JP3348059B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造に適
用して特に有効な技術に関し、例えばウェハ表面に付着
した異物、パターン欠陥等のパターン不良を検出し、そ
の不良を複数のモードに分類して新たに検出されたパタ
ーン不良が上記何のモードに分類されるかを判別する工
程を含む半導体装置の製造プロセスに利用して有用な技
術に関する。
用して特に有効な技術に関し、例えばウェハ表面に付着
した異物、パターン欠陥等のパターン不良を検出し、そ
の不良を複数のモードに分類して新たに検出されたパタ
ーン不良が上記何のモードに分類されるかを判別する工
程を含む半導体装置の製造プロセスに利用して有用な技
術に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置を製造するに当たり、その製
造歩留りを上げるために主要製造プロセス終了毎に、パ
ターンの断線／短絡等のパターン異常の原因となるウェ
ハ表面の異物検査が行われる。この異物検査は、外観検
査装置を用いて、例えば以下の手順で行われる。先ず、
被検査物たる半導体ウェハの、特定チップ表面に異物検
査用の光を照射してその反射光の明度を反射光検出器
（例えばＣＣＤ撮像デバイス）により検出する。そし
て、これに隣接する１又は２以上のチップに同様に検査
用の光を照射しその反射光の明度を検出する。そして、
２つのチップの同一パターンから反射された夫々の反射
光の明度を表す信号（明度信号）を互いに比較し、明度
の差分を表す検査信号（パラメータ信号）を得る。そし
て、このパラメータ信号に基づいてウェハ上に異物、パ
ターン欠陥等の不良が発生しているか否かが判定される
ようになっている。
造歩留りを上げるために主要製造プロセス終了毎に、パ
ターンの断線／短絡等のパターン異常の原因となるウェ
ハ表面の異物検査が行われる。この異物検査は、外観検
査装置を用いて、例えば以下の手順で行われる。先ず、
被検査物たる半導体ウェハの、特定チップ表面に異物検
査用の光を照射してその反射光の明度を反射光検出器
（例えばＣＣＤ撮像デバイス）により検出する。そし
て、これに隣接する１又は２以上のチップに同様に検査
用の光を照射しその反射光の明度を検出する。そして、
２つのチップの同一パターンから反射された夫々の反射
光の明度を表す信号（明度信号）を互いに比較し、明度
の差分を表す検査信号（パラメータ信号）を得る。そし
て、このパラメータ信号に基づいてウェハ上に異物、パ
ターン欠陥等の不良が発生しているか否かが判定される
ようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た技術には、次のような問題のあることが本発明者らに
よってあきらかとされた。即ち、上記従来の半導体ウェ
ハの外観検査装置は、ウェハ上に付着した個々の異物、
パターン欠陥について、その大きさ、高さ、段差等の形
状や、色彩、表面の粗さ等の材質を表すパラメータ信号
を出力するのみで、これらのパターン不良の発生原因の
解析は、上記得られたパラメータ信号の値に基づいて、
熟練した設計者らが人為的に行っていた。このためパタ
ーン不良の発生原因を客観的に解析することは困難であ
り、半導体装置の製造プロセスに応用することはできな
かった。
た技術には、次のような問題のあることが本発明者らに
よってあきらかとされた。即ち、上記従来の半導体ウェ
ハの外観検査装置は、ウェハ上に付着した個々の異物、
パターン欠陥について、その大きさ、高さ、段差等の形
状や、色彩、表面の粗さ等の材質を表すパラメータ信号
を出力するのみで、これらのパターン不良の発生原因の
解析は、上記得られたパラメータ信号の値に基づいて、
熟練した設計者らが人為的に行っていた。このためパタ
ーン不良の発生原因を客観的に解析することは困難であ
り、半導体装置の製造プロセスに応用することはできな
かった。
【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、半導体ウェハ等の検査対象物の表面に発生した異
物、パターン欠陥等のパターン不良を検出すると共に、
当該検出結果に基づいてその発生原因をも自動的に解析
し、その解析結果を半導体装置の製造プロセスに反映す
ることができるようにすることをその主たる目的とす
る。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特
徴については、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。
ので、半導体ウェハ等の検査対象物の表面に発生した異
物、パターン欠陥等のパターン不良を検出すると共に、
当該検出結果に基づいてその発生原因をも自動的に解析
し、その解析結果を半導体装置の製造プロセスに反映す
ることができるようにすることをその主たる目的とす
る。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特
徴については、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。
【０００５】
【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説明すれば、下記のと
おりである。即ち、本発明は、記憶装置を備え半導体ウ
ェハの外観を検査する検査装置の検査結果を製造工程へ
反映する半導体装置の製造方法であって、前記検査装置
が、発生原因が解っている半導体ウェハ上のパターン不
良を撮像した第１の画像データ、及び前記第１の画像デ
ータより求められた前記パターン不良の特徴を表すパラ
メータを前記不良発生原因と対応付けて記憶する処理
を、複数のパターン不良に対して実施し、製造中の半導
体ウェハ上の新たなパターン不良を撮像した第２の画像
データ、及び前記新たなパターン不良の特徴を表すパラ
メータを求め、前記第２の画像データに含まれるパター
ン不良の特徴を表すパラメータと、前記記憶された各第
１の画像データに含まれるパターン不良の特徴を表すパ
ラメータとを比較して、最も近似するパラメータを持つ
前記第１の画像データが対応付けられた不良発生原因
を、前記第２の画像データに含まれるパターン不良の発
生原因と特定し、前記不良発生原因を該当する製造工程
へ通知するようにしたものである。
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。即ち、本発明は、記憶装置を備え半導体ウ
ェハの外観を検査する検査装置の検査結果を製造工程へ
反映する半導体装置の製造方法であって、前記検査装置
が、発生原因が解っている半導体ウェハ上のパターン不
良を撮像した第１の画像データ、及び前記第１の画像デ
ータより求められた前記パターン不良の特徴を表すパラ
メータを前記不良発生原因と対応付けて記憶する処理
を、複数のパターン不良に対して実施し、製造中の半導
体ウェハ上の新たなパターン不良を撮像した第２の画像
データ、及び前記新たなパターン不良の特徴を表すパラ
メータを求め、前記第２の画像データに含まれるパター
ン不良の特徴を表すパラメータと、前記記憶された各第
１の画像データに含まれるパターン不良の特徴を表すパ
ラメータとを比較して、最も近似するパラメータを持つ
前記第１の画像データが対応付けられた不良発生原因
を、前記第２の画像データに含まれるパターン不良の発
生原因と特定し、前記不良発生原因を該当する製造工程
へ通知するようにしたものである。
【０００６】
【作用】外観検査装置によってその形状等が検出された
異物、パターン欠陥が、その検出結果に基づいて、自動
的にモード分類されるので、その発生原因の解析を客観
的に行うことができ、その解析結果を半導体装置の製造
プロセスに反映することができるようになる。
異物、パターン欠陥が、その検出結果に基づいて、自動
的にモード分類されるので、その発生原因の解析を客観
的に行うことができ、その解析結果を半導体装置の製造
プロセスに反映することができるようになる。
【０００７】
【実施例】（第１実施例）以下、本発明の第１実施例を
添付図面を参照して説明する。図１は、本実施例の外観
検査装置を示すブロック図、図２は外観検査装置による
分析手順を示すフローチャートである。
添付図面を参照して説明する。図１は、本実施例の外観
検査装置を示すブロック図、図２は外観検査装置による
分析手順を示すフローチャートである。
【０００８】上記外観検査装置は、外観検査が行われる
半導体ウェハ１が搭載される試料台（Ｘ−Ｙステージ）
１２と、当該ウェハ１に検査用光（Ｘｅランプ光）を照
射する光源（Ｘｅランプ）１３と、ウェハ上で反射した
Ｘｅレーザ光（反射光）を検知して検出信号を出力する
反射光検出器（ＣＣＤセンサ）１４と、外観検査装置の
動作制御並びに上記検査信号に基づいて、詳細は後述す
る解析処理を行なう外観検査制御装置１５と、解析結果
を記憶する記憶装置１６と、上記解析結果を出力する出
力装置（ＣＲＴ，プリンタ）１７とを具えている。
半導体ウェハ１が搭載される試料台（Ｘ−Ｙステージ）
１２と、当該ウェハ１に検査用光（Ｘｅランプ光）を照
射する光源（Ｘｅランプ）１３と、ウェハ上で反射した
Ｘｅレーザ光（反射光）を検知して検出信号を出力する
反射光検出器（ＣＣＤセンサ）１４と、外観検査装置の
動作制御並びに上記検査信号に基づいて、詳細は後述す
る解析処理を行なう外観検査制御装置１５と、解析結果
を記憶する記憶装置１６と、上記解析結果を出力する出
力装置（ＣＲＴ，プリンタ）１７とを具えている。
【０００９】このうち反射光検出器１４は、結像光学系
１９、レンズ２０を通した反射光をＣＣＤ素子にて検出
するもので、半導体ウェハ１に照射された反射光の強
度、波長等を測定し、測定結果に応じた検出信号を出力
する。
１９、レンズ２０を通した反射光をＣＣＤ素子にて検出
するもので、半導体ウェハ１に照射された反射光の強
度、波長等を測定し、測定結果に応じた検出信号を出力
する。
【００１０】外観検査制御装置１５は、Ｘ−Ｙステージ
１２のステップ移動量、光源１３によるビームの走査方
向及びビームの強度等を制御すると共に、これらの制御
状態と上記反射光検出器１４からの検出信号とに基づい
て、ウェハ上の異物（１ａ）、パターン欠陥の発生位
置、その形状（大きさ、高さ、段差等）、色彩等を検出
する。上記外観検査制御装置１５による判定の結果得ら
れた外観データ（付着位置、形状、色彩等を表すデー
タ）は記憶装置１６に所定の態様にて記憶される。
１２のステップ移動量、光源１３によるビームの走査方
向及びビームの強度等を制御すると共に、これらの制御
状態と上記反射光検出器１４からの検出信号とに基づい
て、ウェハ上の異物（１ａ）、パターン欠陥の発生位
置、その形状（大きさ、高さ、段差等）、色彩等を検出
する。上記外観検査制御装置１５による判定の結果得ら
れた外観データ（付着位置、形状、色彩等を表すデー
タ）は記憶装置１６に所定の態様にて記憶される。
【００１１】しかして、ウェハ上の異物、パターン欠陥
の、形状、色彩等の検出は、具体的には、以下のように
行われる。 半導体ウェハの、特定チップの全面に異物検査用の光
を照射してその反射光を結像光学系１９を通して反射光
検出器（例えばＣＣＤ撮像デバイス）１４上に結像さ
せ、当該検出信号に基づいて外観検査制御装置１５内で
チップ像を形成する。 既に検出され、記憶装置１６に記憶されている他のチ
ップ（同一パターンが形成されている）のチップ像に係
るデータ信号を上記制御装置１５に読み出す。 上記２つの像の差画像を得、この差画像に基づいて、
新たに発生した異物、パターン欠陥の特徴を得る。
の、形状、色彩等の検出は、具体的には、以下のように
行われる。 半導体ウェハの、特定チップの全面に異物検査用の光
を照射してその反射光を結像光学系１９を通して反射光
検出器（例えばＣＣＤ撮像デバイス）１４上に結像さ
せ、当該検出信号に基づいて外観検査制御装置１５内で
チップ像を形成する。 既に検出され、記憶装置１６に記憶されている他のチ
ップ（同一パターンが形成されている）のチップ像に係
るデータ信号を上記制御装置１５に読み出す。 上記２つの像の差画像を得、この差画像に基づいて、
新たに発生した異物、パターン欠陥の特徴を得る。
【００１２】このように得られた、異物、パターン欠陥
の特徴を表す差画像データは、図２のフローチャートに
従って、発生原因毎に、その分類が行われる。即ち、過
去の外観検査によって得られた差画像データは、予めス
テップ１で、その不良発生原因毎にグループ分けされ
（各差画像データのモード分類）、モード毎に記憶装置
１６に記憶される。尚、不良モードの分類の態様として
は、例えば、異物やパターン欠陥の大きさを検出し、そ
の大きさに応じてＡモード（〜１μｍ），Ｂモード（１
〜５μｍ），Ｃモード（５μｍ〜）と云う具合いに分類
する方法が考えられる。
の特徴を表す差画像データは、図２のフローチャートに
従って、発生原因毎に、その分類が行われる。即ち、過
去の外観検査によって得られた差画像データは、予めス
テップ１で、その不良発生原因毎にグループ分けされ
（各差画像データのモード分類）、モード毎に記憶装置
１６に記憶される。尚、不良モードの分類の態様として
は、例えば、異物やパターン欠陥の大きさを検出し、そ
の大きさに応じてＡモード（〜１μｍ），Ｂモード（１
〜５μｍ），Ｃモード（５μｍ〜）と云う具合いに分類
する方法が考えられる。
【００１３】一方、今回の外観検査によって得られた差
画像データは、制御装置１５にて出力され（ステップ
２）、上記各不良モードの差画像データ（記憶装置１６
に記憶されているデータ）と比較され（ステップ３）、
今回の差画像データが、これに近いデータが属している
不良モードに分類される（ステップ４）。この分離した
結果は、出力装置１７によって表示される（ステップ
５）。
画像データは、制御装置１５にて出力され（ステップ
２）、上記各不良モードの差画像データ（記憶装置１６
に記憶されているデータ）と比較され（ステップ３）、
今回の差画像データが、これに近いデータが属している
不良モードに分類される（ステップ４）。この分離した
結果は、出力装置１７によって表示される（ステップ
５）。
【００１４】このようにして、今回新たに検出された差
画像データの、不良モード分類（解析）が自動的に行わ
れた後は、この不良モードに基づいて、更に詳細な不良
発生原因の解析が行われる。
画像データの、不良モード分類（解析）が自動的に行わ
れた後は、この不良モードに基づいて、更に詳細な不良
発生原因の解析が行われる。
【００１５】（第２実施例）図３は、第２実施例の差画
像データの不良モード分類の方法を示すフローチャート
である。この第２実施例では、ウェハ上に発生した多数
のパターン不良を表す多数の差画像データを検出してお
き（ステップ１１）、斯く得られた多数の複数の差画像
データの特徴を互いに比較して、差画像データの特徴
（大きさ、形状、色彩等）が近似するもの同士を同じ不
良モードとして分類する（ステップ１２）。そして、特
定の差画像データの発生原因を、更に詳細に解析するの
であれば、当該不良モードを選択し、この不良モードに
係る差画像データを抽出して、他の解析方法（例えばＳ
ＥＭ分析）による、当該不良モード発生原因の詳細な解
析が行われる（ステップ１４）。
像データの不良モード分類の方法を示すフローチャート
である。この第２実施例では、ウェハ上に発生した多数
のパターン不良を表す多数の差画像データを検出してお
き（ステップ１１）、斯く得られた多数の複数の差画像
データの特徴を互いに比較して、差画像データの特徴
（大きさ、形状、色彩等）が近似するもの同士を同じ不
良モードとして分類する（ステップ１２）。そして、特
定の差画像データの発生原因を、更に詳細に解析するの
であれば、当該不良モードを選択し、この不良モードに
係る差画像データを抽出して、他の解析方法（例えばＳ
ＥＭ分析）による、当該不良モード発生原因の詳細な解
析が行われる（ステップ１４）。
【００１６】又、上記のようにウェハ上の異物、パター
ン欠陥を検出するとともに、一方で、ウェハ上に形成さ
れたＬＳＩのショート／オープン位置を検出して、これ
を記憶しておき、検出したパターン不良に係るデータ
と、この電気的な不良データとを互いに比較して、電気
的不良の詳細な原因解析を行うようにしてもよい。
ン欠陥を検出するとともに、一方で、ウェハ上に形成さ
れたＬＳＩのショート／オープン位置を検出して、これ
を記憶しておき、検出したパターン不良に係るデータ
と、この電気的な不良データとを互いに比較して、電気
的不良の詳細な原因解析を行うようにしてもよい。
【００１７】以上詳述したように、本実施例の外観検査
装置によれば、今回検出された異物、パターン欠陥の特
徴を表す差画像データを、当該検査装置内で、発生原因
が既に解析された他の差画像データと比較して、その不
良発生原因の大まか解析を自動的に行なうことができる
ので、その後の詳細な解析作業の高効率化が図られる。
装置によれば、今回検出された異物、パターン欠陥の特
徴を表す差画像データを、当該検査装置内で、発生原因
が既に解析された他の差画像データと比較して、その不
良発生原因の大まか解析を自動的に行なうことができる
ので、その後の詳細な解析作業の高効率化が図られる。
【００１８】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
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、本
実施例では不良モードを、異物、パターン欠陥の大きさ
に応じて分類したが、他の特徴、例えば外形（丸形、角
形）に応じて分類するなど他の分類方法を用いてもよ
い。又、本実施例では、半導体ウェハ上の異物、パター
ン欠陥について説明したが、転写用マスク（例えばレチ
クル、１：１マスク）等の表面に付着した異物等、他の
パターン不良についても本発明は適用できる。
例に基づき具体的に説明したが、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
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、本
実施例では不良モードを、異物、パターン欠陥の大きさ
に応じて分類したが、他の特徴、例えば外形（丸形、角
形）に応じて分類するなど他の分類方法を用いてもよ
い。又、本実施例では、半導体ウェハ上の異物、パター
ン欠陥について説明したが、転写用マスク（例えばレチ
クル、１：１マスク）等の表面に付着した異物等、他の
パターン不良についても本発明は適用できる。
【００１９】
【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下記
のとおりである。即ち、１つの外観検査装置で、半導体
ウェハ等の検査対象物の表面に発生したパターン不良の
検出と、パターン不良の発生原因に応じた分類とが行え
るので、不良原因の解析の自動化が図られ、その解析結
果を半導体装置の製造プロセスに反映することができ
る。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。即ち、１つの外観検査装置で、半導体
ウェハ等の検査対象物の表面に発生したパターン不良の
検出と、パターン不良の発生原因に応じた分類とが行え
るので、不良原因の解析の自動化が図られ、その解析結
果を半導体装置の製造プロセスに反映することができ
る。
【図１】本発明方法に使用される外観検査装置の一例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】外観検査装置による分析手順を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図３】外観検査装置による差画像データの不良モード
分類の方法を示すフローチャートである。
分類の方法を示すフローチャートである。
１ 半導体ウェハ １２ 試料台（Ｘ−Ｙステージ） １３ 光源（Ｘｅランプ） １４ 反射光検出器（ＣＣＤセンサ） １５ 外観検査装置 １６ 記憶装置
Claims (3)
- 【請求項１】記憶装置を備え半導体ウェハの外観を検査
する検査装置の検査結果を製造工程へ反映する半導体装
置の製造方法であって、 前記検査装置が、 発生原因が解っている半導体ウェハ上のパターン不良を
撮像した第１の画像データ、及び前記第１の画像データ
より求められた前記パターン不良の特徴を表すパラメー
タを前記不良発生原因と対応付けて記憶する処理を、複
数のパターン不良に対して実施し、 製造中の半導体ウェハ上の新たなパターン不良を撮像し
た第２の画像データ、及び前記新たなパターン不良の特
徴を表すパラメータを求め、 前記第２の画像データに含まれるパターン不良の特徴を
表すパラメータと、前記記憶された各第１の画像データ
に含まれるパターン不良の特徴を表すパラメータとを比
較して、最も近似するパラメータを持つ前記第１の画像
データが対応付けられた不良発生原因を、前記第２の画
像データに含まれるパターン不良の発生原因と特定し、 前記不良発生原因を該当する製造工程へ通知することを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】前記第２の画像データに含まれるパターン
不良の特徴を表すパラメータと、前記記憶された各第１
の画像データに含まれるパターン不良の特徴を表すパラ
メータとを比較する処理が、 前記第２の画像データに含まれるパターン不良の特徴を
表す複数種のパラメータと、前記記憶された各第１の画
像データに含まれるパターン不良の特徴を表す複数種の
パラメータの、対応するパラメータ同士をそれぞれ比較
する処理であることを特徴とする請求項１に記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項３】前記パラメータは、パターン不良をなす異
物、パターン欠陥の、大きさ、高さ、段差、色彩、表面
粗さの少なくとも１つを表すことを特徴とする請求項
１、又は請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29669299A JP3348059B2 (ja) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29669299A JP3348059B2 (ja) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | 半導体装置の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30385693A Division JP3314217B2 (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | 外観検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000133688A JP2000133688A (ja) | 2000-05-12 |
| JP3348059B2 true JP3348059B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=17836859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29669299A Expired - Lifetime JP3348059B2 (ja) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3348059B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4591802B2 (ja) * | 2000-09-13 | 2010-12-01 | 株式会社ニコン | 表面検査装置および方法 |
| KR102387459B1 (ko) * | 2015-11-20 | 2022-04-15 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자의 패턴 형성 방법 |
-
1999
- 1999-10-19 JP JP29669299A patent/JP3348059B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000133688A (ja) | 2000-05-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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