に供給する。

位置ずれ検出回路８は１例えば、ウェーハ等の変形に伴
う比較パターンの位置ずれによって、ＡＤ変換回路６に
より送出される２値化データとＡＤ変換回路７より送出
される２値化データの位置が相対的にずらされて供給さ
れた場合、位置ずれ検出信号を画像信号シフト回路９に
供給する。

画像信号シフト回路９は、位置ずれ検出信号を受けてＡ
Ｄ変換回路６より送出される２値化データを右もしくは
左に所定ビットシフトさせ、ＡＤ変換回路７より送出さ
九る２値化データと一致させて、すなわち、所定の比較
位置で比較したデータとして不一致検出信号１ｏに供給
する。位置ずれ検出信号が供給されない場合は、２値化
データをそのまま不一致検出回路１０に供給する。

不一致検出回路１０は、特に制限されないが。

エクスルーシブＯＲゲートで構成される。この実施例で
は、第２図に図示したような比較領域Ａ〜工の９個のそ
れぞれの画素に対して比較領域Ａ′〜工′の９個のそれ
ぞれの画素の２値化データとの比較検査が行なわれるよ
うにされている。そのため、比較領域Ａ〜■及びＡ′〜
工′の比較のためにエクスルーシブＯＲゲート（以下、
単にゲートと記す）Ｇｌ〜Ｇ９が設けられている。そし
て、ゲートＧ１〜Ｇ９は、欠陥がない場合、すなわち。

ゲートＧ１〜Ｇ９のそれぞれの２つの入力端子のレベル
が同一にされた場合は、信号“′０″を検出感度選択回
路１１に出力する。

検出感度選択回路１１は、第２図に図示したように、Ａ
　Ｎ　ＤゲートＧｌ’−Ｇｎ’（ただしｎ′≦５１１）
によって構成される。ＡＮＤゲート６１′〜Ｏｎ　’の
入力端子には、検査感度に応じてゲート６１〜Ｇ９の９
つの出力信号のうち、信号数や信号の組合せを異にして
供給されるようにされている。ＡＮＤゲートＧｌ’の入
力端子には、ゲート６１〜Ｇ４の出力信号が供給され、
ゲートＯｎ’の入力端子にはゲートＧ８及びＧ９の出力
信号が供給される。検査時の検出感度の設定は、マイク
ロコンピュータ１２より送出される検出感度選択回路に
よってなされる。すなわち、これによってＡ　Ｎ　Ｄゲ
ートＧｌ’〜Ｇｎ’のいずれかが選択されて、他のＡＮ
Ｄゲートの出力はすべてＩＩ　ＯＩＴにされる。これに
よってゲートＧＩＯからはＡＮＤゲートＧｌ’のみに依
存した出力信号が出力される。

第２図において、特に制限されないが、欠陥がある場合
にゲートＧ１０より出力される信号が“１　＋＋にされ
るようにされている。すなわち、第２図の論理構成から
明らかなようにある検出感度において、一つの画素でも
一致すれば欠陥ありと判定されない。

以下、検査方法について記す。

例えば、メモリのように微細パターンが配線されている
ような部分は、わずかな配線パターンの欠けや、ピンホ
ール等の存在も好ましくないので、検出感度をきびしく
して検査する。

すなわち、第２図において、例えば、マイクロコンピュ
ータ１２より送出される検出感度選択信号Ｓｎによって
ＡＮＤゲートＧｎ’　が選択される（ゲートＧｒｈ’の
入力端子は２個、ゲートＧｌ’の入力端子は４個である
ので、ゲー）−Ｇ　ｎ’　が選択されることは、ゲート
Ｇｌ’　が選択される場合の２倍の検出感度が設定され
ることになる）、すなわち、図中鎖線で示したＨ、　■
とＨ’　、Ｉ’　との２つの画素構成単位で検査を行な
うことになる。

二二で、例えば、ゲートＧ８の２つの入力端子に供給さ
れる信号レベルが異なり、かつ、ゲートＧ１の２つの入
力端子に供給される信号レベルが異なる場合のみ、ゲー
トＧ１０より送出される信号はＩＩ　Ｉ　＋＋となり欠
陥有りと判定される。

一方、メモリ周辺の比較的大きな配線パターンが形成さ
れている部分は、高い欠陥検出感度で検査すると欠陥と
しなくてもよい箇所を欠陥と判定してしまう誤報が多発
し、また、検査に時間がかかってしまう。そのため比較
的低い検出感度で険査する必要がある。

例えば、マイクロコンピュータ１２より送出される検出
感度検出信号Ｓ１によってＡＮＤゲートＧｌ’　を選択
させる。これによって、図中二点斜線で示したＡ−Ｄと
Ａ′〜Ｄ′との４つの画素構成単位で検査を行なうこと
になる。

上記した実施例では、ウェーハパターンの所定位置に光
を照射し、こｉによって得られる反射光を検出して欠陥
を検出する装ｊｉ′’ｉにマイクロコンピュータによっ
て検出感度を変更可能にされる検出感度設定回路を設け
ることにより、微細パターン部分は高い検出感度で、ま
た大きなパターン部分は比較的低い検出感度で検査が行
なえるという作用により、欠陥の誤報や欠陥の見逃しが
低減されしかも検査が高速化されるという効果が得られ
る。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、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変更可能
であることはいうまでもな例えば、上記実施例では、不
一致検出回路が複数のエクスクル−シブＯＲゲートによ
って構成されている場合について説明しているが、これ
をエクスクル−シブＮ　ＯＲゲートで構成して欠陥検出
領域において、１つの画素でも不一致とされた場合は、
欠陥と判定されるようにしてもよい。

さらに上記実施例では、ウェーハ上に形成された２″′
）のパターン同士の比較によって欠陥検査を行なってい
るが、基準パターン（良品）との比較によって欠陥検査
を行なうようにしてもよい。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるウェーハ外観検査装
置に適用した場合について説明したがそれに限定される
ものではなく１例えば、マスクやプリント基板等の外観
検査装置等に適用できる。

［発明の効果コ 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下記のとおりである
。

すなわち、ウェーハの外観検査における欠陥の誤報や見
逃しが低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をウェーハ外観検査装置に適用した場合
の一例を示す説明図、 第２図は第１図における不一致検出回路１０及び検出感
度選択回路１１の説明図である。 １・・・・ステージ、２・・・・ウェーハ、３・・°°
ステージ移動台、４，５・・・・画像検出器、６，７・
・・・ＡＤ変換回路、８・・・・位置ずれ検出回路、９
・・・画像信号シフト回路、１０・・・・不一致検出回
路、１１・・・・検出感度選択回路、１２・・・・マイ
クロコンピュータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ウェーハ上のパターンの欠陥を比較パターンと検査
   対象パターンとの比較によって検出するウェーハ外観検
   査装置であって、検査時に適宜欠陥検出感度の切り替え
   が可能な検出感度設定回路を備えてなるとを特徴とする
   ウェーハ外観検査装置。 ２、上記比較パターン及び検査対象パターンの比較は、
   光学的検査方法によって、それぞれ複数に分割された領
   域ごとに行なわれることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のウェーハ外観検査装置。 ３、上記検出感度設定回路は、複数の論理積回路によっ
   て構成され、それぞれの入力端子には、比較パターン及
   び検査対象パターンのうちの分割された領域の比較に基
   づいた信号が供給され、各々の論理積回路の入力端子は
   、供給される信号数もしくは信号の組合せが異なるよう
   にされているこを特徴とする特許請求の範囲第１項もし
   くは第２項記載のウェーハ外観検査装置。