JPH02170549A - ウェハ外観比較検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路の製造における拡散を終えたウ
ェハの外観検査装置に関し、特に良品チップと比較する
ことにより、外観検査を自動的に行うウェハ外観比較検
査装置に関する。

〔従来の技術〕

半導体集積回路が製品となり市場に出荷され。

使用されている間に故障する場合がある（以下、これを
市場不良という）、市場不良を起こした製品の解析をす
ると３〜４割程度、集積回路表面に外観上の不良が発見
される。−例としては、フォトレジスト工程において、
ゴミ、異物等によって。

絶縁膜の一部が正常に形成されないような場合である。

この部分には段差が発生するので、その上の金属配線は
段差のところで薄くなってしまう。

製造当初この金属配線は電気的につながっているので、
検査をバスするが市場で使用されているうちに、温度変
化等によって起こる機械的ストレスによって断線し、故
障に至る。従来の外観検査は目視によって行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の目視による外観検査では、フォトレジス
ト工程での大雑把な検査（再工事の要否）には良いが、
完成したウェハに対する細い検査はできない、もし、そ
れを行うとすれば、多大な工数がかかり非現実的なもの
となる。

本発明の目的は前記課題を解決したウェハ外観比較検査
装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、本発明に係るウェハ外観比較
検査装置においては、半導体集積回路が形成されたウェ
ハを装着し、移動及び回転機能を有するウェハ装着機構
と、前記ウェハの表面のパタンを画像信号に変換する画
像信号装置と、該画像信号装置から出力される画像信号
の差分信号を出力する比較装置と、該比較装置の誤差分
信号出力によってウェハ上に印をつける手段とを有する
ものである。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

（実施例１） 第１図（ａ）、　（ｂ）は本発明の実施例１を示すブロ
ック図である。

図において、１及び２はウェハを装着するウェハチャッ
ク、３はウェハチャック１及び２を乗せて移動回転させ
る台座である。１は比較基準用の良品ウェハ、５は被検
査用ウェハである。６及び７はウェハ表面を拡大して写
し出すビデオカメラ、８及び９がそれぞれの画像出力信
号である。１０はコンパレータで、ビデオカメラ６及び
７からの画像出力信号を比較するコンパレータであり、
１１は比較後の差分出力信号である。１２は制御装置で
あり、１３は台座３への制御信号で、ウェハチャック１
及び２の回転、移動を制御する。１４はコンパレータ１
０への制御信号で、コンパレータの動作を制御する。具
体的には、１）画像信号８と９の差分の出力、２）画像
信号８をマスクにして画像信号９の出力、３）画像信号
９をマスクして画像信号８の出力の３モードの内ひとつ
を選択する。１６は外観比較検査結果が不良と判定され
たチップに印を付けるレーザマーカである。１５は制御
装置１２からレーザマーカ１６への制御信号である。

次に動作について説明する。

１）軸合せ 台座３上のＹ軸及びＹ軸（第１図参照）にウェハの方向
を合せる。制御装置１２は制御信号１４によってコンパ
レータ１０を画像信号８のみ出力するモードを選択して
ウェハ４の画像をみる。制御信号１３によってウェハチ
ャック１を回転して、ウェハ４上のチップ境界線をＹ軸
及びＹ軸に平行になるように合せる０次に制御信号１４
によって１画像信号９を出力するモードを選択してウェ
ハ５の軸合せをウェハ４の場合と同様に行う。

２）位置合せ 予め選択しである比較基準用ウェハ４の中の良品チップ
と被検査用ウェハ５の中の一つのチップと位置合せを行
う、先ず、制御装置１２は制御信号１４によってコンパ
レータｌＯに画像信号８（ウェハ４の画像）を出力する
モードにし、ウェハチャック１を移動させて上述の良品
チップの角を探す。

次に、画像信号９（ウェハ５の画像）を出力するモード
に切替えて、ウェハチャック２を移動させ被検査用ウェ
ハのチップの角（良品チップと同様の角）に合せる。さ
らに、コンパレータを差分を取るモードに切替えて差分
出力が１０１になるようにウェハチャック２を微調整す
る。

３）　比較検査 比較基準の良品チップと被検査チップの画像の差分から
不一致箇所（外観不良）の有無を検査する。

コンパレータ１０は差分のモードのままにし、制御袋Ｗ
１２は制御信号１３によって台座３上のウェハチャック
１及び２を平行移動してチップ全域を見る。途中の様子
は第２図示すようになる。第２図において、４は比較基
準用のウェハで、４ａはその中の良品チップである。５
は被検査用ウェハ、５ａはその中のチップである。　６
ａ及び７ａはそれぞれビデオカメラ６及び７（第１図参
照）の画像である。

５ｂは被検査チップでの外観不良である。ｌＯは第１図
と同じコンパレータであり、Ｐが画像６ａ及び７ａの差
分画像であり、外観不良箇所５ｂのみが検出され、それ
がＰｉである。こうした不良を発見すると、制御装置１
２は制御信号１５をレーザマーカ１６に発してそのチッ
プに印を付ける。チップ全面を検査して何もなければ、
次のチップに移る。その際、ウェハチャック１を移動し
て、良品チップの最初の位置（前述の角の位Ｗ）に戻し
、ウェハチャック２はウェハチャック１とは独立に次の
チップの良品チップと同様の位置に移動する６以降は２
）から同様に行う。

上記２）及び３）を繰り返して、被検査用ウェハ５上の
全チップについて検査を行う。

（実施例２） 第３図は本発明の実施例２を示すブロック図である。第
３図において、２はウェハチャック、３は台座で、ウェ
ハチャック１の回転・移動を行う。

Ｓはウェハである。７はビデオカメラ、９はその画像信
号出力である。２１は画像信号９を記憶する画像記憶装
置であり、２２はその出力信号である。

１０はコンパレータ、１１はその出力である。１２は制
御装置で、１３は台座３への制御信号、１３ｂは画像記
憶装置２１への制御信号、１４はコンパレータ１０への
制御信号である。１６はレーザマーカ、１５は制御装置
１２からレーザマーカ１６への制御信号である。

この実施例では画像記憶装置２１を設置し、ビデオカメ
ラ７及びウェハチャック２をそれぞれ１台づつにしたこ
とが特徴である。動作は次のようになる。

１）比較基準チップの画像記憶 先ず、ウェハチャック２に比較基準用のウェハ４を置く
、第１の実施例と同様に軸合せを行う。

次に制御袋［１２は制御信号１３ａ及び１３ｂによって
ウェハチャック２を移動しながら良品チップの全面にわ
たって画像を画像記憶装置２１に記憶する。

２）比較検査 比較基準用のウェハに替えて、被検査用ウェハ５をウェ
ハチャック１に！＜、１）と同様に軸合せを行う０位置
合せは、良品チップの直接の画像に替って画像記憶装置
２１に記憶した画像になるだけで、他は第１の実施例と
同様である０次に制御信号１３ａ及び１３ｂによってウ
ェハチャック１を移動しながら、被検査用ウェハ上のチ
ップの画像と画像記憶装置２１に記憶された比較基準の
良品チップの画像とを比較して外観検査を行う、第２図
に示すような不良が検査されれば制御装置１２は制御信
号１５を発してレーザマーカ１６によってチップに印を
付けて、次のチップに移る。不良がなければ、チップ全
面を検査後１次のチップに移る。

（実施例３） 第４図は本発明の実施例３を示すブロック図である。

本実施例３は実施例２とほぼ同様であるが、ビデオカメ
ラに代って電子顕微鏡を使用した例である。

第４図において、２３は電子銃で、電子ビームを出力す
る。２４は二次電子検出器で、ウェハからの二次電子を
検出して電気信号に変換し、２５はその出力信号である
。２６は電子銃２３への制御信号である６２７が電子顕
微鏡の制御装置で、制御信号２６によって電子銃２３か
ら出力される電子ビームの焦点及びスキャンを行うとと
もに、二次電子検出器２４からの出力信号２５によって
画像信号を生成し、画像信号２８として出力される。２
９は真空室で、ウェハチャン９２９台座３．ウェハ４又
は５．電子銃２３、二次電子検出器２４及びレーザマー
カ１６がその中に収納され、真空ポンプによって真空状
態を作る。この真空状態で、実施例２と同様に比較基準
ウェハ内のチップ画像記憶と、その記憶された画像と、
被検査用ウェハのチップの画像とを比較することで外観
比較ができる。異常が発見された場合、レーザマーカに
よって印が付けられ１次のチップの比較検査を続ける。

実施例２に比して、さらにこまかい検査が可能になる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明はウェハの外観検査を正確に
、迅速に処理でき、したがって、外観不良が起因の市場
不良が発生しなくなり、市場不良を３〜５割低減するこ
とができる。また、この外観検査の歩留りをモニタする
ことにより、拡散上のゴミの程度、フォトレジスト工程
の様子を知ることができ、拡散の管理に役立てることが
できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の実施例１を示すブロック図、（
ｂ）は台座を示す平面図、第２図は検査過程を説明する
図、第３図は本発明の実施例２を示すブロック図、第４
図は本発明の実施例３を示すブロック図である。 １．２・・・ウェハチャック ４，５・・・ウェハ １０・・・コンパレータ １６・・・レーザマーカ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体集積回路が形成されたウェハを装着し、移
   動及び回転機能を有するウェハ装着機構と、前記ウェハ
   の表面のパタンを画像信号に変換する画像信号装置と、
   該画像信号装置から出力される画像信号の差分信号を出
   力する比較装置と、該比較装置の誤差分信号出力によっ
   てウェハ上に印をつける手段とを有することを特徴とす
   るウェハ外観比較検査装置。