JPH0347736B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、半導体ウエハの表面の異物を検出
する異物検査装置に関する。

［従来の技術］ 従来、半導体ウエハ表面の異物検査を行う異物
検査装置においては、半導体ウエハの輪郭パター
ン重ねて、検出した異物をプロツトした異物マツ
プをデイスプレイ画面に表示したり、またはプリ
ントアウトするようになつている。

［解決しようとする問題点］ 半導体ウエハの表面は、複数のチツプ領域に区
画されており、異物管理が真に必要な部分は各チ
ツプ領域の周辺部を除いた領域（有効領域）であ
る。

換言すれば、半導体ウエハの周辺部や、チツプ
領域の周辺部に存在する異物は重要ではなく、真
に重要なことは、各チツプ領域の有効領域内にお
ける最大異物サイズなどを把握して、各チツプ領
域が利用可能か否かを知ることである。

しかるに、従来の異物検査装置によつて得られ
る異物マツプからは、半導体ウエハ表面全体にお
ける異物の分布などを把握することはできても、
各チツプ領域を使用可能であるか否かを容易に判
断することはできない。

［発明の目的］ したがつて、この発明の目的は、そのような問
題点を解消し、半導体ウエハ表面の各チツプ領域
の利用可否などを容易に判断できるようにしたウ
エハ異物検査装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するために、この発明によるウ
エハ異物検査装置は、被検査面上の異物を検出す
る手段と、被検査面内の区画を示すパターンをデ
イスプレイ画面またはプリント紙に出力させる手
段と、検出された異物のうち区画の有効領域内の
異物だけを有効異物として抽出する手段と、区画
毎に有効異物の最大サイズを検出する手段と、各
区画毎の有効異物の最大サイズを示すパターンを
デイスプレイ画面またはプリント紙に前記区画の
パターンと重ねて出力させる手段とを有する構成
とされる。

［作用］ このような構成であるから、例えば半導体ウエ
ハの表面を被検査面とし、区画をチツプ領域とし
た場合、各チツプ領域の有効領域内の最大異物サ
イズのパターンと、チツプ領域の輪郭パターンと
を重ねた異物マツプが得られる。

このような異物マツプによれば、半導体ウエハ
上の各チツプ領域の真に問題となる異物の最大サ
イズをチツプ領域対応に把握できるから、各チツ
プ領域が利用可能であるか否かを容易に判断でき
る。

［実施例］ 以下、図面を参照し、この発明の一実施例につ
いて詳細に説明する。

第１図は、この発明による半導体ウエハ用異物
検査装置の概要図である。

この図において、１０は半導体ウエハ表面を光
学的に観測するための観測部である。この観測部
１０について説明すれば、１２は半導体ウエハ１
４を移動させるための移動ステージ機構である。
１６および１８はＳ偏光レーザービームを半導体
ウエハ１４の表面に斜めに照射するためのＳ偏光
レーザ発振器である。

移動ステージ機構１２によつて半導体ウエハ１
４をＸ方向およびＹ方向に移動させることによ
り、半導体ウエハ１４の表面はＳ偏光レーザビー
ムによつてXY走査される。移動ステージ機構１
２は、その走査位置を検出するための位置エンコ
ーダを内蔵しており、その位置情報を外部に出力
されるようになつている。

２０は対物レンズ、２２はＳ偏光カツトフイル
タ、２４はホトマルチプライヤである。半導体ウ
エハ表面からのほぼ垂直方向への散乱光は、対物
レンズ２０を介してＳ偏光カツトフイルタ２２に
入射し、そのＰ偏光成分だけが抽出されてホトマ
ルチプライヤ２４に入射し、電気信号に変換され
る。

走査点に異物が存在する場合、異物表面は微小
な凹凸があるため、散乱光のＰ偏光成分が多くな
るが、異物が存在しない場合は散乱光のＰ偏光成
分は充分に少ない。なお、パターンのエツジ部に
おいても、垂直方向の散乱光が増加するが、その
エツジ部はミクロ的に見ると平滑であるから、散
乱光のＰ偏光成分は充分に少ない。

その結果、ホトマルチプライヤ２４の出力信号
レベルから、半導体ウエハ表面のパターンと弁別
して異物の有無を判定できる。

また、ホトマルチプライヤ２４の出力信号レベ
ルは、その視野内における散乱光のＰ光成分の平
均レベルに比例するから、ホトマルチプライヤ２
４の出力レベルから異物のサイズも判定できる。

２６はそのような判定を行うためのレベレ比較
回路である。このレベル比較回路２６は、ホトマ
ルチプライヤ２４の出力信号を異物サイズ対応の
複数の閾値とレベル比較を行い、サイズ対応の異
物データを出力する。

２８は移動ステージ１２の駆動用モータなどの
駆動制御を行う駆動制御回路である。

３０は処理制御部である。この処理制御部３０
は、マイクロプロセツサ３２、メモリ３４、イン
ターフエイス回路３８をバス４６で相互に接続し
た構成である。

レベル比較回路２６から出力される異物データ
は、インターフエイス回路３８を通じて処理制御
部３０に入力される。

駆動制御回路２８に対する制御指令は、インタ
ーフエイス回路３８を介して処理制御部３０から
出力される。また、このインターフエイス回路３
８をして、移動ステージ機構１２から位置情報が
入力される。

４８はキーボードであり、このキーボード４８
からインターフエイス回路３８を介して処理制御
部３０に情報を入力できる。

５０は異物マツプはどの表示のためのデイスプ
レイユニツトである。５２はそのコントローラで
あり、バス４６に接続される。このコントローラ
５２は、デイスプレイ画面の表示データをビツト
マツプ形で記憶するための画像メモリ５４を内蔵
している。この画像メモリ５４はマイクロプロセ
ツサ３２によつてアクセス可能であり、コントロ
ーラ５２は、画像メモリ５４の記憶データをビデ
オ信号に変換してデイスプレイトユニツト５０へ
送出し、そのデイスプレイト画面に表示される。

第２図は、処理制御部３０の処理の流れを示す
概略フローチヤートである。以下、このフローチ
ヤートを参照しながら、この異物検査装置の動作
を説明する。

半導体ウエハ１４が移動しステージ機構１２に
位置決め固定された状態で、キーボード４８の特
定キーが押下されると、処理制御部３０のマイク
ロプロセツサ３２は第２図に示すような処理およ
び制御のためのプログラム（メモリ３４に格納さ
れている）の実行を開始する。

なお、予め検査対象の半導体ウエハ１４のサイ
ズ情報、チツプ配列定義情報がキーボード４８か
ら処理制御部３０に入力され、その入力情報か
ら、走査終了座標と、各チツプ領域の輪郭座標、
および各チツプ領域の有効領域の輪郭座標が計算
され、メモリ３４上の座標テーブル３４ｂに記憶
されている。

まず、メモリ３４上の一群の異物サイズカウン
タ３４ａなどのクリア、画像メモリ５２のクリア
などの初期化が行われる（ステツプ100）。

ステツプ102において、移動ステージ機構１２
を走査開始位置に移動させるように、駆動制御回
路２８に制御指令が送られる。

この走査開始位置への位置決めが完了すると、
ステツプ104において、走査開始指令が駆動制御
回路２８へ送られる。これにより、移動ステージ
機構１２がＸ方向およびＹ方向に移動し、半導体
ウエハ表面のＳ偏光レーザビームによるXY走査
が始まる。

この走査開始後、一定の周期で、レベル比較回
路２６による判定データおよび移動ステージ機構
１２から送出される走査位置情報がサンプリング
され、マイクロプロセツサ３２内部レジスタに保
持される（ステツプ106）。

マイクロプロセツサ３２において、サンプリン
グした判定データがいずれかのサイズの異物を示
すコードであるか判定される（ステツプ108）。

異物のコードであれば、ステツプ110において、
サンプリングした走査位置情報（走査位置の座
標）と、座標テーブル３４ｂに記憶されている各
チツプ領域の有効領域の輪郭座標との比較が行わ
れ、走査位置がいずれかのチツプ領域の有効領域
内であるか調べられる。

有効領域内であれば、ステツプ112において、
その異物が属するチツプ領域に対応した異物サイ
ズレジスタ３４ａに保持されている異物サイズ
（判定コード）と、現在検出された有効異物のサ
イズ（判定コード）との大小比較が行われる。現
在検出された有効異物のサイズのほうが大きけれ
ば、そのサイズ（判定コード）が、その異物サイ
ズレジスタ３２ａに改めて設定され（ステツプ
113）、ステツプ106に戻る。そうでなければ、こ
のステツプはスキツプされる。

ステツプ108において異物のコードでないと判
定された場合、または、ステツプ110においてチ
ツプ領域の有効領域でないと判定された場合、ス
テツプ114に進む。このステツプにおいては、走
査位置情報と座標テーブル３４ｂに記憶されてい
る走査終了座標とが比較され、走査終了の判定が
行われる。終了でなければ、ステツプ106に戻る
が、終了ならばステツプ116に進む。

このように、検出された異物のうち、チツプ領
域の有効領域内の異物だけが抽出され、その最大
サイズがチツプ領域毎に検出される。換言すれ
ば、チツプ領域の有効領域外で検出された異物、
つまりチツプ領域の周辺部および半導体ウエハの
周辺部で検出された異物はマスキングされ、サイ
ズ判定の対象から除外される。

ステツプ116において、駆動制御回路２８にし
て走査停止指令が送られ、移動ステージ機構１２
は停止させられる。

次のステツプ118において、マイクロプロセツ
サ３２は、座標テーブル３４ｂに記憶されている
座標情報に従い、半導体ウエハの輪郭パターンと
各チツプ領域の輪郭パターンを画像メモリ５２上
に生成する。

この処理が終わると、チツプ領域毎の有効異物
の最大サイズを示すパターンを表示処理が開始す
る。

ステツプ120において、一群の異物サイズレジ
スタ３４ａの最初のレジスタから有効異物の最大
サイズがマイクロプロセツサ３２に読み込まれ、
そのサイズを示す数字パターンが生成されて画像
メモリ４５に対応チツプ領域位置に書き込まれ
る。ただし、異物サイズレジスタの値がゼロの場
合、つまり対応のチツプ領域に有効異物が検出さ
れない場合、そのパターンは生成されない。

最後の異物サイズレジスタ３４ａまで同様の処
理が実行されると、ステツプ122で終了と判定さ
れ、処理を終了する。

このようにして、デイスプレイユニツト５０の
画面には、第３図に示すような異物マツプが表示
される。この図において、６０は半導体ウエハの
輪郭パターン、６２はチツプ領域の輪郭パターン
である。６４はチツプ領域における有効異物の最
大サイズを示す数字パターンである。

このような異物マツプによれば、各チツプ領域
に対応して、その有効領域内の最大異物サイズを
把握し、各チツプ領域を利用可能であるか否かを
容易に判断できる。

以上、一実施例について説明したが、この発明
はそれぞれに限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲内で様々に変形して実施できる
ものである。

例えば、前記実施例においては、異物マツプを
デイスプレイ画面に表示したが、プリントアウト
してもよい。

前記実施例においては、半導体ウエハの輪郭パ
ターンも表示したが、必ずしも表示しなくともよ
い。

前記実施例においては、異物の判定データの読
込みの都度、チツプ有効領域内の異物の抽出（そ
れ以外の異物のマスキング）を行つている。しか
し、検出された異物を無条件に記憶し、後に有効
異物の抽出処理を一括して行うこともできる。

前記実施例においては、半導体ウエハ表面の
XY走査を行つたが、螺旋走査を行つてもよい。

さらに、前記実施例においては、半導体ウエハ
のＸ、Ｙ方向および回転方向の位置ずれがないと
して説明したが、そのような位置ずれを考慮する
必要がある場合は、適当な処理段階で異物検出位
置の補正処理を行えばよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、ウエ
ハ異物検査装置は、被検査面上の異物を検出する
手段と、被検査面内の区画を示すパターンをデイ
スプレイ画面またはパリント紙に出力される手段
と、検出された異物のうち区画の有効領域内の異
物だけを有効異物として抽出する手段と、区画毎
に有効異物の最大サイズを検出する手段と、各区
画毎の有効異物の最大サイズを示すパターンをデ
イスプレイ画面またはプリント紙に前記区画のパ
ターンと重ねて出力させる手段とを有する構成と
されるから、その異物マツプから、例えば半導体
ウエハの各チツプ領域の有効領域内の異物の半導
体ウエハ上の各チツプ領域の真に問題となる異物
の最大サイズをチツプ領域対応に把握でき、各チ
ツプ領域が利用可能であるか否こを容易に判断で
きるなど、従来装置の問題点を解消した異物検査
装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明によるウエハ異物検査装置
の概要図、第２図は処理制御部の処理および制御
を説明するための概略フローチヤート、第３図は
異物マツプの説明図である。 １０……観測部、１４……半導体ウエハ、１２
……移動ステージ機構、１６，１８……Ｓ偏光レ
ーザ発振器、２４……ホトマルチプライヤ、２６
……レベル比較回路、３０……処理制御部、３２
……マイクロプロセツサ、３４……メモリ、３４
ａ……異物サイズレジスタ、３４ｂ……座標テー
ブル、５０……デイスプレイユニツト、５２……
コントローラ、５４……画像メモリ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ウエハ上に光ビームを照射してその反射光を
   受光して異物の情報を電気信号として送出する異
   物検出光学系と、この異物検出光学系から前記電
   気信号を受けて異物を検出し、データ処理をして
   デイスプレイ画面あるいはプリント紙に検出され
   た前記異物を表示する処理を行う処理装置とを備
   えるウエハ異物検査装置において、前記処理装置
   は、前記ウエハ上に区画されたチツプ領域のパタ
   ーンを前記デイスプレイ画面または前記プリント
   紙に出力させる出力手段と、検出された異物のう
   ち前記チツプ領域内の異物だけを有効異物として
   抽出する手段と、抽出された前記有効異物につい
   て各前記チツプ領域毎にその最大サイズを検出す
   る手段と、検出された前記最大サイズについて各
   前記チツプ領域毎に前記最大サイズを示す数値パ
   ターンを前記デイスプレイ画面または前記プリン
   ト紙に前記チツプ領域のパターンと重ねて前記出
   力手段に出力させる手段とを有することを特徴と
   するウエハ異物検査装置。