JP2011017609A - Defect inspecting apparatus and defect inspecting method - Google Patents

Defect inspecting apparatus and defect inspecting method Download PDF

Info

Publication number
JP2011017609A
JP2011017609A JP2009162287A JP2009162287A JP2011017609A JP 2011017609 A JP2011017609 A JP 2011017609A JP 2009162287 A JP2009162287 A JP 2009162287A JP 2009162287 A JP2009162287 A JP 2009162287A JP 2011017609 A JP2011017609 A JP 2011017609A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inspection
defect
defects
thinning
semiconductor substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009162287A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahito Fujita
雅人 藤田
Koichi Ikehata
弘一 池端
Jun Nagahisa
純 長久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2009162287A priority Critical patent/JP2011017609A/en
Publication of JP2011017609A publication Critical patent/JP2011017609A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten an inspection time by improving an inspection throughput in a surface defect inspection of a semiconductor substrate.SOLUTION: A defect inspecting apparatus is provided, which includes: a reticle information database 26 for storing reticle information; an inspection result database 27 for storing a defect inspection result; a standard calculating part 24 for calculating an abnormal determination standard on the basis of the defect inspection result; a standard-failure detection count calculating part 23 for calculating detection counts of defect repetition abnormalities which exceed the failure determination standard, by checking the calculated failure determination standard and the defect inspection result; an inspection time calculating part 21 for calculating a time needed for an inspection on the basis of an inspection condition; an failure detection ability calculating part 28 for calculating failure detection counts per unit time; a distribution-failure detection limit thinning-out rate calculating part 25 for calculating a thinning-out rate in which a distribution failure being partially distributed in a surface of the semiconductor substrate is detected at an optional detection rate or above; and an inspection area calculating part 22 for determining an inspection area by automatically setting an inspection zone having the maximum failure detection counts per unit inspection time.

Description

本発明は欠陥検査装置および欠陥検査方法に関し、特に、半導体製品の製造工程における半導体製品の製造設備の稼働効率向上に関するものである。詳しくは、欠陥検査装置によるシリコン・ウェーハなどの半導体基板上に形成された回路パターンの欠陥検査工程において、半導体製品の不良につながる欠陥の状態を検査する欠陥検査装置および欠陥検査方法に関するものである。   The present invention relates to a defect inspection apparatus and a defect inspection method, and more particularly to an improvement in operating efficiency of a semiconductor product manufacturing facility in a semiconductor product manufacturing process. More specifically, the present invention relates to a defect inspection apparatus and a defect inspection method for inspecting a defect state that leads to a defect of a semiconductor product in a defect inspection process of a circuit pattern formed on a semiconductor substrate such as a silicon wafer by a defect inspection apparatus. .

従来、半導体装置の製造工程におけるシリコン・ウェーハなどの半導体基板上の欠陥検査は特許文献1や特許文献2にあるような、光学式の欠陥検査装置を用いて行っている。この光学式の欠陥検査装置を用いた半導体製品の製造工程における欠陥検査は、前記特許文献1、2に明示はされていないものの、基本的には全面検査を行う仕様であり、その仕様に基づきシリコン・ウェーハの表面の全面検査を行っている。   Conventionally, a defect inspection on a semiconductor substrate such as a silicon wafer in a manufacturing process of a semiconductor device is performed using an optical defect inspection apparatus as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2. Although the defect inspection in the manufacturing process of the semiconductor product using this optical defect inspection apparatus is not specified in the above-mentioned Patent Documents 1 and 2, it is basically a specification for performing a full inspection, based on the specification. The entire surface of the silicon wafer is inspected.

この種の欠陥検査において、近年、微細なパターンの中の微小な欠陥を検査することが行われており、このような欠陥検査には、高倍率の検出光学系が必要となっている。
また、シリコン・ウェーハの大口径化に伴い、検査面積が増大している。
In this type of defect inspection, in recent years, a minute defect in a minute pattern has been inspected, and such a defect inspection requires a high-magnification detection optical system.
In addition, the inspection area has increased with the increase in the diameter of silicon wafers.

特開2000−315712号公報JP 2000-315712 A 特開平3−167456号公報JP-A-3-167456

しかしながら、倍率を上げた検査はおのずと一回の検査で測定できる範囲が小さくなるため、検査スループットの低下を招き、全面検査には多大な時間を要するようになってきた。また、更に半導体基板の大口径化に伴い、単位時間当たりの検査面積が同一だと、シリコン・ウェーハなどの半導体基板の面積が大きくなるにつれて、従来の半導体基板の面積に対する比率分の時間がかかることになり、全体的な検査時間の増大に拍車が掛かることになる。   However, since the range that can be measured by a single inspection becomes small as a result of increasing the magnification, the inspection throughput is reduced, and the entire surface inspection requires a great deal of time. In addition, as the diameter of the semiconductor substrate is further increased, if the inspection area per unit time is the same, as the area of the semiconductor substrate such as a silicon wafer increases, it takes time corresponding to the ratio of the area of the conventional semiconductor substrate. As a result, an increase in the overall inspection time is spurred.

上記に加えて、高検出感度の欠陥検査装置は価格も高額になるため、検査スループットの低下だけでなく、検査コストの増大を招き、半導体装置の製造コストの増大に繋がっていた。   In addition to the above, since the defect inspection apparatus with high detection sensitivity is expensive, not only the inspection throughput is reduced but also the inspection cost is increased, leading to an increase in the manufacturing cost of the semiconductor device.

ここで、上記特許文献2に代表されるような、光学式の欠陥検査装置は、図8に示すような基本構成から成っている。
すなわち、前記光学式の欠陥検査装置による欠陥検査は、後述する検査動作を実行しながら、シリコン・ウェーハなどの半導体基板1を載せたステージ2を、ステージ制御部3からの信号に従ってXY方向に移動させることで行っている。ここで、前記検査動作は、予め任意に設定した半導体基板1上の検査領域に照明系4からの照明を照射し、検査領域からの反射光を検出光学系5で結像し、その光をイメージセンサ6にて受光してアナログの電気信号に変換し、この信号をAD変換部7でディジタル信号に変換し、検出したディジタル画像信号を、CPU9上に蓄積している参照用ディジタル画像信号と比較検査部8で比較して、相違点を異物等の欠陥として検出することにより、行っている。
Here, an optical defect inspection apparatus represented by Patent Document 2 has a basic configuration as shown in FIG.
That is, in the defect inspection by the optical defect inspection apparatus, the stage 2 on which the semiconductor substrate 1 such as a silicon wafer is mounted is moved in the XY directions according to the signal from the stage control unit 3 while executing the inspection operation described later. It is done by letting. Here, the inspection operation irradiates illumination from the illumination system 4 onto an inspection area on the semiconductor substrate 1 that is arbitrarily set in advance, forms an image of reflected light from the inspection area by the detection optical system 5, The image sensor 6 receives the light and converts it into an analog electrical signal. The AD converter 7 converts the signal into a digital signal. The detected digital image signal is stored in the CPU 9 as a reference digital image signal. The comparison inspection unit 8 compares and detects the difference as a defect such as a foreign object.

この場合に、検査領域や、比較検査結果を判断して相違点として明示的に表現するための閾値などは、検査レシピとして検査レシピマネージャ10により設定される。
しかしながら、検査レシピマネージャ10は、検査領域や欠陥を判断する閾値を自ら演算して決定し、欠陥検査装置を操作するオペレータやエンジニアに対して提案するような機能は持たない。したがって、従来の欠陥検査装置を用いた欠陥検査においては、別のシステムから導き出された結果を元に、実際に操作するエンジニアが検査領域や閾値などの検査パラメータを決定して入力し、明示的に検査レシピマネージャ10で設定するしか手段が無かった。
In this case, the inspection area, a threshold value for determining the comparison inspection result and explicitly expressing the difference as a difference, and the like are set by the inspection recipe manager 10 as an inspection recipe.
However, the inspection recipe manager 10 does not have a function of calculating and determining a threshold value for determining an inspection area or a defect and proposing it to an operator or engineer who operates the defect inspection apparatus. Therefore, in the defect inspection using the conventional defect inspection device, the engineer who actually operates determines and inputs the inspection parameters such as the inspection area and threshold based on the result derived from another system, and explicitly There is only a means to set in the inspection recipe manager 10.

このエンジニアが設定する検査領域や閾値などの検査パラメータは、元になるデータが膨大であるため、一定期間のサンプリングを行った結果を集計して算出するなどの方法が一般的であり、常に変動する半導体基板を加工する場の状態を検査レシピに反映することは困難だった。   The inspection parameters such as inspection areas and thresholds set by this engineer are based on enormous amounts of data, so it is common to calculate by summing up the results of sampling for a certain period of time. It was difficult to reflect the state of the place where the semiconductor substrate to be processed was reflected in the inspection recipe.

一般的なインライン式の欠陥検査は、図9に示すような工程(主要な工程を図示する)で行われる。まず、(a)検査対象の製品におけるロット中の同一種類のシリコン・ウェーハを抜き取り、全面検査を行う。次に、(b)欠陥マップの重ね合わせ解析により新規に増加している欠陥を特定する。(c)その欠陥をSEM(走査型電子顕微鏡:Scanning Electron Microscope)レビュー装置などにより、形状などに基づくカテゴリ分類を行う。この場合のカテゴリ分類はそのまま半導体装置の歩留に対する欠陥の影響度合いと直結している。(d)カテゴリ分類された欠陥はその欠陥カテゴリ毎に半導体装置のチップ毎の有無を確認し、該当するカテゴリの欠陥が存在するチップ数をカウント(Defective Die Count、通常DDCと略される)し、このカウントの増減トレンド(傾向)をSPC(Statistical Process Control)手法などで管理し、管理規格に対する異常値を検出する。   A general in-line type defect inspection is performed in a process as shown in FIG. 9 (main processes are illustrated). First, (a) a silicon wafer of the same type in a lot in a product to be inspected is extracted and a full inspection is performed. Next, (b) a newly increasing defect is identified by overlay analysis of the defect map. (C) The defect is categorized based on the shape and the like by a SEM (Scanning Electron Microscope) review device or the like. The category classification in this case is directly related to the degree of influence of defects on the yield of the semiconductor device. (D) For the defects classified into categories, the presence / absence of each chip of the semiconductor device is confirmed for each defect category, and the number of chips having defects in the corresponding category is counted (Defective Die Count, usually abbreviated as DDC). The increase / decrease trend of the count is managed by an SPC (Statistical Process Control) method or the like, and an abnormal value with respect to the management standard is detected.

この全面検査でも異常検知件数と経過時間、更に抜き取り枚数を分析すると、図10に示すような傾向を示す。この結果から、必ずしも全面検査が効率の良い欠陥検査方法ではないことがわかる。   Even in this full-scale inspection, if the number of detected abnormalities, the elapsed time, and the number of samples taken are analyzed, the tendency shown in FIG. 10 is shown. From this result, it can be seen that the entire surface inspection is not necessarily an efficient defect inspection method.

上記の結果から検査のスループットを上げる手段としては間引き検査を行うことが有効手段の一つであることが明らかであったが、今までは、上記に示すように間引き領域や間引き方法の最適化を行う考え方や最適化を実現する具体的な環境が構築できなかったため、統計予測などの手法を用いて、精度を犠牲にした結果の信頼性が低い方法を採らざるを得なかった。   From the above results, it was clear that thinning inspection is one of the effective means for increasing inspection throughput, but until now, optimization of thinning area and thinning method as shown above Because we could not build a concrete environment that realizes the optimization and optimization, we had to use a method with low reliability by sacrificing accuracy using methods such as statistical prediction.

本発明は上記課題を解決するもので、欠陥検査のスループットを向上させることができながら、比較的高い精度で信頼性が高い欠陥検査を行うことができる欠陥検査装置および欠陥検査方法を提供することを目的とするものである。   The present invention solves the above problems, and provides a defect inspection apparatus and a defect inspection method capable of improving defect inspection throughput and performing defect inspection with relatively high accuracy and high reliability. It is intended.

上記の課題を解決するために本発明の欠陥検査装置は、レチクル情報を蓄積するレチクル情報データベースと、欠陥検査結果を蓄積する検査結果データベースと、欠陥検査結果から、半導体基板として異常な欠陥を有するとして判定される閾値である異常判定規格を算出する規格算出部と、算出された異常判定規格と欠陥検査結果とを照合して異常判定規格を上回る欠陥多発異常の検知件数を算出する規格異常検知件数算出部と、検査条件から検査に要する時間を算出する検査時間算出部と、単位時間当たりの異常検知件数を算出する異常検知能力算出部と、規格内の半導体基板の中から全面検査において欠陥の発生が所定の限度を超えて半導体基板面内で偏分布する分布異常を任意の検知率以上で検知できる間引き率を算出する分布異常検知限界間引き率算出部とを具備するものである。   In order to solve the above problems, a defect inspection apparatus of the present invention has an abnormal defect as a semiconductor substrate from a reticle information database that accumulates reticle information, an inspection result database that accumulates defect inspection results, and a defect inspection result. A standard calculation unit that calculates an abnormality determination standard that is a threshold value determined as a standard abnormality detection that compares the calculated abnormality determination standard with a defect inspection result and calculates the number of detections of multiple abnormal defects exceeding the abnormality determination standard Number of cases calculation unit, inspection time calculation unit that calculates the time required for inspection from inspection conditions, abnormality detection capability calculation unit that calculates the number of abnormality detections per unit time, and defects in full inspection from within the semiconductor substrate within the standard Distribution anomaly detection that calculates a thinning-out rate that can detect distribution anomalies that occur unevenly in the semiconductor substrate surface exceeding the predetermined limit at an arbitrary detection rate or higher It is intended to and a critical thinning rate calculating unit.

この構成により、検査レシピが最適化され、欠陥検査装置での半導体基板の1枚あたりの検査時間が短縮されて相対的なスループットが向上する。その結果、検査コストの削減が可能となる。また、多品種少量生産の工場においても品種のカバー率(適用可能な割合)が向上するため、生産現場の雰囲気の状態管理の精度が向上する。   With this configuration, the inspection recipe is optimized, the inspection time per semiconductor substrate in the defect inspection apparatus is shortened, and the relative throughput is improved. As a result, inspection costs can be reduced. In addition, since the coverage rate (applicable rate) of a variety is improved even in a factory that produces a variety of products in small quantities, the accuracy of the state management of the atmosphere at the production site is improved.

本発明の欠陥検査装置は、さらにレチクル情報と蓄積された欠陥検査結果とから、単位検査時間当たりの異常検知件数が最大となる検査領域を自動で設定して、検査エリアを決定する検査エリア算出部を具備することが好ましい。   The defect inspection apparatus of the present invention further calculates an inspection area that automatically sets an inspection area that maximizes the number of detected abnormalities per unit inspection time from the reticle information and accumulated defect inspection results, and determines the inspection area. It is preferable to comprise a part.

本発明の欠陥検査装置は、さらに全面検査において欠陥の発生が所定の限度を越えて半導体基板面内で分布する分布異常を任意の検知率以上で検知できる制約を越えた間引き率で検査エリアを決定する検査エリア算出部を具備することが好ましい。   The defect inspection apparatus according to the present invention further provides an inspection area with a thinning rate that exceeds a limit that can detect a distribution abnormality distributed in the semiconductor substrate surface exceeding a predetermined limit in a full-surface inspection at an arbitrary detection rate or more. It is preferable that an inspection area calculation unit to be determined is provided.

本発明の欠陥検査装置は、さらに欠陥検査装置及び欠陥検査方法から導き出された間引き率で、半導体基板上にパターンを形成するために用いたレチクル内の全チップを網羅するように検査エリアを決定する検査エリア算出部を具備することが好ましい。   The defect inspection apparatus of the present invention further determines the inspection area so as to cover all the chips in the reticle used for forming the pattern on the semiconductor substrate at the thinning rate derived from the defect inspection apparatus and the defect inspection method. It is preferable to include an inspection area calculation unit.

また、本発明の欠陥検査方法は、レチクル情報に基づいて検査対象となる半導体基板から一部の測定領域を間引いた複数種類の間引き検査パターンを作成し、欠陥検査結果情報に基づいて、個々の間引き検査パターンの欠陥検出数を算出し、全列検査時でも規格外れとなる真NG欠陥の数から全列検査時には規格外れとなる誤NG欠陥の数を差し引いた差分値が大きい欠陥数の閾値もしくは、誤NG欠陥数に対する真NG欠陥数の割合が大きい欠陥数の閾値を、半導体基板の規定外であるとして判定する規定値として設定し、各間引き検査パターンの規格値の中で、最大の差分値、または誤NG欠陥数に対する真NG欠陥数の割合が大きくなり、かつ間引き率が最も高いものを最適な間引き検査パターンとして設定することを特徴とする。   Further, the defect inspection method of the present invention creates a plurality of types of thinning inspection patterns obtained by thinning a part of the measurement area from the semiconductor substrate to be inspected based on the reticle information, and the individual inspection based on the defect inspection result information. The number of defects detected in the thinning inspection pattern is calculated, and the threshold value for the number of defects having a large difference value is obtained by subtracting the number of false NG defects that are out of specification at the time of full-column inspection from the number of true NG defects that are out of specification even at the time of full-row inspection. Alternatively, the threshold value of the defect number having a large ratio of the true NG defect number to the false NG defect number is set as a defined value for determining that the semiconductor substrate is not defined, and the maximum value among the standard values of each thinning inspection pattern A difference value or a ratio of the true NG defect number to the erroneous NG defect number is large, and a pattern having the highest thinning rate is set as an optimum thinning inspection pattern.

また、本発明の欠陥検査方法は、レチクル情報に基づいて検査対象となる半導体基板から一部の測定領域を間引いた複数種類の間引き検査パターンを作成し、欠陥検査結果情報に基づいて、個々の間引き検査パターンの欠陥検出数を算出し、全列検査時でも規格外れとなる真NG欠陥の数から全列検査時には規格外れとなる誤NG欠陥の数を差し引いた差分値が大きい欠陥数の閾値もしくは、誤NG欠陥数に対する真NG欠陥数の割合が大きい欠陥数の閾値を、半導体基板の規定外であるとして判定する規定値として設定し、全面検査において欠陥の発生が所定の限度を越えて半導体基板面内で分布する分布異常の状態に基づいて、検知限界間引き率を算出し、各間引き検査パターンの規格値の中で、最大の差分値、または誤NG欠陥数に対する真NG欠陥数の割合が大きくなり、かつ前記検知限界間引き率以下の間引き率において間引き率が最も高いものを最適な間引き検査パターンとして設定することを特徴とする。   Further, the defect inspection method of the present invention creates a plurality of types of thinning inspection patterns obtained by thinning a part of the measurement area from the semiconductor substrate to be inspected based on the reticle information, and the individual inspection based on the defect inspection result information. The number of defects detected in the thinning inspection pattern is calculated, and the threshold value for the number of defects having a large difference value is obtained by subtracting the number of false NG defects that are out of specification at the time of all-column inspection from the number of true NG defects that are out of specification at the time of all-column inspection. Alternatively, a threshold value for the number of defects in which the ratio of the true NG defect number to the false NG defect number is large is set as a specified value for determining that the semiconductor substrate is not specified, and the occurrence of defects exceeds a predetermined limit in the entire surface inspection. A detection limit thinning rate is calculated based on the distribution abnormality state distributed in the semiconductor substrate surface, and the maximum difference value or the number of erroneous NG defects is determined among the standard values of each thinning inspection pattern. That the proportion of true NG number of defects increases, and wherein the thinning rate in the detection limits thinning rate following thinning rate is set as the optimal thinning test pattern highest.

上記に示す異常判定規格を算出する規格算出部と、規格異常検知件数算出部と、異常検知能力算出部と、分布異常検知限界間引き率算出部とを用いることで、対象とする半導体装置を持つ半導体基板上で、その半導体装置上の欠陥を検出する場合に最も効率的な検査パターンを創出することが可能となる。   By using the standard calculation unit that calculates the abnormality determination standard shown above, the standard abnormality detection number calculation unit, the abnormality detection capability calculation unit, and the distribution abnormality detection limit decimation rate calculation unit, the target semiconductor device is provided. When detecting defects on the semiconductor device on the semiconductor substrate, it is possible to create the most efficient inspection pattern.

ただし、これは欠陥分布が半導体基板全面で均一に分布している場合が前提となるため、更に、レチクル情報や分布異常の検出結果を用いて、最適化することにより、検査漏れのマイナス効果を最小限に抑える効果が望める。   However, since this assumes that the defect distribution is uniformly distributed over the entire surface of the semiconductor substrate, further optimization by using reticle information and detection results of distribution anomalies can reduce the negative effect of inspection omissions. The effect to minimize can be expected.

また、過去の検査結果のみを重視すると、一定の偏分布が顕著に発生する環境では半導体基板内での未検査エリアが発生する可能性もあることから、欠陥検査装置及び欠陥検査方法から導き出された間引き率で、半導体基板上にパターンを形成するために用いたレチクル内の全チップを網羅するように検査エリアを決定して、全チップを検査するための検査エリアに補正を掛けることで、未検査エリアが発生する可能性を最小限に抑えて、欠陥検査の漏れを予防することができる。   In addition, if only past inspection results are emphasized, an uninspected area may be generated in a semiconductor substrate in an environment where a certain uneven distribution is prominently generated, which is derived from a defect inspection apparatus and a defect inspection method. By deciding the inspection area to cover all the chips in the reticle used to form the pattern on the semiconductor substrate with the thinning rate, and applying correction to the inspection area for inspecting all the chips, It is possible to prevent a defect inspection from being missed by minimizing the possibility of an uninspected area.

本発明による欠陥検査装置および欠陥検査方法を用いることにより、検査時間を最小最適化できるため、対象パターンの微細化による検査時間の増大と検査面積の増大による検査時間の増大とを抑えることができて、微細化と面積拡大とによって増大する検査コストを抑えるとともに、対象品種を増大させることが可能となるため、工場全体の場の品質向上が望める。   Since the inspection time can be minimized by using the defect inspection apparatus and the defect inspection method according to the present invention, the increase in the inspection time due to the miniaturization of the target pattern and the increase in the inspection time due to the increase in the inspection area can be suppressed. In addition, it is possible to suppress the inspection cost that increases due to miniaturization and area expansion, and to increase the number of target varieties, so that the quality of the factory as a whole can be improved.

また、従来の欠陥検査装置により同様の機能を実現するためには、上記の機能を実現するための複数のシステムを別に設け、人手による連携が必要となるため、データ精度の低下や、欠損などを招くことになり、本発明のように装置単体でシステムを構成して運用する場合と比べると、信頼性や即時性に劣る。すなわち、本発明による欠陥検査装置や欠陥検査方法によれば、検査コストを抑えることができるだけでなく、信頼性や即時性を向上させることができる。   In addition, in order to realize the same function by the conventional defect inspection apparatus, a plurality of systems for realizing the above function are separately provided and manual cooperation is required. Therefore, it is inferior in reliability and immediacy as compared with the case where the system is configured and operated as a single device as in the present invention. That is, according to the defect inspection apparatus and the defect inspection method of the present invention, not only the inspection cost can be suppressed, but also the reliability and immediacy can be improved.

本発明の実施の形態に係る欠陥検査装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the defect inspection apparatus which concerns on embodiment of this invention 同欠陥検査装置により欠陥検査エリア間引き検査パターンを作成する対象となる半導体基板(シリコン・ウェーハ)の平面図Plan view of a semiconductor substrate (silicon wafer) for which a defect inspection area thinning inspection pattern is created by the defect inspection apparatus 同半導体基板(シリコン・ウェーハ)の1例を示した平面図Plan view showing an example of the same semiconductor substrate (silicon wafer) 同欠陥検査装置により作成した欠陥検査エリア間引き検査パターン(図4においては、間引きパターンと称している)の例を4つ示した平面図A plan view showing four examples of defect inspection area thinning inspection patterns (referred to as thinning patterns in FIG. 4) created by the defect inspection apparatus (a)〜(e)は間引き検査パターン最適化の考え方の例であり、(a)は全列検査でのウェーハ番号と欠陥数との関係を示す図、(b)は1チップ列間引き検査でのウェーハ番号と欠陥数との関係を示す図、(c)は(N−1)×n検査でのウェーハ番号と欠陥数との関係を示す図、(d)は差分値と規格値との関係を示す図、(e)は差分値と間引き率との関係を示す図(A)-(e) is an example of the concept of thinning inspection pattern optimization, (a) is a diagram showing the relationship between the wafer number and the number of defects in all row inspection, and (b) is one-chip row thinning inspection. The figure which shows the relationship between the wafer number and defect number in (c) is a figure which shows the relationship between the wafer number and defect number in (N-1) xn inspection, (d) is a difference value and a standard value. The figure which shows the relationship of (a), The figure which shows the relationship between a difference value and a thinning-out rate 本発明の実施の形態に係る欠陥検査装置における偏分布に対する限界間引き検査パターンの考え方を示す図表The figure which shows the idea of the limit thinning-out inspection pattern with respect to partial distribution in the defect inspection apparatus which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施の形態に係る欠陥検査装置における偏分布がある場合の検査パターン最適化の考え方を示す図表The figure which shows the view of inspection pattern optimization when there exists partial distribution in the defect inspection apparatus which concerns on embodiment of this invention 従来の欠陥検査装置の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of a conventional defect inspection apparatus 一般的な欠陥検査の工程の流れを示す図Diagram showing the flow of general defect inspection process 検査エリア面積と異常検知件数との関係を示す図表Chart showing the relationship between inspection area and number of detected abnormalities

以下、本発明の実施の形態に係る欠陥検査装置および欠陥検査方法を図面に基づき説明する。
図1に示すように、本発明の実施の形態に係る欠陥検査装置は、図8に示した標準的な光学式の欠陥検査装置と同様な機能を有する構成要素に加えて、欠陥検査領域の間引き検査パターンを決定する機能と、検査結果の妥当性を評価する機能と、検査効率を評価する機能とを備えた評価装置29を備えている。
Hereinafter, a defect inspection apparatus and a defect inspection method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the defect inspection apparatus according to the embodiment of the present invention has a defect inspection area in addition to the components having the same functions as those of the standard optical defect inspection apparatus shown in FIG. An evaluation device 29 having a function of determining a thinning inspection pattern, a function of evaluating the validity of the inspection result, and a function of evaluating inspection efficiency is provided.

すなわち、本発明の実施の形態に係る欠陥検査装置は、従来の欠陥検査装置と同様に以下の構成要素および機能を有する。つまり、後述する検査動作を実行しながら、シリコン・ウェーハなどからなる半導体基板11を載せたステージ12を、ステージ制御部13からの信号に従ってXY方向に移動させることで、欠陥検査を行っている。ここで、前記検査動作は、予め任意に設定した半導体基板11上の検査領域に照明系14からの照明を照射し、検査領域からの反射光を検出光学系15で結像し、その光をイメージセンサ16にて受光してアナログの電気信号に変換し、この信号をAD変換部17でディジタル信号に変換し、検出したディジタル画像信号を、CPU19上に蓄積している参照用ディジタル画像信号と比較検査部18で比較して、相違点を異物等の欠陥として検出することにより、行っている。   That is, the defect inspection apparatus according to the embodiment of the present invention has the following components and functions as in the conventional defect inspection apparatus. That is, the defect inspection is performed by moving the stage 12 on which the semiconductor substrate 11 made of a silicon wafer or the like is moved in the XY directions according to a signal from the stage control unit 13 while executing an inspection operation described later. Here, the inspection operation irradiates illumination from the illumination system 14 onto an inspection region on the semiconductor substrate 11 that is arbitrarily set in advance, forms an image of the reflected light from the inspection region by the detection optical system 15, and applies the light to the inspection region. The image sensor 16 receives the light and converts it into an analog electrical signal. The AD converter 17 converts the signal into a digital signal. The detected digital image signal is used as a reference digital image signal stored on the CPU 19. The comparison is made by detecting the difference as a defect such as a foreign object in comparison with the comparison inspection unit 18.

次に、本発明の実施の形態に係る欠陥検査装置が備えている評価装置29について以下に詳しく説明する。
評価装置29は、半導体基板11の検査領域や欠陥数の閾値などを検査レシピとして設定するための検査レシピマネージャ20に加えて、レチクル情報を蓄積するレチクル情報データベース26と、欠陥検査結果を蓄積する検査結果データベース27と、欠陥検査結果から異常判定規格を算出する規格算出部24と、算出された異常判定規格と欠陥検査結果とを照合して異常判定規格を上回る欠陥多発異常の検知件数を算出する規格異常検知件数算出部23と、検査条件から検査に要する時間を算出する検査時間算出部21と、単位時間当たりの異常検知件数を算出する異常検知能力算出部28と、規格内のシリコン・ウェーハ(半導体基板11)の中から全面検査において欠陥の発生が所定の限度を超えてウェーハ面内で偏分布する分布異常を任意の検知率以上で検知できる間引き率を算出する分布異常検知限界間引き率算出部25と、レチクル情報と蓄積された欠陥検査結果とから、単位検査時間当たりの異常検知件数が最大となる検査領域を自動で設定して、検査エリアを決定する検査エリア算出部22などを具備している。
Next, the evaluation apparatus 29 provided in the defect inspection apparatus according to the embodiment of the present invention will be described in detail below.
In addition to the inspection recipe manager 20 for setting the inspection area of the semiconductor substrate 11 and the threshold value of the number of defects as an inspection recipe, the evaluation apparatus 29 stores a reticle information database 26 for storing reticle information and a defect inspection result. The inspection result database 27, the standard calculation unit 24 that calculates the abnormality determination standard from the defect inspection result, and the calculated abnormality determination standard and the defect inspection result are collated to calculate the number of detections of defect anomalies exceeding the abnormality determination standard. Standard abnormality detection number calculation unit 23, inspection time calculation unit 21 that calculates the time required for inspection from inspection conditions, abnormality detection capability calculation unit 28 that calculates the number of abnormality detections per unit time, Distribution difference in which the occurrence of defects exceeds a predetermined limit in the entire surface inspection from the wafer (semiconductor substrate 11) and is unevenly distributed in the wafer surface. Inspection that maximizes the number of abnormal detections per unit inspection time from the distribution abnormality detection limit thinning rate calculation unit 25 that calculates a thinning rate that can be detected at an arbitrary detection rate or higher, and reticle information and accumulated defect inspection results An inspection area calculation unit 22 that automatically sets an area and determines an inspection area is provided.

評価装置29において、欠陥検査領域の間引き検査パターンを決定する機能を実現するために、レチクル情報を蓄積するレチクル情報データベース26と、検査エリア算出部22とが検査レシピマネージャ20に接続されている。   In the evaluation apparatus 29, a reticle information database 26 for accumulating reticle information and an inspection area calculation unit 22 are connected to the inspection recipe manager 20 in order to realize a function for determining a thinned inspection pattern for a defect inspection area.

また、検査結果の妥当性を評価する機能を実現するために、検査結果データベース(以下、検査結果DBという)27と規格異常検知件数算出部23とが検査エリア算出部22に接続されている。   In addition, an inspection result database (hereinafter referred to as inspection result DB) 27 and a standard abnormality detection number calculation unit 23 are connected to the inspection area calculation unit 22 in order to realize a function of evaluating the validity of the inspection results.

規格異常検知件数算出部23は、検査結果DB27と直接接続して全体の異常検知件数を算出するためのパス(接続経路)と、規格算出部24を仲介して個々の検査パターンでの異常検知件数を算出するパスとの2通りのパスを有する。規格算出部24側のパスはこの機能自身が検査結果DB27のデータから間引き検査から得られた規格値を規格異常検知件数算出部23が持つ全面検査時の規格値と比較評価しSN比が最大になる間引き率を算出することから、機能的に必要であるため、設けている。   The standard abnormality detection number calculation unit 23 is directly connected to the inspection result DB 27 to calculate a total abnormality detection number (connection route), and the standard calculation unit 24 is used to detect abnormality in each inspection pattern. There are two paths, the path for calculating the number of cases. In the path on the standard calculation unit 24 side, the function itself compares and evaluates the standard value obtained from the thinning inspection from the data in the inspection result DB 27 with the standard value at the time of the full inspection of the standard abnormality detection number calculation unit 23, and the SN ratio is maximized. This is provided because it is functionally necessary to calculate the thinning rate.

分布異常検知限界間引き率算出部25は、上記の規格異常検知件数算出部23や規格算出部24とは別のパスで検査エリア算出部22に接続されている。
検査時間算出部21と単位時間の検知能力を算出する異常検知能力算出部28とは検査レシピマネージャ20から指示を受けて検査エリア算出部22に結果を出力する。この検査エリア算出部22の結果を用いて検査レシピマネージャ20が検査レシピを決定し、欠陥検査装置を制御することになる。
The distribution abnormality detection limit decimation rate calculation unit 25 is connected to the inspection area calculation unit 22 through a path different from the standard abnormality detection number calculation unit 23 and the standard calculation unit 24 described above.
The inspection time calculation unit 21 and the abnormality detection capability calculation unit 28 that calculates the detection capability of unit time receive an instruction from the inspection recipe manager 20 and output the result to the inspection area calculation unit 22. The inspection recipe manager 20 determines an inspection recipe using the result of the inspection area calculation unit 22 and controls the defect inspection apparatus.

上記構成の具体的な機能および本発明の実施の形態に係る欠陥検査方法を以下に説明する。
(欠陥検査領域の間引き検査パターンを決定する機能について)
まず、欠陥検査領域の間引き検査パターンを決定するには、半導体装置の設計情報が必要となるため、設計情報を具現化しているレチクルの設計情報を持つレチクル情報データベース26に格納されたレチクルの設計情報に基づいて検査エリアを演算して設定する。この検査エリアを演算する機能を有する部分が検査エリア算出部22である。
A specific function of the above configuration and a defect inspection method according to the embodiment of the present invention will be described below.
(About the function to determine the thinning inspection pattern of the defect inspection area)
First, design information of a semiconductor device is required to determine a thinning inspection pattern of a defect inspection area. Therefore, a reticle design stored in a reticle information database 26 having design information of a reticle embodying design information is designed. The inspection area is calculated and set based on the information. The portion having the function of calculating the inspection area is the inspection area calculation unit 22.

この検査エリア算出部22を用いてレチクルの設計情報を参照し、図2に示すように検査スキャン方向(X方向)に対し、垂直方向(Y方向)の1チップを1列とし、全列検査から、1ショット内のY方向のチップ数分(図5においては、チップ数であるnである。但し、図5においては、3段目チップから(n−1)段目チップまでを省いて図示している)の列検査まで、1列刻みで検査領域を間引く検査パターンを設定する。この検査間引き列は、ウェーハ面内の上段からのショット数と、ショット内の上段からのチップ数とから決定し、上段からのショット段数は乱数を用いて均等に間引き、上段からのチップ数は最上段から最下段に順に間引き(すなわち、a段目ショットの1列段目チップ、b段目ショットの2列段目チップ、c段目ショットの3列段目チップ、・・・という順番(但し、a、b、cは乱数を用いた数字)で間引き)、最下段のチップ数の箇所を間引いた後に最上段のチップ数の箇所を間引き、それを繰り返す。これらの機能の集合体が検査領域の間引き検査パターン[(N−1)×nパターン]を決定する機能となる。例えば、ショット段数が10でチップ数が5の場合は(10−1)×5で45通りのパターンが決定される。なお、通常にはこのような最小構成の場合は殆どないが、理解を助けるために、ショット段数が3でチップ数が2の場合を図3、図4に示している。この場合には、間引き検査パターンの数(種類)は、図示した面の右側に示すように、(3−1)×2の4パターンからなる。   The inspection area calculation unit 22 is used to refer to reticle design information, and as shown in FIG. 2, a single chip in the vertical direction (Y direction) is taken as one row with respect to the inspection scan direction (X direction). From the number of chips in the Y direction in one shot (in FIG. 5, n is the number of chips. However, in FIG. 5, from the third stage chip to the (n−1) th stage chip is omitted. The inspection pattern for thinning out the inspection area is set in increments of one column until the column inspection (shown). This inspection thinning line is determined from the number of shots from the upper stage in the wafer surface and the number of chips from the upper stage in the shot. The number of shot stages from the upper stage is evenly thinned using random numbers, and the number of chips from the upper stage is Thinning out in order from the top to the bottom (that is, the order of the first row of chips in the a-th shot, the second row of chips in the b-th shot, the third row of chips in the c-th shot,. However, a, b, and c are thinned out by random numbers), and the part of the lowermost chip number is thinned out, and then the part of the uppermost chip number is thinned out and repeated. A collection of these functions is a function for determining a thinning inspection pattern [(N−1) × n pattern] of the inspection area. For example, when the number of shot stages is 10 and the number of chips is 5, 45 patterns are determined by (10-1) × 5. Usually, there is almost no case of such a minimum configuration, but in order to help understanding, the case where the number of shot stages is 3 and the number of chips is 2 is shown in FIGS. In this case, the number (type) of thinning inspection patterns is composed of four patterns of (3-1) × 2, as shown on the right side of the illustrated surface.

(検査結果の妥当性を評価する機能について)
次に検査結果の妥当性を評価する機能には、過去の欠陥検査の結果が必要となるため、過去の検査データを持つ検査結果データベース(以下、検査結果DBと称す)27を設けている。更に、検査結果DB27に蓄積された検査結果を参照した後に個々の検査パターンで検査した場合の欠陥検出数を算出し、全列検査時の規格外れをシグナル成分S、規格内をノイズ成分Nとして、個々のパターンでS−N(差分値)、またはS/N比が最大となる規格値を算出する規格算出部24を設け、この規格算出部24の機能を用いて規格値を設定するよう構成している。
(About the function to evaluate the validity of test results)
Next, since the function of evaluating the validity of the inspection result requires the result of past defect inspection, an inspection result database (hereinafter referred to as inspection result DB) 27 having past inspection data is provided. Further, after referring to the inspection result stored in the inspection result DB 27, the number of detected defects when inspecting with each inspection pattern is calculated, and the out-of-standard at the time of all-column inspection is signal component S, and the inside of the standard is noise component N A standard calculation unit 24 that calculates a standard value that maximizes the SN (difference value) or S / N ratio in each pattern is provided, and the standard value is set using the function of the standard calculation unit 24. It is composed.

前記規格値を設定するに際し、以下の演算処理を行う。すなわち、図5(a)に示すように、全列検査結果により、欠陥が所定の規格値より多くて規格外のウェーハと判定されたものを真NGウェーハであるとみなす一方、図5(b)、(c)に示すように、全列検査結果においては規格内のウェーハと判定されながら、いくつかの列を間引いた間引き検査パターンでは欠陥が所定の規格値より多くて規格外のウェーハと判定されたものを誤NGウェーハであるとみなす。そして、各間引き検査パターンに対して、誤NGウェーハの数を最小に抑えながら、最大の数の真NGウェーハを検知できる最適な規格値を算出する。より具体的には、まず、蓄積された過去の全列検査の検査結果に基づき、各間引き検査パターンで検査した場合の欠陥検出数を求める。そして、規格外のウェーハと判定するための規格値(すなわち、規格内(OK)のウェーハと規格外(NG)のウェーハとの閾値)を小さい値から順に大きくしていき(但し、全列検査の規格値は固定なので、全列検査のNG数=真NGは固定)、真NGの数から誤NGの数を差し引き、その差し引いた値(差分値と称す)が最大となる規格値を最適規格値と設定する。図5(d)はこの規格値を求める際の状態を概念的に示す図であり、規格値が小さい場合には、誤NGの数が多いため、差分値も極めて低い値(負の数)となる(例えば、図5(b)に示す場合において、規格値が1の際には、22枚のウェーハ(ウェーハ番号1から22)において、真NG数が3、誤NG数が19であるので、この場合には差分値が−16となる)。そして、規格値を1つずつ層化していくと、規格値である閾値がグラフ上においては上に移動するため、誤NGの数が減少し、差分値が増加するが、大きくなりすぎると、NG数全体が減少し、最後にはNG数自体が0となるので、差分値も0となる。このようにしながら、各間引き検査パターンに対して差分値が最大となる最適な規格値を算出する。なお、差分値の代わりに、前記S/N比(真NG数/誤NG数)が差分値が最大となる最適な規格値を算出してもよい。   When setting the standard value, the following arithmetic processing is performed. That is, as shown in FIG. 5 (a), it is regarded as a true NG wafer if the number of defects exceeds the predetermined standard value and is determined to be a non-standard wafer as shown in FIG. 5 (b). ), As shown in (c), while it is determined that the wafers are within the standard in the all row inspection results, the thinning inspection pattern in which some rows are thinned out has more defects than the predetermined standard value and The determined one is regarded as an erroneous NG wafer. Then, for each thinning inspection pattern, an optimal standard value that can detect the maximum number of true NG wafers is calculated while minimizing the number of erroneous NG wafers. More specifically, first, based on the accumulated inspection results of the past all-column inspection, the number of detected defects when inspecting with each thinning inspection pattern is obtained. Then, the standard value for determining a non-standard wafer (that is, the threshold value between the standard (OK) wafer and the non-standard (NG) wafer) is increased in order from the smallest value (however, all-row inspection is performed) Because the standard value of NG is fixed, the number of NG in all row inspection = true NG is fixed), the number of false NG is subtracted from the number of true NG, and the standard value that maximizes the subtracted value (referred to as the difference value) is optimal Set to standard value. FIG. 5D is a diagram conceptually showing a state when obtaining the standard value. When the standard value is small, the number of false NGs is large, so the difference value is also a very low value (negative number). (For example, in the case shown in FIG. 5B, when the standard value is 1, in 22 wafers (wafer numbers 1 to 22), the true NG number is 3 and the false NG number is 19. Therefore, in this case, the difference value is −16). When the standard values are layered one by one, the threshold value that is the standard value moves upward on the graph, so the number of erroneous NGs decreases and the difference value increases. Since the overall number of NGs decreases and finally the NG number itself becomes 0, the difference value also becomes 0. In this way, the optimum standard value that maximizes the difference value is calculated for each thinning inspection pattern. Instead of the difference value, an optimum standard value with which the S / N ratio (the number of true NGs / the number of erroneous NGs) has the maximum difference value may be calculated.

そして、図5(d)に示すように、間引き検査パターンの種類と同じ数だけある規格値の中で、最大のピークを持ち、かつ、間引き率が最も高いものを最適な間引き検査パターンとして設定する。また、実際には、半導体基板11の面積や、検査の際の光学系の倍率(実際の検査範囲面積)により、単位時間当たりの処理枚数が決まっているので、上記のように設定することにより、単位時間当たりに得られる真NGの個数を大きくできる。   Then, as shown in FIG. 5D, among the standard values having the same number as the types of thinning inspection patterns, the one having the highest peak and the highest thinning rate is set as the optimum thinning inspection pattern. To do. In practice, the number of processed sheets per unit time is determined by the area of the semiconductor substrate 11 and the magnification (actual inspection range area) of the optical system at the time of inspection. The number of true NGs obtained per unit time can be increased.

ところで、以上の間引き検査パターンの最適化は、偏分布が無い場合には上記方法を良好に適用できるが、実際には、半導体基板11に形成されたパターンは、偏分布がある場合が多いので、以下のように偏分布がある場合を含めて評価する機能を有していることが好ましい。このように、偏分布がある場合は、通常の最適化された間引き検査パターンだけでは不充分となる場合が多いので、偏分布異常を算出するための検知限界間引き率を演算する機能(分布異常検知限界間引き率算出部25)を備えている。そして、この分布異常検知限界間引き率算出部25により、検査結果を参照しながら、個々の検査パターンで検査した場合のウェーハ面内欠陥分布の定量値を算出する。更にその結果を用いて、全列検査時の分布異常を全て検知するための間引き限界を決定するよう構成されている。   By the way, the above-described thinning inspection pattern optimization can be applied to the above method satisfactorily when there is no partial distribution. However, in practice, the pattern formed on the semiconductor substrate 11 often has a partial distribution. It is preferable to have a function to evaluate including the case where there is a partial distribution as follows. In this way, when there is a partial distribution, the normal optimized thinning-out inspection pattern alone is often insufficient, so the function for calculating the detection limit thinning rate for calculating the partial distribution abnormality (distribution abnormality) A detection limit thinning rate calculation unit 25) is provided. Then, the distribution abnormality detection limit thinning-out rate calculation unit 25 calculates a quantitative value of the defect distribution in the wafer surface when the inspection is performed with each inspection pattern while referring to the inspection result. Further, the result is used to determine a thinning limit for detecting all distribution anomalies at the time of all-row inspection.

この点について、図6により、詳しく説明する。
図6における最上段の図形は、半導体基板11において欠陥が偏分布する各種の偏分布パターン(最上段の図形)を示しており、(N−1)×n個ある間引き検査パターンにおいて、欠陥の偏分布がある場合でも、ショット内のチップにおいて漏れなくカバーできるかどうかの評価を示している。より詳しく説明すると、偏分布パターンをチップのインデックス座標として扱い、間引き検査パターンのチップのインデックス座標と比較することで、欠陥の偏分布状態を定量化する。そして、欠陥の偏分布状態に基づき、判定が良または不良状態を算出して判断する(間引き後の検査有効ショット段/チップ段に偏分布の座標を含むショット段/チップ段が一箇所もなかったらNGということになる)。なお、図6に示すように、本発明の実施の形態では、スキャン方向が横方向であるので、スキャン方向に傾いたパターン(横長に近い)で欠陥の偏分布がある半導体基板11ほど、高い間引き率では、検知精度が低下して、間引き率に対する×となる閾値が低くなる。このような傾向を読み取りながら、間引き限界を決定する。
This point will be described in detail with reference to FIG.
The uppermost figure in FIG. 6 shows various uneven distribution patterns (uppermost figure) in which defects are unevenly distributed in the semiconductor substrate 11. In the (N−1) × n thinning inspection patterns, This shows the evaluation of whether or not the chip in the shot can be covered without omission even when there is a partial distribution. More specifically, the partial distribution pattern of the defect is quantified by treating the partial distribution pattern as the index coordinate of the chip and comparing it with the index coordinate of the chip of the thinning inspection pattern. Then, based on the partial distribution state of the defect, the determination is made by calculating a good or defective state (the inspection effective shot stage / chip stage after thinning out has no shot stage / chip stage including the coordinates of the partial distribution. Would be NG). As shown in FIG. 6, in the embodiment of the present invention, since the scanning direction is the horizontal direction, the semiconductor substrate 11 having a partial distribution of defects in a pattern inclined in the scanning direction (close to horizontal) is higher. In the thinning rate, the detection accuracy is lowered, and the threshold value that is x with respect to the thinning rate is lowered. While reading such a trend, the thinning limit is determined.

そして、この間引き限界と、さきほど求めた規格パターンとを組み合わせて、偏分布異常検知限界より小さい間引き率で最も単位時間当たりの異常検知件数が大きくなる間引き検査パターンを決定する(図7参照)。なお、図7に示す場合においては、偏分布異常検知限界よりも間引き率が低い部分に単位時間当たりの異常検知件数のピークが位置している場合を示しているが、これに限るものではなく、偏分布異常検知限界よりも間引き率が高い部分に単位時間当たりの異常検知件数のピークが位置している場合には、偏分布異常検知限界と異常検知件数との交点が最適間引き検査パターンとなる。   Then, by combining the thinning limit and the standard pattern obtained earlier, a thinning inspection pattern that maximizes the number of abnormality detections per unit time at a thinning rate smaller than the partial distribution abnormality detection limit is determined (see FIG. 7). In addition, in the case shown in FIG. 7, although the case where the peak of the number of abnormality detections per unit time is located in the portion where the thinning rate is lower than the uneven distribution abnormality detection limit, it is not limited to this. If the peak of the number of detected abnormalities per unit time is located in the part where the thinning rate is higher than the uneven distribution abnormality detection limit, the intersection of the uneven distribution abnormality detection limit and the number of detected abnormalities is the optimal thinning inspection pattern. Become.

これらの大きな3種類の機能を統合的に用いることにより、検査レシピが一層、最適化され、欠陥検査装置での1枚あたりの検査時間が短縮されて相対スループットが向上する。その結果、検査コストの削減が可能となる。また、多品種少量生産の工場においても適用可能な品種のカバー率が向上するため、生産現場の雰囲気における状態管理の精度が向上する。   By using these three large functions in an integrated manner, the inspection recipe is further optimized, the inspection time per sheet in the defect inspection apparatus is shortened, and the relative throughput is improved. As a result, inspection costs can be reduced. In addition, since the coverage rate of varieties that can be applied even in factories that produce a variety of products in small quantities is improved, the accuracy of state management in the atmosphere of the production site is improved.

また、間引き率が高い生産ラインほど欠陥によるリスクの低い場の雰囲気の安定性が優れていることになるため、最適計算結果が生産ラインの場の雰囲気の安定性評価指標としても使えることになる。すなわち、場の雰囲気が安定(処理装置の癖などが顕著でない)していると、ショット毎の状態を乱す外乱が少なくなるため、どの場所を検査しても処理結果の差が小さくなり、場の雰囲気の安定性評価指標としても使え、また、偏分布を発生させる要因が少ないため、偏分布異常検知限界が間引き検査パターンのピークより間引き率の低い側に行かなくなり、より間引き率の高い間引き検査パターンが最適となる。   In addition, the higher the thinning rate, the better the stability of the atmosphere in the field with low risk due to defects, so the optimum calculation result can also be used as a stability evaluation index for the atmosphere in the production line. . In other words, when the atmosphere of the field is stable (the processing apparatus is not noticeable), the disturbance that disturbs the state of each shot is reduced. It can also be used as an index for evaluating the stability of the atmosphere, and because there are few factors that cause partial distribution, the partial distribution abnormality detection limit does not go to the side where the thinning rate is lower than the peak of the thinning inspection pattern, and thinning is performed with a higher thinning rate. The inspection pattern is optimal.

したがって、本発明に示すような最適化したシステムを欠陥検査装置上に持たせて、統合することにより、効果的、且つ効率的な運用が可能となる。
以上述べてきたように、本発明によれば、欠陥検査装置での1枚あたりの検査時間が短縮されて相対スループットが向上し、検査コストの削減が可能となる。また、間引き率の変化が、生産現場の雰囲気の状態管理を示す指標としても使える。
Therefore, the optimized system as shown in the present invention is provided on the defect inspection apparatus and integrated to enable effective and efficient operation.
As described above, according to the present invention, the inspection time per sheet in the defect inspection apparatus is shortened, the relative throughput is improved, and the inspection cost can be reduced. The change in the thinning rate can also be used as an indicator for managing the state of the atmosphere at the production site.

本発明は、シリコン・ウェーハなどの半導体基板上に形成された回路パターンの欠陥を検査する欠陥検査装置や欠陥検査工程として良好に適用できる。   The present invention can be favorably applied as a defect inspection apparatus or a defect inspection process for inspecting a defect of a circuit pattern formed on a semiconductor substrate such as a silicon wafer.

11 半導体基板
12 ウェーハステージ
13 ステージ制御部
14 検査照明系ユニット
15 欠陥検出光学系ユニット
16 イメージセンサ
17 AD変換部
18 欠陥パターン比較検査部
19 装置制御用CPU
20 検査レシピマネージャ
21 検査時間算出部
22 検査エリア算出部
23 規格異常検知件数算出部
24 規格算出部
25 分布異常検知限界間引き率算出部
26 レチクル情報データベース
27 検査結果データベース
28 異常検知能力算出部
29 評価装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Semiconductor substrate 12 Wafer stage 13 Stage control part 14 Inspection illumination system unit 15 Defect detection optical system unit 16 Image sensor 17 AD conversion part 18 Defect pattern comparison inspection part 19 CPU for apparatus control
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Inspection recipe manager 21 Inspection time calculation part 22 Inspection area calculation part 23 Standard abnormality detection number calculation part 24 Standard calculation part 25 Distribution abnormality detection limit thinning-out rate calculation part 26 Reticle information database 27 Inspection result database 28 Abnormality detection capability calculation part 29 Evaluation apparatus

Claims (6)

レチクル情報を蓄積するレチクル情報データベースと、欠陥検査結果を蓄積する検査結果データベースと、欠陥検査結果から、半導体基板として異常な欠陥を有するとして判定される閾値である異常判定規格を算出する規格算出部と、算出された異常判定規格と欠陥検査結果とを照合して異常判定規格を上回る欠陥多発異常の検知件数を算出する規格異常検知件数算出部と、検査条件から検査に要する時間を算出する検査時間算出部と、単位時間当たりの異常検知件数を算出する異常検知能力算出部と、規格内の半導体基板の中から全面検査において欠陥の発生が所定の限度を超えて半導体基板面内で偏分布する分布異常を任意の検知率以上で検知できる間引き率を算出する分布異常検知限界間引き率算出部とを具備する欠陥検査装置。   A reticle information database that accumulates reticle information, an inspection result database that accumulates defect inspection results, and a standard calculation unit that calculates an abnormality determination standard that is a threshold for determining that a semiconductor substrate has an abnormal defect from the defect inspection results And a standard abnormality detection number calculation unit that calculates the number of defects with frequent defects exceeding the abnormality determination standard by comparing the calculated abnormality determination standard and the defect inspection result, and an inspection that calculates the time required for inspection from the inspection conditions Time calculation unit, anomaly detection capability calculation unit that calculates the number of anomaly detections per unit time, and the occurrence of defects in the entire surface inspection from within the semiconductor substrate within the standards, uneven distribution in the semiconductor substrate surface A defect inspection apparatus comprising: a distribution abnormality detection limit thinning rate calculation unit that calculates a thinning rate at which a distribution abnormality to be detected can be detected at an arbitrary detection rate or higher. レチクル情報と蓄積された欠陥検査結果とから、単位検査時間当たりの異常検知件数が最大となる検査領域を自動で設定して、検査エリアを決定する検査エリア算出部を具備する請求項1記載の欠陥検査装置。   The inspection area calculation unit according to claim 1, further comprising: an inspection area calculation unit that automatically sets an inspection area that maximizes the number of abnormality detections per unit inspection time based on the reticle information and the accumulated defect inspection results, and determines the inspection area. Defect inspection equipment. 全面検査において欠陥の発生が所定の限度を越えて半導体基板面内で分布する分布異常を任意の検知率以上で検知できる制約を越えた間引き率で検査エリアを決定する検査エリア算出部を具備する請求項2記載の欠陥検査装置。   There is provided an inspection area calculation unit for determining an inspection area at a thinning rate that exceeds a limit that allows detection of a distribution abnormality distributed within the surface of the semiconductor substrate exceeding a predetermined limit in a full-surface inspection at an arbitrary detection rate or higher. The defect inspection apparatus according to claim 2. 欠陥検査装置及び欠陥検査方法から導き出された間引き率で、半導体基板上にパターンを形成するために用いたレチクル内の全チップを網羅するように検査エリアを決定する検査エリア算出部を具備する請求項3記載の欠陥検査装置。   An inspection area calculation unit for determining an inspection area so as to cover all chips in a reticle used for forming a pattern on a semiconductor substrate at a thinning rate derived from a defect inspection apparatus and a defect inspection method. Item 3. The defect inspection apparatus according to Item 3. レチクル情報に基づいて検査対象となる半導体基板から一部の測定領域を間引いた複数種類の間引き検査パターンを作成し、
欠陥検査結果情報に基づいて、個々の間引き検査パターンの欠陥検出数を算出し、全列検査時でも規格外れとなる真NG欠陥の数から全列検査時には規格外れとなる誤NG欠陥の数を差し引いた差分値が大きい欠陥数の閾値もしくは、誤NG欠陥数に対する真NG欠陥数の割合が大きい欠陥数の閾値を、半導体基板の規定外であるとして判定する規定値として設定し、
各間引き検査パターンの規格値の中で、最大の差分値、または誤NG欠陥数に対する真NG欠陥数の割合が大きくなり、かつ間引き率が最も高いものを最適な間引き検査パターンとして設定する欠陥検査方法。
Based on the reticle information, create multiple types of thinned inspection patterns by thinning some measurement areas from the semiconductor substrate to be inspected,
Based on the defect inspection result information, the number of detected defects in each thinned inspection pattern is calculated. From the number of true NG defects that are out of specification even at the time of all row inspection, the number of false NG defects that are out of specification at the time of all row inspection is calculated. A threshold value for the number of defects with a large difference value or a threshold value for the number of defects with a large ratio of the number of true NG defects to the number of erroneous NG defects is set as a specified value for determining that the semiconductor substrate is not specified,
Defect inspection in which the maximum difference value among the standard values of each thinning inspection pattern or the ratio of true NG defects to the number of erroneous NG defects is large and the thinning rate is the highest is set as the optimum thinning inspection pattern Method.
レチクル情報に基づいて検査対象となる半導体基板から一部の測定領域を間引いた複数種類の間引き検査パターンを作成し、
欠陥検査結果情報に基づいて、個々の間引き検査パターンの欠陥検出数を算出し、全列検査時でも規格外れとなる真NG欠陥の数から全列検査時には規格外れとなる誤NG欠陥の数を差し引いた差分値が大きい欠陥数の閾値もしくは、誤NG欠陥数に対する真NG欠陥数の割合が大きい欠陥数の閾値を、半導体基板の規定外であるとして判定する規定値として設定し、
全面検査において欠陥の発生が所定の限度を越えて半導体基板面内で分布する分布異常の状態に基づいて、検知限界間引き率を算出し、
各間引き検査パターンの規格値の中で、最大の差分値、または誤NG欠陥数に対する真NG欠陥数の割合が大きくなり、かつ前記検知限界間引き率以下の間引き率において間引き率が最も高いものを最適な間引き検査パターンとして設定する欠陥検査方法。
Based on the reticle information, create multiple types of thinned inspection patterns by thinning some measurement areas from the semiconductor substrate to be inspected,
Based on the defect inspection result information, the number of detected defects in each thinned inspection pattern is calculated. From the number of true NG defects that are out of specification even at the time of all row inspection, the number of false NG defects that are out of specification at the time of all row inspection is calculated. A threshold value for the number of defects with a large difference value or a threshold value for the number of defects with a large ratio of the number of true NG defects to the number of erroneous NG defects is set as a specified value for determining that the semiconductor substrate is not specified,
Based on the state of distribution abnormality that the occurrence of defects exceeds the predetermined limit and is distributed in the semiconductor substrate surface in the entire inspection, the detection limit decimation rate is calculated,
Among the standard values of each thinning inspection pattern, the maximum difference value or the ratio of the true NG defect number to the number of false NG defects is large, and the thinning rate is the highest thinning rate below the detection limit thinning rate. Defect inspection method set as an optimal thinning inspection pattern.
JP2009162287A 2009-07-09 2009-07-09 Defect inspecting apparatus and defect inspecting method Pending JP2011017609A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009162287A JP2011017609A (en) 2009-07-09 2009-07-09 Defect inspecting apparatus and defect inspecting method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009162287A JP2011017609A (en) 2009-07-09 2009-07-09 Defect inspecting apparatus and defect inspecting method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011017609A true JP2011017609A (en) 2011-01-27

Family

ID=43595515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009162287A Pending JP2011017609A (en) 2009-07-09 2009-07-09 Defect inspecting apparatus and defect inspecting method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011017609A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013140302A1 (en) * 2012-03-19 2013-09-26 Kla-Tencor Corporation Method, computer system and apparatus for recipe generation for automated inspection semiconductor devices
CN117649412A (en) * 2024-01-30 2024-03-05 山东海天七彩建材有限公司 Aluminum material surface quality detection method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013140302A1 (en) * 2012-03-19 2013-09-26 Kla-Tencor Corporation Method, computer system and apparatus for recipe generation for automated inspection semiconductor devices
US9739720B2 (en) 2012-03-19 2017-08-22 Kla-Tencor Corporation Method, computer system and apparatus for recipe generation for automated inspection of semiconductor devices
CN117649412A (en) * 2024-01-30 2024-03-05 山东海天七彩建材有限公司 Aluminum material surface quality detection method
CN117649412B (en) * 2024-01-30 2024-04-09 山东海天七彩建材有限公司 Aluminum material surface quality detection method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101021320B1 (en) System and method for process variation monitor
JP5460662B2 (en) Region determination device, observation device or inspection device, region determination method, and observation method or inspection method using region determination method
JP3848236B2 (en) Defect information detection sensitivity data determination method, defect information detection sensitivity data determination device, defect detection device management method, semiconductor device defect detection method, and semiconductor device defect detection device
US8121395B2 (en) Inspection apparatus and an inspection method for inspecting a circuit pattern
JP5357725B2 (en) Defect inspection method and defect inspection apparatus
KR101372995B1 (en) Defect Inspection Method
JP2003007786A (en) Method and device for inspecting semiconductor substrate
KR101524421B1 (en) Defect observation method and defect observation device
JP2004177397A (en) Method and apparatus for inspecting image defect, and device for inspecting appearance
KR20030086346A (en) Defect inspection efficiency improvement with in-situ statistical analysis of defect data during inspection
US8558999B2 (en) Defect inspection apparatus and method utilizing multiple inspection conditions
CN103646899B (en) Wafer defect detection method
JP5030604B2 (en) Wafer appearance inspection system
JP2009098123A (en) Defect analyzer and defect analyzing method
US20120050729A1 (en) Inspection method and inspection apparatus
JP2011017609A (en) Defect inspecting apparatus and defect inspecting method
JP2006138708A (en) Image flaw inspection method, image flaw inspecting device and visual inspection device
KR20080061938A (en) Method for inspecting process defects on wafer
JP2000223385A (en) Quality control of electronic devices
KR100774826B1 (en) Method for detecting the defect of wafer
KR101304088B1 (en) Defect analyzing method of semiconductor wafer
JP2007165930A (en) Quality control method of electronic device and quality control system of electronic device
KR101297208B1 (en) Defect analyzing method of semiconductor wafer
TWI532979B (en) Prober fault identification method
JP2013140071A (en) Pattern evaluation method and pattern evaluation system