JP2735217B2 - 表面欠陥検査装置 - Google Patents

表面欠陥検査装置

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JP2735217B2
JP2735217B2 JP63076947A JP7694788A JP2735217B2 JP 2735217 B2 JP2735217 B2 JP 2735217B2 JP 63076947 A JP63076947 A JP 63076947A JP 7694788 A JP7694788 A JP 7694788A JP 2735217 B2 JP2735217 B2 JP 2735217B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は例えば半導体ウェハ(以下、単にウェハと略
称する)表面に形成されるレジストの欠陥検査に最適な
表面欠陥検査装置に関する。
(従来の技術) 集積回路を製造する工程において、フォトエッチング
工程(PEP工程)があるが、この工程においては特にウ
ェハ表面に形成されるレジストの状態、例えばレジスト
の膜厚等を検査することが重要である。第7図は、かか
る検査の方法を示す図である。すなわち第7図におい
て、作業員Aはバキュームピンセット1を使用してウェ
ハ2を吸着し、この状態でウェハ2をタングステンラン
プ3のスポット光が照射される位置に搬送する。そし
て、作業員Aはスポット光の照射されたウェハ2からの
反射散乱光の強度を目視により確認することによって、
レジストに欠陥があるか否かを検査する。
ところが、このような検査方法では、ウェハ2の表面
における露光のフォーカスずれや溶液の残りの付着等の
欠陥を検出することが難しく、これを見逃すことが多
い。また、各作業員によって検査精度にバラツキを生じ
る問題がある。さらに、検査は一枚のウェハ2に対して
PEP工程中に通常10〜15回程度行なう必要があり、検査
の際に作業員によるゴミが発生するという問題がある。
さらにまた、ウェハに対して均一に照明すること、すな
わち照明ムラを無くすることが困難であり、そのために
特別な照明装置を用いなければならない。
(発明が解決しようとする課題) 以上のように、従来では欠陥を見落としたり、検査精
度にバラツキが生じるばかりでなく、ゴミが発生した
り、照明ムラが発生するという問題があった。
本発明の目的は、被検査体の欠陥を精度よくかつ検査
精度にバラツキを生じることなくしかもゴミあるいは照
明ムラを発生することなく検査することが可能な表面欠
陥検査装置を提供することにある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、ステッパ露光のワンショットによるパター
ンが周期的に形成された被検査体に対して光源から所定
角度で光を照射し、被検査体からの反射散乱光により被
検査体の表面欠陥検査を行う表面欠陥検査装置におい
て、 被検査体をXY移動テーブル上に載置して、ステッパ露
光でのワンショットの周期パターンに同期するように被
検査体を移動させ、 ステッパ露光のワンショットで露光される領域相当の
大きさの撮像領域を持ち、被検査体からの反射散乱光を
撮像する撮像装置と、 この撮像装置からの画像信号を受けてステッパ露光の
ワンショットで露光される一領域での画像データと他領
域での画像データとを比較し、この両画像データの差か
ら被検査体の欠陥を検査する検査手段と、 を備えた表面欠陥検査装置である。
(作用) 従って、本発明では以上のような手段を備えたことに
より、被検査体からの反射散乱光を撮像装置により撮像
し、この撮像装置からの画像信号を受けて検査手段は、
ステッパ露光のワンショットで露光される一領域での画
像データと他領域での画像データとを比較し、この両画
像データの差から被検査体の欠陥検査が行なわれる。そ
して、この画像データを取込む際には、ステッパ露光で
のワンショットの周期パターンに同期するように被検査
体を移動させることにより、各画像の被検査体上のパタ
ーンはワンショットに同期した相対位置にあり、ステッ
パ露光でのワンショットのパターンに含まれる周期的な
位置合わせパターン、および照明のムラを取除くことが
可能となる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明
する。
第1図は、本発明による表面欠陥検査装置の構成図で
ある。第1図において、一様なパターンが形成された被
検査体であるウェハ2は、移動機構を構成するXY移動テ
ーブル10上に載置されている。このXY移動テーブル10
は、X軸テーブル11およびY軸テーブル12を有し、それ
ぞれX軸モータ13,Y軸モータ14によって、ステッパ露光
でのワンショットの周期パターンに同期して移動するよ
うになっている。
一方、ウェハ2の上方には光源としてのタングステン
ランプ15が配置され、このタングステンランプ15から光
がウェハ2の面に対して所定角度で照射されるようにな
っている。また、ウェハ2の上方には、ステッパ露光で
のワンショトで露光される領域相当の大きさの撮像領域
を持った撮像装置16が配置され、この撮像装置16によっ
てウェハ2の所定領域を撮像するようになっている。そ
して、この撮像装置16から出力される画像信号は、検査
手段としての画像処理装置17に与えられるようになって
いる。
この画像処理装置17は、ステッパ露光でのワンショッ
トで露光される一領域での画像データと他領域での画像
データとを比較し、この両画像データの差からウェハ2
のレジストにおける欠陥の有無を判断する機能を有する
ものである。具体的には、撮像装置16からの画像信号を
デジタル化するA/D(アナログ/デジタル)変換器18が
備えられ、このA/D(アナログ/デジタル)変換器18で
デジタル化された後に、画像データとして画像メモリ19
に記憶されるようになっている。また、比較部20は、画
像メモリ19に記憶されている各領域での画像データを比
較して両画像データの差をとり、一画像部分を除去して
残った画像部分から欠陥を判断する機能を有するもので
ある。さらに、画像処理制御部21は、画像メモリ19およ
び比較部20間における画像データの受渡しを行なって画
像処理を制御する機能を有し、かつI/O(インプット/
アウトプット)ポート22を通して取込まれるホストコン
ピュータ23からの指令を受けて画像処理を実行させる機
能を有するものである。さらに、ホストコンピュータ23
は、画像処理装置17に画像処理指令を発すると共に、テ
ーブル制御部24に移動指令を発してウェハ2の撮像領域
を変更させる機能を有するものである。
次に、以上の如く構成された表面欠陥検査装置の作用
について説明する。
ウェハ2がXY移動テーブル10上に載置されると、ホス
トコンピュータ23から移動指令がテーブル制御部24に発
せられる。この移動指令は、撮像装置16の撮像領域Qが
ウェハ2の一部にセットする内容となっている。テーブ
ル制御部24は、移動指令の内容に応じてX軸モータ13,Y
軸モータ14を駆動させ、これにより撮像装置16の撮像領
域Qが第2図に示すようにウェハ2の該当部にセットさ
れる。この時、タングステンランプ15は点灯して、光を
ウェハ2の面に対して所定角度で照射している。これに
より、ウェハ2から反射散乱光が生じる。この状態で、
撮像装置16はウェハ2からの反射散乱光を撮像してその
画像信号を出力する。この画像信号は、画像処理装置17
のA/D変換器18によりデジタル化されて、第3図に示す
ような画像データとして画像メモリ19に記憶される。こ
のように画像データが記憶されると、画像処理制御部21
はこの旨をI/Oポート22を通してホストコンピュータ23
に与える。
この画像処理制御部21からの画像データ記憶の旨を受
けると、ホストコンピュータ23はテーブル制御部24に対
して、ステッパ露光でのワンショットの周期パターンに
同期して移動指令を発する。この移動指令は、撮像装置
16の撮像領域が第2図に示すように撮像領域R1となる内
容となっている。この移動指令によってウェハ2は移動
され、しかして撮像装置16は撮像領域R1を撮像してその
画像信号を出力する。そうして、この撮像領域R1の第4
図に示すような画像データが画像メモリ19に記憶され
る。
さて、このとき画像処理制御部21は、画像メモリ19に
記憶された第3図および第4図に示す各画像データを読
み出して比較部20へ渡す。この比較部20は、これらの画
像データを受けて両者の差をとり、各画像データから同
一パターン部分の画像部分を相殺する(各画像データの
ウェハ2上のパターンは、ステッパ露光でのワンショッ
トに同期した相対位置にある)。すなわち、同一濃淡レ
ベルとなっている部分、つまりウェハ2の同一パターン
部分やダンシングラインdが相殺される。この結果、第
5図に示すような画像データが得られる。ここで、もし
撮像領域R1においてウェハ2に欠陥を示す部分Gが存在
すれば、この部分Gのみが除去されずに残る。しかし
て、比較部20はこの部分Gを欠陥として明瞭に判断し、
その旨Eを外部の報知手段へ送出する。
次に、ホストコンピュータ23は再びテーブル制御部24
に対して、ステッパ露光でのワンショットの周期パター
ンに同期して移動指令を発する。この移動指令は、撮像
装置16の撮像領域が第2図に示すように撮像領域R2とな
る内容となっている。この移動指令によってウェハ2は
移動され、しかして撮像装置16は撮像領域R2を撮像して
その画像信号を出力する。そうして、この撮像領域R2の
画像データが画像メモリ19に記憶される。そして、画像
処理制御部21は、画像メモリ19に記憶された各画像デー
タ、ここではウェハ2の撮像領域Qの画像データと撮像
領域R2の画像データとを読み出して比較部20へ渡す。こ
の比較部20は、これらの画像データを受けて両者の差を
とり、各画像データから同一パターン部分の画像部分を
相殺する。そうして、もし撮像領域R2においてウェハ2
に欠陥を示す部分が存在すれば、この部分のみが除去さ
れずに残り、しかして比較部20はこの部分を欠陥として
明瞭に判断し、その旨Eを外部の報知手段へ送出する。
なお、第6図はステッパ露光の一例を示すもので、同
図(a)の斜線部分がステッパ露光のワンショットで露
光される部分であり、同図(b)で示すように複数個の
チップが含まれている。
このように、ウェハ2の一部分における画像データと
ウェハ2の他の部分における画像データとを比較して両
者の差をとることにより、その残った画像データ部分か
ら欠陥が判断される。またこの場合、ステッパ露光での
ワンショットの周期で両画像データの差を求めることに
より、ステッパ露光でのワンショットのパターンに含ま
れる周期的な位置合わせパターン、および照明のムラを
取除くことができる。ワンショット内にある周期的パタ
ーンは、ウェハ2のチップの周期パターンとは一致しな
い。これは、照明ムラはタングステンランプ15とウェハ
2および撮像装置16の相対位置が一致する場合は、常に
同じとなることがその理由である。すなわち、両画像デ
ータの差を求めるときに、それぞれの画像データに含ま
れるワンショットの周期パターンおよび照明ムラは、ウ
ェハ2上のパターンと同様に相殺される。
上述したように、本実施例の表面欠陥検査装置におい
ては、ステッパ露光でのワンショットで露光される領域
相当の撮像領域を持つ撮像装置16により、ウェハ2から
の反射散乱光を撮像し、このときXY移動テーブル10によ
ってウェハ2を、ステッパ露光でのワンショット周期パ
ターンに同期して移動させて撮像領域を変更し、このと
きの各領域での画像データを比較してその両者の差をと
り、この差の画像データからウェハ2の欠陥を検査する
ようにしたので、ウェハ2におけるステッパ露光のワン
ショットで露光される領域、すなわち複数のチップの含
まれる領域において、欠陥を示す部分のみが残って容易
にかつ明瞭に欠陥を判断することができ、これにより目
視では検査できなかった露光のフォーカスずれや液体の
残り等を、検査精度にバラツキを生じることなく確実に
検出することが可能となる。また、タングステンランプ
15のウェハ2面への光の照射にムラがあっても、ステッ
パ露光でのワンショット周期パターンに同期するように
ウェハ2を移動させているため、撮像するときの各撮像
領域Q,R1,R2,……における照射ムラが無くなり、従って
タングステンランプ15の照射にムラがかなりあっても、
その影響を受けずに正確に欠陥のみを検出することが可
能となる。さらに、検査は従来のような作業員による目
視観察でないため、検査の際にゴミが発生するというよ
うなことが無くなる。
尚、本発明は上記実施例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に変形して実施するこ
とができるものである。
例えば、比較部20で比較する各画像データの一方をウ
エハ2の撮像領域Qの画像データと限定せずに、他の領
域の画像データを用いたり、あるいはその都度前回記憶
した画像データを読み出して比較するようにしてもよ
い。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、ステッパ露光の
ワンショットで露光される複数のチップの含まれる領域
毎に検査することにより、被検査体の欠陥を精度高くか
つ検査精度にバラツキを生じることなくしかもゴミ或い
は照明ムラを発生することなく検査することが可能な表
面欠陥検査装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による表面欠陥検査装置の一実施例を示
す構成図、第2図乃至第6図は同実施例における作用を
説明するための図、第7図は従来技術を説明するための
図である。 2……ウェハ、10……XY移動テーブル、11……X軸テー
ブル、12……Y軸テーブル、13……X軸モータ、14……
Y軸モータ、15……タングステンランプ、16……撮像装
置、17……画像処理装置、19……画像メモリ、20……比
較部、21……画像処理制御部、23……ホストコンピュー
タ、24……テーブル制御部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−58138(JP,A) 特開 昭60−61604(JP,A) 特開 昭58−145139(JP,A) 特開 昭54−113262(JP,A) 特開 昭60−100428(JP,A) 特開 昭61−116357(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ステッパ露光のワンショットによるパター
    ンが周期的に形成された被検査体に対して光源から所定
    角度で光を照射し、前記被検査体からの反射散乱光によ
    り前記被検査体の表面欠陥検査を行う表面欠陥検査装置
    において、 前記被検査体をXY移動テーブル上に載置して、前記ステ
    ッパ露光でのワンショットの周期パターンに同期するよ
    うに前記被検査体を移動させ、 前記ステッパ露光のワンショットで露光される領域相当
    の大きさの撮像領域を持ち、前記被検査体からの反射散
    乱光を撮像する撮像装置と、 この撮像装置からの画像信号を受けて前記ステッパ露光
    のワンショットで露光される一領域での画像データと他
    領域での画像データとを比較し、この両画像データの差
    から前記被検査体の欠陥を検査する検査手段と、 を備えて成ることを特徴とする表面欠陥検査装置。
JP63076947A 1988-03-30 1988-03-30 表面欠陥検査装置 Expired - Fee Related JP2735217B2 (ja)

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