JP2001077164A - ウエハ欠陥検査装置 - Google Patents

ウエハ欠陥検査装置

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JP2001077164A
JP2001077164A JP24729599A JP24729599A JP2001077164A JP 2001077164 A JP2001077164 A JP 2001077164A JP 24729599 A JP24729599 A JP 24729599A JP 24729599 A JP24729599 A JP 24729599A JP 2001077164 A JP2001077164 A JP 2001077164A
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defect
wafer
inspection
chip
serious
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Yuji Maeda
裕二 前田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置の製造に当たって半導体装置の検
査作業を合理化できるウエハ欠陥検査装置を提供する。 【解決手段】 ウエハ欠陥検査装置40は、ウエハWを
所定位置に移動し、所定位置に保持するウエハ移動装置
12と、ウエハのチップ領域内の被検査領域の表面に光
を照射し、表面の拡大画像を出力する光学的検査装置1
4と、拡大画像を観察し、製品不良に直結する重大欠陥
か、重大欠陥以外の軽欠陥かを設定判断基準に基づいて
判断する手段28と、重大欠陥であると判断されたとき
に、チップ領域に重大欠陥がある旨の識別標識を刻印す
るレーザ光式刻印装置42とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハ欠陥検査装
置に関し、更に詳細には、半導体装置の検査作業を合理
化したウエハ欠陥検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造工場で行う検査には、
一般に、一連のウエハ段階でのプロセス工程の過程で、
随時に行われるウエハ表面の欠陥検査と、半導体チップ
にした段階で半導体装置の電気的な特性を検査する製品
検査とに大別される。ウエハ表面の欠陥検査は、ウエハ
欠陥検査装置を使ってウエハ表面に欠陥があるかどうか
を検査する目視的な検査であって、主要工程の終了時
に、製品歩留まりの向上、及び多量の不良品発生の防止
を目的として行われている。製品検査は、各チップ毎に
行われる検査であって、例えば直流特性試験、交流特性
試験、機能試験等の試験が行われる。
【0003】ここで、図3を参照して、ウエハ表面の欠
陥検査に使用する従来のウエハ欠陥検査装置の構成を説
明する。図3は従来のウエハ欠陥検査装置の構成を示す
模式図である。従来のウエハ欠陥検査装置10は、ウエ
ハ移動装置12と、光学検査装置14とから構成されて
いる。ウエハ移動装置12は、X方向に移動するX−ス
テージ16と、X−ステージ16上に装着され、X−ス
テージ16と一体的にX方向に移動すると共にX−ステ
ージ16とは独立にY方向に移動するY−ステージ18
と、Y−ステージ18上に固定され、かつウエハWを保
持するウエハチャック20とを備えている。光学検査装
置14は、検査用光源のランプ22と、ランプ22から
放射された光をウエハWの検査領域上に照射する対物レ
ンズ24と、ウエハWから反射し、再び対物レンズ24
を透過した戻り光を直角方向に反射させるハーフミラー
26と、戻り光を受光して画像を結像させる検査用セン
サ28とを備えている。
【0004】ウエハチャック20は、例えば真空吸引式
のウエハチャック、又は静電吸引式のウエハチャックで
ある。検査用センサ28は、戻り光を受光して画像を結
像させる装置であって、例えばCCDイメージセンサ、
リニアセンサ等により構成されている。
【0005】ウエハ欠陥検査装置10を使ってウエハ表
面の欠陥を検査するには、先ず、被検査物となるウエハ
Wをウエハチャック20に載せ、真空吸着力等を利用し
てウエハWをウエハチャック20上に保持する。次に、
検査用光源のランプ22から出射された光(検査光)を
ハーフミラー26及び対物レンズ24を通して、ウエハ
Wの被検査面に照射する。ウエハWの被検査面で反射し
た光は、対物レンズ24を通過してハーフミラー26で
反射され、検査用センサ28の受光面で結像する。これ
により、ウエハWの被検査面の局所的な照射対象の画像
(イメージ)が得られる。その画像を画像処理装置(図
示せず)で電気的に画像処理しつつ、X−ステージ16
及びY−ステージ18を、それぞれ、X及びY方向に適
宜移動させて被検査面全体にわたって表面欠陥検査を行
う。その結果、欠陥が検出された場合、予め設定された
欠陥基準に基づき、重大欠陥(製品不良に直結した欠
陥)か、軽欠陥(製品不良には直結しない欠陥)かに分
類される。そして、ウエハWに重大欠陥が検出された場
合は、その欠陥個所を示す座標情報を出力する。
【0006】図4を参照して、配線を形成した後に行っ
たウエハ表面欠陥検査の具体例を説明する。配線は、図
4に示すように、スクライブ領域30で囲まれたチップ
領域32にそれぞれ同じ配線パターンで形成されてい
る。チップ領域32Aの被検査領域34Aの拡大画像に
は、図4(a)に示すように、異物等36が配線38同
士を接続するようにして存在しており、配線38同士を
ショートさせた致命的な製品不良に直結したキラー欠陥
(重大欠陥)が存在する。一方、チップ領域32Bの被
検査領域34Bの拡大画像では、図4(b)に示すよう
に、異物等40が配線38の間に存在するものの、極く
小さな異物であって、この段階での表面検査では、配線
38同士をショートさせるような致命的な欠陥であると
は認められず、製品不良に直結しない軽欠陥と認定され
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に、ウエハの表面欠陥検査で、明らかに不良品となって
しまう、いわゆるキラー欠陥を検出することがあるが、
従来、このようなキラー欠陥が検出されたチップについ
ても、製品合否判断をするデータ測定(ペレットチェッ
ク)が、最終検査工程で実施され、その結果、データ上
でショートを確認した後、始めて不良品として認定され
ている。即ち、従来の検査では、プロセス工程の過程
で、ウエハ欠陥検査装置によってウエハの表面欠陥を検
出し、不良品に直結したキラー表面欠陥が存在すると判
断され、製品合否判断を行うデータ測定(ペレットチェ
ック)は必要が無い半導体チップであるにもかかわら
ず、従来は、上述のように、ペレットチェックを行って
いる。このため、製品検査であるペレットチェックで、
ウエハ一枚当たりに要するデータ測定時間が膨大なもの
であり、検査測定器の設備費も嵩むという問題があっ
た。
【0008】そこで、本発明の目的は、半導体装置の製
造に当たって半導体装置の検査作業を合理化できるウエ
ハ欠陥検査装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るウエハ欠陥検査装置は、ウエハを所定
位置に移動し、所定位置に保持するウエハ移動装置と、
ウエハのチップ領域内の被検査領域の表面に光を照射
し、表面の拡大画像を出力する光学的検査装置と、拡大
画像を観察し、製品不良に直結する重大欠陥か、重大欠
陥以外の軽欠陥かを設定判断基準に基づいて判断する手
段と、重大欠陥であると判断されたときに、重大欠陥が
チップ領域にある旨の識別標識を刻印する刻印装置とを
備えることを特徴としている。
【0010】本発明に係るウエハ欠陥検査装置により刻
印された重大欠陥の識別標識を有する半導体チップ(ペ
レット)については、最終的なペレットチェックを行う
前に不良品として分別することにより、最終的なペレッ
トチェックを要するチップ数を減少させ、検査作業の能
率を向上させることができる。
【0011】本発明では、識別標識を刻印する場所につ
いては制約はないものの、好適には、刻印装置は、重大
欠陥が存在するチップ領域に属するスクライブ領域にそ
の旨の識別標識を刻印する。また、本発明で使用する刻
印装置の種類、及び型式は問わないものの、好適には、
刻印装置はレーザ装置であって、識別標識はレーザ装置
によって刻印された識別標識である。
【0012】好適には、拡大画像として出力された被検
査領域が属するチップを識別するチップ識別データを記
憶する記憶装置を備え、重大欠陥が被検査領域にあると
きには、チップ識別データに基づいて、刻印装置によっ
て識別標識を刻印するようにする。これにより、記憶装
置のデータに基づいて自動的に刻印することができる。
更には、拡大画像を画像処理して、製品不良に直結する
重大欠陥か、重大欠陥以外の軽欠陥かを設定判断基準に
基づいて自動的に判断する画像処理装置を判断手段とし
て備えている。これにより、検査員の個人差に因らず、
客観的に欠陥を判別することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照して、実
施形態例に基づいて本発明をより詳細に説明する。実施形態例 本実施形態例は、本発明に係るウエハ欠陥検査装置の実
施形態の一例であって、図1は本実施形態例のウエハ欠
陥検査装置の構成を示す模式図、図2は刻印した位置を
示すウエハの平面的模式図である。本実施形態例のウエ
ハ欠陥検査装置40は、従来のウエハ欠陥検査装置10
の構成に加えて、図1に示すように、レーザ刻印装置4
2を備えている。レーザ刻印装置42は、レーザ光を出
射したり、又はレーザ光の出射を停止したり、自在にレ
ーザ光を出射できるレーザ光発生器44と、レーザ光発
生器44で発生したレーザ光をウエハW上野刻印位置に
導光する光学系導光路46とから構成され、これによ
り、レーザ光はレーザー発生器44からウエハW上の照
射部Wbへ導かれる。
【0014】次に、図1を参照して、本実施形態例のウ
エハ欠陥検査装置40の動作を説明する。先ず、検査対
象であるウエハWをウエハチャック20に載せ、真空吸
着力等を利用してウエハWを保持する。次に、検査用光
源のランプ22から出射された光(検査光)をハーフミ
ラー26及び対物レンズ24を通して、ウエハWの被検
査面に照射する。ウエハWの被検査面で反射した光は、
対物レンズ24を通してハーフミラー26で反射され、
検査用センサ28の受光面で結像する。これにより、ウ
エハWの局所的な被検査領域の拡大画像(イメージ)が
得られるので、その画像を電気的に画像処理する。一
方、X−ステージ16、及びY−ステージ18を、それ
ぞれ、X方向及びY方向に適宜移動させて、被検査面全
体にわたって欠陥検査を行う。その際、欠陥が検出され
たチップ領域は、その欠陥個所を示す座標情報によって
特定される。
【0015】欠陥は、予め設定された基準に基づき、重
大欠陥(不良に直結した欠陥)か、軽欠陥(不良には直
接ならない欠陥)かに分類される。欠陥の分類は、拡大
画像の観察者によって行われてもよく、また、拡大画像
を画像処理して、製品不良に直結する重大欠陥か、重大
欠陥以外の軽欠陥かを設定判断基準に基づいて自動的に
判断する画像処理装置(図示せず)を設け、それよって
自動的に行っても良い。
【0016】欠陥検査が完了し、検査結果として、重大
欠陥が検出されたチップ領域Waがある場合、X−ステ
ージ16及びY−ステージ18を駆動して、チップ領域
Waを図1のWa位置まで移動し、例えばチップ領域W
aが属するスクライブ領域にレーザ光を照射して、その
旨の識別標識を刻印する。例えば、図2に示すように、
チップ領域32Aの被検査領域34Aに重大欠陥がある
ときには、チップ領域に重大欠陥が存在する旨の穴状の
識別標識48をチップ領域34Aが属するスクライブ領
域30に刻印する。移動の際の便宜を図って、ウエハ欠
陥検査装置40に記憶装置(図示せず)を設け、拡大画
像として出力された被検査領域が属するチップを識別す
るチップ識別データ、例えば座標情報を記憶させ、記憶
したチップ識別データに基づいてウエハ移動装置12に
よりウエハWを移動させるようにすると良い。
【0017】本実施形態例のウエハ欠陥検査装置40を
使用して、重大欠陥が存在するチップ領域にはその旨の
欠陥を刻印することにより、刻印のある半導体チップに
ついては、製品検査、例えばペレットチェックを不要に
して、検査作業を合理化することができる。
【0018】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明のウエハ
欠陥検査装置によれば、光学的検査装置によって欠陥検
査を行い、かつ検出された欠陥が、重大欠陥(キラー欠
陥)か軽欠陥かどうかを判別し、重大欠陥であれば、そ
の旨の識別標識をチップ(ペレット)に付与する。本発
明に係るウエハ欠陥検査装置を適用することにより、デ
ータ測定を実施してペレット合否を判断する製品検査で
は、重大欠陥が検出されなかったペレットのみを検査す
ることが可能になり、従来行ってきたペレットの全数検
査を合理化して、データ測定時間を短縮し、測定器の費
用を大幅に削減するなどの優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例のウエハ欠陥検査装置の構成を示す
模式図である。
【図2】刻印した位置を示すウエハの模式的平面図であ
る。
【図3】従来のウエハ欠陥検査装置の構成を示す模式図
である。
【図4】重大欠陥と軽欠陥との区別を示すウエハの模式
的平面図である。
【符号の説明】
10……従来のウエハ欠陥検査装置、12……ウエハ移
動装置、14……光学検査装置、16……X−ステー
ジ、18……Y−ステージ、20……ウエハチャック、
22……検査用光源のランプ、24……対物レンズ、2
6……ハーフミラー、28……検査用センサ、30……
スクライブ領域、32……チップ領域、34A、B……
検査領域、36……異物等、38……配線、40……実
施形態例のウエハ欠陥検査装置、42……刻印装置、4
4……レーザ光発生器、46……光学系導光路。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウエハを所定位置に移動し、所定位置に
    保持するウエハ移動装置と、 ウエハのチップ領域内の被検査領域の表面に光を照射
    し、表面の拡大画像を出力する光学的検査装置と、 拡大画像を観察し、製品不良に直結する重大欠陥か、重
    大欠陥以外の軽欠陥かを設定判断基準に基づいて判断す
    る手段と、 重大欠陥であると判断されたときに、重大欠陥がチップ
    領域にある旨の識別標識を刻印する刻印装置とを備える
    ことを特徴とするウエハ欠陥検査装置。
  2. 【請求項2】 刻印装置は、重大欠陥が存在するチップ
    領域に属するスクライブ領域にその旨の識別標識を刻印
    することを特徴とする請求項1に記載のウエハ欠陥検査
    装置。
  3. 【請求項3】 刻印装置がレーザ装置であって、識別標
    識がレーザ装置によって刻印された識別標識であること
    を特徴とする請求項1に記載のウエハ欠陥検査装置。
  4. 【請求項4】 拡大画像として出力された被検査領域が
    属するチップ領域を識別するチップ識別データを記憶す
    る記憶装置を備え、 重大欠陥が被検査領域にあるときには、チップ識別デー
    タに基づいて、刻印装置によって識別標識を刻印するよ
    うにしたことを特徴とする請求項1に記載のウエハ欠陥
    検査装置。
  5. 【請求項5】 拡大画像を画像処理して、製品不良に直
    結する重大欠陥か、重大欠陥以外の軽欠陥かを設定判断
    基準に基づいて自動的に判断する画像処理装置を備えて
    いることを特徴とする請求項1から4のうちのいずれか
    1項に記載のウエハ欠陥検査装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111707614A (zh) * 2020-04-13 2020-09-25 深圳市正宇兴电子有限公司 一种光学芯片表面沾污缺陷检测方法及线激光视觉检测系统
CN116242780A (zh) * 2023-05-11 2023-06-09 山东工业职业学院 基于图像识别的计算机芯片检测设备及方法

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