JP5585438B2 - Wafer defect detection method - Google Patents

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Description

本発明は、ウェーハ表面の欠陥を検出する方法、特に、検出時のノイズの影響を低減して誤検出を抑制する、ウェーハの欠陥検出方法に関するものである。   The present invention relates to a method for detecting defects on the surface of a wafer, and more particularly to a method for detecting defects in a wafer that suppresses erroneous detection by reducing the influence of noise during detection.

近年、半導体デバイスの微細化に伴い、基板上の結晶欠陥や付着異物(以下、「欠陥」と総称する)が製品の歩留まりに与える影響が大きくなっている。そのため、基板となるシリコンウェーハの表面に対して、高い結晶性や清浄度が益々要求されるようになっている。こうした要求に応えるためには、表面に存在する欠陥を特定して、ウェーハの製造条件に反映させることが必要である。そのためには、ウェーハ表面に存在する欠陥を正しく検出できる技術の開発が重要となる。   2. Description of the Related Art In recent years, with the miniaturization of semiconductor devices, the effects of crystal defects and attached foreign substances (hereinafter collectively referred to as “defects”) on a substrate have increased. Therefore, high crystallinity and cleanliness are increasingly required for the surface of a silicon wafer as a substrate. In order to meet these requirements, it is necessary to identify defects present on the surface and reflect them in the manufacturing conditions of the wafer. For this purpose, it is important to develop a technology that can correctly detect defects existing on the wafer surface.

このような技術として、検査対象のウェーハ表面にレーザー光を照射し、散乱されたレーザー光の強度を信号光としてパーティクル検査機により検出し、この信号光の強度を用いて欠陥を輝点欠陥(Light Point Defects:以下、「LPD」と称する)として検出する方法が知られている。即ち、サイズが既知である標準粒子を用いて、ウェーハの表面に照射された入射光が標準粒子により散乱された光の強度と標準粒子のサイズとの相関を予め求めておき、検出された信号光の強度(即ち、LPDのサイズ)が所定の閾値を超えた回数を計数(カウント)することにより、ウェーハ表面の品質を評価するというものである。
As such a technique, the surface of the wafer to be inspected is irradiated with laser light, the intensity of the scattered laser light is detected as a signal light by a particle inspection machine, and the defect is detected using the intensity of the signal light as a bright spot defect ( There is known a detection method as Light Point Defects (hereinafter referred to as “LPD”). That is, using standard particles with a known size, the correlation between the intensity of the light scattered by the standard particles and the size of the standard particles obtained by irradiating the light incident on the wafer surface is obtained in advance, and the detected signal The quality of the wafer surface is evaluated by counting (counting) the number of times the light intensity (that is, the size of the LPD) exceeds a predetermined threshold.

一般に、パーティクル検査機により検出される信号光にはノイズが含まれており、装置由来のものと、ウェーハ表面の粗さに起因するものとが存在する。パーティクル検査機により検出される信号には、ウェーハ上の欠陥に由来する信号にこうしたノイズが重ね合わされて検出されるため、欠陥が実際に存在するにもかかわらず検出されない場合や、逆に欠陥が存在しないにもかかわらず検出される場合がある。従って、ウェーハの品質を正しく評価するためには、こうしたノイズの影響を低減して誤検出を抑制することが重要となる。   In general, signal light detected by a particle inspection machine includes noise, and there are light originating from the apparatus and light originating from the roughness of the wafer surface. The signal detected by the particle inspection machine is detected by superimposing such noise on the signal derived from the defect on the wafer, so if the defect actually exists but not detected, or conversely It may be detected even though it does not exist. Therefore, in order to correctly evaluate the quality of the wafer, it is important to reduce the influence of such noise and suppress false detection.

これまで、こうしたノイズを除去するための様々な方法が提案されているが、得られた散乱光の検出信号に対する積分時間を長くすることにより、ノイズの影響を低減する方法が一般的である(例えば、特許文献1参照)。   Various methods for removing such noise have been proposed so far, but a method of reducing the influence of noise by increasing the integration time of the obtained scattered light with respect to the detection signal is general ( For example, see Patent Document 1).

特表2005−526239号公報JP 2005-526239 A

しかしながら、特許文献1に記載の方法では、欠陥の信号強度がノイズ強度と同程度の場合には、積分時間を長くしてもノイズを十分に低減できず、誤検出が依然として発生する問題がある。
そこで、本発明の目的は、ノイズの影響を低減し、ウェーハ上の欠陥の誤検出を抑制することができる方途を提供することにある。
However, in the method described in Patent Document 1, when the signal strength of the defect is about the same as the noise strength, there is a problem that the noise cannot be sufficiently reduced even if the integration time is increased, and erroneous detection still occurs. .
Therefore, an object of the present invention is to provide a way to reduce the influence of noise and suppress erroneous detection of defects on the wafer.

発明者は、上記課題を解決するための方途について鋭意検討した結果、ウェーハの1回の検査により検出されるLPDの数が基準値以下の検出条件の下、同一のウェーハに対する検査を繰り返し行った際に、同一の位置にて2回以上検出されるLPDは、ノイズの影響を受けておらず、欠陥に起因するものと見なして良いことを見出し、本発明を完成させるに到った。   As a result of earnestly examining ways to solve the above problems, the inventor repeatedly inspected the same wafer under detection conditions in which the number of LPDs detected by one inspection of the wafer is equal to or less than a reference value. At this time, it was found that LPDs detected twice or more at the same position are not affected by noise and can be regarded as being caused by defects, and the present invention has been completed.

即ち、本発明のウェーハの欠陥検出方法は、ウェーハの表面全体に照射光を走査し、該照射光の散乱強度にて前記ウェーハの表面上の欠陥を輝点欠陥として検出するに当たり、前記散乱強度に関して初期値を設定し、該初期値の下で前記輝点欠陥の数を検出し、該検出数が基準値以下であれば前記初期値を閾値とする一方、前記検出数が基準値を超える場合は、前記初期値を増加させて前記輝点欠陥の検出を繰り返し、輝点欠陥の数が前記基準値以下となった際の当該初期値を閾値とし、次いで、該閾値の下で前記輝点欠陥の数の検出を繰り返し行い、前記ウェーハ表面への照射光の散乱強度が前記閾値以上であり、かつ前記ウェーハの同一位置にて2回以上検出された、輝点欠陥の数および位置を以て、前記ウェーハにおける欠陥の数および位置を判定することを特徴とするものである。   That is, in the wafer defect detection method of the present invention, when the irradiation light is scanned over the entire surface of the wafer and the defects on the wafer surface are detected as bright spot defects by the scattering intensity of the irradiation light, Is set to an initial value, and the number of the bright spot defects is detected under the initial value. If the detected number is equal to or less than a reference value, the initial value is set as a threshold value, while the detected number exceeds the reference value. In this case, the detection of the bright spot defects is repeated by increasing the initial value, and the initial value when the number of bright spot defects is equal to or less than the reference value is set as a threshold value. The detection of the number of point defects is repeated, and the number and position of the bright spot defects that are detected at least twice at the same position of the wafer, and the scattering intensity of the irradiation light on the wafer surface is equal to or higher than the threshold value. The number of defects in the wafer and Those characterized by determining the position.

また、本発明のウェーハの欠陥検出方法において、前記閾値の下での前記輝点欠陥の数の検出の繰り返しの回数が2回以上であることを特徴とするものである。 In the defect detection method for a wafer according to the present invention, the number of repetitions of the detection of the number of bright spot defects under the threshold value is two or more.

また、本発明のウェーハの欠陥検出方法において、前記基準値は、前記ウェーハの径が200mmの場合には、830個、前記ウェーハの径が300mmの場合には、1000個、前記ウェーハの寸法が450mmの場合には、1250個であることを特徴とするものである。   Further, in the wafer defect detection method of the present invention, the reference value is 830 when the wafer diameter is 200 mm, and 1000 when the wafer diameter is 300 mm, In the case of 450 mm, the number is 1250.

本発明によれば、適切な処理条件の下に検出処理を繰り返すことによりノイズの影響を低減できるため、ウェーハ上の欠陥の誤検出を抑制することができる。   According to the present invention, since the influence of noise can be reduced by repeating detection processing under appropriate processing conditions, it is possible to suppress erroneous detection of defects on the wafer.

本発明の欠陥検出方法において使用する欠陥検出装置を示す図である。It is a figure which shows the defect detection apparatus used in the defect detection method of this invention. ウェーハを20回検査した際の、ウェーハの平均ヘイズ値とLPDが1〜3回検出された位置のカウント数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the average haze value of a wafer at the time of test | inspecting a wafer 20 times, and the count number of the position where LPD was detected 1-3 times. 閾値を上げてウェーハを20回検査した際の、ウェーハの平均ヘイズ値とLPDが1〜3回検出された位置のカウント数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the average haze value of a wafer when the threshold value is raised and the wafer is inspected 20 times and the count number of the position where LPD is detected 1-3 times.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1は、本発明において使用する欠陥検出装置を示している。
この装置1は、2種類の入射系と2種類の検出系とを備えており、モータ24により回転している検査対象のウェーハWの表面に入射光を照射し、その散乱光の強度から、ウェーハWの表面に存在する欠陥をLPDとして検出する。入射系は、ウェーハWの表面に対して垂直の方向に入射させる垂直入射光11(Normal)と、斜め方向から入射させる斜め入射光12(Oblique)とを有している。一方、検出系は、ウェーハWの表面に対して高角度方向の比較的狭い角度範囲に散乱された光を検出する高角度散乱光検出器22(Narrow)と、低角度方向の比較的広い角度範囲に散乱された光を検出する低角度散乱光検出器23(Wide)とを有している。
尚、本発明において、高角度方向とは、ウェーハWの表面鉛直方向から6〜20度の角度範囲の方向を、低角度方向とは、同25〜72度の角度範囲の方向を意味している。
また、斜め方向とは、ウェーハWの表面鉛直方向から65〜85度の角度範囲の方向を、垂直入射は表面鉛直方向から0〜20度の角度範囲の方向を意味する。
上記欠陥検出装置1は、暗視野の欠陥検出装置であるが、本発明において使用する欠陥検出装置およびその構成は、設定する強度閾値による検出信号の2値化処理を行い、ウェーハ面内におけるLPDの座標および個数を計測する装置であれば、特に限定されない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 shows a defect detection apparatus used in the present invention.
The apparatus 1 includes two types of incident systems and two types of detection systems. The apparatus 1 irradiates the surface of the wafer W to be inspected rotated by the motor 24 with the intensity of the scattered light. A defect present on the surface of the wafer W is detected as LPD. The incident system includes vertical incident light 11 (Normal) incident in a direction perpendicular to the surface of the wafer W and oblique incident light 12 (Oblique) incident from an oblique direction. On the other hand, the detection system includes a high angle scattered light detector 22 (Narrow) that detects light scattered in a relatively narrow angle range in the high angle direction with respect to the surface of the wafer W, and a relatively wide angle in the low angle direction. And a low-angle scattered light detector 23 (Wide) for detecting light scattered in the range.
In the present invention, the high angle direction means a direction in an angle range of 6 to 20 degrees from the surface vertical direction of the wafer W, and the low angle direction means a direction in an angle range of 25 to 72 degrees. Yes.
Further, the oblique direction means a direction in an angle range of 65 to 85 degrees from the surface vertical direction of the wafer W, and normal incidence means a direction in an angle range of 0 to 20 degrees from the surface vertical direction.
The defect detection apparatus 1 is a dark-field defect detection apparatus. However, the defect detection apparatus and its configuration used in the present invention perform binarization processing of a detection signal based on a set intensity threshold value and perform LPD in the wafer surface. There is no particular limitation as long as it is a device that measures the coordinates and the number of these.

ここで、垂直入射光11は、反射板31により反射されて検査対象のウェーハWの表面に対して垂直に照射される。ウェーハ表面で散乱された光のうち、ウェーハWの表面に対して高角度方向に散乱された光は、集光レンズ33により集光された後、反射板34により反射されて高角度散乱光検出器23により検出される。また、ウェーハWの表面に対して低角度方向に散乱された光は、集光器21により集光された後、低角度散乱光検出器22により検出される。
一方、斜め入射光12は、反射板32により、ウェーハWの表面に対して斜め方向から照射されるように構成されており、その散乱光の検出過程については、上述の垂直入射光11の場合と同様である。
Here, the normal incident light 11 is reflected by the reflecting plate 31 and irradiated perpendicularly to the surface of the wafer W to be inspected. Of the light scattered on the wafer surface, the light scattered in the high angle direction with respect to the surface of the wafer W is collected by the condenser lens 33 and then reflected by the reflecting plate 34 to detect the high angle scattered light. It is detected by the device 23. The light scattered in the low angle direction with respect to the surface of the wafer W is collected by the condenser 21 and then detected by the low angle scattered light detector 22.
On the other hand, the oblique incident light 12 is configured to be irradiated from the oblique direction to the surface of the wafer W by the reflecting plate 32. The detection process of the scattered light is the case of the above-described normal incident light 11. It is the same.

従って、これらの2つの入射系及び2つの検出系の組み合わせから、ウェーハWの表面に対して、垂直入射光を照射して高角度方向に散乱された光を検出するチャネル(以下、「DNNチャネル」と称する)、垂直入射光を照射して低角度方向に散乱された光を検出するチャネル(以下、「DWNチャネル」と称する)、斜め入射光を照射して高角度方向に散乱された光を検出するチャネル(以下、「DNOチャネル」と称する)、及び斜め入射光を照射して低角度方向に散乱された光を検出チャネル(以下、「DWOチャネル」と称する)の4つの検出チャネルが存在する。これらの4つの検出チャネルにおける散乱光の強度を測定することにより、検査対象のウェーハW上に存在するLPDを検出する。   Accordingly, a channel for detecting light scattered in a high angle direction by irradiating the surface of the wafer W with normal incident light from the combination of these two incident systems and two detection systems (hereinafter referred to as “DNN channel”). ), A channel for detecting light scattered in a low angle direction by irradiating normal incident light (hereinafter referred to as “DWN channel”), and light scattered in a high angle direction by irradiating oblique incident light. 4 detection channels (hereinafter referred to as “DNO channel”) and light detection channels (hereinafter referred to as “DWO channels”) that irradiate obliquely incident light and scatter light scattered in a low angle direction. Exists. By measuring the intensity of scattered light in these four detection channels, LPD present on the wafer W to be inspected is detected.

しかしながら、上述のように、欠陥検出装置1により検出される信号光にはノイズが含まれており、欠陥の信号とノイズの強度が同程度である場合には、従来の積分時間を長くする方法では、ノイズの影響を十分に低減させることができないのである。
そこで、本発明のウェーハの欠陥検出方法は、ウェーハの1回の検査により検出されるLPDの数が基準値以下の検出条件の下、同一のウェーハに対する検査を繰り返し行い、同一の位置にて2回以上検出されるLPDは欠陥に起因するものと見なしてカウントするようにする。
However, as described above, the signal light detected by the defect detection apparatus 1 includes noise, and when the intensity of the defect signal and the noise is approximately the same, the conventional method of extending the integration time. Then, the influence of noise cannot be reduced sufficiently.
Therefore, the wafer defect detection method of the present invention repeatedly inspects the same wafer under the detection condition that the number of LPDs detected by one inspection of the wafer is equal to or less than the reference value, and 2 at the same position. An LPD detected more than once is regarded as being caused by a defect and is counted.

ここで、本発明のウェーハの欠陥検査方法における、検査対象のウェーハの繰り返し検査が、従来の方法に比べてノイズの影響の低減に有効であることを説明する。
まず、欠陥検査装置1により検出される信号をD(x)、欠陥に起因する信号をS(x)、ノイズに起因する信号をP(x)とすると、
D(x)=S(x)+P(x) (1)
と表すことができる。ここで、ノイズは、時間およびウェーハ上の位置についてランダムに発生して検出信号D(x)に確率的に入り、その発生確率は正規分布に従うと考えて良い。即ち、

Figure 0005585438

ここで、xは変数、mは平均値、σは標準偏差である。 Here, it will be explained that the repeated inspection of the wafer to be inspected in the wafer defect inspection method of the present invention is more effective in reducing the influence of noise than the conventional method.
First, assuming that a signal detected by the defect inspection apparatus 1 is D (x), a signal caused by a defect is S (x), and a signal caused by noise is P (x),
D (x) = S (x) + P (x) (1)
It can be expressed as. Here, it may be considered that noise is randomly generated with respect to time and position on the wafer and enters the detection signal D (x) stochastically, and the occurrence probability follows a normal distribution. That is,
Figure 0005585438

Here, x is a variable, m is an average value, and σ is a standard deviation.

今、検出信号の強度の閾値(即ち、欠陥のサイズの閾値)をkとすると、欠陥が存在しない(即ち、S(x)=0)の点において、ノイズの強度が閾値kを超えてLPDとして検出されてしまう誤検出の確率は、P(x)の累積度数関数をf(x)とすると、1−f(k)で与えられる。従って、従来の方法により積分時間をN倍とする方法において、検出信号にノイズが出現する確率n(k)は、

Figure 0005585438

となる。ここで、
Figure 0005585438

である。この累積度数関数は、ニュートン・コーツの式等の様々な数値積分法や、簡便にはMicrosoft Excel(登録商標)のNORMSDIST関数を用いて容易に計算することができる。 Now, assuming that the threshold value of the detection signal intensity (that is, the defect size threshold value) is k, the noise intensity exceeds the threshold value k and the LPD at a point where no defect exists (that is, S (x) = 0). The probability of erroneous detection that is detected as is given by 1−f (k), where f (x) is the cumulative frequency function of P (x). Therefore, in the method of multiplying the integration time by N times according to the conventional method, the probability n c (k) that noise appears in the detection signal is
Figure 0005585438

It becomes. here,
Figure 0005585438

It is. This cumulative frequency function can be easily calculated using various numerical integration methods such as Newton-Cotes equation, or simply the NORMSDIST function of Microsoft Excel (registered trademark).

これに対して、本発明の方法、即ち、同一のウェーハに対してN回検査を繰り返して欠陥を検出する方法の場合、ノイズの出現確率n(k)は、

Figure 0005585438

となる。 On the other hand, in the case of the method of the present invention, that is, the method of detecting defects by repeating inspection N times on the same wafer, the noise appearance probability n p (k) is:
Figure 0005585438

It becomes.

ここで、上記n(k)とn(k)との大小関係について具体的に調べる。今、欠陥検出装置1により検査対象のウェーハを検査する場合を考え、検査対象のウェーハ径:300mmレーザーのビーム幅:50μmのレーザー光をウェーハ径:300mmのウェーハ上に照射して走査することにより、ウェーハ上の欠陥を検出するものとする。その際、光がウェーハ上を走査する距離は1,413,235,500μmとなり、50μm×50μmを1セクタとすると、ウェーハ上の全セクタ数nは28,264,710となる。 Here, the magnitude relationship between n c (k) and n p (k) is specifically examined. Considering the case of inspecting a wafer to be inspected by the defect detection apparatus 1, the wafer diameter to be inspected: 300 mm Laser beam width: 50 μm laser light is irradiated onto a wafer having a wafer diameter: 300 mm and scanned. Suppose that defects on the wafer are detected. At this time, the distance over which the light scans on the wafer is 1,413,235,500 μm, and if 50 μm × 50 μm is one sector, the total number n of sectors on the wafer is 28,264,710.

この全セクタ数nと上記n(k)およびn(k)とを掛け合わせると、それぞれ従来および本発明の欠陥検出方法によりウェーハを検査した際の欠陥の誤検出の個数を見積もることができる。m=0、σ=1、k=2.0とした場合を例に、得られた誤検出の個数を表1に示す。ここで、繰り返し個数は、本発明の欠陥検出方法において、同一のウェーハを繰り返し検査する個数を意味しており、また、従来の欠陥検出方法においては、標準の積分時間に対する積分時間の倍数を意味している。 By multiplying the total number of sectors n by the above-mentioned n c (k) and n p (k), it is possible to estimate the number of erroneous detections of defects when a wafer is inspected by the conventional defect detection method and the defect detection method of the present invention, respectively. it can. Table 1 shows the number of false detections obtained by taking m = 0, σ = 1, and k = 2.0 as an example. Here, the number of repetitions means the number of inspections of the same wafer repeatedly in the defect detection method of the present invention, and in the conventional defect detection method, means the multiple of the integration time with respect to the standard integration time. doing.

Figure 0005585438
Figure 0005585438

この表から明らかなように、従来の欠陥検出方法においては、誤検出の個数は、積分時間を標準の8倍にして1未満になるが、本発明の方法は、5回繰り返し検査を行えば誤検出の個数が1未満になる。従来の欠陥検査方法において、積分時間を標準のN倍にすることは、本発明において、同一のウェーハをN回検査するのと時間的に同等であるため、本発明の欠陥検出方法は、従来の方法よりも、ノイズを効率的に低減できることが分かる。   As is apparent from this table, in the conventional defect detection method, the number of false detections is less than 1 by multiplying the integration time by 8 times the standard. However, the method of the present invention can be performed by repeating inspection five times. The number of false detections is less than 1. In the conventional defect inspection method, increasing the integration time to N times the standard is equivalent in time to inspecting the same wafer N times in the present invention. Therefore, the defect detection method of the present invention is conventional. It can be seen that noise can be reduced more efficiently than the above method.

この傾向は、閾値の値にかかわらず同様に見られ、また、閾値が小さい場合、即ち欠陥の信号とノイズの強度が近づく場合に、本発明と従来の方法による低減効果の差が大きくなる。表2に示すように、k=1.2の場合には、本発明の方法では8回目に誤検出の個数が1未満になるが、従来の方法では21回目である。   This tendency is similarly seen regardless of the threshold value, and when the threshold value is small, that is, when the defect signal and the noise intensity are close to each other, the difference in reduction effect between the present invention and the conventional method becomes large. As shown in Table 2, when k = 1.2, the number of false detections is less than 1 in the eighth time in the method of the present invention, but it is 21st in the conventional method.

Figure 0005585438
Figure 0005585438

このように、本発明の欠陥検査方法は、上記の繰り返し検査により、積分時間を大きくする従来の方法に比べて、ノイズの影響を効率的に低減でき、誤検出の抑制に有効であることが分かる。   As described above, the defect inspection method of the present invention can effectively reduce the influence of noise and is effective in suppressing erroneous detection, as compared with the conventional method in which the integration time is increased by the above-described repeated inspection. I understand.

しかしながら、N回繰り返し検査して、同一の位置にてN回全て検出された場合についてのみ、その位置に欠陥が存在すると見なすと、例えば、ある位置に欠陥が存在し、N−1回は検出されたが、1回のみノイズの影響で散乱強度(即ち、欠陥のサイズ)が閾値を超えなかった場合に、その位置に欠陥が存在しないと判定されてしまい、ウェーハ上の欠陥の数を過小評価してしまう。この問題を解消するための方途について、更に鋭意究明した。その結果、発明者らは、上記検査を繰り返し行った後に、ウェーハ上の同一の位置にてLPDが2回以上検出された場合に、その位置には欠陥が存在すると見なしてよいことを見出したのである。以下に、この知見を得るに到った実験結果について説明する。   However, if the inspection is repeated N times and all N times are detected at the same position, assuming that there is a defect at that position, for example, a defect exists at a certain position, and N-1 times are detected. However, if the scattering intensity (that is, the size of the defect) does not exceed the threshold value due to the noise only once, it is determined that there is no defect at that position, and the number of defects on the wafer is too small. Evaluate. We have made further investigations on how to solve this problem. As a result, the inventors have found that after repeating the above inspection, when LPD is detected twice or more at the same position on the wafer, the position may be regarded as having a defect. It is. Below, the experimental results that led to this finding will be described.

図2は、300mm径のウェーハ10枚について表面の検査を繰り返し20回行った際の、各ウェーハの平均ヘイズ値とウェーハ上の同一の位置にてLPDが1〜3回検出された位置の数との関係を示す図である。この検出は、スキャン幅50μmのビームにより行った。ここで、(a)および(b)は、それぞれDWOおよびDNOモードについての結果を示しており、LPDを検出する際の閾値は、それぞれ(a)32nm、(b)51nmとした。また、この図において、×印は、ウェーハの表面を1回だけ検査した際の、ウェーハ上のLPDの数を示している。   FIG. 2 shows the number of positions at which LPD is detected 1 to 3 times at the same position on the wafer as the average haze value of each wafer when the surface inspection is repeated 20 times for 10 300 mm diameter wafers. It is a figure which shows the relationship. This detection was performed with a beam having a scan width of 50 μm. Here, (a) and (b) show the results for the DWO and DNO modes, respectively, and the thresholds for detecting LPD were (a) 32 nm and (b) 51 nm, respectively. Further, in this figure, the crosses indicate the number of LPDs on the wafer when the surface of the wafer is inspected only once.

図2(a)を見ると、1回だけ検出された位置のカウント数と2回以上検出された位置のカウント数とでは、平均ヘイズ値に対する傾向が異なることが分かる。即ち、1回だけ検出された位置のカウント数は、平均ヘイズ値が0.06ppmまでは一定であるが、0.06ppmを超えると指数関数的に増加するのに対し、2回以上検出された位置のカウント数は、0.1ppmまでは一定であり、0.1を超えると増加する。横軸の平均ヘイズ値は、ウェーハ表面の粗さを表しており、その値が増加するほどウェーハ表面の粗さが大きくなり、散乱光に重ね合わされるノイズの強度も大きくなることを意味している。従って、平均ヘイズ値の増加とともに1〜3回検出された位置のカウント数が増えるのは、ノイズ強度の増大に起因する誤検出が増加したためである。   2A, it can be seen that the tendency for the average haze value differs between the count number of the position detected only once and the count number of the position detected twice or more. That is, the count number of the position detected only once is constant until the average haze value is 0.06 ppm but increases exponentially when it exceeds 0.06 ppm, whereas it is detected twice or more. The position count is constant up to 0.1 ppm and increases beyond 0.1. The average haze value on the horizontal axis represents the roughness of the wafer surface. As the value increases, the roughness of the wafer surface increases and the intensity of noise superimposed on the scattered light also increases. Yes. Therefore, the number of counts of the positions detected 1 to 3 times increases as the average haze value increases because the number of false detections due to the increase in noise intensity increases.

また、2回以上検出された位置のカウント数は、平均ヘイズ値が0.1ppm以下の場合に、平均ヘイズ値に依存せずほぼ平坦な傾向を示している。これは、2回以上検出された位置のカウント数は、ノイズの影響を受けていないことを示している。即ち、2回以上検出された位置には欠陥が存在すると考えて良いことを示している。何故なら、この検出信号が、仮に全てノイズに起因する信号であり、欠陥に起因する信号が含まれていない、または、欠陥に起因する信号がノイズに比べて十分小さく無視できるとすると、ノイズに起因して検出された位置の数は、その位置が一定以下の密度で存在する場合、平均ヘイズ値に依存した個数となり、平坦な傾向を示さないはずだからである。   Moreover, the count number of the position detected twice or more shows the tendency which is substantially flat irrespective of an average haze value, when an average haze value is 0.1 ppm or less. This indicates that the count number of the position detected twice or more is not affected by noise. That is, it indicates that a defect may exist at a position detected twice or more. This is because the detection signals are all signals caused by noise and do not include signals caused by defects, or if the signals caused by defects are sufficiently small compared to noise and can be ignored. This is because the number of positions detected due to the number of positions depends on the average haze value when the positions exist at a density below a certain level and should not show a flat tendency.

上記の傾向は、図2(b)に示したDNOモードでの測定結果についても同様である。即ち、1〜3回検出された位置のカウント数は、平均ヘイズ値が0.015ppmまでは一定であるが、0.015ppmを超えると増加する傾向が見られる。また、2回および3回検出された位置のカウント数は、0.015ppmまではヘイズ値に依存しない。   The above tendency is the same for the measurement result in the DNO mode shown in FIG. That is, the count number of the positions detected 1 to 3 times is constant until the average haze value is 0.015 ppm, but tends to increase when it exceeds 0.015 ppm. Further, the count number of the position detected twice and three times does not depend on the haze value up to 0.015 ppm.

図2(a)に示すDWOモードの結果と、図2(b)に示すDNOモードの結果において、2回以上検出された位置のカウント数が増大する平均ヘイズ値は、それぞれ0.1ppm、0.015ppmと異なるが、それらの平均ヘイズ値を有するウェーハにおいて、1回の検査により検出されたLPDの数は、そのいずれもが1000個以下である。つまり、1回の検査により、検出されるLPDの数が1000個以下となるような閾値を用いて、同一のウェーハに対して繰り返し検査を行い、同一の位置にて2回以上検出された場合には、その位置に欠陥が存在すると見なして良いことになる。   In the result of the DWO mode shown in FIG. 2A and the result of the DNO mode shown in FIG. 2B, the average haze values at which the counts of the positions detected twice or more increase are 0.1 ppm and 0, respectively. Although it is different from .015 ppm, the number of LPDs detected by one inspection in a wafer having the average haze value is 1000 or less in all cases. That is, when the same wafer is repeatedly inspected using the threshold value that the number of detected LPDs is 1000 or less by one inspection, and is detected twice or more at the same position May be regarded as having a defect at that position.

一方、スキャン幅50μmのビームにより1回の検査において1000個を超えるLPDが検出されるウェーハについては、2回以上検出された位置のカウント数は、平均ヘイズ値に対して平坦な傾向を示していない。これは、ノイズ起因により検出された位置がある一定の密度以上存在し、誤検出が発生しているためである。そこで、図2において、1回の検査で検出されたLPDの数が1000を超えた3枚のウェーハについて、閾値を(a)DWOモードについては33nmに、(b)のDNOモードについては52nmにそれぞれ増加させた後、ウェーハの検査を1回行った。その結果、3枚のウェーハ全てについて、検出されたLPDの数が1000個以下となった。そこで、続けて19回の検査を繰り返し行った。得られた結果を図3に示す。この図の(b)において、平均ヘイズ値が0.0174ppmにおける2カウントおよび3カウント数は0であり、また、0.0206ppmにおける3カウント数も0である。この図から明らかなように、1回の検査で検出されたLPDの数が1000個以下となり、図2において、1回の検査で検出されたLPDの数が1000個以下のウェーハと同様の傾向が見られている。このように、1回の検査において1000個を超えるLPDが検出されるウェーハについては、1回の検査において検出されるLPDの数が1000個以下となるまで閾値を上げ、その後、繰り返し検査を行えばよいことが分かる。   On the other hand, for a wafer in which more than 1000 LPDs are detected in one inspection by a beam having a scan width of 50 μm, the number of counts detected at least twice tends to be flat with respect to the average haze value. Absent. This is because the positions detected due to noise are present at a certain density or higher, and erroneous detection occurs. Therefore, in FIG. 2, for three wafers in which the number of LPDs detected in one inspection exceeds 1000, the threshold is set to 33 nm for (a) DWO mode, and to 52 nm for DNO mode in (b). After each increase, the wafer was inspected once. As a result, the number of detected LPDs for all three wafers was 1000 or less. Therefore, 19 inspections were repeated continuously. The obtained results are shown in FIG. In (b) of this figure, the 2 count and 3 count numbers are 0 when the average haze value is 0.0174 ppm, and the 3 count number is also 0 when 0.0206 ppm. As is apparent from this figure, the number of LPDs detected in one inspection becomes 1000 or less, and in FIG. 2, the same tendency as in the case of wafers in which the number of LPDs detected in one inspection is 1000 or less. Is seen. As described above, for a wafer in which more than 1000 LPDs are detected in one inspection, the threshold value is increased until the number of LPDs detected in one inspection is 1000 or less, and then the inspection is repeatedly performed. I understand that

上記の結果は、ウェーハの検査を20回行った場合について示しているが、ウェーハの繰り返し検査は、2回以上行えばよい。繰り返しの回数の上限は、特に限定されないが、生産性の点から、2回が好ましい。   The above results show the case where the wafer is inspected 20 times, but the wafer may be repeatedly inspected twice or more. The upper limit of the number of repetitions is not particularly limited, but is preferably 2 from the viewpoint of productivity.

以上の実験結果から、以下のようにウェーハ上の欠陥を検出することにより、ノイズの影響を低減し、誤検出を抑制できることが分かる。即ち、散乱強度に関して初期値を設定し、この初期値の下でLPDの数を検出する。検出された数が基準値以下であれば、初期値を欠陥検出のための閾値とする。一方、検出された数が基準値を超える場合は、初期値を増加させてLPDの検出を繰り返し、LPDの数が基準値以下となった際の初期値を欠陥検出のための閾値とする。
次いで、上記閾値の下でLPDの数の検出を繰り返し行い、ウェーハ表面への照射光の散乱強度が閾値以上であり、かつウェーハの同一位置にて2回以上検出されたLPDの数および位置カウントする。以下、本発明のウェーハの欠陥検出方法の各工程について説明する。
From the above experimental results, it can be seen that the detection of defects on the wafer as described below can reduce the influence of noise and suppress false detection. That is, an initial value is set for the scattering intensity, and the number of LPDs is detected under this initial value. If the detected number is equal to or less than the reference value, the initial value is set as a threshold value for defect detection. On the other hand, when the detected number exceeds the reference value, the initial value is increased and the LPD detection is repeated, and the initial value when the number of LPDs is equal to or less than the reference value is set as a threshold for defect detection.
Subsequently, the number of LPDs is repeatedly detected under the threshold value, and the number and position count of LPDs in which the scattering intensity of the irradiation light on the wafer surface is equal to or greater than the threshold value and detected twice or more at the same position on the wafer. To do. Hereinafter, each step of the wafer defect detection method of the present invention will be described.

まず、欠陥を検出する際の強度閾値の初期値を設定する方法について説明する。以下に初期値の設定方法の一例を説明するが、これに限定されない。本特許が対照とする被検査ウェーハは、例えば300mmウェーハ面内において、検出されるLPDの総個数が100個程度以下の高品質ウェーハを対象としている。ここで、LPDの総個数が100個程度となる検査の条件では、通常の検出信号のノイズに対して十分にマージンを設けた条件を採用している。この通常条件から出発し、強度閾値を下げていくと、ノイズが閾値に到達する近傍よりLPD総個数が急激に増加する。そこで、その増加具合を見ながら、強度閾値を1000個程度になるよう、調整すればよい。   First, a method for setting an initial value of an intensity threshold for detecting a defect will be described. Although an example of the initial value setting method will be described below, the present invention is not limited to this. The wafer to be inspected by this patent is a high-quality wafer whose total number of detected LPDs is about 100 or less in a 300 mm wafer surface, for example. Here, in the inspection conditions in which the total number of LPDs is about 100, a condition in which a sufficient margin is provided for noise of a normal detection signal is employed. Starting from this normal condition and lowering the intensity threshold, the total number of LPDs suddenly increases from the vicinity where the noise reaches the threshold. Therefore, the intensity threshold may be adjusted to about 1000 while watching the increase.

この設定された初期値の下で、検査対象のウェーハに対してスキャン幅50μmのビームにより1回だけ検査を行い、LPDの数を検出する。ここで、検出されたLPDの数が基準値を超えるか否かを判定する。この基準値は、上述の実験結果から、検査対象のウェーハが200mm径の場合には、830個、300mm径の場合には、1000個および450mm径の場合には、1250個とするとよい。検出数が上記基準値以下であれば上記初期値を閾値とする。一方、検出数が基準値を超える場合には、初期値を適切な値、例えば1nmだけ増加した後、ウェーハの検査を繰り返し、検出されたLPDの数が基準値以下となった際の初期値を閾値とする。   Under this set initial value, the wafer to be inspected is inspected only once with a beam having a scan width of 50 μm, and the number of LPDs is detected. Here, it is determined whether or not the number of detected LPDs exceeds a reference value. Based on the above experimental results, the reference value is preferably 830 when the wafer to be inspected is 200 mm in diameter, 1000 when the wafer is 300 mm in diameter, and 1250 when the wafer is 450 mm in diameter. If the number of detections is equal to or less than the reference value, the initial value is set as a threshold value. On the other hand, when the detected number exceeds the reference value, the initial value is increased by an appropriate value, for example, 1 nm, and then the wafer inspection is repeated, and the initial value when the number of detected LPDs is equal to or less than the reference value. Is a threshold value.

次に、上記閾値の下で、ウェーハの検査を繰り返し行い、ウェーハ表面への照射光の散乱強度が閾値以上であり、かつウェーハの同一位置にて2回以上検出された、LPDの数および位置を以て、ウェーハにおける欠陥の数および位置を判定する。
ここで、上記の繰り返しの回数は2回以上とする。
Next, the number and positions of LPDs in which the wafer inspection is repeatedly performed under the above threshold value, the scattering intensity of the irradiation light on the wafer surface is equal to or higher than the threshold value, and detected twice or more at the same position of the wafer. Thus, the number and position of defects on the wafer are determined.
Here, the number of repetitions described above is two or more.

こうして、ウェーハ上の欠陥を検出する際に、ノイズの影響を低減し、誤検出を抑制することができる。   Thus, when detecting defects on the wafer, it is possible to reduce the influence of noise and suppress false detection.

1 欠陥検出装置
11 垂直入射光
12 斜め入射光
21 集光器
22 低角度散乱光検出器
23 高角度散乱光検出器
24 モータ
31,32,34 反射板
33 集光レンズ
W ウェーハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Defect detection apparatus 11 Normal incident light 12 Oblique incident light 21 Condenser 22 Low angle scattered light detector 23 High angle scattered light detector 24 Motor 31, 32, 34 Reflector 33 Condensing lens W Wafer

Claims (3)

ウェーハの表面全体に照射光を走査し、該照射光の散乱強度にて前記ウェーハの表面上の欠陥を輝点欠陥として検出するに当たり、
前記散乱強度に関して初期値を設定し、該初期値の下で前記輝点欠陥の数を検出し、
該検出数が基準値以下であれば前記初期値を閾値とする一方、前記検出数が基準値を超える場合は、前記初期値を増加させて前記輝点欠陥の検出を繰り返し、輝点欠陥の数が前記基準値以下となった際の当該初期値を閾値とし、
次いで、該閾値の下で前記輝点欠陥の数の検出を繰り返し行い、前記ウェーハ表面への照射光の散乱強度が前記閾値以上であり、かつ前記ウェーハの同一位置にて2回以上検出された、輝点欠陥の数および位置を以て、前記ウェーハにおける欠陥の数および位置を判定することを特徴とするウェーハの欠陥検出方法。
Scanning irradiation light over the entire surface of the wafer, and detecting defects on the surface of the wafer as bright spot defects by the scattering intensity of the irradiation light,
Setting an initial value for the scattering intensity, and detecting the number of bright spot defects under the initial value,
If the detected number is less than or equal to a reference value, the initial value is set as a threshold value.If the detected number exceeds the reference value, the initial value is increased and the detection of the bright spot defect is repeated, and the bright spot defect is detected. The initial value when the number falls below the reference value is set as a threshold,
Subsequently, the number of the bright spot defects is repeatedly detected under the threshold value, and the scattering intensity of the irradiation light on the wafer surface is equal to or higher than the threshold value and is detected twice or more at the same position of the wafer. A method for detecting a defect in a wafer, comprising determining the number and position of defects in the wafer based on the number and position of bright spot defects.
前記閾値の下での前記輝点欠陥の数の検出の繰り返しの回数が2回以上であることを特徴とする、請求項1に記載のウェーハの欠陥検出方法。 The wafer defect detection method according to claim 1, wherein the number of repetitions of the detection of the number of bright spot defects under the threshold is two or more. 前記基準値は、前記ウェーハの径が200mmの場合には、830個、前記ウェーハの径が300mmの場合には、1000個、前記ウェーハの径が450mmの場合には、1250個であることを特徴とする、請求項1または2に記載のウェーハの欠陥検出方法。 The reference value is 830 when the diameter of the wafer is 200 mm, 1000 when the diameter of the wafer is 300 mm , and 1 250 when the diameter of the wafer is 450 mm. The wafer defect detection method according to claim 1, wherein:
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