JP2991204B2 - 検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検査装置に関し、
特に、同一の被検査物に対して異なる検査装置を用いて
複数種の検査を一貫して行う場合に有効な技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、半導体基板に周知のフォトリ
ソグラフィ技術などによって回路パターンを転写・形成
する半導体集積回路装置の製造プロセスなどにおいて
は、製造過程で半導体基板に付着する異物が製品不良発
生の大きな原因となる。

【０００３】このため、製造工程の各段階において半導
体基板における異物の有無を調べたり、検出された異物
の成分などをさらに詳細に分析して、当該異物の発生原
因を特定し、それに基づいて異物の適切な低減対策を講
ずることが不可欠となる。

【０００４】従来における、このような検査装置につい
ては、たとえば日立評論社、昭和６１年９月２５日発行
「日立評論ＶＯＬ６８，Ｎｏ．９（１９８６−９）」Ｐ
４３〜Ｐ４８、および株式会社工業調査会、昭和６２年
１１月２０日発行、「電子材料」１９８７年３月号、Ｐ
１３５〜Ｐ１４０、などの文献において論ぜられてい
る。

【０００５】たとえば、異物の付着の有無を調べる異物
検査装置としては、半導体基板の表面にレーザ光を照射
し、異物による散乱光を検出して異物の存在を知るよう
にしたものがある。

【０００６】また、異物の成分などの特性を調べる検査
装置としては、たとえば、光学顕微鏡の光学系に、目的
の物資に特有の励起光を照射する落射照明や波長選択フ
ィルタなどを付加して、有機物に特有の蛍光を観察し、
異物の成分などを調べるようにしたものがある。

【０００７】さらに、電子ビームまたはイオンビームな
どを対象物に照射し、当該対象物から発生する二次電子
やイオン、さらにはＸ線などを検出することにより、対
象物の表面状態や成分などを精密に検査するものがあ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
技術に示される検査装置においては、個々の検査装置が
独自の検査方法、試料台、ソフトウェアなどを備えてい
るものの、異なる検査を行う複数の検査装置間における
検査結果の互換性についての配慮がなされていないとい
う問題がある。

【０００９】たとえば、ある検査装置Ａにおいて半導体
基板における異物の有無を検査した後、検出された異物
について他の検査装置Ｂによって成分などを調べようと
する場合、検査装置Ａから検出される異物について他の
検査装置Ｂによって成分などを調べようとする場合、検
査装置Ａから出力される異物の付着位置などの検査結果
が当該検査装置Ａに固有の座標系で表現されているた
め、他の検査装置Ｂでは利用することができず、目的の
異物の付着位置を検査装置Ｂの検査系の視野や検査領域
に迅速に設定することが困難になる。

【００１０】特に、精密な検査を行う装置ほど、検査領
域や視野は狭くなり、半導体集積回路装置の高密度化に
よってより詳細に異物をより高精度に検査・分析するこ
とが要請されつつある近年の半導体集積回路装置の製造
分野では、個々の検査装置において検査部位の探索に一
層手間取ることが懸念される。

【００１１】そこで、本発明の目的は、複数の検査装置
による同一の被検査物に対する種々の検査の検査結果に
互換性を持たせて、被検査物に対する複数種の検査を効
率良く遂行することが可能な検査方法を提供することに
ある。

【００１２】本発明の他の目的は、他の検査装置との間
で授受される検査結果に互換性をもたせて、目的の検査
を効率良く遂行することが可能な検査装置を提供するに
ある。

【００１３】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１４】

【課題を解決するための手段】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、
下記のとおりである。

【００１５】すなわち、本発明になる検査方法は、同一
の検査物に対して、複数の検査装置を用いて複数種の検
査を行う検査方法であって、複数の当該検査装置の間に
おける被検査物の検査結果の位置情報の授受を、当該被
検査物に固有の座標系を用いて行うようにしたものであ
る。

【００１６】また、本発明になる検査装置は、検査系に
被検査物の目的の検査部位を位置決めして所望の検査を
行う検査装置であって、当該検査装置に固有な第１の座
標系と、被検査物に固有な第２の座標系との間の座標変
換を行う手段を備え、他の検査装置における被検査物の
検査結果の位置情報の入力および当該検査装置における
検査結果の位置情報の出力の少なくとも一方を被検査物
に固有の第２の座標系を用いて行うようにしたものであ
る。

【００１７】上記した本発明の検査方法によれば、たと
えば、被検査物に対する異物の付着位置や欠陥位置など
の検査結果を当該被検査物に固有の座標系に関して記録
することにより、たとえば、ある検査装置Ａで異物の付
着位置を特定した後、別の検査装置Ｂにおいて当該異物
の詳細な成分検査などを行うべく、目的の異物の付着位
置を分析検査系の視野内などに位置決めする際に、それ
以前の検査装置Ａにおいて記録された異物の位置情報を
利用することで、無駄な探索動作などを行うことなく、
目的の検査部位を特定でき、被検査物に対する複数の検
査装置による複数種の検査を効率良く遂行することが可
能となる。

【００１８】また、上記した本発明の検査装置によれ
ば、たとえば、被検査物に対する異物の付着位置や欠陥
位置などの検査結果を、当該検査装置に固有の第１の座
標系から当該被検査物に固有の第２の座標系に変換して
記録することにより、たとえば、ある検査装置Ａで異物
の付着位置を特定した後、別の検査装置Ｂにおいて当該
異物の詳細な成分検査などを行うべく、目的の異物の付
着位置を分析検査系の視野内などに位置決めする際に、
それ以前の検査装置Ａにおいて記録された異物の第２の
座標系に関する位置情報を、当該検査装置に固有の第１
の座標系に変換して利用することで、無駄な探索動作な
どを行うことなく、目的の検査部位を特定でき、被検査
物に対する目的の検査を効率良く遂行することができ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本実施例の検査方法および
装置の一例について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。

【００２０】図１は、本発明の一実施例である検査装置
の構成の一例を示す略斜視図である。

【００２１】本実施例では、検査方法および装置の一例
として、半導体集積回路装置の製造プロセスにおける半
導体基板に対して、検査装置Ａによる異物検査と、当該
異物検査によって検出された異物の検査装置Ｂによる成
分分析とを行う場合について説明する。

【００２２】検査装置Ａは、水平面内における平行移動
および回転移動などが自在な試料台１を備えており、半
導体基板２が着脱自在に固定されている。

【００２３】試料台１の側方には、当該試料台１に載置
された半導体基板２に対して所望の角度でＳまたはＰ偏
光のレーザビーム３ａを照射する複数の光源３が配置さ
れている。

【００２４】試料台１の直上方には、前記レーザビーム
３ａの照射に際して半導体基板２の表面に付着した異物
２００などから発生する散乱光や反射光などの一部を捕
捉するレンズ群からなる光学系４と、この光学系４の焦
点位置に設けられた光検出器５とが光軸を同じくして設
けられたおり、たとえば、半導体基板２の下地部分と異
物２００とにおけるＳまたはＰ偏光の反射や散乱の程度
の差異を検出し、光検出器５に接続された判定回路６に
よって所定のしきい値と比較することなどにより、半導
体基板２における異物２００の有無を判定する構造とな
っている。

【００２５】また、前記試料台１の動作は、試料台制御
部７によって行われ、当該試料台制御部７は試料台１の
前記光学系４の光軸に対する位置情報などを、試料台１
などに関する固有の試料台座標系α（第１の座標系）に
基づいて把握している。

【００２６】判定回路６には、座標変換部８が接続され
ており、この座標変換部８は、判定回路６において異物
２００の検出が確認された時点で、試料台制御部７から
得られる試料台座標系αに関する当該異物の位置を座標
（Ｘａ，Ｙａ）として記録する動作を行っている。

【００２７】さらに、この場合、座標変換部８は、前述
のようにして得られた異物２００の付着位置の座標（Ｘ
ａ，Ｙａ）をたとえば、半導体基板２の外周の一部を切
り落として形成されたいわゆるオリエンテーション・フ
ラット２ａに平行に規則的に配列形成された複数の素子
形成領域２ｂの最外周の直交する２辺などを座標軸と
し、当該半導体基板２に固有の基板座標系β（第２の座
標系）に関する座標（Ｘｗ，Ｙｗ）に変換する動作を行
うように構成されている。

【００２８】座標変換部８には、たとえば、フロッピー
ディスク，ＩＣカードなどの可搬性記憶媒体Ｍを駆動し
て、変換後の前記座標（Ｘｗ，Ｙｗ）などのデータを当
該可搬性記憶媒体Ｍに記録したり、外部の他の検査装置
との間で周知のデータ通信などによってデータの授受を
行うデータ入出力部９が接続されている。

【００２９】一方、検査装置Ｂは、水平面内において移
動自在にされ、半導体基板２が着脱自在に載置される試
料台１０と、試料台１０に載置された半導体基板２に対
して電子線１１ａを照射する電子光学系１１と、半導体
基板２の電子線１１ａの照射部位から発生するＸ線１１
ｂや二次電子などを検出する検出器１２と、この検出器
１２によって検出されたＸ線１１ｂの検出信号に所定の
演算処理を施した処理結果を表示するモニタ１３などを
備えている。

【００３０】なお、試料台１０および電子光学系１１、
検出器１２などは、所望の真空度に排気された図示しな
い真空容器の内部に収容されている。

【００３１】そして、Ｘ線１１ｂの検出信号を、たとえ
ば横軸に波長、縦軸に検出レベルをとって表示すること
により、特定の物質に固有の波長のＸ線１１ｂの検出レ
ベルから、半導体基板２の電子線１１ａの照射部位に存
在する物質の種類や量などを把握するものである。

【００３２】試料台１０の動作は、試料台制御部１４に
よって、当該試料台１０に固有の試料台座標系γ（第１
の座標系）に基づいて移動や位置決め動作が制御されて
いる。

【００３３】試料台制御部１４には、座標変換部１５を
介してデータ入出力部１６が接続されている。

【００３４】そして、他の検査装置Ａなどから可搬性記
憶媒体Ｍや図示しない通信回線などによって、データ入
出力部１６に入力される半導体基板２に固有の基板座標
系βに関して記録された、半導体基板２に付着した異物
２００の座標（Ｘｗ，Ｙｗ）を、座標変換部１５が、当
該検査装置Ｂに固有の試料台座標系γに関する座標（Ｘ
ｂ，Ｙｂ）に変換して試料台制御部１４に与えることに
より、それ以前の検査装置Ａにおける異物検査などによ
って判明している半導体基板２における異物２００付着
位置を、電子光学系１１の光軸上に位置決めする動作が
迅速かつ的確に行われるものである。

【００３５】以下、本実施例の作用について説明する。

【００３６】まず、検査装置Ａにおいては、試料台１に
載置された半導体基板２の検査に先立って、当該半導体
基板２に規則的に形成されている素子形成領域２ｂの最
外周部の互いに直交する２辺の光学的に探索するか、ま
たは半導体基板２のオリエンテーション・フラット２ａ
の試料台に対する装着位置の関係などから、試料台座標
系αと、半導体基板２に固有な基板座標系βとの換算式
を確定しておく。

【００３７】その後、試料台制御部７によって、試料台
１を適宜移動させることにより、レーザビーム３ａによ
って、半導体基板２の表面を全域にわたって相対的に走
査し、前述のような方法で、判定回路６によって異物２
００の有無を判定し、異物２００が検出された時点での
試料台１の座標、すなわち異物２００の半導体基板２に
おける付着位置の座標（Ｘａ，Ｙａ）を座標変換部８が
記録する。

【００３８】そして、当該半導体基板２に関する検査終
了後、座標変換部８は、検出された異物２００の半導体
基板２における付着位置の座標（Ｘａ，Ｙａ）を、前記
の換算式などに基づいて、半導体基板２に固有の基板座
標系βに関する座標（Ｘｗ，Ｙｗ）に変換し、当該半導
体基板２の識別情報などとともに可搬性記憶媒体Ｍに記
録する。

【００３９】一方、検査装置Ｂの側では、検査装置Ａの
側から到来する半導体基板２を試料台１０に載置すると
ともに、データ入出力部１６に、当該半導体基板２とと
もに到来する可搬性記憶媒体Ｍを装填する。

【００４０】そして、検査に先立って、たとえば検出器
１２によって検出される二次電子画像などによって、当
該半導体基板２の基板座標系βとの位置関係が予め知ら
れている図示しない位置合わせマークなどを探索するこ
となどによって、試料台座標系γと、半導体基板２に固
有な基板座標系βとの換算式を確定する。

【００４１】その後、データ入出力部１６に装填された
可搬性記憶媒体Ｍから読み出される、異物２００の当該
半導体基板２に対する付着位置を示す基板座標系βに関
する座標（Ｘｗ，Ｙｗ）を前記換算式によって試料台１
０に固有の座標系γの座標（Ｘｂ，Ｙｂ）に換算し、得
られた当該座標（Ｘｂ，Ｙｂ）を試料台制御部１４に与
えることによって、無駄な探索動作などを行うことな
く、半導体基板２の異物２００の付着部位を電子光学系
１１の光軸の直下に迅速かつ的確に位置決めする。

【００４２】その後、こうして位置決めされた異物２０
０に対して電子線１１ａを照射し、当該異物２００から
発生するＸ線１１ｂを検出器１２によって検出し、たと
えばＸ線１１ｂの波長と検出レベルとの関係をモニタ１
３に表示することにより、個々の物質に特有なＸ線の波
長と検出レベルとから異物２００を構成する物資の種類
や量などを知る。

【００４３】このような、半導体基板２に固有の基板座
標系βを媒介として、当該半導体基板２に関する検査結
果を授受することは、検査装置Ａと検査装置Ｂとの間に
限らず、たとえば図２に示されるように、固有の座標系
δを持つ検査装置Ｃや、固有の座標系εを持つ検査装置
Ｄなどの相互間においても同様に可能であることは言う
までもない。

【００４４】すなわち、個々の検査装置は他の多数の検
査装置に固有の座標系をなんら意識する必要がないの
で、種々の検査を行う検査装置の組み合わせの自由度が
非常に大きくなる。

【００４５】以上説明したように、本実施例の検査技術
によれば、複数の検査装置Ａ〜Ｄの間で、半導体基板２
に固有な共通の基板座標系βを媒介として検査結果を授
受するので、たとえば、ある検査装置で得られた目的の
検査部位の位置情報などを、他の検査装置において有効
に利用することが可能となり、無駄な探索操作などを行
うことなく、目的の検査部位の特定などに要する時間を
短縮することができる。

【００４６】これにより、半導体基板２などに対する異
物検査や、当該異物の成分分析などの複数種の検査を効
率良く遂行することができる。

【００４７】この結果、半導体集積回路装置の製造プロ
セスの評価を迅速に行うことができ、半導体集積回路装
置の製造工程における生産性が向上する。

【００４８】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。

【００４９】たとえば、被検査物および検査装置は、前
記実施例に例示したものに限定されない。

【００５０】

【発明の効果】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。

【００５１】すなわち、本発明になる検査方法によれ
ば、同一の被検査物に対して、複数の検査装置を用いて
複数種の検査を行う検査方法であって、複数の当該検査
装置の間における前記被検査物の検査結果の位置情報の
授受を、当該被検査物に固有の座標系を用いて行うの
で、たとえば、被検査物に対する異物の付着位置や欠陥
位置などの検査結果を当該被検査物に固有の座標系に関
して記録することにより、たとえば、ある検査装置Ａで
異物の付着位置を特定した後、別の検査装置Ｂにおいて
当該異物の詳細な成分検査などを行うべく、目的の異物
の付着位置を分析検査系の視野内などに位置決めする際
に、それ以前の検査装置Ａにおいて記録された異物の位
置情報を利用することで、無駄な探索動作などを行うこ
となく、目的の検査部位を特定でき、被検査物に対する
複数の検査装置による複数種の検査を効率良く遂行する
ことが可能となる。

【００５２】また、本発明になる検査装置によれば、検
査系に被検査物の目的の検査部位を位置決めして所望の
検査を行う検査装置であって、当該検査装置に固有な第
１の座標系と、前記被検査物に固有な第２の座標系との
間の座標変換を行う手段を備え、他の検査装置における
前記被検査物の検査結果の位置情報の入力および当該検
査装置における検査結果の位置情報の出力の少なくとも
一方を、前記被検査物に固有の第２の座標系を用いて行
うようにしたので、たとえば、被検査物に対する異物の
付着位置や欠陥位置などの検査結果を、当該検査装置に
固有の第１の座標系から当該被検査物に固有の第２の座
標系に変換して記録することにより、たとえば、ある検
査装置Ａで異物の付着位置を特定した後、別の検査装置
Ｂにおいて当該異物の詳細な成分検査などを行うべく、
目的の異物の付着位置を分析検査系の視野内などに位置
決めする際に、それ以前の検査装置Ａにおいて記録され
た異物の第２の座標系に関する位置情報を、当該検査装
置に固有の第１の座標系に変換して利用することで、無
駄な探索動作などを行うことなく、目的の検査部位を特
定でき、被検査物に対する目的の検査を効率良く遂行す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である検査装置の構成の一例
を示す略斜視図。

【図２】複数の検査装置の間における検査結果の共有過
程の一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１…試料台、２…半導体基板（被検査物）、２ａ…オリ
エンテーション・フラット、２ｂ…素子形成領域、３…
光源、３ａ…レーザビーム、４…光学系（検査系）、５
…光検出器、６…判定回路、７…試料台制御部、８…座
標変換部、９…データ入出力部、１０…試料台、１１…
電子光学系（検査系）、１１ａ…電子線、１１ｂ…Ｘ
線、１２…検出器、１３…モニタ、１４…試料台制御
部、１５…座標変換部、１６…データ入出力部、２００
…異物、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…検査装置、Ｍ…可搬性記憶媒
体、α，γ，δ，ε…個々の検査装置に固有の座標系
（第１の座標系）、β…基板座標系（第２の座標系）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の検査装置の試料台に載置された被検
   査物に固有な座標系と該第１の検査装置に固有な座標系
   との位置関係に基づいて、前記被検査物に固有な座標系
   によって表わされた第２の検査装置において検査された
   前記被検査物の検査結果の座標を前記第１の検査装置に
   固有な座標系に座標変換する手段と、 前記第１の検査装置に固有な座標系に座標変換された前
   記被検査物の検査結果の座標に基づいて、前記被検査物
   を載置した第１の検査装置の試料台の位置を制御する手
   段と、 前記被検査物の検査対象部位に電子線、またはイオンビ
   ームを照射する手段とを備えたことを特徴とする検査装
   置。