JP2002082063A - ウエハの表面検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不良とすべきキズやヨゴレを確実に検出する
ことができるウエハ表面検査装置及び方法を提供する。 【解決手段】 シリコンウエハ表面の微細な点欠陥（Ｌ
ＰＤ）の２次元分布情報３０からその偏在するＬＰＤの
集合体をキズやヨゴレとして検出するような手段２１を
備えることにより、パーティクルカウンタ１１から得ら
れるＬＰＤマップに基づいてキズやヨゴレを検査するこ
とができ、検査効率の向上をもたらすことが可能とな
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、シリコンウエハ表
面のキズ、ヨゴレの有無を検査する装置において、キ
ズ、ヨゴレ等の欠陥の抽出、及びその種類分けができる
装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコンウエハの製造工程においては、
ＣＺ（チョクラルスキー）法等で引き上げられたシリコ
ンインゴットから切り出されたシリコンウエハに対し
て、細かい粒径の研磨剤を含んだ研磨液を使用したラッ
ピング処理を施すことによりその表面を鏡面状態に仕上
げている。

【０００３】そしてこのように表面仕上げされたシリコ
ンウエハは、洗浄工程を経た後、作業者の目視による表
面検査を受け、キズやヨゴレが認められないと判断され
たものだけが良品として出荷されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで人間の目視に
よる表面検査はその方法や判断基準が標準化されておら
ず、顧客の満足度を向上させる点において不十分であっ
た。

【０００５】本発明は、以上のような課題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、不良とすべきキズやヨゴ
レを確実に検出することができるウエハ表面検査装置及
び方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するために、本発明に係る表面検査装置は、シリコンウ
エハ表面の微細な点欠陥（ＬＰＤ）の分布情報から、そ
の偏在するＬＰＤの集合体をキズやヨゴレとして検出す
るもので、不良とすべきこれら欠陥を確実に検出するよ
うな手段を備えた表面検査装置及び方法であることを特
徴とする。

【０００７】より具体的には、本発明においては以下の
ような表面検査装置及び表面検査方法を提供する。

【０００８】（１） パーティクルカウンタから供給さ
れるウエハ表面の２次元欠陥分布情報（ＬＰＤマップ）
に基づいて当該ウエハ表面のキズの検出を行うウエハ表
面検査装置であって、前記パーティクルカウンタから供
給される前記ＬＰＤマップを取り込む入力手段と、各ウ
エハ毎の前記ＬＰＤマップを複数のウエハについて蓄積
し得る記憶手段と、この記憶手段に蓄積されているＬＰ
Ｄマップの中で、ＬＰＤの偏在を検出することによっ
て、ウエハ表面のキズの検出を行う情報処理手段と、を
備えることを特徴とするウエハ表面検査装置。

【０００９】「パーティクルカウンタ」とは、ウエハ表
面にレーザ光を照射した際にウエハ表面から得られる散
乱光を検出するものであり、市販のものを用いることが
可能である。この検査装置は、各散乱点（ＬＰＤ：Ligh
t Point Defect）を個々の欠陥として良否を判定するこ
とが主機能であり、ＬＰＤの２次元的な集まり状態から
これを線状のキズやヨゴレとして認識することや、当該
キズやヨゴレが不良とすべきものであるか否かを判定す
るといった人間が行う検査と同様の検査を行うことは困
難であった。このため作業者がこのマップを見てキズの
検出や不良の判定等を行う必要があり、人手によらず検
査を行うことを実現するという点において未だ不十分で
あった。すなわち、現状検査装置ではＬＰＤマップか
ら、ＬＰＤの集合体からなるキズやヨゴレをそれとして
自動認識することはできなかったが、本発明に係る検査
装置を取り付けることによって、それが可能になる。

【００１０】「ウエハ表面のＬＰＤの集合体（キズ）」
は、連続していることもあり、不連続なこともある。ま
た、その並びは、直線であっても曲線であっても良い。
「キズ」とは、ウエハ表面の欠陥の集合体またはウエハ
表面の擦りキズ等、種々の形態のものを意味する。ま
た、「複数のウエハについて蓄積し得る記憶手段」と
は、複数のウエハまたは単数のウエハについて蓄積が可
能であることを意味する。

【００１１】（２） 前記情報処理手段は、前記部分領
域ＬＰＤマップごとに２次元ハフ変換処理により前記キ
ズを検出することを特徴とする（１）記載のウエハ表面
検査装置。

【００１２】（３） 前記情報処理手段は、前記ＬＰＤ
マップを空間フィルタによって平滑化した結果を所定の
閾値で２値化することにより前記ＬＰＤの集合体をその
周囲と区別して検出することを特徴とする（１）記載の
ウエハ表面検査装置。

【００１３】（４） パーティクルカウンタから供給さ
れるウエハ表面の２次元欠陥分布情報（ＬＰＤマップ）
に基づいて当該ウエハ表面のキズの検出を行うウエハ表
面検査方法であって、ウエハ表面から抽出されたＬＰＤ
マップの中で、ＬＰＤの偏在を検出することによって、
ウエハ表面のＬＰＤの集合体からなる欠陥の検出を行う
ステップを備えることを特徴とするウエハ表面検査方
法。

【００１４】（５） 前記欠陥の検出を行うステップで
は、前記ＬＰＤマップの部分領域ごとに２次元ハフ変換
処理によって、線状に偏在したＬＰＤの集合を検出する
ことで前記欠陥（キズ欠陥）を検出することを特徴とす
る（４）記載のウエハ表面検査方法。

【００１５】（６） 前記ＬＰＤマップの少なくとも一
部分に対して空間フィルタによって平滑化した結果を所
定の閾値で２値化することにより、前記ＬＰＤの不定形
な集合体をその周囲と区別し欠陥（ヨゴレ欠陥）として
検出するステップをさらに備えることを特徴とする
（４）記載のウエハ表面検査方法。

【００１６】（７） ウエハ表面から抽出された２次元
欠陥分布情報（ＬＰＤマップ）について、当該ＬＰＤマ
ップの中で、ＬＰＤの偏在を検出することによって、ウ
エハ表面のＬＰＤの集合体からなる欠陥の検出を行う検
出工程を含むプログラムを格納したコンピュータ読み取
り可能な記憶媒体。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る表面検査装置
及び検査方法について図面を参照しながら説明する。

【００１８】[装置の構成]図１は、本発明に係るシリコ
ンウエハの表面検査システム１０の全体構成を示す略線
図である。この図１に示されるように、表面検査システ
ム１０は、シリコンウエハの表面から微細な欠陥を抽出
するためのレーザ散乱検出機１１と当該レーザ散乱検出
機１１を制御するための制御用コンピュータ１２とから
なる抽出部１３を複数有し、これらの抽出部１３からネ
ットワーク１５を介して抽出結果（ＬＰＤマップ）を集
めキズやヨゴレの状態を判定する判定用コンピュータ２
１を有する。

【００１９】抽出部１３の各レーザ散乱検出機１１は、
シリコンウエハの表面にレーザ光を照射し、欠陥がある
場合に生じる散乱光を検出する。そしてレーザ散乱検出
機１１は検出された各散乱点を個々の欠陥としたマップ
（ＬＰＤマップ：Light Point Defectマップ）を予め決
められたウエハ上の座標系での座標値とその散乱光の強
度の集合として生成することにより、シリコンウエハ表
面の微細な欠陥を抽出するようになされている。

【００２０】このようにして抽出されたシリコンウエハ
表面の個々の散乱点（欠陥）の情報（ＬＰＤマップ）
は、各レーザ散乱検出機１１に設けられているハードデ
ィスク（図示せず）に、あるいはネットワーク１５を介
して直接判定用コンピュータ２１のハードディスクに、
ウエハＩＤ、スロット番号等に対応付けられて記憶され
る。

【００２１】判定用コンピュータ２１は、各制御用コン
ピュータ１２から判定しようとするシリコンウエハのウ
エハＩＤやスロット番号並びに当該ウエハＩＤやスロッ
ト番号に対応付けられた散乱点情報（ＬＰＤマップ）を
イーサネット（登録商標）で構築されたＬＡＮ（Local
Area Network）（ネットワーク１５）を介して対応する
レーザ散乱検出機１１から取得する。

【００２２】因みに複数の制御用コンピュータ１２やレ
ーザ散乱検出機１１は、互いに異なるデータフォーマッ
トでＬＰＤマップを管理している場合であっても、これ
らの情報を取得した判定用コンピュータ２１はこれらの
情報を共通のデータフォーマットに変換して取り扱うよ
うになされている。

【００２３】ここで図２は判定用コンピュータ２１の構
成を示すブロック図であり、バス４１を介してＣＰＵ
（Central Processing Unit）４２、ＲＯＭ（Read Only
Memory）４４、ＲＡＭ（Random Access Memory）４
５、ハードディスクドライブ装置４８、表示処理部４
６、インターフェイス４３及び４９が接続されている。

【００２４】ＣＰＵ４２はＲＯＭ４４に格納されている
プログラムまたは他の記憶媒体から読み出されたプログ
ラムに従って動作し、レーザ散乱検出機１１及び制御用
コンピュータ１２から供給された各シリコンウエハの散
乱点情報（ＬＰＤマップ）をインターフェイス４３を介
して受け取り、これをハードディスクドライブ装置４８
のハードディスクに格納する。

【００２５】ＣＰＵ４２はハードディスクに格納された
ＬＰＤマップの所定部分を必要に応じてＲＡＭ４５に書
き込んで、後述するキズやヨゴレの抽出処理や良否の判
定処理を行う。当該処理結果は、表示処理部４６におい
てグラフィックス処理が施された後ＣＲＴ（Cathode Ra
y Tube）等でなるモニタ４７において可視表示されると
ともに、必要に応じてＵＳＢ端子等のインターフェイス
４９を介してプリンタに供給され、印刷される。

【００２６】ここで図３は、レーザ散乱検出機１１から
判定用コンピュータ２１に供給されたＬＰＤマップ３０
を画面情報に変換して表示した表示例であり、判定用コ
ンピュータ２１は、シリコンウエハの表面において生じ
た複数の散乱点３１のうち、その集合状態（特徴量）に
応じて不良となり得るキズやヨゴレを検出するようにな
されている。例えば図３に示す複数の散乱点（ＬＰＤ）
３１のうち、線状に接近した一連の散乱点の集合領域３
２はキズとして検出されるとともに、密度が高くなって
いる散乱点の不定形な集合領域３３はヨゴレとして検出
される。

【００２７】すなわち判定用コンピュータ２１は図４に
示す検査処理手順に従って、シリコンウエハ表面の散乱
点３１の偏在、集合体の発生状態から線状のキズ及び不
定形のヨゴレを検出し、当該検出結果として得られる散
乱点３１の偏在、集合体の発生状態（特徴量）に基づい
て、さらにそのキズやヨゴレを不良とすべきであるか否
かを判断するようになされており、判定用コンピュータ
２１は先ずレーザ散乱検出機１１からＬＰＤマップデー
タを取得すると、ステップA１１から当該検査処理手順
に入り、ステップＡ１２において区間分析方法及びピラ
ミッド処理によってＬＰＤマップからシリコンウエハ表
面の散乱点３１の線状の集合領域３２を検出するととも
に、これをキズとして認識する。

【００２８】そしてステップＡ１２におけるキズの検出
処理が完了すると、判定用コンピュータ２１は続くステ
ップＡ１３に移って、ＬＰＤマップから散乱点の不定形
な集合である偏在、すなわちシリコンウエハ表面のヨゴ
レを検出する。

【００２９】キズ及びヨゴレが検出されると、判定用コ
ンピュータ２１はステップＡ１４に移って、当該検出さ
れたキズ及びヨゴレの種類をその特徴量に基づいて分類
するとともに、当該分類された結果に基づく判定基準を
用いてこのときの検査対象であるシリコンウエハを不良
とすべきであるか否かを判定する。当該判定結果は、ス
テップＡ１５においてプリンタ等に出力された後、ステ
ップＡ１６において当該検査処理手順が完了する。

【００３０】ここで、上述のステップＡ１２におけるキ
ズの検出処理の詳細を説明する。図５はＬＰＤマップ３
０から不良となり得る散乱点３１の偏在、集合領域を検
出する際のピラミッド処理の説明に供する略線図を示
し、判定用コンピュータ２１は、ＲＡＭ４５に書き込ま
れたＬＰＤマップ３０に対して、図５（Ａ）に示すよう
な３段階の分解能（ａ：200×200[Dots]、ｂ：400×400
[Dots]、ｃ：1000×1000[Dots]）を用いながら、各分解
能において後述する回転プロジェクション法を用いた区
間分析処理によって散乱点の線状の集合領域を抽出す
る。

【００３１】すなわち判定用コンピュータ２１は、先ず
図５（Ｂ）に示すようにＬＰＤマップ３０を低分解能
（ａ：200×200[Dots]）で画像解析し、散乱点３１の偏
在３３や線状の集合領域３４を抽出する。この場合、低
分解能で抽出可能な散乱点の線状の集合領域３４はこの
分解能のまま後述する回転プロジェクション法により検
出される。

【００３２】低分解能での検出処理が完了すると、判定
用コンピュータ２１は図５（Ｃ）に示すようにやや高い
中分解能（ｂ：400×400[Dots]）で画像分析し、散乱点
３１の偏在３３や線状の集合領域を抽出する。この場
合、この分解能で抽出可能な散乱点の線状の集合領域は
この分解能のまま後述する回転プロジェクション法によ
りキズとして検出される。因みに図５（Ｃ）に示すＬＰ
Ｄマップ３０の場合は、散乱点の偏在３３は認められる
ものの線状の集合領域は認められない。このような場合
は、偏在３３の中に更に高い分解能で抽出可能な散乱点
の線状の集合領域が存在する可能性があり、判定用コン
ピュータ２１は図５（Ｄ）に示すように、さらに高い高
分解能（ｃ：1000×1000[Dots]）でＬＰＤマップ３０を
画像分析し、偏在３３や線状の集合領域を抽出する。

【００３３】図５（Ｄ）に示す高分解能でのＬＰＤマッ
プ３０においては、低い分解能では散乱点３１の高密度
領域である偏在３３の中に隠れていた線状の集合領域３
３Ａが認められることとなり、判定用コンピュータ２１
はこの分解能において後述する回転プロジェクション法
により始めて当該集合領域３３Ａを検出することができ
ることとなる。

【００３４】次に各分解能で判定用コンピュータ２１に
よって実行される回転プロジェクション法を用いた区間
分析法による散乱点の線状の集合領域を検出する方法に
ついて説明する。図６は線状の不良キズとなり得る散乱
点の線状集合領域の検出方法の原理を示す略線図であ
り、シリコンウエハ表面の散乱点３１に基づいて作成さ
れたＬＰＤマップ３０の所定領域ＡＲ１０からセグメン
トＳＥＧ１０を切り出し、このセグメントＳＥＧ１０を
回転させる。因みにセグメントＳＥＧ１０を回転させる
方法としては、ＲＡＭ４５（図２）において抽出された
領域ＡＲ１０の画像データについて、その画像データの
読み出しアドレスを回転角度に応じて変更して読み出す
等の方法を用いる。

【００３５】そしてそのときのセグメントＳＥＧ１０の
縦軸（Ｙ軸）への各散乱点３１の投影結果をＹ軸プロジ
ェクション曲線ＹＰとし、またそのときのセグメントＳ
ＥＧ１０の横軸（Ｘ軸）への各散乱点３１の投影結果を
Ｘ軸プロジェクション曲線ＸＰとする。

【００３６】これらのＸ軸プロジェクション曲線ＸＰ及
びＹ軸プロジェクション曲線ＹＰは、それぞれの軸（Ｘ
軸またはＹ軸）への散乱点の投影量（散乱点の数）が多
いほど大きな値となることから、例えば図６において５
０°の回転角度におけるセグメントＳＥＧ１０では、そ
の内部に存在する散乱点のうちの連続的な集合領域３２
の長手方向と、セグメントＳＥＧ１０のＸ軸とのなす角
度が略直角となる状態でＸ軸プロジェクション曲線ＸＰ
の値は部分的に高くなることとなる。

【００３７】従って、Ｘ軸プロジェクション曲線ＸＰ及
びＹ軸プロジェクション曲線ＹＰが部分的に急峻な立ち
上がりを示す状態が検出されたとき、連続的な散乱点の
集合領域３２が存在することが分かる。このことは、散
乱点の集合領域３２が連続していなくても検出されるこ
とであり、セグメントＳＥＧ１０内において少なくとも
一定方向に規則性を以って散乱点が並んでいる状態を検
出することができる。因みに、図６においては回転角度
が０°、１０°及び５０°の状態を示しているが、本実
施の形態における回転プロジェクション法を用いた散乱
点の集合領域３２の検出方法では、回転プロジェクショ
ンの方向が決まっているわけではなく、連続的に回転さ
せた際のＸ軸プロジェクション曲線ＸＰ及びＹ軸プロジ
ェクション曲線ＹＰの立ち上がりの状態を監視すること
によって散乱点の集合領域３２をその方向によらず検出
することができる。

【００３８】ここで、図６について上述したプロジェク
ション曲線による散乱点の連続的な線状の集合領域３２
の検出方法は、その検出原理を示すものであるが、実際
には図７に示すように、Ｘ軸プロジェクション曲線ＸＰ
及びＹ軸プロジェクション曲線ＹＰについて、それぞれ
回転角度に対応させてヒストグラムを並べ、そのピーク
ＰＥＡＫを探すことで散乱点の線状の集合領域３２を判
定することができる。この判定方法は、いわゆる２次元
ハフ変換による直線の検出方法を用いるものである。

【００３９】かくして判定用コンピュータ２１は、図５
について上述した各分解能ごとに図６及び図７について
上述した回転プロジェクション法により、不良となる可
能性がある散乱点の線状の集合領域をシリコンウエハの
全ての領域において検出する。判定用コンピュータ２１
は、回転プロジェクション法によって位置（セグメント
ＳＥＧ１０）が特定された散乱点の線状の集合領域につ
いて、その輝度や色に基づく画像処理によって線状のキ
ズとして認識する。

【００４０】ここで、このようにして認識された線状の
キズとして、例えば図６に示すように３つのブロック３
２ａ、３２ｂ及び３２ｃがＣＰＵ４２によって認識され
た場合、これら３つのブロック３２ａ、３２ｂ及び３２
ｃを１本のキズとすべきであるか、または複数本（２本
または３本のキズ）であるかを判断する必要がある。従
って判定用コンピュータ２１は上述のステップＡ１２
（図４）において、断続して認識された線状のキズを一
定の条件の下に接続する処理を実行する。

【００４１】すなわち図８に示すように、線状のキズと
して認識された第１のブロック３２ａと第２のブロック
３２ｂとについて１本のキズとして見るか否かを判断す
る方法として、判定用コンピュータ２１は、２本のキズ
のブロック３２ａ及び３２ｂの基準方向に対する角度θ
１及びθ２と、各ブロック３２ａ及び３２ｂの中点M１
及びM2を結んだ直線L１の前記基準方向に対する角度θ
３とを用いて、角度類似度Zを次式によって求める。

【００４２】

【数１】

【００４３】この式は各角度の差の内積を求めるもので
あり、角度類似度Ｚが１に近づくほど２本のブロック３
２ａ及び３２ｂの連結度、すなわち接続すべき度合いが
高くなる。

【００４４】これは２本のブロック３２ａ及び３２ｂの
角度θ１及びθ２が近似しており、しかも２本のブロッ
ク３２ａ及び３２ｂが直角方向に離れていないこと（角
度θ３が小さいこと）を条件としてこれら２本のブロッ
ク３２ａ及び３２ｂを連結すべきであると判断すること
を意味している。但し、この式において連結度が高いと
判断された場合であっても、２本のブロック３２ａ及び
３２ｂの間隔が大きい場合にはこれらを連結すべきでは
なく、判定用コンピュータ２１は図９に示す方法によっ
て２本のブロック３２ａ及び３２ｂを連結すべきである
か否かを判断する。

【００４５】すなわち図９において、判定用コンピュー
タ２１は２本のブロック３２ａ及び３２ｂの共通の近似
直線Ｌ２を引き、２本のブロック３２ａ及び３２ｂの近
似直線Ｌ２の方向の間隔Ｌ３が予め設定されている所定
値よりも小さい場合、２本のブロック３２ａ及び３２ｂ
を連結すべきものと判断する。

【００４６】このように２本のブロック３２ａ及び３２
ｂの近似直線Ｌ２の方向の間隔Ｌ３に基づいて連結の必
要性を判断することにより、ブロック３２ａ及び３２ｂ
の最も近い２点間の距離Ｌ４に基づいて判断する場合に
比べて、連結すべき近接した２本のブロック３２ａ及び
３２ｂを確実に連結することができる。

【００４７】次に図４に示したシリコンウエハ表面の散
乱点３１の偏在（ヨゴレ）の検出処理ステップＡ１３に
おける詳細な処理手順を説明する。図１０はシリコンウ
エハの表面の散乱点３１の検出状態を示すＬＰＤマップ
３０を示し、散乱点３１の偏在領域３５ａ、３６ａ、３
７ａが存在している状態を示す。この状態においては、
ＬＰＤマップ３０の散乱点３１は図１１（Ａ）に示すよ
うなドットとして表されている。このようなＬＰＤマッ
プ３０の各ドットに対して、判定用コンピュータ２１は
例えば２５６階調のビットマップへの変換処理を施すこ
とにより、図１１（Ｂ）に示すようなビットマップデー
タＢＭを得る。

【００４８】判定用コンピュータ２１はビットマップデ
ータＢＭに対して空間フィルタを用いた平滑化処理を施
すことにより、図１１（Ｃ）に示すようにビットマップ
データＢＭを平滑化してなる平滑化曲線Ｓ１を得る。か
かる平滑化曲線Ｓ１を画像として表すと、図１０（Ｂ）
に示すように、散乱点３１の偏在領域３５ａ、３６ａ、
３７ａのみがその周囲がぼやけた状態で表される。この
表示状態では、平滑化処理の結果として、各ドットのう
ち他のドットから離れたものほど薄く表されることとな
る。

【００４９】そして判定用コンピュータ２１は図１１
（Ｃ）に示すように、かかる平滑化曲線Ｓ１を予め設定
されている閾値ＳＨで２値化することにより、２値化領
域データＤ３５Ｃを得る。この２値化領域データＤ３５
Ｃによって図１０（Ｃ）に示すような周囲とは明確に輝
度が異なる偏在領域３５ｃ、３６ｃ、３７ｃを得る。こ
のように散乱点３１の偏在の領域について閾値ＳＨを設
けて抽出することにより、周囲に比べて僅かに散乱点の
密集度が高い領域であっても、閾値ＳＨの選択によって
当該偏在領域を確実に抽出することができる。

【００５０】またこのように２値化データＤ３５Ｃを得
る際の閾値ＳＨを適宜変更することにより、シリコンウ
エハ表面の散乱点３１の検出状態（散乱点３１の全体的
な密度）に応じた偏在領域の検出を行うことができる。
例えば散乱点３１が全体的に多く検出された場合には閾
値ＳＨの設定レベルを高くすることにより、特に検出密
度の高い領域を偏在領域として、散乱点３１が平均的に
存在する他の領域と区別して検出することが可能とな
る。そして判定用コンピュータ２１はこのようにして検
出された不定形の偏在領域をヨゴレとして認識する。

【００５１】以上のようにシリコンウエハ表面のキズや
ヨゴレが検出されると、判定用コンピュータ２１はこれ
らの検出されたキズやヨゴレが不良とすべきものである
か否かを、図４に示した処理ステップＡ１４において判
断する。

【００５２】すなわち、判定用コンピュータ２１は図４
のステップＡ１２において抽出された線状のキズについ
て、その長さと検出強度とに基づいて不良であるか否か
を判定するようになされている。この場合、キズの長さ
は図８及び図９について上述した方法により１本と認識
されたキズの長さを意味し、また、キズの検出強度とは
図６及び図７について上述した回転プロジェクション法
におけるプロジェクション曲線ＸＰ、ＹＰ（ヒストグラ
ム）のピーク値ＰＥＡＫ（キズの濃さに相当）を意味す
る。

【００５３】また判定用コンピュータ２１は図４のステ
ップＡ１３において抽出された偏在（ヨゴレ）につい
て、その外接四角形を求め、当該外接四角形の面積、縦
方向の長さ、横方法の長さ、対角線の長さ、密度及び面
積-密度判定曲線に基づいて不良であるか否かを判定す
るようになされている。すなわち図１２に示すように、
上述のステップＡ１３において抽出された偏在（ヨゴ
レ）領域３５ｃについて、判定用コンピュータ２１はそ
の外接四角形３５ｄを求め、当該外接四角形３５ｄの縦
方向の長さＨ、横方向の長さＷ及び対角線の長さＤ及び
面積を測り、さらに当該偏在（ヨゴレ）領域３５ｃにお
ける各散乱点３１の積分値に基づいて密度を求める。

【００５４】そして判定用コンピュータ２１は外接四角
形３５ｄの面積及び密度に基づいて、（密度−漸近密
度）＞係数α／（面積−漸近面積）によって表される面
積-密度判定式を満たす場合に不良と判定する。これは
図１３に示すような面積-密度判定曲線Ｓ３５よりも密
度及びまたは面積の値が大きい場合に不良と判定するこ
とを意味している。すなわち、人がヨゴレていると判定
する条件として、面積と密度とが反比例の関係にあるこ
とに着目し、このことを条件式として表したものが上述
の面積-密度判定式となる。この条件式を用いることに
より、従来、人が主観で判断していたヨゴレによる不良
の判定を同一条件で行うことが可能となる。

【００５５】判定用コンピュータ２１は係るキズ及びヨ
ゴレに基づく不良の基本的判定方法に加えて、キズ及び
ヨゴレの種類をその散乱点の集合領域、偏在領域の特徴
量に応じて分類し、当該分類結果に応じて不良判定の基
準設定を行うようになされている。すなわち図１４に示
すように、シリコンウエハの表面に形成されているキズ
には、例えばラッピング処理において発生する円弧状の
規則正しい配列のキズ（以下これを第１のキズと呼ぶ）
３９や、電気的耐圧性（ＧＯＰ）の劣化を伴うポックマ
ークと呼ばれる欠陥の集合体からなる不規則な配列のキ
ズ（以下これを第２のキズと呼ぶ）４０があり、第１の
キズ３９よりも第２のキズ４０の方を重度の欠陥と判断
する必要がある。

【００５６】従って判定用コンピュータ２１は図４に示
した判定処理ステップＡ１４において、キズの種類を散
乱点の集合状態（特徴量）に応じて判断するとともに、
当該キズの種類に応じて判定基準を変えるようになされ
ている。例えば、特徴量である散乱点の配列が比較的不
規則な第２のキズに対しては、特徴量である散乱点の配
列が規則的な第１のキズの場合に比べてその判定基準と
する長さを短くすることにより、第１のキズでは不良と
はならない長さであっても第２のキズでは不良となるよ
うになされている。

【００５７】また、判定用コンピュータ２１は図４に示
した判定処理ステップＡ１４において、ヨゴレの種類を
図１２について上述した散乱点の集合状態（特徴量）に
応じて判断するとともに、当該ヨゴレの種類に応じて図
１３について上述した判定基準（面積-密度判定曲線Ｓ
３５）を変えるようになされている。

【００５８】因みに、図１５（Ａ）は判定用コンピュー
タ２１によるキズ及びヨゴレの検出方法を示した図であ
り、また図１５（Ｂ）は不良ウエハの判定基準を示した
図である。ここではキズやヨゴレを種類分けするための
特徴量としてその長さ、濃さ、面積、密度を用いたが、
キズの特徴量としては、その長さ、密度、幅、直線度、
円弧度、位置等があり、またヨゴレの特徴量としては、
その面積、濃さ/密度、分布、形状、位置等があり、判
定用コンピュータ２１は必要に応じてこれらの特徴量を
使い分ける。

【００５９】かくして判定用コンピュータ２１によって
シリコンウエハ表面のキズやヨゴレに基づく不良の判定
が行われ、その結果がプリンタ等において出力されるこ
ととなる。

【００６０】[動作]上述のような機能、構成を有する本
発明に係るシリコンウエハの表面検査装置（判定用コン
ピュータ２１）においては、キズ及びヨゴレを散乱点
（ＬＰＤ）３１の集合体、偏在の情報として抽出すると
ともに、これら抽出されたキズやヨゴレの種類・程度を
その特徴量で分類する。キズやヨゴレの種類・程度はそ
の発生原因ごとに異なる場合が多く、発生原因によって
はたとえ小さなキズやヨゴレであっても不良とすべきも
のがある。従って、判定用コンピュータ２１は、分類さ
れたキズやヨゴレ（集合体、偏在）の種類・程度ごとに
異なる不良判定基準を適用して不良判定することによ
り、良品としても良いウエハが不良とされたり、または
不良品とすべきウエハが良品とされるといった不都合が
回避され、正確な判定がなされることとなる。

【００６１】また、判定用コンピュータ２１によって散
乱点３１の集合体や偏在がキズやヨゴレとして認識され
ることにより、作業者がキズやヨゴレを判定する必要が
なくなる。そして、判定用コンピュータ２１の判定結果
はＬＡＮを介してクリーンルーム外のコンピュータ１４
（図１）において確認可能となり、作業者は種々の確認
作業を行う際にクリーンルームに入る必要もなくなり、
作業効率が向上することとなる。

【００６２】[他の実施形態]なお上述の実施形態におい
ては、シリコンウエハ表面のキズを検出する方法とし
て、回転プロジェクション法を用いた区間分析法とピラ
ミッド処理を併用する場合について述べたが、本発明は
これに限らず、いずれか一方を用いるようにしても良
い。

【００６３】また上述の実施形態においては、線状のキ
ズの長さに基づいて不良を判定するとともに、ヨゴレの
面積、密度に基づいて不良を判定する場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、線状のキズについてはそ
の幅（太さ）に基づいて不良を判定するようにしても良
く、さらには、キズやヨゴレの面積、高さ、直線度、円
弧度、位置、その欠陥（キズ、ヨゴレ）を構成している
散乱点３１の数、密度、大きさの分布等の特徴量を不良
判定に用いるようにしても良い。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るシリ
コンウエハの表面検査装置は、不良とすべき長さや大き
さのキズ及びヨゴレを検出することが可能であり、検査
効率の向上をもたらすことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るシリコンウエハの検査システム
の全体構成を示す略線図である。

【図２】 本発明に係る欠陥の判定用コンピュータの構
成を示すブロック図である。

【図３】 ＬＰＤマップの検出例を示す略線図である。

【図４】 本発明に係るシリコンウエハの表面検査処理
手順を示すフローチャートである。

【図５】 本発明に係るキズの検出処理におけるピラミ
ッド処理の説明に供する略線図である。

【図６】 本発明に係るキズの検出処理における回転プ
ロジェクション法の説明に供する略線図である。

【図7】 本発明に係るキズの検出処理における回転プ
ロジェクション法の説明に供する略線図である。

【図８】 本発明に係るキズの再現方法の説明に供する
略線図である。

【図９】 本発明に係るキズの再現方法の説明に供する
略線図である。

【図１０】 本発明に係るヨゴレの再現方法の説明に供
する略線図である。

【図１１】 本発明に係るヨゴレの再現方法の説明に供
する略線図である。

【図１２】 本発明に係るヨゴレの再現方法の説明に供
する略線図である。

【図１３】 本発明に係るヨゴレの再現方法の説明に供
する略線図である。

【図１４】 本発明に係るキズの種類の説明に供する略
線図である。

【図１５】 本発明に係るキズの検出及び不良の判定の
基準を示す略線図である。

【符号の説明】

１０ 表面検査システム １１ レーザ散乱検出機 １２ 制御用コンピュータ １５ ＬＡＮ ２１ 判定用コンピュータ ２５ プリンタ ３０ ＬＰＤマップ ３１ 散乱点 ３２ 線状集合領域 ４１ バス ４２ ＣＰＵ ４３、４９ インターフェイス ４４ ＲＯＭ ４５ ＲＡＭ ４６ 表示処理部 ４７ モニタ ４８ ハードディスク装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松村 幸紀 神奈川県平塚市万田1200番地 株式会社小 松製作所内 (72)発明者 田貫 富和 神奈川県平塚市万田1200番地 株式会社小 松製作所内 Ｆターム(参考） 2F065 AA49 AA54 BB02 BB29 CC19 FF42 FF61 GG04 HH02 JJ00 QQ05 QQ17 QQ23 QQ31 TT03 2G051 AA51 AB01 AB07 AC02 BA10 CA04 CB05 EA11 EA12 EA14 EA16 EB01 EB02 EC01 EC02 ED05 ED08 5B057 AA03 BA02 CA08 CA12 CB08 CB12 CC02 DA03 DA08 DA13 DB02 DB09

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パーティクルカウンタから供給されるウ
   エハ表面の２次元欠陥分布情報（ＬＰＤマップ）に基づ
   いて当該ウエハ表面のキズの検出を行うウエハ表面検査
   装置であって、 前記パーティクルカウンタから供給される前記ＬＰＤマ
   ップを取り込む入力手段と、 各ウエハ毎の前記ＬＰＤマップを複数のウエハについて
   蓄積し得る記憶手段と、 この記憶手段に蓄積されているＬＰＤマップの中で、Ｌ
   ＰＤの偏在を検出することによってウエハ表面のキズの
   検出を行う情報処理手段と、 を備えることを特徴とするウエハ表面検査装置。
2. 【請求項２】 前記情報処理手段は、前記ＬＰＤマップ
   の部分領域ごとに２次元ハフ変換処理によって、線状に
   偏在したＬＰＤの集合を検出することで前記欠陥（キズ
   欠陥）を検出することを特徴とする請求項１記載のウエ
   ハ表面検査装置。
3. 【請求項３】 前記情報処理手段は、さらに、前記ＬＰ
   Ｄマップの少なくとも一部分に対して空間フィルタによ
   って平滑化した結果を所定の閾値で２値化することによ
   り、前記ＬＰＤの不定形な集合体をその周囲と区別し欠
   陥（ヨゴレ欠陥）として検出することを特徴とする請求
   項１記載のウエハ表面検査装置。
4. 【請求項４】 パーティクルカウンタから供給されるウ
   エハ表面の２次元欠陥分布情報（ＬＰＤマップ）に基づ
   いて当該ウエハ表面のキズの検出を行うウエハ表面検査
   方法であって、 ウエハ表面から抽出されたＬＰＤマップの中で、ＬＰＤ
   の偏在を検出することによってウエハ表面のキズの検出
   を行うステップを備えることを特徴とするウエハ表面検
   査方法。
5. 【請求項５】 前記欠陥の検出を行うステップでは、前
   記ＬＰＤマップの部分領域ごとに２次元ハフ変換処理に
   よって、線状に偏在したＬＰＤの集合を検出することで
   前記欠陥（キズ欠陥）を検出することを特徴とする請求
   項４記載のウエハ表面検査方法。
6. 【請求項６】 前記ＬＰＤマップの少なくとも一部分に
   対して空間フィルタによって平滑化した結果を所定の閾
   値で２値化することにより、前記ＬＰＤの不定形な集合
   体をその周囲と区別し欠陥（ヨゴレ欠陥）として検出す
   るステップをさらに備えることを特徴とする請求項４記
   載のウエハ表面検査方法。
7. 【請求項７】 ウエハ表面から抽出された２次元欠陥分
   布情報（ＬＰＤマップ）について、当該ＬＰＤマップの
   中で、ＬＰＤの偏在を検出することによって、ウエハ表
   面のキズの検出を行う検出工程を含むプログラムを格納
   したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。