JP2005209715A - Inspection method, and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検査方法、半導体装置の製造方法に関し、特に半導体基板(ウエハ)、フォトマスク、液晶表示板などの基板上に形成されたパターンの欠陥または基板上に付着した異物を検出する外観検査に適用して有効な技術に関するものである。 The present invention relates to an inspection method and a method for manufacturing a semiconductor device, and in particular, an appearance inspection for detecting a defect of a pattern formed on a substrate such as a semiconductor substrate (wafer), a photomask, a liquid crystal display panel, or a foreign matter attached to the substrate. It is related to technology effective when applied to.
例えば、本発明者が検討した技術として、半導体基板などの外観検査においては、以下の技術が考えられる。 For example, as a technique examined by the present inventor, the following techniques can be considered in the appearance inspection of a semiconductor substrate or the like.
従来の外観検査は、半導体基板上に形成された製品チップ内のすべてについて、同じ検査条件で検査していた。また、特定のパターン群を検査領域とする検査条件の設定や、検査全域に対して割合指定で検査領域を指定する検査方法があった。 In the conventional appearance inspection, all the product chips formed on the semiconductor substrate are inspected under the same inspection conditions. In addition, there are inspection methods for setting an inspection condition in which a specific pattern group is an inspection region and for specifying an inspection region by specifying a ratio with respect to the entire inspection region.
また、パターン密度の異なる領域が混在するチップのパターン欠陥を検出する方法としては、例えば特許文献1に記載された技術がある。
ところで、前記のような外観検査の技術について、本発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。 By the way, as a result of examination of the appearance inspection technique as described above by the present inventors, the following has been clarified.
例えば、上記の検査方法は、製品チップ内すべてのパターン群を同じ検査条件で外観検査を行っている。そのため、あまり製品影響(異物、歩留まり、特性など)のないパターンも、製品影響のあるパターンも、同条件で検査していることになり、検査時間が長くなってしまう。 For example, in the above inspection method, all pattern groups in the product chip are visually inspected under the same inspection conditions. For this reason, a pattern with little product influence (foreign matter, yield, characteristics, etc.) and a pattern with product influence are inspected under the same conditions, and the inspection time becomes longer.
また、検査領域を制限しようとした場合は、チップ単位や全検査領域に対しての割合指定になってしまうため、本来、検査を行いたいチップやパターンが検査できない状況になってしまう場合がある。 In addition, when trying to limit the inspection area, since the ratio is specified for each chip or the entire inspection area, the chip or pattern to be inspected may not be inspected originally. .
そこで、本発明の目的は、基板上のそれぞれのパターン群に対し効率的な検査を実施し、致命性のある欠陥を短時間で検出することができる技術を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a technique capable of efficiently inspecting each pattern group on a substrate and detecting a fatal defect in a short time.
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
すなわち、本発明による検査方法は、半導体基板(ウエハ)、フォトマスク、液晶表示板などの基板上に形成されたパターンの欠陥または基板上に付着した異物を検出する外観検査を行うものであり、パターン密度によってパターン群を認識し、パターン群ごとに検査割合を変えて外観検査を行う。 That is, the inspection method according to the present invention is to perform an appearance inspection to detect a defect of a pattern formed on a substrate such as a semiconductor substrate (wafer), a photomask, a liquid crystal display panel, or a foreign matter attached on the substrate, The pattern group is recognized by the pattern density, and the appearance inspection is performed by changing the inspection ratio for each pattern group.
また、外観検査を行う際、パターン密度の高いパターン群または歩留まり影響のあるパターン群については検査割合を高くし、パターン密度の低いパターン群または歩留まり影響のないパターン群については検査割合を低くする。 Further, when performing an appearance inspection, the inspection ratio is increased for a pattern group having a high pattern density or a pattern group having a yield influence, and the inspection ratio is lowered for a pattern group having a low pattern density or a pattern group having no yield influence.
また、パターン群を認識する際、基板表面に光を照射し基板表面からの反射光のコントラスト差を計測する。又は、基板表面に電子線を照射し得られる2次電子像のコントラスト差を計測する。 Further, when recognizing the pattern group, the substrate surface is irradiated with light, and the contrast difference of the reflected light from the substrate surface is measured. Or the contrast difference of the secondary electron image obtained by irradiating the substrate surface with an electron beam is measured.
また、外観検査を行う際、パターン群ごとに検査感度を変える。 Further, when performing an appearance inspection, the inspection sensitivity is changed for each pattern group.
また、本発明による半導体装置の製造方法は、上記の検査方法を利用するものである。 The semiconductor device manufacturing method according to the present invention utilizes the above-described inspection method.
なお、検査割合とは、検査領域に対して実際に検査を行う面積比率をいい、検査時のスキャン間隔に対応し、検査割合が高い場合はスキャン間隔が狭く、検査割合が低い場合はスキャン間隔が広くなる。検査割合が0%の場合は、対象となる検査領域については、実質的に検査されないことになる。 The inspection ratio refers to the area ratio for actually inspecting the inspection area, corresponding to the scan interval at the time of inspection, when the inspection ratio is high, the scan interval is narrow, and when the inspection ratio is low, the scan interval Becomes wider. When the inspection ratio is 0%, the target inspection area is not substantially inspected.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
(1)それぞれのバターン群に対して効率的な検査を実施し、短時間で致命性のある欠陥を検出することができる。 (1) An efficient inspection can be performed on each pattern group, and a fatal defect can be detected in a short time.
(2)歩留まり影響のある欠陥が効率的に検出できる。そのため、良品歩留まりが向上し、問題の早期発見や改善、対策に対するアクションが早く取れるようになる。 (2) A defect having a yield effect can be detected efficiently. As a result, the yield of non-defective products is improved, so that early detection and improvement of problems and actions for countermeasures can be taken quickly.
(3)短時間で検査が完了するため、サイクルタイムが向上し、より多くの製品を検査することができるようになる。 (3) Since the inspection is completed in a short time, the cycle time is improved and more products can be inspected.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.
図1は本発明の一実施の形態の検査方法および半導体装置の製造方法において、検査対象とされる半導体装置(チップ)の構成を示す図、図2は検査レシピの作成手順を示すフローチャート、図3はパターン群を認識する装置を示す概略構成図、図4はパターン群を認識する際のチップ内パターンスキャン方法を示す図、図5はチップ内におけるパターン群を任意に設定した様子を示す図、図6は図2における検査割合設定の詳細を示すフローチャート、図7は検査手順を示すフローチャートである。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device (chip) to be inspected in an inspection method and a semiconductor device manufacturing method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for creating an inspection recipe. 3 is a schematic configuration diagram illustrating an apparatus for recognizing a pattern group, FIG. 4 is a diagram illustrating an in-chip pattern scanning method when recognizing the pattern group, and FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the pattern group in the chip is arbitrarily set. 6 is a flowchart showing details of the inspection ratio setting in FIG. 2, and FIG. 7 is a flowchart showing the inspection procedure.
本発明の一実施の形態である検査方法は、例えば、半導体基板(ウエハ)上に形成されたパターンの欠陥または半導体基板上に付着した異物を検出する外観検査を行う検査方法であり、半導体装置の製造工程において実施される。また、本実施の形態である半導体装置の製造方法は、当該検査方法を利用するものであり、成膜・レジスト塗布・露光・現像・エッチング・レジスト除去などのパターン形成工程や、検査工程、不純物導入工程、拡散工程などの複数の工程を繰り返すことによって実施される。 An inspection method according to an embodiment of the present invention is an inspection method for performing an appearance inspection to detect, for example, a defect in a pattern formed on a semiconductor substrate (wafer) or a foreign substance attached on the semiconductor substrate. In the manufacturing process. In addition, the semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment uses the inspection method, and includes pattern formation processes such as film formation, resist coating, exposure, development, etching, and resist removal, inspection processes, and impurities. This is performed by repeating a plurality of steps such as an introduction step and a diffusion step.
まず、図1により、本実施の形態において検査対象とされる半導体装置の製品チップ内構成の一例を説明する。本実施の形態の半導体装置は、例えばシステムLSIなどの製品チップ11とされ、パターン密度の低い(パターンが疎である)ダミーパターン群12、パターン密度の高い(パターンが密である)メモリパターン群13,14、パターン密度が中程度の周辺回路パターン群15,16などの数種類のパターン群から構成され、一つの半導体基板(ウエハ)上に複数の製品チップ11が形成されている。
First, referring to FIG. 1, an example of a configuration in a product chip of a semiconductor device to be inspected in the present embodiment will be described. The semiconductor device of the present embodiment is a
次に、図2により、図3〜図5を参照しながら本実施の形態の検査方法および半導体装置の製造方法における検査レシピの作成手順を説明する。レシピは、ウエハ処理の制御を行うために、各処理装置へのプロセスシーケンスおよび制御パラメータに関する装置個別の処理プログラムまたは処理データである。検査レシピは以下の手順で作成される。まず、ステップS21で、検査領域の設定を行う。例えば、チップ全体を検査領域として設定する。 Next, referring to FIG. 3 to FIG. 5, an inspection recipe creation procedure in the inspection method and semiconductor device manufacturing method of the present embodiment will be described with reference to FIG. 3. The recipe is a processing program or processing data for each apparatus related to a process sequence and control parameters for each processing apparatus in order to control wafer processing. The inspection recipe is created by the following procedure. First, in step S21, an inspection area is set. For example, the entire chip is set as the inspection area.
次に、ステップS22で自動/手動を判定し、自動の場合は、ステップS23で光学系によりチップ内パターンをスキャンしパターン群を認識する。手動の場合は、ステップS24で、任意のパターンをパターン群として設定する。 Next, whether automatic / manual is determined in step S22, and in the case of automatic, in-chip patterns are scanned by the optical system in step S23 to recognize a pattern group. In the case of manual operation, an arbitrary pattern is set as a pattern group in step S24.
図3により、パターン群認識装置の構成およびパターン群認識方法を説明する。本実施の形態におけるパターン群認識装置は、(a)光学系によるものについては、図3(a)に示すように、光源31、ハーフミラー32、イメージセンサ33などから構成され、ウエハ34上に形成された製品チップ11内のパターン群を認識する。パターン群認識の方法としては、光源31から発した光35をハーフミラー32で反射させて、製品チップ11の表面に光35を照射し、チップ表面からの反射光36をイメージセンサ33で捕らえ、チップ表面からの反射光36のコントラスト差を検出し領域を判断する。チップ表面のコントラスト検出用に、実検査(外観検査)に使用しない、別の光学系を用いることとする。この光学系は、低倍率、大画素、低倍率で充分であり、図4に矢印で示すように高速でチップ内をスキャンし、チップ表面のコントラスト差を計測する。42はスキャンの進行イメージである。又、(b)電子線によるものについては、図3(b)に示すように、電子銃37、検出器40、映像変換器41、イメージセンサ33などから構成され、ウエハ34上に形成された製品チップ11内のパターン群を認識する。パターン群の認識方法としては、電子銃37から照射した電子38が製品チップ11の表面に当り、そこから得られた2次電子39を検出器40で検出し、映像変換器41により電子像化し、イメージセンサ33でコントラスト差を認識し領域を判定する。パターン認識の高速化及び製品の静電破壊防止とチャージアップの防止のため、電子の印加電圧は低く、1スキャンの走査領域は広くする。パターン群を計測する方法は、図4に示すような自動スキャンによる方法がある。これは、パターン群のパターン面積の疎密を自動計測し認識する方法である。また、図5に示すように、ユーザ側で任意パターン51を手動で設定することもできる。
The configuration of the pattern group recognition apparatus and the pattern group recognition method will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3A, the pattern group recognition apparatus according to the present embodiment is composed of a
上記パターン群の自動認識、手動設定後、それぞれのパターン群に対して検査条件を設定する。検査条件の設定としては、まず、ステップS25で検査感度の設定を行う。このとき、パターン群ごとに検査感度を変えて設定を行ってもよい。そして、ステップS26で、検査割合の設定を行い検査レシピが完成する。 After automatic recognition and manual setting of the pattern groups, inspection conditions are set for each pattern group. As the inspection condition setting, first, in step S25, inspection sensitivity is set. At this time, the inspection sensitivity may be changed for each pattern group. In step S26, the inspection ratio is set and the inspection recipe is completed.
図6により、検査割合設定(ステップS26)の詳細を説明する。まず、ステップS61で、パターン群を認識し、ステップS62で、パターン密度を算出し、ステップS63で、パターン群ごとに検査割合を設定する。検査割合は、パターン密度(%)に対しての自動設定と、手動による任意設定ができるものとする。ステップS64で自動/手動を判定し、自動設定の場合は、ステップS65で、パターン密度に対しパーセント指定を行う。すなわち、パターン密度の高いパターン群については検査割合を高くし、パターン密度の低いパターン群については検査割合を低くする。手動による任意設定の場合は、ステップS66で、パターン群毎に任意でパーセント指定を行う。例えば、歩留まり影響のあるパターン群については検査割合を高くし、歩留まり影響のないパターン群については検査割合を低くする。そして、ステップS67で、検査割合を決定する。 Details of the inspection ratio setting (step S26) will be described with reference to FIG. First, in step S61, a pattern group is recognized, a pattern density is calculated in step S62, and an inspection ratio is set for each pattern group in step S63. The inspection ratio can be automatically set for the pattern density (%) and manually set manually. In step S64, automatic / manual determination is made, and in the case of automatic setting, in step S65, a percentage is designated for the pattern density. That is, the inspection ratio is increased for a pattern group having a high pattern density, and the inspection ratio is decreased for a pattern group having a low pattern density. In the case of manual arbitrary setting, in step S66, a percentage is arbitrarily specified for each pattern group. For example, the inspection ratio is increased for a pattern group having a yield influence, and the inspection ratio is lowered for a pattern group having no yield influence. In step S67, the inspection ratio is determined.
上記の検査レシピ完成後、外観検査を実施する。図7により、外観検査の手順を説明する。図の検査レシピによる検査条件設定後、検査を開始する。検査装置側では、ステップS71で、パターン群別に検査割合を変えて検査を実行する。検査終了後、ステップS72で、検査結果表示を行う。検査結果表示として、総欠陥表示とパターン群別欠陥表示がある。ステップS73で、総欠陥/パターン群別を判定し、総欠陥の場合は総欠陥数を表示し(ステップS74)、パターン群別の場合はパターン群ごとの欠陥数を表示する(ステップS75)。 After the above inspection recipe is completed, an appearance inspection is performed. The procedure of appearance inspection will be described with reference to FIG. After the inspection conditions are set by the inspection recipe in the figure, the inspection is started. On the inspection device side, in step S71, the inspection is performed with changing the inspection ratio for each pattern group. After the inspection is completed, the inspection result is displayed in step S72. The inspection result display includes total defect display and pattern group-specific defect display. In step S73, the total defect / pattern group is determined, the total number of defects is displayed in the case of total defects (step S74), and the number of defects for each pattern group is displayed in the case of pattern groups (step S75).
なお、検査割合に限らず、パターン群ごとに他の検査条件を変えて設定を行ってもよい。例えば、ショート系、オープン系など、パターン群により検出したい欠陥が異なる場合がある。検査感度などの検査条件をパターン群ごとに変えることにより、より致命性のある欠陥を検出することができるようになる。また、検査割合を0%とすることで、検査不要パターン群の設定ができ、さらに、検査時間を短縮することができる。 It should be noted that not only the inspection ratio but also other inspection conditions may be changed for each pattern group. For example, the defect to be detected may differ depending on the pattern group, such as a short system or an open system. By changing the inspection conditions such as inspection sensitivity for each pattern group, it becomes possible to detect more fatal defects. Further, by setting the inspection ratio to 0%, it is possible to set an inspection-unnecessary pattern group and further reduce the inspection time.
したがって、本実施の形態の検査方法および半導体装置の製造方法によれば、パターン密度の高低(パターンの疎密)によりパターン群を認識し、パターン群ごとに検査割合を自動的に設定し、または設定歩留まり影響の有無により検査割合を任意に設定することにより、それぞれのパターン群に対して効率的な検査を実施することができ、短期間で致命性のある欠陥を検出することができる。すなわち、一律に被検査対象を省略するのではなく、パターン密度の情報をもとに被検査領域を決定するため、より製品に合った検査設定となる。 Therefore, according to the inspection method and semiconductor device manufacturing method of the present embodiment, the pattern group is recognized based on the pattern density (pattern density), and the inspection ratio is automatically set or set for each pattern group. By arbitrarily setting the inspection ratio according to the presence or absence of the influence of yield, it is possible to efficiently inspect each pattern group and detect a fatal defect in a short period of time. In other words, the inspection area is determined based on the pattern density information, instead of uniformly omitting the inspection target, so that the inspection setting is more suitable for the product.
また、歩留まり影響のある欠陥が効率的に検出することができるようになる。これにより、良品歩留まりが向上し、問題の早期発見や改善、対策に対するアクションが早く取れるようになる。また、検査が短時間で完了するため、サイクルタイムが短縮し、より多くの製品を検査することができるようになる。 Further, it becomes possible to efficiently detect defects that have an influence on yield. As a result, the yield of non-defective products is improved, and problems can be quickly detected and improved, and actions can be taken quickly. Further, since the inspection is completed in a short time, the cycle time is shortened, and more products can be inspected.
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
例えば、前記実施の形態においては、半導体基板(ウエハ)について説明したが、これに限定されるものではなく、フォトマスクや液晶表示板などの基板についても適用可能である。 For example, although the semiconductor substrate (wafer) has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to a substrate such as a photomask or a liquid crystal display panel.
以上に述べたように、本願において開示される発明は、半導体装置などの工業製品の製造ラインについて適用可能であり、特に、様々なパターン群が混在するシステムLSIなどの基板の外観検査については効果が大きい。 As described above, the invention disclosed in the present application can be applied to a production line for industrial products such as semiconductor devices, and is particularly effective for visual inspection of a substrate such as a system LSI in which various pattern groups are mixed. Is big.
11 製品チップ
12 ダミーパターン群
13,14 メモリパターン群
15,16 周辺回路パターン群
31 光源
32 ハーフミラー
33 イメージセンサ
34 ウエハ
35 光
36 反射光
37 電子銃
38 電子
39 2次電子
40 検出器
41 映像変換器
42 スキャンの進行イメージ
51 任意パターン
11
Claims (5)
パターン密度によってパターン群を認識する工程と、
前記パターン群ごとに検査割合を変えて前記外観検査を行う工程と、を有することを特徴とする検査方法。 An inspection method for performing an appearance inspection to detect a defect in a pattern formed on a substrate or a foreign substance attached on the substrate,
Recognizing a pattern group by pattern density;
And a step of performing the appearance inspection by changing an inspection ratio for each pattern group.
前記外観検査を行う工程において、前記パターン密度の高い前記パターン群または歩留まり影響のある前記パターン群については前記検査割合を高くし、前記パターン密度の低い前記パターン群または歩留まり影響のない前記パターン群については前記検査割合を低くすることを特徴とする検査方法。 The inspection method according to claim 1,
In the visual inspection step, the pattern group having a high pattern density or the pattern group having a yield effect is increased for the pattern group having a low pattern density or the pattern group having no yield effect. Is an inspection method characterized by lowering the inspection ratio.
前記パターン群を認識する工程は、前記基板表面に光を照射し前記基板表面からの反射光のコントラスト差を計測する方法、
前記基板表面に電子線を照射して得られた2次電子像のコントラスト差を計測する方法から選ばれていることを特徴とする検査方法。 The inspection method according to claim 1 or 2,
The step of recognizing the pattern group is a method of irradiating the substrate surface with light and measuring a contrast difference of reflected light from the substrate surface,
An inspection method selected from methods for measuring a contrast difference of a secondary electron image obtained by irradiating an electron beam onto the substrate surface.
前記外観検査を行う工程において、さらに、前記パターン群ごとに検査感度を変えることを特徴とする検査方法。 In the inspection method according to any one of claims 1 to 3,
In the visual inspection step, the inspection sensitivity is further changed for each pattern group.
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JP2009092674A (en) * | 2008-12-26 | 2009-04-30 | Advanced Mask Inspection Technology Kk | Device, method and program for inspecting sample |
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- 2004-01-20 JP JP2004012089A patent/JP2005209715A/en active Pending
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