JP3219094B2 - チップサイズ検出方法およびチップピッチ検出方法およびチップ配列データ自動作成方法ならびにそれを用いた半導体基板の検査方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体基板上のチップサイズ，チップピッ
チ検出技術さらにはチップ配列データ自動作成技術およ
びそれを用いた検査技術に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、半導体集積回路装置の製造工程において
は、シリコンなどの半導体からなる半導体基板に周知の
フォトリソグラフィ技術などを用いて、複数個の半導体
集積回路素子（以下チップと記す）を一括して形成する
ことが行われている。

そして、このような製造プロセスにおいては、個々の
チップを構成する回路パターンの欠陥の検出や寸法の測
定、さらには異物の付着の有無などを光学的に検査する
検査技術が一般に用いられている。

ところで、半導体基板に形成されるチップのチップサ
イズやピッチ、さらには配列状態などは、チップの品種
などに応じて様々であり、上述のような検査において
は、不良のチップなどを確実に排除したり、検査結果を
製造プロセスに的確にフィードバックするなどの観点か
ら、欠陥や異物の付着位置さらには、パターン寸法の測
定結果などを、半導体基板上の個々のチップと対応付け
て記録することが必須となる。

このため、従来では、たとえば、株式会社日本自動制
御発行「ウェハ欠陥検査装置（2WD13）（2WD23）取り扱
い説明書」などに記載されているように、検査対象とな
る同一品種のチップが形成される一群の半導体基板の検
査作業に先立って、作業者が当該半導体基板群における
固有のチップサイズ，チップピッチ，チップ配列データ
などを作業者が人手によってその都度行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

このため、検査工程に手作業が介在して検査工程が煩
雑となることは避けられず、特に、近年のようなチップ
の多品種少量生産が要請される趨勢においては、上述の
ような入力作業を多数の品種毎に繰り返すことになり、
検査作業の煩雑化および所要工数の増大やスループット
低下の原因となっていた。

そこで、本発明の目的は、作業者を煩わすことなく、
半導体基板に形成されているチップのチップサイズを自
動的に測定することが可能なチップサイズの検出方法を
提供することにある。

本発明の他の目的は、作業者を煩わすことなくチップ
ピッチを自動的に測定することが可能なチップピッチの
検出方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、作業者を煩わすことな
く、チップ配列データの検出および登録を自動的に行う
チップ配列データの自動作成方法を提供することにあ
る。

本発明のさらに他の目的は、検査作業に先立って、チ
ップサイズ，チップピッチ，チップ配列データの少なく
とも一つを自動的に測定することで、省力化およびスル
ープットの向上を実現することが可能な検査方法を提供
することにある。

本発明にさらに他の目的は、検査作業に先立って、チ
ップサイズ，チップピッチ，チップ配列データの少なく
とも一つを自動的に測定することで、操作性の向上およ
び省力化を実現することが可能な検査装置を提供するこ
とにある。

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。

〔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。

すなわち、本発明になるチップサイズ検出方法は、半
導体基板に一括して形成される複数のチップの各々のチ
ップサイズ検出方法であって、 前記半導体基板から一定面積の前記画像データのサン
プリングを複数箇所で行い、 各サンプリング画像の濃淡のヒストグラムを求め、 前記ヒストグラムの分散の度合いにより、サンプル位
置がチップの内部領域か、チップの境界領域かのマクロ
な判定を行い、 前記マクロな判定に従い、前記チップの外周エッジ、
角部を微分画像に基づいて求め、 前記求められた角部を組み合わせて、前記チップのサ
イズを求めるものである。

また、本発明になるチップピッチ検出方法は、請求項
１記載のチップサイズ検出方法において、前記求められ
た角部を組み合わせた矩形の輪郭を前記チップの角部と
みなし、 前記チップの前記矩形の輪郭を直交する２辺の延長線
上で再度前記画像データのサンプリングを行い、前記チ
ップの輪郭の延長線上にある最短距離の角部を抽出し、 前記抽出された角部と前記チップの矩形の輪郭の対応
する角部との距離を測定してチップピッチとするもので
ある。

また、本発明になるチップ配列データ自動作成方法
は、半導体基板上に形成されている任意のチップ内の一
定面積から画像データをサンプリングして基準データと
して記憶する第１の段階と、予め与えられたチップピッ
チ分だけ移動し、隣接するチップ領域の同一箇所から画
像データをサンプリングする第２の段階と、サンプリン
グされた画像データと基準データとの近似性の大小に基
づいて、チップ領域におけるチップの有無を判定して記
録する第３の段階とからなり、第２および第３の段階を
半導体基板の全面において繰り返すことにより、当該半
導体基板内におけるチップ配列データの登録を自動的に
行うものである。

また、本発明になる検査方法は、複数のチップが形成
された半導体基板に対して所望の検査を行う検査方法で
あって、請求項４または５記載のチップ配列データの自
動作成方法によって得られた当該半導体基板内における
チップ配列データを用いて目的の検査を自動的に遂行す
るものである。

また、本発明の検査装置は、複数のチップが形成され
た半導体基板が載置される試料台と、前記半導体基板の
画像データを得る検査光学系と、 前記画像データに基づいて、前記半導体基板における
欠陥の有無を判定する欠陥検出手段と、 前記検査光学系によって、前記半導体基板上に一定面
積のサンプリング画像データを複数箇所求めて、前記サ
ンプリング画像データに基づき、前記チップのチップサ
イズまたはチップピッチまたはチップ配列データの少な
くとも一つを検出するチップ情報検出手段とを備え、 前記検出したチップサイズまたはチップピッチまたは
チップ配列データの少なくとも一つに基づき、前記欠陥
検出手段が、前記試料台の送り動作を制御して、前記検
査光学系を目的とする前記チップへ位置決めする操作を
行うものである。

〔作用〕

上記した本発明のチップサイズ検出方法によれば、作
業者を煩わすことなく、半導体基板に形成されているチ
ップのチップサイズを自動的に測定することができる。

また、上記した本発明になるチップピッチの検出方法
によれば、作業者を煩わすことなくチップピッチを自動
的に測定することができる。

また、上記した本発明のチップ配列データ自動作成方
法によれば、作業者を煩わすことなく、チップ配列デー
タの検出および登録を自動的に行うことができる。

また、上記した本発明になる検査方法によれば、検査
に先立って、半導体基板に形成されているチップに関す
る、チップサイズ，チップピッチ，チップ配列データな
どのチップ情報をチップの品種などが切り替わる毎に作
業者が手作業で入力する必要が無くなり、検査工程にお
ける省力化およびスループットの向上が実現する。

また、上記した本発明になる検査装置によれば、半導
体基板に形成されているチップに関する、チップサイ
ズ，チップピッチ，チップ配列データなどのチップ情報
をチップの品種などが切り替わる毎に作業者が手作業で
入力する必要が無くなり、検査装置の操作性の向上およ
び検査装置の稼働に要する工数の低減が実現する。

〔実施例１〕 以下、本発明の一実施例であるチップサイズ検出方法
およびチップピッチ検出方法の一例について図面を参照
しながら詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例であるチップサイズ検出
方法およびチップピッチ検出方法の一例を示す流れ図で
あり、第２図（ａ）〜（ｇ）は、その説明図である。

第２図（ａ）に示されるように、ウェハ１の上には、
矩形の複数のチップ1aが、互いに直交するＸ方向および
Ｙ方向に所定のピッチで配列形成されている。

特に図示しないが、個々のチップ1aの内部には、当該
チップ1aに形成される半導体集積回路装置の所望の機能
を実現するための回路パターンが形成されているととも
に、隣接するチップ1aの境界領域は、後に実施される複
数のチップ1aを個々に分離するための切断分離工程にお
ける切断工具の通り路となるスクライブエリアとなって
おり、当該スクライブエリアには、チップ1aの内部領域
とは明らかに異なるテスト用の回路パターンなどが必要
に応じて形成されている。

また、複数のチップ1aの各々の内部には、同一の回路
パターンが形成されている。

以下、このようなウェハ１における個々のチップ1aの
チップサイズおよびチップピッチの検出方法の一例を説
明する。

まず、複数のチップ1aの配列方向がＸおよびＹ方向に
平行になるように、ウェハ１を適宜回動させる（ステッ
プ101）。

次に、ウェハ１上において、第２図（ａ）に示される
ように、一定面積の画像データサンプリングエリア２か
ら、明るさの濃淡のヒストグラムをサンプリングする。

濃淡のヒストグラムは、第２図（ｂ）に示されるよう
に、パターンが密な領域、すなわち、チップ1aの内部領
域の場合には、同図中のb1に示されるように、明るさの
レベルが分散したヒストグラムとなり、パターンが疎な
領域、すなわちチップ1aの境界領域では、同図中のb2に
示されるように、ある明るさのレベル付近の検出頻度が
集中するヒストグラムとなる。

このパターンの疎密によるヒストグラムの特徴量の違
い、たとえば最高頻度、あるいは出現する明るさの階調
数、または一定頻度以上の明るさの階調の連続性、さら
にはこれらの組み合わせに基づいて、サンプリングした
領域が疎・密のいずれに属するかを判別する。

そして、第２図（ａ）のＡに示されるように、ウェハ
１に対して、チップ1aの配列方向に斜め45度の角度で隣
接した領域のサンプリングを繰り返し（ステップ10
2）、各領域が疎・密のいずれの領域であるかを判別す
る（ステップ103）。

すなわち、サンプリングした領域で密な領域がある回
数以上（たとえば10回）連続した場合、その連続した領
域はチップ1aの内部におけるメモリセルなどの回路パタ
ーンの密な領域とみなす。また、前記Ａで示される斜め
方向のサンプリング動作は、チップ1aの予想される大き
さ以上、たとえば30mm程度繰り返し、前述のようなパタ
ーンの密な領域が出現した場合には、その時点でサンプ
リングを中止する。また、出現しなかった場合には、Ｙ
座標を適宜ずらして再度サンプリングを行い、連続した
パターンの密な領域が現れるまで繰り返す。

次に、連続したパターンの密な領域を起点として、第
２図（ａ）のＢに示されるように、Ｘ方向に上記の場合
と同様に画像データのサンプリングを繰り返し（ステッ
プ104）、各領域が疎・密のいずれに属するかを判別
し、第２図（ｃ）に示されるように密な領域と疎な領域
とに大まかに切り分ける（ステップ105）。

次に、マクロな密の領域の両側のマクロな疎の領域に
ついて、再度画像データのサンプリングを行う。

すなわち、まず、第２図（ｄ）のＣに示されるよう
に、マクロな密の領域の左側のマクロに疎な領域につい
て、Ｘ方向に画像データをサンプリングする（ステップ
106）。そして、サンプリングした画像データから微分
画像を求め、第２図（ｅ）に示されるようにＹ方向の直
線エッジを探索する（ステップ107）。

次に、得られた直線エッジのＸ座標上を、第２図
（ｄ）のＤに示されるＹ方向に上記と同様に微分画像を
求めていき、Ｙ方向の直線エッジが連続していることを
確認しながら、最終的に第２図（ｆ）中のf1,f2に示さ
れる左側の角部を示す微分画像が現れるまで探索し、左
側上下のチップ角部の候補とする（ステップ108）。

同様に、マクロに密な領域の右側に位置するマクロに
疎な領域において、第２図（ｄ）のＥに示すようにＸ方
向に画像データをサンプリングし（ステップ109）、Ｙ
方向の直線エッジを求め（ステップ110）、さらに第２
図（ｄ）のＦに示されるようにＹ方向に画像データをサ
ンプリングし、第２図（ｆ）中のf3およびf4に示される
右側の角部を探索し、チップ1aの右側上下の角部の候補
とする（ステップ111）。

さらに、上述のような一連の操作によって得られたチ
ップ1aの左右における上下の角部の候補を組み合わせ
て、矩形となるものを選出する。なお、矩形の選出は、
得られた角部のエッジ画像のX,Y座標の一致度によって
行う。そして、得られた矩形の中から最大のものをチッ
プ1aの輪郭と判断し、そのＸおよびＹ方向の２辺の長さ
を、それぞれ、チップサイズSXおよびチップサイズSYと
する（ステップ112）。

次に、第２図（ｇ）のＧに示されるように、得られた
チップ1aの輪郭のＸ方向の１辺の角部からＸ方向に画像
データをサンプリングして微分画像を求め、第２図
（ｆ）のf1で示される左上の角部を示す微分画像が現れ
るまで探索し、チップ1aの輪郭の対応する左上の角部と
のＸ方向の距離をチップピッチPXとする。さらに、第２
図（ｇ）のＨに示されるように、Ｙ方向についても同様
の処理を行い、第２図（ｆ）のf2の左下の角部を探索し
て、チップピッチPYを求める（ステップ113）。

以上のような手順のよって、ウェハ１における複数の
チップ1aのチップサイズSX,SYおよびチップピッチPX,PY
を求めることができる。

このように、本実施例のチップサイズおよびチップピ
ッチ検出方法によれば、作業者を煩わすことなく、ウェ
ハ１の内部におけるチップサイズおよびチップピッチを
自動的に把握することができる。

これにより、たとえば後述のようなウェハ１の外観検
査，寸法検査、異物検査などの種々の検査工程に先立っ
て必要となるウェハ１の内部におけるチップ1aのチップ
サイズおよびチップピッチなどの登録を作業者が手入力
する場合などに比較して、所要工数の低減および操作性
の向上を実現することができる。

〔実施例２〕 次に第３図に示される流れ図および第４図に示される
説明図を参照しながら、本発明の一実施例であるチップ
配列データ自動作成方法の一例を説明する。

まず、ウェハ１の任意の位置にあるチップ1a内の任意
の領域において一定面積の画像データサンプリングエリ
ア２から、第４図（ａ）に示されるような明るさの濃淡
のヒストグラムをサンプリングし基準データとして記憶
する（ステップ201）。

なお、画像データサンプリングエリア２によるサンプ
リング位置としては、可能な限りメモリセルなどような
回路パターンの密な領域を選択して、チップ1aの存在し
ない領域との区別をつけやすくする。

次に、前記実施例１のようにして自動的に得られたチ
ップピッチPX,PY、または作業者が手作業でパラメータ
として入力したチップピッチ分だけ移動させる（ステッ
プ202）。

そして、移動先のチップ1aの領域の対応する同一箇所
から明るさの濃淡のヒストグラムをサンプリングする
（ステップ203）。

このとき、移動先にチップ1aが存在する場合には、前
記第４図（ａ）に示されるような基準データと類似した
第４図（ｂ）に示されるようなサンプリング結果とな
る。

次に、いまサンプリングしたデータと前述の基準デー
タとを照合し（ステップ204）、両者の特徴量の近似性
を調べる（ステップ205）。

そして、一定値以上の近似性が認められた場合には、
当該移動先にチップ1aが存在する判定して、当該チップ
1aの位置を登録する（ステップ206）。

一方、移動先が通常のチップ1aと異なるプロセス管理
のための試験パターンが形成されたダミーチップ1bの場
合（第４図（ｃ））や、チップ1aの形成領域から外れた
位置の場合（第４図（ｄ））には、第４図（ａ）の基準
データと大きく異なるのでチップ1aの領域ではないと判
定され、登録動作は行われない。

次に、ウェハ１の全面に対してチップ1aの検出処理が
完了したか否かを調べ（ステップ207）、未だ完了して
いない場合には、前記ステップ202に戻って、第４図の
破線で示されるような経路となるようにチップピッチだ
け適宜ウェハ１を移動させ、以降の処理を繰り返す。

そして、上述の一連の動作がウェハ１の全面において
完了すると、得られたチップ1aのチップ配列データを、
再利用可能なように後述のような検査装置の記憶媒体に
保存する。

このように、本実施例のチップ配列データ自動作成方
法によれば、作業者を煩わすことなく、ウェハ１の内部
におけるチップ配列データを自動的に作成することがで
きる。

これにより、たとえば後述のようなウェハ１の外観検
査，寸法検査、異物検査などの種々の検査工程に先立っ
て必要となるウェハ１の内部におけるチップ1aのチップ
配列データの登録を作業者が手入力する場合などに比較
して、所要工数の低減および操作性の向上を実現するこ
とができる。

〔実施例３〕 次に、本発明の一実施例である外観検査，寸法検査，
異物検査などの検査方法およびそれを実施する検査装置
の一例を説明する。

すなわち、第５図は、当該検査方法の一例を示す流れ
図であり、第６図は検査装置の構成の一例を示すブロッ
ク図である。

まず、第６図を参照しながら、本実施例の検査装置の
構成の一例を説明する。

筐体３の上には、水平面内における回動および水平移
動、さらには上下動などが自在な試料台４が設けられて
おり、この試料台４には、ウェハ１が載置されている。

この試料台４の直上部には、光軸を当該試料台４に対
して垂直にした対物レンズ５が配置され、さらにこの対
物レンズ５の光軸上には、画像検出センサ６が設けられ
ている。

さらに対物レンズ５と画像検出センサ６との間におけ
る光軸上には、当該光軸に対して反射面を45度に傾斜さ
せたハーフミラー７が介設されており、側方部に設けら
れた照明ランプ８から放射される照明光8aを、対物レン
ズ５を介してウェハ１の表面に照射するように導くとと
もに、ウェハ１からの反射光の一部を対物レンズ５によ
って捕捉して得られる当該ウェハ１の検査領域の画像光
8bをそのまま透過させて画像検出センサ６に結像させる
ようにしている。

画像検出センサ６には、欠陥検出回路９および欠陥格
納メモリ10が接続されており、前述の各実施例などに示
されるようにウェハ１に配列形成されている複数のチッ
プ1aの回路パターンの欠陥や、異物の付着による欠陥な
どを、画像検出センサ６に得られるウェハ１の画像に基
づいて、所定のアルゴリズムによって検出し、いずれの
チップ1aにおける欠陥かなどの情報を欠陥格納メモリ10
に記憶する動作を行うようになっている。

ここで、検出された欠陥がいずれのチップ1aのもので
あるかを対応付けるためには、ウェハ１に形成されてい
る複数のチップ1aのチップサイズ，チップピッチさらに
はチップ配列データなどをあらかじめ入力しておくこと
が必須となる。

従来では、前述のように作業者が手入力で行ってお
り、工数増大および操作性さらにはスループットの低下
を招いていた。

そこで、本実施例の検査装置の場合には、たとえば、
前記実施例１および実施例２などに示される手法によっ
て上述のチップ1aのチップサイズ，チップピッチさらに
はチップ配列データなどを自動的に行う、チップサイズ
・ピッチ・配列データ作成部11およびチップサイズ・ピ
ッチ・配列データ格納メモリ12を備えており、得られた
チップ配列データなどの情報を、たとえばフロッピィー
ディスクなどの不揮発性記憶媒体13に格納して、再利用
可能にしている。

さらに、チップサイズ・ピッチ・配列データ格納メモ
リ12と、欠陥検出回路９との間には、検査領域抽出部14
が設けられており、実際の欠陥検査などに際しては、チ
ップ1aのチップサイズ，チップピッチさらにはチップ配
列データなどを、検査領域抽出部14を介して適宜選出し
て、前記欠陥検出回路９に随時与えるようにしている。
これにより検出された種々の欠陥と、当該欠陥がウェハ
１における複数のチップ1aのいずれのものであるかなど
の情報とが対応付けられて、欠陥格納メモリ10に記憶さ
れるものである。

以下、本実施例における検査方法および装置の作用の
一例を第５図の流れ図などを参照しながら説明する。

まず、初めて検査される品種やチップ配列データなど
が異なる場合には、目的の欠陥検査などに先立って、ウ
ェハ１を試料台４に載置し、チップサイズ・ピッチ・配
列データ作成部11およびチップサイズ・ピッチ・配列デ
ータ格納メモリ12、さらには記憶媒体13などを作動さ
せ、実施例１に示されるようなアルゴリズムなどによっ
てチップサイズ，チップピッチの自動的な検出を行い
（ステップ100）、さらに、実施例２に示されるように
アルゴリズムにより、当該チップサイズ，チップピッチ
の検出結果を用いて、チップ配列データの測定を自動的
に行い、記憶媒体13に登録する（ステップ200）。

なお、その後、同じ品種のウェハ１、すなわちチップ
配列データが同一のウェハ１の検査に際しては、記憶媒
体13に登録されている情報を読み出して利用する。

次に、検査対象となるウェハ１を試料台４に載置（ロ
ーディング）し（ステップ300）、複数のチップ1aの配
列方向と、試料台４のX,Y軸の平行を平行にしたり、対
物レンズ５の焦点位置を調整するなどの位置合わせ（ア
ライメント）を行う（ステップ400）。

その後、検査領域抽出部14を介して、すでに測定済の
チップ配列データを、欠陥検出回路９に入力し、当該欠
陥検出回路９は、入力されたチップ配列データなどに基
づいて、試料台４の送り動作などを適宜制御し、目的の
チップ1aの目的の領域を対物レンズ５の光軸上に位置決
めする操作を適宜行い、その時に画像検出センサ６に得
られた検査部位の拡大画像に対して所定の処理を施すこ
とにより、欠陥検出操作をウェハ１の全チップ1aに対し
て実施する（ステップ500）。

さらに、検出された欠陥を、図示しない付属の光学顕
微鏡などによって作業者が目視確認をおこなう（ステッ
プ600）。

その後、チップ配列データに基づいて、検出された欠
陥と、当該欠陥が検出されたチップ1aがウェハ１の内部
のいずれのチップ1aであるかなどの情報とを対応付け
て、欠陥格納メモリ10に出力する（ステップ700）。

そして、欠陥検査が完了したウェハ１を試料台４から
取り除き（アンロード）（ステップ800）、未検査の同
種のウェハ１がまだあるか否かを調べる（ステップ90
0）。

そして、未検査のウェハ１がまだある場合には、ステ
ップ300に戻ってウェハ１のローディングを行い、一連
の検査を行う。

また、同種のウェハ１の検査が完了した場合には、当
該頻出のウェハ１に対する検査を完了する。

以上説明したように、本実施例の検査方法および検査
装置によれば、目的の品種のウェハ群の欠陥検査などに
先立って、必要となるチップサイズ，チップピッチさら
にはチップ配列データなどの情報を、作業者を介在させ
ることなく、検査装置が自動的に行うので、作業者によ
る手入力による従来の場合などに比較して、検査工程に
おける所要工数の低減および操作性の大幅な向上を実現
することができる。

また、単位時間当たりに検査できるウェハ１の枚数す
なわちスループットが向上する。

これにより、半導体集積回路装置の製造プロセスにお
けるウェハ１の検査工程での生産性が大幅に向上する。

特に、チップの多品種少量生産などにおいて上述のよ
うな効果が一層大きくなる。

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。

たとえば、チップサイズおよびチップピッチさらには
チップ配列データの検出および作成方法のアルゴリズム
としては、前記各実施例に例示したものに限らず、同様
の趣旨であれば、他の方式でもよい。

さらに、チップサイズ検出方法、チップピッチ検出方
法、さらにはチップ配列データ自動作成方法は、前述の
ようにウェハに検査工程に組み込むだけでなく、必要に
応じて製造プロセス全体のあらゆる工程に組み込んでも
よいことは言うまでもない。

また、検査装置の構成は、前記実施例に例示したもの
に限定されない。

〔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。

すなわち、本発明になるチップサイズ検出方法によれ
ば、半導体基板に一括して形成される複数のチップの各
々のチップサイズ検出方法であって、前記半導体基板か
ら一定面積の前記画像データのサンプリングを複数箇所
で行い、各サンプリング画像の濃淡のヒストグラムを求
め、前記ヒストグラムの分散の度合いにより、サンプル
位置がチップの内部領域か、チップの境界領域かのマク
ロな判定を行い、前記マクロな判定に従い、前記チップ
の外周エッジ、角部を微分画像に基づいて求め、前記求
められた角部を組み合わせて、前記チップのサイズを求
めるようにしたので、作業者を煩わすことなく、半導体
基板に形成されているチップのチップサイズを自動的に
測定することができる。

また、本発明になるチップピッチ検出方法によれば、
請求項１記載のチップサイズ検出方法において、前記求
められた角部を組み合わせた矩形の輪郭を前記チップの
角部とみなし、前記チップの前記矩形の輪郭を直交する
２辺の延長線上で再度前記画像データのサンプリングを
行い、前記チップの輪郭の延長線上にある最短距離の角
部を抽出し、前記抽出された角部と前記チップの矩形の
輪郭の対応する角部との距離を測定してチップピッチと
することで、作業者を煩わすことなくチップピッチを自
動的に測定することができる。

また、本発明になるチップ配列データ自動作成方法に
よれば、半導体基板上に形成されている任意のチップ内
の一定面積から画像データをサンプリングして基準デー
タとして記憶する第１の段階と、予め与えられたチップ
ピッチ分だけ移動し、隣接するチップ領域の同一箇所か
ら画像データをサンプリングする第２の段階と、サンプ
リングされた画像データと前記基準データとの近似性の
大小に基づいて、前記チップ領域におけるチップの有無
を判定して記録する第３の段階とからなり、前記第２お
よび第３の段階を前記半導体基板の全面において繰り返
すことにより、当該半導体基板内におけるチップ配列デ
ータの登録を自動的に行うので、たとえば、画像データ
と基準データの近似性の判定に、画像の明るさの濃淡の
ヒストグラム、または画像の微分パターンのヒストグラ
ム、または濃淡画像そのものの差を用いることにより、
作業者を煩わすことなく、チップ配列データの検出およ
び登録を自動的に行うことができる。

また、本発明になる検査方法によれば、複数のチップ
が形成された半導体基板に対して所望の検査を行う検査
方法であって、請求項４または５記載のチップ配列デー
タの自動作成方法によって得られた当該半導体基板内に
おけるチップ配列データを用いて目的の前記検査を自動
的に遂行するので、検査に先立って、半導体基板に形成
されているチップに関する、チップサイズ，チップピッ
チ，チップ配列データなどのチップ情報をチップの品種
などが切り替わる毎に作業者が手作業で入力する必要が
無くなり、検査工程における省力化およびスループット
の向上が実現する。

また、本発明になる検査装置によれば、複数のチップ
が形成された半導体基板が載置される試料台と、前記半
導体基板の画像データを得る検査光学系と、前記画像デ
ータに基づいて、前記半導体基板における欠陥の有無を
判定する欠陥検出手段と、前記検査光学系によって、前
記半導体基板上に一定面積のサンプリング画像データを
複数箇所求めて、前記サンプリング画像データに基づ
き、前記チップのチップサイズまたはチップピッチまた
はチップ配列データの少なくとも一つを検出するチップ
情報検出手段とを備え、前記検出したチップサイズまた
はチップピッチまたはチップ配列データの少なくとも一
つに基づき、前記欠陥検出手段が、前記試料台の送り動
作を制御して、前記検査光学系を目的とする前記チップ
へ位置決めする操作を行うので、検査作業に先立って、
半導体基板に形成されているチップに関するチップサイ
ズ，チップピッチ，チップ配列データなどのチップ情報
をチップの品種などが切り替わる毎に作業者が手作業で
入力する必要が無くなり、検査装置の操作性の向上およ
び検査装置の稼働に要する工数の低減が実現する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例であるチップサイズ検出方
法およびチップピッチ検出方法の一例を示す流れ図、 第２図（ａ）〜（ｇ）は、その説明図、 第３図は、本発明の一実施例であるチップ配列データ自
動作成方法の一例を示す流れ図、 第４図は、その説明図、 第５図は、本発明の一実施例である検査方法の一例を示
す流れ図、 第６図は、本発明の一実施例である検査装置の一例を示
すブロック図である。 １……ウェハ（半導体基板）、1a……チップ、1b……ダ
ミーチップ、２……画像データサンプリングエリア、３
……筐体、４……試料台、５……対物レンズ（検査光学
系）、６……画像検出センサ（検査光学系）、７……ハ
ーフミラー（検査光学系）、８……照明ランプ（検査光
学系）、8a……照明光、8b……画像光、９……欠陥検出
回路（欠陥検出手段）、10……欠陥格納メモリ（欠陥検
出手段）、11……チップサイズ・ピッチ・配列データ作
成部（チップ情報検出手段）、12……チップサイズ・ピ
ッチ・配列データ格納メモリ、13……記憶媒体、14……
検査領域抽出部、101〜113……チップサイズおよびチッ
プピッチの自動的な検出方法の一例を示す処理ステッ
プ、201〜207……チップ配列データの自動作成方法の一
例を示す処理ステップ、100〜900……ウェハの検査方法
および検査装置の動作の一例を示す処理ステップ、PX,P
Y……チップピッチ、SX,SY……チップサイズ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鎌形 孝宏 東京都青梅市藤橋３丁目３番地２ 日立 東京エレクトロニクス株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−261726（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−44653（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−147892（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−64334（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−236239（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−173174（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−131469（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−140271（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−236239（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−253411（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−81576（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−280981（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−274477（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/66 G01B 11/02 G06T 7/00 G06T 7/60

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体基板に一括して形成される複数のチ
   ップの各々のチップサイズ検出方法であって、 前記半導体基板から一定面積の前記画像データのサンプ
   リングを複数箇所で行い、 各サンプリング画像の濃淡のヒストグラムを求め、 前記ヒストグラムの分散の度合いにより、サンプル位置
   がチップの内部領域か、チップの境界領域かのマクロな
   判定を行い、 前記マクロな判定に従い、前記チップの外周エッジ、角
   部を微分画像に基づいて求め、 前記求められた角部を組み合わせて、前記チップのサイ
   ズを求めることを特徴とするチップサイズ検出方法。
2. 【請求項２】前記ヒストグラムの濃淡のレベルが分散し
   ている場合は前記チップの内部領域と判定し、 前記ヒストグラムが特定の明るさのレベル付近の検出頻
   度が集中する場合には前記チップの境界領域、または前
   記チップの存在しない領域と判定することを特徴とする
   請求項１記載のチップサイズ検出方法。
3. 【請求項３】請求項１記載のチップサイズ検出方法にお
   いて、前記求められた角部を組み合わせた矩形の輪郭を
   前記チップの角部とみなし、 前記チップの前記矩形の輪郭を直交する２辺の延長線上
   で再度前記画像データのサンプリングを行い、前記チッ
   プの輪郭の延長線上にある最短距離の角部を抽出し、 前記抽出された角部と前記チップの矩形の輪郭の対応す
   る角部との距離を測定してチップピッチとすることを特
   徴とするチップピッチ検出方法。
4. 【請求項４】半導体基板上に形成されている任意のチッ
   プ内の一定面積から画像データをサンプリングして基準
   データとして記憶する第１の段階と、予め与えられたチ
   ップピッチ分だけ移動し、隣接するチップ領域の同一箇
   所から画像データをサンプリングする第２の段階と、サ
   ンプリングされた画像データと前記基準データとの近似
   性の大小に基づいて、前記チップ領域におけるチップの
   有無を判定して記録する第３の段階とからなり、前記第
   ２および第３の段階を前記半導体基板の全面において繰
   り返すことにより、当該半導体基板内におけるチップ配
   列データの登録を自動的に行うことを特徴とするチップ
   配列データ自動作成方法。
5. 【請求項５】前記画像データと前記基準データの前記近
   似性の判定に、画像の明るさの濃淡のヒストグラム、ま
   たは画像の微分パターンのヒストグラム、または濃淡画
   像そのものの差、の中の少なくとも一つを用いることを
   特徴とする請求項４記載のチップ配列データ自動作成方
   法。
6. 【請求項６】複数のチップが形成された半導体基板に対
   して所望の検査を行う検査方法であって、請求項４また
   は５記載のチップ配列データの自動作成方法によって得
   られた当該半導体基板内におけるチップ配列データを用
   いて目的の前記検査を自動的に遂行することを特徴とす
   る検査方法。
7. 【請求項７】複数のチップが形成された半導体基板が載
   置される試料台と、前記半導体基板の画像データを得る
   検査光学系と、 前記画像データに基づいて、前記半導体基板における欠
   陥の有無を判定する欠陥検出手段と、 前記検査光学系によって、前記半導体基板上に一定面積
   のサンプリング画像データを複数箇所求めて、前記サン
   プリング画像データに基づき、前記チップのチップサイ
   ズまたはチップピッチまたはチップ配列データの少なく
   とも一つを検出するチップ情報検出手段とを備え、 前記検出したチップサイズまたはチップピッチまたはチ
   ップ配列データの少なくとも一つに基づき、前記欠陥検
   出手段が、前記試料台の送り動作を制御して、前記検査
   光学系を目的とする前記チップへ位置決めする操作を行
   うことを特徴とする検査装置。