JP3938227B2

JP3938227B2 - Foreign object inspection method and apparatus

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Publication number: JP3938227B2
Application number: JP22583697A
Authority: JP
Inventors: 順一田口; 有俊杉本; まさみ井古田; 裕子井上; 哲也渡邊
Original assignee: Renesas Technology Corp; Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp; Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1997-08-07
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2017-08-07
Also published as: JPH1151622A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異物検査装置、特に、被検査面上の微小異物を高感度で検出する技術に関し、例えば、半導体ウエハ（以下、ウエハという。）の表面に付着した異物を検出して検査するのに利用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の高集積化および回路パターンの微細化が進み、回路パターンの線幅は１μｍ程度またはそれ以下になっている。このようなＩＣを高歩留りで製造するためには、ウエハの表面に付着した異物を検出して、そのサイズや形状および物性等を検査し、各種半導体製造装置や工程の清浄度を定量的に把握し、製造プロセスを的確に管理する必要がある。そこで、従来から、ＩＣの製造工場においては、製造プロセスを的確に管理するために、ワークであるウエハについてウエハ異物検査装置によるウエハ異物検査方法が実施されている。
【０００３】
従来のウエハ異物検査装置は、大別して２つのカテゴリーに分けられる。第１は、垂直落射照明による明視野中の画像と予め記憶された標準パターンとの比較を行う画像比較方式のウエハ異物検査装置（以下、外観検査装置という。）である。第２は、斜方照明による暗視野における散乱光を検出して散乱光を検出した時点の座標により異物の有無や異物の位置座標および個数を認識する方式のウエハ異物検査装置（以下、異物検査装置という。）である。
【０００４】
なお、ウエハ異物検査装置を述べてある例としては、株式会社日経ＢＰ社発行の「日経マイクロデバイセズ１９９７年３月号」Ｐ９７〜Ｐ１１６、がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記した外観検査装置は、検査精度が高いという長所があるが、スループットが低く高価格であるという短所がある。そして、外観検査装置によれば画像データが得られるため、外観検査装置は所謂レビュー（画像による確認ないし検証作業）を実行することができる。しかし、外観検査装置は検査ウエハ枚数が少ない割に微小欠陥等のレビュー不必要情報が多いため、致命欠陥補足率が低く、レビュー効率がきわめて低いという問題点があることが本発明者によって明らかにされた。
【０００６】
前記した異物検査装置は、検査精度が外観検査装置に比較すると低いという短所があるが、外観検査装置に比較してスループットが高く、価格が低いという長所がある。そして、異物検査装置から得られるデータはウエハ内の異物の位置座標と散乱光の強度であるため、異物検査装置では異物のサイズ（粒径）や形状に関する情報を得ることができない。したがって、これらの情報を得るためには、外観検査装置またはＳＥＭ（走査形電子線顕微鏡）等の検査時間の長い解析系のウエハ異物分析装置を使用しなければならない。
【０００７】
本発明の目的は、効率よく異物のサイズおよび形状を検査することができる異物検査技術を提供することにある。
【０００８】
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。
【０００９】
【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、次の通りである。
【００１０】
すなわち、検査光照射装置によって被検査物を斜方照明し、暗視野下の被検査物における検査光の散乱光を散乱光検出器によって検出することにより、異物を検査する異物検査方法において、
前記散乱光検出器の検出に基づいて特定された異物の座標位置を同一装置内に配置した明視野照明下で撮像し、この撮像に基づいて抽出した異物画像によって少なくとも異物のサイズ、形状、色、性状のいずれか一つを特定することを特徴とする。
【００１１】
前記した手段によれば、少なくとも異物のサイズを認識することができるため、異物のレビューを効率よく実行することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態である異物検査装置を示す斜視図である。図２は同じく異物検査方法を示すフロー図である。図３以降はその作用を説明するための説明図である。
【００１３】
本実施形態において、本発明に係る異物検査装置は、被検査物であるウエハに斜方照明による暗視野下における散乱光を検出して散乱光を検出した時点の座標により異物の有無や位置座標および個数を認識する方式の異物検査装置１０として構成されている。被検査物であるウエハ１は第１主面２にＩＣの一例であるＤＲＡＭをチップ部４毎に作り込まれる過程にあり、チップ部４はウエハ１に切設されたオリエンテーション・フラット（以下、オリフラという。）３に対して縦横に規則正しく配列されている。ウエハ１の第１主面２に異物５が付着していると、不良の原因になるため、ウエハ１の第１主面２に付着した異物５を異物検査装置１０によって検出し、検出した異物の位置や個数、サイズ、形状、色、性状を検査し、各種半導体製造装置や工程の清浄度を定量的に把握し、製造プロセスを的確に管理することが実施される。
【００１４】
異物検査装置１０はステージ装置１１を備えており、このステージ装置１１は被検査物としてのウエハ１を走査させるためのＸＹテーブル１２と、θ方向に回転させるθテーブル１３と、自動焦点合わせ機構（図示せず）と、これらを制御するコントローラ１４とを備えている。そして、ウエハ１の表面全体を検査するために、ステージ装置１１によってウエハ１のＸ・Ｙ走査が実行される。この走査中、コントローラ１４からは被検査物としてのウエハ１についての座標位置情報が後記する異物判定装置へ逐次入力されるようになっている。
【００１５】
ステージ装置１１の斜め上方には検査光照射装置２０が設備されている。検査光照射装置２０はウエハ１に検査光としてのレーザ光２１を照射するレーザ光照射装置２２と、レーザ光２１を集光する集光レンズ２３とを備えており、集光したレーザ光２１をステージ装置１１上に保持された被検査物としてのウエハ１に低角度で照射することにより、ウエハ１を斜方照明するようになっている。
【００１６】
ステージ装置１１の真上には散乱光検出装置３０が設備されている。この散乱光検出装置３０は、レーザ光２１がウエハ１の表面に斜めに照射されるのに伴ってウエハ１の表面において乱反射された散乱光３１を集光する対物レンズ３２と、対物レンズ３２で集光された散乱光３１を散乱光検出器３４の受光面に結像させるリレーレンズ３３と、散乱光３１を検出する散乱光検出器３４とを備えている。すなわち、散乱光検出装置３０は暗視野下における散乱光３１を検出するように構成されている。本実施形態においては、散乱光検出器３４は固体撮像光電変換素子が細長く配列されたラインセンサによって構成されており、ステージ移動方向に直交するＹ方向に長くなるように配置されている。
【００１７】
散乱光検出器３４には異物判定装置３５が接続されており、この異物判定装置３５は散乱光検出器３４からの散乱光の検出時点に基づいてウエハ１の異物の有無を判定するとともに、この判定したデータと、ステージ装置１１のコントローラ１４からの座標位置データと照合することにより、異物の座標位置を特定するように構成されている。また、散乱光検出器３４は散乱光強度を異物判定装置３５に送信するようになっている。
【００１８】
本実施形態において、ステージ装置１１の真上には落射照明装置４０が設備されており、落射照明装置４０はウエハ１に明視野照明光としての白色光４１を照射する白色光照射装置４２と、白色光４１を垂直に落射させるハーフミラー４３と、白色光４１をスポット形状に形成するレンズ４４とを備えており、白色光４１をステージ装置１１上に保持された被検査物としてのウエハ１に垂直に照射して落射照明するようになっている。
【００１９】
落射照明装置４０の反射位置には撮像装置４５が設備されている。すなわち、撮像装置４５は固体撮像光電変換素子が細長く配列されたラインセンサによって構成されており、ハーフミラー４３の透過側における落射照明装置４０の光軸上においてステージ移動方向に直交するＹ方向に長くなるように配置されている。すなわち、撮像装置４５は明視野下における乱反射光による像を撮映するようになっている。
【００２０】
撮像装置４５の画像処理部４６には比較部４７が接続されており、比較部４７の出力端には検証部４８が接続されている。検証部４８の出力端には分類部４９が接続されている。比較部４７の他の入力端および検証部４８の他の入力端には異物判定装置３５が接続されており、異物判定装置３５は異物検査装置１０を統括するホストコンピュータ３６、比較部４７および検証部４８に判定結果を送信するようになっている。
【００２１】
次に、前記構成に係る異物検査装置１０による本発明の一実施形態である異物検査方法を図２について説明する。
【００２２】
ウエハ１上に検査光照射装置２０により検査光としてのレーザ光２１が低傾斜角度で照射されると、このレーザ光２１の照射により、ウエハ１の第１主面２に付着した異物５および回路パターン（図示せず）から暗視野下の散乱光３１が発生する。この散乱光３１は対物レンズ３２によって集光されるとともに、リレーレンズ３３を通して散乱光検出器３４上に結像される。
【００２３】
このとき、回路パターンからの散乱光３１は規則性があるため、ウエハ１におけるパターン面のフーリエ変換面に設けられた空間フィルタあるいは検光子から成る遮光素子（図示せず）により、回路パターンからの散乱光３１は遮光されることになる。他方、異物５からの散乱光３１は不規則性であるため、空間フィルタあるいは検光子を通過して散乱光検出器３４上に結像されることになる。したがって、異物５のみが検出される。
【００２４】
そして、散乱光検出器３４によって検出された異物５からの暗視野下の散乱光３１による検出信号は、異物判定装置３５に入力される。異物判定装置３５はこの検出信号に基づいて異物５の有無を判定するとともに、この判定データと、ステージ装置１１のコントローラ１４からの座標位置データとを照合することにより、異物５の座標位置を特定する。このようにして特定された異物５の座標位置は異物判定装置３５から、例えば、異物検査装置１０を統括的に実行するホストコンピュータ３６に出力されるとともに、撮像装置４５に電気的に連なる比較部４７および検証部４８に送信される。
【００２５】
異物判定装置３５から送信された異物５の座標位置が撮像装置４５の撮像位置すなわち落射照明装置４０の落射照明スポットに来ると、比較部４７は撮像装置４５からの明視野下の画像信号を取り込む。異物判定装置３５によれば、この座標位置には異物５が付着しているはずであるから、その画像には異物５が図３（ａ）に示されているように映されるはずである。
【００２６】
その後、異物判定装置３５から送信された異物５の座標位置から丁度１チップ部４の分だけずれた座標位置が撮像装置４５の撮像位置に来ると、比較部４７は撮像装置４５からの明視野下の画像信号を取り込む。異物判定装置３５によれば、この座標位置には異物５が付着していないはずであるから、その画像には異物５が図３（ｂ）に示されているように映されていないはずである。
【００２７】
続いて、比較部４７は先に取り込んだ異物５が付着しているはずのチップ部４の座標位置の画像と、後に取り込んだ異物５が付着していないチップ部４の座標位置の画像とを比較する。すなわち、図３（ｄ）に示されているように、比較部４７は隣合う一対のチップ部４、４における同一部位の一対の画像をそれぞれ取り込んで比較する状態になる。そして、図３（ａ）の異物５が付着している画像と、図３（ｂ）の異物５が付着していない画像との差画像である図３（ｃ）を形成する。（ａ）の画像と、（ｂ）の画像との差は異物５だけであるから、図３（ｃ）においては、異物画像６だけが抽出される状態になる。
【００２８】
そして、比較部４７は抽出した異物画像６を検証部４８に送信する。異物判定装置３５から送信された異物５の座標位置について比較部４７から異物画像６が送信されて来た場合には、検証部４８は異物判定装置３５の異物有りの判定は適正であることを検証する。これに反して、異物判定装置３５から送信された異物５の座標位置について比較部４７から異物画像６が送信されて来なかった場合には、検証部４８は異物判定装置３５の異物有りの判定は誤りであると認定する。誤判定であると認定すると、検証部４８はその旨をホストコンピュータ３６に送信する。
【００２９】
また、抽出された異物画像６は分類部４９に転送される。分類部４９は予め設定されたアルゴリズムによって異物５のサイズ、形状、色、性状である有機物または無機物を分類する。例えば、図４（ａ）に示されているように、異物画像６の画素数の計数によって異物画像６の縦ａおよび横ｂの寸法が特定される。異物画像６の縦ａと横ｂとの積（ａ×ｂ）によって、異物５の面積すなわちサイズが図４（ｂ）に示されているように特定される。異物画像６の縦ａと横ｂとの商（ａ／ｂ）によって、異物５の形状が特定される。例えば、ａ／ｂ＝１である場合には、異物５は図４（ｃ）に示されているように円形であると、特定される。ａ／ｂ＞１またはａ／ｂ＜１である場合には、異物５は図４（ｄ）に示されているように細長い形状であると、特定される。
【００３０】
落射照明光として白色光４１が使用されているため、異物画像６の色相と明度（画像を構成する階調）に基づいて色を特定することができる。この結果、例えば、抽出された異物全体がほぼ同一の濃紺系統の色相と階調ならば、異物は偏平で膜厚がほぼ均一な誘電体膜であると推定できる。
【００３１】
また、散乱光検出器により検出された異物の散乱光信号と、異物画像６により特定した異物の大きさ、性状と、を用いることによって表面の凹凸を認識することができる。すなわち、ウエハ１上に検査光照射装置２０により検査光としてのレーザ光２１が低傾斜角度で照射されると、このレーザ光２１の照射により、異物５から暗視野下の散乱光３１が発生する。この散乱光強度は散乱断面積と表面の凹凸に関連して強度を変えるので、検出時に記録された散乱光強度と、異物画像６から算出したレーザ照射方向に垂直な方向の異物の長さとを用いて解析することによって表面の凹凸状態を認識することができる。この結果、例えば、凹凸が少ない場合には、シリカ（ガラス）やシリコン片および金属片等の無機物と、特定される。凹凸が多い場合には、人間を起因とする発塵や樹脂等の有機物と、特定される。
【００３２】
以上のようにして分類された異物５の分類結果は分類部４９からホストコンピュータ３６に送信される。ホストコンピュータ３６は分類部４９からの分類データおよび異物判定装置３５からの異物５の座標位置データや個数データを使用することにより、図５に示されている各種分析資料を適宜に作成し、モニタやプリンタ等の出力装置によって適時に出力する。作業者は出力された各種分析資料によって、ＩＣの製造プロセスを的確かつ迅速に管理することができる。
【００３３】
図５（ａ）は異物サイズ別マップであり、異物サイズデータと異物の座標位置データとによって作成される。図５（ｂ）は異物サイズ別ヒストグラムであり、横軸には区間分けした変数として異物サイズが取られ、縦軸には各異物サイズに属する測定値の回数として検出個数が取られている。
【００３４】
図５（ｃ）は異物形状別マップであり、異物形状データと異物の座標位置データとによって作成される。図５（ｄ）は異物形状別ヒストグラムであり、横軸には区間分けした変数として異物形状が取られ、縦軸には各異物形状に属する測定値の回数として検出個数が取られている。
【００３５】
図５（ｅ）は検査結果時系列推移グラフであり、検査日と異物サイズデータ、異物形状データ（例えば、細長）および異物性状の一例である有機物データとによって作成される。なお、時系列はロット番号やウエハ番号等を使用してもよい。
【００３６】
前記実施形態によれば次の効果が得られる。
▲１▼ 異物検査装置によって異物の座標位置の他に異物のサイズや形状、色、有機物または無機物を特定することにより、作業者はＩＣの製造プロセスを的確かつ迅速に管理することができるため、ＩＣの製造歩留りを高めることができる。
【００３７】
▲２▼ 散乱光検出器に基づく異物判定部の判定を明視野下の撮像装置に連なる検証部によって検証することにより、異物検査装置における検査精度を高めることができるため、前記▲１▼とあいまって、異物検査装置の品質および信頼性を高めることができる。
【００３８】
▲３▼ 検査時間の長い外観検査装置やきわめて高価な異物分析装置を使用することなく、異物の座標位置の他に異物のサイズや形状、色、有機物または無機物を特定することができるため、単位面積当たり（ウエハ一枚当たり）の検査時間およびレビュー時間を大幅に短縮することができる。その結果、ロット全数検査を実現することができるとともに、作業者はＩＣの製造プロセスを的確かつ迅速に管理することができる。
【００３９】
図６は本発明の実施形態２である異物検査装置を示す斜視図である。図７は同じく異物検査方法を示すフロー図である。図８はその作用を説明するための説明図である。
【００４０】
本実施形態２に係る異物検査装置１０Ａが前記実施形態１に係る異物検査装置１０と異なる点は、落射照明装置４０が検出光照射装置２０の光学系を共用するように構成されているとともに、撮像装置４５Ａが散乱光検出器を兼用するように構成されている点にある。
【００４１】
本実施形態２に係る異物検査装置１０Ａによる異物検査方法においては、図７に示されているように、まず、検査光照射装置２０や散乱光検出器兼用撮像装置４５Ａおよび異物判定装置３５によって異物５の座標位置がウエハ１の第１主面２の全体にわたって特定される。これらの異物座標位置はホストコンピュータ３６のメモリー（図示せず）に記憶される。
【００４２】
例えば、ホストコンピュータ３６は異物座標位置データに基づき、ウエハ１の第１主面２の全体における異物５群を図８（ａ）に示されているようにグルーピング（距離の近い異物群をまとめる。）し、各グループの代表を撮像対象としてサンプリングする。このサンプリングによって撮像対象を減少させることができるため、検査時間をより一層短縮することができる。
【００４３】
また、ホストコンピュータ３６は異物判定装置３５からの異物座標位置データと散乱光強度との組み合わせに基づき、ウエハ１の第１主面２の全体における異物５群を図８（ｂ）に示されているようにクラスタリング（散乱光強度で異物のサイズ等をクラス分けする。）し、各クラスの代表を撮像対象としてサンプリングする。このサンプリングによって撮像対象を減少させることができるため、検査時間をより一層短縮することができる。ちなみに、これらサンプリングに際して、ホストコンピュータ３６は最短距離で撮像することができるように異物の撮像の順番を指定することにより、検査時間をより一層短縮させるとともに、検査効率を高める。
【００４４】
以上のようにして指定された撮像対象の異物座標位置は、ホストコンピュータ３６から比較部４７および検証部４８に送信される。指定された異物５の座標位置が散乱光検出器兼用撮像装置４５Ａの撮像位置すなわち落射照明装置４０の落射照明スポットに来ると、比較部４７は散乱光検出器兼用撮像装置４５Ａからの明視野下の画像信号を取り込む。
【００４５】
その後、比較部４７は隣接したチップ部４の同一座標位置の画像信号を取り込む。次いで、比較部４７は先に取り込んだ異物５が付着しているはずの座標位置の画像と、後に取り込んだ異物５が付着していないチップ部４の画像とを比較することにより、異物画像６を抽出する。
【００４６】
そして、比較部４７は抽出した異物画像６を検証部４８に送信する。ホストコンピュータ３６が指定した異物５の座標位置について比較部４７から異物画像６が送信されて来た場合には、検証部４８は異物判定装置３５の異物有りの判定は適正であることを検証する。これに反して、ホストコンピュータ３６が指定した異物座標位置について比較部４７から異物画像６が送信されて来なかった場合には、検証部４８は異物判定装置３５の異物有りの判定は誤りであると認定する。誤判定であると認定すると、検証部４８はその旨をホストコンピュータ３６に送信する。
【００４７】
また、抽出された異物画像６は分類部４９に転送される。分類部４９は予め設定されたアルゴリズムによって異物５のサイズ、形状、色、性状の一例である有機物または無機物を分類する。分類された異物５の分類結果は分類部４９からホストコンピュータ３６に送信される。ホストコンピュータ３６は分類部４９からの分類データおよび異物判定装置３５からの異物５の座標位置データや個数データおよび散乱光強度を使用することにより、各種分析資料を適宜に作成し、モニタやプリンタ等の出力装置によって適時に出力する。作業者は出力された各種分析資料によって、ＩＣの製造プロセスを的確かつ迅速に管理する。
【００４８】
図９は本発明の実施形態３である異物検査装置を示す斜視図である。
【００４９】
本実施形態３に係る異物検査装置１０Ｂが前記実施形態１に係る異物検査装置１０と異なる点は、落射照明装置４０および撮像装置４５等による明視野撮像ステージ５０が専用的に設備されている点にある。
【００５０】
本実施形態３に係る異物検査装置１０Ｂによる異物検査方法は前記実施形態２に係る異物検査方法に準ずるので、詳細な説明は省略するが、本実施形態３に係る異物検査装置１０Ｂは明視野撮像ステージ５０が設備されているため、異物の検出および座標位置の特定と異物画像の抽出とを併行処理することができ、全体としての検査時間を短縮することができる。
【００５１】
図１０は本発明の実施形態４である異物検査装置を示す斜視図である。
【００５２】
本実施形態４に係る異物検査装置１０Ｃが前記実施形態１に係る異物検査装置１０と異なる点は、撮像装置４５がラインセンサからエリアセンサ４５Ｂに変更されている点にある。
【００５３】
本実施形態４に係る異物検査装置１０Ｃによる異物検査方法は前記実施形態２に係る異物検査方法に準じ、図７のフロー図に従って検査するので、詳細な説明は省略する。
【００５４】
本実施形態４に係る異物検査装置１０Ｃはエリアセンサ型撮像装置４５Ｂが設備されているため、異物画像をステージ停止状態で撮像することができ、高分解能の画像を容易に得ることができ、異物検査結果の品質と信頼性を向上することができる。
【００５５】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態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。
【００５６】
例えば、暗視野下の散乱光検出による異物位置の特定は、遮光素子によって実行するように構成するに限らず、繰り返しパターンにおける同一位置の検出データを比較することによって実行するように構成してもよい。その場合、比較用のデータは隣接するチップの検出データであってもよいし、予め記憶された設計パターンデータや標準パターンデータであってもよい。
【００５７】
撮像装置としては、ラインセンサを使用した例ではラインセンサに限らず、エリアセンサや撮像管等を使用することができる。
【００５８】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるウエハの異物検査技術に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、ホトマスクや液晶パネル等の板状物における異物検査技術全般に適用することができる。
【００５９】
【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、次の通りである。
【００６０】
異物検査装置によって異物の座標位置の他に異物のサイズや形状、色、性状を特定することにより、作業者は製造プロセスを的確かつ迅速に管理することができるため、製造歩留りを高めることができる。
【００６１】
散乱光検出器に基づく異物判定部の判定を明視野下の撮像装置に連なる検証部によって検証することにより、異物検査装置における検査精度を高めることができるため、前記効果とあいまって、異物検査装置の品質および信頼性を高めることができる。
【００６２】
検査時間の長い外観検査装置や異物分析装置を使用することなく、異物の座標位置の他に異物のサイズや形状、色、性状を特定することができるため、単位面積当たり（ウエハ一枚当たり）の検査時間およびレビュー時間を大幅に短縮することができる。その結果、ロット全数検査を実現することができるとともに、作業者は製造プロセスを的確かつ迅速に管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である異物検査装置を示す斜視図である。
【図２】同じく異物検査方法を示すフロー図である。
【図３】異物画像の抽出作用を示しており、（ａ）は異物が付着した状態の画像図、（ｂ）は異物が付着しない状態の画像図、（ｃ）は抽出した異物画像図である。
【図４】分類作用を示す各説明図であり、（ａ）は異物の縦横寸法の特定作用、（ｂ）は異物サイズの特定作用、（ｃ）は円形の異物の特定作用、（ｄ）は細長い異物の特定作用をそれぞれ示している。
【図５】各種分析資料を示す各説明図であり、（ａ）は異物サイズ別マップ、（ｂ）は異物サイズ別ヒストグラム、（ｃ）は異物形状別マップ、（ｄ）は異物形状別ヒストグラム、（ｅ）は検査結果時系列推移グラフである。
【図６】本発明の実施形態２である異物検査装置を示す斜視図である。
【図７】同じく異物検査方法を示すフロー図である。
【図８】その作用を説明するための説明図であり、（ａ）はグルーピングを示しており、（ｂ）はクラスタリングを示している。
【図９】本発明の実施形態３である異物検査装置を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態４である異物検査装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…ウエハ（被検査物）、２…第１主面、３…オリフラ、４…ペレット部、５…異物、６…異物画像、１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…異物検査装置、１１…ステージ装置、１２…ＸＹテーブル、１３…θテーブル、１４…コントローラ、２０…検査光照射装置、２１…レーザ光（検査光）、２２…レーザ光照射装置、２３…集光レンズ、３０…散乱光検出装置、３１…散乱光、３２…対物レンズ、３３…リレーレンズ、３４…散乱光検出器、３５…異物判定装置、３６…ホストコンピュータ、４０…落射照明装置、４１…白色光（明視野照明光）、４２…白色光照射装置、４３…ハーフミラー、４４…レンズ、４５…撮像装置、４５Ａ…散乱光検出器兼用撮像装置、４５Ｂ…エリアセンサ型撮像装置、４６…画像処理部、４７…比較部、４８…検証部、４９…分類部、５０…明視野撮像ステージ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a foreign matter inspection apparatus, and more particularly to a technique for detecting a minute foreign matter on a surface to be inspected with high sensitivity. For example, the foreign matter attached to the surface of a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) is detected and inspected. It is related to effective technology.
[0002]
[Prior art]
Today, semiconductor integrated circuit devices (hereinafter referred to as ICs) are highly integrated and circuit patterns are miniaturized, and the line width of circuit patterns is about 1 μm or less. In order to manufacture such an IC with a high yield, foreign matter adhering to the surface of the wafer is detected, its size, shape, physical properties, etc. are inspected, and the cleanliness of various semiconductor manufacturing apparatuses and processes is quantitatively determined. It is necessary to grasp and accurately manage the manufacturing process. Therefore, conventionally, in an IC manufacturing factory, a wafer foreign matter inspection method using a wafer foreign matter inspection apparatus is performed on a wafer as a workpiece in order to accurately manage a manufacturing process.
[0003]
Conventional wafer foreign matter inspection apparatuses are roughly divided into two categories. The first is an image comparison type wafer foreign matter inspection apparatus (hereinafter referred to as an appearance inspection apparatus) that compares an image in a bright field by vertical epi-illumination with a standard pattern stored in advance. Second, a wafer foreign matter inspection apparatus (hereinafter referred to as foreign matter inspection) that detects scattered light in a dark field by oblique illumination and recognizes the presence or absence of foreign matter, the position coordinates and the number of foreign matters based on the coordinates when the scattered light is detected. It is called a device.)
[0004]
An example of a wafer foreign matter inspection apparatus is “Nikkei Micro Devices March 1997 issue” P97 to P116 issued by Nikkei BP Co., Ltd.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The appearance inspection apparatus described above has an advantage of high inspection accuracy, but has a disadvantage of low throughput and high price. Since the image data is obtained according to the appearance inspection apparatus, the appearance inspection apparatus can execute a so-called review (confirmation or verification work with an image). However, the present inventor has revealed that the appearance inspection apparatus has a problem that the review defect efficiency is extremely low because the review defect efficiency is very low because there is a lot of unnecessary information such as minute defects for a small number of inspection wafers. It was done.
[0006]
The foreign matter inspection apparatus described above has the disadvantage that the inspection accuracy is lower than that of the appearance inspection apparatus, but has the advantages of higher throughput and lower price than the appearance inspection apparatus. Since the data obtained from the foreign matter inspection apparatus is the position coordinates of the foreign matter within the wafer and the intensity of the scattered light, the foreign matter inspection apparatus cannot obtain information on the size (particle size) and shape of the foreign matter. Therefore, in order to obtain such information, it is necessary to use an analysis system wafer foreign matter analysis apparatus having a long inspection time, such as an appearance inspection apparatus or an SEM (scanning electron beam microscope).
[0007]
An object of the present invention is to provide a foreign matter inspection technique capable of efficiently inspecting the size and shape of a foreign matter.
[0008]
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
An outline of typical inventions among inventions disclosed in the present application will be described as follows.
[0010]
That is, in the foreign matter inspection method for inspecting foreign matters by obliquely illuminating the inspection subject with the inspection light irradiation device and detecting the scattered light of the inspection light in the inspection subject in the dark field with the scattered light detector,
The coordinate position of the foreign matter specified based on the detection of the scattered light detector is imaged under bright field illumination arranged in the same apparatus, and at least the size, shape, and color of the foreign matter are determined by the foreign matter image extracted based on this imaging. Any one of the properties is specified.
[0011]
According to the above-described means, at least the size of the foreign matter can be recognized, so the foreign matter review can be executed efficiently.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view showing a foreign substance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing the foreign substance inspection method. FIG. 3 and subsequent figures are explanatory diagrams for explaining the operation.
[0013]
In this embodiment, the foreign matter inspection apparatus according to the present invention detects the scattered light in the dark field by oblique illumination on the wafer that is the object to be inspected, and the presence / absence of the foreign matter and the position coordinates based on the coordinates when the scattered light is detected. And a foreign matter inspection apparatus 10 that recognizes the number of pieces. The wafer 1 to be inspected is in the process of forming a DRAM, which is an example of an IC, on the first main surface 2 for each chip portion 4, and the chip portion 4 is oriented flat (hereinafter referred to as “the orientation flat”). It is regularly arranged vertically and horizontally with respect to 3. If the foreign matter 5 adheres to the first main surface 2 of the wafer 1, it causes a defect. Therefore, the foreign matter 5 attached to the first main surface 2 of the wafer 1 is detected by the foreign matter inspection apparatus 10, and the detected foreign matter is detected. The position, number, size, shape, color, and properties of the semiconductor are inspected, the cleanliness of various semiconductor manufacturing apparatuses and processes is quantitatively grasped, and the manufacturing process is accurately managed.
[0014]
The foreign substance inspection apparatus 10 includes a stage apparatus 11. The stage apparatus 11 has an XY table 12 for scanning the wafer 1 as an object to be inspected, a θ table 13 rotated in the θ direction, and an automatic focusing mechanism ( (Not shown) and a controller 14 for controlling them. Then, in order to inspect the entire surface of the wafer 1, XY scanning of the wafer 1 is executed by the stage device 11. During this scanning, the coordinate position information about the wafer 1 as the inspection object is sequentially input from the controller 14 to a foreign substance determination device described later.
[0015]
An inspection light irradiation device 20 is installed obliquely above the stage device 11. The inspection light irradiation device 20 includes a laser light irradiation device 22 that irradiates the wafer 1 with laser light 21 as inspection light, and a condensing lens 23 that condenses the laser light 21. By irradiating the wafer 1 as an object to be inspected held on the stage device 11 at a low angle, the wafer 1 is illuminated obliquely.
[0016]
A scattered light detection device 30 is installed directly above the stage device 11. The scattered light detection device 30 includes an objective lens 32 that collects scattered light 31 irregularly reflected on the surface of the wafer 1 as the laser light 21 is obliquely irradiated on the surface of the wafer 1, and an objective lens 32. A relay lens 33 that forms an image of the collected scattered light 31 on the light receiving surface of the scattered light detector 34 and a scattered light detector 34 that detects the scattered light 31 are provided. That is, the scattered light detection device 30 is configured to detect the scattered light 31 in the dark field. In this embodiment, the scattered light detector 34 is configured by a line sensor in which solid-state imaging photoelectric conversion elements are arranged in an elongated shape, and is arranged so as to be long in the Y direction orthogonal to the stage moving direction.
[0017]
A foreign matter determination device 35 is connected to the scattered light detector 34. The foreign matter determination device 35 determines the presence or absence of foreign matter on the wafer 1 based on the detection time of scattered light from the scattered light detector 34. By collating the determined data with the coordinate position data from the controller 14 of the stage apparatus 11, the coordinate position of the foreign object is specified. Further, the scattered light detector 34 transmits the scattered light intensity to the foreign substance determination device 35.
[0018]
In the present embodiment, an epi-illumination device 40 is provided directly above the stage device 11, and the epi-illumination device 40 irradiates the wafer 1 with white light 41 as bright-field illumination light, A half mirror 43 that vertically reflects the white light 41 and a lens 44 that forms the white light 41 in a spot shape are provided, and the white light 41 is applied to the wafer 1 as an inspection object held on the stage device 11. It is designed to illuminate vertically and illuminate epi-illumination.
[0019]
An imaging device 45 is installed at the reflection position of the epi-illumination device 40. That is, the imaging device 45 is configured by a line sensor in which solid-state imaging photoelectric conversion elements are arranged in an elongated shape, and is long in the Y direction orthogonal to the stage moving direction on the optical axis of the epi-illumination device 40 on the transmission side of the half mirror 43. It is arranged to be. That is, the imaging device 45 captures an image of irregularly reflected light under a bright field.
[0020]
A comparison unit 47 is connected to the image processing unit 46 of the imaging device 45, and a verification unit 48 is connected to the output terminal of the comparison unit 47. A classification unit 49 is connected to the output terminal of the verification unit 48. A foreign substance determination device 35 is connected to the other input terminal of the comparison unit 47 and the other input terminal of the verification unit 48, and the foreign substance determination device 35 is a host computer 36 that controls the foreign substance inspection device 10, the comparison unit 47, and the verification unit. The determination result is transmitted to the unit 48.
[0021]
Next, a foreign substance inspection method according to an embodiment of the present invention by the foreign substance inspection apparatus 10 according to the above configuration will be described with reference to FIG.
[0022]
When laser light 21 as inspection light is irradiated onto the wafer 1 by the inspection light irradiation device 20 at a low inclination angle, the foreign matter 5 and the circuit attached to the first main surface 2 of the wafer 1 are irradiated by the laser light 21 irradiation. Scattered light 31 in the dark field is generated from the pattern (not shown). The scattered light 31 is collected by the objective lens 32 and imaged on the scattered light detector 34 through the relay lens 33.
[0023]
At this time, since the scattered light 31 from the circuit pattern has regularity, a light shielding element (not shown) made of a spatial filter or an analyzer provided on the Fourier transform surface of the pattern surface of the wafer 1 causes the scattered light 31 from the circuit pattern. The scattered light 31 is shielded. On the other hand, since the scattered light 31 from the foreign material 5 is irregular, it passes through a spatial filter or analyzer and forms an image on the scattered light detector 34. Therefore, only the foreign object 5 is detected.
[0024]
Then, the detection signal of the scattered light 31 in the dark field from the foreign object 5 detected by the scattered light detector 34 is input to the foreign object determination device 35. The foreign matter determination device 35 determines the presence / absence of the foreign matter 5 based on the detection signal, and specifies the coordinate position of the foreign matter 5 by comparing this determination data with the coordinate position data from the controller 14 of the stage device 11. To do. The coordinate position of the foreign matter 5 specified in this way is output from the foreign matter determination device 35 to, for example, a host computer 36 that comprehensively executes the foreign matter inspection device 10, and a comparison unit that is electrically connected to the imaging device 45. 47 and the verification unit 48.
[0025]
When the coordinate position of the foreign material 5 transmitted from the foreign material determination device 35 comes to the imaging position of the imaging device 45, that is, the epi-illumination spot of the epi-illumination device 40, the comparison unit 47 captures an image signal in the bright field from the imaging device 45. . According to the foreign matter determination device 35, since the foreign matter 5 should be attached to this coordinate position, the foreign matter 5 should appear in the image as shown in FIG. .
[0026]
After that, when a coordinate position that is shifted from the coordinate position of the foreign material 5 transmitted from the foreign material determination device 35 by exactly one chip portion 4 comes to the imaging position of the imaging device 45, the comparison unit 47 receives the bright field from the imaging device 45. Capture the lower image signal. According to the foreign matter determination device 35, since the foreign matter 5 should not have adhered to this coordinate position, the foreign matter 5 should not be reflected in the image as shown in FIG. is there.
[0027]
Subsequently, the comparison unit 47 displays the image of the coordinate position of the chip part 4 to which the previously captured foreign substance 5 should be attached and the image of the coordinate position of the chip part 4 to which the foreign substance 5 that has been captured later does not adhere. Compare. That is, as shown in FIG. 3D, the comparison unit 47 enters a state in which a pair of images of the same part in the pair of adjacent chip units 4 and 4 are captured and compared. Then, FIG. 3C is formed, which is a difference image between the image in which the foreign material 5 in FIG. 3A is attached and the image in which the foreign material 5 is not attached in FIG. Since the difference between the image (a) and the image (b) is only the foreign object 5, only the foreign object image 6 is extracted in FIG.
[0028]
Then, the comparison unit 47 transmits the extracted foreign object image 6 to the verification unit 48. When the foreign object image 6 is transmitted from the comparison unit 47 with respect to the coordinate position of the foreign object 5 transmitted from the foreign object determination device 35, the verification unit 48 determines that the determination of the presence of the foreign object by the foreign object determination device 35 is appropriate. Validate. On the other hand, when the foreign object image 6 is not transmitted from the comparison unit 47 for the coordinate position of the foreign object 5 transmitted from the foreign object determination device 35, the verification unit 48 determines that there is a foreign object in the foreign object determination device 35. Is recognized as an error. If the verification unit 48 determines that it is an erroneous determination, it transmits that fact to the host computer 36.
[0029]
In addition, the extracted foreign object image 6 is transferred to the classification unit 49. The classification unit 49 classifies the organic substance or inorganic substance that is the size, shape, color, and property of the foreign substance 5 by a preset algorithm. For example, as shown in FIG. 4A, the vertical a and horizontal b dimensions of the foreign object image 6 are specified by counting the number of pixels of the foreign object image 6. The area, that is, the size of the foreign object 5 is specified as shown in FIG. 4B by the product (a × b) of the vertical a and the horizontal b of the foreign object image 6. The shape of the foreign object 5 is specified by the quotient (a / b) of the vertical a and the horizontal b of the foreign object image 6. For example, when a / b = 1, the foreign material 5 is specified as being circular as shown in FIG. When a / b> 1 or a / b <1, the foreign material 5 is specified as having an elongated shape as shown in FIG.
[0030]
Since the white light 41 is used as the epi-illumination light, the color can be specified based on the hue and brightness (gradation constituting the image) of the foreign object image 6. As a result, for example, if the entire extracted foreign matter has substantially the same dark blue hue and gradation, it can be estimated that the foreign matter is a dielectric film having a flat and substantially uniform film thickness.
[0031]
Further, the unevenness of the surface can be recognized by using the scattered light signal of the foreign matter detected by the scattered light detector and the size and property of the foreign matter specified by the foreign matter image 6. That is, when the laser light 21 as the inspection light is irradiated onto the wafer 1 by the inspection light irradiation device 20 at a low inclination angle, the scattered light 31 in the dark field is generated from the foreign matter 5 by the irradiation of the laser light 21. . Since this scattered light intensity changes in relation to the scattering cross section and surface irregularities, the scattered light intensity recorded at the time of detection and the length of the foreign matter in the direction perpendicular to the laser irradiation direction calculated from the foreign matter image 6 are obtained. By using and analyzing, it is possible to recognize the uneven state of the surface. As a result, when there are few unevenness | corrugations, for example, it specifies with inorganic substances, such as a silica (glass), a silicon piece, and a metal piece. When there are many unevenness | corrugations, it is identified as organic matters, such as dust generation and resin resulting from a human being.
[0032]
The classification result of the foreign object 5 classified as described above is transmitted from the classification unit 49 to the host computer 36. The host computer 36 uses the classification data from the classification unit 49 and the coordinate position data and the number data of the foreign substance 5 from the foreign substance determination device 35 to appropriately create various monitoring materials shown in FIG. Output in a timely manner by an output device such as a printer. The operator can accurately and promptly manage the IC manufacturing process based on the various analysis materials output.
[0033]
FIG. 5A is a foreign matter size map, which is created from foreign matter size data and foreign matter coordinate position data. FIG. 5B is a histogram for each foreign substance size. The horizontal axis indicates the foreign substance size as a variable divided into sections, and the vertical axis indicates the number of detections as the number of measurement values belonging to each foreign substance size.
[0034]
FIG. 5C is a foreign matter shape map, which is created from foreign matter shape data and foreign matter coordinate position data. FIG. 5D is a foreign object shape-specific histogram, where the horizontal axis represents the foreign object shape as a variable divided into sections, and the vertical axis represents the number of detected values as the number of measurement values belonging to each foreign object shape.
[0035]
FIG. 5E is an inspection result time-series transition graph, which is created from the inspection date, foreign matter size data, foreign matter shape data (for example, elongated), and organic matter data that is an example of foreign matter properties. Note that a lot number, a wafer number, or the like may be used for the time series.
[0036]
According to the embodiment, the following effects can be obtained.
(1) By specifying the size, shape, color, organic matter, or inorganic matter of the foreign matter in addition to the coordinate position of the foreign matter with the foreign matter inspection device, the operator can accurately and quickly manage the IC manufacturing process. IC manufacturing yield can be increased.
[0037]
(2) Since the inspection accuracy of the foreign object inspection apparatus can be improved by verifying the determination of the foreign object determination part based on the scattered light detector by the verification part connected to the imaging device under the bright field, this is combined with the above (1). Thus, the quality and reliability of the foreign substance inspection apparatus can be improved.
[0038]
(3) The size, shape, color, organic matter, or inorganic matter of the foreign matter can be specified in addition to the coordinate position of the foreign matter without using an external appearance inspection device or a very expensive foreign matter analysis device that requires a long inspection time. Inspection time and review time per area (per wafer) can be greatly shortened. As a result, lot inspection can be realized, and the operator can accurately and quickly manage the IC manufacturing process.
[0039]
FIG. 6 is a perspective view showing a foreign matter inspection apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 7 is a flowchart showing the foreign substance inspection method. FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the operation.
[0040]
The difference between the foreign matter inspection apparatus 10A according to the second embodiment and the foreign matter inspection apparatus 10 according to the first embodiment is that the epi-illumination device 40 is configured to share the optical system of the detection light irradiation device 20, and The imaging device 45A is configured to be also used as a scattered light detector.
[0041]
In the foreign matter inspection method by the foreign matter inspection apparatus 10A according to the second embodiment, as shown in FIG. 7, first, the inspection light irradiation device 20, the scattered light detector / imaging device 45A, and the foreign matter determination device 35 5 coordinate positions are specified over the entire first main surface 2 of the wafer 1. These foreign object coordinate positions are stored in a memory (not shown) of the host computer 36.
[0042]
For example, based on the foreign substance coordinate position data, the host computer 36 groups the foreign substances 5 on the entire first main surface 2 of the wafer 1 as shown in FIG. And representatives of each group are sampled as imaging targets. Since the number of imaging objects can be reduced by this sampling, the inspection time can be further shortened.
[0043]
Further, the host computer 36 shows a group of foreign matters 5 on the entire first main surface 2 of the wafer 1 based on the combination of the foreign matter coordinate position data from the foreign matter judging device 35 and the scattered light intensity, as shown in FIG. Clustering (classifying the size and the like of the foreign matter by the scattered light intensity), and representatives of each class are sampled as imaging targets. Since the number of imaging objects can be reduced by this sampling, the inspection time can be further shortened. Incidentally, at the time of sampling, the host computer 36 designates the order of imaging of foreign objects so that imaging can be performed at the shortest distance, thereby further reducing the inspection time and increasing the inspection efficiency.
[0044]
The foreign object coordinate position of the imaging target designated as described above is transmitted from the host computer 36 to the comparison unit 47 and the verification unit 48. When the designated coordinate position of the foreign object 5 comes to the imaging position of the scattered light detector / imaging device 45A, that is, the epi-illumination spot of the epi-illumination device 40, the comparison unit 47 is under the bright field from the scattered light detector / imaging device 45A. Capture image signals.
[0045]
Thereafter, the comparison unit 47 captures an image signal at the same coordinate position of the adjacent chip unit 4. Next, the comparison unit 47 compares the image of the coordinate position where the previously captured foreign material 5 should be adhered with the image of the chip portion 4 where the foreign material 5 captured later is not adhered, thereby obtaining the foreign material image 6. To extract.
[0046]
Then, the comparison unit 47 transmits the extracted foreign object image 6 to the verification unit 48. When the foreign object image 6 is transmitted from the comparison unit 47 for the coordinate position of the foreign object 5 designated by the host computer 36, the verification unit 48 verifies that the determination of the presence of the foreign object by the foreign object determination device 35 is appropriate. . On the other hand, if the foreign object image 6 is not transmitted from the comparison unit 47 for the foreign object coordinate position designated by the host computer 36, the verification unit 48 determines that there is a foreign object in the foreign object determination device 35. Certify. If the verification unit 48 determines that it is an erroneous determination, it transmits that fact to the host computer 36.
[0047]
In addition, the extracted foreign object image 6 is transferred to the classification unit 49. The classification unit 49 classifies an organic substance or an inorganic substance, which is an example of the size, shape, color, and property of the foreign material 5 using a preset algorithm. The classification result of the classified foreign matter 5 is transmitted from the classification unit 49 to the host computer 36. The host computer 36 uses the classification data from the classification unit 49, the coordinate position data and the number data of the foreign matter 5 from the foreign matter determination device 35, and the scattered light intensity to appropriately create various analysis materials, and the monitor, printer, etc. Output in a timely manner by the output device. The operator accurately and promptly manages the IC manufacturing process based on the various analysis materials output.
[0048]
FIG. 9 is a perspective view showing a foreign substance inspection apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
[0049]
The foreign matter inspection apparatus 10B according to the third embodiment is different from the foreign matter inspection apparatus 10 according to the first embodiment in that a bright field imaging stage 50 including an epi-illumination device 40 and an imaging device 45 is provided exclusively. It is in.
[0050]
Since the foreign substance inspection method by the foreign substance inspection apparatus 10B according to the third embodiment conforms to the foreign substance inspection method according to the second embodiment, detailed description thereof will be omitted, but the foreign substance inspection apparatus 10B according to the third embodiment uses bright field imaging. Since the stage 50 is installed, it is possible to perform the parallel processing of the detection of the foreign matter and the specification of the coordinate position and the extraction of the foreign matter image, and the inspection time as a whole can be shortened.
[0051]
FIG. 10 is a perspective view showing a foreign substance inspection apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
[0052]
The foreign matter inspection apparatus 10C according to the fourth embodiment is different from the foreign matter inspection apparatus 10 according to the first embodiment in that the imaging device 45 is changed from a line sensor to an area sensor 45B.
[0053]
The foreign matter inspection method by the foreign matter inspection apparatus 10C according to the fourth embodiment is inspected according to the foreign matter inspection method according to the second embodiment according to the flowchart of FIG.
[0054]
Since the foreign matter inspection apparatus 10C according to the fourth embodiment is equipped with the area sensor type imaging device 45B, the foreign matter image can be picked up while the stage is stopped, and a high resolution image can be easily obtained. The quality and reliability of inspection results can be improved.
[0055]
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Nor.
[0056]
For example, the specification of the position of the foreign matter by the scattered light detection in the dark field is not limited to be executed by the light shielding element, but may be executed by comparing the detection data at the same position in the repeated pattern. Good. In this case, the comparison data may be detection data of adjacent chips, or may be design pattern data or standard pattern data stored in advance.
[0057]
As an imaging device, in the example using a line sensor, not only a line sensor but an area sensor, an imaging tube, etc. can be used.
[0058]
In the above description, the case where the invention made mainly by the present inventor is applied to the wafer foreign matter inspection technology, which is the field of use behind the invention, has been described. However, the present invention is not limited to this, and a photomask, a liquid crystal panel, etc. The present invention can be applied to all foreign matter inspection techniques for plate-like objects.
[0059]
【The invention's effect】
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
[0060]
By specifying the size, shape, color, and properties of the foreign material in addition to the coordinate position of the foreign material using the foreign material inspection device, the operator can accurately and quickly manage the manufacturing process, thereby increasing the manufacturing yield. .
[0061]
Since the inspection accuracy in the foreign object inspection apparatus can be improved by verifying the determination of the foreign object determination part based on the scattered light detector by the verification unit connected to the imaging device in the bright field, the foreign object inspection apparatus combined with the above effect Can improve the quality and reliability.
[0062]
Since the size, shape, color, and property of the foreign matter can be specified in addition to the coordinate position of the foreign matter without using a visual inspection device and foreign matter analysis device that require a long inspection time, the unit per unit area (per wafer) Inspection time and review time can be greatly reduced. As a result, lot inspection can be realized, and the operator can manage the manufacturing process accurately and quickly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a foreign substance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a foreign substance inspection method.
FIGS. 3A and 3B illustrate an extraction operation of a foreign object, in which FIG. 3A is an image diagram with a foreign object attached, FIG. 3B is an image diagram with no foreign object attached, and FIG. 3C is an extracted foreign object image diagram; is there.
FIGS. 4A and 4B are explanatory diagrams showing classification actions, where FIG. 4A is a specific action for determining the vertical and horizontal dimensions of a foreign object, FIG. 4B is a specific action for determining the size of a foreign substance, FIG. Indicates the specific action of the elongated foreign object, respectively.
FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams showing various analysis materials, where FIG. 5A is a map according to foreign substance size, FIG. 5B is a histogram according to foreign substance size, FIG. 5C is a map according to foreign substance shape, and FIG. , (E) is a test result time series transition graph.
FIG. 6 is a perspective view showing a foreign matter inspection apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing the foreign substance inspection method.
FIGS. 8A and 8B are explanatory diagrams for explaining the operation, in which FIG. 8A shows grouping, and FIG. 8B shows clustering.
FIG. 9 is a perspective view showing a foreign substance inspection apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view showing a foreign substance inspection apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wafer (inspection object), 2 ... 1st main surface, 3 ... Orientation flat, 4 ... Pellet part, 5 ... Foreign material, 6 ... Foreign material image 10, 10A, 10B, 10C ... Foreign material inspection apparatus, 11 ... Stage apparatus , 12 ... XY table, 13 ... θ table, 14 ... controller, 20 ... inspection light irradiation device, 21 ... laser light (inspection light), 22 ... laser light irradiation device, 23 ... condensing lens, 30 ... scattered light detection device 31 ... scattered light, 32 ... objective lens, 33 ... relay lens, 34 ... scattered light detector, 35 ... foreign matter determination device, 36 ... host computer, 40 ... epi-illumination device, 41 ... white light (bright-field illumination light) 42 ... White light irradiation device, 43 ... Half mirror, 44 ... Lens, 45 ... Imaging device, 45A ... Scattered light detector / imaging device, 45B ... Area sensor type imaging device, 46 ... Image processing unit, 47 ... Comparison unit 4 ... verification unit, 49 ... the classification unit, 50 ... bright field imaging stage.

Claims

Illuminate the inspection object with the circuit pattern formed obliquely by the inspection light irradiation device,
Foreign matter that inspects foreign matter by scattering light from the circuit pattern from the scattered light of the inspection light in the inspection object in the dark field by the light shielding element and detecting the scattered light that has passed through the light shielding element by the scattered light detector In the inspection method,
Each of the coordinate positions of the foreign matter identified based on the detection of the scattered light detector and other positions corresponding thereto are imaged under bright field illumination arranged in the same apparatus,
Recognizing the surface state of the foreign matter from the size of the foreign matter identified based on the count of the number of pixels of the foreign matter image extracted by comparing both images and the scattered light signal detected by the scattered light detector. Characteristic foreign matter inspection method.

Illuminate the inspection object with the circuit pattern formed obliquely by the inspection light irradiation device,
Foreign matter that inspects foreign matter by scattering light from the circuit pattern from the scattered light of the inspection light in the inspection object in the dark field by the light shielding element and detecting the scattered light that has passed through the light shielding element by the scattered light detector In the inspection method,
Each of the coordinate positions of the foreign matter identified based on the detection of the scattered light detector and other positions corresponding thereto are imaged under bright field illumination arranged in the same apparatus,
The surface state of the foreign object is recognized from the size of the foreign object specified based on the count of the number of pixels of the foreign object image extracted by comparing both images and the scattered light signal detected by the scattered light detector. A foreign matter inspection method, wherein the property of the foreign matter is specified based on a result .

The foreign matter inspection method according to claim 1, wherein the suitability for specifying the coordinate position of the foreign matter based on detection by the scattered light detector is verified based on the presence or absence of the foreign matter image .

The foreign matter inspection method according to claim 1 or 2, wherein a foreign matter size is specified using vertical and horizontal dimensions of the foreign matter image .

The foreign matter inspection method according to claim 1, wherein the shape of the foreign matter is specified using vertical and horizontal dimensions of the foreign matter image .

An inspection object on which a circuit pattern is formed;
  A stage device for placing the inspection object and scanning the entire surface of the inspection object;
  An inspection light irradiation device for obliquely illuminating inspection light on the inspection object;
  A light-shielding element that shields light generated by the circuit pattern from scattered light of the inspection object and extracts scattered light of foreign matter;
  A scattered light detector for detecting the scattered light of the foreign matter in a dark field;
  A foreign matter determination device that identifies a coordinate position of the foreign matter on the inspection object based on detection of the scattered light detector;
  An epi-illumination device that is arranged in the same device and irradiates the inspection object with illumination light;
  A bright-field imaging device that collects a pair of image signals of the coordinate position of the foreign matter identified by the foreign matter determination device and another position corresponding thereto;
  A comparison unit that forms a difference image from the pair of image signals and extracts a foreign object image;
  A classification unit for recognizing the surface state of the foreign matter from the size specified based on the count of the number of pixels obtained from the foreign matter image and the scattered light signal detected by the scattered light detector;
  A foreign matter inspection apparatus comprising:

An inspection object on which a circuit pattern is formed;
  A stage device for placing the inspection object and scanning the entire surface of the inspection object;
  An inspection light irradiation device for obliquely illuminating inspection light on the inspection object;
  A light-shielding element that shields light generated by the circuit pattern from scattered light of the inspection object and extracts scattered light of foreign matter;
  A scattered light detector for detecting the scattered light of the foreign matter in a dark field;
  A difference that specifies the coordinate position of the foreign object on the inspection object based on detection by the scattered light detector. An object judgment device;
  An epi-illumination device that is arranged in the same device and irradiates the inspection object with illumination light;
  A bright-field imaging device that collects a pair of image signals of the coordinate position of the foreign matter identified by the foreign matter determination device and another position corresponding thereto;
  A comparison unit that forms a difference image from the pair of image signals and extracts a foreign object image;
  The surface state of the foreign matter is recognized from the size specified based on the counting of the number of pixels obtained from the foreign matter image and the scattered light signal detected by the scattered light detector, and based on the recognition result, A classification part for identifying the properties;
  A foreign matter inspection apparatus comprising:

8. The foreign matter inspection apparatus according to claim 6, wherein the imaging device is also used as the scattered light detector.

The foreign matter inspection apparatus according to claim 6 or 7, wherein the epi-illumination device and the stage device are arranged separately from the detection light illumination device and the stage device of the scattered light detector. Foreign matter inspection device.