JP2720193B2 - ウエハの異物識別方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はウエハの異物識別方法に関し、詳しくはウ
エハのICペレットに設定され、位置合わせわなどに用い
る特殊なマークに付着している異物を対象とするもので
ある。

［従来の技術］ 半導体製品のICは、第３図（ａ）に示すシリコンなど
のウエハ１を素材としてその表面に多数のICペレット1a
に区分し、各ICペレットに図（ｂ）の配線パターンＣを
形成して製作される。なお、ICペレットには配線パター
ンのほかに、適当な位置に位置合わせなどのために＋マ
ーク、またはバーニャ測距マークＭなどの特殊マークが
書き込まれる。図（ｃ）は測距マークＭの詳細図であ
る。

さて、配線パターンは極めて微細であって、塵埃など
の異物が付着するときは性能が劣化するので、配線パタ
ーンが形成された段階で異物検査が行われる。

第４図（ａ），（ｂ）は従来の異物検出の原理を説明
するもので、ウエハ１に対して、一定の入射角でＳ偏光
ビームを投射する。図（ａ）において、ウエハ１の配線
パターンＣには方向性と断面形状に規則性があるので、
これに投射された偏光ビームの反射または散乱光は、主
として投射ビームと同一のＳ偏光成分よりなり、偏光面
が直角に回転したＰ偏光成分は比較的少ない。これに対
して、図（ｂ）に示す異物Ａは表面がいわばランダムの
角度方向をなすので、偏光面が回転してＰ偏光成分が多
くなる。このように、散乱光の偏光成分が異なることを
利用して、配線パターンと異物を分離して検出すること
ができる。

第４図（ｃ）は、上記の原理を応用した異物検査装置
の光学系の基本構成図を示す。図において、レーザ光源
２よりのＳ偏光ビームがウエハ１に投射され、適当な手
段により表面を走査する。配線パターンまたは異物によ
る散乱光は、集光レンズ３により集光されてハーフミラ
ー４により２分割され、その一方は直進してＳ偏光検光
子5aによりＳ偏光成分が抽出され、パターン検出器6aに
より検出される。また、他方は直角方向に進んでＰ偏光
検光子5bと異物検出器6bによりＰ偏光成分が検出され
る。

以上により、パターン検出器は主としてパターンを、
また異物検出器は主として異物を検出するので、パター
ン検出器に異物の散乱光が、異物検出器にパターンの散
乱光がある程度混入する。そこで、両者の検出電圧の比
較により、いずれかであるかを識別する。

第５図により、異物の識別のための従来の検出電圧の
領域区分および識別方法を説明する。図（ａ）におい
て、異物検出器の検出電圧Ｖを横軸、パターン検出器の
検出電圧ｖを縦軸にとり、電圧Ｖを段階的な複数の電圧
V₁，V₂，V₃，V₄により、電圧区間（０〜V₁），（V₁〜
V₂）……に区分し、原点Ｏの付近をノイズ領域とする。
原点Ｏより適当な傾斜角φの直線Ｌを引き、区間（０〜
V₁）の直線Ｌより上部のある高さ（点線で図示）までを
領域（０）とする。区間（V₁〜V₂）では直線Ｌの下側
，上側を領域とし、以下同様に、各区間の下側を領
域，、また上側を領域，とする。直線Ｌの傾斜
角φを適切とするときは、（０），ではｖ＞Ｖである
のでパターンと判定し、ではＶ＞ｖであるので異物と
判定する。次に、，ではＶ＞ｖにより異物とする
が、これに対する，はｖ＞Ｖであるに拘らずパター
ンと判定せず異物とする。この理由は配線パターンが微
細のために、その散乱光に対する検出電圧は通常、領域
（０）または内に存在して，に存在するこが殆ど
ない。一方、、の検出電圧は、異物が大きいため散
乱光がパターン検出器に混入したものと考えられるから
である。

以上の異物識別方法を表として図（ｂ）に示す。表に
おける○印は異物と判定することを、また×印は異物と
せず、パターンと判定することを示す。表によりはパ
ターン、その他はすべて異物と判定される。

［解決しようとする課題］ さて、ウエハのICペレットには前記した特殊マークが
設定されている。特殊マークは配線パターンに比較して
幅寸法がかなり大きく、従って散乱光が強いので上記し
た従来の方法では、特殊マークと、特殊マークの位置
（その近傍を含む）に存在する異物とを区別することが
困難とされている。また、当初においては特殊マークの
異物は、配線パターンに影響しないとされていたので、
特殊マークの座標位置が予め判明していることを利用
し、検査においてその座標に対する検出データを無効と
する、端的に云えば検査しない方法が行われている。第
５図（ｂ）に示した異物識別表は特殊マークを除外した
他の部分に対してのみ適用されている。しかしながら最
近において、特殊マークおよびその近傍に異物があると
きは、事後の処理過程でこれが配線パターンに悪影響し
てICの品質が低下する恐れがあることが判明した。従っ
て特殊マークの位置に対しても異物検査が必要とされる
に至っている。

この発明は以上に鑑みてなされたもので、第５図
（ｂ）の異物識別表を拡張して特殊マークの位置の異物
に対する検査を可能とする、ウエハの異物識別方法を提
供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明は、ICペレットの配線パターンが形成された
ウエハに対して、一定の入射角でＳ偏光面を有する偏光
ビームを投射し、その散乱光をＳ偏光成分と直角方向の
Ｐ偏光成分に分離して、ウエハに付着した異物を検出す
る異物検査装置における異物識別方法である。マイクロ
プロセッサの制御と処理により、ICペレットに設定され
た特殊マークの座標位置を予めメモリに記憶する。この
座標位置におけるＳ偏光成分とＰ偏光成分の検出電圧に
対して、それぞれ段階を設けて複数の検出領域に区分
し、各検出領域に対して予め設定された特殊マークの座
標位置に対する有効条件または無効条件に従って検出電
圧を有効または無効として、特殊マークの位置に存在す
る異物を識別する。

上記における検出領域の区分は、マイクロプロセッサ
により、信号処理部に対して検出電圧段階に対する基準
電圧を設定して行い、また切り替えスイッチにより、予
め設定された有効条件と無効条件に従って、マイクロプ
ロセッサに対して検出電圧を転送し、または転送を停止
する。

［作用］ 以下において、この発明によるウエハの異物識別方法
を説明する。検出領域の区分は前記の第５図（ａ）で説
明した方法と同様で、これを再起すると、横軸を異物検
出器の電圧Ｖ、縦軸をパターン検出器の電圧ｖとし、Ｖ
をV₁〜V₄の段階で区分する。原点Ｏより傾斜角φの直線
Ｌを引き、直線Ｌの上側を領域（０），，，、下
側を領域，，とする。特殊マークの座標位置（そ
の近傍を含む）に対して適用する。異物判定条件の１例
を第１図の異物識別モード表に示す。表においては、条
件モードは［ａ］，［ｂ］，［ｃ］および［ｄ］の４種
類とし、特殊マークの大きさなどに応じて適切に選択す
る。モード［ａ］においては、すべての領域（ただしノ
イズ領域を除く）の検出電圧が有効、すなわち異物によ
ると判定される。モード［ｂ］は、との検出電圧を
無効とする、すなわち小さい異物はウエハの処理上悪影
響がないとして無視する。なお、［ａ］，［ｂ］の場合
は、特殊マークの近傍に存在する異物に対しては正当で
あるが、特殊マーク自体の検出電圧が，にある場合
も区別なく異物とみなされ最大限の安全側のモードであ
る。これに付して、モード［ｃ］，［ｄ］は［ａ］，
［ｂ］に対して，を無効と判定して異物とみなさな
い、すなわち特殊マークとするものである。

以上は電圧Ｖの区分を４種類とした識別モードの１例
であって、実際においては検査データなどにより適切な
区分電圧と識別モードを定めることが必要である。

以上により、ICペレットに設定されている特殊マーク
の位置に存在する異物が、概ね識別されるものである。

［実施例］ 第２図は、この発明によるウエハの異物識別方法を適
用した異物検査装置の実施例における概略のブロック構
成図である。マイクロプロセッサ９の制御により、入・
出力部11より、号処理部７に対して区分電圧V₁〜R₄が与
えられ、メモリ10には、前記第１図の表を例とした各検
出領域に対する有効条件と無効条件、および特殊マーク
の座標が記憶される。ここで、区分電圧および有効また
は無効条件は、実験データなどにより適切に定めるもの
とする。

異物検査の実行においては、パターン検出器6aと異物
検出器6bの検出電圧が、信号処理部７に入力して相当す
る検出領域に区分される。特殊マーク以外の位置に対し
ては従来と同様の識別条件により異物が識別されるが、
特殊マークの座標位置に対しては、メモリに記憶されて
いる条件がスイッチ８に設定され、有効条件にある検出
電圧がマイクロプロセッサ９に転送され、無効条件のと
きは転送されない。なお、上記の実施例は、スイッチ８
をハード回路により構成したものであるが、これをマイ
クロプロセッサ９のプログラムにより行うことも差し支
えない。

［発明の効果］ 以上の説明により明らかなように、この発明による異
物識別方法においては、従来の異物識別条件を拡張し
て、特殊マークの位置における検出電圧に適用すること
により、その位置に存在する異物を概ね検出するもの
で、識別条件を実際のデータに基づいて適切に設定する
ことにより、従来無視されていた特殊マークおよびその
近傍に付着した異物が検査できる効果には大きいものが
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発意によるウエハの異物識別方法に対す
る異物識別モード表を示す図、第２図は、この発明によ
りウエハの異物識別方法を異物検査装置に適用した実施
例のブロック構成図、第３図（ａ），（ｂ）および
（ｃ）は、シリコンなどのウエハ、ICペレットおよび特
殊マークの説明図、第４図は、この発明によるウエハの
異物識別方法を適用する異物検査装置の原理の説明図と
光学系の基本構成図、第５図（ａ）および（ｂ）は、異
物検査装置における従来の異物識別方法の説明図であ
る。 １…ウエハ、1a…ICペレット、２…レーザ光源、３…集
光レンズ、４…ハーフミラー、5a…Ｓ偏光検光子、5b…
Ｐ偏光検光子、6a…パターン検出器、6b…異物検出器、
７…信号処理部、８…スイッチ、９…マイクロプロセッ
サ、10…メモリ、11…入・出力部。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面にICペレットの配線パターンを形成し
   たウエハに対して、一定の入射角でＳ偏光面を有する偏
   光ビームを投射し、該偏光ビームの散乱光を、Ｓ偏光成
   分と、該Ｓ偏光面に対して直角方向のＰ偏光成分とに分
   離して、上記ウエハに付着した異物を検出する異物検査
   装置において、マイクロプロセッサの制御と処理によ
   り、上記ICペレットに設定された特殊マークの座標位置
   を予めメモリに記憶し、該座標位置における上記Ｓ偏光
   成分の検出電圧とＰ偏光成分の検出電圧に対して、それ
   ぞれ段階を設けて複数の検出領域に区分し、該各検出領
   域に対して予め設定された上記座標位置に対する有効条
   件または無効条件に従って上記検出電圧を有効または無
   効として、上記特殊マークの位置に存在する異物を識別
   することを特徴とする、ウエハの異物識別方法。
2. 【請求項２】上記マイクロプロセッサにより、信号処理
   部に対して上記各電圧段階に対応する基準電圧を設定し
   て上記検出領域の区分を行い、かつ、上記有効条件また
   は無効条件に従って、スイッチの切り替えにより上記マ
   イクロプロセッサに対して上記検出電圧を転送し、また
   は転送を停止する、請求項１記載のウエハ異物識別方
   法。