JP2000002664A - 欠陥検査方法とその装置 - Google Patents
欠陥検査方法とその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 画素を大きくしたままで、チップ間の配列誤
差の影響を受けずに、0.3〜0.5μｍ程度の微小異物、ま
たは微小パターン欠陥をも検査可能とすること。 【解決手段】 基板（ウェハ）１上に多数形成されたチ
ップのうち、少なくとも２つのチップの各々に対応して
形成された基準マークの位置を検出の上、それらチップ
の配列誤差を求め、そのうちの１つのチップの画像を検
出素子５、メモリ２０１でそれぞれ検出、遅延記憶せし
めた状態で、他のチップの検出画像との間での比較によ
り差画像を得るに際して、他のチップの画像は、例えば
平行平板１９により配列誤差が補正された状態として素
子５で検出されているものである。
差の影響を受けずに、0.3〜0.5μｍ程度の微小異物、ま
たは微小パターン欠陥をも検査可能とすること。 【解決手段】 基板（ウェハ）１上に多数形成されたチ
ップのうち、少なくとも２つのチップの各々に対応して
形成された基準マークの位置を検出の上、それらチップ
の配列誤差を求め、そのうちの１つのチップの画像を検
出素子５、メモリ２０１でそれぞれ検出、遅延記憶せし
めた状態で、他のチップの検出画像との間での比較によ
り差画像を得るに際して、他のチップの画像は、例えば
平行平板１９により配列誤差が補正された状態として素
子５で検出されているものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、比較検査方法およ
装置に係り、特に基板であるウェハ上に、同一形状で多
数形成されたチップ中の異物やパターン欠陥の有無を検
査するために好適な比較検査方法とその装置に関するも
のである。
装置に係り、特に基板であるウェハ上に、同一形状で多
数形成されたチップ中の異物やパターン欠陥の有無を検
査するために好適な比較検査方法とその装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来技術として、特開昭59−65
36号公報に記載の技術がある。この従来技術では、ウエ
ハ上の異物やパターン欠陥の有無を検出するため、ウェ
ハ上に斜方または上方から光を当てて、異物やパターン
欠陥から生じる散乱光を検出するが、この時パターンか
らも散乱光が生じるため、ウェハ上の２つのチップ内の
同一箇所を検出し、両者を比較し、不一致部分を異物や
パターン欠陥と判定するようにしている。
36号公報に記載の技術がある。この従来技術では、ウエ
ハ上の異物やパターン欠陥の有無を検出するため、ウェ
ハ上に斜方または上方から光を当てて、異物やパターン
欠陥から生じる散乱光を検出するが、この時パターンか
らも散乱光が生じるため、ウェハ上の２つのチップ内の
同一箇所を検出し、両者を比較し、不一致部分を異物や
パターン欠陥と判定するようにしている。
【０００３】ところが、ウェハ上のチップは１つずつ縮
小投影露光装置で露光するために、それぞれのチップに
配置ずれがある（第１１図参照）。このままの状態で検
出素子を用いてチップ上を走査すると、チップ上の異な
った位置を検出してしまい、同じ画像が得られない。
小投影露光装置で露光するために、それぞれのチップに
配置ずれがある（第１１図参照）。このままの状態で検
出素子を用いてチップ上を走査すると、チップ上の異な
った位置を検出してしまい、同じ画像が得られない。
【０００４】そこで、特開昭61−151410号公報に記載の
従来技術では、チップ間の位置ずれをそのままの状態と
し、検出素子の画素サイズを小さくして、画像をデジタ
ル化してメモリし、メモリ素子内で信号を少しずつずら
して、両者を一致させる方法を採っている。しかし、こ
の方法では画素サイズを極度に小さくする必要があるた
め、検査時間が長くなり、実用上大きな問題になってい
た。
従来技術では、チップ間の位置ずれをそのままの状態と
し、検出素子の画素サイズを小さくして、画像をデジタ
ル化してメモリし、メモリ素子内で信号を少しずつずら
して、両者を一致させる方法を採っている。しかし、こ
の方法では画素サイズを極度に小さくする必要があるた
め、検査時間が長くなり、実用上大きな問題になってい
た。
【０００５】そこで、画素サイズを大きくして検出時間
を短縮し、この画素を比較検査するため特開平1−59469
号公報に記載の従来技術では、画像を平滑化し、チップ
同士の位置ずれの影響を軽減する方法を採っている。
を短縮し、この画素を比較検査するため特開平1−59469
号公報に記載の従来技術では、画像を平滑化し、チップ
同士の位置ずれの影響を軽減する方法を採っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、画
素を小さくすると検査時間が掛かりすぎ、画素を大きく
するとチップ間の配列誤差の影響を直接受け、１〜３μ
ｍ以上の大異物または大パターン欠陥しか検出できない
という問題があった。
素を小さくすると検査時間が掛かりすぎ、画素を大きく
するとチップ間の配列誤差の影響を直接受け、１〜３μ
ｍ以上の大異物または大パターン欠陥しか検出できない
という問題があった。
【０００７】本発明の目的は、画素を大きくしたまま
で、チップ間の配列誤差の影響を受けずに、0.3〜0.5μ
ｍ程度の微小異物、または微小パターン欠陥をも検査可
能な比較検査方法とその装置を提供することにある。
で、チップ間の配列誤差の影響を受けずに、0.3〜0.5μ
ｍ程度の微小異物、または微小パターン欠陥をも検査可
能な比較検査方法とその装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的は、基板上に多
数形成された同一形状のチップを検査して、基板上の異
物、または前記チップ内のパターン欠陥を検出するに際
して、前記多数形成されたチップのうちの少なくとも２
つのチップの各々に対応して形成された基準マークの位
置を検出して前記少なくとも２つのチップの配列誤差を
求め、前記多数形成されたチップのうちの１つのチップ
の画像を検出して記憶し、該記憶した１つのチップの画
像と前記多数形成されたチップのうちの他のチップを検
出して得た画像とを前記求めた配列誤差を補正した状態
で比較して前記記憶した１つのチップの画像と前記検出
した他のチップの画像との差を求め、該求めた画像の差
に基づいて前記基板上の異物、または前記パターン欠陥
を検出する比較検査方法であって、前記基準マークの位
置を検出して前記少なくとも２つのチップの配列誤差を
求めることを、前記多数形成されたチップのうちの所定
のチップに形成された前記基準マークの位置を検出して
行うとともに、前記多数形成されたチップのうちの他の
チップを検出して得た画像は、前記記憶した１つのチッ
プの画像に対して、前記求めた配列誤差を補正した画像
とされることで達成される。
数形成された同一形状のチップを検査して、基板上の異
物、または前記チップ内のパターン欠陥を検出するに際
して、前記多数形成されたチップのうちの少なくとも２
つのチップの各々に対応して形成された基準マークの位
置を検出して前記少なくとも２つのチップの配列誤差を
求め、前記多数形成されたチップのうちの１つのチップ
の画像を検出して記憶し、該記憶した１つのチップの画
像と前記多数形成されたチップのうちの他のチップを検
出して得た画像とを前記求めた配列誤差を補正した状態
で比較して前記記憶した１つのチップの画像と前記検出
した他のチップの画像との差を求め、該求めた画像の差
に基づいて前記基板上の異物、または前記パターン欠陥
を検出する比較検査方法であって、前記基準マークの位
置を検出して前記少なくとも２つのチップの配列誤差を
求めることを、前記多数形成されたチップのうちの所定
のチップに形成された前記基準マークの位置を検出して
行うとともに、前記多数形成されたチップのうちの他の
チップを検出して得た画像は、前記記憶した１つのチッ
プの画像に対して、前記求めた配列誤差を補正した画像
とされることで達成される。
【０００９】また、装置構成としては、前記基板を載置
して平面内でＸ，Ｙ方向に移動可能とするステージ手段
と、該ステージ手段に載置された前記基板上に多数形成
されたチップのパターンを検出して該パターンの画像を
画像信号として出力する検出手段と、該検出手段で検出
した前記パターンの画像を遅延記憶する記憶手段と、前
記検出手段で検出した前記多数形成されたチップのうち
の少なくとも２つのチップの各々に対応して形成された
基準マークの画像から前記少なくとも２つのチップ間の
配列誤差を求める配列誤差算出手段と、該配列誤差算出
手段で求めた配列誤差を、前記検出手段における光電変
換部に対し前記チップのパターンの光学像を相対的にシ
フトすることにより補正する画像シフト手段と、該画像
シフト手段で前記配列誤差を補正した状態で前記記憶手
段に記憶された前記多数形成されたチップのうちの１つ
のチップのパターンの画像と前記検出手段で検出した前
記多数形成されたチップのうちの他のチップのパターン
の画像との差を求める差画像検出手段と、該差画像検出
手段で求めた前記画像の差に基づいて前記基板上の異
物、または前記チップ内のパターン欠陥を検出する欠陥
検出手段とを具備せしめることで達成される。
して平面内でＸ，Ｙ方向に移動可能とするステージ手段
と、該ステージ手段に載置された前記基板上に多数形成
されたチップのパターンを検出して該パターンの画像を
画像信号として出力する検出手段と、該検出手段で検出
した前記パターンの画像を遅延記憶する記憶手段と、前
記検出手段で検出した前記多数形成されたチップのうち
の少なくとも２つのチップの各々に対応して形成された
基準マークの画像から前記少なくとも２つのチップ間の
配列誤差を求める配列誤差算出手段と、該配列誤差算出
手段で求めた配列誤差を、前記検出手段における光電変
換部に対し前記チップのパターンの光学像を相対的にシ
フトすることにより補正する画像シフト手段と、該画像
シフト手段で前記配列誤差を補正した状態で前記記憶手
段に記憶された前記多数形成されたチップのうちの１つ
のチップのパターンの画像と前記検出手段で検出した前
記多数形成されたチップのうちの他のチップのパターン
の画像との差を求める差画像検出手段と、該差画像検出
手段で求めた前記画像の差に基づいて前記基板上の異
物、または前記チップ内のパターン欠陥を検出する欠陥
検出手段とを具備せしめることで達成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１から
図１２により説明するが、その前に本発明の概要につい
て説明すれば、各チップの基準マークを検出することに
より、各チップの配列誤差を求める。次に、異物または
パターン欠陥の検査時には前記配列誤差の分だけ、チッ
プの画像と検出素子のいずれかをシフトしながら前記画
像を検出する。ついで、２つのチップの画像信号の差を
求め、不一致信号が出力された時、異物またはパターン
欠陥ありと判断するようにしている。これにより、画素
を大きくしたままの状態で、チップ間の配列誤差の影響
を受けずに0.3〜0.5μｍ程度の小異物または小パターン
欠陥をも検査することができる。また、前記チップの走
査中に、チップ内の基準マークを、ストロボを使用して
照明し、検出画像を蓄積型の撮像素子で瞬時に検出する
か、またはシャッタ付きＴＶカメラを用いて瞬時に検出
する。その後、撮像素子から画像信号を読み出し、基準
マークの位置を求めるようにしている。これにより、チ
ップ間に位置ずれがあっても、多数のチップを連続的に
能率よく検査することができる。
図１２により説明するが、その前に本発明の概要につい
て説明すれば、各チップの基準マークを検出することに
より、各チップの配列誤差を求める。次に、異物または
パターン欠陥の検査時には前記配列誤差の分だけ、チッ
プの画像と検出素子のいずれかをシフトしながら前記画
像を検出する。ついで、２つのチップの画像信号の差を
求め、不一致信号が出力された時、異物またはパターン
欠陥ありと判断するようにしている。これにより、画素
を大きくしたままの状態で、チップ間の配列誤差の影響
を受けずに0.3〜0.5μｍ程度の小異物または小パターン
欠陥をも検査することができる。また、前記チップの走
査中に、チップ内の基準マークを、ストロボを使用して
照明し、検出画像を蓄積型の撮像素子で瞬時に検出する
か、またはシャッタ付きＴＶカメラを用いて瞬時に検出
する。その後、撮像素子から画像信号を読み出し、基準
マークの位置を求めるようにしている。これにより、チ
ップ間に位置ずれがあっても、多数のチップを連続的に
能率よく検査することができる。
【００１１】更に、前記検出素子による異物またはパタ
ーン欠陥の検査時に、基板上を垂直落射照明し、正反射
光を検出素子で検出するようにしている。その結果、よ
り一層微小異物または微小パターン欠陥を検査すること
が可能である。更にまた、基板上の対物レンズと検出素
子との間に、チップの画像をシフトさせる画像シフト手
段を設けている。これにより、本発明が的確に実施され
得るものである。これとは別に、検出素子自体に、チッ
プの画像の位置ずれ方向に検出素子をシフトする駆動手
段を設けるようにしても、同様な効果が得られるものと
なっている。
ーン欠陥の検査時に、基板上を垂直落射照明し、正反射
光を検出素子で検出するようにしている。その結果、よ
り一層微小異物または微小パターン欠陥を検査すること
が可能である。更にまた、基板上の対物レンズと検出素
子との間に、チップの画像をシフトさせる画像シフト手
段を設けている。これにより、本発明が的確に実施され
得るものである。これとは別に、検出素子自体に、チッ
プの画像の位置ずれ方向に検出素子をシフトする駆動手
段を設けるようにしても、同様な効果が得られるものと
なっている。
【００１２】さて、本発明について具体的に説明すれ
ば、図１は本発明比較検査方法を実施するための装置の
一例を示す。
ば、図１は本発明比較検査方法を実施するための装置の
一例を示す。
【００１３】この図１に示す比較検査装置は、ウェハス
テージ１６と、これをＸ，Ｙ方向に駆動するＸ，Ｙ方向
駆動モータ４２，４３と、Ｘ，Ｙ方向位置検出器１７，
１８と、前記ウェハステージ１６上のウェハ１を照明す
る半導体レーザ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと、ウェハステ
ージ１６上に載置されたウェハ１に対する対物レンズ４
と、これの光路上に配置されたダイクロイックミラー１
４および空間フィルタ６ならびに検出素子５と、この検
出素子５の下方に配置された画像シフト手段である画像
シフト用平行平板１９と、ハーフミラー１２，１３およ
びストロボ１１ならびに撮像素子であるＴＶカメラ１５
と、前記検出素子５に接続された検査回路と、チップの
基準マークの座標検出用の検出顕微鏡３０と、水銀灯２
０３と、各部と情報を交換しかつ各部を制御するマイコ
ン（図３，図５の符号３６参照）を備えて構成されてい
る。
テージ１６と、これをＸ，Ｙ方向に駆動するＸ，Ｙ方向
駆動モータ４２，４３と、Ｘ，Ｙ方向位置検出器１７，
１８と、前記ウェハステージ１６上のウェハ１を照明す
る半導体レーザ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと、ウェハステ
ージ１６上に載置されたウェハ１に対する対物レンズ４
と、これの光路上に配置されたダイクロイックミラー１
４および空間フィルタ６ならびに検出素子５と、この検
出素子５の下方に配置された画像シフト手段である画像
シフト用平行平板１９と、ハーフミラー１２，１３およ
びストロボ１１ならびに撮像素子であるＴＶカメラ１５
と、前記検出素子５に接続された検査回路と、チップの
基準マークの座標検出用の検出顕微鏡３０と、水銀灯２
０３と、各部と情報を交換しかつ各部を制御するマイコ
ン（図３，図５の符号３６参照）を備えて構成されてい
る。
【００１４】前記ウェハステージ１６上には、基板であ
るウェハ１が搭載されている。また、ウェハステージ１
６はＸ，Ｙ方向駆動モータ４２，４３により、Ｘ，Ｙ方
向に移動操作されるようになっている。
るウェハ１が搭載されている。また、ウェハステージ１
６はＸ，Ｙ方向駆動モータ４２，４３により、Ｘ，Ｙ方
向に移動操作されるようになっている。
【００１５】前記Ｘ，Ｙ方向位置検出器１７，１８は、
マイコン３６の指令を受けて、ウェハステージ１６の
Ｘ，Ｙ方向の移動位置を検出し、その検出値をマイコン
３６に入力するようになっている。
マイコン３６の指令を受けて、ウェハステージ１６の
Ｘ，Ｙ方向の移動位置を検出し、その検出値をマイコン
３６に入力するようになっている。
【００１６】前記半導体レーザ３ａ〜３ｄは、ウェハ１
のチップの検出領域８を斜め上方から照明するように配
置されている。
のチップの検出領域８を斜め上方から照明するように配
置されている。
【００１７】前記対物レンズ４は、チップの異物やパタ
ーン欠陥の散乱光を検出素子５に集光するようになって
いる。
ーン欠陥の散乱光を検出素子５に集光するようになって
いる。
【００１８】前記ダイクロイックミラー１４は、半導体
レーザ３ａ〜３ｄの光を透過し、ストロボ１１およキセ
ノンランプの光を反射するようになっている。
レーザ３ａ〜３ｄの光を透過し、ストロボ１１およキセ
ノンランプの光を反射するようになっている。
【００１９】前記空間フィルタ６は、部分的な遮光板
で、チップの異物やパターン欠陥を顕在化するようにな
っている。
で、チップの異物やパターン欠陥を顕在化するようにな
っている。
【００２０】前記ストロボ１１とＴＶカメラ１５とは、
マイコン３６からの指令を受けてストロボ１１が発光
し、チップ２０の基準マーク２２を照明し、この基準マ
ーク２２を照明している間に、ＴＶカメラ１５で前記基
準マーク２２を撮像し、その像をマイコン３６に入力
し、マイコン３６で各チップ２０の基準マーク２２の座
標を求めるようになっている。
マイコン３６からの指令を受けてストロボ１１が発光
し、チップ２０の基準マーク２２を照明し、この基準マ
ーク２２を照明している間に、ＴＶカメラ１５で前記基
準マーク２２を撮像し、その像をマイコン３６に入力
し、マイコン３６で各チップ２０の基準マーク２２の座
標を求めるようになっている。
【００２１】前記検査回路は、遅延メモリ２０１と、２
値化回路２０２とを備え、現在検出している画像信号９
ｂと、遅延メモリ２０１から出力された１つ前の遅延信
号７ｂとの差を求め、その差分信号を２値化回路２０２
で２値化して出力するようになっている。
値化回路２０２とを備え、現在検出している画像信号９
ｂと、遅延メモリ２０１から出力された１つ前の遅延信
号７ｂとの差を求め、その差分信号を２値化回路２０２
で２値化して出力するようになっている。
【００２２】前記水銀灯２０３は、半導体レーザ３ａ〜
３ｄによる斜方からの照明に代わって、チップの検出領
域８を垂直落射照明するようになっている。
３ｄによる斜方からの照明に代わって、チップの検出領
域８を垂直落射照明するようになっている。
【００２３】図２は検出素子の斜視図である。
【００２４】この図２に示す検出素子５には、一列に第
１，第２，第３，第４，…の画素９１，９２，９３，９
４，…を配列した一次元リニアイメージセンサが使用さ
れている。この検出素子５では、前記第１，第２，第
３，第４，…の画素９１，９２，９３，９４，…の位置
の明るさを電気信号に変換して出力するようになってい
る。
１，第２，第３，第４，…の画素９１，９２，９３，９
４，…を配列した一次元リニアイメージセンサが使用さ
れている。この検出素子５では、前記第１，第２，第
３，第４，…の画素９１，９２，９３，９４，…の位置
の明るさを電気信号に変換して出力するようになってい
る。
【００２５】図３は画像シフト用平行平板の構造を示す
図、図４は同作用説明図である。
図、図４は同作用説明図である。
【００２６】画像シフト手段である画像シフト用平行平
板１９は、検出素子５と対物レンズ４との間に平行板ガ
ラス１９′として設けられたものとなっている。前記平
行板ガラス１９′の一端部は板ばね６０により弾力的に
支えられ、他端部はピエゾ素子６１で支持されている。
そして、前記ピエゾ素子６１に電圧を印加し、伸縮させ
ると、平行板ガラス１９′が傾斜し、光路がシフトし、
実像６２が左，右のいずれかにシフトするようになって
いる。
板１９は、検出素子５と対物レンズ４との間に平行板ガ
ラス１９′として設けられたものとなっている。前記平
行板ガラス１９′の一端部は板ばね６０により弾力的に
支えられ、他端部はピエゾ素子６１で支持されている。
そして、前記ピエゾ素子６１に電圧を印加し、伸縮させ
ると、平行板ガラス１９′が傾斜し、光路がシフトし、
実像６２が左，右のいずれかにシフトするようになって
いる。
【００２７】図５は画像の位置ずれに対する検出素子５
の画像シフト方法の他の実施例を示す斜視図である。
の画像シフト方法の他の実施例を示す斜視図である。
【００２８】この実施例では、検出素子５自体に、駆動
手段であるピエゾ素子６３が取り付けられている。その
結果、ピエゾ素子６３に電圧を印加し、伸縮させると、
直接検出素子５がチップの画像の位置ずれ方向にシフト
する。
手段であるピエゾ素子６３が取り付けられている。その
結果、ピエゾ素子６３に電圧を印加し、伸縮させると、
直接検出素子５がチップの画像の位置ずれ方向にシフト
する。
【００２９】図６は基準マークの座標検出装置を示す斜
視図である。
視図である。
【００３０】この図６に示す座標検出装置では、検出顕
微鏡３０と、前記Ｘ，Ｙ方向位置検出器１７，１８に設
けられた出力カウンタ３２と、キーボード３４と、ディ
スプレー３５とを有して構成されている。そして、検出
顕微鏡３０の視野内にチップ２０を入れ、このチップ２
０の座標をＸ，Ｙ方向位置検出器１７，１８で検出し、
出力カウンタ３２で読み取り、キーボード３４でマイコ
ン３６に入力し、マイコン３６に記憶するとともに、チ
ップ２０の長さを計算する。前記ディスプレー３５に
は、ウェハ１の全体形状と、各チップ２０の形状，位置
を表示し、不要な部分を消去し、これらの形状，位置を
マイコン３６に入力するようになっている。また、これ
と同様の要領で、各チップ２０内の基準マーク２２の距
離を測定してマイコン３６に入力し、マイコン３６で各
チップ２０の基準マーク２２の位置を検出するようにな
っている。
微鏡３０と、前記Ｘ，Ｙ方向位置検出器１７，１８に設
けられた出力カウンタ３２と、キーボード３４と、ディ
スプレー３５とを有して構成されている。そして、検出
顕微鏡３０の視野内にチップ２０を入れ、このチップ２
０の座標をＸ，Ｙ方向位置検出器１７，１８で検出し、
出力カウンタ３２で読み取り、キーボード３４でマイコ
ン３６に入力し、マイコン３６に記憶するとともに、チ
ップ２０の長さを計算する。前記ディスプレー３５に
は、ウェハ１の全体形状と、各チップ２０の形状，位置
を表示し、不要な部分を消去し、これらの形状，位置を
マイコン３６に入力するようになっている。また、これ
と同様の要領で、各チップ２０内の基準マーク２２の距
離を測定してマイコン３６に入力し、マイコン３６で各
チップ２０の基準マーク２２の位置を検出するようにな
っている。
【００３１】図７はパターン付きウェハ上の異物やパタ
ーン欠陥検出装置の制御系の系統図、図８はウェハのチ
ップ上の基準クークの説明図、図９（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ）は基準マーク座標の検出法の説明図、図
１０（ａ），（ｂ）は基準マーク座標の精検査法の説明
図、図１１はチップの位置ずれおよび検出位置シフトの
説明図である。
ーン欠陥検出装置の制御系の系統図、図８はウェハのチ
ップ上の基準クークの説明図、図９（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ）は基準マーク座標の検出法の説明図、図
１０（ａ），（ｂ）は基準マーク座標の精検査法の説明
図、図１１はチップの位置ずれおよび検出位置シフトの
説明図である。
【００３２】これらの図に従って、前記実施例の比較検
査装置の作用と、本発明比較検査方法の一例を説明す
る。
査装置の作用と、本発明比較検査方法の一例を説明す
る。
【００３３】ウェハ１のチップ２０上の異物またはパタ
ーン欠陥の比較検査に当たっては、まずウェハステージ
１６上に検査対象のウェハ１を搭載する。
ーン欠陥の比較検査に当たっては、まずウェハステージ
１６上に検査対象のウェハ１を搭載する。
【００３４】そして、図１に示すように、ウェハ１上の
検出領域２を半導体レーザ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで斜
方から照射し、異物またはパターンの散乱光を対物レン
ズ４で集光し、検出素子５で検出する。その際、パター
ンの像を極力除去し、異物またはパターン欠陥の像を顕
在化するために、対物レンズ４のフーリエ変換面の位置
に空間フィルタ６を設けている。しかし、これだけでは
パターンの成分を完全に除去することができないので、
１つ前のチップ７ａの検出領域の像の電気信号をメモリ
し、現在検出しているチップ９ａの画像との差を取り、
差分信号を生じた時はこれを異物またはパターン欠陥と
判定する。
検出領域２を半導体レーザ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで斜
方から照射し、異物またはパターンの散乱光を対物レン
ズ４で集光し、検出素子５で検出する。その際、パター
ンの像を極力除去し、異物またはパターン欠陥の像を顕
在化するために、対物レンズ４のフーリエ変換面の位置
に空間フィルタ６を設けている。しかし、これだけでは
パターンの成分を完全に除去することができないので、
１つ前のチップ７ａの検出領域の像の電気信号をメモリ
し、現在検出しているチップ９ａの画像との差を取り、
差分信号を生じた時はこれを異物またはパターン欠陥と
判定する。
【００３５】前記検査回路は、遅延メモリ２０１と、２
値化回路２０２とを備えており、現在検出しているチッ
プ９ａの画像信号９ｂと、遅延メモリ２０１から一定時
間遅れて出力される１つ前のチップ７ａの遅延信号７ｂ
との差を求め、その差分信号を２値化回路２０２で２値
化して、信号「１」が出力された時に異物またはパター
ン欠陥ありと判定する。
値化回路２０２とを備えており、現在検出しているチッ
プ９ａの画像信号９ｂと、遅延メモリ２０１から一定時
間遅れて出力される１つ前のチップ７ａの遅延信号７ｂ
との差を求め、その差分信号を２値化回路２０２で２値
化して、信号「１」が出力された時に異物またはパター
ン欠陥ありと判定する。
【００３６】次に、チップの配列誤差を求めるための基
準マークについて説明する。
準マークについて説明する。
【００３７】半導体チップでは、シリコンウェハの上に
回路パターンを何回も露光して形成する。この時、１つ
前に露光した回路パターンの上に、今回露光する回路パ
ターンを正確に位置合わせして露光する必要がある。こ
れには、図８に示すように、チップ２０の一部分に基準
マーク２２を設けておき、１つ前の露光でウェハ１上に
焼き付けた基準マーク２２の上に今回の基準マーク２２
を正確に位置合わせして、回路パターン２１を基準マー
ク２２と共に露光する。したがって、この基準マーク２
２はすべてのチップ２０の中に形成されており、これの
位置を求めればチップ２０の位置が知れるようになって
いる。
回路パターンを何回も露光して形成する。この時、１つ
前に露光した回路パターンの上に、今回露光する回路パ
ターンを正確に位置合わせして露光する必要がある。こ
れには、図８に示すように、チップ２０の一部分に基準
マーク２２を設けておき、１つ前の露光でウェハ１上に
焼き付けた基準マーク２２の上に今回の基準マーク２２
を正確に位置合わせして、回路パターン２１を基準マー
ク２２と共に露光する。したがって、この基準マーク２
２はすべてのチップ２０の中に形成されており、これの
位置を求めればチップ２０の位置が知れるようになって
いる。
【００３８】本発明のこの実施例では、始めにこの基準
マーク２２の位置を高速で検出して座標を求め、次にこ
の座標値を用いてチップ比較による異物またはパターン
欠陥の検査を実現しようとするものである。
マーク２２の位置を高速で検出して座標を求め、次にこ
の座標値を用いてチップ比較による異物またはパターン
欠陥の検査を実現しようとするものである。
【００３９】それには、まず基準マークの粗位置を求め
る。 前記基準マークの粗位置を求めるには、図６に示
す基準マークの座標検出装置を用い、図９（ａ），
（ｂ），（ｃ）および（ｄ）に示す要領で行う。
る。 前記基準マークの粗位置を求めるには、図６に示
す基準マークの座標検出装置を用い、図９（ａ），
（ｂ），（ｃ）および（ｄ）に示す要領で行う。
【００４０】すなわち、ウェハ１をウェハステージ１６
上にセットし、検出顕微鏡３０で図９（ａ）におけるチ
ップ２０の左下端３１を目視で求め、検出顕微鏡３０の
視野の中心に位置決めする。この時の座標（ｘ1，ｙ
1 ）をＸ方向位置検出器１７，Ｙ方向位置検出器１８の
出力カウンタ３２で読み取る。次に、チツプ２０の右上
端３３を同様の方法で位置決めして座標（ｘ2，ｙ2 ）
を読み取る。これにより、点３１の座標（ｘ1，ｙ1 ）
とチップ長さΔｘ（＝ｘ2−ｘ1 ），Δｙ（＝ｙ2−ｙ
1 ）が分かる。
上にセットし、検出顕微鏡３０で図９（ａ）におけるチ
ップ２０の左下端３１を目視で求め、検出顕微鏡３０の
視野の中心に位置決めする。この時の座標（ｘ1，ｙ
1 ）をＸ方向位置検出器１７，Ｙ方向位置検出器１８の
出力カウンタ３２で読み取る。次に、チツプ２０の右上
端３３を同様の方法で位置決めして座標（ｘ2，ｙ2 ）
を読み取る。これにより、点３１の座標（ｘ1，ｙ1 ）
とチップ長さΔｘ（＝ｘ2−ｘ1 ），Δｙ（＝ｙ2−ｙ
1 ）が分かる。
【００４１】ついで、キーボード３４からｘ1，ｙ1 ，
Δｘ，Δｙおよびウェハの直径ｄを入力し、ディスプレ
ー３５に図９（ｂ）の形状を出力し、不要部分を消去し
て図９（ｃ）の形状を出力する。次に、図９（ｄ）に示
すチップ２０内における基準マーク２２の距離ｌｘ，ｌ
ｙを図６の検出顕微鏡３０を用いて前述の方法で求め、
キーボード３４から入力する。
Δｘ，Δｙおよびウェハの直径ｄを入力し、ディスプレ
ー３５に図９（ｂ）の形状を出力し、不要部分を消去し
て図９（ｃ）の形状を出力する。次に、図９（ｄ）に示
すチップ２０内における基準マーク２２の距離ｌｘ，ｌ
ｙを図６の検出顕微鏡３０を用いて前述の方法で求め、
キーボード３４から入力する。
【００４２】以上述べたｘ1，ｙ1 ，Δｘ，Δｙ，ｌ
ｘ，ｌｙと図９（ｃ）の情報を使用して、マイコン３６
が自動的にウェハ１上の全基準マーク２２の粗位置座標
（ｘci， ｙci）（ｉ＝１，２，…）を計算する。
ｘ，ｌｙと図９（ｃ）の情報を使用して、マイコン３６
が自動的にウェハ１上の全基準マーク２２の粗位置座標
（ｘci， ｙci）（ｉ＝１，２，…）を計算する。
【００４３】次に、基準マークの精位置座標を求める。
【００４４】前記基準マーク２２の精位置座標を求める
には、図７に示すように、マイコン３６を含む制御系を
動かし、図１０（ａ），（ｂ）に示す要領で行う。
には、図７に示すように、マイコン３６を含む制御系を
動かし、図１０（ａ），（ｂ）に示す要領で行う。
【００４５】すなわち、全基準マーク２２の粗位置座標
（ｘci，ｙci）４１をマイコン３６に入力する。図１で
Ｙ方向駆動モータ４３を、Ｙ方向位置検出器１８の出力
が図１０（ａ）のｙs1になるまで動かして停止させる。
この状態でウェハステージ１６をＸ方向駆動モータ４２
でＸ方向に動かし、右端で停止させる。次に、Ｙ方向位
置検出器１８の出力がｙs2になるまでＹ方向駆動モータ
４３を動かして停止する。この状態でウェハステージ１
６をＸ方向駆動モータ４２で−Ｘ方向に動かして左端で
停止させる。この間の動きを図１０（ａ）に示す。ウェ
ハステージ１６は、±Ｘ方向に１５０mm／ｓの速度で移
動する。
（ｘci，ｙci）４１をマイコン３６に入力する。図１で
Ｙ方向駆動モータ４３を、Ｙ方向位置検出器１８の出力
が図１０（ａ）のｙs1になるまで動かして停止させる。
この状態でウェハステージ１６をＸ方向駆動モータ４２
でＸ方向に動かし、右端で停止させる。次に、Ｙ方向位
置検出器１８の出力がｙs2になるまでＹ方向駆動モータ
４３を動かして停止する。この状態でウェハステージ１
６をＸ方向駆動モータ４２で−Ｘ方向に動かして左端で
停止させる。この間の動きを図１０（ａ）に示す。ウェ
ハステージ１６は、±Ｘ方向に１５０mm／ｓの速度で移
動する。
【００４６】ウェハステージ１６がＸ方向に動いている
間に基準マーク２２の上を通過するので、図７でＸ方向
位置出力４５をマイコン３６に入力し、これがｘc2，ｘ
c3，ｘc4，…などと一致した時にストロボ発光回路４６
に信号を送り、ストロボ１１を発光させる。
間に基準マーク２２の上を通過するので、図７でＸ方向
位置出力４５をマイコン３６に入力し、これがｘc2，ｘ
c3，ｘc4，…などと一致した時にストロボ発光回路４６
に信号を送り、ストロボ１１を発光させる。
【００４７】これにより、基準マーク２２をＴＶカメラ
１５で検出し、図７に示す２値化回路４７，位置認識回
路４８を経て、ＴＶカメラ１５で写した基準マーク２２
の座標値（ζi ，ηi ）を求める。具体的な求め方は特
公昭５６−２２８４号公報に記載されている従来技術を
使用する。前記ＴＶカメラ１５で撮った基準マーク２２
の座標値を図１０（ｂ）にＴＶモニタ３７で示す。
１５で検出し、図７に示す２値化回路４７，位置認識回
路４８を経て、ＴＶカメラ１５で写した基準マーク２２
の座標値（ζi ，ηi ）を求める。具体的な求め方は特
公昭５６−２２８４号公報に記載されている従来技術を
使用する。前記ＴＶカメラ１５で撮った基準マーク２２
の座標値を図１０（ｂ）にＴＶモニタ３７で示す。
【００４８】ストロボ１１の発光時間は、０．２μsec
であり、この間にウェハ１は０．０３μmだけ動くの
で、この分が検出誤差になるが、目標とする±０．０５
μmの精度を得るためには大きな問題にはならない。基
準マーク２２は図１０（ｂ）においてＴＶモニタ３７で
検出され、配列誤差がなければ基準マーク２２はＴＶモ
ニタ３７の中央に来るが、実際には配列誤差があるため
中央からζi ，ηi だけずれて検出される。したがっ
て、基準マーク２２の精位置座標は（ｘci＋ζi ，ｙci
＋ηi ）となる。
であり、この間にウェハ１は０．０３μmだけ動くの
で、この分が検出誤差になるが、目標とする±０．０５
μmの精度を得るためには大きな問題にはならない。基
準マーク２２は図１０（ｂ）においてＴＶモニタ３７で
検出され、配列誤差がなければ基準マーク２２はＴＶモ
ニタ３７の中央に来るが、実際には配列誤差があるため
中央からζi ，ηi だけずれて検出される。したがっ
て、基準マーク２２の精位置座標は（ｘci＋ζi ，ｙci
＋ηi ）となる。
【００４９】次に、異物またはパターン欠陥の検出時の
ウェハステージの駆動法を述べる。
ウェハステージの駆動法を述べる。
【００５０】異物またはパターン欠陥の検出時には、図
１に示すウェハステージ１６をＸ方向に一定速度で駆動
し、検出顕微鏡３０で幅ｗの中を検出し、ウェハステー
ジ１６が端に来るとウェハステージ１６をＹ方向に幅ｗ
の距離だけ送り、ウェハステージ１６を−Ｘ方向に再び
一定速度で駆動する。その間に、図１に示すごとく現在
検出しているチップ９ａと１つ前に検出したチップ７ａ
の信号の差から異物またはパターン欠陥を検出してい
る。したがって、図１１に示すように、チップ２０の配
列間隔が不規則な場合には、検出位置もチップ２０の位
置ずれ分だけずらす必要がある。
１に示すウェハステージ１６をＸ方向に一定速度で駆動
し、検出顕微鏡３０で幅ｗの中を検出し、ウェハステー
ジ１６が端に来るとウェハステージ１６をＹ方向に幅ｗ
の距離だけ送り、ウェハステージ１６を−Ｘ方向に再び
一定速度で駆動する。その間に、図１に示すごとく現在
検出しているチップ９ａと１つ前に検出したチップ７ａ
の信号の差から異物またはパターン欠陥を検出してい
る。したがって、図１１に示すように、チップ２０の配
列間隔が不規則な場合には、検出位置もチップ２０の位
置ずれ分だけずらす必要がある。
【００５１】図１１において、基準マークの座標を点５
０（ｘs1，ｙs1），点５１（ｘs2，ｙs2），点５２（ｘ
s3，ｙs3）とする。ウェハステージがＸ方向に動いて、
点５３〜点５４の間を走査したのちは点５５〜点５６を
走査し、その後は点５７〜点５８を走査しなければなら
ない。そのためには、点５４で像を点５４→点５５に距
離ｙs2−ｙs1だけシフトする必要がある。また、点５６
では点５６→点５７に距離ｙs3−ｙs2だけシフトする必
要がある。このシフト方法を次に説明する。
０（ｘs1，ｙs1），点５１（ｘs2，ｙs2），点５２（ｘ
s3，ｙs3）とする。ウェハステージがＸ方向に動いて、
点５３〜点５４の間を走査したのちは点５５〜点５６を
走査し、その後は点５７〜点５８を走査しなければなら
ない。そのためには、点５４で像を点５４→点５５に距
離ｙs2−ｙs1だけシフトする必要がある。また、点５６
では点５６→点５７に距離ｙs3−ｙs2だけシフトする必
要がある。このシフト方法を次に説明する。
【００５２】画像シフト手段の図１，図３および図４に
示す画像シフト用平行平板１９では、ピエゾ素子６１に
電圧を印加し、伸長させると、平行板ガラス１９′が図
４に示すように、右上がりに傾斜し、実像６２が左側に
シフトし、反対にピエゾ素子６１を縮小させると、平行
板ガラス１９′が右下がりに傾斜し、実像６２が右側に
シフトする。
示す画像シフト用平行平板１９では、ピエゾ素子６１に
電圧を印加し、伸長させると、平行板ガラス１９′が図
４に示すように、右上がりに傾斜し、実像６２が左側に
シフトし、反対にピエゾ素子６１を縮小させると、平行
板ガラス１９′が右下がりに傾斜し、実像６２が右側に
シフトする。
【００５３】また、位置ずれ画像に対する検出素子のシ
フト方法の図５に示す実施例では、検出素子５の駆動手
段としてピエゾ素子６３を用いており、このピエゾ素子
６３に電圧を印加し、ピエゾ素子６３を伸縮させると、
検出素子５自体がシフトし、画像をシフトした場合と同
じように作用する。
フト方法の図５に示す実施例では、検出素子５の駆動手
段としてピエゾ素子６３を用いており、このピエゾ素子
６３に電圧を印加し、ピエゾ素子６３を伸縮させると、
検出素子５自体がシフトし、画像をシフトした場合と同
じように作用する。
【００５４】制御法としては、図７に示すように、Ｙ方
向シフト量信号７０をピエゾ素子駆動回路７１に送り、
ピエゾ素子６１または６３を駆動する。
向シフト量信号７０をピエゾ素子駆動回路７１に送り、
ピエゾ素子６１または６３を駆動する。
【００５５】前記検出素子５には、図２に示すように、
リニアイメージセンサが使用されている。したがって、
検出素子５が画像を検出すると、検出信号９０は画素９
１→９２→９３→９４の順番にそれぞれの位置の明るさ
が電気信号に変換されて出力される。図１１における比
較検査では、点５５の位置における第９１の画素は、点
５３の位置における第９１の画素の検出信号と比較しな
ければならない。そこで、ウェハステージ１６の位置
（図１のＸ方向位置検出器１７の出力）がｘs2−ａとな
った時に検出素子５の走査をリセットし、第９１の画素
からスタートするようにしている。つまり、図７に示す
Ｘ方向走査スタート信号７３が出されると、リセット信
号発生回路により検出素子５の走査をリセットし、第９
１の画素からスタートさせる。
リニアイメージセンサが使用されている。したがって、
検出素子５が画像を検出すると、検出信号９０は画素９
１→９２→９３→９４の順番にそれぞれの位置の明るさ
が電気信号に変換されて出力される。図１１における比
較検査では、点５５の位置における第９１の画素は、点
５３の位置における第９１の画素の検出信号と比較しな
ければならない。そこで、ウェハステージ１６の位置
（図１のＸ方向位置検出器１７の出力）がｘs2−ａとな
った時に検出素子５の走査をリセットし、第９１の画素
からスタートするようにしている。つまり、図７に示す
Ｘ方向走査スタート信号７３が出されると、リセット信
号発生回路により検出素子５の走査をリセットし、第９
１の画素からスタートさせる。
【００５６】以上の操作によって高速にウェハステージ
１６を往復させている時でも、図１の遅延信号７ｂと現
在検出している画像信号９ｂは隣接するチップ７ａ，９
ａ上の同一箇所の画像信号になっているから、異物また
はパターン欠陥がなければ差分信号は零になる。この差
分信号を検出することにより、微小な異物またはパター
ン欠陥が検出可能となる。
１６を往復させている時でも、図１の遅延信号７ｂと現
在検出している画像信号９ｂは隣接するチップ７ａ，９
ａ上の同一箇所の画像信号になっているから、異物また
はパターン欠陥がなければ差分信号は零になる。この差
分信号を検出することにより、微小な異物またはパター
ン欠陥が検出可能となる。
【００５７】以上はウェハ上の全チップの位置ずれを検
出する場合を説明したが、実際にはチップを形成する時
の露光装置の露光単位毎に補正すればよい。例えば図１
の露光面積が２０×２０mmの時には、Ｘ，Ｙ方向とも２
０mm間隔で基準マークの位置を求めればよい。これによ
り、基準マークの位置検出時間を短縮することができ
る。
出する場合を説明したが、実際にはチップを形成する時
の露光装置の露光単位毎に補正すればよい。例えば図１
の露光面積が２０×２０mmの時には、Ｘ，Ｙ方向とも２
０mm間隔で基準マークの位置を求めればよい。これによ
り、基準マークの位置検出時間を短縮することができ
る。
【００５８】続いて、図１２は本発明比較検査方法の他
の実施例を示す説明図である。
の実施例を示す説明図である。
【００５９】この実施例では、始めにウェハ１のすべて
のチップ２０の基準マーク２２の位置を求めるのではな
く、Ａ→Ｂの時に基準マーク２２の位置を求め、この座
標値を用いて画像位置をＸ，Ｙ方向にシフトしながらＣ
→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｇ→Ｈ→Ｉと走査し、次にＩ→Ｊの走査
時に次の基準マーク２２の位置を求め、以下の走査を続
けることも可能である。これにより、全体としての検査
時間を短縮することができる。
のチップ２０の基準マーク２２の位置を求めるのではな
く、Ａ→Ｂの時に基準マーク２２の位置を求め、この座
標値を用いて画像位置をＸ，Ｙ方向にシフトしながらＣ
→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｇ→Ｈ→Ｉと走査し、次にＩ→Ｊの走査
時に次の基準マーク２２の位置を求め、以下の走査を続
けることも可能である。これにより、全体としての検査
時間を短縮することができる。
【００６０】以上は半導体レーザを用いて斜方から照明
する場合を説明したが、他の実施例として、照明光源に
キセノンランプ，水銀灯，ハロゲンランプ，タングステ
ンランプを使用し、周囲から一様に暗視野照明して、異
物またはパターン欠陥の検出を行うようにしてもよい。
する場合を説明したが、他の実施例として、照明光源に
キセノンランプ，水銀灯，ハロゲンランプ，タングステ
ンランプを使用し、周囲から一様に暗視野照明して、異
物またはパターン欠陥の検出を行うようにしてもよい。
【００６１】また、斜方照明，暗視野照明の代わりに、
図１における水銀灯２０３でウェハ１上を垂直落射照明
して、その正反射光を検出素子５で検出してもよい。照
明光には、水銀灯２０３の他に、ハロゲンランプ，キセ
ノンランプ，タングステンランプ，レーザなどを使用し
てもよい。
図１における水銀灯２０３でウェハ１上を垂直落射照明
して、その正反射光を検出素子５で検出してもよい。照
明光には、水銀灯２０３の他に、ハロゲンランプ，キセ
ノンランプ，タングステンランプ，レーザなどを使用し
てもよい。
【００６２】
【発明の効果】ＬＳ１ウエハ上のチップの配列誤差は、
通常±０．３〜０．４μm存在するので、２つのチップ
を比較検査するのが困難であった。本発明比較検査方法
によれば、各チップの基準マークを検出することによ
り、各チップの配列誤差を求め、異物またはパターン欠
陥の検査時には前記配列誤差の分だけ、チップの画像と
検出素子のいずれかをシフトしながら前記画像を検出し
たのち、２つのチップの画像信号の差を求め、不一致信
号が出力された時、異物またはパターン欠陥ありと判断
するようにしているので、チップの配列誤差を±０．１
μm精度で測定できるため、この精度での比較検査が可
能である。そのため、従来困難であった０．３〜０．４
μm程度の微小異物または微小パターン欠陥をも検出し
得る効果がある。
通常±０．３〜０．４μm存在するので、２つのチップ
を比較検査するのが困難であった。本発明比較検査方法
によれば、各チップの基準マークを検出することによ
り、各チップの配列誤差を求め、異物またはパターン欠
陥の検査時には前記配列誤差の分だけ、チップの画像と
検出素子のいずれかをシフトしながら前記画像を検出し
たのち、２つのチップの画像信号の差を求め、不一致信
号が出力された時、異物またはパターン欠陥ありと判断
するようにしているので、チップの配列誤差を±０．１
μm精度で測定できるため、この精度での比較検査が可
能である。そのため、従来困難であった０．３〜０．４
μm程度の微小異物または微小パターン欠陥をも検出し
得る効果がある。
【００６３】また、本発明比較検査方法によれば、前記
チップの走査中に、チップ内の基準マークを、ストロボ
を使用して照明し、検出画像を蓄積型の撮像素子で瞬時
に検出するか、またはシャッタ付きＴＶカメラを用いて
瞬時に検出し、その後撮像素子から画像信号を読み出
し、基準マークの位置を求めるようにしているので、チ
ップ間に位置ずれがあっても、多数のチップを連続的
に、能率よく検査し得る効果がある。
チップの走査中に、チップ内の基準マークを、ストロボ
を使用して照明し、検出画像を蓄積型の撮像素子で瞬時
に検出するか、またはシャッタ付きＴＶカメラを用いて
瞬時に検出し、その後撮像素子から画像信号を読み出
し、基準マークの位置を求めるようにしているので、チ
ップ間に位置ずれがあっても、多数のチップを連続的
に、能率よく検査し得る効果がある。
【００６４】さらに、本発明比較検査方法によれば、前
記検出素子による異物またはパターン欠陥の検査時に、
基板上を垂直落射照明し、正反射光を検出素子で検出す
るようにしているので、より一層微小異物または微小パ
ターン欠陥を検査し得る効果がある。
記検出素子による異物またはパターン欠陥の検査時に、
基板上を垂直落射照明し、正反射光を検出素子で検出す
るようにしているので、より一層微小異物または微小パ
ターン欠陥を検査し得る効果がある。
【００６５】このようにし本発明比較検査方法により
０．３〜０．５μmの異物またはパターン欠陥の検出が
可能となるため、次々期０．３μmＬＳＩ（６４ＭＤＲ
ＡＭなどに適用）の開発および量産時の歩留まり向上に
大きく貢献する。
０．３〜０．５μmの異物またはパターン欠陥の検出が
可能となるため、次々期０．３μmＬＳＩ（６４ＭＤＲ
ＡＭなどに適用）の開発および量産時の歩留まり向上に
大きく貢献する。
【００６６】また、本発明比較検査装置によれば、基板
上の対物レンズと検出素子との間に、チップの画像をシ
フトさせる画像シフト手段を設けているので、前記方法
を的確に実施し得る効果がある。
上の対物レンズと検出素子との間に、チップの画像をシ
フトさせる画像シフト手段を設けているので、前記方法
を的確に実施し得る効果がある。
【００６７】そして、本発明比較検査装置によれば、前
記画像シフト手段に代えて、検出素子自体に、チップの
画像の位置ずれ方向に検出素子をシフトする駆動手段を
設けているので、この装置によっても前記方法を的確に
実施し得る効果がある。
記画像シフト手段に代えて、検出素子自体に、チップの
画像の位置ずれ方向に検出素子をシフトする駆動手段を
設けているので、この装置によっても前記方法を的確に
実施し得る効果がある。
【図１】図１は、本発明比較検査方法を実施するための
装置の一例を示す斜視図、
装置の一例を示す斜視図、
【図２】図２は、検出素子の斜視図、
【図３】図３は、画像シフト用平行平板の正面図、
【図４】図４は、同作用説明図、
【図５】図５は、画像シフト方法の他の実施例を示す斜
視図、
視図、
【図６】図６は、基準マークの座標検出装置を示す斜視
図、
図、
【図７】図７は、パターン付きウェハ上の異物やパター
ン欠陥検出装置の制御系の系統図、
ン欠陥検出装置の制御系の系統図、
【図８】図８は、ウェハのチップ上の基準マークの説明
図、
図、
【図９】図９（ａ）〜（ｄ）は、基準マーク座標の検出
法の説明図、
法の説明図、
【図１０】図１０（ａ），（ｂ）は、基準マーク座標の
精検査法の説明図、
精検査法の説明図、
【図１１】図１１は、チップの位置ずれおよび検出位置
シフトの説明図、
シフトの説明図、
【図１２】図１２は、本発明比較検査方法の他の実施例
を示す説明図
を示す説明図
１…ウェハ、３ａ〜３ｄ…半導体レーザ、４…対物レン
ズ、５…検出素子、７ａ…１つ前のチップ、８…チップ
上の検出領域、９ａ…現在検出しているチップ、１１…
ストロボ、１４…ダイクロイックミラー、１５…ＴＶカ
メラ、１６…ウエハステージ、１７，１８…Ｘ，Ｙ方向
位置検出器、１９…画像シフト用平行平板、２０１…遅
延メモリ、２０２…２値化回路、７ｂ…遅延信号、９ｂ
…現在検出している画像信号、２０３…垂直落射照明用
の水銀灯、２０…チップ、２２…基準マーク、３０…基
準マークの検出顕微鏡、３６…マイコン、３７…ＴＶモ
ニタ、ｙs2−ｙs1，ｙs3−ｙs2…チップの位置ずれ、６
１…画像シフト用平行平板のピエゾ素子、６３…検出素
子駆動用のピエゾ素子。
ズ、５…検出素子、７ａ…１つ前のチップ、８…チップ
上の検出領域、９ａ…現在検出しているチップ、１１…
ストロボ、１４…ダイクロイックミラー、１５…ＴＶカ
メラ、１６…ウエハステージ、１７，１８…Ｘ，Ｙ方向
位置検出器、１９…画像シフト用平行平板、２０１…遅
延メモリ、２０２…２値化回路、７ｂ…遅延信号、９ｂ
…現在検出している画像信号、２０３…垂直落射照明用
の水銀灯、２０…チップ、２２…基準マーク、３０…基
準マークの検出顕微鏡、３６…マイコン、３７…ＴＶモ
ニタ、ｙs2−ｙs1，ｙs3−ｙs2…チップの位置ずれ、６
１…画像シフト用平行平板のピエゾ素子、６３…検出素
子駆動用のピエゾ素子。
【手続補正書】
【提出日】平成１１年６月１６日（１９９９．６．１
６）
６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】欠陥検査方法とその装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、欠陥検査方法とそ
の装置に係り、特に基板であるウェハ上に、同一形状で
多数形成されたチップ中の異物やパターン欠陥の有無を
検査するために好適な欠陥検査方法とその装置に関する
ものである。
の装置に係り、特に基板であるウェハ上に、同一形状で
多数形成されたチップ中の異物やパターン欠陥の有無を
検査するために好適な欠陥検査方法とその装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来技術として、特開昭59−65
36号公報に記載の技術がある。この従来技術では、ウエ
ハ上の異物やパターン欠陥の有無を検出するため、ウェ
ハ上に斜方または上方から光を当てて、異物やパターン
欠陥から生じる散乱光を検出するが、この時パターンか
らも散乱光が生じるため、ウェハ上の２つのチップ内の
同一箇所を検出し、両者を比較し、不一致部分を異物や
パターン欠陥と判定するようにしている。
36号公報に記載の技術がある。この従来技術では、ウエ
ハ上の異物やパターン欠陥の有無を検出するため、ウェ
ハ上に斜方または上方から光を当てて、異物やパターン
欠陥から生じる散乱光を検出するが、この時パターンか
らも散乱光が生じるため、ウェハ上の２つのチップ内の
同一箇所を検出し、両者を比較し、不一致部分を異物や
パターン欠陥と判定するようにしている。
【０００３】ところが、ウェハ上のチップは１つずつ縮
小投影露光装置で露光するために、それぞれのチップに
配置ずれがある（第１１図参照）。このままの状態で検
出素子を用いてチップ上を走査すると、チップ上の異な
った位置を検出してしまい、同じ画像が得られない。
小投影露光装置で露光するために、それぞれのチップに
配置ずれがある（第１１図参照）。このままの状態で検
出素子を用いてチップ上を走査すると、チップ上の異な
った位置を検出してしまい、同じ画像が得られない。
【０００４】そこで、特開昭61−151410号公報に記載の
従来技術では、チップ間の位置ずれをそのままの状態と
し、検出素子の画素サイズを小さくして、画像をデジタ
ル化してメモリし、メモリ素子内で信号を少しずつずら
して、両者を一致させる方法を採っている。しかし、こ
の方法では画素サイズを極度に小さくする必要があるた
め、検査時間が長くなり、実用上大きな問題になってい
た。
従来技術では、チップ間の位置ずれをそのままの状態と
し、検出素子の画素サイズを小さくして、画像をデジタ
ル化してメモリし、メモリ素子内で信号を少しずつずら
して、両者を一致させる方法を採っている。しかし、こ
の方法では画素サイズを極度に小さくする必要があるた
め、検査時間が長くなり、実用上大きな問題になってい
た。
【０００５】そこで、画素サイズを大きくして検出時間
を短縮し、この画素を欠陥検査するため特開平1−59469
号公報に記載の従来技術では、画像を平滑化し、チップ
同士の位置ずれの影響を軽減する方法を採っている。
を短縮し、この画素を欠陥検査するため特開平1−59469
号公報に記載の従来技術では、画像を平滑化し、チップ
同士の位置ずれの影響を軽減する方法を採っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、画
素を小さくすると検査時間が掛かりすぎ、画素を大きく
するとチップ間の配列誤差の影響を直接受け、１〜３μ
ｍ以上の大異物または大パターン欠陥しか検出できない
という問題があった。
素を小さくすると検査時間が掛かりすぎ、画素を大きく
するとチップ間の配列誤差の影響を直接受け、１〜３μ
ｍ以上の大異物または大パターン欠陥しか検出できない
という問題があった。
【０００７】本発明の目的は、画素を大きくしたまま
で、チップ間の配列誤差の影響を受けずに、0.3〜0.5μ
ｍ程度の微小異物、または微小パターン欠陥をも検査可
能な欠陥検査方法とその装置を提供することにある。
で、チップ間の配列誤差の影響を受けずに、0.3〜0.5μ
ｍ程度の微小異物、または微小パターン欠陥をも検査可
能な欠陥検査方法とその装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的は、基板上に多
数形成された同一形状のチップを検査して、異物、また
はチップ内のパターン欠陥を検出する方法において、平
面内で移動可能なテーブルに基板を載置し、テーブルを
移動させながらテーブルに載置された基板を落射照明、
または斜方照明して基板からの反射光を検出し、移動す
るテーブルの位置を測定し、反射光を検出して得た信号
とテーブルの位置を測定して得た信号とを用いて基板上
の異物、または前記チップ内のパターン欠陥を検出する
ことにより達成される。また、前記目的は、基板上に多
数形成された同一形状のチップを検査して、異物、また
はチップ内のパターン欠陥を検出する方法において、平
面内で移動可能なテーブルを連続的に移動させながら該
テーブルに載置された基板を水銀ランプ、またはハロゲ
ンランプを用いた落射照明、またはレーザを用いた斜方
照明をして基板からの反射光を対物レンズを介してリニ
アセンサで検出し、このリニアセンサで反射光を検出し
て得た信号を用いて基板上の異物、または前記チップ内
のパターン欠陥を検出することにより達成される。
数形成された同一形状のチップを検査して、異物、また
はチップ内のパターン欠陥を検出する方法において、平
面内で移動可能なテーブルに基板を載置し、テーブルを
移動させながらテーブルに載置された基板を落射照明、
または斜方照明して基板からの反射光を検出し、移動す
るテーブルの位置を測定し、反射光を検出して得た信号
とテーブルの位置を測定して得た信号とを用いて基板上
の異物、または前記チップ内のパターン欠陥を検出する
ことにより達成される。また、前記目的は、基板上に多
数形成された同一形状のチップを検査して、異物、また
はチップ内のパターン欠陥を検出する方法において、平
面内で移動可能なテーブルを連続的に移動させながら該
テーブルに載置された基板を水銀ランプ、またはハロゲ
ンランプを用いた落射照明、またはレーザを用いた斜方
照明をして基板からの反射光を対物レンズを介してリニ
アセンサで検出し、このリニアセンサで反射光を検出し
て得た信号を用いて基板上の異物、または前記チップ内
のパターン欠陥を検出することにより達成される。
【０００９】更に、前記目的は、基板上に多数形成され
た同一形状のチップを検査して、異物、またはチップ内
のパターン欠陥を検出する装置を、基板を載置して平面
内で移動可能なテーブル手段と、このテーブル手段の位
置を検出する位置検出手段と、テーブル手段に載置され
た基板を落射照明する落射照明手段と、テーブル手段に
載置された基板を斜方照明する斜方照明手段と、落射照
明手段、または斜方照明手段により照明された基板から
の反射光を検出する検出手段と、この検出手段で検出し
た基板からの反射光の検出信号と位置検出手段で検出し
たテーブル手段の位置情報とを用いて基板上の異物、ま
たはチップ内のパターン欠陥を検出する欠陥検出手段と
を備えて構成することにより達成される。
た同一形状のチップを検査して、異物、またはチップ内
のパターン欠陥を検出する装置を、基板を載置して平面
内で移動可能なテーブル手段と、このテーブル手段の位
置を検出する位置検出手段と、テーブル手段に載置され
た基板を落射照明する落射照明手段と、テーブル手段に
載置された基板を斜方照明する斜方照明手段と、落射照
明手段、または斜方照明手段により照明された基板から
の反射光を検出する検出手段と、この検出手段で検出し
た基板からの反射光の検出信号と位置検出手段で検出し
たテーブル手段の位置情報とを用いて基板上の異物、ま
たはチップ内のパターン欠陥を検出する欠陥検出手段と
を備えて構成することにより達成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１から
図１２により説明するが、その前に本発明の概要につい
て説明すれば、各チップの基準マークを検出することに
より、各チップの配列誤差を求める。次に、異物または
パターン欠陥の検査時には前記配列誤差の分だけ、チッ
プの画像と検出素子のいずれかをシフトしながら前記画
像を検出する。ついで、２つのチップの画像信号の差を
求め、不一致信号が出力された時、異物またはパターン
欠陥ありと判断するようにしている。これにより、画素
を大きくしたままの状態で、チップ間の配列誤差の影響
を受けずに0.3〜0.5μｍ程度の小異物または小パターン
欠陥をも検査することができる。また、前記チップの走
査中に、チップ内の基準マークを、ストロボを使用して
照明し、検出画像を蓄積型の撮像素子で瞬時に検出する
か、またはシャッタ付きＴＶカメラを用いて瞬時に検出
する。その後、撮像素子から画像信号を読み出し、基準
マークの位置を求めるようにしている。これにより、チ
ップ間に位置ずれがあっても、多数のチップを連続的に
能率よく検査することができる。
図１２により説明するが、その前に本発明の概要につい
て説明すれば、各チップの基準マークを検出することに
より、各チップの配列誤差を求める。次に、異物または
パターン欠陥の検査時には前記配列誤差の分だけ、チッ
プの画像と検出素子のいずれかをシフトしながら前記画
像を検出する。ついで、２つのチップの画像信号の差を
求め、不一致信号が出力された時、異物またはパターン
欠陥ありと判断するようにしている。これにより、画素
を大きくしたままの状態で、チップ間の配列誤差の影響
を受けずに0.3〜0.5μｍ程度の小異物または小パターン
欠陥をも検査することができる。また、前記チップの走
査中に、チップ内の基準マークを、ストロボを使用して
照明し、検出画像を蓄積型の撮像素子で瞬時に検出する
か、またはシャッタ付きＴＶカメラを用いて瞬時に検出
する。その後、撮像素子から画像信号を読み出し、基準
マークの位置を求めるようにしている。これにより、チ
ップ間に位置ずれがあっても、多数のチップを連続的に
能率よく検査することができる。
【００１１】更に、前記検出素子による異物またはパタ
ーン欠陥の検査時に、基板上を垂直落射照明し、正反射
光を検出素子で検出するようにしている。その結果、よ
り一層微小異物または微小パターン欠陥を検査すること
が可能である。更にまた、基板上の対物レンズと検出素
子との間に、チップの画像をシフトさせる画像シフト手
段を設けている。これにより、本発明が的確に実施され
得るものである。これとは別に、検出素子自体に、チッ
プの画像の位置ずれ方向に検出素子をシフトする駆動手
段を設けるようにしても、同様な効果が得られるものと
なっている。
ーン欠陥の検査時に、基板上を垂直落射照明し、正反射
光を検出素子で検出するようにしている。その結果、よ
り一層微小異物または微小パターン欠陥を検査すること
が可能である。更にまた、基板上の対物レンズと検出素
子との間に、チップの画像をシフトさせる画像シフト手
段を設けている。これにより、本発明が的確に実施され
得るものである。これとは別に、検出素子自体に、チッ
プの画像の位置ずれ方向に検出素子をシフトする駆動手
段を設けるようにしても、同様な効果が得られるものと
なっている。
【００１２】さて、本発明について具体的に説明すれ
ば、図１は本発明欠陥検査方法を実施するための装置の
一例を示す。
ば、図１は本発明欠陥検査方法を実施するための装置の
一例を示す。
【００１３】この図１に示す欠陥検査装置は、ウェハス
テージ１６と、これをＸ，Ｙ方向に駆動するＸ，Ｙ方向
駆動モータ４２，４３と、Ｘ，Ｙ方向位置検出器１７，
１８と、前記ウェハステージ１６上のウェハ１を照明す
る半導体レーザ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと、ウェハステ
ージ１６上に載置されたウェハ１に対する対物レンズ４
と、これの光路上に配置されたダイクロイックミラー１
４および空間フィルタ６ならびに検出素子５と、この検
出素子５の下方に配置された画像シフト手段である画像
シフト用平行平板１９と、ハーフミラー１２，１３およ
びストロボ１１ならびに撮像素子であるＴＶカメラ１５
と、前記検出素子５に接続された検査回路と、チップの
基準マークの座標検出用の検出顕微鏡３０と、水銀灯２
０３と、各部と情報を交換しかつ各部を制御するマイコ
ン（図３，図５の符号３６参照）を備えて構成されてい
る。
テージ１６と、これをＸ，Ｙ方向に駆動するＸ，Ｙ方向
駆動モータ４２，４３と、Ｘ，Ｙ方向位置検出器１７，
１８と、前記ウェハステージ１６上のウェハ１を照明す
る半導体レーザ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと、ウェハステ
ージ１６上に載置されたウェハ１に対する対物レンズ４
と、これの光路上に配置されたダイクロイックミラー１
４および空間フィルタ６ならびに検出素子５と、この検
出素子５の下方に配置された画像シフト手段である画像
シフト用平行平板１９と、ハーフミラー１２，１３およ
びストロボ１１ならびに撮像素子であるＴＶカメラ１５
と、前記検出素子５に接続された検査回路と、チップの
基準マークの座標検出用の検出顕微鏡３０と、水銀灯２
０３と、各部と情報を交換しかつ各部を制御するマイコ
ン（図３，図５の符号３６参照）を備えて構成されてい
る。
【００１４】前記ウェハステージ１６上には、基板であ
るウェハ１が搭載されている。また、ウェハステージ１
６はＸ，Ｙ方向駆動モータ４２，４３により、Ｘ，Ｙ方
向に移動操作されるようになっている。
るウェハ１が搭載されている。また、ウェハステージ１
６はＸ，Ｙ方向駆動モータ４２，４３により、Ｘ，Ｙ方
向に移動操作されるようになっている。
【００１５】前記Ｘ，Ｙ方向位置検出器１７，１８は、
マイコン３６の指令を受けて、ウェハステージ１６の
Ｘ，Ｙ方向の移動位置を検出し、その検出値をマイコン
３６に入力するようになっている。
マイコン３６の指令を受けて、ウェハステージ１６の
Ｘ，Ｙ方向の移動位置を検出し、その検出値をマイコン
３６に入力するようになっている。
【００１６】前記半導体レーザ３ａ〜３ｄは、ウェハ１
のチップの検出領域８を斜め上方から照明するように配
置されている。
のチップの検出領域８を斜め上方から照明するように配
置されている。
【００１７】前記対物レンズ４は、チップの異物やパタ
ーン欠陥の散乱光を検出素子５に集光するようになって
いる。
ーン欠陥の散乱光を検出素子５に集光するようになって
いる。
【００１８】前記ダイクロイックミラー１４は、半導体
レーザ３ａ〜３ｄの光を透過し、ストロボ１１およキセ
ノンランプの光を反射するようになっている。
レーザ３ａ〜３ｄの光を透過し、ストロボ１１およキセ
ノンランプの光を反射するようになっている。
【００１９】前記空間フィルタ６は、部分的な遮光板
で、チップの異物やパターン欠陥を顕在化するようにな
っている。
で、チップの異物やパターン欠陥を顕在化するようにな
っている。
【００２０】前記ストロボ１１とＴＶカメラ１５とは、
マイコン３６からの指令を受けてストロボ１１が発光
し、チップ２０の基準マーク２２を照明し、この基準マ
ーク２２を照明している間に、ＴＶカメラ１５で前記基
準マーク２２を撮像し、その像をマイコン３６に入力
し、マイコン３６で各チップ２０の基準マーク２２の座
標を求めるようになっている。
マイコン３６からの指令を受けてストロボ１１が発光
し、チップ２０の基準マーク２２を照明し、この基準マ
ーク２２を照明している間に、ＴＶカメラ１５で前記基
準マーク２２を撮像し、その像をマイコン３６に入力
し、マイコン３６で各チップ２０の基準マーク２２の座
標を求めるようになっている。
【００２１】前記検査回路は、遅延メモリ２０１と、２
値化回路２０２とを備え、現在検出している画像信号９
ｂと、遅延メモリ２０１から出力された１つ前の遅延信
号７ｂとの差を求め、その差分信号を２値化回路２０２
で２値化して出力するようになっている。
値化回路２０２とを備え、現在検出している画像信号９
ｂと、遅延メモリ２０１から出力された１つ前の遅延信
号７ｂとの差を求め、その差分信号を２値化回路２０２
で２値化して出力するようになっている。
【００２２】前記水銀灯２０３は、半導体レーザ３ａ〜
３ｄによる斜方からの照明に代わって、チップの検出領
域８を垂直落射照明するようになっている。
３ｄによる斜方からの照明に代わって、チップの検出領
域８を垂直落射照明するようになっている。
【００２３】図２は検出素子の斜視図である。
【００２４】この図２に示す検出素子５には、一列に第
１，第２，第３，第４，…の画素９１，９２，９３，９
４，…を配列した一次元リニアイメージセンサが使用さ
れている。この検出素子５では、前記第１，第２，第
３，第４，…の画素９１，９２，９３，９４，…の位置
の明るさを電気信号に変換して出力するようになってい
る。
１，第２，第３，第４，…の画素９１，９２，９３，９
４，…を配列した一次元リニアイメージセンサが使用さ
れている。この検出素子５では、前記第１，第２，第
３，第４，…の画素９１，９２，９３，９４，…の位置
の明るさを電気信号に変換して出力するようになってい
る。
【００２５】図３は画像シフト用平行平板の構造を示す
図、図４は同作用説明図である。
図、図４は同作用説明図である。
【００２６】画像シフト手段である画像シフト用平行平
板１９は、検出素子５と対物レンズ４との間に平行板ガ
ラス１９′として設けられたものとなっている。前記平
行板ガラス１９′の一端部は板ばね６０により弾力的に
支えられ、他端部はピエゾ素子６１で支持されている。
そして、前記ピエゾ素子６１に電圧を印加し、伸縮させ
ると、平行板ガラス１９′が傾斜し、光路がシフトし、
実像６２が左，右のいずれかにシフトするようになって
いる。
板１９は、検出素子５と対物レンズ４との間に平行板ガ
ラス１９′として設けられたものとなっている。前記平
行板ガラス１９′の一端部は板ばね６０により弾力的に
支えられ、他端部はピエゾ素子６１で支持されている。
そして、前記ピエゾ素子６１に電圧を印加し、伸縮させ
ると、平行板ガラス１９′が傾斜し、光路がシフトし、
実像６２が左，右のいずれかにシフトするようになって
いる。
【００２７】図５は画像の位置ずれに対する検出素子５
の画像シフト方法の他の実施例を示す斜視図である。
の画像シフト方法の他の実施例を示す斜視図である。
【００２８】この実施例では、検出素子５自体に、駆動
手段であるピエゾ素子６３が取り付けられている。その
結果、ピエゾ素子６３に電圧を印加し、伸縮させると、
直接検出素子５がチップの画像の位置ずれ方向にシフト
する。
手段であるピエゾ素子６３が取り付けられている。その
結果、ピエゾ素子６３に電圧を印加し、伸縮させると、
直接検出素子５がチップの画像の位置ずれ方向にシフト
する。
【００２９】図６は基準マークの座標検出装置を示す斜
視図である。
視図である。
【００３０】この図６に示す座標検出装置では、検出顕
微鏡３０と、前記Ｘ，Ｙ方向位置検出器１７，１８に設
けられた出力カウンタ３２と、キーボード３４と、ディ
スプレー３５とを有して構成されている。そして、検出
顕微鏡３０の視野内にチップ２０を入れ、このチップ２
０の座標をＸ，Ｙ方向位置検出器１７，１８で検出し、
出力カウンタ３２で読み取り、キーボード３４でマイコ
ン３６に入力し、マイコン３６に記憶するとともに、チ
ップ２０の長さを計算する。前記ディスプレー３５に
は、ウェハ１の全体形状と、各チップ２０の形状，位置
を表示し、不要な部分を消去し、これらの形状，位置を
マイコン３６に入力するようになっている。また、これ
と同様の要領で、各チップ２０内の基準マーク２２の距
離を測定してマイコン３６に入力し、マイコン３６で各
チップ２０の基準マーク２２の位置を検出するようにな
っている。
微鏡３０と、前記Ｘ，Ｙ方向位置検出器１７，１８に設
けられた出力カウンタ３２と、キーボード３４と、ディ
スプレー３５とを有して構成されている。そして、検出
顕微鏡３０の視野内にチップ２０を入れ、このチップ２
０の座標をＸ，Ｙ方向位置検出器１７，１８で検出し、
出力カウンタ３２で読み取り、キーボード３４でマイコ
ン３６に入力し、マイコン３６に記憶するとともに、チ
ップ２０の長さを計算する。前記ディスプレー３５に
は、ウェハ１の全体形状と、各チップ２０の形状，位置
を表示し、不要な部分を消去し、これらの形状，位置を
マイコン３６に入力するようになっている。また、これ
と同様の要領で、各チップ２０内の基準マーク２２の距
離を測定してマイコン３６に入力し、マイコン３６で各
チップ２０の基準マーク２２の位置を検出するようにな
っている。
【００３１】図７はパターン付きウェハ上の異物やパタ
ーン欠陥検出装置の制御系の系統図、図８はウェハのチ
ップ上の基準クークの説明図、図９（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ）は基準マーク座標の検出法の説明図、図
１０（ａ），（ｂ）は基準マーク座標の精検査法の説明
図、図１１はチップの位置ずれおよび検出位置シフトの
説明図である。
ーン欠陥検出装置の制御系の系統図、図８はウェハのチ
ップ上の基準クークの説明図、図９（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ）は基準マーク座標の検出法の説明図、図
１０（ａ），（ｂ）は基準マーク座標の精検査法の説明
図、図１１はチップの位置ずれおよび検出位置シフトの
説明図である。
【００３２】これらの図に従って、前記実施例の欠陥検
査装置の作用と、本発明欠陥検査方法の一例を説明す
る。
査装置の作用と、本発明欠陥検査方法の一例を説明す
る。
【００３３】ウェハ１のチップ２０上の異物またはパタ
ーン欠陥の欠陥検査に当たっては、まずウェハステージ
１６上に検査対象のウェハ１を搭載する。
ーン欠陥の欠陥検査に当たっては、まずウェハステージ
１６上に検査対象のウェハ１を搭載する。
【００３４】そして、図１に示すように、ウェハ１上の
検出領域２を半導体レーザ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで斜
方から照射し、異物またはパターンの散乱光を対物レン
ズ４で集光し、検出素子５で検出する。その際、パター
ンの像を極力除去し、異物またはパターン欠陥の像を顕
在化するために、対物レンズ４のフーリエ変換面の位置
に空間フィルタ６を設けている。しかし、これだけでは
パターンの成分を完全に除去することができないので、
１つ前のチップ７ａの検出領域の像の電気信号をメモリ
し、現在検出しているチップ９ａの画像との差を取り、
差分信号を生じた時はこれを異物またはパターン欠陥と
判定する。
検出領域２を半導体レーザ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで斜
方から照射し、異物またはパターンの散乱光を対物レン
ズ４で集光し、検出素子５で検出する。その際、パター
ンの像を極力除去し、異物またはパターン欠陥の像を顕
在化するために、対物レンズ４のフーリエ変換面の位置
に空間フィルタ６を設けている。しかし、これだけでは
パターンの成分を完全に除去することができないので、
１つ前のチップ７ａの検出領域の像の電気信号をメモリ
し、現在検出しているチップ９ａの画像との差を取り、
差分信号を生じた時はこれを異物またはパターン欠陥と
判定する。
【００３５】前記検査回路は、遅延メモリ２０１と、２
値化回路２０２とを備えており、現在検出しているチッ
プ９ａの画像信号９ｂと、遅延メモリ２０１から一定時
間遅れて出力される１つ前のチップ７ａの遅延信号７ｂ
との差を求め、その差分信号を２値化回路２０２で２値
化して、信号「１」が出力された時に異物またはパター
ン欠陥ありと判定する。
値化回路２０２とを備えており、現在検出しているチッ
プ９ａの画像信号９ｂと、遅延メモリ２０１から一定時
間遅れて出力される１つ前のチップ７ａの遅延信号７ｂ
との差を求め、その差分信号を２値化回路２０２で２値
化して、信号「１」が出力された時に異物またはパター
ン欠陥ありと判定する。
【００３６】次に、チップの配列誤差を求めるための基
準マークについて説明する。
準マークについて説明する。
【００３７】半導体チップでは、シリコンウェハの上に
回路パターンを何回も露光して形成する。この時、１つ
前に露光した回路パターンの上に、今回露光する回路パ
ターンを正確に位置合わせして露光する必要がある。こ
れには、図８に示すように、チップ２０の一部分に基準
マーク２２を設けておき、１つ前の露光でウェハ１上に
焼き付けた基準マーク２２の上に今回の基準マーク２２
を正確に位置合わせして、回路パターン２１を基準マー
ク２２と共に露光する。したがって、この基準マーク２
２はすべてのチップ２０の中に形成されており、これの
位置を求めればチップ２０の位置が知れるようになって
いる。
回路パターンを何回も露光して形成する。この時、１つ
前に露光した回路パターンの上に、今回露光する回路パ
ターンを正確に位置合わせして露光する必要がある。こ
れには、図８に示すように、チップ２０の一部分に基準
マーク２２を設けておき、１つ前の露光でウェハ１上に
焼き付けた基準マーク２２の上に今回の基準マーク２２
を正確に位置合わせして、回路パターン２１を基準マー
ク２２と共に露光する。したがって、この基準マーク２
２はすべてのチップ２０の中に形成されており、これの
位置を求めればチップ２０の位置が知れるようになって
いる。
【００３８】本発明のこの実施例では、始めにこの基準
マーク２２の位置を高速で検出して座標を求め、次にこ
の座標値を用いてチップ比較による異物またはパターン
欠陥の検査を実現しようとするものである。
マーク２２の位置を高速で検出して座標を求め、次にこ
の座標値を用いてチップ比較による異物またはパターン
欠陥の検査を実現しようとするものである。
【００３９】それには、まず基準マークの粗位置を求め
る。 前記基準マークの粗位置を求めるには、図６に示
す基準マークの座標検出装置を用い、図９（ａ），
（ｂ），（ｃ）および（ｄ）に示す要領で行う。
る。 前記基準マークの粗位置を求めるには、図６に示
す基準マークの座標検出装置を用い、図９（ａ），
（ｂ），（ｃ）および（ｄ）に示す要領で行う。
【００４０】すなわち、ウェハ１をウェハステージ１６
上にセットし、検出顕微鏡３０で図９（ａ）におけるチ
ップ２０の左下端３１を目視で求め、検出顕微鏡３０の
視野の中心に位置決めする。この時の座標（ｘ1，ｙ
1 ）をＸ方向位置検出器１７，Ｙ方向位置検出器１８の
出力カウンタ３２で読み取る。次に、チツプ２０の右上
端３３を同様の方法で位置決めして座標（ｘ2，ｙ2 ）
を読み取る。これにより、点３１の座標（ｘ1，ｙ1 ）
とチップ長さΔｘ（＝ｘ2−ｘ1 ），Δｙ（＝ｙ2−ｙ
1 ）が分かる。
上にセットし、検出顕微鏡３０で図９（ａ）におけるチ
ップ２０の左下端３１を目視で求め、検出顕微鏡３０の
視野の中心に位置決めする。この時の座標（ｘ1，ｙ
1 ）をＸ方向位置検出器１７，Ｙ方向位置検出器１８の
出力カウンタ３２で読み取る。次に、チツプ２０の右上
端３３を同様の方法で位置決めして座標（ｘ2，ｙ2 ）
を読み取る。これにより、点３１の座標（ｘ1，ｙ1 ）
とチップ長さΔｘ（＝ｘ2−ｘ1 ），Δｙ（＝ｙ2−ｙ
1 ）が分かる。
【００４１】ついで、キーボード３４からｘ1，ｙ1 ，
Δｘ，Δｙおよびウェハの直径ｄを入力し、ディスプレ
ー３５に図９（ｂ）の形状を出力し、不要部分を消去し
て図９（ｃ）の形状を出力する。次に、図９（ｄ）に示
すチップ２０内における基準マーク２２の距離ｌｘ，ｌ
ｙを図６の検出顕微鏡３０を用いて前述の方法で求め、
キーボード３４から入力する。
Δｘ，Δｙおよびウェハの直径ｄを入力し、ディスプレ
ー３５に図９（ｂ）の形状を出力し、不要部分を消去し
て図９（ｃ）の形状を出力する。次に、図９（ｄ）に示
すチップ２０内における基準マーク２２の距離ｌｘ，ｌ
ｙを図６の検出顕微鏡３０を用いて前述の方法で求め、
キーボード３４から入力する。
【００４２】以上述べたｘ1，ｙ1 ，Δｘ，Δｙ，ｌ
ｘ，ｌｙと図９（ｃ）の情報を使用して、マイコン３６
が自動的にウェハ１上の全基準マーク２２の粗位置座標
（ｘci， ｙci）（ｉ＝１，２，…）を計算する。
ｘ，ｌｙと図９（ｃ）の情報を使用して、マイコン３６
が自動的にウェハ１上の全基準マーク２２の粗位置座標
（ｘci， ｙci）（ｉ＝１，２，…）を計算する。
【００４３】次に、基準マークの精位置座標を求める。
【００４４】前記基準マーク２２の精位置座標を求める
には、図７に示すように、マイコン３６を含む制御系を
動かし、図１０（ａ），（ｂ）に示す要領で行う。
には、図７に示すように、マイコン３６を含む制御系を
動かし、図１０（ａ），（ｂ）に示す要領で行う。
【００４５】すなわち、全基準マーク２２の粗位置座標
（ｘci，ｙci）４１をマイコン３６に入力する。図１で
Ｙ方向駆動モータ４３を、Ｙ方向位置検出器１８の出力
が図１０（ａ）のｙs1になるまで動かして停止させる。
この状態でウェハステージ１６をＸ方向駆動モータ４２
でＸ方向に動かし、右端で停止させる。次に、Ｙ方向位
置検出器１８の出力がｙs2になるまでＹ方向駆動モータ
４３を動かして停止する。この状態でウェハステージ１
６をＸ方向駆動モータ４２で−Ｘ方向に動かして左端で
停止させる。この間の動きを図１０（ａ）に示す。ウェ
ハステージ１６は、±Ｘ方向に１５０mm／ｓの速度で移
動する。
（ｘci，ｙci）４１をマイコン３６に入力する。図１で
Ｙ方向駆動モータ４３を、Ｙ方向位置検出器１８の出力
が図１０（ａ）のｙs1になるまで動かして停止させる。
この状態でウェハステージ１６をＸ方向駆動モータ４２
でＸ方向に動かし、右端で停止させる。次に、Ｙ方向位
置検出器１８の出力がｙs2になるまでＹ方向駆動モータ
４３を動かして停止する。この状態でウェハステージ１
６をＸ方向駆動モータ４２で−Ｘ方向に動かして左端で
停止させる。この間の動きを図１０（ａ）に示す。ウェ
ハステージ１６は、±Ｘ方向に１５０mm／ｓの速度で移
動する。
【００４６】ウェハステージ１６がＸ方向に動いている
間に基準マーク２２の上を通過するので、図７でＸ方向
位置出力４５をマイコン３６に入力し、これがｘc2，ｘ
c3，ｘc4，…などと一致した時にストロボ発光回路４６
に信号を送り、ストロボ１１を発光させる。
間に基準マーク２２の上を通過するので、図７でＸ方向
位置出力４５をマイコン３６に入力し、これがｘc2，ｘ
c3，ｘc4，…などと一致した時にストロボ発光回路４６
に信号を送り、ストロボ１１を発光させる。
【００４７】これにより、基準マーク２２をＴＶカメラ
１５で検出し、図７に示す２値化回路４７，位置認識回
路４８を経て、ＴＶカメラ１５で写した基準マーク２２
の座標値（ζi ，ηi ）を求める。具体的な求め方は特
公昭５６−２２８４号公報に記載されている従来技術を
使用する。前記ＴＶカメラ１５で撮った基準マーク２２
の座標値を図１０（ｂ）にＴＶモニタ３７で示す。
１５で検出し、図７に示す２値化回路４７，位置認識回
路４８を経て、ＴＶカメラ１５で写した基準マーク２２
の座標値（ζi ，ηi ）を求める。具体的な求め方は特
公昭５６−２２８４号公報に記載されている従来技術を
使用する。前記ＴＶカメラ１５で撮った基準マーク２２
の座標値を図１０（ｂ）にＴＶモニタ３７で示す。
【００４８】ストロボ１１の発光時間は、０．２μsec
であり、この間にウェハ１は０．０３μmだけ動くの
で、この分が検出誤差になるが、目標とする±０．０５
μmの精度を得るためには大きな問題にはならない。基
準マーク２２は図１０（ｂ）においてＴＶモニタ３７で
検出され、配列誤差がなければ基準マーク２２はＴＶモ
ニタ３７の中央に来るが、実際には配列誤差があるため
中央からζi ，ηi だけずれて検出される。したがっ
て、基準マーク２２の精位置座標は（ｘci＋ζi ，ｙci
＋ηi ）となる。
であり、この間にウェハ１は０．０３μmだけ動くの
で、この分が検出誤差になるが、目標とする±０．０５
μmの精度を得るためには大きな問題にはならない。基
準マーク２２は図１０（ｂ）においてＴＶモニタ３７で
検出され、配列誤差がなければ基準マーク２２はＴＶモ
ニタ３７の中央に来るが、実際には配列誤差があるため
中央からζi ，ηi だけずれて検出される。したがっ
て、基準マーク２２の精位置座標は（ｘci＋ζi ，ｙci
＋ηi ）となる。
【００４９】次に、異物またはパターン欠陥の検出時の
ウェハステージの駆動法を述べる。
ウェハステージの駆動法を述べる。
【００５０】異物またはパターン欠陥の検出時には、図
１に示すウェハステージ１６をＸ方向に一定速度で駆動
し、検出顕微鏡３０で幅ｗの中を検出し、ウェハステー
ジ１６が端に来るとウェハステージ１６をＹ方向に幅ｗ
の距離だけ送り、ウェハステージ１６を−Ｘ方向に再び
一定速度で駆動する。その間に、図１に示すごとく現在
検出しているチップ９ａと１つ前に検出したチップ７ａ
の信号の差から異物またはパターン欠陥を検出してい
る。したがって、図１１に示すように、チップ２０の配
列間隔が不規則な場合には、検出位置もチップ２０の位
置ずれ分だけずらす必要がある。
１に示すウェハステージ１６をＸ方向に一定速度で駆動
し、検出顕微鏡３０で幅ｗの中を検出し、ウェハステー
ジ１６が端に来るとウェハステージ１６をＹ方向に幅ｗ
の距離だけ送り、ウェハステージ１６を−Ｘ方向に再び
一定速度で駆動する。その間に、図１に示すごとく現在
検出しているチップ９ａと１つ前に検出したチップ７ａ
の信号の差から異物またはパターン欠陥を検出してい
る。したがって、図１１に示すように、チップ２０の配
列間隔が不規則な場合には、検出位置もチップ２０の位
置ずれ分だけずらす必要がある。
【００５１】図１１において、基準マークの座標を点５
０（ｘs1，ｙs1），点５１（ｘs2，ｙs2），点５２（ｘ
s3，ｙs3）とする。ウェハステージがＸ方向に動いて、
点５３〜点５４の間を走査したのちは点５５〜点５６を
走査し、その後は点５７〜点５８を走査しなければなら
ない。そのためには、点５４で像を点５４→点５５に距
離ｙs2−ｙs1だけシフトする必要がある。また、点５６
では点５６→点５７に距離ｙs3−ｙs2だけシフトする必
要がある。このシフト方法を次に説明する。
０（ｘs1，ｙs1），点５１（ｘs2，ｙs2），点５２（ｘ
s3，ｙs3）とする。ウェハステージがＸ方向に動いて、
点５３〜点５４の間を走査したのちは点５５〜点５６を
走査し、その後は点５７〜点５８を走査しなければなら
ない。そのためには、点５４で像を点５４→点５５に距
離ｙs2−ｙs1だけシフトする必要がある。また、点５６
では点５６→点５７に距離ｙs3−ｙs2だけシフトする必
要がある。このシフト方法を次に説明する。
【００５２】画像シフト手段の図１，図３および図４に
示す画像シフト用平行平板１９では、ピエゾ素子６１に
電圧を印加し、伸長させると、平行板ガラス１９′が図
４に示すように、右上がりに傾斜し、実像６２が左側に
シフトし、反対にピエゾ素子６１を縮小させると、平行
板ガラス１９′が右下がりに傾斜し、実像６２が右側に
シフトする。
示す画像シフト用平行平板１９では、ピエゾ素子６１に
電圧を印加し、伸長させると、平行板ガラス１９′が図
４に示すように、右上がりに傾斜し、実像６２が左側に
シフトし、反対にピエゾ素子６１を縮小させると、平行
板ガラス１９′が右下がりに傾斜し、実像６２が右側に
シフトする。
【００５３】また、位置ずれ画像に対する検出素子のシ
フト方法の図５に示す実施例では、検出素子５の駆動手
段としてピエゾ素子６３を用いており、このピエゾ素子
６３に電圧を印加し、ピエゾ素子６３を伸縮させると、
検出素子５自体がシフトし、画像をシフトした場合と同
じように作用する。
フト方法の図５に示す実施例では、検出素子５の駆動手
段としてピエゾ素子６３を用いており、このピエゾ素子
６３に電圧を印加し、ピエゾ素子６３を伸縮させると、
検出素子５自体がシフトし、画像をシフトした場合と同
じように作用する。
【００５４】制御法としては、図７に示すように、Ｙ方
向シフト量信号７０をピエゾ素子駆動回路７１に送り、
ピエゾ素子６１または６３を駆動する。
向シフト量信号７０をピエゾ素子駆動回路７１に送り、
ピエゾ素子６１または６３を駆動する。
【００５５】前記検出素子５には、図２に示すように、
リニアイメージセンサが使用されている。したがって、
検出素子５が画像を検出すると、検出信号９０は画素９
１→９２→９３→９４の順番にそれぞれの位置の明るさ
が電気信号に変換されて出力される。図１１における欠
陥検査では、点５５の位置における第９１の画素は、点
５３の位置における第９１の画素の検出信号と比較しな
ければならない。そこで、ウェハステージ１６の位置
（図１のＸ方向位置検出器１７の出力）がｘs2−ａとな
った時に検出素子５の走査をリセットし、第９１の画素
からスタートするようにしている。つまり、図７に示す
Ｘ方向走査スタート信号７３が出されると、リセット信
号発生回路により検出素子５の走査をリセットし、第９
１の画素からスタートさせる。
リニアイメージセンサが使用されている。したがって、
検出素子５が画像を検出すると、検出信号９０は画素９
１→９２→９３→９４の順番にそれぞれの位置の明るさ
が電気信号に変換されて出力される。図１１における欠
陥検査では、点５５の位置における第９１の画素は、点
５３の位置における第９１の画素の検出信号と比較しな
ければならない。そこで、ウェハステージ１６の位置
（図１のＸ方向位置検出器１７の出力）がｘs2−ａとな
った時に検出素子５の走査をリセットし、第９１の画素
からスタートするようにしている。つまり、図７に示す
Ｘ方向走査スタート信号７３が出されると、リセット信
号発生回路により検出素子５の走査をリセットし、第９
１の画素からスタートさせる。
【００５６】以上の操作によって高速にウェハステージ
１６を往復させている時でも、図１の遅延信号７ｂと現
在検出している画像信号９ｂは隣接するチップ７ａ，９
ａ上の同一箇所の画像信号になっているから、異物また
はパターン欠陥がなければ差分信号は零になる。この差
分信号を検出することにより、微小な異物またはパター
ン欠陥が検出可能となる。
１６を往復させている時でも、図１の遅延信号７ｂと現
在検出している画像信号９ｂは隣接するチップ７ａ，９
ａ上の同一箇所の画像信号になっているから、異物また
はパターン欠陥がなければ差分信号は零になる。この差
分信号を検出することにより、微小な異物またはパター
ン欠陥が検出可能となる。
【００５７】以上はウェハ上の全チップの位置ずれを検
出する場合を説明したが、実際にはチップを形成する時
の露光装置の露光単位毎に補正すればよい。例えば図１
の露光面積が２０×２０mmの時には、Ｘ，Ｙ方向とも２
０mm間隔で基準マークの位置を求めればよい。これによ
り、基準マークの位置検出時間を短縮することができ
る。
出する場合を説明したが、実際にはチップを形成する時
の露光装置の露光単位毎に補正すればよい。例えば図１
の露光面積が２０×２０mmの時には、Ｘ，Ｙ方向とも２
０mm間隔で基準マークの位置を求めればよい。これによ
り、基準マークの位置検出時間を短縮することができ
る。
【００５８】続いて、図１２は本発明欠陥検査方法の他
の実施例を示す説明図である。
の実施例を示す説明図である。
【００５９】この実施例では、始めにウェハ１のすべて
のチップ２０の基準マーク２２の位置を求めるのではな
く、Ａ→Ｂの時に基準マーク２２の位置を求め、この座
標値を用いて画像位置をＸ，Ｙ方向にシフトしながらＣ
→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｇ→Ｈ→Ｉと走査し、次にＩ→Ｊの走査
時に次の基準マーク２２の位置を求め、以下の走査を続
けることも可能である。これにより、全体としての検査
時間を短縮することができる。
のチップ２０の基準マーク２２の位置を求めるのではな
く、Ａ→Ｂの時に基準マーク２２の位置を求め、この座
標値を用いて画像位置をＸ，Ｙ方向にシフトしながらＣ
→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｇ→Ｈ→Ｉと走査し、次にＩ→Ｊの走査
時に次の基準マーク２２の位置を求め、以下の走査を続
けることも可能である。これにより、全体としての検査
時間を短縮することができる。
【００６０】以上は半導体レーザを用いて斜方から照明
する場合を説明したが、他の実施例として、照明光源に
キセノンランプ，水銀灯，ハロゲンランプ，タングステ
ンランプを使用し、周囲から一様に暗視野照明して、異
物またはパターン欠陥の検出を行うようにしてもよい。
する場合を説明したが、他の実施例として、照明光源に
キセノンランプ，水銀灯，ハロゲンランプ，タングステ
ンランプを使用し、周囲から一様に暗視野照明して、異
物またはパターン欠陥の検出を行うようにしてもよい。
【００６１】また、斜方照明，暗視野照明の代わりに、
図１における水銀灯２０３でウェハ１上を垂直落射照明
して、その正反射光を検出素子５で検出してもよい。照
明光には、水銀灯２０３の他に、ハロゲンランプ，キセ
ノンランプ，タングステンランプ，レーザなどを使用し
てもよい。
図１における水銀灯２０３でウェハ１上を垂直落射照明
して、その正反射光を検出素子５で検出してもよい。照
明光には、水銀灯２０３の他に、ハロゲンランプ，キセ
ノンランプ，タングステンランプ，レーザなどを使用し
てもよい。
【００６２】
【発明の効果】ＬＳ１ウエハ上のチップの配列誤差は、
通常±０．３〜０．４μm存在するので、２つのチップ
を欠陥検査するのが困難であった。本発明欠陥検査方法
によれば、各チップの基準マークを検出することによ
り、各チップの配列誤差を求め、異物またはパターン欠
陥の検査時には前記配列誤差の分だけ、チップの画像と
検出素子のいずれかをシフトしながら前記画像を検出し
たのち、２つのチップの画像信号の差を求め、不一致信
号が出力された時、異物またはパターン欠陥ありと判断
するようにしているので、チップの配列誤差を±０．１
μm精度で測定できるため、この精度での欠陥検査が可
能である。そのため、従来困難であった０．３〜０．４
μm程度の微小異物または微小パターン欠陥をも検出し
得る効果がある。
通常±０．３〜０．４μm存在するので、２つのチップ
を欠陥検査するのが困難であった。本発明欠陥検査方法
によれば、各チップの基準マークを検出することによ
り、各チップの配列誤差を求め、異物またはパターン欠
陥の検査時には前記配列誤差の分だけ、チップの画像と
検出素子のいずれかをシフトしながら前記画像を検出し
たのち、２つのチップの画像信号の差を求め、不一致信
号が出力された時、異物またはパターン欠陥ありと判断
するようにしているので、チップの配列誤差を±０．１
μm精度で測定できるため、この精度での欠陥検査が可
能である。そのため、従来困難であった０．３〜０．４
μm程度の微小異物または微小パターン欠陥をも検出し
得る効果がある。
【００６３】また、本発明欠陥検査方法によれば、前記
チップの走査中に、チップ内の基準マークを、ストロボ
を使用して照明し、検出画像を蓄積型の撮像素子で瞬時
に検出するか、またはシャッタ付きＴＶカメラを用いて
瞬時に検出し、その後撮像素子から画像信号を読み出
し、基準マークの位置を求めるようにしているので、チ
ップ間に位置ずれがあっても、多数のチップを連続的
に、能率よく検査し得る効果がある。
チップの走査中に、チップ内の基準マークを、ストロボ
を使用して照明し、検出画像を蓄積型の撮像素子で瞬時
に検出するか、またはシャッタ付きＴＶカメラを用いて
瞬時に検出し、その後撮像素子から画像信号を読み出
し、基準マークの位置を求めるようにしているので、チ
ップ間に位置ずれがあっても、多数のチップを連続的
に、能率よく検査し得る効果がある。
【００６４】さらに、本発明欠陥検査方法によれば、前
記検出素子による異物またはパターン欠陥の検査時に、
基板上を垂直落射照明し、正反射光を検出素子で検出す
るようにしているので、より一層微小異物または微小パ
ターン欠陥を検査し得る効果がある。
記検出素子による異物またはパターン欠陥の検査時に、
基板上を垂直落射照明し、正反射光を検出素子で検出す
るようにしているので、より一層微小異物または微小パ
ターン欠陥を検査し得る効果がある。
【００６５】このようにし本発明欠陥検査方法により
０．３〜０．５μmの異物またはパターン欠陥の検出が
可能となるため、次々期０．３μmＬＳＩ（６４ＭＤＲ
ＡＭなどに適用）の開発および量産時の歩留まり向上に
大きく貢献する。
０．３〜０．５μmの異物またはパターン欠陥の検出が
可能となるため、次々期０．３μmＬＳＩ（６４ＭＤＲ
ＡＭなどに適用）の開発および量産時の歩留まり向上に
大きく貢献する。
【００６６】また、本発明欠陥検査装置によれば、基板
上の対物レンズと検出素子との間に、チップの画像をシ
フトさせる画像シフト手段を設けているので、前記方法
を的確に実施し得る効果がある。
上の対物レンズと検出素子との間に、チップの画像をシ
フトさせる画像シフト手段を設けているので、前記方法
を的確に実施し得る効果がある。
【００６７】そして、本発明欠陥検査装置によれば、前
記画像シフト手段に代えて、検出素子自体に、チップの
画像の位置ずれ方向に検出素子をシフトする駆動手段を
設けているので、この装置によっても前記方法を的確に
実施し得る効果がある。
記画像シフト手段に代えて、検出素子自体に、チップの
画像の位置ずれ方向に検出素子をシフトする駆動手段を
設けているので、この装置によっても前記方法を的確に
実施し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明欠陥検査方法を実施するための
装置の一例を示す斜視図、
装置の一例を示す斜視図、
【図２】図２は、検出素子の斜視図、
【図３】図３は、画像シフト用平行平板の正面図、
【図４】図４は、同作用説明図、
【図５】図５は、画像シフト方法の他の実施例を示す斜
視図、
視図、
【図６】図６は、基準マークの座標検出装置を示す斜視
図、
図、
【図７】図７は、パターン付きウェハ上の異物やパター
ン欠陥検出装置の制御系の系統図、
ン欠陥検出装置の制御系の系統図、
【図８】図８は、ウェハのチップ上の基準マークの説明
図、
図、
【図９】図９（ａ）〜（ｄ）は、基準マーク座標の検出
法の説明図、
法の説明図、
【図１０】図１０（ａ），（ｂ）は、基準マーク座標の
精検査法の説明図、
精検査法の説明図、
【図１１】図１１は、チップの位置ずれおよび検出位置
シフトの説明図、
シフトの説明図、
【図１２】図１２は、本発明欠陥検査方法の他の実施例
を示す説明図
を示す説明図
【符号の説明】 １…ウェハ、３ａ〜３ｄ…半導体レーザ、４…対物レン
ズ、５…検出素子、７ａ…１つ前のチップ、８…チップ
上の検出領域、９ａ…現在検出しているチップ、１１…
ストロボ、１４…ダイクロイックミラー、１５…ＴＶカ
メラ、１６…ウエハステージ、１７，１８…Ｘ，Ｙ方向
位置検出器、１９…画像シフト用平行平板、２０１…遅
延メモリ、２０２…２値化回路、７ｂ…遅延信号、９ｂ
…現在検出している画像信号、２０３…垂直落射照明用
の水銀灯、２０…チップ、２２…基準マーク、３０…基
準マークの検出顕微鏡、３６…マイコン、３７…ＴＶモ
ニタ、ｙs2−ｙs1，ｙs3−ｙs2…チップの位置ずれ、６
１…画像シフト用平行平板のピエゾ素子、６３…検出素
子駆動用のピエゾ素子。
ズ、５…検出素子、７ａ…１つ前のチップ、８…チップ
上の検出領域、９ａ…現在検出しているチップ、１１…
ストロボ、１４…ダイクロイックミラー、１５…ＴＶカ
メラ、１６…ウエハステージ、１７，１８…Ｘ，Ｙ方向
位置検出器、１９…画像シフト用平行平板、２０１…遅
延メモリ、２０２…２値化回路、７ｂ…遅延信号、９ｂ
…現在検出している画像信号、２０３…垂直落射照明用
の水銀灯、２０…チップ、２２…基準マーク、３０…基
準マークの検出顕微鏡、３６…マイコン、３７…ＴＶモ
ニタ、ｙs2−ｙs1，ｙs3−ｙs2…チップの位置ずれ、６
１…画像シフト用平行平板のピエゾ素子、６３…検出素
子駆動用のピエゾ素子。
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に多数形成された同一形状のチッ
プを検査して、基板上の異物、または前記チップ内のパ
ターン欠陥を検出するに際して、前記多数形成されたチ
ップのうちの少なくとも２つのチップの各々に対応して
形成された基準マークの位置を検出して前記少なくとも
２つのチップの配列誤差を求め、前記多数形成されたチ
ップのうちの１つのチップの画像を検出して記憶し、該
記憶した１つのチップの画像と前記多数形成されたチッ
プのうちの他のチップを検出して得た画像とを前記求め
た配列誤差を補正した状態で比較して前記記憶した１つ
のチップの画像と前記検出した他のチップの画像との差
を求め、該求めた画像の差に基づいて前記基板上の異
物、または前記パターン欠陥を検出する比較検査方法で
あって、前記基準マークの位置を検出して前記少なくと
も２つのチップの配列誤差を求めることを、前記多数形
成されたチップのうちの所定のチップに形成された前記
基準マークの位置を検出して行うとともに、前記多数形
成されたチップのうちの他のチップを検出して得た画像
は、前記記憶した１つのチップの画像に対して、前記求
めた配列誤差を補正した画像とされることを特徴とする
比較検査方法。 - 【請求項２】 基板上に多数形成された同一形状のチッ
プを検査して、基板上の異物、または前記チップ内のパ
ターン欠陥を検出する装置であって、前記基板を載置し
て平面内でＸ，Ｙ方向に移動可能とするステージ手段
と、該ステージ手段に載置された前記基板上に多数形成
されたチップのパターンを検出して該パターンの画像を
画像信号として出力する検出手段と、該検出手段で検出
した前記パターンの画像を遅延記憶する記憶手段と、前
記検出手段で検出した前記多数形成されたチップのうち
の少なくとも２つのチップの各々に対応して形成された
基準マークの画像から前記少なくとも２つのチップ間の
配列誤差を求める配列誤差算出手段と、該配列誤差算出
手段で求めた配列誤差を、前記検出手段における光電変
換部に対し前記チップのパターンの光学像を相対的にシ
フトすることにより補正する画像シフト手段と、該画像
シフト手段で前記配列誤差を補正した状態で前記記憶手
段に記憶された前記多数形成されたチップのうちの１つ
のチップのパターンの画像と前記検出手段で検出した前
記多数形成されたチップのうちの他のチップのパターン
の画像との差を求める差画像検出手段と、該差画像検出
手段で求めた前記画像の差に基づいて前記基板上の異
物、または前記チップ内のパターン欠陥を検出する欠陥
検出手段とを備えたことを特徴とする比較検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13595899A JP3223483B2 (ja) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | 欠陥検査方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13595899A JP3223483B2 (ja) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | 欠陥検査方法とその装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01245156A Division JP3135063B2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 比較検査方法および装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001157287A Division JP2002082065A (ja) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | 欠陥検査方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000002664A true JP2000002664A (ja) | 2000-01-07 |
| JP3223483B2 JP3223483B2 (ja) | 2001-10-29 |
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ID=15163830
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8782485B2 (en) | 2012-01-19 | 2014-07-15 | International Business Machines Corporation | Hierarchical channel marking in a memory system |
| US8843806B2 (en) | 2012-01-19 | 2014-09-23 | International Business Machines Corporation | Dynamic graduated memory device protection in redundant array of independent memory (RAIM) systems |
| US9058276B2 (en) | 2012-01-19 | 2015-06-16 | International Business Machines Corporation | Per-rank channel marking in a memory system |
| US9255793B2 (en) | 2010-02-10 | 2016-02-09 | Hitachi High-Technologies Corporation | Defect inspection method and device thereof |
| CN108831844A (zh) * | 2018-06-26 | 2018-11-16 | 长江存储科技有限责任公司 | 检测晶圆缺陷的方法和系统 |
-
1999
- 1999-05-17 JP JP13595899A patent/JP3223483B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7176607B2 (en) | 2002-12-30 | 2007-02-13 | Ferro Corporation | Light fixture with reflective polymeric composition and pigment package |
| US9255793B2 (en) | 2010-02-10 | 2016-02-09 | Hitachi High-Technologies Corporation | Defect inspection method and device thereof |
| US8782485B2 (en) | 2012-01-19 | 2014-07-15 | International Business Machines Corporation | Hierarchical channel marking in a memory system |
| US8843806B2 (en) | 2012-01-19 | 2014-09-23 | International Business Machines Corporation | Dynamic graduated memory device protection in redundant array of independent memory (RAIM) systems |
| US8856620B2 (en) | 2012-01-19 | 2014-10-07 | International Business Machines Corporation | Dynamic graduated memory device protection in redundant array of independent memory (RAIM) systems |
| US9058276B2 (en) | 2012-01-19 | 2015-06-16 | International Business Machines Corporation | Per-rank channel marking in a memory system |
| CN108831844A (zh) * | 2018-06-26 | 2018-11-16 | 长江存储科技有限责任公司 | 检测晶圆缺陷的方法和系统 |
| CN108831844B (zh) * | 2018-06-26 | 2019-12-06 | 长江存储科技有限责任公司 | 检测晶圆缺陷的方法和系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3223483B2 (ja) | 2001-10-29 |
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