DE112019003985T5 - Waferinspektionsverfahren und -inspektionsvorrichtung - Google Patents

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Shigeru Daigo
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Abstract

Ein Waferinspektionsverfahren und eine Waferinspektionseinrichtung werden bereitgestellt, mit dem/der es möglich ist, zwischen einem Defekt, der von der hinteren Oberfläche zu der vorderen Oberfläche eines Wafers reicht, einem Defekt, der nur auf der vorderen Oberfläche oder der hinteren Oberfläche des Wafers existiert, und einem Defekt, der nur im Inneren des Wafers existiert, zu unterscheiden. Die Inspektionseinrichtung arbeitet zum Bestrahlen einer Inspektionsoberfläche (2) eines Wafers (W) mit Infrarotstrahlen (IR) oder Röntgenstrahlen, Detektieren der Intensität von transmittiertem Licht (TL) der durch die Inspektionsoberfläche transmittierten Infrarotstrahlen oder Röntgenstrahlen, Detektieren der Intensität bei jedem von vorbestimmten Bereichen, die durch Aufteilen der Inspektionsoberfläche in die vorbestimmten Bereiche erhalten werden, Erhalten eines Profils eines Histogramms, das die Beziehung zwischen der Intensität und ihrer Auftretenshäufigkeit bei jedem der vorbestimmten Bereiche repräsentiert, und Identifizieren des Defekts aus dem erhaltenen Profil des Histogramms und einem Merkmal des Profils des Histogramms, das vorläufig für einen speziellen Defekt gespeichert ist.

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Waferinspektionsverfahren und eine Waferinspektionseinrichtung zum Inspizieren von Defekten in einem Siliziumwafer, einem Siliziumepitaxiewafer oder anderen ähnlichen Typen von Substraten.
  • [Technischer Hintergrund]
  • Kleine Risse können in Siliziumwafern während der Produktion oder während des Transports auftreten. Ein Verfahren zum Inspizieren der Anwesenheit oder Abwesenheit solcher Risse ist bekannt (Patentdokument 1). Dieses Verfahren beinhaltet Zuführen von Infrarotbeleuchtungslicht zu einem Siliziumwafer, zirkuläres Polarisieren des Strahls von Infrarotbeleuchtungslicht zu einer Zirkularpolarisationskomponente unter Verwendung eines Zirkularpolarisationsfilters, bildliches Erfassen der Zirkularpolarisationskomponente des Strahls, der durch das Zirkularpolarisationsfilter transmittiert und durch den Siliziumwafer reflektiert wurde, und Berechnen der Bilddaten der bildlich erfassten Zirkularpolarisationskomponente des Strahls. Bei diesem Verfahren wird die Anwesenheit oder Abwesenheit von Rissen und dergleichen inspiziert, indem ein Wissen verwendet wird, dass das regulär reflektierte Licht von einer Stelle, an der keine Risse vorhanden sind, nicht durch das Zirkularpolarisationsfilter transmittiert wird, während nichtpolarisiertes Licht, das durch irreguläre Reflexion an den Rissen verursacht wird, durch das Zirkularpolarisationsfilter transmittiert wird.
  • [Dokumente des Stands der Technik]
  • [Patentdokument]
  • [Patentdokument 1] JP2013-036888A
  • [Kurzdarstellung der Erfindung]
  • [Durch die Erfindung zu lösende Probleme]
  • Zusätzlich zu den oben beschriebenen Rissen können verschiedene Defekte in Siliziumwafern auftreten, wie etwa Pinhole-Defekte und Zwillingsdefekte, die während des Kristallwachstums eingeführt werden, Gleitdefekte, die während der Waferwärmebehandlung eingeführt werden, und Kratzer, die während des Wafertransports eingeführt werden. Solche Defekte können gemäß ihren existierenden Stellen in Defekte, die von der hinteren Oberfläche eines Wafers zu der Vorderoberflächenseite hindurchgehen (nachgehend auch als Defekte bezeichnet, die von der hinteren Oberfläche zu der vorderen Oberfläche eines Wafers reichen), Defekte, die nur auf der vorderen Oberfläche oder der hinteren Oberfläche eines Wafers existieren (Defekte, die nicht zu der Oberfläche hindurchgehen), und Defekte, die nur im Inneren eines Wafers existieren und von der vorderen und hinteren Oberfläche des Wafers nicht zu sehen sind, klassifiziert werden. Jedoch gibt es, selbst wenn die Anwesenheit oder Abwesenheit von Defekten, wie etwa Rissen, durch das oben beschriebene herkömmliche Inspektionsverfahren inspiziert werden kann, ein Problem, dass die Defekte, die von der hinteren Oberfläche zu der vorderen Oberfläche eines Wafers reichen, die Defekte, die nur auf der vorderen Oberfläche oder der hinteren Oberfläche des Wafers existieren, und die Defekte, die nur im Inneren des Wafers existieren, nicht unterschieden werden können.
  • Ein durch die vorliegende Erfindung zu lösendes Problem ist das Bereitstellen eines Waferinspektionsverfahrens und einer Waferinspektionseinrichtung mit dem/der es möglich ist, zwischen einem Defekt, der von der hinteren Oberfläche zu der vorderen Oberfläche eines Wafers reicht, einem Defekt, der nur auf der vorderen Oberfläche oder der hinteren Oberfläche des Wafers existiert, und einem Defekt, der nur im Inneren des Wafers existiert, zu unterscheiden. Insbesondere ist ein durch die vorliegende Erfindung zu lösendes Problem das Bereitstellen eines Waferinspektionsverfahrens und einer Waferinspektionseinrichtung mit dem/der es möglich ist, zwischen einem Defekt, der von der hinteren Oberfläche zu der vorderen Oberfläche eines Wafers reicht, und einem Defekt, der nur auf der hinteren Oberfläche existiert und nicht zu der Vorderoberflächenseite hindurchgeht, zu unterscheiden.
  • [Mittel zum Lösen der Probleme]
  • Die vorliegende Erfindung löst das vorstehende Problem durch Bereitstellen eines Waferinspektionsverfahrens, das Folgendes umfasst:
    • Bestrahlen einer Inspektionsoberfläche eines Wafers als eine Probe mit Infrarotstrahlen oder Röntgenstrahlen;
    • Detektieren einer Intensität des transmittierten Lichts der Infrarotstrahlen oder Röntgenstrahlen, die durch die Inspektionsoberfläche transmittiert werden, und Erzeugen eines Verteilungsdiagramms der Intensität des transmittierten Lichts in einer Ebene (in-plane);
    • Spezifizieren einer Position eines Defekts von dem Verteilungsdiagramm der Intensität in der Ebene;
    • Detektieren der Intensität bei jedem von vorbestimmten Bereichen, die durch Aufteilen der Inspektionsoberfläche um die Position des Defekts herum in die vorbestimmten Bereiche erhalten werden;
    • Erhalten eines Profils eines Histogramms, das eine Beziehung zwischen der Intensität und ihrer Auftretenshäufigkeit bei jedem der vorbestimmten Bereiche repräsentiert; und
    • Identifizieren des Defekts aus dem Profil des Histogramms.
  • Die vorliegende Erfindung löst auch das vorstehende Problem durch Bereitstellen eines Waferinspektionsverfahrens, das Folgendes umfasst:
    • Bestrahlen einer Inspektionsoberfläche eines Wafers als eine Probe mit Infrarotstrahlen oder Röntgenstrahlen;
    • Detektieren einer Intensität des transmittierten Lichts der Infrarotstrahlen oder Röntgenstrahlen, die durch die Inspektionsoberfläche transmittiert werden, und Erzeugen eines Verteilungsdiagramms der Intensität des transmittierten Lichts in einer Ebene;
    • Spezifizieren einer Position eines Defekts von dem Verteilungsdiagramm der Intensität in der Ebene;
    • Detektieren der Intensität bei jedem von vorbestimmten Bereichen, die durch Aufteilen der Inspektionsoberfläche um die Position des Defekts herum in die vorbestimmten Bereiche erhalten werden;
    • Erhalten einer Differenz der Intensität bei jedem der vorbestimmten Bereiche;
    • Erhalten eines Profils eines Histogramms, das eine Beziehung zwischen der Differenz der Intensität und ihrer Auftretenshäufigkeit bei jedem der vorbestimmten Bereiche repräsentiert; und
    • Identifizieren des Defekts aus dem Profil des Histogramms.
  • Die vorliegende Erfindung löst auch das vorstehende Problem durch Bereitstellen einer Waferinspektionseinrichtung, die Folgendes umfasst:
    • eine Bestrahlungsvorrichtung, die zum Bestrahlen einer Inspektionsoberfläche eines Wafers als eine Probe mit Infrarotstrahlen oder Röntgenstrahlen konfiguriert ist;
    • eine Defektpositionsspezifikationsvorrichtung, die zum Detektieren einer Intensität des transmittierten Lichts der Infrarotstrahlen oder Röntgenstrahlen, die durch die Inspektionsoberfläche transmittiert werden, Erzeugen eines Verteilungsdiagramms der Intensität des transmittierten Lichts in einer Ebene, und Spezifizieren einer Position eines Defekts von dem Verteilungsdiagramm der Intensität in der Ebene konfiguriert ist;
    • einen Intensitätsdetektor, der zum Detektieren der Intensität bei jedem von vorbestimmten Bereichen konfiguriert ist, die durch Aufteilen der Inspektionsoberfläche um die spezifizierte Position des Defekts herum in die vorbestimmten Bereiche erhalten werden;
    • einen Profilgenerator, der zum Erhalten eines Profils eines Histogramms konfiguriert ist, das eine Beziehung zwischen der Intensität und ihrer Auftretenshäufigkeit bei jedem der vorbestimmten Bereiche repräsentiert; und
    • eine Bestimmungsvorrichtung, die zum Identifizieren des Defekts aus dem Profil des Histogramms konfiguriert ist.
  • Die vorliegende Erfindung löst auch das vorstehende Problem durch Bereitstellen einer Waferinspektionseinrichtung, die Folgendes umfasst:
    • eine Bestrahlungsvorrichtung, die zum Bestrahlen einer Inspektionsoberfläche eines Wafers als eine Probe mit Infrarotstrahlen oder Röntgenstrahlen konfiguriert ist;
    • eine Defektpositionsspezifikationsvorrichtung, die zum Detektieren einer Intensität des transmittierten Lichts der Infrarotstrahlen oder Röntgenstrahlen, die durch die Inspektionsoberfläche transmittiert werden, Erzeugen eines Verteilungsdiagramms der Intensität des transmittierten Lichts in einer Ebene, und Spezifizieren einer Position eines Defekts von dem Verteilungsdiagramm der Intensität in der Ebene konfiguriert ist;
    • einen Intensitätsdetektor, der zum Detektieren der Intensität bei jedem von vorbestimmten Bereichen konfiguriert ist, die durch Aufteilen der Inspektionsoberfläche um die spezifizierte Position des Defekts herum in die vorbestimmten Bereiche erhalten werden;
    • einen Differenzrechner, der zum Erhalten einer Differenz der Intensität bei jedem der vorbestimmten Bereiche konfiguriert ist;
    • einen Profilgenerator, der zum Erhalten eines Profils eines Histogramms konfiguriert ist, das eine Beziehung zwischen der Differenz der Intensität und ihrer Auftretenshäufigkeit bei jedem der vorbestimmten Bereiche repräsentiert; und
    • eine Bestimmungsvorrichtung, die zum Identifizieren des Defekts aus dem Profil des Histogramms konfiguriert ist.
  • Bei dem Waferinspektionsverfahren und der Waferinspektionseinrichtung der vorliegenden Erfindung gilt:
    • wenn die Anzahl an Spitzen (Peaks) in dem Profil eins ist, kann eine Bestimmung vorgenommen werden, dass ein Defekt existiert, der von einer Waferrückseite zu der Inspektionsoberfläche reicht, und
    • wenn die Anzahl an Spitzen in dem Profil zwei ist, kann eine Bestimmung vorgenommen werden, dass kein Defekt auf der Inspektionsoberfläche existiert, aber ein Defekt existiert, der nicht von der Waferrückseite zu der Inspektionsoberfläche reicht.
  • Bei dem Waferinspektionsverfahren und der Waferinspektionseinrichtung der vorliegenden Erfindung kann, wenn die Anzahl an Spitzen in dem Intensitätsverteilungsprofil zwei ist, außerdem eine Bestimmung vorgenommen werden, dass eine Tiefe des Defekts von der Waferrückseitenoberfläche mit höherer Intensität des transmittierten Lichts, das durch die Inspektionsoberfläche transmittiert wird, relativ tiefer ist.
  • Bei dem Waferinspektionsverfahren und der Waferinspektionseinrichtung der vorliegenden Erfindung kann der Wafer einen Wafer nach Hochglanzpolieren, einen Wafer nach einer Wärmebehandlung und/oder einen epitaktischen Wafer beinhalten.
  • [Effekte der Erfindung]
  • Zur Unterscheidung zwischen einem Defekt, der von der hinteren Oberfläche zu der vorderen Oberfläche eines Wafers reicht, und eines Defekts, der nicht von der hinteren Oberfläche zu der vorderen Oberfläche des Wafers reicht, haben die vorliegenden Erfinder Histogramme der Intensität von in der Nähe von Defekten transmittiertem Infrarotlicht erzeugt und die Histogramme ausführlich überprüft. Als ein Ergebnis der ausführlichen Überprüfung haben die vorliegenden Erfinder herausgefunden, dass die Anzahl an Spitzen in dem Histogrammprofil eins ist, wenn ein Defekt existiert, der von der hinteren Oberfläche zu einer Inspektionsoberfläche des Wafers reicht, während die Anzahl an Spitzen in dem Histogrammprofil zwei ist, wenn kein Defekt auf der Inspektionsoberfläche existiert, aber ein Defekt existiert, der nicht von der hinteren Oberfläche zu der vorderen Oberfläche des Wafers reicht. Dementsprechend kann ein Defekt identifiziert werden, indem das Histogrammprofil von transmittiertem Infrarotlicht analysiert wird. Eine solche Identifikation eines Defekts stellt einen Vorteil bereit, dass eine visuelle Oberflächeninspektion oder eine Oberflächeninspektion mit einem Mikroskop weggelassen werden kann. Insbesondere kann ein Defekt, der von der Vorderoberflächenseite nicht sichtbar ist, durch visuelle Oberflächeninspektion oder Oberflächeninspektion mit einem Mikroskop nicht bestätigt werden und eine Identifikation des Defekts ist in dieser Hinsicht auch vorteilhaft.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Satz von Diagrammen einschließlich eines Blockdiagramms, das eine Ausführungsform einer Waferinspektionseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 2 ist ein Satz von Diagrammen: (A) eine Querschnittsansicht, die einen Defekt veranschaulicht, der von der hinteren Oberfläche zu der vorderen Oberfläche eines Wafers reicht; und (B) ein Diagramm, das ein Häufigkeitsprofil der Intensität von transmittiertem Licht oder eine Differenz der Intensität, die zu dieser Zeit erhalten wird, veranschaulicht.
    • 3 ist ein Satz von Diagrammen: (A) eine Querschnittsansicht, die einen Defekt veranschaulicht, der nur die hintere Oberfläche des Wafers erreicht; und (B) ein Diagramm, das ein Häufigkeitsprofil der Intensität von transmittiertem Licht oder eine Differenz der Intensität, die zu dieser Zeit erhalten wird, veranschaulicht.
    • 4 ist ein Satz von Diagrammen: (A) eine Draufsicht, die die Inspektionsoberfläche des Wafers veranschaulicht; (B) ein Diagramm, das ein Intensitätsbild von transmittiertem Licht veranschaulicht; (C) ein Diagramm, das ein Differenzbild der Intensität des transmittierten Lichts veranschaulicht; und (D) ein Histogramm, das die Intensität von transmittiertem Licht angibt.
    • 5 ist ein Satz von Diagrammen: (A) eine Draufsicht, die die Inspektionsoberfläche des Wafers veranschaulicht; (B) ein Diagramm, das ein Intensitätsbild von transmittiertem Licht veranschaulicht; (C) ein Diagramm, das ein Differenzbild der Intensität des transmittierten Lichts veranschaulicht; und (D) ein Histogramm, das die Intensität von transmittiertem Licht angibt.
    • 6 ist ein Satz von Diagrammen: (A) eine Draufsicht, die die Inspektionsoberfläche des Wafers veranschaulicht; (B) ein Diagramm, das ein Intensitätsbild von transmittiertem Licht veranschaulicht; (C) ein Diagramm, das ein Differenzbild der Intensität des transmittierten Lichts veranschaulicht; und (D) ein Histogramm, das die Intensität von transmittiertem Licht angibt.
    • 7 ist ein Satz von Diagrammen: (A) eine Draufsicht, die die Inspektionsoberfläche des Wafers veranschaulicht; (B) ein Diagramm, das ein Intensitätsbild von transmittiertem Licht veranschaulicht; (C) ein Diagramm, das ein Differenzbild der Intensität des transmittierten Lichts veranschaulicht; und (D) ein Histogramm, das die Intensität von transmittiertem Licht angibt.
    • 8 ist ein Satz von Diagrammen: (A) ein Diagramm, das ein Intensitätsbild von transmittiertem Licht von einem Zwillingsdefekt veranschaulicht; und (B) ein Histogramm, das die Intensität von transmittiertem Licht angibt.
  • [Ausführungsweise(n) der Erfindung]
  • Nachfolgend werden eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein Satz von Diagrammen einschließlich eines Blockdiagramms, das eine Ausführungsform einer Waferinspektionseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Waferinspektionseinrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet eine Infrarotbestrahlungsvorrichtung 11, die eine Inspektionsoberfläche 2 eines Wafers W als die Probe mit Infrarotstrahlen IR bestrahlt, eine Kamera 12, die transmittiertes Licht TL der durch den Wafer W transmittierten Infrarotstrahlen IR bildlich erfasst, eine Defektpositionsspezifikationsvorrichtung 13, einen Intensitätsdetektor 14, einen Differenzrechner 15, einen Profilgenerator 16 und eine Bestimmungsvorrichtung 17. Unter diesen sind die Defektpositionsspezifikationsvorrichtung 13, der Intensitätsdetektor 14, der Differenzrechner 15, der Profilgenerator 16 und die Bestimmungsvorrichtung 17 durch Installieren von Programmen, die mit ihren Recheninhalten in Computerhardware geschrieben sind, die eine CPU, einen ROM, einen RAM und andere Komponenten beinhaltet, und Ausführen der Programme realisiert.
  • Die Infrarotbestrahlungsvorrichtung 11 beinhaltet eine Lichtquelle, die Infrarotstrahlen IR mit 0,7 µm bis 1 mm emittiert und einen Teil oder die gesamte Oberfläche des Wafers W mit den Infrarotstrahlen IR auf der hinteren Oberfläche oder der vorderen Oberfläche des Wafers W bestrahlt. Wenn ein Teil des Wafers W mit den Infrarotstrahlen IR bestrahlt wird, wird es bevorzugt zu scannen, während der Wafer W und die Infrarotbestrahlungsvorrichtung 11 relativ bewegt werden, und schließlich wird die gesamte Oberfläche des Wafers W mit den Infrarotstrahlen IR bestrahlt. Die mit den Infrarotstrahlen IR zu bestrahlende Stelle kann auf eine Stelle beschränkt sein, in der zu inspizierende Defekte wahrscheinlich auftreten. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Infrarotstrahlen IR verwendet, weil das von der Bestrahlungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zum Inspizieren von Defekten des Wafers W emittierte Licht (elektromagnetische Welle) durch den Wafer W transmittiert werden muss. In dieser Hinsicht können Röntgenstrahlen anstelle der Infrarotstrahlen IR verwendet werden. Dies liegt darin begründet, dass reflektiertes Licht, das nicht durch den Wafer W transmittiert wird, keine Bestimmung darüber ermöglichen kann, ob ein Defekt von der hinteren Waferoberfläche zu der Vorderoberflächenseite hindurchgeht oder in der Mitte stoppt.
  • Die Kamera 12 besteht aus einer CCD-Kamera oder dergleichen und ist bei einer Position gegenüber der Infrarotbestrahlungsvorrichtung 11 mit Bezug auf den Wafer W bereitgestellt, so dass sie das transmittierte Licht TL, das die durch den Wafer W transmittierten Infrarotstrahlen IR ist, nachdem sie von der Infrarotbestrahlungsvorrichtung 11 emittiert wurden, empfängt (bildlich erfasst). Wenn die Infrarotbestrahlungsvorrichtung 11 einen Teil des Wafers W mit den Infrarotstrahlen IR bestrahlt, ist die Kamera 12 bevorzugt zum Empfangen des gesamten transmittierten Lichts konfiguriert und angeordnet. Bevorzugt empfängt die Kamera 12 das transmittierte Licht, während sie sich mit Bezug auf den Wafer W bewegt und ihn scannt. Wenn die Infrarotbestrahlungsvorrichtung 11 die gesamte Oberfläche des Wafers W mit den Infrarotstrahlen IR bestrahlt, ist die Kamera 12 außerdem bevorzugt zum Empfangen des gesamten transmittierten Lichts konfiguriert und angeordnet. Das durch die Kamera 12 empfangene transmittierte Licht wird durch die Defektpositionsspezifikationsvorrichtung 13 ausgelesen.
  • Die Defektpositionsspezifikationsvorrichtung 13 liest Leuchtdichtenwerte des durch die Kamera 12 bildlich erfassten transmittierten Lichts aus und erzeugt eine Waferkarte des transmittierten Lichts. Wie in dem unteren rechten Diagramm aus 1 veranschaulicht, detektiert die Defektpositionsspezifikationsvorrichtung 13 einen Defekt von der Waferkarte des transmittierten Lichts und extrahiert eine Inspektionsoberfläche 2 eines Teils des Wafers (z. B. eines Siliziumwafers oder eines epitaktischen Siliziumwafers) um den Defekt herum. Die Inspektionsoberfläche 2 ist zum Beispiel eine quadratförmige Inspektionsoberfläche von 2 mm × 2 mm. Der Intensitätsdetektor 14 unterteilt die Inspektionsoberfläche 2 in Pixel mehrerer vorbestimmter Bereichsteile 21 (jedes Pixel ist zum Beispiel ein Quadrat von 5 µm × 5 µm), wie in dem mittleren rechten Diagramm aus 1 veranschaulicht ist, und detektiert die Intensität des transmittierten Lichts aus dem Lichtdichtenwert bei jedem der vorbestimmten Bereichsteile 21. Wenn die Größe der Inspektionsoberfläche 2 2 mm × 2 mm ist und die Größe der vorbestimmten Bereichsteile 21 5 µm × 5 µm ist, berechnet der Intensitätsdetektor 14 die Intensität des transmittierten Lichts bei jedem der vorbestimmten 400 × 400 = 160000 Bereichsteile 21. Die numerischen Werte der Fläche der Inspektionsoberfläche 2 und die Fläche der vorbestimmten Bereichsteile 21 sind nicht beschränkt und können auf angemessene numerische Werte gemäß der Auflösung der Kamera 12 und der Größe des Wafers W festgelegt werden.
  • Der Differenzrechner 15 ist zum Erhalten einer Differenz der Intensität von transmittiertem Licht bei jedem der vorbestimmten Bereichsteile 21 konfiguriert. Zum Beispiel berechnet der Differenzrechner 15 unter Verwendung eines Referenzwertes des Minimalwertes einer Intensität bei einen gewissen vorbestimmten Bereichsteil 21, bei dem die Intensität von transmittiertem Licht minimal ist, die Differenz der Intensität von transmittiertem Licht bei jedem der vorbestimmten Bereichsteile 21 aus der Intensität von transmittiertem Licht bei dem gewissen vorbestimmten Bereichsteil 21. Obwohl der Intensitätsdetektor 14 den Absolutwert der Intensität von transmittiertem Licht detektiert, berechnet der Differenzrechner 15 einen relativen Wert der Intensität von transmittiertem Licht bei einer gewissen Inspektionsoberfläche 2 und dient dementsprechend als eine Art von Filter. Zum Beispiel wird das in 4(B) veranschaulichte Bild aus Bilddaten erhalten, die die Intensität von transmittiertem Licht bei einer in 4(A) veranschaulichten Inspektionsoberfläche 2 repräsentieren, wohingegen das in 4(C) veranschaulichte Bild ein Differenzbild ist, das durch den Differenzrechner 15 erhalten wurde. Wie aus dem Vergleich zwischen den zwei Bildern ersichtlich ist, ist die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Teils, in dem die Intensität von transmittiertem Licht verschieden von jener in anderen Teilen ist, in dem Bild aus 4(C) klarer als in dem Bild aus 4(B). Es wird jedoch angemerkt, dass der Differenzrechner 15 möglicherweise nicht in der Waferinspektionseinrichtung und dem Waferinspektionsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wurde und nach Bedarf bereitgestellt werden kann.
  • Der Profilgenerator 16 erzeugt ein Profil eines Histogramms, das die Beziehung zwischen der Intensität oder Differenz der Intensität und ihrer Auftretenshäufigkeit repräsentiert, wie in den oberen rechten Diagrammen aus 1 veranschaulicht ist, aus der Intensität von transmittiertem Licht bei jedem der vorbestimmten Bereichsteile 21, welche durch den Intensitätsdetektor 14 detektiert wird, oder aus der Differenz der Intensität von transmittiertem Licht bei jedem der vorbestimmten Bereichsteile 21, die durch den Differenzrechner 15 erhalten wird. Die horizontalen Achsen der in 1 oben rechts veranschaulichten Graphen repräsentieren die Klasse der Intensität oder Differenz der Intensität und die vertikalen Achsen repräsentieren die Auftretenshäufigkeit. Wenn die Anzahl der vorbestimmten Bereichsteile 21 wie bei dem oben beschriebenen Beispiel 40×40=1600 ist, ist die Gesamtheit an Auftretenshäufigkeiten 1600. Die Anzahl an Klassen der Intensität oder Differenz der Intensität auf den horizontalen Achsen kann auf eine Zahl festgelegt werden, mit der die Anzahl an Spitzen in der Bestimmungsvorrichtung 17 bestimmt werden kann, was später beschrieben wird.
  • Die Bestimmungsvorrichtung 17 bestimmt ein Merkmal des Häufigkeitsprofils der Intensität oder Differenz der Intensität auf der Inspektionsoberfläche 2 aus dem Profil des Histogramms (Häufigkeitsprofil), das durch den Profilgenerator 16 erzeugt wird. Die Bestimmungsvorrichtung 17 speichert vorläufig einen speziellen Defekt und das Merkmal des Häufigkeitsprofils der Intensität oder Differenz der Intensität für den speziellen Defekt. Zum Beispiel wird, wie später beschrieben wird, ein Häufigkeitsprofil der Intensität oder Differenz der Intensität mit einer Spitze als ein charakteristisches Profil für einen Defekt gespeichert, der von der hinteren Oberfläche zu der Inspektionsoberfläche 2 reicht, wird ein Häufigkeitsprofil der Intensität oder Differenz der Intensität mit zwei Spitzen als ein charakteristisches Profil für einen Defekt gespeichert, der nicht auf der Inspektionsoberfläche 2 erscheint, sondern nur auf der hinteren Oberfläche existiert und die Inspektionsoberfläche 2 nicht erreicht, und wird ein Häufigkeitsprofil der Intensität oder Differenz der Intensität wie in 8(C) veranschaulicht als ein charakteristisches Profil für einen Zwillingsdefekt gespeichert. Als ein Beispiel für einen Fall des Inspizierens, ob der Defekt ein Defekt, der von der hinteren Oberfläche zu der Inspektionsoberfläche 2 reicht, oder ein Defekt ist, der nicht auf der Inspektionsoberfläche 2 erscheint, aber nur auf der hinteren Oberfläche existiert und die Inspektionsoberfläche 2 nicht erreicht, bestimmt die Bestimmungsvorrichtung 17 aus dem durch den Profilgenerator 16 erzeugtem Profil des Histogramms (Häufigkeitsprofil), wie viele Spitzen in dem Häufigkeitsprofil der Intensität oder Differenz der Intensität auf der Inspektionsoberfläche 2 vorhanden sind. Wenn die Anzahl an Spitzen in dem Häufigkeitsprofil eins ist, bestimmt die Bestimmungsvorrichtung 17 dann, dass der Defekt ein Defekt ist, der von der hinteren Oberfläche zu der Inspektionsoberfläche 2 reicht, während, wenn die Anzahl an Spitzen in dem Häufigkeitsprofil zwei ist, die Bestimmungsvorrichtung 17 bestimmt, dass der Defekt ein Defekt ist, der nicht auf der Inspektionsoberfläche 2 erscheint, sondern nur auf der hinteren Oberfläche existiert und die Inspektionsoberfläche 2 nicht erreicht.
  • 2(A) ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils, die einen Defekt DF veranschaulicht, der von der hinteren Oberfläche zu der vorderen Oberfläche des Wafers W reicht, und 2(B) ist ein Diagramm, das das Häufigkeitsprofil der Intensität von transmittiertem Licht oder eine Differenz der Intensität, die zu dieser Zeit erhalten wird, veranschaulicht. In 2(A) wird angenommen, dass die untere Oberfläche des Wafers W die hintere Oberfläche ist und die obere Oberfläche die vordere Oberfläche ist. Wenn die vorliegenden Erfinder eine Reihe von Wafern (Wafer nach Hochglanzpolieren, Wafer nach einer Wärmebehandlung und epitaktische Wafer) verwendeten, um Defekte, die von der hinteren Oberfläche zu der vorderen Oberfläche reichen, mit Infrarotstrahlen IR zu bestrahlen, und das Häufigkeitsprofil der Intensität von transmittiertem Licht oder einer Differenz der Intensität erzeugten, wies das Profil insgesamt eine Spitze auf, wie in 2(B) veranschaulicht ist.
  • 4(A) ist eine Draufsicht, die die Inspektionsoberfläche 2 des Wafers W veranschaulicht, 4(B) ist ein Diagramm, das ein Intensitätsbild des transmittierten Lichts veranschaulicht, 4(C) ist ein Diagramm, das ein Differenzbild der Intensität des transmittierten Lichts veranschaulicht, und 4(D) ist ein Histogramm, das die Intensität von transmittiertem Licht angibt. 5(A) ist eine Draufsicht, die eine andere Inspektionsoberfläche 2 desselben Wafers W veranschaulicht, 5(B) ist ein Diagramm, das ein Intensitätsbild des transmittierten Lichts veranschaulicht, 5(C) ist ein Diagramm, das ein Differenzbild der Intensität des transmittierten Lichts veranschaulicht, und 5(D) ist ein Histogramm, das die Intensität von transmittiertem Licht angibt. 4(A) und 5(A) sind beide Draufsichten, die die vordere Oberfläche des Wafers W veranschaulichen. Die Inspektionsoberfläche 2 aus 4(A) wies einen Gleitdefekt DF1 auf, der durch visuelle Inspektion mit einer Kondensationslampe bestätigt werden konnte, und die andere Inspektionsoberfläche 2 aus 5(A) wies auch einen Gleitdefekt DF2 auf, der durch visuelle Inspektion mit der Kondensationslampe bestätigt werden konnte. Wie es sich aus diesen Ergebnissen versteht, zeigten, wenn Histogramme der Intensität von transmittiertem Licht TL der Infrarotstrahlen IR für die Gleitdefekte DF1 und DF2 erzeugt wurden, die von der hinteren Oberfläche zu der vorderen Oberfläche des Wafers W reichen, die erzeugten Histogramme beide eine Spitze, wie in 4(D) und 5(D) veranschaulicht ist.
  • Anderseits ist 3(A) eine Querschnittsansicht eines Hauptteils, die einen Defekt veranschaulicht, der nicht von der hinteren Oberfläche zu der vorderen Oberfläche des Wafers W reicht, und 3(B) ist ein Diagramm, das das Häufigkeitsprofil der Intensität von transmittiertem Licht oder eine Differenz der Intensität, die zu dieser Zeit erhalten wird, veranschaulicht. In 3(A) wird angenommen, dass die untere Oberfläche des Wafers W die hintere Oberfläche ist und die obere Oberfläche die vordere Oberfläche ist. Wenn die vorliegenden Erfinder eine Reihe von Wafern (Wafer nach Hochglanzpolieren, Wafer nach einer Wärmebehandlung und epitaktische Wafer) verwendeten, um Defekte, die nicht von der hinteren Oberfläche zu der vorderen Oberfläche reichen, mit Infrarotstrahlen IR zu bestrahlen, und das Häufigkeitsprofil der Intensität von transmittiertem Licht oder einer Differenz der Intensität erzeugten, wies das Profil insgesamt zwei Spitzen auf, wie in 3(B) veranschaulicht ist.
  • 6(A) ist eine Draufsicht, die noch eine andere Inspektionsoberfläche 2 des Wafers W veranschaulicht, 6(B) ist ein Diagramm, das ein Intensitätsbild des transmittierten Lichts veranschaulicht, 6(C) ist ein Diagramm, das ein Differenzbild der Intensität des transmittierten Lichts veranschaulicht, und 6(D) ist ein Histogramm, das die Intensität von transmittiertem Licht angibt. 7(A) ist eine Draufsicht, die noch eine andere Inspektionsoberfläche 2 desselben Wafers W veranschaulicht, 7(B) ist ein Diagramm, das ein Intensitätsbild des transmittierten Lichts veranschaulicht, 7(C) ist ein Diagramm, das ein Differenzbild der Intensität des transmittierten Lichts veranschaulicht, und 7(D) ist ein Histogramm, das die Intensität von transmittiertem Licht angibt. 6(A) und 7(A) sind beide Draufsichten, die die vordere Oberfläche des Wafers W veranschaulichen. Die Inspektionsoberfläche 2 aus 6(A) wies keinen Defekt auf, der durch visuelle Inspektion mit der Kondensationslampe von der vorderen Oberfläche des Wafers W bestätigt werden konnte, aber von der hinteren Oberfläche konnte ein Gleitdefekt DF3, der in 6(B) veranschaulicht ist, durch visuelle Inspektion mit der Kondensationslampe bestätigt werden. Gleichermaßen wies die andere Inspektionsoberfläche 2 aus 7(A) keinen Defekt auf, der durch visuelle Inspektion mit der Kondensationslampe von der vorderen Oberfläche des Wafers W bestätigt werden konnte, aber von der hinteren Oberfläche konnte ein Gleitdefekt DF4, der in 7(B) veranschaulicht ist, durch visuelle Inspektion mit der Kondensationslampe bestätigt werden. Wie es sich aus diesen Ergebnissen versteht, zeigten, wenn Histogramme der Intensität von transmittiertem Licht TL der Infrarotstrahlen IR für die Gleitdefekte DF3 und DF4 erzeugt wurden, die nicht von der hinteren Oberfläche zu der vorderen Oberfläche des Wafers W reichen, die erzeugten Histogramme beide zwei Spitzen, wie in 6(D) und 7(D) veranschaulicht ist.
  • Wie in 2, 4 und 5 veranschaulicht, zeigen, wenn Histogramme der Intensität von transmittiertem Licht TL der Infrarotstrahlen IR für die Gleitdefekte DF1 und DF2 erzeugt werden, die von der hinteren Oberfläche zu der vorderen Oberfläche des Wafers W reichen, die Histogramme alle eine Spitze, wie in 2(B), 4(D) und 5(D) veranschaulicht ist. Dies scheint aus den folgenden Gründen der Fall zu sein. Das heißt, in dem Fall solcher Gleitdefekte DF1 und DF2 wird angenommen, dass die interne Spannung aufgrund von Defekten auf Seite der hinteren Oberfläche des Wafers W freigegeben wird und nur innerhalb des Wafers W verbleibt. Dementsprechend wird gefolgert, dass das Häufigkeitsprofil der Intensität von transmittiertem Licht als eine relative scharfe Spitze mit einer schmalen Breite erscheint.
  • Andererseits zeigen, wie in 3, 6 und 7 veranschaulicht, wenn Histogramme der Intensität von transmittiertem Licht TL der Infrarotstrahlen IR für die Gleitdefekte DF3 und DF erzeugt werden, die nicht von der hinteren Oberfläche zu der vorderen Oberfläche des Wafers W reichen, die Histogramme alle zwei Spitzen, wie in 3(B), 6(D) und 7(D) veranschaulicht ist. Dies scheint aus den folgenden Gründen der Fall zu sein. Das heißt, in dem Fall solcher Gleitdefekte DF3 und DF4 wird angenommen, dass die interne Spannung aufgrund von Defekten auf der hinteren Oberfläche nicht auf der Vorderoberflächenseite des Wafers W freigegeben wird und sowohl auf der hinteren Oberfläche als auch innerhalb des Wafers W verbleibt. Dementsprechend wird gefolgert, dass das Häufigkeitsprofil der Intensität von transmittiertem Licht als zwei breite und relativ unscharfe Spitzen erscheint.
  • Wie oben beschrieben, kann gemäß der Waferinspektionseinrichtung und dem Waferinspektionsverfahren der vorliegenden Ausführungsform das Häufigkeitsprofil der Intensität von transmittiertem Licht oder einer Differenz der Intensität zur Unterscheidung zwischen einem Defekt, der von der hinteren Oberfläche zu der vorderen Oberfläche des Wafers W reicht, und einem Defekt, der nicht von der hinteren Oberfläche zu der vorderen Oberfläche reicht, verwendet werden. Dies ermöglicht, dass ein Gleitdefekt, der zum Beispiel nach einer Wärmebehandlung verursacht wird, einfach in Bezug darauf identifiziert werden kann, ob er die vordere Oberfläche erreicht oder ob er nicht von der hinteren Oberfläche zu der vorderen Oberfläche reicht.
  • Zudem wird gemäß der Waferinspektionseinrichtung und dem Waferinspektionsverfahren der vorliegenden Ausführungsform, wie in 3, 6 und 7 veranschaulicht, abgeleitet, dass die Tiefen der Gleitdefekte DF3 und DF4, die nicht von der hinteren Oberfläche zu der vorderen Oberfläche des Wafers W reichen, mit der Intensität von transmittiertem Licht korrelieren, und daher kann eine Bestimmung erfolgen, dass die Tiefe eines Defekts mit höherer Intensität von transmittiertem Licht relativ tiefer ist.
  • Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wurde der Fall exemplarisch gezeigt, in dem untersucht wird, ob der hauptsächlich zu inspizierende Defekt ein Defekt ist, der von der hinteren Oberfläche zu der Inspektionsoberfläche 2 reicht, oder ein Defekt ist, der nicht auf der Inspektionsoberfläche 2 erscheint, sondern nur auf der Rückseite existiert und die Inspektionsoberfläche 2 nicht erreicht. Jedoch wurde glücklicherweise herausgefunden, dass die vorliegende Technik auch für andere Defekte als Gleitdefekte verwendet werden kann, um ein anderes charakteristisches Häufigkeitsprofil der Intensität von transmittiertem Licht oder einer Differenz der Intensität zu erhalten. Zum Beispiel ist 8(A) ein Diagramm, das das Intensitätsbild von transmittiertem Licht von einem Zwillingsdefekt veranschaulicht, und 8(B) ist ein Histogramm, das die Intensität von transmittiertem Licht angibt. Wie in 8(B) veranschaulicht, weist das Histogramm im Fall eines Zwillingsdefekts ein Merkmal auf, das offensichtlich verschieden von den Merkmalen der Gleitdefekte ist, die in 4(D), 5(D), 6(D) und 7(D) veranschaulicht sind. Falls die Merkmale der Histogramme vorläufig in der Inspektionseinrichtung für jeweilige Typen von Defekten gespeichert werden, können dementsprechend die Merkmale verglichen werden, um verschiedene Defekte zu bestimmen und zu klassifizieren.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Waferinspektionseinrichtung
    11
    Infrarotbestrahlungsvorrichtung
    12
    Kamera
    13
    Defektpositionsspezifikationsvorrichtung
    14
    Intensitätsdetektor
    15
    Differenzrechner
    16
    Profilgenerator
    17
    Bestimmungsvorrichtung
    2
    Inspektionsoberfläche
    21
    Vorbestimmter Bereichsteil
    W
    Wafer
    IR
    Infrarotstrahlen
    TL
    Transmittiertes Licht
    DF1 bis DF4
    Gleitdefekte
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2013036888 A [0003]

Claims (10)

  1. Waferinspektionsverfahren, das Folgendes umfasst: Bestrahlen einer Inspektionsoberfläche eines Wafers als eine Probe mit Infrarotstrahlen oder Röntgenstrahlen; Detektieren einer Intensität des transmittierten Lichts der Infrarotstrahlen oder Röntgenstrahlen, die durch die Inspektionsoberfläche transmittiert werden, und Erzeugen eines Verteilungsdiagramms der Intensität des transmittierten Lichts in einer Ebene; Spezifizieren einer Position eines Defekts von dem Verteilungsdiagramm der Intensität in der Ebene; Detektieren der Intensität bei jedem von vorbestimmten Bereichen, die durch Aufteilen der Inspektionsoberfläche um die spezifizierte Position des Defekts herum in die vorbestimmten Bereiche erhalten werden; Erhalten eines Profils eines Histogramms, das eine Beziehung zwischen der Intensität und ihrer Auftretenshäufigkeit bei jedem der vorbestimmten Bereiche repräsentiert; vorläufiges Speichern eines Merkmals des Profils des Histogramms für einen speziellen Defekt; und Identifizieren des Defekts aus dem gespeicherten Merkmal und dem erhaltenen Profil des Histogramms.
  2. Waferinspektionsverfahren, das Folgendes umfasst: Bestrahlen einer Inspektionsoberfläche eines Wafers als eine Probe mit Infrarotstrahlen oder Röntgenstrahlen; Detektieren einer Intensität des transmittierten Lichts der Infrarotstrahlen oder Röntgenstrahlen, die durch die Inspektionsoberfläche transmittiert werden, und Erzeugen eines Verteilungsdiagramms der Intensität des transmittierten Lichts in einer Ebene; Spezifizieren einer Position eines Defekts von dem Verteilungsdiagramm der Intensität in der Ebene; Detektieren der Intensität bei jedem von vorbestimmten Bereichen, die durch Aufteilen der Inspektionsoberfläche um die spezifizierte Position des Defekts herum in die vorbestimmten Bereiche erhalten werden; Erhalten einer Differenz der Intensität bei jedem der vorbestimmten Bereiche; Erhalten eines Profils eines Histogramms, das eine Beziehung zwischen der Differenz der Intensität und ihrer Auftretenshäufigkeit bei jedem der vorbestimmten Bereiche repräsentiert; vorläufiges Speichern eines Merkmals des Profils des Histogramms für einen speziellen Defekt; und Identifizieren des Defekts aus dem gespeicherten Merkmal und dem erhaltenen Profil des Histogramms.
  3. Waferinspektionsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, das Folgendes umfasst: wenn die Anzahl an Spitzen in dem Profil eins ist, Bestimmen, dass ein Gleitdefekt existiert, der von einer Waferrückseite zu der Inspektionsoberfläche reicht; und wenn die Anzahl an Spitzen in dem Profil zwei ist, Bestimmen, dass kein Defekt auf der Inspektionsoberfläche existiert, aber ein Gleitdefekt existiert, der nicht von der Waferrückseite zu der Inspektionsoberfläche reicht.
  4. Waferinspektionsverfahren nach Anspruch 3, das Folgendes umfasst: wenn die Anzahl an Spitzen in dem Profil zwei ist, Bestimmen, dass eine Tiefe des Gleitdefekts von der Waferrückseitenoberfläche mit höherer Intensität des transmittierten Lichts, das durch die Inspektionsoberfläche transmittiert wird, relativ tiefer ist.
  5. Waferinspektionsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Wafer einen Wafer nach einem Hochglanzpolieren, einen Wafer nach einer Wärmebehandlung und/oder einen epitaktischen Wafer beinhaltet.
  6. Waferinspektionseinrichtung, die Folgendes umfasst: eine Bestrahlungsvorrichtung, die zum Bestrahlen einer Inspektionsoberfläche eines Wafers als eine Probe mit Infrarotstrahlen oder Röntgenstrahlen konfiguriert ist; eine Defektpositionsspezifikationsvorrichtung, die zum Detektieren einer Intensität des transmittierten Lichts der Infrarotstrahlen oder Röntgenstrahlen, die durch die Inspektionsoberfläche transmittiert werden, Erzeugen eines Verteilungsdiagramms der Intensität des transmittierten Lichts in einer Ebene, und Spezifizieren einer Position eines Defekts von dem Verteilungsdiagramm der Intensität in der Ebene konfiguriert ist; einen Intensitätsdetektor, der zum Detektieren der Intensität bei jedem von vorbestimmten Bereichen konfiguriert ist, die durch Aufteilen der Inspektionsoberfläche um die spezifizierte Position des Defekts herum in die vorbestimmten Bereiche erhalten werden; einen Profilgenerator, der zum Erhalten eines Profils eines Histogramms konfiguriert ist, das eine Beziehung zwischen der Intensität und ihrer Auftretenshäufigkeit bei jedem der vorbestimmten Bereiche repräsentiert; und eine Bestimmungsvorrichtung, die zum vorläufigen Speichern eines Merkmals des Profils des Histogramms für einen speziellen Defekt und Identifizieren des Defekts aus dem gespeicherten Merkmal und dem erhaltenen Profil des Histogramms konfiguriert ist.
  7. Waferinspektionseinrichtung, die Folgendes umfasst: eine Bestrahlungsvorrichtung, die zum Bestrahlen einer Inspektionsoberfläche eines Wafers als eine Probe mit Infrarotstrahlen oder Röntgenstrahlen konfiguriert ist; eine Defektpositionsspezifikationsvorrichtung, die zum Detektieren einer Intensität des transmittierten Lichts der Infrarotstrahlen oder Röntgenstrahlen, die durch die Inspektionsoberfläche transmittiert werden, Erzeugen eines Verteilungsdiagramms der Intensität des transmittierten Lichts in einer Ebene, und Spezifizieren einer Position eines Defekts von dem Verteilungsdiagramm der Intensität in der Ebene konfiguriert ist; einen Intensitätsdetektor, der zum Detektieren der Intensität bei jedem von vorbestimmten Bereichen konfiguriert ist, die durch Aufteilen der Inspektionsoberfläche um die spezifizierte Position des Defekts herum in die vorbestimmten Bereiche erhalten werden; einen Differenzrechner, der zum Erhalten einer Differenz der Intensität bei jedem der vorbestimmten Bereiche konfiguriert ist; einen Profilgenerator, der zum Erhalten eines Profils eines Histogramms konfiguriert ist, das eine Beziehung zwischen der Differenz der Intensität und ihrer Auftretenshäufigkeit bei jedem der vorbestimmten Bereiche repräsentiert; und eine Bestimmungsvorrichtung, die zum vorläufigen Speichern eines Merkmals des Profils des Histogramms für einen speziellen Defekt und Identifizieren des Defekts aus dem gespeicherten Merkmal und dem erhaltenen Profil des Histogramms konfiguriert ist.
  8. Waferinspektionseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Bestimmungsvorrichtung zu Folgendem arbeitet: wenn die Anzahl an Spitzen in dem Profil eins ist, Bestimmen, dass ein Gleitdefekt existiert, der von einer Waferrückseite zu der Inspektionsoberfläche reicht; und wenn die Anzahl an Spitzen in dem Profil zwei ist, Bestimmen, dass kein Defekt auf der Inspektionsoberfläche existiert, aber ein Gleitdefekt existiert, der nicht von der Waferrückseite zu der Inspektionsoberfläche reicht.
  9. Waferinspektionseinrichtung nach Anspruch 8, wobei die Bestimmungseinrichtung, wenn die Anzahl an Spitzen in dem Profil zwei ist, zum Bestimmen arbeitet, dass eine Tiefe des Gleitdefekts von der Waferrückseitenoberfläche mit höherer Intensität des transmittierten Lichts, das durch die Inspektionsoberfläche transmittiert wird, relativ tiefer ist.
  10. Waferinspektionseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei der Wafer einen Wafer nach einem Hochglanzpolieren, einen Wafer nach einer Wärmebehandlung und/oder einen epitaktischen Wafer beinhaltet.
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