JP2001505299A - 半導体ウェーハーの拡大光学検査による自動選別器／精査器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 半導体ウェーハー（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）及び個別超小型回路又はその上のチップを目視検査及び選別するための方法並びに装置（１１）。好適な実施例はウェーハー（２３）の仮想実体画像を得るためにスキャナー（３７）を採用し、全てのチップは高速画像処理ルーチンを適用することにより識別され選別される。その結果作られたウェーハーマップは、チップが別々に切り離された後でもチップを識別できるようにする、独特の画像制御されたチップ座標を提供する。ウェーハーは不規則なパターンで異なる種類のチップを含んでいてもよい。総欠陥目視検査（１７）は画像の完全性に基づいて欠陥チップを選別し、生産性と処理量を最大化する。全ての検査及び識別は、物理的なウェーハーと完全に相関を取ってコンピューターのメモリー内に走査し取り込まれた仮想のウェーハー（２３）又はチップ画像上で行われ、ウェーハーそのものを操作すること無しに行われる。それ故、正規の搬送操作と重畳して行うので、検査時間は自由である。

Description

【発明の詳細な説明】 半導体ウェーハーの拡大光学検査による自動選別器／精査器 関連出願 半導体ウェハーの拡大光学検査による自動精査器に関する１９９６年７月９日 出願の仮特許出願第６０／０２２，７０１号に対し優先権を主張する。 発明の背景 半導体回路及びメモリーチップのような他のチップの製作においては、多くの チップが、半導体材料の一般的には円形のウェーハー上にチェッカーボード形式 で成形される。アッセンブリー工程の間に、これらのチップは切り離されリード フレーム等の上に置かれる。欠陥のあるチップをパッケージングするコストを省 くため、切り離す前にウェーハーはウェーハー精査器で試験される。ウェーハー 精査器では、試験針セットを各チップの接着パッドに接触させ、この針を電子テ スターに接続する。チップの機能の良否がチェックされ、不合格のチップにはイ ンクで点のマークが付けられる。不合格のチップに即座にインクを付けるかわり に、しばしば、システムメモリー中にそのウェーハーの位置マップが記憶され、 再使用され、第２次試験又はアッセンブリー工程で更新される。 大部分のウェーハー精査器はローダー部と精査器部を含んでいる。加えて、ウ ェーハー精査器は全自動式であり、ウェーハーを２５乃至５０個を１ロットとし て処理する。ウェーハーはカセットに入れて搬送され精査器のローダー部に据え られる。各ウェーハーはウェーハー自動取扱器によって格納カセットから予整列 器に連続的に搬送され、そこで中心合わせをされ、フラット（平坦部）やノッチ のような他の物理的マークを位置決めすることにより予め方向が定められる。次 にウェーハーは、概ね中心が合って、チップチェッカーパターンがその工程のＸ −Ｙ方向の動きに概ね平行になるように、精査器工程へ引き渡される。方向は、 試験針及びチップ試験パッドに適するように調整される。 新しいウェーハーが精査器工程に引き渡されてから全ての試験が済んで返され るまでは、精査器部とローダー部とは独立して作動する。精査器工程では、ウェ ーハーは最初に整列ユニットに掛けられ、そこで実際のチップパターンが検知さ れ、試験針列と合うように正確に方向決めされる。次に試験針列が各チップに連 続的に接触して、テスターが性能チェックを行う。この工程は試験の複雑さとウ ェーハーのサイズによって異なり、数分で済むものもあれば１時間以上かかるも のもある。一方、ローダーの作動はチップの複雑さとは関係なく１分とかからな い。それ故、ウェーハーはローダー内で何時間も待機することになる。 従来型ローダーは、ウェーハー端近傍のチップパターンについての知識無しに ウェーハー端に対するチップの位置を計算しなければならない精査制御に、チッ プに関する詳細情報を何ら提供しない。ウェーハー端に沿ったチップの多くは、 たとえそれが計算により物理的に完全であり良品であろうと判断されていても不 完全であり、試験に合格しない。不完全なチップを試験するのは時間の無駄であ り、不完全なチップは端部上を滑動する繊細な精査針を損傷することすらある。 これを避けるため、精査器は部分的端チップを針と接触させない。しかし、チッ プの物理的状態の情報が不正確なため、良好なチップの幾つかが試験されず勝手 に不合格のマークが付けられることになることもある。この状態を改善するため に、制御マップが手動で作られ、精査器が試験に値するチップに向けられる。し かし、このような制御マップはウェーハー毎の相違に的確に対応することはでき ず、作るのにも時間がかかる。 チップは精査の前及び精査の間の両方で損傷の危険にさらされる。そのような チップが電気的ウェーハー試験に不合格になれば非効率なことである。しかし、 そのような損傷はチップがパッケージされ装着されるまでチップの作動に影響を 及ぼさず、従って、電気的ウェーハー試験で検出されないかもしれない。電気的 試験で検出を免れるそのような欠陥を防ぐために、ウェーハーは精査の前及び後 両方で目視検査に掛けられる。精査前の場合、通常チップ対チップの関係につい て正確な情報無しに行われるため、ウェーハーチップの選別には実際上何の価値 もない。精査後検査は、電気的精査試験に匹敵する信頼性のある自動的方法が見 つけだされていないので、一般的には手動で行われる。それ故、精査後検査は、 追加のウェーハーロット取扱及び装置を必要とする別の処理工程である。 本発明は半導体ウェーハー及びチップの目に見える欠陥を見つけだし、後のア プリケーションで問題を起こすかもしれない欠陥ウェーハー又はチップを選別す ることに関する。検査対象の一つは半導体ウェーハーであり、その目的は、個々 に切り離される前に欠陥チップを選別することである。もう一つの検査対象は印 刷回路板（ＰＣＢ）であり、完成品と同様アートワークでの傷を目視検出する必 要がある。両分野に共通なのは、長期間「良品」の製品を最大限に作り、後のア ッセンブリーで経済的に深刻な結果を引き起こしかねない潜在的「欠陥品」を通 過させないようにすることである。 発明の概要 本発明によるウェーハー自動選別器は、自動精査器のローダー部での遊休時間 中にチップ上の可視欠陥を光学的に検査する。画像分析プログラムは、熟練検査 員が欠陥を発見しクラス分けするやり方に匹敵する働きをする。チップ内の損傷 欠陥を９５％の精度で捕捉するものと期待できる。全自動の作動であり、精査器 の中に安全に組み込むことができる。 本発明によれば、精査前光学検査により各ウェーハーに対し固有のチップ配置 マップが作成され、これにより試験に値するチップに関する不確実性が解消され る。走査画像は絶対的に信頼できるチップ座標照合システムを提供し、これによ りウェーハーが分割された後でもウェーハーマップが使用できるようになる。そ れ故チップが切り離された後でも検査システムを使って切断損傷の検査が行える し、ウェーハーマップをピックアンドプレイスアッセンブリー機に適用すること もできる。 選別機のローダー部は、通常のウェーハー分類と同様クリーンルーム操作に対 しても適性のある自立型光学検査ステーションとして使うこともできる。このよ うに、各チップに固有の欠陥は、ウェーハーＩＤによる最初の金属被覆の後、ウ ェーハーマップ内に記憶させることができる。検査はメモリー内の仮想ウェーハ ー画像上で行われるので、実際にウェーハーの方向を変えたり整列させたりする 必要はなく、現存のウェーハー処理装置で行うのに実用的である。 精査後検査ユニットも、精査針及びテスターに代えて自動精査器ヘッドプレー トに搭載することができる。これにより、最新のチップ設計に対しては十分に精 度が高いとはいえない自動精査器を活用する手段が提供される。 高分解能スキャナーと高拡大率カメラの同じ組み合わせが、回路板製造におい てフィルムとＰＣＢを検査する際に信頼性を上げ、より効率よく操作を行うため に提案されている。 本発明の目的の一つは、半導体ウェーハー、印刷回路板（ＰＣＢ）及び同等製 品要素上の可視欠陥を検出及び類別することのできる自動光学検査システムを規 定することである。本検査工程は、一般的にはＭＡＭＭＥＸシステムとして知ら れている、１９９３年５月１８日発行の米国特許第５，２１２，６３７号に記載 されているシステムを適用したものである。 本発明のもう一つの目的は、各ウェーハーを全て走査しそのディジタル画像を コンピューターのメモリー内に記憶する総欠陥検査ユニットを提供することであ る。検査と分析は全てこれらの仮想ウェーハー画像上で行われ、方向、チップ位 置、欠陥、ウェーハーＩＤが解読される。精査前光学検査ユニットとしては、ウ ェーハーは「フラット」角よりむしろダイのパターンに従って整列される。この ことは、パターンに対してフラットの角度が変動することにより引き起こされる 問題及び遅延を取り除く。各チップの目視検査は、精査器が生産性と処理量を最 大化できるようにする、全ての試験に値するチップを非常に正確に決めるための 基礎を形成する。一般的ウェーハー選別機としては、総欠陥検査ステーションが ウェーハーＩＤをチェックし、固有のウェーハー制御マップを作成する。 本発明の更にもう１つの目的は、曖昧さを排除し、後の処理段階で正確なチッ プ識別を保証する、画像支援されたチップ座標照合システムを実行することであ る。照合システムは、チップが個々に分割された後でも有効であり、ピックアン ドプレイス機に採用することもできる。 加えて、本発明による装置では、光学文字認識（ＯＣＲ）又はバーコード認識 （ＢＣＲ）の何れでもウェーハーＩＤを直接読み取ることができ、それによって 独立したＯＣＲ及びＢＣＲステーションを省くことのできる、画像ベースのウェ ーハーマッピングシステムを生成する。 本発明の更に又もう１つの目的は、荷電制御素子（ＣＣＤ）カメラ−光学シス テムにより得られた可視画像を使って単一チップ内の可視欠陥の位置を突きとめ るためのチップ検査ステーションを提供することである。精査後チップ検査シス テムとして使用される場合、検査時間は、そうでなければ遊休ウェーハー時間と なる時間を利用しているので「自由」である。電気的且つ可視的両方の欠陥を有 するチップにマークを付けるための印字機をオプションでプログラムすることも できる。この操作は選別工程のウェーハー精査段階の処理量を更に増やす。 更に、本発明はウェーハー処理サイクル全体を通して適性のある、ウェーハー 取扱及び位置決めを最小に抑えた独立型可視検査システムを提供する。 図面の簡単な説明 本発明の付加的な目的及び特徴は、以下の詳細な説明及び請求の範囲を下記図 面と共に参照すれば、より容易に明らかになるであろう。 図１は、本発明によるウェーハー自動精査器／選別器の略平面図である。 図２Ａは、本発明による、総欠陥を検出するための精査前検査ユニットの略平 面図である。 図２Ｂは、図２の精査前検査ユニットの略側面図である。 図３は、ウェーハーを識別し、その上の画像データを分析するために使用され るウェーハー画像の図である。 図４は、図３と同様なウェーハー画像の平面図であるが、画像から得られる詳 細な情報を示している。 図５は、本発明による、単一チップを検査するための精査後検査ユニットの略 平面図である。 図６は、精査後検査ユニットからのウェーハー画像の図である。 図７Ａは、単一チップを見るために位置決めされたカメラを示す、精査後検査 ユニットの平面図である。 図７Ｂは、図７Ａで示すようにして見た、単一チップの詳細を示す図である。 図８Ａは、図７Ａと同様な図であるが、カメラの配置を変えたものである。 図８Ｂは、図８Ａで示すようにして見た、単一チップの詳細を示す図である。 好適な実施例の詳細な説明 図１には、ローダー部１３及び精査部１５を含むウェーハー選別器／精査器の 全体配置を示す。ローダー部１３は、「精査前」総欠陥検査ユニット１７と「精 査後」単一チップ検査ユニット１９を含んでいる。検査ユニット１７と１９は典 型的自動精査器以上に手動介入をする必要はないので、自動精査器内で作動する ようにすることもできる。検査工程は完全にウェハーの遊休時間内に実行され、 無駄を省き、可能性のある「良品」チップを最大限に増やすことにより、電気的 試験の処理量と生産性を実際に高める。 ローダー部１３にはウェーハー自動取扱器２１があり、ウェーハーを格納カセ ット２５又は２７の何れかより、最初は精査前検査ユニット１７に、その後精査 器部１５へと搬送する。更に後には、取扱器２１はウェーハーを精査器部１５か ら精査後検査ユニット１９へと搬送する。 精査器部１５は、精査カード環３１にしっかりと保持された通常の精査カード ２９を含んでいる。精査器部１５は更に、精査器ステージ３３と、ウェーハー２ ３ｂを適正に整列させ、ウェーハーの各接着パッドを精査カード２９上の精査針 に接触させて電気的試験ができるように配置する、通常の機能を実行する整列ユ ニット３５とを含んでいる。 精査前総欠陥検査ユニット１７は各ウェーハーの予整列、識別、マッピング、 総欠陥検査を行う。この各仕事は従来型のウェーハー選別又は精査操作を改善す る。 予整列により、ウェーハーは方位フラットに加えてチップパターンフラットに 対しても整列させることができ、それにより、不合格にされることが避けられ、 精査器内でのウェーハー整列を短時間で行えるようになる。（このフラットはチ ップパターンに対して常に非常に正確に平行とは限らない。） ウェーハー識別位置には走査画像から直接アクセスすることができる。別のＯ ＣＲ又はＢＣＲ読み取り機は必要ない。検査ソフトは、ウェーハーが他の工程に 移される間又は移された後、仮想ウェーハー画像から画像学習及び識別を行う。 固有のウェーハーマップが各ウェーハーから作られるが、これは実際のウェー ハー外形に対してチップの中心を正確に識別する。良品である可能性のあるチッ プが、実際のパターン画像の完全性と、実際の再認識可能な端部画像に基づく座 標照合から判定される。 精査前ユニットは精密な画像ベースの座標システムを利用する。画像は標準チ ップを示し、そこでは、チップの完全性を識別するために、補助画像に任意の数 値（例えば、１，２，４，６及び１６）が与えられている。補助画像に抜けがあ ったり傷があったりすると、チップの「点数」がその値だけ減らされる。画像は 幾つかの端部チップの値を示している。照合システムは明らかに、ウェーハーが 切り分けられた後でも固有の識別を提供する。 複数チップの引っ掻き傷、大きな異物、金属被覆失敗等の総欠陥損傷は、オペ レーターがそのような欠陥を見つけ出す視認検査を真似た探索手法によって位置 を突きとめる。ランダムな欠陥は、それがパターン欠陥としてはっきりと特定で きない場合、試験により排除される可能性のあることがウェーハーマップに書き 込まれる。繰り返して生じる損傷に関しては、相関を取って、ＱＣ（品質管理） に警告を発することもできる。 図２Ａ及び２Ｂは、図１の精査前総欠陥検査要素１７の１つの実施例を示す。 ウェーハー２３ｂは真空により取扱器のアーム４１に保持されるが、このアーム は、画像データを読み取るためにウェーハーを、スキャナーレール３７の下を一 定速度で、正しい垂直方向（Ｚ）距離を保って動かすことができる。アームは十 分な余裕を持って真空チャック３９を通り過ぎる。 特に図２Ａ及び２Ｂに関してであるが、精査前検査ユニット１７はスキャナー 列３７と、正確に命令された度数だけ回転することのできる真空チェック３９と を含んでいる。ウェーハー自動取扱器のアーム４１は、矢印４３で示すようにウ ェーハーを水平にＹ方向に動かし、又矢印４５で示すようにウェーハーを必要な だけ垂直にＺ方向に変位させる。真空を使ってウェーハー２３ｂを保持している ウェーハー自動取扱器のアーム４１は、ウェーハーを精査前ステーション１７に 動かし、次に、一定速度でスキャナー列の下を通過させ、その間にスキャナーは ウェーハーの反射した画像を記憶する。 替わりに、スキャナーレール３７を動かすようにしてもよく、精査器内の利用 できる空間及び既存の構成要素を考慮すれば、装置によってはその方がより実用 的であるかもしれない。 図３は、方向修正を行う前の、精査前スキャナーからの画像の例を示す。走査 の結果は先ず、ウェーハーとチャック中心の相対位置関係と同じく、フラットの 位置とウェーハーの中心を計算するのに使われる。この場合、画像データは最高 解像度で使われるわけではなく、画素閾値はむしろ最も詳細なグレースケール値 ではない方がよい。画像制御ソフトはフラットの角度を計算し、画像データを規 準の位置まで回転させ、次にチップの正確な位置が定められる。精査器内では、 針をパッドに合わせるため、ウェーハーをある方位に保って引き渡さなければな らない。それ故、システムコントローラーは、ウェーハー２３ｂが精査器ステー ジ３３に中心を合わせて引き渡され、精査器カード２９に対して適正な方向を向 くように、チャック３９と取扱器アーム４１とを操作するために必要な角度及び 中心の修正情報を受け取る。この操作は、ウェーハーが直ちに電気的試験をされ るのではなく、格納カセット２５又は２７の何れかに戻される場合は必要ない。 別のマイクロプロセッサーが、取扱器２１、スキャナー３７、真空チャック３ ９、専用の画像処理ユニットとインタフェースを取りながら精査前検査ステーシ ョン１７を制御する。制御システムはただ一つだけの走査操作を実行しデータを ２次元配列で連続的に記憶するので、配列のアドレス割付は取扱器アームの１次 元位置のみに関係し、各画素データは走査線上の別々の点を指す。こういう主旨 で、図３に示すように、スキャナー列３７の中心画素が割り当てられたメモリー ブロック（配列）の中間点に記憶されるように、ハードウェアが配置される。真 空チャック３９の中心はスキャナー列画素線上にある。 画像分析によりウェーハー４９の方位フラット４７と中心とが求められる。こ れは、開始線位置５１での最初の反射から位置５３での終了線までの各走査線の データを検討することにより行われる。走査線５１と５３との間で、画像には２ つのフラットが現れ、それは小さなフラット５５と大きな方位フラット４７であ る。線５１からフラット５５までの間は、半分の点を計算すると、半分の値は変 化するが、円の対称性に従ってＸ方向の中心を表す一定の値となる。フラット５ ５が始まると、右半分は円よりも速く変化し、フラット４７が始まると、左半分 が円からずれる。このデータから、大きなフラット４７が求めている方位フラ ットであると認識され、終点座標が正確なフラット角度をもたらす。同様に、デ ータ位置の対称性をもとにウェーハー２３のＸ方向中心線５７とＹ方向中心線５ ９とを求め、ウェーハーの中心位置４９に変換する。 図３に示すウェーハーで、フラット４７の内側の黒く大きな無反射帯は容易に ウェーハーＩＤ領域であると検知され、それによって線６１が、より望ましく且 つより正確な「パターンフラット」と決められることを指摘しておく。これは、 従来の端部検知に代えてウェーハーを走査することによる付加的な利点である。 ウェーハー画像中心４９とフラットの角度を表すデータ位置が求まると、画像 は中心４９の周りに、仮想のウェーハーの画像が図４に示すようになるまで回転 される。こうすると、チップの探査が容易になる時がある。精査を行う場合等、 実際のウェーハーの方位付けをしなければならないときには、画像制御は２つの 角度と１つのＹ方向運動のオフセットとを供給しなければならない。ウェーハー はＹ軸に沿ってのみ動かせるので、最初にウェーハーをチャック中心６３の周り に、チャック中心６３とウェーハー中心４９とを通る線６５がチャック３９のＸ 方向中心線６７と一致するまで、時計方向に（この例ではＹ軸へが小角度）回転 する必要がある。これは、ウェーハーを垂直方向に下げ真空保持を取扱アームか らチャックへ移して行われる。次にチャックを制御して、チャック３９のＹ軸６ ７とＸ軸６９で形成される中心６３の周りに正確な時計方向角度分だけ回転させ る。次に、取扱器アーム４１は再度ウェーハーを取り上げ、ウェーハー中心４９ がチャック中心６３と一致するまで、それをＹ軸に沿って動かす。最後に、取扱 器アーム４１はウェーハーを、方位フラット４７又はパターンフラット６１を精 査走査で規定されたその最終位置まで回転するように制御することのできるチャ ック３９へ移す。図４に示す位置まで至るには、１８０度に、ウェーハー中心４ ９を通りパターンフラット６１に垂直な線７１と線６５の間の角度を加えた分だ け反時計方向に回転することとなる。 図４を見れば分かるように、メモリー内の回転された仮想ウェーハーからの画 像データは、正確なチップ位置、ウェーハーＩＤ、総欠陥を決めるのに十分な情 報を提供する。 精査前検査ユニット１７の作動と並行して、精査後検査ユニット１９は独立し てウェーハーを検査することになる。図１に示す実施例の核心は精査部１５によ る電気的試験とローダー部１３での検査が同時並行して行われることにある。精 査器が全体の処理速度を決め、取扱器は、ウェーハーの処理量を最大化するよう にウェーハーの取り付け取り外しを最優先して行う。第２ウェーハー格納カセッ ト２７はロット間の連続操作のための手段である。 ウェーハーは電気的試験が済むと、精査後試験ステーション１９に直接渡され る（図１）。そのウェーハーは、ウェーハー自動取扱器２１が次のウェーハーを 精査工程に渡して予方向付けし、精査前検査ステーションの後続のウェーハーを 検査する間、真空によってそこに保持される。基本的な精査後検査ステーション の構成の概要を図５に示す。 精査後検査ステーションの実施例の一つを図５に示す。詳細に述べたように、 ウェーハー取扱器７２はウェーハー２３を大きな真空チャック７３に送り届ける 準備ができている。ウェーハーは済んだばかりの電気的試験に基づいて予整列さ れるか、或いはランダムに方向付けされることになる。ウェーハー取扱器７２は ウェーハー２３を真空チャック７３に移し、専用の制御システムが精査後欠陥検 査を続けて行う。高倍率のための精密な焦点合わせの要件に応える際の安定性を 目的に、、真空チャック７３の直径がウェーハーより幾らか大きくなっていても 、外周辺は黒くなっていて反射せず、それ故ウェーハーを走査すれば図６に示す ようなウェーハーの画像が得られることに留意しておかねばならない。 一連の検査は先ず、総欠陥検査ステーションと同じように、完全に走査するこ とから始まる。精査前ステーションでと同じく、メモリーのアドレス割付はＸ− Ｙ位置付け機構だけに関係するが、この場合は、スキャナーレール７５はＹ方向 ７７に動き、チャックは静止している。Ｘ方向寸法は、スキャナー列の画素エレ メントにより直接与えられる。図６に示す仮想ウェーハー画像は、検査されるチ ップのＸ−Ｙ中心座標を特定しながらの精査から作り出される試験マップと相関 付けられる。この情報から、ＣＣＤカメラ７９の中心がチップの中心画素と一致 するようにＣＣＤカメラ７９の位置を定めるのに連続的に使用される表が作成さ れる。矢印７７で示されるレールの動きは、固定カメラオフセット８０及び物理 的ウェーハーの角度位置を組み込むために再計算される。１回のセットアップ手 続きの間に、ズームレンズを含むカメラの光学系は１つのチップを捕捉するよう に調整され、オフセットはカメラの映像中心がチップの中心とそろうように調整 される。精度要件は、１つの目標とされるチップの画像を個別に捕捉し、チップ の全てを見ることにより定められる。カメラには微細な動きを組み込めるものと 理解されたい。図７Ａは、カメラ７９がスキャナーレール７５によってウェーハ ー２３上に位置決めされたところを示す。図７Ｂでは、カメラで眺めた現下の画 像９５が問題となる精査マーク９７を示している。 単一チップ検査ステーションは完全に自立式で、それ自身のウェーハーマップ を作ることができるか、又はウェーハーを前もって作られたウェーハーマップと 相関付けすることができる。このように、前もってインクが付けられたウェーハ ーは、不良チップであることを表すスキャナー画像からのインクの印とカメラ画 像を使った良品チップからのチップ詳細の両方を検査して、直接処理できる。 精査後検査システム又は単一チップ検査システムのもう一つの実施例を図８Ａ に詳細に示す。この場合、カメラ７９は特別な挿入環９９によって精査中心に固 定され、ウェーハー２３が精査器台によって位置決めされる。ここでは、精査器 制御が、図８Ｂに示すようなチップ画像を製作するために特定のチップをカメラ の下に位置決めするのに関して全ての責任を負っている。この検査処理はメモリ ー内の仮想チップ上で行われる。このように、チップからチップへの割り出し時 間は検査のために利用され、非常に効率的な操作となっている。 精査後の実施例は、４角形の印刷回路板又はフィルムに適した取扱及び保持装 置を替わりに使うことによって、印刷回路板（ＰＣＢ）の検査に使うこともでき る。直接位置関係と共にメモリー内に走査記憶された画像データ上で粗検査を行 えば、欠陥の可能性のあるものを抽出できる。これらは、スキャナーの解像度レ ベルで、傷がないか又は損傷欠陥があるかを解明できることがしばしばある。は っきりしない場合、カメラが自動的に移動して判断に必要な詳細情報を得る。 精査後検査は通常、全てのウェーハー、但し少なくとも最初は限られた数だけ のチップを検査するように計画される。最初に試験されたチップが不合格である 場合は、１００％検査を行うのが望ましい。良品チップであることが電気的にだ け検査されるばあい、主要な規準は、アッセンブリーの間に不合格になるか、も っと深刻な場合、チップパッケージがフィールドに搭載された後に不合格になる 恐れのある欠陥をつきとめることである。 規則は経験に基づく人の観察と判断に従って設定される。総欠陥検査の結果は 詳細な検査のためのサンプル選定に論理的に影響を及ぼすことができる。図７Ｂ は批判的に配置された精査マーク９７を示しており、ここでは「ガラス固化」に 損傷があるかもしれない。単一型検査の主要な性能利点はＭＡＭＭＥＸ規準を使 った自動モードでの明確且つ曖昧でないクラス分けである。 精査後検査ステーションにおいて、ウェーハー２３は、画像走査の間に最適焦 点距離に到達するための小幅な修正のチャックの動きは別として、チャック７３ 上に置かれた後は概ね静止している。一方スキャナーレール７５は水平にＹ方向 ７７に動き、取り付けられたカメラ７９をＸ方向８１に位置決めすることができ る。位置精度に関しては、ウェーハーマップからどれであれ個々のチップを突き とめるだけで十分である。組み合わせた効果は、ウェーハー全体の画像内を走査 し、カメラを１つの特定されたチップ上に位置決めできる能力である。単一チッ プ検査ステーションは、ウェーハー画像を検査工程のために「良」及び「不良」 チップを抜き出すための直接的マップとして使って、先にインクが付けられたウ ェーハーを同様に良好に処理することができる。 精査後検査の後、ウェーハーには光学的に印を付けるか、マップを更新するこ とができ、それから元のウェーハー格納カセットに戻される。 本発明の他の実施例は、別の自立式光学検査システムとして走行型ローダー検 査ユニット１３を含んでいる。取扱器２１はこの場合、ウェーハーを検査ユニッ トと格納器の間でだけ動かす。このようなシステムを作ればクラス１のクリーン ルーム操作の資格を取ることができる。精査カード環アッセンブリー２９，３１ に代えて精査後検査ユニット１９を搭載することもできる。その場合には、精査 器は、正規の精査と交互に取って替わることのできる専用の光学検査ステーショ ンになる。 図４に示すように、画像データをディスプレイ表示すれば、ウェーハーＩＤ８ ３，チップ座標照合１０１，１０３，１０５、特別チップ１０７，１０９、処理 欠陥８９，９１を読み取れるだけ十分に詳細な映像が得られる。チップサイズ を含む全ての情報は全体調査から見つけだすことができるが、各ウェーハー形式 から利用できる標準データを導入することにより処理を簡素化することができる 。通常これはウェーハーサイズ、チップサイズ、フラットの方位、ウェーハーＩ Ｄの位置、形式を含んでいる。検査工程を簡素化するには、典型的標準チップ９ ３の画像を含むのが普通である。この種の「トレーニング」は通常、この形式の ウェーハーが最初に現れたときに１回だけ実施される。次にこのデータは、ウェ ーハー形式名で識別される、検索可能「セットアップデータ」の一部として記憶 される。 図４に示すチップ９３のような標準チップをモデルとして使って、メモリー内 のウェーハー画像が分析され、各チップを識別しクラス分けする。確立された規 準によって違うが、座標照合チップ１０１が確立され、隣接するチップが記録さ れる。図４では、チップ１０３は境目にあり、チップ１０５は部分的なものであ る。この例では、チップは画像の完全性を基にした２進数を与えられる。次に、 正確なチップ画像が、後で参照するために個別のメモリー位置に記憶される。 １０７及び１０９の様な特別のチップは画像と共に記憶され、８９及び９１の ようなパターン欠陥は、チップが試験に値するか否かを規定しながら欠陥と記入 される。各欠陥は分析され、人間の検査法に基づく規準によって数値が引き下げ られる。ウェーハーＩＤ８３によって適正に識別されて、結果として得られた座 標チップログは実際の画像に基づく最も効率的なウェーハーマップである。これ は良品の可能性のある試験に値するチップを最大化し総試験時間を最小化する。 作成されたウェーハーマップは実際の画像に基づいているので、チップが切り分 けられた後でも使用でき、それ故、ピックアンドプレイス操作にも適用できる。 分析手法は、単一チップ画像が吟味される際にも同様である。各欠陥は正規の パターンから抽出され、工業仕様（使用者修正可能）及び熟練した検査員の手法 に基づいた数理分析に掛けられる。抽出が適切に行われ、信頼性の高いクラス分 けが行われるように、ＭＡＭＭＥＸ手法が採用されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電子回路装置の製造欠陥を精査する方法において、（ａ）電子回路装置の製 造欠陥に関する精査に用いられる直感的規準を特別な数理規準に変換する段階 と、（ｂ）前記規準によってコンピューターをプログラムする段階と、（ｃ） 前記装置の画像を走査して採り、物理的な装置を扱うよりむしろその仮想画像 を操作することにより電子回路装置を明確に規定しながら前記プログラムされ たコンピューター内で情報を取得する段階と、（ｄ）前記コンピューターを使 用して精査される前記電子回路装置の領域を特定するために、前記プログラム により定義された前記特別な数理規準を、製造欠陥を定義する前記情報に適用 する段階とから成ることを特徴とする方法。 ２．前記特別な数理規準が、前記電子回路装置の前記領域を更に使用して電子回 路装置製品に組み込むために必要とされる標準を越える欠陥特性を含む製造欠 陥を有する前記電子回路装置の区分された領域に適用されることを特徴とする 、上記請求項１に記載の方法。 ３．個々の電子回路装置が処理工程を通して信頼性高く再識別できるようにする 画像制御された座標照合システムを導入する段階を更に含むことを特徴とする 上記請求項１に記載の方法。 ４．前記電子回路装置が半導体ウェーハーであり、ウェーハーを物理的に扱う必 要無しに、走査されたウェーハー画像から自動的にウェーハーマップを作成し 、前記マップを、詳細なチップ検査のための高解像度映像を得る目的で前記ウ ェーハーに隣接するＣＣＤカメラの位置決めをするために用いる段階を更に含 むことを特徴とする、上記請求項１に記載の方法。 ５．前記電子回路装置が半導体ウェーハーであり、ダイパターンに従ってウェー ハーを整列させる段階を更に含むことを特徴とする、上記請求項１に記載の方 法。 ６．半導体ウェーハーの製造欠陥を精査する方法において、（ａ）画像のディジ タル表現を生成する段階を含む、前記半導体ウェーハーを光電子手段で定義す る画像から情報を取得する段階と、（ｂ）製造欠陥を含んだ前記情報によって 前記半導体ウェーハーの領域を特定するために、予め選択された規準を前記情 報に適用することによって前記情報を分析する段階とから成り、前記分析する 段階が、前記半導体ウェーハー内の製造欠陥を定義する前記表現におけるディ ジタル情報を検出することを含み、前記表現におけるディジタル情報を検出し て前記欠陥を定義する、ことを特徴とする方法。 ７．ダイパターンに従ってウェーハーを整列させる手段と、各ウェーハーに対し て個別のマップを製作する手段と、直接画像分析によりチップを試験に値する 部類と試験に値しない部類に選別する手段と、試験に値するとして選別された チップだけを更に試験するために選択する手段とから成る、半導体ウェーハー 上のチップのための総欠陥光学検査ユニット。